CN113082235B - 一种双机位扫描窗冷链杀菌系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷链杀菌领域，公开了一种双机位扫描窗冷链杀菌系统及方法。本发明发明的扫描窗偏转装置，可以将电子束流在一定方向上实现偏转，偏转的角度经过计算，电子束流经过引出后，可以覆盖正方体的六个面。本装置可以彻底杀灭冷链产品外表面和产品内部分深度的活性新冠病毒和其他活性病毒，保护国内人民健康。并且是无损、快速处理。

Description

一种双机位扫描窗冷链杀菌系统及方法

技术领域

本发明属于冷链杀菌领域，应用于海关进出口冷链货物的消毒杀菌处理。保税区冷链产品的消毒杀菌处理，具体涉及一种双机位扫描窗冷链杀菌的方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

针对当前新冠病毒持续传播，并且国内多次发现通过冷链传播新冠病毒，海关急需针对当前疫情的杀灭病毒处理设备。

目前常采用杀菌方式：1、喷淋。2、辐照杀菌。

其中，喷淋杀菌存在一下缺点：

1.1、产品包材内表面无法杀菌消毒。

1.2产品外表面无法全部覆盖。

1.3效率低。进口冷链产品数量多，处理量大，喷淋后的产品需要一定时间干燥，无法及时、迅速、大量的处理冷链产品。

1.4喷淋的有机溶剂会对部分产品有不良影响，并且有残留部分消毒剂，不能被食品企业接受。

1.5因此喷淋只能作为暂时的处理方法，无法长期大规模的应用和推广。

1.6喷淋后的产品外表面会污损。

对于传统意义上的辐照灭菌，发明人发现：扫描窗口是垂直向下照射或者水平方向照射。不能全部覆盖正方体的六个面，杀菌的全面性和均匀性仍有待提高。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种双机位扫描窗冷链杀菌的方法。本发明发明的扫描窗偏转装置，可以将电子束流在一定方向上实现偏转，偏转的角度经过计算，电子束流经过引出后，可以覆盖正方体的六个面。本装置可以彻底杀灭冷链产品外表面和产品内部分深度的活性新冠病毒和其他活性病毒，保护国内人民健康。并且是无损、快速处理。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种双机位扫描窗冷链杀菌系统，包括：传输机构、电子加速器；两台电子加速器分别位于传输机构的两侧，一前一后设置，所述电子加速器发射的电子束流与在传输机构运输的货物的三个面相交，两台电子加速器的电子束流的沿中心轴的偏转角度相同、且都向传输机构侧偏转；所述传输机构上还依次设置有翻转机构；所述翻转机构位于两台电子加速器之间。

本发明采用两台直线型10Mev，20kw电子加速器，采用外加聚焦原件(螺旋线圈)来取得径向电子束流运动的稳定性，高能电子束流在一个与它垂直的磁场里面，受到特定计算后产生的洛伦兹力作用，电子束流实现特定角度的偏转，偏转角度54.76度，曲率半径为500毫米。经过偏转磁铁引导，扫描窗引出的束流，扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度，确保电子束流平面与正方形的中心线是垂直方向。并且通过特别设计传输机构，经过两次翻转传输装置，将产品翻转180度，可以保证冷链产品的六个面都被射线覆盖到，并且辐照扫描窗机头的角度可以确保冷链产品受到的辐照剂量均匀，杀菌效果一致。确保冷链产品的内外表面被全部均匀的受到电子束射线照射，达到杀灭新冠病毒的目的。

本发明的第二个方面，提供了一种双机位扫描窗冷链杀菌的方法，包括：

将货物置于传输机构，由传输机构带动其向前运动，经过第一台电子加速器的辐照区域，货物朝向第一台电子加速器的三个面被照射；然后，货物经过翻转机构被翻转半圈，再进入第二台电子加速器的辐照区域，货物的另外三个面被照射，完成杀菌处理。

本发明采用直线电子加速器双机头扫描窗设计，并且通过特别设计传输机构，实现冷链产品的翻转180度角度。可以保证冷链产品的六个面都被射线覆盖到，并且辐照机头的角度可以确保冷链产品收到的辐照剂量均匀，杀菌效果一致。

本发明的第三个方面，提供了任一上述的系统在食品、医疗、卫生、环保、运输以及智能巡检领域中的应用。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明可以对冷链产品包材内外表面都能进行杀菌消毒。

(2)效率高，每天处理量大概在300吨。

(3)不会对产品包装有破坏，辐照灭菌后，产品内外表面没有任何残留。

(4)无接触。工作人员不用接触未杀灭病毒的冷链产品。

(5)彻底的杀灭新冠病毒。杀灭病毒效果彻底，不会残留隐患。

(6)冷链产品外表面不残留任何消毒剂。

(7)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为电子束偏转原理示意图；

图2为本发明实施例1中双机位扫描窗冷链杀菌系统的俯视图；

图3为本发明实施例1中双机位扫描窗冷链杀菌系统的侧视图；

图4为本发明实施例1中双机位扫描窗冷链杀菌系统的主视图；

图5为本发明实施例1中产品未辐照状态图；

图6为本发明实施例1中产品第一次辐照图；

图7为本发明实施例1中产品经过第一次翻转图；

图8为本发明实施例1中产品经过第二次翻转图；

图9为本发明实施例1中产品经过第二次辐照图；

其中，1.第一台电子加速器、2.第二台电子加速器、3.传输机构、4.翻转机构、5货物。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明采用两台直线型10Mev，20kw电子加速器，采用外加聚焦原件(螺旋线圈)来取得径向电子束流运动的稳定性，高能电子束流在一个与它垂直的磁场里面，受到特定计算后产生的洛伦兹力作用，电子束流实现特定角度的偏转，偏转角度54.76度，曲率半径为500毫米。经过偏转磁铁引导，扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度，确保电子束流平面与正方形的中心线是垂直方向。并且通过特别设计传输机构，经过两次翻转传输装置，将产品翻转180度，可以保证冷链产品的六个面都被射线覆盖到，并且辐照扫描窗机头的角度可以确保冷链产品受到的辐照剂量均匀，杀菌效果一致。确保冷链产品的外表面被全部均匀的受到电子束射线照射，达到杀灭新冠病毒的目的。

具体的，本发明的实施方案如下：

1、两台直线型10Mev，20kw电子加速器，经过偏转磁铁引导，扫描窗引出的束流，扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度。

2、需要建设一座屏蔽室厂房，放置两台电子加速器。

3、从阴极发射的电子在电子枪阳极高压加速的作用下形成均匀的电子束流,它穿过一系列谐振腔加速后到达收集极。当有高频信号(激励源)馈送到输入腔,并与腔谐振时,将在输入腔中激起高频振荡。电子束流穿过输入腔的间隙时,受到高频场的作用,在正半周穿过间隔的电子受到减速,而负半周穿过间隔的电子受到加速,即受到速度的调制(速调管的名称由此而来),使得电子丛流中的电子变得有快有慢。电子束流在飘移管继续前进的过程中,快电子会逐渐赶上慢电子,使电子束流中的电子分布疏密不均匀,这种现象称为群联。群聚的电子束流穿过第二个谐振腔时,将在腔内感应起高频电场。由于第二腔也调谐在工作频率,电子束流受到更强的速度谋制,感应电流将激起比第一腔更强的高频振荡输射场,当电子流进人第三腔.第四腔(输出腔)时,激起一次比一次更强的高频振荡。振荡的能量以微波的形式通过输出腔的耦合机构传导到输出波导,再通过输出窗输出。输出的电子束流通过特定角度的扫描窗，照射产品，达到灭菌消毒的目的。

4、需要一条能够调节速度的传输链。

5、需要一套翻转装置，能够将物体翻转180度角度。

6、需要配置两套电子加速器装置。并且扫描窗设置特定的角度。(扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度)。

7、传输链运行速度设定在3米/分钟，电子加速器功率设定在10Mev，15kw下运行。

在一些实施例中，偏转磁铁的设计。需要精确计算偏转磁铁产生的洛伦兹力大小，然后产生特定偏转角度的电子束流。设置方法：双侧使用电磁铁，中间填充磁厄，磁厄之间有确定的磁感线强度，能使10Mev的电子束偏转54.76度。

在一些实施例中，辐照扫描盒位置和角度(机头位置)。两台直线型10Mev，20kw电子加速器，采用外加聚焦原件(螺旋线圈)来取得径向运动的稳定性，高能电子束流在一个与它垂直的磁场里面，受到特定计算后产生的洛伦兹力作用，实现偏转，偏转角度54.76度，曲率半径为500毫米，经过偏转磁铁引导，扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度，确保电子束流平面与正方形的中心线是垂直方向的。

在一些实施例中，传送带速度在3米/分条件下，产品经过二次翻转后，通过两个扫描窗照射。

在一些实施例中，电子加速器设备运行参数设置是：10Mev，15kw。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

本发明采用两台直线型10Mev，20kw电子加速器，采用外加聚焦原件(螺旋线圈)来取得径向电子束流运动的稳定性，高能电子束流在一个与它垂直的磁场里面，受到特定计算后产生的洛伦兹力作用，电子束流实现特定角度的偏转，偏转角度54.76度，曲率半径为500毫米。经过偏转磁铁引导，扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度，确保电子束流平面与正方形的中心线是垂直方向。并且通过特别设计传输机构，经过两次翻转传输装置，将产品翻转180度，可以保证冷链产品的六个面都被射线覆盖到，并且辐照扫描窗机头的角度可以确保冷链产品受到的辐照剂量均匀，杀菌效果一致。确保冷链产品的外表面被全部均匀的受到电子束射线照射，达到杀灭新冠病毒的目的，如图1所示。工作原理是：用电子束进行辐照的电子束来自电子加速器。电子束从电子枪发射出来后,在加速管内受到轴向高频电场(或准稳恒电场)的加速作用,将电子能量提高到额定值,然后经磁铁偏转扫描,通过特定计算后产生的洛伦兹力作用，偏转特定角度，通过钛窗引出发射。

具体过程如下:从阴极发射的电子在电子枪阳极高压加速的作用下形成均匀的电子束流,它穿过一系列谐振腔加速后到达收集极。当有高频信号(激励源)馈送到输入腔,并与腔谐振时,将在输入腔中激起高频振荡。电子束流穿过输入腔的间隙时,受到高频场的作用,在正半周穿过间隔的电子受到减速,而负半周穿过间隔的电子受到加速,即受到速度的调制(速调管的名称由此而来),使得电子丛流中的电子变得有快有慢。电子束流在飘移管继续前进的过程中,快电子会逐渐赶上慢电子,使电子束流中的电子分布疏密不均匀,这种现象称为群联。群聚的电子束流穿过第二个谐振腔时,将在腔内感应起高频电场。由于第二腔也调谐在工作频率,电子束流受到更强的速度谋制,感应电流将激起比第一腔更强的高频振荡输射场,当电子流进人第三腔.第四腔(输出腔)时,激起一次比一次更强的高频振荡。振荡的能量以微波的形式通过输出腔的耦合机构传导到输出波导,再通过输出窗输出。输出的电子束流通过特定角度的扫描窗，照射产品，达到灭菌消毒的目的。

一种双机位扫描窗冷链杀菌系统，包括：传输机构、电子加速器；两台电子加速器分别位于传输机构的两侧，一前一后设置，所述电子加速器发射的电子束流与在传输机构运输的货物的三个面相交，两台电子加速器的电子束流的沿中心轴的偏转角度相同、且都向传输机构侧偏转；所述传输机构上还依次设置有翻转机构；所述翻转机构位于两台电子加速器之间。

双机头冷链杀菌设备三视图：

1、俯视图如图2所示，

2、侧视图如图3所示，

3、主视图如图4所示。

工作过程如下图所示：

1、将货物置于传输机构，由传输机构带动其向前运动，产品未辐照状态。如图5所示。

2、产品经过第一电子加速器的辐照区域进行第一次辐照，产品的六个面，被照射了三个面。如图6所示。

3、产品经过第一翻转机构，被第一次翻转90°。如图7所示。

4、产品经过第二翻转机构，已经转动180°。如图8所示。

5、产品经过第二电子加速器的辐照区域进行第二次辐照。已经辐照完剩余的三个面。如图9所示。达到完全消毒杀菌的目的。

在一些具体实施的方案，所述电子束流在水平面上沿x轴偏转30°～60°，在竖直平面上沿z轴偏转40°～70°；通过使电子束偏转特定角度，保证货物的三个面可以被同时照射。

在一些具体实施方案中，扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度。经过反复研究发现：对于正方形货物，采用该偏转角度，产品的三个面都被射线覆盖到，并且辐照扫描窗机头的角度可以确保冷链产品受到的辐照剂量均匀，杀菌效果一致。

在一些具体实施方案中，所述翻转机构为十字翻转架，结构简单，可以借助传送带上货物自身的惯性实现翻转。

在一些具体实施方案中，所述十字翻转架，由第一翻转件、第二翻转件十字相交而成，以十字中心为轴转动。第一翻转件、第二翻转件为块状的，可以将货物整体托起。

在一些具体实施方案中，所述翻转机构设置有偶数个，但不包括零，以使货物翻转180°，通过双机位扫描实现六个面的全部照射。

在一些具体实施方案中，所述传输机构为传送带，结构简单，技术成熟，便于产业化生产。

在一些具体实施方案中，所述双机位扫描窗冷链杀菌系统在屏蔽室内运行，优选的，为混凝土屏蔽室，以减少设备运行过程中对外界的辐射损失和破坏，保证运行的安全性。

在一些具体实施方案中，所述电子加速器外设有聚焦线圈，来取得径向电子束流运动的稳定性。

实施例2：

1、建设一座符合设计要求的混凝土屏蔽室。等屏蔽室具备安装条件后。

2、安装两台直线电子加速器。扫描窗按照专利保护的角度进行设置：扫描窗的垂直线是三维直角坐标系的中心线方向，与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度。

3、安装符合设计要求的传输链。

4、安装符合设计要求的翻转机构。

5、调试设备，使设备功率参数达到：10Mev，20kw。然后运行在15kw条件下。

6、设置传输链速度在3米/分钟，条件下，进行运行。

7、将产品放在传输链上，进行辐照。当产品经过两个机头扫描窗照射后，产品已经被完全杀菌彻底，达到消灭病毒的效果。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种双机位扫描窗冷链杀菌系统，其特征在于，包括：传输机构、电子加速器；两台电子加速器分别位于传输机构的两侧，一前一后设置，所述电子加速器发射的电子束流与在传输机构运输的货物的三个面相交，两台电子加速器的电子束流的沿中心轴的偏转角度相同、且都向传输机构侧偏转；所述传输机构上还依次设置有翻转机构；所述翻转机构为十字翻转架，位于两台电子加速器之间，翻转机构设置有偶数个，但不包括零；所述电子束流在水平面上沿x轴偏转30°~60°，在竖直平面上沿z轴偏转40°~70°，所述电子束流与X、Y、Z轴的夹角相同，为54.76度。

2.如权利要求1所述的双机位扫描窗冷链杀菌系统，其特征在于，所述十字翻转架，由第一翻转件、第二翻转件十字相交而成，以十字中心为轴转动。

3.如权利要求1所述的双机位扫描窗冷链杀菌系统，其特征在于，所述传输机构为传送带。

4.如权利要求1所述的双机位扫描窗冷链杀菌系统，其特征在于，所述双机位扫描窗冷链杀菌系统在屏蔽室内运行。

5.如权利要求4所述的双机位扫描窗冷链杀菌系统，其特征在于，所述屏蔽室为混凝土屏蔽室。

6.如权利要求1所述的双机位扫描窗冷链杀菌系统，其特征在于，所述电子加速器外设有聚焦线圈。

7.一种使用1-6任一项所述的系统的方法，其特征在于，包括：

将货物置于传输机构，由传输机构带动其向前运动，经过第一台电子加速器的辐照区域，货物朝向第一台电子加速器的三个面被照射；然后，货物经过翻转机构被翻转180°，再进入第二台电子加速器的辐照区域，货物的另外三个面被照射，完成杀菌处理。

8.权利要求1-6任一项所述的系统在食品、医疗、卫生、环保、运输以及智能巡检领域中的应用。

Images