CN1281281C - 具有可更换干燥剂筒体的过氧化氢蒸汽系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过氧化氢蒸汽发生单元(10)，在接口部(20)接收过氧化氢和水的溶液，并通过接头(72、92)与空气干燥器(14)连接。在一个实施例中，干燥器包括夹持组件(42)，其与接头锁闭(74、94)在一起，并且其接收一个一次性干燥剂筒体(40)。在一个可选择实施例中，可再次使用的干燥剂筒体(40’)直接连接到接头(72、92)上。当干燥剂筒体(40、40’)饱和时，其可以拆下，并放入再生器单元(120)中。将再生筒体安装在适当位置。

Description

具有可更换干燥剂筒体的过氧化氢蒸汽系统 及其使用方法

技术领域

本发明涉及过氧蒸汽处理技术，特别是涉及过氧化氢蒸汽灭菌和消毒。本发明具体可应用于过氧化氢蒸汽消毒系统，其中过氧蒸汽夹带在已通过干燥剂进行了干燥处理的干燥空气中，以下将具体结合这点进行描述。可以知道，本发明可用于与消毒、环境卫生有关的其它过氧蒸汽以及其它处理过程。

背景技术

以前，过氧化氢与水的溶液被汽化并夹带在干燥空气中。蒸汽和空气被泵入灭菌或其它处理腔室。过氧化氢在氧化反应中与微生物和其它去污剂起反应，使其灭活并将蒸汽分子从过氧化物转化成水。为保持腔室中的过氧化氢的预定的浓度，将腔室中的空气和蒸汽循环到汽化器。将抽出的空气中的过氧化氢蒸汽用催化方法或通过加热分解成水蒸汽。随后将水蒸汽从空气中去除，留下干燥空气以循环到汽化器。

一种用于干燥空气的技术是利用冷凝作用。然而，冷凝需要相对昂贵的压缩机和制冷装置。而且，这种冷凝装置通常不能将空气干燥到一致水平的湿度。

通过使空气和水蒸汽从干燥剂穿过，可以获得一致的较低水平的湿度。虽然干燥剂将空气一致地干燥到低的湿度，但是使其再生(regenerate)通常比使其饱和(saturate)耗时更长。满足这些要求的一种途径是通过使用干燥转轮。使空气和水通过干燥转轮的第一部分，直到该部分变得大致饱和。然后在该轮上做上标记，并将一个新的干燥剂部分转到空气和水蒸汽的流通路径中。干燥剂的饱和部在转轮的紧接着的几个标定位置上经受再生处理(regenerationprocess)。这种再生干燥剂携带系统不但昂贵和机构复杂，而且明显增加了便携式过氧化氢发生系统的重量和体积。

美国文献US-A-5,173,258披露了一种用于过氧蒸汽发生的系统，包括一个空气干燥器，其在循环之间进行再生。

美国文献US-A-3,338,032涉及一种干燥剂筒体，其一端以螺纹方式被接收到一个流量阀中，并且在其另一端旁边具有一个拆卸器(knockout)。

美国文献US-A-4,828,589披露了一个过滤器单元，具有可更换的筒体，其中装满了吸湿性干燥剂颗粒材料。一个管状壳体，具有内腔室，通过一个可打开且可关闭的端口可以进入该腔室。干燥筒体选择性地通过该端口置入该腔室内。

本发明提供了一种改进的新型干燥剂干燥系统，能够克服前面提到的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种过氧蒸汽系统，包括：液体过氧溶液接口部，用于接收液体过氧溶液源；蒸汽发生单元，用于使液体过氧溶液汽化，并使蒸汽夹带在干燥空气中，以输送到使用位置；以及干燥剂干燥器，与蒸汽发生单元连接，以在将蒸汽夹带在干燥空气中之前，先使含有蒸汽的空气干燥。一对接头(nipple，螺纹接头)使干燥器与蒸汽发生单元相互连接。干燥器还包括连接在端部元件之间的干燥剂腔室，每个端部元件都包括孔，所述孔以液体密封的关系接收所述螺纹接头的一个，以及至少一个锁闭件，用于将所述端部元件锁闭在所述螺纹接头上。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于这种系统的一次性干燥剂干燥筒体。该一次性干燥剂筒体包括管形腔室，在两端都具有端部附件，并且其大小可以容纳在所述端部元件之间，并与端部元件上的夹持组件接合。干燥剂材料容纳在所述管形腔室中。入口孔限定在管形元件的一个端部附件中，且出口孔限定在相对的端部附件中。环形密封件环绕所述端部附件的孔。位于每个端部孔上的屏蔽元件用于将所述干燥剂材料保持在所述管形元件内。可去掉的蒸汽阻挡层密封件封闭所述端部孔，以防止湿气在所述蒸汽密封件被去掉前进入所述干燥剂干燥器。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用上述系统的方法。将液体过氧溶液源与汽化器的接口部连接。使液体过氧溶液汽化，并使所述蒸汽夹带在干燥的空气中。将空气中夹带的蒸汽供应到使用位置。使来自所述使用位置的空气和蒸汽通过可更换的干燥剂干燥器返回。在所述可更换的干燥剂干燥器饱和时或饱和前，将其更换。

本发明的一个优点在于其简单且成本低。

本发明的另一个优点在于能够确保具有足够的干燥剂干燥能力。

本发明的再一个优点在于能够确保干燥空气具有可预知的低湿度。

本领域普通技术人员通过阅读下面对优选实施例所作的说明，可以清楚地理解本发明的进一步的优点。

附图说明

本发明可通过不同的部件和部件排列方式，以及不同的步骤和步骤安排得以实现。附图的目的仅在于对优选实施例进行解释，而不是对本发明进行限定。

图1为根据本发明的过氧化氢蒸汽净化系统的示意图；

图2过氧蒸汽发生系统的侧视图；

图3是图2中的系统的端视图；

图4是图2和图3中的汽化器单元和一次性干燥器筒体实施例的俯视图；

图5是图2到图4中的干燥剂筒体的放大图；

图6是图5中的筒体的端部的放大剖视图；

图7是图2到图4中的干燥剂筒体接收组件的侧视剖视图；

图8是图7中的组件的上部的前视图；

图9是图7中的组件的俯视图；

图10是图2中的汽化器系统的侧视图，其具有可更换的可再用干燥器；

图11是图10中的可替换实施例的端视图；

图12是图10和图11中的汽化器单元和可再用干燥器筒体实施例的俯视图，其前面的观察板的门被部分打开；

图13是图10到图12中的可再用干燥器筒体的侧视剖视图；以及

图14是用于图10到图13中的筒体的再生器单元的示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3和图4，蒸汽发生单元10将来自溶液源12的过氧溶液汽化，并将蒸汽夹带在已由干燥器14干燥的干燥空气中。干燥空气和蒸汽被输送到处理室，例如隔离器16中。

在该优选实施例中，过氧溶液源是装有过氧化氢水溶液的容器或称筒体，在筒体接口部20被接收。在筒体位于筒体接口部后，就可与汲管组件相互连接，以抽取溶液。虽然优选用过氧化氢水溶液的蒸汽，但其它溶液也可以考虑，例如过乙酸与水的溶液，其它过氧化物与水的溶液，过氧化物与乙醇和水的溶液，等等。在一个优选实施例中，过氧化氢与水的溶液是含35-50％的过氧化氢。

汽化器系统包括一个喷射泵22，用于向汽化器24中喷入计量的过氧溶液。在一个优选实施例中，汽化器是一个已加热的表面，例如已加热的板或者孔的内表面，过氧溶液被喷到或射到其上，就形成过氧和水的蒸汽。来自干燥器14的干燥空气在预加热器26中预加热，并供应到汽化器以夹带过氧化氢或其它过氧蒸汽以及水蒸汽。夹带在空气中的蒸汽供应给处理腔室16。

在该处理室中，过氧化氢蒸汽在氧化反应中与微生物及其它污染物发生反应，将微生物材料灭活，剩下水蒸汽悬浮在空气中。这样，处理室中的过氧化氢浓度就会随着时间逐渐降低。为保持过氧化氢蒸汽的浓度，就要将部分蒸汽和空气抽出，并使其通过一个破碎器(destroyer)28，例如铜球。铜球将剩余的过氧蒸汽催化分解为水蒸汽和氧气。吹风机30用于提供使空气和蒸汽运动的原动力，将空气和蒸汽抽送到干燥器14。干燥器中的干燥剂吸收水蒸汽，这样，就可以将能够具有准确预知的低湿度的空气排到预加热器26。以这种方式，将已知湿度的空气供给汽化器，从而，允许汽化器使过氧蒸汽的浓度达到最佳，而不需要冷凝。应该指出，如果大量的不希望的水蒸汽返回到汽化器中，则饱和空气的额外的蒸汽含量会推动过氧和水蒸汽中的一个或两个的总含量都超出其冷凝点。

在一个优选实施例中，干燥器14包括一个夹进一个夹持组件42中的一次性干燥剂筒体40。

参见图5和图6，干燥剂筒体包括一个圆柱筒44，其两端均用端盖46封闭，形成一个具有预定长度的筒体。每个端盖的中部都具有孔48，使气体能够进出筒体。该孔内侧用屏蔽材料(screeningmaterial)制成的圆盘50盖住，以保留干燥剂52。不透水蒸汽的端部密封件54粘附在每个开口外部，以防止筒体内的干燥剂在筒体安装在夹持组件42上以前就吸收水蒸汽。每端的孔由一个弹性衬垫56环绕，例如用不与过氧化氢或其它循环气体起反应的材料制成的闭孔泡沫塑料。

再参见图2和图3，并参见图7、图8和图9，夹持组件42包括一对端部元件60、62和一对使该端部件60、62保持预定的固定间隔关系的连接角铁64。下部端部元件62包括入口连接端口，即孔70，用于与蒸汽发生器组件10的出口螺纹接头72相互连接。锁闭组件74与出口螺纹接头周围的凸缘76接合，以保持与蒸汽发生器连接的夹紧组件42。入口端口包括一个L形的通道，其末端形成一个出口端口78，该出口端口位于筒体的入口旁边。该下部组件在出口端口78周围具有一个光滑的密封面80，以与下衬垫56气密密封。下部组件包括一个直立的半圆形对齐表面82，其接收并定位位于出口端口78中部的筒体下端。

上部元件60包括一个出口端口90，其大小能够以液体密封关系被入口端口的螺纹接头92所接收，以干燥汽化器单元10中的气体。锁闭组件94将上部元件锁定在螺纹接头组件的凸缘95上。上部元件60包括一个L形通道，其末端形成一个入口端口96。入口端口96由一个直径比所述干燥剂筒体的衬垫56还要大的活塞98环绕。活塞限定了一个光滑抛光的密封面100，与干燥剂筒体衬垫形成密封关系。通过将手柄102向使用者拉动，使活塞98远离汽化单元10退回。弹簧104偏压该活塞，使其与干燥剂筒体的衬垫接合。当要将干燥剂筒体插入时，将手柄102推离使用者，使活塞退回。这样就解除了活塞与用过的干燥剂筒体衬垫之间的密封关系，将该筒体拆下。将新的干燥剂筒体的粘附密封件54去掉，并将该干燥剂筒体插入锁闭单元72，直到其后表面与下部元件62的对齐表面82以及上部元件60的匹配对齐表面106接合。手柄102返回到具有角度的位置，允许弹簧104将活塞98的密封面100偏置为与干燥剂筒体的上部衬垫液体密封。活塞98与上部元件60之间的O形环108用于防止蒸汽从活塞与上端元件之间通过。

在一个优选实施例中，干燥剂筒体的大小按照预计的过氧化氢消耗量确定。在一个实施例中，干燥器的大小足以容纳最坏条件下最大附件的一个循环中的水分。在这个实施例中，干燥剂筒体在每个循环开始时都要更换。在另一实施例中，干燥剂筒体的大小可以吸收由过氧化氢容器中的物质所产生的所有的水蒸汽。在这个实施例中，在每次更换过氧化氢容器时，都要更换干燥剂筒体。在另一实施例中，干燥剂筒体的大小能够保持由多个过氧化氢容器生成的水。而在另一可选择的实施例中，干燥剂筒体包括一个指示器，其提供可视的指示，表明筒体接近饱和，应该更换了。而在另一可选择的实施例中，汽化单元10包括一个湿气传感器，感测进入预加热器中的空气湿度。当湿度开始增加时，汽化单元提供可视信号或音频信号，指示干燥剂筒体40应该更换了。

在另一可选择的实施例中，对齐表面82、106具有突起，该突起容纳在筒体40上的相应凹槽中，以确保准确对齐。在另一可选择实施例中，下部元件62和下端盖的密封面80在衬垫56周边外面具有配合突起和凹槽，以保证对齐。当推动手柄102使活塞退回时，一个棘爪保持退回的活塞98。只有在筒体顶部恰好被接收以释放活塞时，上部端盖上的突起或元件才会直接，或通过连接件，与棘爪相互作用，释放活塞。在另一种选择方式中，可在下部元件62和活塞98上提供切割件，以在筒体适当对齐时打开端部密封件54。

参见图10到图13，在另一实施例中，干燥器筒体40’直接连接到汽化单元10的螺纹接头72、92上。这个实施例包括通过干燥剂圆筒44’相互连接的第一或顶部元件60’以及第二或下端元件62’。上端元件包括一个带有衬垫的孔90’，用于以液体密封关系接收最上部的螺纹接头92；并且下端元件限定一个下部孔(lower well)70’和一个用来以液体密封方式接收下部螺纹接头72的衬垫56’。下部锁闭件74’与下部螺纹接头72的锁闭表面接合，上部锁闭件94’与上部螺纹接头92的锁闭表面接合。屏蔽元件50’邻近筒体的上部和下部出口设置，将干燥剂52’保持在它们之间。玻璃观察窗110使操作者能够观察下部干燥剂腔室112，该腔室形成于一对下部挡板50’之间。干燥剂的颜色对于使用者来说是一种指示，可以指示干燥器是否已经进行再生。在这种优选实施例中，干燥器投入使用后，干燥剂很快就会变得光亮(clear)。干燥剂在再生后会变色(本例中变为蓝色)。

优选地，可再用的干燥剂筒体的所有部件都由能够承受反复置于大约150℃的温度下的金属或其它材料制成。可选择地，筒体也可以是用过后就丢弃的一次性筒体。

当干燥剂筒体饱和或不能保持由将要进行的下个循环所产生的湿气时，将锁闭件74’、94’松开，将该干燥筒体卸下并换上一个再生筒体。参见图14，将饱和筒体放入再生单元120中。该再生单元包括与第二实施例中插入通道70’、90’的螺纹接头72、92的大小和间距都相同的螺纹接头。对于图5中的实施例的筒体，总管(manifold)128包括匹配的顶部和底部连接件。该再生单元包括一个过滤器，优选是能够去除空中的杂质的HEPA过滤器122。吹风机124吹动过滤后的空气通过加热器126到达总管128。该总管与一个或更多个要进行再生的干燥剂筒体40’连接。吹动被加热到大约150℃的热空气通过夹带有所吸收的水分的干燥剂，并将其排放到大气中。根据时间或者其它因素，通过利用温度开关130对排放空气的温度所作的测量，确定干燥剂完成再生，之后，通过干燥剂的热空气循环停止，冷却风扇132开始工作。冷却风扇在筒体的端口保持封闭的情况下将干燥剂筒体冷却到室温。一旦干燥剂筒体被冷却到可以安全地手持的温度，将可锁定的门134松开。干燥剂筒体保持与总管连接，以防止冷空气进入腔室，冷空气中的湿气将在那里被吸收。

Claims (15)

1.一种过氧蒸汽系统，包括：液体过氧溶液接口部(20)，用于接收液体过氧溶液源(12)；蒸汽发生单元(10)，用于汽化所述液体过氧溶液，并将所述蒸汽夹带在干燥空气中，以输送到使用位置；以及可更换的干燥剂干燥器(14)，与所述蒸汽发生单元相连接，用于在将所述生成的蒸汽夹带在干燥空气中之前干燥含有蒸汽的空气，其特征在于：

一对接头(72、92)，用于使所述干燥器(14)与所述蒸汽发生单元(10)相互连接；

所述干燥器包括：

干燥剂腔室(44、44’)，连接在所述端部元件(60、62；60’、62’)之间，每个端部元件分别包括孔(70、90；70’、90’)，所述孔以液体密封的关系接收所述接头中的一个，以及

至少一个锁闭件(74、94；74’、94’)，用于将所述端部元件锁闭在所述接头上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于所述干燥剂干燥器(14)包括干燥剂筒体(40、40’)，所述干燥剂筒体包括：

管形腔室(44、44’)，在两端均具有端部附件(46、60’、62’)；

干燥剂材料(52’)，位于所述管形腔室中；

入口孔(48、70)，形成于一个端部附件上，以及出口孔(48、90’)，形成于相对的端部附件上；

环形衬垫(56、56’)，环绕所述端部附件的孔。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述干燥剂筒体(40)还包括：

屏蔽元件(50、50’)，位于每个所述端部孔上，用于将所述干燥剂材料(52’)保持在所述管形元件(44、44’)内；以及

可去掉的密封件(54)，用于封闭所述端部孔，以防止湿气在去掉所述密封件之前进入所述干燥剂干燥器。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述端部元件(60、62)包括：

夹持组件(42)，用于接收所述干燥剂筒体(40)。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于所述夹持组件(42)包括：

活塞(98)，安装在一个所述端部元件(60)上，所述活塞具有密封面(100)，用于以密封关系与筒体衬垫(56)接合：

第二衬垫密封面(80)，位于所述另一端部元件(62)上；

退回装置(102)，用于使所述活塞(98)退回，以便于去掉饱和的干燥剂筒体和接收未饱和的干燥剂筒体。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征还在于所述夹持组件(42)还包括：

弹簧(104)，用于偏压所述活塞(98)，使其与所述干燥剂筒体衬垫(56)接触；以及

其中所述退回装置包括手动操纵杆(102)，其操纵用来使所述活塞朝着使其退回的弹簧移动。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征还在于：

对齐支架(82、106)，与每个端部元件(60、62)连接，用于将所述干燥剂筒体衬垫与所述夹持组件的衬垫密封面(80、100)对齐。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于：

所述接头对(72、92)从所述蒸汽发生单元(10)突出，并且每个接头都具有锁闭结合表面(76、95)；以及

所述锁闭件(74、94；74’、94’)与所述接头锁闭表面接合，用于将所述端部元件锁定在所述接头上。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于所述干燥剂腔室(44)可从所述端部元件(60、62)上拆下，所述端部元件包括：

活塞(98)，安装在一个所述端部元件(60)上，所述活塞具有密封面(100)，用于以密封关系与所述干燥剂腔室的一个面接合；

第二密封面(80)，位于所述另一端部元件(62)上；用于使所述活塞退回的机构(102)，以便于去掉饱和的干燥剂筒体和接收未饱和的干燥剂筒体。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于：

所述干燥剂腔室(44、44’)的湿气吸收能力与过氧溶液筒体(12)中的液体容量相匹配，所述液体在所述液体过氧溶液接收接口部(20)接收。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括：

再生单元(120)，用于再生饱和的干燥器。

12.一种使用权利要求1所述系统的方法，其特征在于：

将液体过氧溶液源与汽化器的接口部连接；

使所述液体过氧溶液汽化，并将所述蒸汽夹带在干燥空气中；

将所述空气中夹带的蒸汽供应给使用位置；

使来自所述使用位置的空气和蒸汽通过可更换的干燥剂干燥器返回；以及

当所述干燥剂干燥器饱和时或在其饱和前，更换所述干燥剂干燥器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述干燥剂干燥器包括一个筒体，并且其中所述更换步骤包括：

将饱和的干燥剂干燥器筒体从通向所述汽化器的流通路径中脱开；以及

将未饱和的干燥剂干燥器筒体连接到所述流通路径中以更换所述饱和的筒体。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述过氧液体源包括装有预定体积的过氧液体的罐体，并包括：

将一定量的干燥剂装入所述筒体，所述筒体足以吸收所述预定的容量。

15.根据权利要求13或14所述的方法，还包括：

再生所述饱和的干燥剂筒体；

将临时密封件连接到进入所述筒体的开口上，以防止所述再生的干燥剂吸收湿气；以及

在连接所述再生筒体前，打开所述密封件。

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