DE102007000305A1

DE102007000305A1 - Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage

Info

Publication number: DE102007000305A1
Application number: DE102007000305A
Authority: DE
Inventors: Kejun Kang; Huayi Zhang; Zhiqiang Chen; Yuanjing Li; Chuanxiang Tang; Yaohong Liu; Huaibi Chen; Huaping Tang; Nan Jiang; Dongsheng Zhang; Yu He; Feng Gao; Weiqiang Guan; Jian Li; Yanfeng Cao
Original assignee: Tsinghua University; Nuctech Co Ltd
Current assignee: Tsinghua University; Nuctech Co Ltd
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2027-06-05
Also published as: DE102007000305B4; US7626186B2; US20080131312A1; CN101108254A; WO2008011784A1; JP4732402B2; JP2008023321A; CN101108254B

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage mit: einem Fahrzeug (1) mit bewegbarem Fahrgestell, einem auf dem Fahrzeug (1) mit Fahrgestell installierten Abteilkorpus (2); einem Elektronenbeschleuniger (6), der einen Elektronenstrahl für zu bestrahlende Gegenstände erzeugt; einen Beschleuniger-Steuerkasten (31), der den Betrieb des Beschleunigers steuert, wobei der Elektronenbeschleuniger (6) im Abteilkorpus untergebracht ist. Die Erfindung hat Vorteile wie folgt: Da der Elektronenbeschleuniger im Abteilkorpus des Fahrzeugs mit Fahrgestell untergebracht ist, besitzt er ein kleines Volumen mit flexibler Manövrierfähigkeit, der rasch in einer kurzen Zeit überführt werden kann. Außerdem besitzt die Anlage keine zusätzlichen Anforderungen bezüglich einer Verwendung der Umgebung und braucht keine zusätzlichen Aufbauten. Mit der Erfindung kann Elektronenstrahl-Bestrahlung für alle Arten von Dokumenten und Post implementiert und eine rasche und vollständige Sterilisierung erreicht werden, wodurch der Sicherheitszweck erüllt wird. Des Weiteren gibt es kein Schädigung odre Reststrahlung für die behandelten Gegenstände. Außerdem hat die Anlage einen hohen Grad von automatisierter Zusammensetzung mit einfachen Arbeitsschritten und Sicherheit. Daher ist sie für Chefabteilungen im In- und Ausland geeignet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Elektronenstrahl-Sterilisieranlage. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Seit den Ereignissen vom 11. September 2001 und dem Anthrax-Ereignis von 2001 haben biologische Angriffsereignisse mit Milzbrand (Anthrax) über Post in Amerika sowie in anderen Ländern und Regionen ununterbrochen stattgefunden. Dies ist mit 17 Fällen von Infektion belegt worden, in denen viele Menschen starben. Es erwies sich, dass diese infizierten Personen durch Berührung mit Post oder Paketen infiziert wurden, die Milzbrandbazillen beförderten.
In vielen Ländern werden viel Arbeitskraft und große Mittel für Forschungen über den Nachweis und die Sterilisierung bestimmter Bakterien aufgewendet. Mit einer herkömmlichen chemischen Sterilisierung können aber Milzbrandbazillen nicht vernichtet werden, diese Verfahren brauchen viel Zeit und sind wenig wirksam und können die Bedürfnisse für den Nachweis, die Quarantäne und die Sterilisierung von Milzbrandbazillen in Abteilungen mit Sammelpostverteilung und mit einem großen Entsorgungsausstoß nicht befriedigen. Verfahren wie Mikrowellen, Laser oder Heißdampf usw. können der Post nicht wieder gutzumachende Schäden zufügen. Mit dem elektrischen Plasmaentladungsverfahren oder mit dem Verfahren der Bestrahlung mit Elektronenstrahlen niedriger Energie (Hunderten von keV) können Milzbrandbazillen usw. nur auf den Oberflächen von Post oder in dünnen Briefen bestrahlt, aber die in verhältnismäßig dicker Post beförderten Milzbrandbazillen nicht abgetötet werden. Die am meisten bevorzugte Lösung erreicht eine sehr schnelle Sterilisierung von Gegenständen in der Post usw. durch die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen hoher Energie.
Sterilisierung und Antisepsis können durch Bestrahlung mit einem Hochenergiebeschleuniger erreicht werden. Die erforderliche Strahlungsdosis beträgt 25 kGy in einer Nachweisnorm für die Sterilisierung medizinischer Geräte. In Dokumenten der WHO ist darauf hingewiesen worden, dass der Dosisbereich für die Abtötung von sporenbildenden Bazillen durch Strahlung 10 bis 50 kGy beträgt, der Dosisbereich für die Abtötung nicht sporenbildender Bazillen 0,5 bis 10 kGy. Es ist eine wirksame technische Lösung für die Sterilisierung, einen Elektronenstrahl hoher Energie in einer Dosis von bis zu 25 kGy zu verwenden, um verschiedene Arten von Bazillen, darunter Milzbrandsporen, wirksam zu beseitigen.
Eine Elektronenstrahl-Sterilisieranlage umfasst allgemein eine Stromversorgung wie einen Modulator, eine Beschleunigungsröhre, eine Vorrichtung wie eine Scannerbox zum Ausbringen des Strahlenflusses, ein Transportsystem für Gegenstände, ein Steuersystem usw. Anlagen für Sterilisierung durch die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen hoher Energie sind im Bereich von 2 bis 9 MeV von vielen Organisationen entwickelt worden, darunter „Betaline" von der Firma IBA, Belgien, „Surebeam" von der Firma Titan, USA, „SML 5520" von der Firma Nuctech, China, usw. Diese Anlagen haben einen sehr großen Raumbedarf und ein großes Gewicht bis zu -zig Tonnen, sie brauchen ortsfeste Betriebsplätze, einige brauchen sogar bestimmte Strahlenschutzaufbauten.
Sicherheits-Elektronenstrahl-Sterilisieranlagen werden hauptsächlich für vorsorgliche Sterilisierung verwendet, um Schadensfreiheit von Personal und Standorten gegenüber Post und Dokumenten zu gewährleisten. Existierende bzw. potenzielle Kunden dafür sind die Chefabteilungen im In- und Ausland. Die Sicherheit der Chefabteilungen im Inland hat weit reichenden politischen und sozialen Einfluss, da Banken (Geldsterilisierung), Krankenhäuser (medizinische Abfälle und Abwässer) und Postsysteme unabdingbare Funktionen für das tägliche Leben und die Volkswirtschaft wahrnehmen.
In den Chefabteilungen vieler Länder ist es schwierig, Strahlenschutzaufbauten mit einem sehr großen Raumbedarf zu errichten. Zusätzlich finden viele wichtige Konferenzen und Aktivitäten nicht an festgelegten Orten statt, und es bestehen auch Bedürfnisse nach einer raschen und vollständigen Sterilisierung durch eine manövrierfähige, flexible Elektronenstrahl-Sterilisieranlage, die keine zusätzlichen Aufbauten verlangt und mit der alle Arten von Dokumenten, Post usw. bestrahlt werden können, um das Sicherheitsziel zu erreichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird gemacht, um zumindest einen Aspekt der oben genannten Unzulänglichkeiten und Probleme im Stande der Technik zu lösen.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine manövrierfähige, mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage zur Verfügung zu stellen, die keine zusätzlichen Aufbauten benötigt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine kompakte, mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage zur Verfügung zu stellen, die auf Miniaturisierung ausgelegt ist.
Einem Aspekt der Erfindung zufolge wird eine mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage zur Verfügung gestellt, die umfasst: ein Fahrzeug mit bewegbarem Fahrgestell; einen auf dem Fahrzeug mit Fahrgestell installierten Abteilkorpus; einen Elektronenbeschleuniger, der einen Elektronenstrahl erzeugt, um Gegenstände mit Strahlung zu behandeln; einen Steuerkasten für den Beschleuniger, der den Betrieb des Beschleunigers steuert, wobei der Elektronenbeschleuniger im Abteilkorpus ausgelegt ist.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst der Elektronenbeschleuniger einen Maschinenkopf, der den Elektronenstrahl abstrahlt und in dem ein Pulstransformator, ein Magnetron, eine Vorrichtung zur Übertragung von Mikrowellen, ein integrierter Beschleunigungs- und Scannermechanismus, eine Kühlvorrichtung, eine Vorrichtung zur Absorption restlicher Elektronenstrahlen und ein Strahlungsabschirmsystem integriert sind.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst der Elektronenbeschleuniger weiter einen Modulator, um die Spannung einer Stromversorgung zu Pulsspannung zu modulieren.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge funktioniert der Modulator nach einem Hochfrequenz-Lademodus.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage weiter eine Ventilationsvorrichtung mit Ventilationsgebläse, Lufteintrittskanal und Luftaustrittskanal, wobei der Eingang des Lufteintrittskanals am Boden des Fahrzeugs mit Fahrgestell und der Ausgang des Luftaustrittskanals an der Oberseite des Fahrzeugs mit Fahrgestell ausgelegt ist und sowohl der Eingang als auch der Ausgang mit feuchtigkeits- und staubdichten Filtervorrichtungen versehen ist.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage weiter ein Strahlungsabschirmsystem, das einen den Beschleuniger abdeckenden ortsfesten Abschirmkörper, ein Paar drehbarer Abschirmtüren, die drehbar am ortsfesten Abschirmkörper angebracht sind, sowie einen Motor umfasst, der so angetrieben wird, dass er die drehbaren Abschirmtüren ein- oder ausschaltet, so dass im Strahlungsabschirmsystem ein geschlossener Bestrahlungsabschnitt gebildet wird.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge hat jede der drehbaren Abschirmtüren eine Zylinderstruktur, in der sich ein Durchlass für zu behandelnde Gegenstände öffnet, die in den Bestrahlungsabschnitt eintreten oder daraus austreten.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge erstrecken sich der Lufteintrittskanal und der Luftaustrittskanal durch das Strahlungsabschirmsystem labyrinthartig und treten in den Bestrahlungsabschnitt ein.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst das Labyrinth mindestens drei rechtwinklige Ecken.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage weiter ein Transportsystem für die Gegenstände, das Kettenräder, mit den Kettenrädern in Eingriff gelangende Ketten und einen die Kettenräder drehenden Motor umfasst.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge wird ein zu scannender Gegenstand in der geräteeigenen Palette untergebracht.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge stehen an den Ketten Haken zur Verfügung, um mit der geräteeigenen Palette in Eingriff zu gelangen, so dass diese zusammen mit den Ketten bewegt wird.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst das Transportsystem für die Gegenstände weiter Führungsschienen, um die geräteeigene Palette zu halten und ihre Bewegung zu lenken.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage weiter ein System zum Stapeln der geräteeigenen Paletten, das umfasst: ein Sammelgehäuse; eine Mehrzahl ortsfester Führungsschienen; eine bewegbare Führungsschiene; einen im Sammelgehäuse angebrachten Schrittmotor; einen durch den Schrittmotor angetriebenen Wählhebel, der die bewegbare Führungsschiene antreibt, wobei ein Ende der bewegbaren Führungsschiene an der Außenseite der Austrittsöffnung für die bestrahlten Gegenstände befestigt ist, während das andere Ende frei ist.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge, in der der Abteilkorpus in ein Bestrahlungsabteil und ein Steuerabteil unterteilt ist, befinden sich der Elektronenbeschleuniger, das Transportsystem für die Gegenstände und das System für das Stapeln der geräteeigenen Paletten alle im Bestrahlungsabteil; ein Hauptsteuersystem steht im Steuerabteil zur Verfügung, um den Beschleunigersteuerkasten, das System für das Stapeln der geräteeigenen Paletten, das Transportsystem für die Gegenstände und das Strahlungsabschirmsystem zu steuern.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge steht eine Strahlungsabteiltür zwischen dem Bestrahlungsabteil und dem Steuerabteil zur Verfügung, und eine Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung steht an der Bestrahlungsabteiltür zur Verfügung.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge umfasst die Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung zumindest einen Verriegelungsschalter vom Berührungstyp und/oder einen Induktionsschalter und/oder einen Nothalt.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge besteht die Vorrichtung für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen aus einem Material mit einer niedrigen Atomzahl, das elektrisch und thermisch leitfähig ist.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge bildet die Vorrichtung für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen einen elektrischen Schaltkreis mit dem integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge besteht der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus aus einer Elektronenstrahlkanone, einer Beschleunigerröhre, einer Scannerbox und einem integrierten, dicht abschließenden Fenster zum Ausbringen des Elektronenstrahls.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge beträgt das Vakuum im Inneren des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus bis zu oder mehr als 10^–5 Pa.
Einer Ausführungsform der Erfindung zufolge ist das Steuerabteil weiter mit einer Vorrichtung zur Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung versehen.
Die Vorteile und technischen Wirkungen der mobilen Elektronstrahl-Sterilisieranlage der Erfindung sind wie folgt:
Da der Elektronenbeschleuniger und sein Steuersystem, die Ventilationsvorrichtung und das Stromversorgungssystem in der Erfindung alle im Abteilkorpus des Fahrzeugs mit Fahrgestell untergebracht sind, ist der Raumbedarf gering und die Manövrierfähigkeit flexibel, und die Anlage kann schnell in kurzer Zeit überführt werden. Außerdem hat die Anlage keine zusätzlichen Erfordernisse bezüglich ihrer Umgebung und braucht keine zusätzlichen Aufbauten. Die Erfindung kann Elektronenstrahl-Bestrahlung von Arten von Dokumenten und Post ausführen und eine schnelle und vollständige Sterilisierung erreichen, wobei der Sicherheitszweck erreicht wird. Weiter gibt es keine Schädigung oder Überreste an den mit Strahlung behandelten Gegenständen. Die Anlage hat ein hohes Ausmaß an automatisierter Zusammensetzung und einfache Arbeitsschritte und Sicherheit. So ist sie für Chefabteilungen im In- und Ausland geeignet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Diese und/oder weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden eingehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen hervorgehen, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
1 ist eine schematische Aufbauansicht einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage;
2 ist eine Draufsicht von 1;
3 ist eine schematische Aufbauansicht eines Bestrahlungs-Maschinenkopfes in einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage;
4 ist eine schematische Aufbauansicht eines Transportsystems für die Gegenstände in einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage;
5 ist eine schematische Ansicht des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27, der in der Erfindung verwendet werden kann;
6 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen, die in der Erfindung verwendet werden kann;
7 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen, die in der Erfindung verwendet werden kann;
8A ist eine schematische Aufbauansicht einer drehbaren Abschirmtür 39 im offenen Zustand in einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage:
8B ist eine linksseitige Ansicht von 8A;
9A ist eine schematische Aufbauansicht einer drehbaren Abschirmtür 39 im geschlossenen Zustand in einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage;
9B ist eine linksseitige Ansicht von 9A;
10 ist eine schematische Aufbauansicht eines Systems für das Stapeln von geräteeigenen Paletten in einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage;
11 ist ein Steuer-Ablaufdiagramm eines Hauptsteuersystems in einer erfindungsgemäßen mobilen Elektronenstrahl-Sterilisieranlage.
In den Figuren bezeichnen die Zahlen die folgenden Komponenten oder Vorrichtungen:

1: Fahrzeug mit Fahrgestell
2: Abteilkorpus
3: Bestrahlungsabteil
4: Steuerabteil
5: Beleuchtungs- und Klimaanlage
6: Elektronenbeschleuniger
7: System für das Stapeln geräteeigener Paletten
8: Austrittsöffnung für Gegenstände
9: Stromversorgungssystem
10: Transportsystem für die Gegenstände
11: Strahlungsabschirmsystem
12: Eintrittsöffnung für Gegenstände
13: geräteeigene Palette
14: Hauptsteuersystem
15: Abteil für Gegenstände
16: Steuerabteiltür
17: Leiter
18: Ventilationsgebläse
19: Bestrahlungsabteiltür
20: Wartungstür für Hauptsteuersystem
21: Wartungstür für Bestrahlungsmaschine
22: Elektronenstrahl-Bestrahlungsmaschine
23: Modulator
24: Pulstransformator
25: Magnetron
26: Mikrowellen-Übertragungsvorrichtung
27: integrierter Beschleunigungs- und Scanner-Mechanismus
28: Wasserkühlungsvorrichtung
29: Vorrichtung für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen
30: Arbeitsstuhl
31: Steuerkasten
32: Überwachungs- und Kommunikationsvorrichtung
33: Motor
34: Kettenrad
35: Kette
36: Haken
37: Führungsschiene
38: ortsfester Abschirmkörper
39: drehbare Abschirmtür
40: Ton- und Lichtalarmvorrichtung
41: Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung
42: Vorrichtung für die Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung
43: Lufteintrittskanal
44: Luftaustrittskanal
45: rechteckiger Kanal
46: Schrittmotor
47: Wählhebel
48: ortsfeste Führungsschiene
49: bewegbare Führungsschiene
50: Motor für drehbare Abschirmtür
51: Beschleunigungsröhre
53: Triftröhre
55: Scanner-Elektromagnet
56: Ionenpumpe vom Innentyp
57: Scannerbox
58: Klammer
61: Linearbeschleuniger
62: Elektronenstrahl-Scannerbox
63: bestrahlter Gegenstand
64: Förderband
66: Wassereinlass
67: Wasserauslass.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nunmehr wird eingehend auf die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, in denen sich gleiche Bezugszahlen durchgehend auf gleiche Elemente beziehen. Die Ausführungsformen werden hierunter beschrieben, um die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme auf die Figuren zu erklären.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst die erfindungsgemäße mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage ein Fahrzeug 1 mit bewegbarem Fahrgestell, einen auf dem Fahrzeug 1 mit bewegbarem Fahrgestell in kompakter und stabiler Weise befestigten Abteilkorpus 2, der ein Bestrahlungsabteil 3 und ein Steuerabteil 4 besitzt. Eine Steuerabteiltür 16 ist an der Rückseite des Steuerabteils 4 für den Durchtritt des Personals vorgesehen. Eine Leiter 17 ist unter der Steuerabteiltür 16 vorgesehen, um dem Personal das Hinauf- und Herabsteigen zu erleichtern. Eine Bestrahlungsabteiltür 19 ist zwischen dem Bestrahlungsabteil 3 und dem Steuerabteil 4 vorgesehen, und Personal kann vom Steuerabteil 4 in das Bestrahlungsabteil 3 eintreten. Eine Steuer-Wartungstür 20 für die Wartung des Hauptsteuersystems ist an einer Seite des Steuerabteils 4 angebracht. Eine Wartungstür 21 für den Maschinenkopf zur Installierung und Wartung einer Elektronenstrahl-Bestrahlungsmaschine 22 ist an einer Seite des Bestrahlungsabteils 3 vorgesehen. Eine Beleuchtungs- und Klimaanlage 5 ist des Weiteren im Abteilkorpus 2 vorgesehen.
Ein Elektronenbeschleuniger 6, eine Ventilationsvorrichtung 18, ein Transportsystem 10 für die Gegenstände, ein System 7 für das Stapeln von geräteeigenen Paletten, ein Stromversorgungssystem 9 und ein Strahlungsabschirmsystem 11 sind im Bestrahlungsabteil 3 vorgesehen.
Unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 ist der Elektronenbeschleuniger 6 die Kernvorrichtung der Erfindung, die eine Elektronenstrahl-Bestrahlungsmaschine 22, einen Modulator 23 und einen Steuerkasten 31 umfasst. In der Elektronenstrahl-Bestrahlungsmaschine 22 sind integral ein Pulstransformator 24, ein Magnetron 25, eine Vorrichtung 26 für die Übertragung von Mikrowellen, ein integrierter Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27, eine Wasserkühlungsvorrichtung 28, eine Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen und das Strahlungsabschirmsystem 11 zusammengefasst. Das besagt, dass der Pulstransformator 24, das Magnetron 25, die Vorrichtung 26 für die Übertragung von Mikrowellen, der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27, die Wasserkühlungsvorrichtung 28, die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen und das Strahlungsabschirmsystem 11 alle in der Elektronstrahl-Bestrahlungsmaschine 22 installiert sind. Die Verbindungsbeziehungen zwischen diesen Komponenten sind aber die gleichen wie im Stande der Technik, deren eingehende Beschreibungen hierdurch aus Gründen der Klarheit und Kürze unterlassen werden. Somit wird der Raumbedarf im großen Maßstab verringert, ohne die technischen Anforderungen zu beeinflussen.
Als Beispiel des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 illustriert 5 einen voll abgedichteten integrierten Hochvakuum-Elektronenstrahl-Beschleunigungs- und Scannermechanismus. Unter Bezugnahme auf 5 umfasst der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 eine Beschleunigungsröhre 51, eine Triftröhre 53, einen Scanner-Elektromagneten 55 und eine Scannerbox 57 mit Ionenpumpe 56 vom inneren Typ. Für die Beschleunigungsröhre 51 kann ein Stehwellen-Beschleunigeraufbau mit Luftaustrittsöffnung 511 adoptiert werden, wobei der Stehwellen-Beschleunigeraufbau ein Hochvakuum verlangt. Ein Scanner-Elektromagnet 55 ist auf der Oberseite der Scannerbox 57 peripher angeordnet und ist mit der Triftröhre 53 über einen zweiten Flansch 54 verbunden. Ein Fenster 59 zum Ausbringen des Elektronenstrahles, das aus einem Werkstoff wie Titanfolie besteht, ist mit einem dritten Flansch 510 am Boden der Scannerbox 57 befestigt. Ein oberes Ende der Triftröhre 53 ist durch einen ersten Flansch 52 mit der Beschleunigungsröhre 51 verbunden. Der erste Flansch 52 zwischen der Elektronenbeschleunigungsröhre 51 und der Triftröhre 53 ist unter Verwendung eines Flansches mit dünnem Rand angeschweißt. Der zweite Flansch 54 zwischen der Triftröhre 53 und der Scannerbox 57 ist unter Verwendung eines Flansches mit dünnem Rand angeschweißt, wodurch ein hoch luftdichter Abschluss gewährleistet wird. Eine Vakuum-Ionenpumpe ist in der Scannerbox 57 vorgesehen, um eine Ionenpumpe 56 mit hoher Pumpgeschwindigkeit zu bilden, so dass ein Hochvakuum aufrecht erhalten wird, wenn der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 arbeitet.
Obwohl in der Ausführungsform offenbart wird, dass eine Triftröhre 53 zwischen der Beschleunigungsröhre 51 und der Scannerbox 57 durch Flansche eingesetzt ist, ist die Triftröhre 53 aber nicht erforderlich. Damit der Aufbau kompakter und miniaturisiert gestaltet werden kann, wird die Triftröhre 53 weggelassen, so dass die Beschleunigungsröhre 51 in der Ausführungsform des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 direkt mit der Scannerbox 57 verbunden ist.
Die Beschleunigungsröhre 51 und die Scannerbox 57 sind durch eine Klammer 58 gegenseitig fixiert, um die Relativbewegung zu verhindern, die die Schweißstellen der Flansche mit dünnen Rändern schädigen kann, wenn bei der Installation und Verwendung Kraft angewendet wird. Die Klammer 58 dient auch als ein Positionier- und Feststellglied, wenn der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 im Beschleunigersystem eingebaut wird.
Der erste Flansch 52 und der zweite Flansch 54 können in peripher schneidender Weise viele Male eingeschweißt werden, wodurch gewährleistet wird, dass entscheidende Teile wiederholt verwendet werden können. Nachdem die integrale Verbindung des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 beendet ist, wird er zum Ausgasen durch Erhitzen in den Hochtemperatur-Ausgasofen gebracht. Das Gas im integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus kann durch die Austrittsöffnung 511 der Beschleunigungsröhre 51 ausgestoßen werden, so dass das Innenvakuum dort bis zu 10^–5 Pa oder darüber erreichen kann. Stärker bevorzugt kann das Innenvakuum darin bis zu 10^–7 Pa erreichen.
Im Aufbau des integrierten Vakuum-Elektronenstrahl-Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 werden die Beschleunigungsröhre und die Scannerbox mit der Ionenpumpe durch eine Klammer positioniert und fixiert, was die Starrheit des integrierten Aufbaus stark erhöht. Außerdem sind der zweite Flansch und der erste Flansch durch einen dünnen Flansch zusammengeschweißt, was einen hoch luftdichten Abschluss gewährleistet. Für die Beschleunigungsröhre wird ein Stehwellen-Beschleunigermechanismus mit Austrittsöffnung adoptiert, was die Miniaturisierung der Anlage begünstigt, so dass sie für die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage der Erfindung verwendet werden kann, wodurch die Integration und Miniaturisierung der Elektronenstrahl-Bestrahlungsmaschine 22 erreicht wird. Außerdem kann sie direkt in den Hochtemperatur-Ausgasofen für integrales Ausgasen eingebracht werden, und das Gas wird durch die Austrittsöffnung ausgestoßen, und der lang dauernde Prozess des Vakuum-Ausgasens der Beschleunigungsröhre kann vermieden werden, und ihr Innenvakuum erreicht bis zu 10^–5 Pa und darüber, stärker bevorzugt 10^–7 Pa.
Als ein Beispiel der Vorrichtung für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen offenbaren 6 und 7 schematisch eine Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen.
Unter Bezugnahme auf 6 umfasst die Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung einen Linearbeschleuniger 61, eine mit dem Linearbeschleuniger 61 verbundene Elektronenstrahl-Scannerbox 62 und ein unter der Elektronenstrahl-Scannerbox 62 angebrachtes Förderband 64, auf das ein zu bestrahlender Gegenstand 63 gelegt werden kann. Die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen und der Linearbeschleuniger 61 sind mit Drähten verbunden, um einen elektrischen Schaltkreis zu bilden. Die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen umfasst eine Absorptionsbasis 69 mit geneigten, wärmeabstrahlenden Teilen aus Aluminiummaterial und ein Gebläse 68, das neben der Absorptionsbasis 69 angebracht ist. Der durch das Gebläse 68 erzeugte Luftstrom zerstreut die Wärme von der Absorptionsbasis 69 und führt gleichzeitig Ozon weg. In der Erfindung kann nicht nur die erzeugte Menge an Röntgenstrahlen wirksam verringert werden, sondern es kann auch verhindert werden, dass der restliche Elektronenstrahl im Hochleistungsbeschleuniger lokal einen Abschnitt hoher Temperatur und hoher Spannung erzeugt. Die Absorptionsbasis 69 für den restlichen Elektronenstrahl wird durch das Gebläse 68, das den Ozon ausstößt, gekühlt.
Unter Bezugnahme auf 7 umfasst die Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung einen Linearbeschleuniger 61, eine mit dem Linearbeschleuniger 61 verbundene Elektronenstrahl-Scannerbox 62 und ein unter der Elektronenstrahl-Scannerbox 62 angebrachtes Förderband 64, auf das ein zu bestrahlender Gegenstand 63 gelegt werden kann. Die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen und der Linearbeschleuniger 61 sind durch Drähte verbunden, um einen elektrischen Schaltkreis zu bilden. Die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen 29 ist als ein dicht abgeschlossenes Gehäuse aus Aluminiummaterial aufgebaut. Ein Wassereinlass 66 und ein Wasserauslass 67 sind im Gehäusekörper angebracht, und die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen wird durch ein externes Wasserkühlungssystem gekühlt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann der kombinierte Aufbau des Linearbeschleunigers 61 und der Elektronentrahl-Scannerbox 62 durch den oben erwähnten integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 ersetzt werden. Dann werden die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen und die Beschleunigungsröhre 51 des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 durch Drähte verbunden, um einen elektrischen Schaltkreis zu bilden.
Durch die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen mit dem oben erwähnten Aufbau kann nicht nur die erzeugte Menge der Röntgenstrahlen wirksam verringert werden, sondern es kann auch verhindert werden, dass der restliche Elektronenstrahl im Hochleistungsbeschleuniger lokal einen Abschnitt hoher Temperatur und hoher Spannung erzeugt.
Der Modulator 23 moduliert die normale Stromversorgung zu Hochspannungspulsen. Nachdem die Hochspannung der Pulse weiter durch einen Pulstransformator 24 erhöht worden ist, wird sie einerseits an ein Magnetron 25 und andererseits an eine Elektronenstrahlkanone am Kopfabschnitt des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus geliefert. Die durch das Magnetron 25 erzeugte Mikrowellenleistung tritt durch eine Vorrichtung 26 zur Übertragung von Mikrowellen in den integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 ein, wodurch ein elektromagnetisches Feld für die Beschleunigung und Bündelung von Elektronen gebildet wird. Die durch die Elektronenstrahlkanone am Kopfabschnitt des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus erzeugten Emissionselektronen werden im integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus auf eine sehr hohe Energie beschleunigt und aus einem Fenster für das Ausbringen des Elektronenstrahls wie einem Titanfenster am Bodenabschnitt des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus ausgebracht, nachdem sie durch einen Scannermagneten zu einer linearen Verteilung gescannt worden sind, wodurch sie zu Elektronenstrahlflüssen hoher Energie für die Bestrahlung und Sterilisierung von zu sterilisierenden Gegenständen werden.
Der Modulator 23 hat den Aufbau eines Hochfrequenz-Lademodus, die Hochspannung der Pulse hat eine hohe Stabilität, und die Hochspannungsamplitude kann leicht durch die Entladungszeiten innerhalb eines Zyklus gesteuert werden. Der Modulator mit Hochfrequenz-Lademodus besitzt ein kleines Volumen mit geringerem Gewicht als ein herkömmlicher Linearmodulator. Es ist aber auch möglich, dass für den Modulator 23 ein herkömmlicher Linearmodulator verwendet wird, um auf der Basis des Hochspannungstransformators die Spannung und Ladung entsprechend zu erhöhen.
Eine Wasserkühlungsvorrichtung 28 ist in der Elektronenstrahl-Bestrahlungsmaschine 22 installiert, um das System kompakter und im Volumen kleiner zu machen. Der Pulstransformator 24, das Magnetron 25, die Vorrichtung 26 für die Übertragung der Mikrowellen, der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 und die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen werden durch die Wasserkühlungsvorrichtung 28 gekühlt. In einer Ausführungsform der Erfindung kühlt die Wasserkühlungsvorrichtung 28 jede der obigen Vorrichtungen über eine Mehrzahl von Wasserrohren, die mit dem Pulstransformator 24, dem Magnetron 25, der Vorrichtung 26 für die Übertragung der Mikrowellen, dem integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27 und der Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen verbunden sind und in denen Kühlwasser fließt. Die Wasserkühlungsvorrichtung 28 kann aber durch andere Kühlvorrichtungen wie zum Beispiel eine Vorrichtung mit gefrierender Flüssigkeit usw. ersetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 4 besteht die Transportvorrichtung 10 für die Gegenstände aus einem Motor 33, Kettenrädern 34, Ketten 35, Haken 36 und Führungsschienen 37, wobei die Führungsschienen 37 oberhalb der Außenseite der Ketten 35 angebracht sind. Der Motor 33 dreht die Kettenräder 34, die die Ketten 35 antreiben, die an den Ketten 35 befestigten Haken 36 werden gezogen oder geschoben, damit sich die geräteeigene Palette 13 zusammen mit den Ketten 35 bewegt. Die geräteeigene Palette 13 wird durch die Führungsschienen 37 gehalten und geführt, wodurch die Last auf den Ketten 35 wirksam verringert wird, was die Gefahr eines Verklemmens während der Bewegung der geräteeigenen Palette 13 stark verringert.
Unter Bezugnahme auf 8A, 8B, 9A und 9B besteht das Strahlungsabschirmsystem 11 aus einem ortsfesten Abschirmkörper 38, einem Paar drehbarer Abschirmtüren 39, die drehbar mit dem ortsfesten Abschirmkörper 38 verbunden sind, und einem Motor 50, der die Abschirmtüren dreht, so dass ein geschlossener Bestrahlungsabschnitt innerhalb des Strahlungsabschirmsystems 11 gebildet wird. Das Strahlungsabschirmsystem umschließt den integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus 27, das Transportsystem 10 für die Gegenstände und die Vorrichtung 29 für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen. Jede der drehbaren Abschirmtüren 39 ist von zylindrischer Gestalt und kann sich um eine Zylinderachse drehen. Ein rechteckiger Durchlass 45 öffnet sich in der Mitte der Zylinderoberfläche und hat Abmessungen, die mit denen der geräteeigenen Palette 13 übereinstimmen, und der rechteckige Durchlass 45 kann mit dem Transportdurchlass des Transportsystems 10 für die Gegenstände verbunden werden. Wie in 8A und 8B gezeigt, drehen sich die drehbaren Abschirmtüren 39, wenn der Elektronenbeschleuniger 6 keine Strahlen aussendet, derart, dass der rechteckige Durchlass 45 in einer horizontalen Position bleibt (man nehme auf eine Stellung der drehbaren Abschirmtür auf der rechten Seite in 3 Bezug), die drehbaren Abschirmtüren 39 geöffnet werden und die geräteeigene Palette 3 entsprechend eintreten kann. Wenn andererseits der Elektronenbeschleuniger 6 Strahlen aussendet, wie in 9A und 9B gezeigt, drehen sich die drehbaren Abschirmtüren 39 derart, dass der rechtwinklige Durchlass 45 an einer senkrechten Position anhält (siehe eine Position der drehbaren Abschirmtür auf der linken Seite in 3), die drehbaren Abschirmtüren 39 sich schließen, so dass ein geschlossener Bestrahlungsabschnitt innerhalb des Strahlungsabschirmsystems gebildet wird, wodurch die Leckrate von Röntgenstrahlen stark verringert wird. Die Ventilationsvorrichtung wird verwendet, um Ozon zu entfernen, der während der Elektronenstrahl-Bestrahlung erzeugt wurde. Die Ventilationsvorrichtung umfasst ein Ventilationsgebläse 18, einen Lufteintrittskanal 43 und einen Luftaustrittskanal 44, wobei der Eingang des Lufteintrittskanals 43 am Boden des Fahrzeugs 1 mit Fahrgestell angebracht ist, der Ausgang des Luftaustrittskanals 44 auf der Oberseite des Fahrzeugs 1 mit Fahrgestell angebracht ist und feuchtigkeits- und staubdichte Filtervorrichtungen am Ein- und Ausgang vorgesehen sind. Der Lufteintrittskanal 43 und der Luftaustrittskanal 44 gehen labyrinthartig durch das Strahlungsabschirmsystem 11 hindurch und treten in den Bestrahlungsabschnitt ein. In einer Ausführungsform der Labyrinthgestalt umfasst der Luftkanal mindestens drei rechtwinklige Ecken.
Unter Bezugnahme auf 10 umfasst ein System 7 für das Stapeln geräteeigener Paletten ein Sammelgehäuse, eine Mehrzahl von ortsfesten Führungsschienen 48, eine bewegbare Führungsschiene 49 und einen Wählhebel 47, der durch den Schrittmotor 46 angetrieben wird, um die bewegbare Führungsschiene 49 anzutreiben. Die ortsfesten Führungsschienen 48 sind in Übereinstimmung mit den Abmessungen der geräteeigenen Palette 13 im Sammelgehäuse übereinander geschichtet. Ein Ende der bewegbaren Führungsschiene 49 ist außen an der Austrittsöffnung 8 für den bestrahlten Gegenstand befestigt, ihr anderes Ende ist frei, so dass es durch den Wählhebel 47 eingestellt und mit den ortsfesten Führungsschienen 48 einer anderen Schicht in Stossverbindung gebracht werden kann. Der Wählhebel 47 wird durch den Schrittmotor 47 angetrieben, und der Drehwinkel des Schrittmotors wird durch die vorhandenen Schaltkreise gesteuert. Das System 7 für das Stapeln von geräteeigenen Paletten sammelt und stapelt die geräteeigenen Paletten 13 mit den bestrahlten Gegenständen.
Ein Stromversorgungssystem 9 umfasst ein Stromkabel, eine Stromverteilungsvorrichtung, eine Phasensequenz-Schutzvorrichtung, eine Spannungs-Kurzschluss- und -Überlast-Schutzvorrichtung. Die ganze Vorrichtung wird durch das Stromversorgungssystem mit Lastgleichgewichtsverteilung, Phasensequenz-, Spannungs-Kurzschluss- und -Überlast-Schutzfunktionen gespeist.
Das Steuerabteil ist ein Abschnitt, wo das Personal das System steuert und sich aufhalten kann. Ein Hauptsteuersystem 14, Arbeitsstühle 30, eine geräteeigene Palette 13 und ein Abteil 15 für Gegenstände stehen im Steuerabteil zur Verfügung.
Die geräteeigene Palette 13 besteht aus einem Material von niedriger Atomzahl Z, zum Beispiel aus Aluminium. Die Wandung des Kastens ist sehr dünn. Der zu bestrahlende und zu sterilisierende Gegenstand wird in der geräteeigenen Palette 13 untergebracht.
Das Hauptsteuersystem 14 steuert umfassend den Steuerkasten 31, das Transportsystem 10 für die Gegenstände, das System 7 für das Stapeln der geräteeigenen Paletten, das Strahlungsabschirmsystem 11, die Überwachungs- und Kommunikationsvorrichtung 32, die Ton- und Licht-Alarmvorrichtung 40, die Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung 41 und die Vorrichtung 42 für die Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung, so dass die Arbeitsabläufe jedes Teilsystems in guter Ordnung und Sicherheit vor sich gehen. Außerdem stellt sie eine klare und freundliche Betriebsschnittstelle für Benutzer zur Verfügung. Der Steuerkasten 31 ist mit einem PLC wie dem S7-200 von Siemens, einem Touchscreen für die Steuerung des Elektronenbeschleunigers 6, Sicherheits-Verriegelungsvorrichtungen 41 wie einem Türverriegelungsschalter vom Berührungsschaltertyp, einem Induktionsschalter, einem Nothalt, die für den Verriegelungsschutz des Systems an den Bestrahlungsabteiltüren 19 angebracht sind, einem Ton- und Licht-Alarmsystem 40 für die Signalisierung des Betriebszustandes des Elektronenbeschleunigers 6 und einer Überwachungs- und Kommunikationsvorrichtung 32 für Echtzeitüberwachung des Bestrahlungsabteils 3 und des Außenzustands des Abteilkorpus 2 versehen, die vor der Aussendung der Elektronenstrahlen vom Elektronenbeschleuniger 6 eine manuelle Benachrichtigung und einen Alarm ausgibt, um die Sicherheit der Anlage und des damit verbundenen Personals zu schützen.
Die Vorrichtung 42 für die Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung ist innerhalb des Steuerabteils 4 angebracht. Wenn der Elektronenbeschleuniger 6 in einem abnormalen oder einem anderen unbeabsichtigten Zustand arbeitet, so dass die Strahlungsdosis in der Umgebung ein gefährliches Niveau erreicht, gibt die Vorrichtung 42 für die Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung einen Alarm aus und schaltet durch das Hauptsteuersystem automatisch die Hochspannungs-Stromversorgung ab, um das Personal vor unbeabsichtigten Strahlungsschäden zu schützen. Für die Überwachungs- und Kommunikationsvorrichtung 32, die Ton- und Licht-Alarmvorrichtung 40, die Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung 41 und die Vorrichtung 42 für die Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung werden existierende Strukturen adoptiert, deren eingehende Beschreibung zum Zweck der Klarheit unterlassen wird.
Unter Bezugnahme auf 11 ist ein typischer Arbeitsablauf des Systems wie folgt. Das Elektronenstrahl-Sterilisiersystem wird gestartet; ein zu bestrahlender Gegenstand wird in die geräteeigene Palette 13 gelegt; ein Knopf für Arbeitsbeginn am Hauptsteuersystem wird gedrückt; die drehbaren Abschirmtüren des Abschirmsystems werden durch Steuerung des Hauptsteuersystems geöffnet; die geräteeigene Palette wird durch das Personal in die Eintrittsöffnung 12 für Gegenstände gelegt; die geräteeigene Palette wird durch das Transportsystem 10 für die Gegenstände in den Bestrahlungsmaschinenkopf 22 hereingezogen; die drehbaren Abschirmtüren 39 an der Eintrittsöffnung werden geschlossen; das Personal bestätigt den Beginn der Bestrahlung; der Elektronenbeschleuniger 6 emittiert Elektronenstrahlen; die geräteeigene Palette 13 läuft mit einer durch das Transportsystem 10 für die Gegenstände vorgegebenen Geschwindigkeit durch den Elektronenstrahl-Bestrahlungsabschnitt; der Gegenstand in der geräteeigenen Palette wird den Elektronenstrahlen ausgesetzt, wodurch die Sterilisierung beendet wird; der Elektronenbeschleuniger 6 hört auf, Strahlen zu emittieren; die drehbaren Abschirmtüren 39 an der Austrittsöffnung werden geöffnet; die geräteeigene Palette 13 wird durch das Transportsystem 10 für die Gegenstände aus der Öffnung 8 für die bestrahlten Gegenstände herausgefahren; und nach der Bestrahlung werden die geräteeigenen Paletten durch das System 7 für das Stapeln von geräteeigenen Paletten gesammelt und übereinander gestapelt. Die nächste geräteeigene Palette wird hineingeschickt, und die Bestrahlung wird gestartet. Nachdem eine Gruppe von Bestrahlungen von Gegenständen beendet ist, öffnet das Personal die Bestrahlungsabteiltür und tritt in das Bestrahlungsabteil ein, entnimmt die geräteeigene Palette sowie die Gegenstände, die durch Bestrahlung sterilisiert worden sind.
Die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage der Erfindung umfasst hauptsächlich ein Fahrzeug mit Fahrgestell, einen Abteilkorpus, einen Elektronenstrahlbeschleuniger und das dazugehörige Steuersystem, ein Transportsystem, ein Strahlungsabschirmsystem, ein Hauptsteuersystem, ein Stromversorgungssystem usw. Die zu bestrahlenden Gegenstände werden in die geräteeigene Palette gelegt, die durch das Transportsystem von der Eintrittsöffnung zum unteren Teil der Elektronenstrahlbeschleuniger-Scannerbox befördert wird. Mit dem durch das Strahlungsabschirmsystem gebildeten, dicht abgeschlossenen Raum steuert das Hauptsteuersystem den durch den Elektronenstrahlbeschleuniger erzeugten Elektronenstrahlfluss hoher Energie und die Transportgeschwindigkeit des Transportsystems. Der zu bestrahlende Gegenstand wird durch die Elektronenstrahlen gleichförmig bestrahlt, wodurch das Ziel der Sterilisierung erreicht wird. Dann wird die geräteeigene Palette durch das Transportsystem durch die Austrittsöffnung hinaus zum Sammelgehäuse für die Gegenstände befördert, wodurch der Bestrahlungsprozess abgeschlossen wird.
Die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage der Erfindung kann Arten von Dokumenten und Post mit Elektronenstrahlen bestrahlen und eine schnelle und vollständige Sterilisierung erreichen, wodurch der Sicherheitszweck erfüllt wird. Ferner gibt es keine Schädigung oder Reststrahlung für die bestrahlten Gegenstände. Zusätzlich hat das System eine vollständige, dichte Strahlungsabschirmvorrichtung, so dass die Strahlenleckrate sehr niedrig ist. Außerdem hat die Anlage ein hohes Ausmaß an automatisierter Zusammensetzung mit einfachen Arbeitsschritten, Sicherheit und Manövrierfähigkeit. Die Anlage kann in kurzer Zeit schnell und ohne spezielle Anforderungen an die Umgebung überführt werden, was für Chefabteilungen im In- und Ausland geeignet ist.
Die mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage der Erfindung kann auch das Geld von Banken, medizinische Geräte oder medizinische Abfälle sterilisieren. Außerdem kann die Erfindung verwendet werden, um die Farbe und Textur von Edelsteinen und Jaden zu verändern, Gewürze, Nahrungsmittel oder Kosmetika zu sterilisieren usw., industrielle chemische Reaktionen zu fördern und makromolekulare Materialien wie Polymere zu vernetzen.
Obwohl mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, wäre es für Fachleute ersichtlich, dass an dieser Ausführungsform Veränderungen angebracht werden könnten, ohne von den Prinzipien und vom Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.

Claims

Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage mit: einem Fahrzeug (1) mit bewegbarem Fahrgestell; einem auf dem Fahrzeug (1) mit Fahrgestell installierten Abteilkorpus (2); einem Elektronenbeschleuniger (6), der einen Elektronenstrahl für zu bestrahlende Gegenstände erzeugt; einem Beschleunigersteuerkasten (31), die die Arbeit des Beschleunigers steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenbeschleuniger (6) im Abteilkorpus untergebracht ist.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenbeschleuniger (6) einen den Elektronenstrahl abstrahlenden Maschinenkopf (22) umfasst, der integriert einen Pulstransformator (24), ein Magnetron (25), eine Vorrichtung (26) für die Übertragung von Mikrowellen, einen integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus (27), eine Kühlvorrichtung, eine Vorrichtung (29) für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen und ein Strahlungsabschirmsystem (11) umfasst.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenbeschleuniger (6) weiter einen Modulator (23) zur Modulierung der Spannung eines Stromversorgungssystems (9) zu einer Pulsspannung umfasst.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Modulator (23) ein Hochfrequenz-Lademodus adoptiert wird.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 1, weiter eine Ventilationsvorrichtung mit einem Ventilationsgebläse (18), einem Lufteintrittskanal (43) und einem Luftaustrittskanal (44) umfassend, wobei ein Eingang für den Lufteintrittskanal (43) am Boden des Fahrzeugs (1) mit Fahrgestell und ein Ausgang für den Luftaustrittskanal (44) an der Oberseite des Fahrzeugs (1) mit Fahrgestell angebracht ist und der Ein- und Ausgang beide mit feuchtigkeits- und staubdichten Filtervorrichtungen versehen sind.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 1, weiter ein Strahlungsabschirmsystem (11) umfassend, das einen den Elektronenstrahlbeschleuniger (6) abdeckenden ortsfesten Abschirmkörper (38), ein Paar drehbarer Abschirmtüren (39), die drehbar am ortsfesten Abschirmkörper (38) angebracht sind, sowie einen Motor (50) umfasst, der angetrieben wird, um die drehbaren Abschirmtüren (39) ein- oder auszuschalten, so dass im Strahlungsabschirmabschnitt ein geschlossener Bestrahlungsabschnitt gebildet wird.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede drehbare Abschirmtür (39) einen zylindrischen Aufbau hat, in dem sich ein Durchlass (45) für den zu behandelnden Gegenstand öffnet, der in den Bestrahlungsabschnitt eintritt oder daraus austritt.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteintrittskanal (43) und der Luftaustrittskanal (44) sich labyrinthartig durch das Strahlungsabschirmsystem (11) erstrecken und in den Bestrahlungsabschnitt eintreten.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Labyrinth zumindest drei rechtwinklige Ecken umfasst.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 6, weiter ein Transportsystem (10) für die Gegenstände umfassend, das Kettenräder (34), mit den Kettenrädern (34) in Eingriff zu bringende Ketten (35) und einen die Kettenräder (34) drehenden Motor (33) besitzt.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Gegenstand in der geräteeigenen Palette untergebracht wird, die aus einem Material mit einer niedrigeren Atomzahl besteht.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Haken (36) auf den Ketten (35) vorgesehen sind, um sich so mit der geräteeigenen Palette (13) zu vereinigen, dass die geräteeigene Palette (13) zusammen mit den Ketten (35) bewegt wird.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (10) für die Gegenstände weiter eine Führungsschiene (37) umfasst, um die geräteeigene Palette (13) zu halten und ihre Bewegung zu lenken.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 10, weiter ein System (7) für das Stapeln der geräteeigenen Paletten umfassend, das umfasst: ein Sammelgehäuse; eine Mehrzahl von ortsfesten Führungsschienen (48); eine bewegbare Führungsschiene (49); einen im Sammelgehäuse befestigten Schrittmotor (46); einen durch den Schrittmotor (46), angetriebenen Wählhebel (47), der die bewegbare Führungsschiene antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der bewegbaren Führungsschiene (49) an der Außenseite einer Austrittsöffnung (8) für den bestrahlten Gegenstand befestigt wird, während ihr anderes Ende frei ist.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abteilkorpus (2) in ein Bestrahlungsabteil (3) und ein Steuerabteil (4) unterteilt ist, der Elektronenbeschleuniger (6), das Transportsystem (10) für die Gegenstände, das System (7) für das Stapeln von geräteeigenen Paletten alle im Bestrahlungsabteil (3) untergebracht sind; ein Hauptsteuersystem (14) im Steuerabteil (4) vorgesehen ist, um den Beschleunigersteuerkasten (31), das System (7) für das Stapeln der geräteeigenen Paletten, das Transportsystem (10) für die Gegenstände und das Strahlungsabschirmsystem (11) zu steuern.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestrahlungsabteiltür (19) zwischen dem Bestrahlungsabteil (3) und dem Steuerabteil (4) vorgesehen und eine Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung (41) an der Bestrahlungsabteiltür (19) angebracht ist.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheits-Verriegelungsvorrichtung zumindest einen Türverriegelungsschalter vom Berührungstyp und/oder einen Induktionsschalter und/oder einen Nothalt umfasst.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerabteil weiter mit einer Vorrichtung (42) zur Überwachung der Strahlungsdosis in der Umgebung versehen ist.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (29) für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen aus einem Material mit einer niedrigen Atomzahl besteht, das elektrisch und thermisch leitfähig ist.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (29) für die Absorption der restlichen Elektronenstrahlen mit dem integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus (27) eine elektrische Schaltung bildet.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Beschleunigungs- und Scannermechanismus (27) integral und hermetisch abgedichtet aus einer Elektronenstrahlkanone, einer Beschleunigungsröhre, einer Scannerbox und einem Fenster zum Ausbringen des Elektronenstrahls gebildet wird.
Mobile Elektronenstrahl-Sterilisieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenvakuum des integrierten Beschleunigungs- und Scannermechanismus (27) bis zu 10^–5 Pa oder darüber beträgt.