CN213431853U - 电子束表面灭活装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电子束表面灭活装置及系统。该装置包括：机械臂和电子束机构，电子束机构包括电子束发生单元、电子束聚焦和加速单元以及束流引出枪，电子束发生单元通过电子束聚焦和加速单元与束流引出枪连接，束流引出枪安装于机械臂上，通过机械臂的运动，调整束流引出枪的高度和角度，以满足不同种类和形状各异的表面杀菌灭活作业需求，病毒消杀更加全面。该系统包括：传送装置、屏蔽门和本实用新型的电子束表面灭活装置，传送装置设置于电子束机构的下方，屏蔽门围设于传送装置和电子束表面灭活装置的外侧，通过传送装置输送待处理表面物体，利用电子束表面灭活装置对其进行杀菌灭活处理，形成产品灭活工作流水线，提高病毒消杀效率。

Description

电子束表面灭活装置及系统

技术领域

本实用新型涉及病毒灭活设备技术领域，尤其涉及一种电子束表面灭活装置及系统。

背景技术

辐照杀菌技术属于辐射加工技术，目前，其已经获得FDA（美国食品药品管理局）的批准而投入使用。高能电子对微生物的杀灭分为直接作用和间接作用。直接作用是指DNA分子本身因电离作用受损而导致细胞死亡。间接作用是指水分经辐射电离而产生各种游离基和过氧化物，其再与细胞内物质作用，从而使微生物失活。高能电子相对于钴60，虽然在穿透力方面有一定限度，但也有其明显的优势，如辐射时间短；输出功率可以控制；运转操作比较简单；不产生放射性废物；运行成本相对较低。高能电子杀菌技术现已广泛地应用于医疗用品、辐射食品等产品的灭菌，是一种安全、成熟的物理杀菌方法。

当前，原子能技术用于灭活新型冠状病毒效果比较理想，但由于需要对不同种类、形状各异的产品表面进行灭活，需要不断调节电子束电功率来达到全面的消杀，通过这种方式对电子束损耗过大，成本很高。现有的灭活装置，均采用束流引出枪固定安装的方式，不能调节高度和角度，病毒消杀不全面，工作效率低。

发明内容

本实用新型提供一种电子束表面灭活装置及系统，用以解决现有技术中灭活设备中束流引出枪均为固定安装形式，不能调节高度和角度，导致病毒消杀不全面的缺陷。

本实用新型提供一种电子束表面灭活装置，包括：机械臂和电子束机构，所述电子束机构包括电子束发生单元、电子束聚焦和加速单元以及束流引出枪，所述电子束发生单元通过所述电子束聚焦和加速单元与所述束流引出枪连接，所述束流引出枪安装于所述机械臂上。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活装置，所述电子束聚焦和加速单元包括一对绝缘体和电极组，所述绝缘体平行设置，所述电极组包括第一电极、第二电极和内电极组，所述第一电极固定于所述绝缘体的两端，所述第二电极沿所述绝缘体长度方向间隔均匀设置，所述内电极组沿所述绝缘体长度方向设置且所述内电极组呈锥形结构。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活装置，所述内电极组包括第一内电极和第二内电极，所述第一内电极和所述第二内电极沿所述绝缘体长度交替设置，所述第一内电极构成聚焦透镜组，所述第二内电极构成散焦透镜组。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活装置，所述第一内电极和所述第二内电极均包括倾斜部和延伸部，所述倾斜部与所述延伸部连接。

本实用新型还提供一种电子束表面灭活系统，包括：传送装置、屏蔽门和本实用新型的电子束表面灭活装置，所述传送装置设置于所述电子束机构的下方，所述屏蔽门围设于所述传送装置和所述电子束表面灭活装置的外侧。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活系统，所述传送装置包括驱动电机、滚筒、翻转机构、第一传送带和第二传送带，所述驱动电机与所述滚筒驱动连接，所述滚筒分别转动设置于所述第一传送带和所述第二传送带，所述翻转机构设置于所述第一传送带和所述第二传送带之间。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活系统，所述传送装置还包括升降支架，所述升降支架支撑于所述滚筒的两侧。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活系统，所述传送装置还包括导向轮，所述导向轮设置于所述滚筒的两侧。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活系统，所述屏蔽门包括顶盖、第一侧壁、第二侧壁和底盖，所述顶盖、所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底盖围设为密闭空间，且在所述顶盖、所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底盖的内壁设有至少一层铅防护层，在所述第一侧壁上构造有门结构。

根据本实用新型提供的电子束表面灭活系统，还包括位置传感器，所述位置传感器设置于所述传送装置的侧面，用于监测传输物的位置。

本实用新型提供的一种电子束表面灭活装置，通过电子束发生单元发射电子束，并通过电子束聚焦和加速单元进行聚焦和加速，最终通过束流引出枪射出电子束，通过机械臂的运动，调整束流引出枪的高度和角度，以满足不同种类和形状各异的表面杀菌灭活作业需求，病毒消杀更加全面。

进一步地，本实用新型还提供一种电子束表面灭活系统，通过传送装置不断向电子束表面灭活装置输送传输物，通过传送装置输送待处理表面物体，利用电子束表面灭活装置对输送到位的待处理表面进行杀菌灭活处理，形成产品灭活工作流水线，提高病毒消杀效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的电子束表面灭活装置的主视图；

图2是本实用新型提供的电子束表面灭活装置的俯视图；

图3是本实用新型提供的电子束聚焦和加速单元的结构示意图；

图4是本实用新型提供的电子束表面灭活系统的主视示意图；

图5是本实用新型提供的电子束表面灭活系统的俯视示意图；

附图标记：

1：机械臂；2：电子束发生单元；3：电子束聚焦和加速单元；4：束流引出枪；5：屏蔽门；6：传送装置；

110：法兰；120：电极组；121：第二电极；122：第一电极；123：内电极组；124：第一内电极；125：第二内电极：126：倾斜部；127：延伸部；130：绝缘体；61：翻转机构；

Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ：聚焦区；Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ：散焦区。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1-图5描述本实用新型的一种电子束表面灭活装置。该电子束表面灭活装置包括：机械臂1和电子束机构，电子束机构包括电子束发生单元2、电子束聚焦和加速单元3以及束流引出枪4，电子束发生单元2通过电子束聚焦和加速单元3与束流引出枪4连接，束流引出枪4安装于机械臂1上。

具体地，机械臂1采用六自由度运动平台，通过机械臂1的运动，可实现束流引出枪4针的不同高度和角度的调节，代替现有技术中束流引出枪4为固定安装的形式，可适用于多种不同种类和形状各异的表面杀菌灭活作业。

电子束发生单元2的规格为：采用LaB6阴极，石墨加热，工作在温度控制状态，拟采用Pierce二极枪结构，阳极工作电压10～20kV，阴极加热功率50～100W；最终指标达到在500-1600mm长度上形成均匀的带状电子束，不均匀度≤±3%；引出束流0-150mA。电源采用高压电源技术：采用有铁芯或是无铁芯结构的整流变压器作为高压电源的核心技术路线；采用节能型高压发生装置，能量转换效率90％以上，有效降低设备的运行能耗，提高产品竞争力，能耗是同类设备的30%。由电子束发生单元2发出的电子束经由电子束聚焦和加速单元3进行聚焦和加速，最终由束流引出枪4将电子束射出，对待处理表面进行杀菌灭活处理。

本实用新型提供的一种电子束表面灭活装置，通过电子束发生单元2发射电子束，并通过电子束聚焦和加速单元3进行聚焦和加速，最终通过束流引出枪4射出电子束，通过机械臂1的运动，调整束流引出枪4的高度和角度，以满足不同种类和形状各异的表面杀菌灭活作业需求，病毒消杀更加全面。

在其中一个实施例中，如图3所示，电子束聚焦和加速单元3包括一对绝缘体130和电极组120，绝缘体130平行设置，电极组120包括第一电极122、第二电极121和内电极组123，第一电极122固定于绝缘体130的两端，第二电极121沿绝缘体130长度方向间隔均匀设置，内电极组123沿绝缘体130长度方向设置且内电极组123呈锥形结构。具体地，各束流光学结构（即电子束聚焦和加速单元3）均被制作成模块化标准结构，每个束流光学结构模块长度200mm～280mm左右，两端是真空连接法兰接口，通过法兰110连接可以组合成任意长度的束流光学结构，且单个束流光学结构模块，体积和重量都不大，便于单人装配和组装。在现有束流光学结构模块的基础上，仅仅简单改变内部少量电极片的结构，也即将内电极组123构造为锥形结构，实现了提升束流光学结构的聚焦能力的目的，增加了单台电子加速器的电子束流强，增加了加速梯度的调节范围，电子束能量的调节范围更大，可以更好地满足使用者的不同需求，束斑尺寸更小，传输效率更高。

进一步地，内电极组123包括第一内电极124和第二内电极125，第一内电极124和第二内电极125沿绝缘体130长度交替设置，第一内电极124构成聚焦透镜组，形成聚焦区Ⅰ、聚焦区Ⅱ和聚焦区Ⅳ；第二内电极125构成散焦透镜组，形成散焦区Ⅲ、散焦区Ⅴ和散焦区Ⅵ。在本实施例中，通过内电极组123、第一电极122和第二电极121综合使用实现电子束的聚焦及加速功能，使得其与普通均匀分布结构的电极片加速结构相比，其加速传输电子束的能力提升了20％左右，加速梯度的调节范围增加了20％左右。

更进一步地，第一内电极124和第二内电极125均包括倾斜部126和延伸部127，倾斜部126与延伸部127连接。在本实施例中，通过在原有的电极片进行加工，增加倾斜部126和延伸部127，只需要重新制作几个镶嵌电极片，无需重新设计焊接新束流光学结构，就可以将现有束流光学结构的聚焦能力提升20%左右。

下面结合图4和图5描述本实用新型的一种电子束表面灭活系统。该电子束表面灭活系统包括：传送装置6、屏蔽门5和如上述实施例的电子束表面灭活装置，传送装置6设置于电子束机构的下方，屏蔽门5围设于传送装置6和电子束表面灭活装置的外侧。

具体地，该电子束表面灭活系统通过传送装置6输送待处理表面物体，利用电子束表面灭活装置对输送到位的待处理表面进行杀菌灭活处理，形成产品灭活工作流水线，提高病毒消杀效率。设备工作时所产生的电子束对人有致命危害，必须防止人员被电子束直接照射，采用屏蔽门5屏蔽电子束，避免对工作人员带来危害。

在其中一个实施例中，传送装置6包括驱动电机、滚筒、翻转机构61、第一传送带和第二传送带，驱动电机与滚筒驱动连接，滚筒分别转动设置于第一传送带和第二传送带，翻转机构61设置于第一传送带和第二传送带之间。在本实施例中，利用驱动电机驱动滚筒转动，滚筒带动传送带移动，输送待处理表面物体。具体地，采用翻转机构61实现待处理表面物体换向，即第一传送带与第二传送带的传送方向相反。驱动电机与滚筒之间由轴承和齿轮箱进行传动，滚筒之间可连接有链条，保证滚筒转动速度和方向一致。

在其中一个实施例中，传送装置6还包括升降支架，升降支架支撑于滚筒的两侧，通过升降支架的升降动作，带动滚筒升高或降低，满足不同尺寸的待处理表面物体需要，保证束流引出枪4与待处理表面物体之间距离30mm左右。若待处理表面物体高度较低，可选择在物体底部增设托盘等。

在其中一个实施例中，传送装置6还包括导向轮，导向轮设置于滚筒的两侧，在待处理表面物体输送过程中，通过导向轮限定其运动方向，避免物体由传送带两侧脱落，导致辐照失败。

在其中一个实施例中，屏蔽门5包括顶盖、第一侧壁、第二侧壁和底盖，顶盖、第一侧壁、第二侧壁和底盖围设为密闭空间，且在顶盖、第一侧壁、第二侧壁和底盖的内壁设有至少一层铅防护层，在第一侧壁上构造有门结构。在本实施例中，通过在屏蔽门5内设置一层或多层铅防护层，进而有效提高屏蔽效果，减小设备体积，具有较好的应用前景，值得大规模推广和应用。屏蔽门5采用侧开门结构，占地面积极大减小，有效降低对设备整体的安装要求，不影响生产线长度方面的设计。

在其中一个实施例中，该电子束表面灭活系统还包括位置传感器，位置传感器设置于传送装置6的侧面，用于监测传输物的位置，当传输物移动到位后，控制机械臂1动作，使得束流引出枪4调整至适当的高度位置和角度，对传输物进行表面杀菌灭活处理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电子束表面灭活装置，其特征在于，包括：机械臂和电子束机构，所述电子束机构包括电子束发生单元、电子束聚焦和加速单元以及束流引出枪，所述电子束发生单元通过所述电子束聚焦和加速单元与所述束流引出枪连接，所述束流引出枪安装于所述机械臂上。

2.根据权利要求1所述的电子束表面灭活装置，其特征在于，所述电子束聚焦和加速单元包括一对绝缘体和电极组，所述绝缘体平行设置，所述电极组包括第一电极、第二电极和内电极组，所述第一电极固定于所述绝缘体的两端，所述第二电极沿所述绝缘体长度方向间隔均匀设置，所述内电极组沿所述绝缘体长度方向设置且所述内电极组呈锥形结构。

3.根据权利要求2所述的电子束表面灭活装置，其特征在于，所述内电极组包括第一内电极和第二内电极，所述第一内电极和所述第二内电极沿所述绝缘体长度交替设置，所述第一内电极构成聚焦透镜组，所述第二内电极构成散焦透镜组。

4.根据权利要求3所述的电子束表面灭活装置，其特征在于，所述第一内电极和所述第二内电极均包括倾斜部和延伸部，所述倾斜部与所述延伸部连接。

5.一种电子束表面灭活系统，其特征在于，包括：传送装置、屏蔽门和权利要求1-4中任意一项所述的电子束表面灭活装置，所述传送装置设置于所述电子束机构的下方，所述屏蔽门围设于所述传送装置和所述电子束表面灭活装置的外侧。

6.根据权利要求5所述的电子束表面灭活系统，其特征在于，所述传送装置包括驱动电机、滚筒、翻转机构、第一传送带和第二传送带，所述驱动电机与所述滚筒驱动连接，所述滚筒分别转动设置于所述第一传送带和所述第二传送带，所述翻转机构设置于所述第一传送带和所述第二传送带之间。

7.根据权利要求6所述的电子束表面灭活系统，其特征在于，所述传送装置还包括升降支架，所述升降支架支撑于所述滚筒的两侧。

8.根据权利要求6所述的电子束表面灭活系统，其特征在于，所述传送装置还包括导向轮，所述导向轮设置于所述滚筒的两侧。

9.根据权利要求5所述的电子束表面灭活系统，其特征在于，所述屏蔽门包括顶盖、第一侧壁、第二侧壁和底盖，所述顶盖、所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底盖围设为密闭空间，且在所述顶盖、所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底盖的内壁设有至少一层铅防护层，在所述第一侧壁上构造有门结构。

10.根据权利要求5所述的电子束表面灭活系统，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器设置于所述传送装置的侧面，用于监测传输物的位置。

Images