CN212476215U - 一种牙科综合治疗台供水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种牙科综合治疗台供水系统，供水系统包括：过滤器、混合器、三通电磁阀、电解槽、pH在线监测仪，当监测到阴极侧出水pH值低于11.0时，信号自动反馈至控制单元，蠕动泵自动开启，向混合器中加入碳酸钠，提高进水电导率，进而提高阴极侧电解出水的pH值；经电解后产生的酸性、碱性电解水分别进入储水桶，经水泵与系统出水端相连接。当供水系统安装后，a.排空牙科综合治疗台管路中的水分；b.夜间采用碱性电解水对牙椅供水管路进行浸泡；c.日常诊疗过程采用酸性电解水进行不间断供水；d.待牙椅供水管路内生物膜完全去除后，完全采用酸性电解水进行持续供水，以抑制牙椅供水管路内生物膜的滋生。
Description
技术领域
本实用新型属于医用消毒领域，涉及牙科酸性电解水下浓度，具体涉及一种牙科综合治疗台供水系统及供水方法。
背景技术
牙科综合治疗台水路(dental unit waterline，DUWL)是牙科综合治疗台(dentalchair unit)的一个重要组成部分，其主要功能是提供水源，在治疗过程中为手机和三用枪等治疗设备提供治疗用水，以起冷却和冲洗作用。
DUWL由狭窄而细长的管道组成，易被细菌污染并在其中定植、形成生物膜。在治疗过程中，定植于DUWL中的菌落经常会被水流冲刷下来，这些细菌可随水流进入患者口腔，也可通过由超声洁牙机、高速涡轮手机产生的气溶胶被患者或牙科医务人员吸入呼吸道，从而导致感染发生；因此，DUWL污染被认为是引起牙科交叉感染的重要途径之一。
1963年，英国牙医Blake首次对DUWL污染进行了报道，发现DUWL中含有大量细菌。研究发现，新的口腔综合治疗台与供水管道连接一周后，供水管道的细菌浓度即可达到2×105CFU/mL，长期使用后，细菌浓度最高可达1.0×106CFU/mL。
据可查资料显示，我国于2006年开始关注DUWLs的污染问题，这十余年时间中，先后有28个省/市/区单位对口腔综合治疗台水路污染情况进行了调查，其调查范围涵盖了11个省份的近300家医院和超过1000台牙椅。数据显示，以自来水作为水源的牙科诊所中漱口水中菌落总数最多达90,000CFU/mL，而牙科手机中菌落总数达100,000CFU/mL。而2017年首都医科大学附属北京口腔医院苏静老师对某地区60家三级口腔医院口腔科的调查显示：口腔综合治疗台牙科手机水样120份中，合格率仅为15％；洁牙机水样118份中，合格率仅为18％。
目前公认造成口腔综合诊疗台水污染的主要原因，一是口腔综合诊疗台的水源水未得到有效消毒处理，二是口腔综合诊疗台水路壁上容易形成生物膜污染管道，三是涡轮机(手机)等诊疗器械在操作过程中回吸造成的污染。因此，解决牙科综合治疗台水路污染的关键，第一是去除管路内部的生物膜，第二是对管路进行持续抑菌。
口腔综合治疗台水路污染已引起了越来越多人的重视，其处理方法分为物理方法和化学方法两类。
常用的物理方法和优缺点如下：
常用的化学方法和优缺点如下：
2015年，首都医科大学附属口腔医院苏静老师开始进行“微酸性电解水用于口腔综合治疗台水路消毒的效果观察”的相关研究，首次验证了微酸性电解水用于DUWLs污染控制的可行性，并取得了显著的效果。
然而，虽然酸性电解水(包括酸性氧化电位水和微酸性电解水)在解决牙科综合治疗台水路污染问题具有显著的效果，同时也引起了新的问题。
(1)腐蚀性。酸性电解水中含有较高浓度的次氯酸(10-80ppm)，次氯酸会对牙椅PU、PU的管路造成腐蚀；
(2)原料运输和储存。酸性电解水的制取采用盐酸作为电解原料，在运输和储存中存在风险；
(3)生物膜去除速率。生物膜的主要成分为磷脂双分子层，酸性电解水对生物膜的去除作用较差，而已有研究表明碱性电解水对生物膜具有更好的去除作用。
因此，为了解决以上问题，需要采用新的方法来解决牙科供水管路出水微生物超标问题。
发明内容
基于上述存在的问题，本实用新型提出一种牙科综合治疗台供水系统及供水方法，主要解决科供水管路出水微生物长期超标，以及现有的酸性电解水供水方法对管道造成不良影响等问题。
为此，本实用新型采用如下技术手段：
首先提出一种牙科综合治疗台供水系统，包括进水系统和出水系统，还包括电解液输送系统和电解系统，该电解液输送系统以碳酸钠溶液作为电解液，与进水系统按比例混合后进入电解系统电解分别产生酸性电解水和碱性电解水；其中酸性电解水用于牙科诊疗或管路抑菌，碱性电解水用于去除管路内部的生物膜。
进一步，所述电解系统包括电解槽，所述电解槽进水的氯离子含量C0≥100ppm，电导率σ≥600μS/cm，且电解槽(6)的槽体有效容积V(单位为L)、电解电流I(单位为A)、电解时间t(单位为s)、电流效率
法拉第电解常数F(单位为C/mol)、电化学反应电子系数n、法拉第常数F(其值为96485C/mol)，应满足如下关系：
进一步，所述电解液输送系统与进水系统按比例混合后进入电解系统，其中按比例混合需要满足：
其中电解液输送系统的出水流速为u1、进水系统的进水流速为u2，pH调节系数为k，碱性电解水原出水pH值为x1，按比例混合后碱性电解水pH值为x2。
此外，所述进水系统包括进水管路，在进水管路上依次连接有过滤器、混合器和三通电磁阀；
所述电解液输送系统包括蠕动泵和碳酸钠溶液储存桶，蠕动泵抽取碳酸钠溶液储存桶中的碳酸钠溶液后通过混合器和进水管路按比例混合；
所述三通电磁阀的出水部分进入电解槽电解，分别产生酸性电解水和碱性电解水；
所述出水系统包括出水管路，在出水管路上设置有第一电磁阀和第二电磁阀，分别用于控制酸性电解水和碱性电解水的出水。
在此基础上，所述牙科综合治疗台供水系统还包括pH在线监测系统以及控制系统，pH在线监测系统与电解槽(6)阴极侧出水管路连接，当监测到阴极侧出水pH值低于11.0时，信号自动反馈至控制系统，蠕动泵(3)自动开启，向混合器(2)中加入碳酸钠溶液。
本实用新型所述电解系统的碱性电解水的pH值介于11.0-12.0之间；酸性电解水的pH值介于5.0-6.5之间，有效氯浓度为1-5ppm。
优选的，所述电解槽(6)，其内部包括铂金阳极和阴极及离子膜。
同时，本实用新型还提出一种牙科综合治疗台供水方法，按照上述系统进行供水时，当碱性电解水出水pH值低于11.0时，蠕动泵(3)开启工作，并向水中加入体积分数为5％的碳酸钠溶液；
其中，蠕动泵供给5％碳酸钠溶液的流速u1和进水流速u2，pH调节系数k，原碱性电解水出水pH值x1，调节后碱性电解水pH值x2，应满足如下关系：
2所述系统分别产生酸性电解水和碱性电解水后，其中酸性电解水通入牙科综合治疗台的原有供水管道持续供水，用于牙科口腔日常诊疗或管路持续抑菌，碱性电解水用于去除管路内部的生物膜。
与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果:
1、本实用新型所采用的供水方式不采用氯化钠或盐酸作为日常耗材，避免了运输和储存的风险。
2、采用碳酸钠作为电解液，酸性电解水中含有较低浓度的次氯酸(1-5ppm)，不会对牙椅PU、PU的管路造成腐蚀。
3、采用本实用新型的方法，虽然产生的酸性电解水中含有的次氯酸(1-5ppm)浓度，但是却能起到有效的短期杀灭大量细菌。
4、采用碳酸钠作为电解液，产生的碱性电解水能够快速去除管路内部长期形成的生物膜，之后采用低浓度酸性电解水进行管路抑菌，在降低高浓度酸性电解水造成的管路腐蚀问题的同时，更能起到长效抑菌的作用。
5、此外，储水桶中会包含部分未经电解的水，此时，储水桶中的酸性电解水会对这部分自来水直接进行杀菌，共同保证出水卫生质量。
附图说明
图1为本实用新型系统示意图。
图中各标号的含义为：
1.过滤器，2.混合器，3.蠕动泵，4.碳酸钠溶液储存桶，5.三通电磁阀，6.电解槽，7.第一储水桶，8.pH监测系统，9.控制单元，10.第二储水桶，11.第一电磁阀，12.第二电磁阀，13.水泵。
具体实施方式
需要说明的是，本实用新型所述的“第一”、“第二”，如无特别说明，仅是为了区分相同功能的不同结构，应当理解，其并非是对本实用新型做出的其他限定。
本实用新型所述的控制单元，主要执行反馈调节控制以及电磁阀控制，具体是当监测到阴极侧出水pH值低于11.0时，信号自动反馈至控制单元，控制蠕动泵的自动开启，向混合器中加入碳酸钠溶液，其中混合比例按照本实用新型提出的关系式进行控制，具体本领域的普通编程人员即可实现该控制功能，或者直接购买现有的控制芯片产品，例如XMT626F智能阀位反馈调节器。
以下的实施例，仅是辅助说明本实用新型的技术方案，其他在此基础上做出的同等变形，实质上方案相同，均属于本实用新型的保护范围。
实施例1：
本实施例提供一种牙科综合治疗台供水系统，包括进水系统和出水系统，还包括电解液输送系统和电解系统，该电解液输送系统以碳酸钠溶液作为电解液，与进水系统按比例混合后进入电解系统电解分别产生酸性电解水和碱性电解水；其中酸性电解水用于牙科诊疗或管路抑菌，碱性电解水用于去除管路内部的生物膜。
具体的，所述电解系统包括电解槽6，电解槽6内部包括铂金阳极和阴极及离子膜，所述电解槽6进水的氯离子含量C0≥100ppm，电导率σ≥600μS/cm，且电解槽6的槽体有效容积V(单位为L)、电解电流I(单位为A)、电解时间t(单位为s)、电流效率
法拉第电解常数F(单位为C/mol)、电化学反应电子系数n、法拉第常数F(其值为96485C/mol)，应满足如下关系：
进一步，所述电解液输送系统与进水系统按比例混合后进入电解系统，其中按比例混合需要满足：
其中电解液输送系统的出水流速为u1、进水系统的进水流速为u2，pH调节系数为k，碱性电解水原出水pH值为x1，按比例混合后碱性电解水pH值为x2，其中x2的取值应小于11.0，x2的取值应小于12.0。
应用本系统时，上述两点可保证出水酸性电解水的有效氯浓度处在低浓度。
更具体的，所述进水系统包括进水管路，在进水管路上依次连接有过滤器1、混合器2和三通电磁阀5；过滤器1用于去除进水中的颗粒物，混合器2的一端通过蠕动泵3与碳酸钠溶液储存桶4相连接；
所述电解液输送系统包括蠕动泵3和碳酸钠溶液储存桶4，蠕动泵3抽取碳酸钠溶液储存桶4中的碳酸钠溶液后通过混合器2和进水管路的水按比例混合；
所述三通电磁阀5，采用一进两出的结构设计，出口一端与电解槽6相连接，另一端与第一储水桶7连接；出水会有部分进入电解槽6电解，分别产生酸性电解水和碱性电解水；
所述出水系统包括出水管路，在出水管路上设置有第一电磁阀11和第二电磁阀12，分别用于控制酸性电解水和碱性电解水的出水。
在此基础上，所述牙科综合治疗台供水系统还包括pH在线监测系统8以及控制系统9，pH在线监测系统8与电解槽6阴极侧出水管路连接，当监测到阴极侧出水pH值低于11.0时，信号自动反馈至控制系统9，蠕动泵3自动开启，向混合器2中加入碳酸钠溶液，提高进水电导率，进而提高阴极侧电解出水的pH值；
经电解后产生的碱性电解水进入第一储水桶7，酸性电解水进入第二储水桶10；其分别与第一电磁阀12及第二电磁阀11相连接，并经水泵13与系统出水端相连接。本实用新型所述电解系统的碱性电解水的pH值介于11.0-12.0之间；酸性电解水的pH值介于5.0-6.5之间，有效氯浓度为1-5ppm。
优选的，所述电解槽(6)，其内部包括铂金阳极和阴极及离子膜。
更优选的，电解槽内的阴阳极采用钛基镀铂电极。
实施例1：
本实施例更具体的说明应用该系统时，本实用新型的供水方法。包括如下步骤：当供水系统安装后，
a.排空牙科综合治疗台管路中的水分；
b.夜间采用碱性电解水对牙椅供水管路进行浸泡；
c.日常诊疗过程采用酸性电解水进行不间断供水；
d.待牙椅供水管路内生物膜完全去除后，完全采用酸性电解水进行持续供水，以抑制牙椅供水管路内生物膜的滋生。
该供水方式有别于传统的牙科综合治疗台水路采用高浓度酸性电解水进行间歇性消毒的方式，能够持续保证管路出水菌落总数≤100CFU/mL
效果验证：
选取已安装5年的牙椅和供水管路作为测试目标，连续三天于早上8：00测试6台牙椅的漱口水、三用枪和牙科手机出水的菌落总数。测试结果如下：
表1牙科综合治疗台不同出水端水样细菌污染情况
第四天起，开始采用本申请所述的一种牙科综合治疗台供水系统及供水方法，具体实现方式如下：电解槽进水的氯离子含量C0＝170ppm，电导率σ≥945μS/cm，所产生酸性电解水有效氯浓度为3ppm，pH值为5.70，所产生碱性电解水的pH值为11.6。
在第四天下午19：00后。a.将碱性电解水连接至牙椅集中供水端，打开牙科综合治疗台漱口水端出水，直至碱性电解水流出，然后关闭漱口水出水，使碱性电解水对供水管路进行浸泡；b.待第五天开诊前，排放出碱性电解水，并在诊疗开始后全部采用酸性电解水进行持续供水；c.重复以上过程，直至漱口水、牙科手机和三用枪的出水端的菌落总数≤100CFU/mL；d.完全采用酸性电解水进行持续供水，以抑制牙椅供水管路内生物膜的滋生。
表2使用本专利所述供水方法后牙科综合治疗台不同出水端水样细菌污染情况
在第20天下午19：00后，对上述的牙椅的漱口水、三用枪和牙科手机出水的菌落总数进行测定，结果表明，跟第八天的测试结果几乎无差异，证明了使用本实用新型的系统，按照本实用新型的供水方法，可以起到长效抑菌作用。
Claims (6)
1.一种牙科综合治疗台供水系统，包括进水系统和出水系统，其特征在于，还包括电解液输送系统和电解系统，该电解液输送系统以碳酸钠溶液作为电解液，与进水系统按比例混合后进入电解系统电解分别产生酸性电解水和碱性电解水；其中酸性电解水用于牙科诊疗或管路抑菌，碱性电解水用于去除管路内部的生物膜；
所述进水系统包括进水管路，在进水管路上依次连接有过滤器、混合器和三通电磁阀；
所述电解液输送系统包括蠕动泵和碳酸钠溶液储存桶，蠕动泵抽取碳酸钠溶液储存桶中的碳酸钠溶液后通过混合器和进水管路按比例混合；
所述三通电磁阀的出水部分进入电解槽电解，分别产生酸性电解水和碱性电解水；
所述出水系统包括出水管路，在出水管路上设置有第一电磁阀和第二电磁阀，分别用于控制酸性电解水和碱性电解水的出水。
2.如权利要求1所述牙科综合治疗台供水系统，其特征在于，所述电解系统包括电解槽，所述电解槽进水的氯离子含量C0≥100ppm，电导率σ≥600μS/cm，且电解槽的槽体有效容积V、电解电流I、电解时间t、电流效率
法拉第常数F、电化学反应电子系数n，应满足如下关系：
其中，有效容积V的单位为L，电解电流I的单位为A，电解时间t的单位为s，法拉第常数F的值为96485C/mol。
3.如权利要求1所述牙科综合治疗台供水系统，其特征在于，所述电解液输送系统与进水系统按比例混合后进入电解系统，其中按比例混合需要满足：
其中电解液输送系统的出水流速为u1、进水系统的进水流速为u2，pH调节系数为k，碱性电解水原出水pH值为x1，按比例混合后碱性电解水pH值为x2。
4.如权利要求1所述牙科综合治疗台供水系统，其特征在于，所述牙科综合治疗台供水系统还包括pH在线监测系统以及控制系统，pH在线监测系统与电解槽阴极侧出水管路连接，当监测到阴极侧出水pH值低于11.0时，信号自动反馈至控制系统，蠕动泵自动开启，向混合器中加入碳酸钠溶液。
5.如权利要求1所述牙科综合治疗台供水系统，其特征在于，所述电解系统的碱性电解水的pH值介于11.0-12.0之间；酸性电解水的pH值介于5.0-6.5之间，有效氯浓度为1-5ppm。
6.如权利要求1所述牙科综合治疗台供水系统，其特征在于，所述电解槽，其内部包括铂金阳极和阴极及离子膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020881239.5U CN212476215U (zh) | 2020-05-24 | 2020-05-24 | 一种牙科综合治疗台供水系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020881239.5U CN212476215U (zh) | 2020-05-24 | 2020-05-24 | 一种牙科综合治疗台供水系统 |
Publications (1)
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| CN212476215U true CN212476215U (zh) | 2021-02-05 |
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| CN202020881239.5U Active CN212476215U (zh) | 2020-05-24 | 2020-05-24 | 一种牙科综合治疗台供水系统 |
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| CN (1) | CN212476215U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111498956A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-08-07 | 杭州易沃科信息科技有限公司 | 一种牙科综合治疗台供水系统及供水方法 |
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2020
- 2020-05-24 CN CN202020881239.5U patent/CN212476215U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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