CN1229144C - 供应产生等离子体的液体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用在等离子体消毒系统中的供液装置。该装置将产生等离子体的液体供给反应腔(1)，以便对反应腔(1)内的包在包装材料(10)内的物品进行消毒和灭菌，该装置包括：自动输送器(20)，用于通过控制直流电机(31)的转速，经过第一排放管(40)自动地输送固定的极少量产生等离子体的液体；蒸发器(24)，连接到自动输送器(20)的第一排放管(40)，并且具有用于蒸发的供给液体的第一加热器(26)；第二加热器(22)，其围绕连接在该蒸发器(24)和反应腔(1)之间的第二排放管(23)，从而防止在第二排放管(23)内的蒸发液体的任何凝结；温度控制器(25)，电气地连接第一和第二加热器(26和22)，以便控制其温度。

Description

供应产生等离子体的液体的装置

【技术领域】

本发明涉及一种供应用在等离子体消毒系统中的液体的装置，该消毒系统使用气态的等离子体对诸如医疗器械的物体表面进行消毒或者灭菌，尤其是涉及一种供应液体的装置，其能够以固定的少量的增量自动地供应产生等离子体即过氧化氢的液体。

【背景技术】

消毒和灭菌的各种方法已经用于不同种类的一次性或者重复使用的医疗设备的消毒和灭菌。在这些方法中，使用蒸汽或者干燥加热来消毒和灭菌的方法已经广泛使用。然而，这种消毒和灭菌的方法不能用来对通过这样的加热或蒸汽产生有害影响的物质进行消毒。

也已经使用氧化乙烯(EtO)气体，但是却遭来这样的缺陷，即：它在要消毒的物品上留下有毒的残留物，其对于和这些物品接触的病人可以有副作用。结果，使用这种方法，从某些消过毒的物品上去除残留的氧化乙烯需要的另外的过程也使得氧化乙烯消毒过程在费用上较高，在时间上较长。

在克服了上述缺陷的方法中，有一种在低温等离子体系统中使用过氧化氢作为活性物种前身(precursor)的方法。该方法通常以这样一种方式实施，即：要消毒和灭菌的物体首先被拿进去和气态的过氧化氢接触，作为预处理。最后使用过氧化氢等离子体对物体进行消毒和灭菌，由提供的需要的电能产生该过氧化氢等离子体，从而减少用等离子体进行消毒和灭菌所需的时间。

在上述的低温等离子体消毒系统中，用来供应过氧化氢的装置采用膜盒式箱盒(capsule type cassette)系统，其容纳一定量的过氧化氢溶液。容纳在膜中的过氧化氢溶液由一注射泵输送到溶液输送管，并且通过蒸发器将送入的液态过氧化氢溶液汽化，然后送入消毒反应器。

然而，使用上述的膜盒式箱盒系统，在完成10次消毒过程之后，用过的箱盒必须被其内带有10个膜盒的一个新的箱盒代替，因为在一次消毒过程中使用一个膜盒。另外，上述的蒸发器具有这样的缺陷：用来供应极少的固定量的液体的上述装置非常复杂且非常昂贵。

【发明内容】

因此，本发明已经考虑了在现有技术中发生的上述问题，本发明的一个目的是提供一种用来供应产生等离子体的液体的装置，其用来避免在膜盒式箱盒系统中由箱盒的频繁更换带来的不便，并且通过其结构的简化来降低制造成本，其也用来以固定的少量的增量来自动地供应产生等离子体的过氧化氢液体。

为了实现上述目的，本发明提供了一种将产生等离子体的液体供给反应腔以便对反应腔内的包在包装材料内的物品进行消毒和灭菌的装置，该装置包括：自动输送器，用于通过控制直流电机的转速，经过第一排放管自动地输送固定的极少量的产生等离子体的液体；蒸发器，其连接到自动输送器的第一排放管，并且具有用于蒸发的供给的液体的第一加热器；第二加热器，其围绕连接在该蒸发器和反应腔之间的第二排放管，从而防止在第二排放管内的蒸发的液体的任何凝结；温度控制器，电气地连接第一和第二加热器，以便控制其温度。

自动输送器可以包括：带有减速器的直流电机，其速度由比例控制电路反馈控制；连接到该直流电机的旋转轴的进给丝杠；和进给丝杠接合的支撑件，以通过进给丝杠的转动使其沿着进给丝杠前后移动；和该支撑件连接的注射活塞，以便和该支撑件一齐直线地移动；注射缸，其由两固定板支撑并且容纳注射活塞，该注射缸设有在注射活塞缩回时适于打开的输送阀以及在注射活塞伸出时适于打开的排放阀；供液容器，其连接到注射缸的输送阀，用于将产生等离子体的液体供给注射缸；以及设在固定板上的位移传感器，用于检测注射活塞的位置。

【附图说明】

通过下面结合附图进行的详细描述，将会更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特点和好处，其中：

图1是等离子体消毒系统的示意图，根据本发明的供应液体的装置用在其上面；

图2是供液的装置的示意图，其作为本发明的基本部分；

图3是图2的自动输送器的示意图。

【具体实施方式】

现在涉及附图，其中贯穿不同附图使用的相同的参考标号代表相同或者相似的部件。

图1是等离子体消毒系统的示意图，根据本发明的供应液体的装置用在其上面，该系统是采用气态的等离子体对物品进行消毒或者灭菌的系统。

该等离子体系统使用过氧化氢溶液12作为产生等离子体的水源，从而对诸如医疗器械的要消毒物品9的表面进行消毒和灭菌，并且也使用过氧化氢作为等离子体产生过程中的活性物种。在等离子体(其通过气体放电产生)产生之前，使用气态的等离子体进行预处理。

反应腔1容纳诸如医疗器械或者外科器械的要消毒物品9，这些物品被包在包装材料10内。在反应腔1的内部靠上位置设有阳极2，在其内部靠下位置设有阴极3。阳极2连接到质量流量控制器4，结果连接到注射加热器5。阴极3连接到阻抗匹配电路6，结果经过阻抗匹配控制器7连接到等离子体能量源8。另外，设置在反应腔1下面的是真空泵11，其用于抽出反应腔1中的空气。

在根据本发明的等离子体消毒系统中，包在包装材料10内的诸如医疗器械或者外科器械的要消毒物品9放进反应腔1之后，关闭反应腔1，通过真空泵11将空气从反应腔1中抽出，从而在反应腔1内部形成真空。在这里，通过注射加热器5，液态的过氧化氢溶液转变为气态的过氧化氢，并且通过质量流量控制器4将气态过氧化氢调节到预定的压力(大约0.1-10托)，之后射入阳极2。过氧化氢保持在该腔内预定的时间段(大约30分钟)，从而允许过氧化氢和要消毒的物品9之间的广泛接触。

使用等离子体能量源8将电能设定到需要值之后，使用阻抗匹配控制器7来调节能量，以便该能量值对应于在反应腔1内气态的过氧化氢的阻抗值，然后经阻抗匹配电路6到达阴极3，从而供给阴极3最佳的能量。通过将能量供给阴极3，在阴极3和阳极2之间产生等离子体。

尽管在从开始产生等离子体的短到5分钟的时间内能够进行消毒，但是等离子体在反应腔1内保持充足的时间(大约50分钟)，从而允许彻底地消毒，这取决于施加到阴极3上的等离子体能量源8以及过氧化氢的浓度。

因此，最好施加最佳能量，以便获得消毒的最佳效率，因为像过氧化氢的浓度一样，本发明的消毒效率也取决于等离子体能量源8。

由于包装材料10用来包裹要消毒的物品9，然后将其放进反应腔1。包装材料优选是纤维状的聚乙烯或者聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，从而具有良好的透气性。作为替换实施形式，尽管包装材料10可以是能够降低生产成本的纸，但是因为过氧化氢和其他的活性物种与纸之间可能的相互影响，使得获得彻底消毒可能需要较长的处理时间。

在根据本发明的等离子体消毒系统中，作为反应气体的气态过氧化氢的压力被设定小于10托，以脉冲的形式间歇施加高频能量的高频(RF13.56MHz)电容组合形式用来产生温度低于100℃的等离子体。

在本发明中，间歇施加高频能量的原因在于：间歇施加可以防止在反应腔1内的反应气体的过热，也防止被消毒物品9的过热。以这样的方式进行能量的间歇施加，即：高频能量施加0.5毫秒，然后再重新施加前关闭1毫秒。

如上所述，将过氧化氢注入反应腔1内的阳极2，以便进行预处理。这时，过氧化氢的浓度最好为0.05到10mg/liter，但是较高浓度的过氧化氢将使消毒时间缩短，因为消毒效率变高了。

注入反应腔1内的过氧化氢的最低浓度为大约0.125mg/liter。当过氧化氢在合适的浓度下注射时，可以将诸如氧气、氮气、氩气或者类似的辅助气体加入反应腔。

当诸如医疗器械或者外科器械的要消毒物品9采用本发明进行消毒之后，不需要别的步骤从消过毒的物品9或者其包装材料10上去除残留的过氧化氢，因为在等离子体处理过程中，过氧化氢被分解为无毒的产物，不像作为传统的气体消毒过程的氧化乙烯过程。

图2是供液装置的示意图，其作为本发明的基本部分。

供液装置设计成能够使由自动输送器20送来产生等离子体的液体在蒸发器24被蒸发，该蒸发器设置在第一排放管40和第二排放管23之间，然后将其供给反应腔1。自动输送器20适用于通过直流电机31自动地将用来产生等离子体的极少的固定量液体供给第一排放管40。该第一排放管40在其端部连接蒸发器24，由第一加热器26蒸发经过第一排放管40送来的液体。连接蒸发器24的第二排放管23在其外表面设有第二加热器22，从而防止供给反应腔1的汽化过的液体凝结。第一和第二加热器26和22的温度由温度控制器25控制，其电气连接到那儿。

如图3中所示，自动输送器20使连接直流电机31的注射活塞45以需要的速度线性地移动，直流电机的速度由控制器的比例控制电路42反馈控制。结果，使得控制每单位时间供给的液体量成可能，它由注射活塞45的横截面和由注射活塞驱动的每单位时间容量来确定。在相应于注射缸46容积的液体被排尽之后，直流电机31反向旋转，致使注射活塞45缩回，从而允许在供液容器48内的液体被自动地注入注射缸46。

现在来详细描述自动输送器20。直流电机31由比例控制电路42反馈控制，并且包括减速器32。直流电机31的旋转轴通过联轴器33连接一进给丝杠36，以便进给丝杠以与旋转轴对准的状态旋转。进给丝杠36的末端由固定板37来支撑。

在进给丝杠36上经进给螺母34设置有支撑件35，以便通过进给丝杠36的旋转，沿着进给丝杠36前后移动支撑件35。支撑件35连接注射活塞45，其沿着与进给丝杠36平行的轴线直线地移动。注射活塞45气密地容纳在注射缸46内，注射缸提供注射活塞45的线性运动，并且由两固定板37和39支撑。注射缸46设有在注射活塞45缩回时适于打开的输送阀43以及在注射活塞45伸出时适于打开的排放阀44，从而不会阻碍注射活塞45的线性运动。

注射缸46和用于存储产生等离子体的液体的供液容器48连通，在供液容器48下端设有输送阀43。固定板37设有位移传感器49，用来探测注射活塞45的位置。直流电机31和固定板37、39被固定地安装在安装件41上。

现在来描述使用根据本发明的供液装置自动地将极少的固定量过氧化氢溶液供给反应腔1的过程。

在产生等离子体的液体首先充满注射缸46之后，通过比例控制电路42来起动直流电机31。结果，连接到直流电机31的旋转轴上的进给丝杠36转动，从而引起和其接合的支撑件35沿着进给丝杠36直线地前进。

当支撑件35向前移动时，和支撑件35连接的注射活塞45也向前移动，从而在注射缸46内对应于注射缸移动的距离的液体容量被排出。

随后，由比例控制电路42来控制直流电机31，以便使注射活塞45以需要的速度前进。通过注射活塞45这样的前进，在注射缸46内的液体以固定小量的增量被自动地供应。这样，供液量的多少来源于注射活塞45每单位时间的传送距离以及注射缸46内部的横截面。直流电机31的旋转速度来源于注射活塞45每单位时间的传送距离，所以能够计算供应预定少量的液体所需的时间。因此，以固定小量的增量自动地供应注射缸46内的液体。这时，注射缸46的输送阀43被关闭，而排放阀44打开。

从注射缸46的排放阀44排出的液体由装在蒸发器24上的第一加热器26蒸发，然后经过第二排放管23注入反应腔1。在本发明中，由于连接蒸发器24的第二排放管23被第二加热器22完全覆盖，所以流进第二排放管23的液体可以保持蒸汽状态，并且在管内和管外之间没有温差。第一和第二加热器26和22的温度由温度控制电路25稳定地控制。

由供给反应腔1的蒸发过的液体产生等离子体，从而进行等离子体消毒过程。

当注射活塞45连续地前进时，由设在支撑注射缸46的固定板37上的位移传感器49来检测注射活塞45。当注射活塞45完全向前移动直到在注射缸46内的液体排尽时，通过位移传感器49来检测注射活塞45，也就是检测液体的排尽。借助来自位移传感器的信号，直流电机31反向旋转，致使注射活塞45缩回，从而在供液容器48内的液体经过供液管38充满注射缸46。这时，注射缸46的排放阀44关闭，而输送阀43打开。

【工业上的适用性】

如上所述，本发明提供了一种用在医院内的等离子体消毒系统上的供液装置，其能够将极少量的液体供给消毒和灭菌腔或者反应腔。根据本发明的供液装置能够使其结构简化，制造成本降低，并且能够使用较长时间，其只有一个液体的充满过程，而没有容纳液体的盒子的频繁更换。

尽管为了进行解释，已经公开了本发明的优选实施例，但是显然，各种改进、添加和置换都是可能的，并不脱离本发明的范围和精神。

Claims (2)

1、一种将产生等离子体的液体供给反应腔(1)以便对反应腔(1)内的包在包装材料(10)内的物品进行消毒和灭菌的装置，其包括：

自动输送器(20)，用于通过控制直流电机(31)的转速，经过第一排放管(40)自动地输送极少的固定的量的产生等离子体的液体；

蒸发器(24)，连接到自动输送器(20)的第一排放管(40)，并且具有用于蒸发供给的液体的第一加热器(26)；

第二加热器(22)，其围绕连接在该蒸发器(24)和反应腔(1)之间的第二排放管(23)上，从而防止在第二排放管(23)内的蒸发的液体的任何凝结；

温度控制器(25)，电气地连接第一和第二加热器(26和22)，以便控制其温度。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，该自动输送器(20)包括：

带有减速器(32)的直流电机(31)，其速度由比例控制电路(42)反馈控制；

连接该直流电机(31)的旋转轴的进给丝杠(36)；

和进给丝杠(36)接合的支撑件(35)，以便通过进给丝杠(36)的转动使其沿着进给丝杠(36)前后移动；

和该支撑件(35)连接的注射活塞(45)，以便和该支撑件(35)一齐直线地移动；

注射缸(46)，其由两固定板(37和39)支撑并且容纳注射活塞(45)，该注射缸(46)设有在注射活塞(45)缩回时适于打开的输送阀(43)以及在注射活塞(45)伸出时适于打开的排放阀(44)；

供液容器(48)，其连接注射缸(46)的输送阀(43)，用于将产生等离子体的液体供给注射缸(46)；

设在固定板(37)上的位移传感器(49)，用于检测注射活塞(45)的位置。

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