CN1489479A - 快速安装辐照器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种照射表面的快速安装辐照器(10)，包括安装支架(18)，该安装支架有容置与架体(14)相连的壳体(16)，架体(14)用于支承紫外线灯(26)，反射器(28)或透镜(100)将射线聚焦在所述表面上。固定在架体一端的壳体中装有驱动电动机(58)和凸轮总成(60、62)，它们摆动反射器，使得射线在任何给定时间都聚焦在表面的预定区域上。辐照器能够以任何方位迅速安装在任何平面(124、126)上。

Description

快速安装辐照器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种控制在空气中传播的微生物的辐照器，特别涉及一种快速安装灭菌辐照器，用于消灭聚集在由辐照器辐射的表面上的微生物。

背景技术

长期以来人们认为致病生物特别是呼吸致性疾病生物在空气中的传播是个严重的问题。例如，保健权威人士和生物学家们现在已经敏锐地意识到由于链球菌和肺结核菌株的抗生素抗性演变所带来的问题。众所周知，由细菌和病毒引起的许多疾病主要是通过气流从一个寄主传染给另一寄主。因此，已发明灭菌空气过滤器，而且已证明它能有效去除空气中的微生物并将其消灭。在1994年7月19日颁给Pick的美国专利US5330722中公开了该过滤器的实例，该专利已经转让给本申请人。该专利中公开的灭菌空气过滤系统主要适于永久性或半永久性的安装。

作为另一个例子，1998年11月17日颁给Summers的美国专利US5837207中公开了另一种便携式灭菌空气过滤器，该专利也转让给了本申请人。在该专利中公开的供家用和个人使用的轻型便携式灭菌空气过滤器包括：装有静电空气过滤器的柜体、紫外线灯和抛物面反射器或凸透镜，该抛物面反射器或凸透镜用于将由位于空气过滤器上游的灯所发射的紫外线聚焦。反射器或具有透镜的灯持续摆动，以便以灭菌的辐射强度有规律地扫过过滤器的上游侧。过滤器下游侧附近的风扇抽吸空气而使其流过过滤器，并通过柜体侧壁中的排气口将其排出。

还有，1999年8月13日颁给Bach的美国专利US5894130中教导了在商用和家用加热系统的空气管道中安装固定的无屏蔽紫外线灯。这样的装置理论上安装在空气过滤器下游，当空气被抽吸而流过紫外线灯时受到紫外线短时而强烈的照射，这会消灭至少一部分悬浮在空气中的微生物。该系统主要的缺点是无屏蔽灯容易聚集悬浮在空中的灰尘，这会迅速降低其效率。另一个缺点是，当由于空气调节系统的各个操作阶段改变了空气流速时，处理的功效发生变化。另一个缺点是，对于已知有助于微生物再生的区域如空气过滤器和空调盘管，并没有进行处理。

没有灭菌射线的空气调节系统还广泛用于各种应用中。例如，大多数家用的强制通风加热系统具有安装在回气通路中的滤垫，以便去除空气中悬浮的颗粒物质。收集在滤垫上的颗粒物质上的微生物没有被消灭，而实际上可以进行繁殖。当更换滤垫时，收集在滤垫上的一部分颗粒物质重新在空气中悬浮，再次释放了微生物。研究还表明滤垫不是有助于微生物生长和繁殖的唯一场所。已知温暖而潮湿的环境如空调和冷冻机盘管和该盘管周围的导管是供多种微生物包括菌类和霉菌生存的合适环境。

因此，需要一种适于方便地紧靠聚集或有助于微生物生长的表面安装的快速安装辐照器，以便照射表面而达到灭菌的辐射强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于照射表面的快速安装辐照器。

本发明的另一目的是提供一种快速安装辐照器，它适于快速而方便地安装在待照射的表面附近。

本发明的另一目的是提供一种快速安装辐照器，它结构简单，制造成本低，并且易于安装。

本发明的另一目的是提供一种快速安装辐照器，它是完全独立的，并且一旦将其安装好了就只需操作电源输出。

本发明的另一目的是提供一种快速安装辐照器，它重量轻并易于操纵，但是适于以灭菌的辐射强度有效地对相对于其自身尺寸来说是很大的面积进行照射。

本发明的另一目的是提供一种易于维修的快速安装辐照器。

一种照射表面的快速安装辐射器10实现了本发明的上述目的和其它目的，它包括支承辐射源26的架体14和安装支架18，所述架体设置为仅可在其一端安装，所述安装支架18容置所述架体的一端以便将所述架体安装在平面上，其特征是：

聚焦由辐射源发射的射线的装置28，安装到所述架体上的所述辐射源支承在待照射表面的附近，由辐射源发射的射线通过所述聚焦装置聚焦在所述表面上。

本发明的快速安装辐射器10包括支承结构，该支承结构包括长的架体和固定于架体一端的壳体。壳体容置安装支架中，安装支架适于安装在支承带照射表面的结构上。安装支架支承长架体而使其靠近该表面。至少一个紫外线辐射源由长的架体支承，以便使至少一部分表面受到紫外线照射。如果聚焦辐射源射出的紫外线的装置将射线聚焦成窄而集中的带形，则将其支承在长架体的相对端，并可在辐射源周围旋转，使得表面的预定区域在任何给定时间受到聚焦紫外线照射。聚焦装置通过电动机进行摆动，该电动机支承在壳体内并可操作地与可旋转的聚焦装置连接，使得表面有规律地受到射线照射。灭菌辐照器还包括以可拆卸方式将壳体锁定在安装支架上的装置。

可以通过位于紫外线灯后面的反射器实现紫外线的聚焦。反射器的形状使由辐射源发出的射线聚焦在预定区域上。如果反射器安装在固定位置，反射器的形状将射线聚焦在整个区域上。但是，如果反射器是旋转安装的，其形状最好使射线在待照射表面上聚焦成窄而集中的带形。另外，可以通过灯后面的反射器结合位于灯前方的长透镜使射线聚焦，使得基本所有由紫外线源发出的紫外线在待照射表面上聚焦成较窄的长带形。通过电动机可使聚焦射线的装置如反射器或长透镜绕平行于辐射源轴线的轴进行摆动，电动机以预定速度驱动凸轮轴总成，以便实现对表面的所需照射。

本发明的灭菌辐照器包括很少的几个部件，并且这些部件重量轻，辐照器装备有可分离的安装支架。灭菌辐照器因此容易操作，并且可以快速而方便地安装在空气过滤或加热系统中以便照射滤垫，或以任何方位安装在任何其它支承结构中而靠近待照射表面。

本发明还提供一种可使快速安装辐照器10以任一方位安装在平面124、126上的方法，包括步骤：

a)构造具有开口上端和安装凸缘96的盒形安装支架18，所述凸缘96从至少两相对侧壁36延伸，用于将所述安装支架安装在所述平面上；

b)构造长的支承架体结构，其具有位于一端的壳体16和由所述壳体支承的架体14，所述架体支承反射器28适于将长的紫外线灯26支承在所述反射器的前面，所述壳体的大小设置成可紧紧地被容置在所述安装支架的所述开口上端内；以及

c)构造使所述安装支架和所述壳体互锁的机构90、92，使得当所述机构处于锁定位置时，所述壳体保持在所述安装支架内，而与所述安装支架的方位无关。

附图说明

通过下面结合附图对本发明进行的详细说明，将清楚理解本发明进一步的特征和优点，其中：

图1是本发明优选实施例的正视图，其中略去了安装支架的前壁和壳体，从而示出了容置在壳体内的部件；

图2是图1所述实施例的侧视图，其中略去掉了安装支架的前壁和壳体，从而示出了容置在壳体内的部件；

图3是图1所示实施例的透视图，图中示出了壳体从安装支架上抽出的状态；

图4是图1所示实施例的透视图，图中示出了壳体容置在安装支架内并锁闭在适当位置的状态；

图5是图1所示实施例的俯视图，其中略去了壳体的顶板，从而示出了容置在壳体内的部件；

图6是聚焦紫外线的另一种布置的示意图，其中透镜和反射器组合使射线聚焦在表面上；

图7是适于本发明灭菌辐照器的接线图；

图8是本发明应用的透视图，其中图1所示实施例安装在空气管道中的垂直位置，用于照射插入管道的空气滤垫；以及

图9是本发明另一种应用的透视图，其中图1中所示实施例安装在空气管道中的水平位置，用于照射插入管道的静电空气滤垫。

要指出的是，在所有附图中，相同的部件由相同标号表示。

具体实施方式

图1至4示出了本发明快速安装辐照器10的优选实施例。辐照器10包括支承结构12，支承结构包括长的架体14和固定于架体14的一端的矩形壳体16。安装支架18适于安装在平面上，如加热或冷却管道、炉子、空调或其它空气调节设备(未示出)的侧面。为方便起见使安装支架呈矩形，以可移动的方式将壳体16设置在安装支架上，从而允许辐照器10快速而方便地安装在平面上。例如，长的架体14用金属板材制成。

更详细见图5，架体14包括后板20和两侧板22、24。后板20和侧板22、24形成具有前部开口的通道，该通道围绕并支承长的紫外线(UV)灯26，该紫外线灯可以是灭菌灯或灭菌和产生臭氧的组合UV灯，两者在市场上均可买到。长的反射器28还被架体14支承，以便向着架体14前部的开口反射和聚焦由灯辐射的射线。架体14的另一端具有端板30(图2)，以便提高架体结构的刚性。如图1所述，壳体16是封闭的盒形结构，具有上板32、底板34、侧壁36、前壁38和后壁40(图2)。通过点焊或任何已知的机械连接，将架体14的一端固定在壳体16的底板34上而使其与底板34相垂直。壳体底板34中的开口42(见图5)最好具有这样的尺寸和形状，使得从壳体内部到由架体14形成的通道完全相通。

由一对灯支承件44支承紫外线灯26的相对端，灯26和架体14的纵轴平行。每个灯支承件44固定在支承架46、48(见图2)上，而支承架46、48固定在架体14的后板20的相对端。支承架48延伸穿过开口42而进入壳体16内，以便在其远端和紫外线灯26一端之间形成设置灯座50的空间，灯座50提供了紫外线灯26的线路连接，以便进行导电而使灯通电。最好选择一种灯26和灯座50，其中在其一端的一个灯座提供了灯26的整个线路连接，从而不需要在灯26的另一端布线。但是也可以使用双座灯，在这种情况下，电导线设置在反射器28后面。线路贯穿延伸并由支承架48支承。连接臂52使长反射器的每端与相应的连接板54、56相连。根据反射器28的形状，连接板54和56可以以固定或旋转方式安装在相应的支承架46和48上。反射器28使由紫外线灯26辐射的射线聚焦，而且通过起翼片作用而防止了灯26受到灰尘的污染，该翼片在灯26周围形成轻微真空以防止灰尘微粒聚集在灯上。

如果反射器使射线在待辐射的宽预定区域上聚焦，则将反射器固定安装在架体上。但是，如果反射器使射线聚焦成窄而集中的带形，则将反射器旋转安装在架体上，从而使反射器28可围绕紫外线灯26的纵轴旋转。因此，当反射器28绕紫外线灯26后侧摆动时，由灯26辐射并由反射器28聚焦成窄而集中的带形的射线有规律地扫过预定区域。反射器28可以由将侧面表面抛光而具有增强反射性能的铝合金制成。加拿大多伦多市的Ideal Metal公司可以提供这样的金属板材，并被称为AluminumBright(1100-H24)。通常采用本领域的公知技术将金属板材卷成要求的形状。另外，可以由塑料或金属粉末合成物模制成反射器，或采用热塑性挤压。接着在反射器内表面上涂敷本领域公知的高反射性涂层。如果使反射器28的形状使射线聚焦成窄而集中的带形，则当射线聚焦在预定区域的边缘时，反射器28的焦距最好使紫外线灯26辐射的射线最集中，从而使该区域上的灭菌效果尽可能一致。

如果反射器28旋转安装在架体14上，最好由本领域公知的24伏双线圈(twin coil)齿轮减速电机58实现反射器28的摆动。电动机58驱动凸轮轴总成的飞轮60。飞轮60依次移动凸轮轴总成的臂62，臂62与连接板56连接以便摆动反射器28。本申请人的美国专利US5837207公开了用于摆动反射器的类似结构，它使聚焦射线在预定区域扫过。

通过插入安装孔64(见图5)的连接件(未示出)将齿轮减速电动机58安装在壳体16的顶板32上。通过公知的机械装置将壳体的顶板32以可拆卸的方式固定在侧壁36和前后壁38、40上。壳体还提供底座结构和用于支承并容置其它部件的空间。镇流器66和接线板68附着在壳体的底板3上。开关70、指示灯72和带有保护性支架76的保险丝74安装在壳体的顶板32上。具有三脚式电源插头80的电源线78连接在壳体的顶板32上并通过电线连接电器部件。下面参照图7说明这些部件的功能和其配线。

安装支架18可与壳体16分离，如图3所示。安装支架18包括前壁82、后壁84、侧壁86和底板88，底板88仅部分封闭安装支架18的底部，以便使长架体14延伸穿过安装支架18。安装支架18呈矩形盒结构，其大小和形状适于容置壳体16并沿任何方向牢固地保持长架体14。长架体14锁定在安装支架18中，以便保证快速安装辐照器10能沿任何方位安装在平面上。可以使用锁定机构的任何构件，例如包括螺钉紧固件(未示出)。以示例的方式示出并说明快速释放锁闭机构。但是应该明白，可以预期并设计出其它类型的锁闭机构。快速释放锁闭机构包括锁闭件90，锁闭件90可绕枢轴转动地安装在壳体16顶板32外侧上，以便借助锁定销92进行滑动，如图4所示。锁定销92固定在安装支架18的底板88上，并且当壳体16容置在安装支架18内时，锁定销92延伸穿过在壳体16的相应底板34和顶板32上形成的开口94(图3中仅示出了顶板32中的一个开口)。安装支架18包括两个凸缘96，凸缘96从安装支架18的相应侧壁86向外延伸。

因此当与支承结构12分离时，可很方便地将安装支架18安装在平支承面上的要求位置。当长架体14延伸穿过安装支架18并且壳体16容置在安装支架18内时，长架体14被支承在待照射表面的附近。聚焦射线受辐照器控制的预定区域应该与待照射的表面一致，以便表面受灭菌水平的射线照射。锁闭机构如锁闭件90和锁定销92保证壳体16牢固地坐靠在安装支架18内，以及保证长架体14被支承在其相对待照射表面的位置，而与辐照器10连接于外部结构的方位无关。手柄93设置在壳体16的顶板32上，使得便于操纵和搬运灭菌辐照器。下面参照图8和9进一步说明本发明的应用实例。

图6示出了使紫外线灯26发射的紫外线进行聚焦的另一种设置。在该实施例中，反射器98向着凸透镜100反射紫外线，而以与上述聚焦反射器28大致相同的方式使紫外线聚焦。透镜100可以由抗UV和透射UV的丙烯酸脂或特氟隆(Teflon)塑料、石英或在制造UV灯中使用的UV透射玻璃制成。透镜最好具有这样的焦距，该焦距使得当射线聚焦在预定区域边缘上时，由紫外线灯26发射的射线进行最大程度的聚焦。透镜100还可防止紫外线灯26受到悬浮在空气中的灰尘微粒的污染。

图7是适用于本发明快速安装辐照器10接线的布线图。三脚式电源插头80连接电源线78，电源线78通常供120伏交流输入电流。电源线78的接地导线102通过接线板68接地。通过接线板68连接电源线78的电源导线104由保险丝74和开关70断开，并断路于接线板68的接线点106，这些接线点互连在一起，并且在开关70处于“接通”位置时在电路中充当高电压端。电源线78的导线108与接线板68的接线点110连接，接线点110在电路中作为低电压端。齿轮减速电动机58通过导线104a与接线板68上的高电压端接线点106相连，并通过导线108a与接线板68上的低电压端接线点110相连。因此当开关70接通时，齿轮减速电动机通电。同样地，导线104a、108b使底板34与相应的接线点106和110互连，以便向底板34输送120伏的交流输入，底板通过导线112a、112b、112c和112d与灯座50连接。底板34将120伏的交流输入转换成适于启动紫外线灯26的电压输出。指示灯72还通过导线104c和108c与相应的高电压端接线点106和低电压端接线点110相连，使得当开关70接通并且保险丝74正常工作时，指示灯变亮以指示辐照器的工作状态。图7中表示了彩色系统，黑色表示与高电压端的接线，白色表示与低电压端的接线，绿色表示接地。黄色、红色和蓝色用于识别灯座50的接线。

快速安装辐照器10能够容易而且方便地安装在支承结构上而靠近待照射的表面。例如，辐照器能够快速安装在连接于空调或冷冻机的空气管道中，以便照射有助于微生物生长的盘管。图8中示出了本发明的这种应用。空气管道120通常使用在强制通风的加热系统中。静电空气过滤器118可以插入并穿过空气管道120侧壁124中的槽122，以便在通过空气管道120抽吸空气时去除空气中悬浮的颗粒物质。微生物与颗粒物质一起被收集在滤垫118的上游侧。上述灭菌辐照器10便于安装在空气管道120中，而以可灭菌的辐射强度照射静电空气过滤器118的上游侧。通过在空气导管120顶壁126切出孔而开始安装过程，孔的形状和大小使长架体14得以通过孔向下插入空气导管120。下一步是将安装支架18安装在顶壁126的外侧上，采用紧固件将凸缘96连接在顶壁126上。安装支架18底部的开口部与在顶壁126中形成的孔对准，长架体14通过顶壁126中的孔插入空气导管120，直到壳体16坐靠在安装支架18中为止。锁闭件90接着旋转以便依靠锁定销92的头部滑动，从而将辐照器固定住。

应该仔细确定在空气管道120顶壁126中形成的孔的位置，使得当安装灭菌辐照器时，长架体14位于滤垫118上游侧附近。特别是，确定辐照器紫外线灯26和滤垫118上游侧之间的距离，使得紫外线灯26在静电空气过滤器118上游侧的整个区域上聚焦。如果使用摆动反射器，则快速安装辐照器10应该这样定位，即，使得当射线在静电空气过滤器118上游侧边缘聚焦时，射线以最大程度聚集。

图9示出了本发明的另一种应用，在该应用中，快速安装辐照器10安装在水平位置。壳体16在安装支架18中可靠的固定保证了：即使辐照器一端由侧壁124支承而呈悬臂定位，也可将长架体14支承在其工作位置。参照附图8和9说明的本发明应用只是示例性的说明，本发明灭菌辐照器可以安装在任何合适结构上而用于照射受益于照射的表面。

上述本发明实施例目的仅在于举例说明。因此本发明的范围仅由附加权利要求的范围限定。

工业实用性

本发明提供了一种能够用于原有设备的快速安装灭菌辐照器以及改进的应用，它具有重要意义并有益于处理通过空气调节系统进行循环的空气，以便消灭空气中传播的微生物，如附着在过滤介质或类似物表面上的细菌或真菌孢子、病毒或细菌。致病生物的抗生素抗性菌株当前的繁殖速度很快，快速而有效的消灭循环空气中的致病生物越来越显得很重要。本发明提供一种适于以合理成本制造并可快速安装而便于消灭空气中传播的致病生物的装置。该装置通常能够用于照射可能会聚集空气中传播生物的空气调节系统中的任何区域。空调系统中使用的制冷盘管、空气滤垫和沉淀器盘是空气调节系统中受益于照射的区域的实例。

Claims (14)

1、一种照射表面的快速安装辐照器(10)，所述快速安装辐照器包括支承辐射源(26)的架体(14)和安装支架(18)，所述架体设置为仅可在其一端安装，所述安装支架(18)容置所述架体一端以便将所述架体安装在平面上，其特征是：

聚焦由辐射源发射的射线的装置(28)，安装到所述架体上的所述辐射源支承在待照射表面的附近，由辐射源发射的射线通过所述聚焦装置聚焦在所述表面上。

2、如权利要求1所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述安装支架(18)适于安装在支承待照射表面的结构上，所述安装支架以可拆卸方式固定所述架体的一端，从而所述架体的纵轴与待照射表面保持相固定的关系。

3、如权利要求2所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述架体(14)包括位于所述一端的壳体(16)，所述壳体可容置在所述安装支架(18)的开口端内。

4、如权利要求3所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述辐射源(26)支承在所述架体(14)的相应端之间，聚焦射线的装置(28)支承在所述架体的相应端之间，并可在辐射源附近关于所述支承架体来回移动，所述射线被聚焦成窄带，所述窄带在所述表面上有规律地扫过，以便使所述表面受到射线照射。

5、如权利要求4所述的快速安装辐照器，其特征在于，通过齿轮减速电动机(58)和凸轮轴总成〔60、62〕使所述聚焦装置(28)来回移动，该电动机和凸轮轴总成由所述壳体(16)支承并可操作地与聚焦装置(28)连接。

6、如前述权利要求中任一项所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述聚焦射线的装置(28)包括长的反射器。

7、如前述权利要求中任一项所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述聚焦射线的装置(28)包括反射器(98)和长的透镜(100)。

8、如前述权利要求中任一项所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述辐射源(26)包括紫外线灯。

9、如权利要求8所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述紫外线灯是杀菌/产生臭氧的灯。

10、如权利要求3至9任一项所述的快速安装辐照器，还包括装置(90、92)，所述装置以可拆卸方式将所述壳体(16)锁定在所述安装支架(18)上，从而紧靠着待照射的所述表面牢固地支承所述支架(14)，而与所述快速安装辐照器(10)的方位无关。

11、如权利要求11所述的快速安装辐照器，其特征在于，所述紫外线辐射源(26)包括长的紫外线灯，仅在其一端与电源连接，电源被支承在所述架体(14)的、固定于所述壳体(16)的一端上。

12、一种可使快速安装辐照器(10)以任一方位安装在平面(124、126)上的方法，包括步骤：

a)构造具有开口上端和安装凸缘(96)的盒形安装支架(18)，所述凸缘(96)从至少两相对侧壁(36)延伸，用于将所述安装支架安装在所述平面上；

b)构造长的支承架体结构，其具有位于一端的壳体(16)和由所述壳体支承的架体(14)，所述架体支承反射器(28)适于将长的紫外线灯(26)支承在所述反射器的前面，所述壳体的大小设置成可紧紧地被容置在所述安装支架的所述开口上端内；以及

c)构造使所述安装支架和所述壳体互锁的机构(90、92)，使得当所述机构处于锁定位置时，所述壳体保持在所述安装支架内，而与所述安装支架的方位无关。

13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤c)包括步骤：将锁定销(90)固定在所述安装支架(18)的底板上；在所述壳体(16)中形成对准的开口以便容置所述锁定销；以及将锁闭件(92)固定在所述壳体顶板(32)外侧上的枢轴固定件上，使得所述锁闭件能够转动，以便借助所述锁定销的头部滑动。

14、如权利要求12或13所述的方法，还包括步骤：将所述反射器(28)安装在支承架(46、48)上，所述支承架使所述反射器得以绕紫外线灯(28)后侧摆动；电动机(58)与所述支承架中的一个相连，以便摆动所述反射器。

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