CN115646144B - 一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，对环氧乙烷灭菌柜内废气进行处理，处理装置包括风机、回收组件、进气管、回液管、尾气管，风机从灭菌柜抽取气体，风机出口通过进气管连接回收组件，回收组件内气体压力高于灭菌柜内温度对应的环氧乙烷饱和蒸汽压，回收组件朝外还分别设置回液管和尾气管，回液管将回收组件内液体导流回灭菌柜，尾气管将回收组件内气体排出。改变灭菌柜出流废气的压力状态来液化高浓度环氧乙烷废气，在回收组件内回收大部分的环氧乙烷并使其回流到灭菌柜内让其保持高浓度的杀菌氛围，较低浓度的尾气在水箱富集并经历一定时间后加热析出进行回流。
Description
技术领域
本发明涉及环氧乙烷灭菌废气处理技术领域，具体为一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置。
背景技术
在民用、工业等多种场景下有消毒杀菌的需求，消毒一般有物理、化学等等方式，其中，全覆盖低温灭菌技术中，环氧乙烷是最重要的一种方式，使用室温或者低温状态下的高浓度环氧乙烷气体与待消毒物质接触进行消毒。
高浓度的环氧乙烷气体消毒后浓度降低而消毒性能下降，如何保持较高的环氧乙烷气体浓度是消毒系统中的较为核心的问题，并且，废气中含有较多量的环氧乙烷，尽管消毒性能下降，但是仍然具有较大的毒性以及污染，直接进行化学反应去除则资源存在较大浪费，所以，现有技术中环氧乙烷消毒设备开始往废气处理再利用上考虑，目前仅仅是设置一些收集结构，废气存放起来再统一进行反应提取与分离，涉及到很多的工序工步。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，对环氧乙烷灭菌柜内废气进行处理，处理装置包括风机、回收组件、进气管、回液管、尾气管，风机从灭菌柜抽取气体，风机出口通过进气管连接回收组件，回收组件内气体压力高于灭菌柜内温度对应的环氧乙烷饱和蒸汽压，回收组件朝外还分别设置回液管和尾气管，回液管将回收组件内液体导流回灭菌柜，尾气管将回收组件内气体排出。
回收组件内压力高于环氧乙烷的饱和蒸气压，会让环氧乙烷气体在回收组件内液化，而消毒废气中产生的二氧化碳，水蒸气等气体在气体组分中比例较低，在总气体中的分压较小，该分压很难大于回收组件内温度对应的二氧化碳、水蒸气饱和蒸气压，因此，只有大部分的环氧乙烷在回收组件内液化，其余组分则是保持气体状态而从尾气管向后续排放，液态的环氧乙烷经由回液管回流灭菌柜，压力降低成为气态，重新提高灭菌柜内环氧乙烷的浓度，保持杀菌性能。
进一步的，回收组件包括壳体、浮体、止回结构，壳体包括存液罐和出气壳，出气壳设置到存液罐上部，存液罐顶部侧壁连接进气管，存液罐底部侧壁上设置出液孔，
浮体浮动设置在存液罐内，浮体浮动到下极限位置时遮挡出液孔，浮体浮动到上极限位置时不遮挡出液孔，
存液罐内腔与出气壳内部通道连通，出气壳远离存液罐的一端连接尾气管，出气壳内设置止回结构，止回结构的流通方向是从存液罐往尾气管，止回结构具有开启阻力。
浮体位置由存液罐内液体量决定，风机能够抽吸灭菌柜内气体增压注入存液罐内，在回收组件内环氧乙烷液化停留在存液罐内底部，液位升高后，浮体上浮打开出液孔，液体环氧乙烷回流后也会下降，浮体下落遮挡出液孔，即，出液孔只允许液体过流，止回结构具有开启阻力，从而能够让存液罐内能够“憋住”压力。
进一步的，浮体包括浮球、升降板、中轴、换位球、簧片，的存液罐内壁上下表面分别设置处于同一竖直线上的导向孔，中轴竖直滑动设置在导向孔内，中轴上设置浮球，浮球侧面固定升降板，升降板与存液罐内壁侧面滑动接触，簧片设置到存液罐内壁顶部中央，簧片为波浪状，换位球设置到中轴上并被簧片夹住，浮球完全浸入液体后产生的浮力大于簧片被换位球挤开所需的力。
浮球浸入环氧乙烷液体中，当进气管注入更多的气体并液化时，液位升高，当浮力足以让换位球挤开簧片时，中轴及其上所连接的浮球、换位球均上浮，升降板也上浮打开出液孔，然后液体从出液孔流出，液位下降，浮力缩小一定程度后，中轴及其上所连接部件的整体重力大于换位球挤开簧片的力，中轴及其上所连接部件整体下降，升降板封堵出液孔完成该周期的排液动作。
进一步的，止回结构包括堵球、弹簧和控力杆，出气壳上设置穿杆孔，出气壳与存液罐连接的一端内表面设置锥形面，锥形面锥尖朝向存液罐，控力杆与穿杆孔螺纹连接，控力杆底部抵住弹簧，弹簧下端将堵球朝锥形面挤压。
当需要调整止回结构开启阻力时，可以转动控力杆来调整其旋入出气壳内的深度，以调整弹簧的压缩程度，压缩量大，则弹簧预紧力大，止回结构开启力更大，存液罐内可以达到更大的压力状态，根据灭菌柜内杀毒时的不同状况，从进气管进入存液罐内的气体组分含量不尽相同，环氧乙烷在气体混合物的不同比例造成其总气体压力下的分压不等，环氧乙烷分压大于其存液罐内温度对应的饱和蒸气压才能够进行液化，所以，存液罐内压力决定了最终从尾气管离开的气体中未液化的环氧乙烷比例，增加存液罐内压力可以减少该比例，但存液罐内无法无限提升压力。
进一步的，回收组件还包括截液网，截液网安装在存液罐和出气壳的连接处。
截液网用作截留已经液化但未落入存液罐底部混入液体池的环氧乙烷，气体具有流速，会对雾状液体有裹带作用，而截液网则将从气体转为液态的雾滴截留，汇集一定量后滴落到存液罐内。
进一步的，截液网为锥形且锥尖朝下。锥形的截液网以更大的面积截留雾状液滴，然后更容易在锥尖处汇集并滴落。
进一步的，处理装置还包括水箱、回气管、废气管和电磁阀，水箱内注入水，尾气管插入水箱内水中，回气管一端连接水箱上壁面、另一端连接回灭菌柜，废气管一端连接在水箱上壁面、另一端连接火炬，水箱底部带有加热结构，回气管和废气管上均设置电磁阀。
利用水体做低浓度环氧乙烷的富集回收处理，正常状态下废气管上电磁阀打开，回气管上电磁阀关闭，环氧乙烷在水箱中溶解并停留，一定周期后切换两个气管上电磁阀的开关状态，打开回气管，然后加热水箱内水让溶解的环氧乙烷析出回流灭菌柜，然后再次切换两个气管上电磁阀状态，尾气管排出的是进一步降低浓度后的无用废气，主要包括低浓度环氧乙烷、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气等，作为有害物质，连接火炬系统进行完全燃烧，充分变成二氧化碳和水蒸气。
进一步的，处理装置还包括温度探头、执行器、信号线，温度探头设置在存液罐内的顶部，执行器设置在出气壳外壁上，执行器与控力杆端部传动连接，温度探头将温度信息经由信号线传递给执行器和风机。
当存液罐内温度升高时，环氧乙烷对应饱和蒸气压增大，需要更大的压力来将其液化，止回结构也需要调配出更大的开启力，当然，更大的压力对应的压缩热以及液化释放的热量均会使得存液罐内气体温度升高，这部分的温度升高不作为调整风机功率以及调整止回结构开启力的因素。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过改变灭菌柜出流废气的压力状态来液化高浓度环氧乙烷废气，在回收组件内回收大部分的环氧乙烷并使其回流到灭菌柜内让其保持高浓度的杀菌氛围，较低浓度的尾气在水箱富集并经历一定时间后加热析出进行回流，进一步回收尾气中的环氧乙烷组分，从废气管排出的废气为低浓度无法使用的废气，不造成资源浪费。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明在灭菌柜上的使用流程示意图；
图2是本发明回收组件处的结构示意图；
图3是图2中的视图A；
图4是本发明设置温度探头、执行器时的动作逻辑信号传递示意图；
图中：1-风机、2-回收组件、21-壳体、211-存液罐、2111-出液孔、2112-导向孔、212-出气壳、2121-穿杆孔、22-浮体、221-浮球、222-升降板、223-中轴、224-换位球、225-簧片、23-止回结构、231-堵球、232-弹簧、233-控力杆、24-截液网、3-水箱、41-进气管、42-回液管、43-尾气管、44-回气管、45-废气管、5-电磁阀、61-温度探头、62-执行器、63-信号线、9-灭菌柜。
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。
一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，对环氧乙烷灭菌柜9内废气进行处理，处理装置包括风机1、回收组件2、进气管41、回液管42、尾气管43，风机1从灭菌柜9抽取气体，风机1出口通过进气管41连接回收组件2，回收组件2内气体压力高于灭菌柜9内温度对应的环氧乙烷饱和蒸汽压，回收组件2朝外还分别设置回液管42和尾气管43，回液管42将回收组件2内液体导流回灭菌柜9，尾气管43将回收组件2内气体排出。
如图1所示，回收组件2内压力高于环氧乙烷的饱和蒸气压，会让环氧乙烷气体在回收组件2内液化，而消毒废气中产生的二氧化碳，水蒸气等气体在气体组分中比例较低，在总气体中的分压较小，该分压很难大于回收组件2内温度对应的二氧化碳、水蒸气饱和蒸气压，因此，只有大部分的环氧乙烷在回收组件2内液化，其余组分则是保持气体状态而从尾气管43向后续排放，液态的环氧乙烷经由回液管42回流灭菌柜，压力降低成为气态，重新提高灭菌柜内环氧乙烷的浓度，保持杀菌性能。
回收组件2包括壳体21、浮体22、止回结构23，壳体21包括存液罐211和出气壳212，出气壳212设置到存液罐211上部，存液罐211顶部侧壁连接进气管41，存液罐211底部侧壁上设置出液孔2111，
浮体22浮动设置在存液罐211内，浮体22浮动到下极限位置时遮挡出液孔2111，浮体22浮动到上极限位置时不遮挡出液孔2111，
存液罐211内腔与出气壳212内部通道连通，出气壳212远离存液罐211的一端连接尾气管43，出气壳212内设置止回结构23，止回结构23的流通方向是从存液罐211往尾气管43，止回结构23具有开启阻力。
如图2所示，浮体22位置由存液罐211内液体量决定，风机1能够抽吸灭菌柜9内气体增压注入存液罐211内，在回收组件2内环氧乙烷液化停留在存液罐211内底部，液位升高后，浮体22上浮打开出液孔2111，液体环氧乙烷回流后也会下降，浮体22下落遮挡出液孔2111，即，出液孔2111只允许液体过流，止回结构23具有开启阻力，从而能够让存液罐211内能够“憋住”压力。
浮体22包括浮球221、升降板222、中轴223、换位球224、簧片225，的存液罐211内壁上下表面分别设置处于同一竖直线上的导向孔2112，中轴223竖直滑动设置在导向孔2112内，中轴223上设置浮球221，浮球221侧面固定升降板222，升降板222与存液罐211内壁侧面滑动接触，簧片225设置到存液罐211内壁顶部中央，簧片225为波浪状，换位球224设置到中轴223上并被簧片225夹住，浮球221完全浸入液体后产生的浮力大于簧片225被换位球224挤开所需的力。
如图2、3所示，浮球221浸入环氧乙烷液体中，当进气管41注入更多的气体并液化时，液位升高，当浮力足以让换位球224挤开簧片225时，中轴223及其上所连接的浮球221、换位球224均上浮，升降板222也上浮打开出液孔2111，然后液体从出液孔2111流出，液位下降，浮力缩小一定程度后，中轴223及其上所连接部件的整体重力大于换位球224挤开簧片225的力，中轴223及其上所连接部件整体下降，升降板222封堵出液孔2111完成该周期的排液动作。
止回结构23包括堵球231、弹簧232和控力杆233，出气壳212上设置穿杆孔2121，出气壳212与存液罐211连接的一端内表面设置锥形面，锥形面锥尖朝向存液罐211，控力杆233与穿杆孔2121螺纹连接，控力杆233底部抵住弹簧232，弹簧232下端将堵球231朝锥形面挤压。
如图2、3所示，当需要调整止回结构23开启阻力时，可以转动控力杆233来调整其旋入出气壳212内的深度，以调整弹簧232的压缩程度，压缩量大，则弹簧232预紧力大，止回结构23开启力更大，存液罐211内可以达到更大的压力状态，根据灭菌柜9内杀毒时的不同状况，从进气管41进入存液罐211内的气体组分含量不尽相同，环氧乙烷在气体混合物的不同比例造成其总气体压力下的分压不等，环氧乙烷分压大于其存液罐211内温度对应的饱和蒸气压才能够进行液化，所以，存液罐211内压力决定了最终从尾气管43离开的气体中未液化的环氧乙烷比例，增加存液罐211内压力可以减少该比例，但存液罐211内无法无限提升压力，例如，环氧乙烷在20℃时饱和蒸气压为146kPa，原始90％的消毒气体浓度在使用后降低到70％的浓度，在20℃的温度下，需要146/0.7＝208.6kPa的压力才能开始使之液化，要让其降低到30％的低浓度，则需要146/0.3＝487kPa的压力，一般风机或气体压缩机可以达到10个大气压1000kPa左右，能过满足使用，但如果要达到最大压力时，所能处理的气体量则显著减小，在使用时可以折中处理。
回收组件2还包括截液网24，截液网24安装在存液罐211和出气壳212的连接处。
如图4所示，截液网24用作截留已经液化但未落入存液罐211底部混入液体池的环氧乙烷，气体具有流速，会对雾状液体有裹带作用，而截液网24则将从气体转为液态的雾滴截留，汇集一定量后滴落到存液罐211内。
截液网24为锥形且锥尖朝下。
如图4所示，锥形的截液网24以更大的面积截留雾状液滴，然后更容易在锥尖处汇集并滴落。
处理装置还包括水箱3、回气管44、废气管45和电磁阀5，水箱3内注入水，尾气管43插入水箱3内水中，回气管44一端连接水箱3上壁面、另一端连接回灭菌柜9，废气管45一端连接在水箱3上壁面、另一端连接火炬，水箱3底部带有加热结构，回气管44和废气管45上均设置电磁阀5。
如图1所示，利用水体做低浓度环氧乙烷的富集回收处理，正常状态下废气管45上电磁阀打开，回气管44上电磁阀关闭，环氧乙烷在水箱3中溶解并停留，一定周期后切换两个气管上电磁阀的开关状态，打开回气管44，然后加热水箱3内水让溶解的环氧乙烷析出回流灭菌柜9，然后再次切换两个气管上电磁阀状态，尾气管45排出的是进一步降低浓度后的无用废气，主要包括低浓度环氧乙烷、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气等，作为有害物质，连接火炬系统进行完全燃烧，充分变成二氧化碳和水蒸气。
处理装置还包括温度探头61、执行器62、信号线63，温度探头61设置在存液罐211内的顶部，执行器62设置在出气壳212外壁上，执行器62与控力杆233端部传动连接，温度探头61将温度信息经由信号线63传递给执行器62和风机1。
如图4所示，当存液罐211内温度升高时，环氧乙烷对应饱和蒸气压增大，需要更大的压力来将其液化，止回结构23也需要调配出更大的开启力，当然，更大的压力对应的压缩热以及液化释放的热量均会使得存液罐211内气体温度升高，这部分的温度升高不作为调整风机1功率以及调整止回结构23开启力的因素，使用温度检测探头配合执行器自动调整止回结构23开启力等因素，不需要人工根据温度情况进行干涉。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：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，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
Claims (5)
1.一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，对环氧乙烷灭菌柜(9)内废气进行处理，其特征在于：所述处理装置包括风机(1)、回收组件(2)、进气管(41)、回液管(42)、尾气管(43)，所述风机(1)从灭菌柜(9)抽取气体，风机(1)出口通过进气管(41)连接回收组件(2)，所述回收组件(2)内气体压力高于灭菌柜(9)内温度对应的环氧乙烷饱和蒸汽压，回收组件(2)朝外还分别设置回液管(42)和尾气管(43)，所述回液管(42)将回收组件(2)内液体导流回灭菌柜(9)，所述尾气管(43)将回收组件(2)内气体排出；
所述回收组件(2)包括壳体(21)、浮体(22)、止回结构(23)，所述壳体(21)包括存液罐(211)和出气壳(212)，所述出气壳(212)设置到存液罐(211)上部，所述存液罐(211)顶部侧壁连接进气管(41)，存液罐(211)底部侧壁上设置出液孔(2111)，
所述浮体(22)浮动设置在存液罐(211)内，浮体(22)浮动到下极限位置时遮挡出液孔(2111)，浮体(22)浮动到上极限位置时不遮挡出液孔(2111)，
所述存液罐(211)内腔与出气壳(212)内部通道连通，所述出气壳(212)远离存液罐(211)的一端连接尾气管(43)，所述出气壳(212)内设置止回结构(23)，所述止回结构(23)的流通方向是从存液罐(211)往尾气管(43)，所述止回结构(23)具有开启阻力；
所述浮体(22)包括浮球(221)、升降板(222)、中轴(223)、换位球(224)、簧片(225)，所述的存液罐(211)内壁上下表面分别设置处于同一竖直线上的导向孔(2112)，所述中轴(223)竖直滑动设置在导向孔(2112)内，所述中轴(223)上设置浮球(221)，所述浮球(221)侧面固定升降板(222)，所述升降板(222)与存液罐(211)内壁侧面滑动接触，所述簧片(225)设置到存液罐(211)内壁顶部中央，簧片(225)为波浪状，所述换位球(224)设置到中轴(223)上并被簧片(225)夹住，所述浮球(221)完全浸入液体后产生的浮力大于簧片(225)被换位球(224)挤开所需的力；
所述止回结构(23)包括堵球(231)、弹簧(232)和控力杆(233)，所述出气壳(212)上设置穿杆孔(2121)，出气壳(212)与存液罐(211)连接的一端内表面设置锥形面，锥形面锥尖朝向存液罐(211)，所述控力杆(233)与穿杆孔(2121)螺纹连接，控力杆(233)底部抵住弹簧(232)，所述弹簧(232)下端将堵球(231)朝锥形面挤压。
2.根据权利要求1所述的一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，其特征在于：所述回收组件(2)还包括截液网(24)，所述截液网(24)安装在存液罐(211)和出气壳(212)的连接处。
3.根据权利要求2所述的一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，其特征在于：所述截液网(24)为锥形且锥尖朝下。
4.根据权利要求1所述的一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，其特征在于：所述处理装置还包括水箱(3)、回气管(44)、废气管(45)和电磁阀(5)，所述水箱(3)内注入水，所述尾气管(43)插入水箱(3)内水中，所述回气管(44)一端连接水箱(3)上壁面、另一端连接回灭菌柜(9)，所述废气管(45)一端连接在水箱(3)上壁面、另一端连接火炬，所述水箱(3)底部带有加热结构，所述回气管(44)和废气管(45)上均设置电磁阀(5)。
5.根据权利要求1所述的一种环氧乙烷灭菌柜的废气循环利用处理装置，其特征在于：所述处理装置还包括温度探头(61)、执行器(62)、信号线(63)，所述温度探头(61)设置在存液罐(211)内的顶部，所述执行器(62)设置在出气壳(212)外壁上，执行器(62)与控力杆(233)端部传动连接，所述温度探头(61)将温度信息经由信号线(63)传递给执行器(62)和风机(1)。
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