CN113855818B - 一种便携静电负载微生物灭活装置及置物套件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携静电负载微生物灭活装置。该装置包括：箱体结构、支架结构、电源系统、置物套件和控制系统。箱体结构包括底座、外壳结构和接地装置。外壳本体包括外壳外层保护层、外壳中层绝缘层和外壳内层导电内层。支架结构用于支撑置物套件。置物套件，内部用于放置目标物品，大小及形状根据目标物品的大小及形状确定，由高压静电负载织物裁制而成。置物套件上设置有外接套件连接头，外接套件连接头通过外壳内层导电内层的电源插口与高压静电源连接。外壳内层导电内层通过开关功能部件与接地装置连接，接地装置还与高压静电源所设地线连接。本发明提供的高压静电微生物灭活装置具有安全高效、低耗能、便携且无二次污染的特点。

Description

一种便携静电负载微生物灭活装置及置物套件

技术领域

本发明涉及消毒、灭菌技术领域，特别是涉及一种便携静电负载微生物灭活装置及置物套件。

背景技术

目前，致病微生物灭活技术包括紫外灭活技术、高温灭活技术、臭氧灭活技术、等离子体灭活技术、超声波灭菌仪灭活技术、化学试剂灭活技术五种。

紫外灭活技术是通过紫外线破坏细胞磷脂双分子层达到灭活效果，但设备成本较高，灭活效果会随着紫外辐照设备老化而递减，紫外辐射及其所产生的臭氧都对人体有害，仅适用于无人环境；高温灭活技术通过高温使致病菌的细胞变性而达到失活效果，其高温的使用条件限制了其使用领域，不耐高温的目标物无法接受高温灭活处理，高温灭活设备要实现高温高压的运行条件，其制作要求也较高，使用时能耗也较大；臭氧灭活技术是通过氧化破坏致病微生物衣壳蛋白导致失活，但对于臭氧浓度的控制要求较高，过量的臭氧反而会成为二次污染，恶化室内环境，目前仅适用于无人环境；等离子体灭活技术是通过放电过程中的高能粒子(包括紫外光子、电子、离子、亚稳态粒子)对致病微生物表面进行活化或刻蚀，破坏其细胞结构而灭活，但等离子体设备成本及使用成本更高，使用时也会产生二次污染气体，例如臭氧；化学试剂除菌技术是利用具有杀菌效果的化学试剂进行喷洒消毒(包括低浓度甲醛、常用消毒液)，但残留的化学试剂对人体有害，需要进一步处理，流程冗长繁琐，且后处理过程能耗较大，成本高；超声波灭活技术是采用超声波灭菌仪，利用气泡破裂产生的瞬间高温高压对致病菌进行灭活，但单超声波灭菌不彻底，影响因素较多，一般只适用于液体或浸泡在液体里的物体，且处理量不大，对其潜在的安全性问题研究还不足。

针对致病微生物灭活设备，以医疗领域使用为主的灭活设备通常选择紫外灭活技术、高温灭活技术或是使用环氧乙烷对致病微生物进行灭活处理，但此类设备成本较高，占地较广，能耗较大，适用于处理大量废弃物品或大型器械，不适合家庭和个人使用。而面向家用或个人使用的小型灭活产品非常有限，目前主要包括个人卫生用品的消毒处理和面向婴幼儿用品的消毒设备。此类设备目前依然运用高温灭活技术、紫外灭活技术或是两种灭活技术的组合，过程中仍会对被消毒的物品产生一定的破坏，或产生对人体有害的气体残留在设备中，存在一定的安全隐患。

综上，现有致病微生物灭活技术还存在技术成本较高、致病微生物适用范围有限、灭活过程中产生二次污染同时对目标物品造成老化等损伤等问题。因此亟待开发一种安全、成本较低、适用范围更广，且无二次污染的灭活技术，尤其是面向家庭和个人的小型或便携设备的灭活技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携静电负载微生物灭活装置及其中的置物套件，该微生物灭活装置具有安全高效、低耗能、便携且无二次污染的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种便携静电负载微生物灭活装置，包括：箱体结构、支架结构、电源系统、置物套件以及控制系统；所述电源系统包括高压静电源；

所述箱体结构包括底座、设置于所述底座上的外壳结构、设置于所述外壳结构内部的接地装置；

所述外壳结构包括外壳本体和外壳盖体，所述外壳本体为多层结构，包括外壳外层保护层、外壳中层绝缘层和外壳内层导电内层；所述外壳盖体为按压式上盖，通过转动轴承连接于所述外壳本体的顶部；所述外壳中层绝缘层用于进行电隔离；

所述支架结构和所述置物套件设置于所述外壳结构内部，所述支架结构用于支撑所述置物套件；

所述置物套件，内部用于放置目标物品，大小及形状根据所述目标物品的大小及形状确定，由高压静电负载织物裁制而成；

所述置物套件上设置有外接套件连接头，所述外接套件连接头用于与所述外壳内层导电内层的电源插口连接，所述电源插口与所述高压静电源的连接；

所述接地装置分别与所述外壳内层导电内层以及高压静电源所设地线连接；所述外壳内层导电内层配有开关功能部件，所述外壳内层导电内层通过所述开关功能部件与所述接地装置连接，所述开关功能部件与所述控制系统控制连接。

可选的，所述支架结构为空间立体框架，用于撑开置物套件，以便于目标物品的放置，所述空间框架结构上设置有用于固定所述置物套件的固定结构。

可选的，所述高压静电微生物灭活装置还包括电源系统，所述电源系统为高压静电源，所述高压静电源通过导线连接所述外壳内层导电内层的电源插口。

可选的，所述高压静电微生物灭活装置还包括散热系统，所述散热系统用于对灭活装置进行散热。

可选的，所述高压静电微生物灭活装置还包括智能安全监测系统，所述智能安全监测系统，设置于所述箱体结构内部，用于监测所述置物套件的输出电流、输出电压和电源温度；当输出电流、输出电压和电源温度中任一参数超过对应的设定阈值时，所述控制系统切断电源供电或开启散热系统中的散热装置。

可选的，所述高压静电微生物灭活装置还包括控制显示面板；所述控制显示面板，设置于所述箱体结构外表面，用于对所述电源系统、散热系统、接地装置以及智能安全监测系统进行控制，以及显示所述智能安全监测系统的监测数值。

本发明还提供了一种上述置物套件。

根据本发明提供的具体实施例，公开了以下技术效果：本发明提供的便携静电负载微生物灭活装置采用高压静电场对目标物品上的微生物进行灭活，高压静电场灭活过程中，无高温、辐照等老化条件，对目标物损伤小。单极高压静电场不产生放电，无二次污染物产生。同时，本申请设置有产生静电场的置物套件，该置物套件具有柔性，随形性优异，其大小及形状根据目标物品的大小及形状确定，目标物品可更贴近微生物灭活核心组件，达到更好的灭活效果。此外，高压静电场可改变致病微生物的蛋白质结构、磷脂双分子层结构与基因结构，对致病微生物具有普适性，且灭活速度快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的便携静电负载微生物灭活装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的便携静电负载微生物灭活装置的又一结构示意图；

图3为本发明实施例中置物套件形状示意图。

1、底座；2、外壳结构，21、外壳外层保护层，22、外壳中层绝缘层，23、外壳内层导电层，24、电源插口，25外壳盖体；3、支架结构；4、电源系统， 41、高压静电源，42、电源线接口；5、散热系统；6、接地装置；7、智能安全监测系统；8、控制显示面板；9、置物套件，91、高压静电负载织物，92、外接套件连接头，93、套件固定杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种安全高效、低能耗、便携且无二次污染的便携静电负载微生物灭活装置及其中的置物套件。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1-图2，本申请提供了一种便携静电负载微生物灭活装置，该便携静电负载微生物灭活装置包括：箱体结构、支架结构、电源系统4、置物套件 9以及控制系统。

其中，电源系统4包括高压静电源41。

箱体结构包括底座1、设置于底座1上的外壳结构2、设置于外壳结构2 内部的接地装置6。

外壳结构2包括外壳本体和外壳盖体25，该外壳本体包括外壳外层保护层21、外壳中层绝缘层22和外壳内层导电内层23；上述外壳外层保护层21 可以采用塑料材质，具有质轻、硬度大的特点；外壳中层绝缘层22为中间层，具体可以采用介电系数大的材质(如聚偏氟乙烯)制备具有一定厚度的隔层，主要作用在于在装置工作时，将外壳结构2内的荷电结构进行隔离，以保证运行安全性；外壳内层导电内层23具有电源插口24，该电源插口24与高压静电源41连接，置物套件外部插头92通过与电源插口24连接，实现对置物套件9高压静电的施加。

上述外壳盖体25为按压式上盖，通过转动轴承连接于外壳本体的顶部。

支架结构3用于支撑置物套件9。该支架结构3为金属可折叠的空间框架结构，为置物套件9提供支撑，并用于固定置物套件9。可按需撑开置物套件 9，以便于目标物品的放置，支架结构3具有与外壳内层导电内层23上电源插口24连接的端头，可连接高压静电，辅助高压静电在置物套件9上的分布。支架结构3上的固定结构可包括置物套件9的套件固定杆93，套件固定杆93 通过插接在外壳内层导电内层23的电源插口24中实现其固定。

上述支架结构3若选用非导电材质，则该支架结构仅具有支撑套件功能；若选用导电材质，可将支架结构与外壳内层导电内层23的电源插口24连接，实现与高压静电源41的连通。

上述置物套件9的外接套件连接头92与外壳内层导电内层23上电源插口 24连接，实现了与高压静电源41的连通，使置物套件9内部形成高压静电场，实现对套件内目标物品的微生物灭活。

参见图3，置物套件9为箱式结构、包状结构或箱体内放置的片状袋式结构，内部用于放置目标物品。高压静电负载织物91为置物套件9的核心部件，采用具有高压静电负载功能的织物，织物结构可为二维或三维机织、针织、编织织物，织物的组织结构按所处理目标物品的处理需求而定。高压静电负载织物与外接套件连接头92或者套件固定杆93连接，通过外壳内层导电内层23 的电源插口24，与高压静电源41连接。

电源系统4除了包括高压静电源41外，还包括电源线接口42以及电源线；高压静电源41拥有0～40kV的高压静电的调节范围(在运行使用时，可根据被处理物的处理要求进行电压调节)。高压静电源41通过导线与电源线接口42连接，可连通外部电源插口，同时高压静电源41通过导线与置物套件9 连接，在机器运行时，给置物套件9供给高压静电。

上述接地装置6分别与外壳内层导电内层23以及高压静电源41所设地线连接。外壳内层导电内层23配有开关功能部件，外壳内层导电内层23通过该开关功能部件与接地装置6连接，上述开关功能部件受控制系统调控，具有自动断开和连接的功能。在灭活装置运行时，自动与外壳内层导电内层23断开，在运行结束后自动与外壳内层导电内层23连通，导走腔体及置物套件9可能残留的电荷，以保证使用者的安全。

在一些实施例中，上述便携静电负载微生物灭活装置还包括：散热系统5、智能安全监测系统7以及控制显示面板8。

散热系统5位于底座1后部，配有小型风扇，用于装置内各部件的散热以确保装置运作的安全性和稳定性。

智能安全监测系统7通过集成电路板连接高压静电源41及导电内层上的电源插口24，实时监测输出电压、电源电流、电源温度，并在检测数值超出设置阈值时自动断开电源或开启散热系统5中的散热装置。

控制显示面板8，设置于箱体结构外表面，与智能安全监测系统7通过射频无线传输进行交换，用于显示智能安全监测系统7的监测数值。安全监测系统8设置电源电流最高阈值、当电源电流高于预设阈值，显示屏出现电流预警提示，当电压和温度读数大于预设阈值，显示屏出现超压或高温预警提示，并自动开启断电或散热行为。

接地装置6与控制显示面板8、散热风机、智能安全监测系统7等部件连接，在灭活装置运行时，自动与外壳内层导电内层23断开，但依然保持与其他部件的连接，在运行结束后自动与外壳内层导电内层23连通，导走腔体及置物套件9可能残留的电荷，以保证使用者的安全。

本申请中置物套件的大小、形状设计可随需求或目标物品特性进行选择替换，能够更合理的安排置物空间，达到更高效的灭活效果。相较于传统的电脉冲击穿微生物(击穿电场会出现残留有害气体)，本申请高压静电场的灭活方式的作用区域更大，且产生的无击穿电场不会带来二次污染。

灭活原理如下：高压静电负载灭活机理是以高压静电负载织物为载体在连接高压静电源的基础上，于空间中构建高压静电场，致病微生物在接近高压静电负载织物的过程中，受到高压静电场的作用，表面蛋白结构、磷脂双分子层结构和基因结构遭到破坏而失去活性和复制能力，从而达到高效的灭活效果。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明以高压静电负载织物制作的置物套件作为微生物灭活核心部件，构建高压静电场，对装置内的物品进行灭菌处理。所述置物套件为柔性，随性行优，可更为接近被处理物品，可拆卸清洗后重复使用，无需更换，维护简单，成本低。

(2)本发明对致病微生物的灭活作用是基于高压静电场实现，对致病微生物的蛋白质结构、磷脂双分子层结构与基因结构均有作用，灭活速度快，范围大，且适用于多种类型的微生物结构。具体的，本发明可以在1-20min实现99.9％的灭菌率，作用范围可以扩展至套件面料前后30cm距离范围。

(3)本发明并不涉及化学成分、药物成分等抗菌成分的消耗，绿色环保。

(4)本发明中无电晕放电或辐射等可产生臭氧等有害气体的条件，安全高效，无二次污染物释放。本设备使用高压静电场，无电脉冲的产生，所以不会出现高压击穿空气从而产生臭氧等有害气体的弊端，无需后续紫外灯等的灭菌设备，避免了紫外灯导致的有害气体的产生，更安全环保。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种便携静电负载微生物灭活装置，其特征在于，包括：箱体结构、支架结构、电源系统、置物套件以及控制系统；所述电源系统包括高压静电源；

所述箱体结构包括底座、设置于所述底座上的外壳结构、设置于所述外壳结构内部的接地装置；

所述外壳结构包括外壳本体和外壳盖体，所述外壳本体为多层结构，包括外壳外层保护层、外壳中层绝缘层和外壳内层导电内层；所述外壳盖体为按压式上盖，通过转动轴承连接于所述外壳本体的顶部；所述外壳中层绝缘层用于进行电隔离；

所述支架结构和所述置物套件设置于所述外壳结构内部，所述支架结构用于支撑所述置物套件；

所述置物套件，内部用于放置目标物品，大小及形状根据所述目标物品的大小及形状确定，由高压静电负载织物裁制而成；

所述置物套件上设置有外接套件连接头，所述外接套件连接头用于与所述外壳内层导电内层的电源插口连接，所述电源插口与所述高压静电源的连接；

所述接地装置分别与所述外壳内层导电内层以及高压静电源所设地线连接；所述外壳内层导电内层配有开关功能部件，所述外壳内层导电内层通过所述开关功能部件与所述接地装置连接，所述开关功能部件与所述控制系统控制连接。

2.根据权利要求1所述的便携静电负载微生物灭活装置，其特征在于，所述支架结构为空间立体框架，用于撑开置物套件，以便于目标物品的放置，所述空间立体框架上设置有用于固定所述置物套件的固定结构。

3.根据权利要求1所述的便携静电负载微生物灭活装置，其特征在于，所述便携静电负载微生物灭活装置还包括电源系统，所述电源系统为高压静电源，所述高压静电源通过导线连接所述外壳内层导电内层的电源插口。

4.根据权利要求1所述的便携静电负载微生物灭活装置，其特征在于，所述便携静电负载微生物灭活装置还包括散热系统，所述散热系统用于对灭活装置进行散热。

5.根据权利要求4所述的便携静电负载微生物灭活装置，其特征在于，所述便携静电负载微生物灭活装置还包括智能安全监测系统，所述智能安全监测系统，设置于所述箱体结构内部，用于监测所述置物套件的输出电流、输出电压和电源温度；当输出电流、输出电压和电源温度中任一参数超过对应的设定阈值时，所述控制系统切断电源供电或开启散热系统中的散热装置。

6.根据权利要求5所述的便携静电负载微生物灭活装置，其特征在于，所述便携静电负载微生物灭活装置还包括控制显示面板；所述控制显示面板，设置于所述箱体结构外表面，用于对所述电源系统、散热系统、接地装置以及智能安全监测系统进行控制，以及显示所述智能安全监测系统的监测数值。

7.一种用于权利要求1所述的便携静电负载微生物灭活装置中的置物套件，其特征在于，所述置物套件，内部用于放置目标物品，大小及形状根据所述目标物品的大小及形状确定，由高压静电负载织物裁制而成；

所述置物套件上设置有外接套件连接头，所述外接套件连接头用于与所述外壳内层导电内层的电源插口连接，所述电源插口与所述高压静电源的连接。

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