CN201067528Y - 基于家用微波炉的等离子体消毒机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于低温等离子体技术领域，具体涉及一种基于家用微波炉的等离子体消毒机。该机利用家用微波炉产生的微波电离和离解玻璃器皿中的工作气体，产生等离子体与活性粒子，从而对放置在玻璃器皿内的物品进行消毒处理。该机至少包含如下结构单元：一个由微型真空泵抽气从而可以使得玻璃器皿形成负压的真空系统；一个可以产生微波并使微波作用于玻璃器皿的家用微波炉；一个能够提供工作气体并在非工作期间储存工作气体的气体注入系统。由本装置实现的等离子体消毒机，设备简单，成本低廉，所用构件均来自于日常生活，简便易用，能够达到一定的灭菌要求，可用于医院、卫生所、宾馆、饭店、家庭和一些需要的场所，是一项值得大力推广与普及消毒装置。

Description

基于家用微波炉的等离子体消毒机

技术领域

本实用新型属于低温等离子体技术领域，具体涉及到微波产生等离子体的装置。

背景技术

等离子体是由电子、离子等带电粒子构成的物质第四态，在等离子体高频电磁场中受活性粒子作用，带电粒子轰击以及紫外线辐照等作用，细菌被氧化或其上的电荷分布被破坏并形成电击穿而迅速死亡。等离子体消毒灭菌技术是新一代的高科技灭菌技术，它能克服现有灭菌方法的一些局限性和不足之处，提高消毒灭菌效果。例如对于不适宜用高温蒸汽法和红外法消毒处理的塑胶、光纤、人工晶体及光学玻璃材料、不适合用微波法处理的金属物品，以及不易达到消毒效果的缝隙角落等地方，采用本技术，能在低温下很好地达到消菌灭菌处理而不会对被处理物品造成损坏。具有简单、方便、成本低等特点。

目前等离子体消毒技术也存在着很大的局限性，那就是产生等离子体源的装置体积庞大，设备复杂，成本高昂，比如现在医院所采用的等离子体消毒机造价往往高达几十万元，体积比一个冰箱还要大。成本居高不下使用维护麻烦是制约等离子体消毒技术得到普遍推广的一个重要因素。而等离子体消毒技术与传统消毒技术相比起来优越的消毒性能迫使人们去发明性能更好结构更简单价格更适中的等离子体消毒机。本实用新型消毒机就很好的解决了这个问题，通过利用普通常见的家用器件产生并实现等离子体消毒，设备装置简明易懂，投入小，成本低，在家庭，小型医院，诊所，卫生站等有广泛的应用，是一项值得推广的便民技术。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能产生等离子体，并把产生的等离子体应用于消毒的装置。

本实用新型提供了一种在低真空条件下利用微波电离工作气体从而得到等离子体并利用其进行消毒的装置。主要由三大部分组成，分别是真空系统、微波系统以及气体注入系统。即该消毒机至少包含如下结构单元：

一个由微型真空泵13操纵从而可以造成玻璃器皿1真空的真空系统；

一个可以产生微波的家用微波炉14，并使微波作用于玻璃器皿1的微波系统；

还有一个能够提供工作气体的气瓶10并在非工作期间储存工作气体的气体注入系统。

所述真空系统由抽真空部分以及真空内腔组成，其中抽真空部分由微型真空泵13、真空计11、真空阀门12以及连接微型真空泵13的真空管道18组成，真空内腔由玻璃器皿1、金属丝网罩2、玻璃瓶盖3以及真空密封套4组成；其中，玻璃器皿1由石英材料组成，为圆柱形，体积约等于家用微波炉14的内腔体积大小；玻璃器皿1上面有玻璃瓶盖3，可打开与盖紧，且四周皆密闭；玻璃瓶盖3与玻璃器皿1的瓶口之间有真空密封套4，起密封真空的作用；金属丝网罩2为封闭的金属丝网，放置于玻璃器皿1的下半部分。消毒机工作时，把玻璃瓶盖3盖在玻璃器皿1上面，用真空密封套4加以坚固密封，然后开动微型真空泵13把玻璃器皿1的内腔抽成真空，真空密封套4起密封真空的作用。消毒非金属物品时，玻璃器皿1内无需封闭的金属丝网罩2，只有在消毒金属物品时，才需要在玻璃器皿1的下半部分加上封闭的金属丝网罩2，把金属物品放在金属丝网罩2里面进行消毒。

所述微波系统由家用微波炉14提供，家用微波炉14中有一个可以容纳玻璃器皿1体积大小的空腔，在微波炉14的空腔内产生的微波并穿透玻璃器皿1的器壁进入里面。

所述气体注入系统由气瓶10、气体阀门9、气体流量计8以及连接气瓶的气体管道17组成，其中，气瓶10的上方与气体阀门9相连，通过气体流量计8连接到三通接口7处。消毒机工作之前，气瓶10内充有工作所需的氧气，工作的时候，把气体阀门9打开，气体通过三通接口7进入到玻璃器皿1内。由气体流量计8读出达到所需的气体量之后，关闭气体阀门9。

除此之外，本实用新型还包括主连接管道6，与主连接管道6连接的阀门5和三通接口7。

由本装置实现的等离子体消毒机，设备简单，成本低廉，所用构件均来自于日常生活，简便易用，但能够很好的满足日常生活中的灭菌要求，是一项值得大力推广与普及消毒装置。

附图说明

附图为家用微波炉等离子体消毒机装置示意图。

图中标号：1为玻璃器皿，2为金属丝网罩，3为玻璃瓶盖，4为真空密封套，5为阀门，6为管道，7为三通接口，8为气体流量计，9为气体阀门，10为气瓶，11为真空计，12为真空阀门，13为微型真空泵，14为家用微波炉，15为装置的立体图，16为放置在塑料瓶内的待消毒的物品，17为气体管道，18为真空管道。

具体实施方式

本实用新型中，玻璃器皿1的作用是提供真空室并容纳放置待消毒的物品，物品的消毒过程主要是在玻璃器皿1里面的空腔进行的。

本实用新型中，金属丝网罩2的作用是当用来消毒金属物品时，防止微波炉产生的微波在金属制品上发生“短路”和反射现象。这是因为微波遇到金属容器后会产生反射。形成电子技术上的“高频短路”，这会导致发射微波的电子管阳极产生高温，烧到发红而损坏。

本实用新型中，玻璃瓶盖3的作用是用来密封玻璃器皿1，消毒的时候，先把玻璃瓶盖3打开，然后把待消毒的物品16放进1里面，再把玻璃瓶盖3盖上，并用真空密封套4密封好。

本实用新型中，真空密封套4的作用是用来密封真空，防止玻璃器皿1内真空泄漏。

本实用新型中，阀门5的作用主要是控制玻璃器皿1与外界的联通关系。打开阀门5，玻璃器皿1就与外接管道相通；关闭阀门5，就断绝与外接管道相通。

本实用新型中，管道6的作用是抽真空与注入工作气体的必经之路。

本实用新型中，三通接口7的作用是起着转向开关的作用。三通接口7一端连着管道6，另两端连着气瓶10和微型真空泵13。当气瓶10关闭微型真空泵13打开的时候，表示在对玻璃器皿1进行抽真空；当微型真空泵13关闭而气瓶10打开时，就表示往玻璃器皿1内注入工作气体。

本实用新型中，气瓶10，气体流量计8，气体阀门9和气体管道17的作用是提供气体注入。把气体阀门9打开，气瓶内的工作气体就沿着气体管道17，通过三通接口7被注入到玻璃器皿1内。气体流量计8的作用是控制注入气体的量的多少。关闭气体阀门9，则停止气体的注入。

本实用新型中，微型真空泵13，真空计11，真空阀门12以及真空管道18的作用是用来对玻璃器皿1抽真空。打开真空阀门12，微型真空泵13与玻璃器皿1联通，开始对器皿1抽真空，通过真空计11测量达到所需的真空度后，关闭真空阀门12，停止抽真空。

本实用新型中，家用微波炉14的作用是提供微波，用来激发玻璃器皿1内的工作气体，从而产生等离子体。14起到微波源的作用。

本实用新型中，玻璃器皿1内部为低气压，需要具有良好的密封性和压力承受性能。因为器皿1内被抽成了真空，与外界大气压形成了近1个大气压差，所以器皿1的质料首先必须是坚固结实的。另外，器皿1还要保证微波透射进去，所以器皿1的材料必须是非金属，这是因为微波是不能透射进金属材料里面的，所以1的材料就必须是非金属材料，而绝对不能用金属材料。这一点对于是否能在器皿1内产生等离子体起着至关重要的作用。从应用上讲，我们一般采用石英玻璃做的玻璃器皿，这是因为玻璃器皿来源广，价格低，耐压性好。在本实用新型中，一般建议取Pyrex材料。而器皿1的容积的大小则没有具体的限制，一般取决于所采用的家用微波炉的可容纳的体积的大小。器皿1的几何形状也没严格的限制，一般以圆柱形为好，这样玻璃器皿可以更好地承受外部大气压力。

本实用新型中，器皿1内的金属丝网罩2是附加的，并非是必要的。消毒非金属物品时无需金属丝网罩2，只有在消毒金属物品时，就必须要金属丝网罩2，而把金属物品放在2里面进行消毒，原因上面已有所述。金属丝网的大小一般只占玻璃器皿1的体积的一半。微波不能穿过金属丝网而只能在网外面激发工作气体从而产生等离子体，产生的等离子体中的活性粒子与高能基粒穿过网罩2的网孔进入里面，从而完成对网罩2里面的金属制品的消毒。所以丝网外面留出一半的容积是必要的，目的是要在上半部分产生足够的等离子体，然后让其中的活性粒子与基粒穿过网罩2的网孔进入网罩里面，对物品进行消毒。

本实用新型中，所采用的工作气体是氧气，或者是双氧水(气体)，也可以是氮气，氧气与氩气的混合气体。一般物品的消毒用氧气就足够了。这是因为氧气在反应时有强烈的氧化作用，而且反应后的气体产物无毒无害。另外，氧气来源广，成本低，适合一般家庭的使用。

本实用新型中，由于对真空度的要求不是很高，所以微型真空泵13采用一般的微型机械真空泵就可以了。一般而言，我们消毒的时候采用的真空度是50Pa到100Pa之间。

本实用新型中，所采用的微波炉是一般的家用微波炉即可。

本机器的工作过程是这样的：先打开玻璃瓶盖3，把所需要消毒的物品放在玻璃器皿1内，然后垫上真空密封套4和盖上玻璃瓶盖3，把玻璃器皿1密封好。打开阀门5和真空阀门12，关闭气体阀门9，让微型真空泵13对玻璃器皿1进行抽真空，由真空计11读取达到所需的真空度后，先把阀门5和真空阀门12关闭。关闭阀门5的目的是让玻璃器皿1暂时与外界隔绝。然后打开气体阀门9，再把阀门5打开，这时玻璃器皿1与气瓶相联通，气瓶对1进行充气，气体的流量可由气体流量计8读出来。待到所需的气体量达到后，关闭阀门5和气体阀门9。通过以上两个步骤，相当于对玻璃器皿1进行了抽真空并注入了一定量的气体。把阀门5关闭后，玻璃器皿1已与外界绝缘，这时可把外部的管道，阀门，气瓶，泵等都统统卸掉，只剩下抽成真空的，已被注入气体了的并密封良好的玻璃器皿1，把玻璃器皿1以及里面放的物品一起放到家用微波炉14里面，关闭家用微波炉14的门，然后开微波炉，产生微波，微波穿透玻璃器皿1的瓶壁进入内腔里面，电离工作气体，从而产生氧原子和羟基及具有一定能量的带电粒子作用于细菌达到消毒杀菌的效果，从而完成消毒过程。

Claims (6)

1.一种基于家用微波炉的等离子体消毒机，其特征在于，该消毒机至少包含如下结构单元：

一个由微型真空泵(13)操纵从而可以形成玻璃器皿(1)真空的真空系统；

一个可以产生微波的家用微波炉(14)，并使微波作用于玻璃器皿(1)的微波系统；

还有一个能够提供工作气体的气瓶(10)并在非工作期间储存工作气体的气体注入系统。

2.根据权利要求1所述的等离子体消毒机，其特征在于，所述真空系统由抽真空部分以及真空内腔组成，其中抽真空部分由微型真空泵(13)、真空计(11)、真空阀门(12)以及连接微型真空泵(13)的真空管道(18)组成，真空内腔由玻璃器皿(1)、金属丝网罩(2)、玻璃瓶盖(3)以及真空密封套(4)组成；其中，玻璃器皿(1)由石英材料组成，为圆柱形，体积略小于家用微波炉(14)的内腔体积大小；玻璃器皿(1)上面有玻璃瓶盖(3)，可揭开与盖上，盖上时，呈密封状态；玻璃瓶盖(3)与玻璃器皿(1)的瓶口之间有真空密封套(4)，起密封真空的作用；金属丝网罩(2)放置于玻璃器皿(1的下半部分。

3.根据权利要求1所述的等离子体消毒机，其特征在于，所述微波系统由普通的家用微波炉(14)提供，该家用微波炉(14)有一个可以容纳玻璃器皿(1)体积大小的空腔，由家用微波炉(14)在微波炉内的空腔中产生微小波场，穿透玻璃器皿(1)的器壁并进入内部。

4.根据权利要求1所述的等离子体消毒机，其特征在于，所述气体注入系统由气瓶(10)、气体阀门(9)、气体管道(17)构成；其中，气瓶(10)的上方与气体阀门(9)相连，通过气体流量计(8)连接到三通接口(7)处。

5.根据权利要求1所述的等离子体消毒机，其特征在于，所述真空系统是由微型真空泵(13)、真空计(11)、真空管道(18)和真空阀门(12)构成，其中，微型真空泵(13)依次与真空阀门(12)、真空计(11)相连，通过真空管道(18)连接到三通接口(7)处。

6.根据权利要求4所述的等离子体消毒机，其特征在于，管道(6)通过阀门(5)后与玻璃瓶盖(3)上方的中央位置相连通到玻璃器皿(1)内的空腔里。

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