CN201020055Y

CN201020055Y - 并联式低温等离子体灭菌装置

Info

Publication number: CN201020055Y
Application number: CNU2007201041381U
Authority: CN
Inventors: 李亚东; 吴积云
Original assignee: Beijing Baixiang Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baixiang Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2017-04-05

Abstract

一种并联式低温等离子体灭菌装置，涉及等离子体灭菌技术，包括金属容器、金属盖门、至少两片筛网状金属天线、至少两套射频电源和自适应射频耦合器、真空泵、真空波纹管、绝缘支撑块、金属层板、直流电极、直流电源、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、过氧化氢储藏瓶、蠕动泵、液位传感器、硅胶导管、过氧化氢挡板、含铅钢化玻璃观察窗、防压行程开关、金属容器加热套，外部温度传感器、过氧化氢挡板等装置。射频电源、直流电源与密封容器电连接，真空装置、过氧化氢注入装置经管道与密封容器相连通。本实用新型结构简单，灭菌彻底，时间短，无残留，无毒性、无腐蚀性，耗能低，金属和非金属器械均适用。

Description

并联式低温等离子体灭菌装置

技术领域：

本实用新型涉及灭菌技术领域，是并联式低温等离子体灭菌装置，特别是带有等离子体产生时的对辉光进行检测的光敏传感器装置以及通过交、直流混合起辉产生等离子体对医疗器械进行低温灭菌的装置。

背景技术：

目前在医院使用各种畏热畏湿的物品的灭菌，如内窥镜、起博器、人工瓣膜、光学仪器、电子设备、导管、塑料制品等都要进行灭菌消毒，但这些器械中绝大多数都会在高温下变形，因此不宜用常规的高温的方法进行灭菌消毒，而且高温消毒会缩短贵重医疗器械的使用寿命。如果采用消毒液浸泡的方法，往往无法彻底杀灭器械缝隙中的细菌，灭菌消毒后有残留物留在器械上，而且灭菌周期长。

在等离子体状态下，物质发生一系列物理和化学变化，如电子交换、电子能量转换、分子碰撞、化学解离和重组等，这些变化使电离气体云产生出电子、离子和中子等组合成的带电云状物质，这些物质含有分子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等粒子以及紫外线、γ射线、β射线等。

等离子体灭菌技术创始于20世纪60年代，美国Menashi对等离子灭菌进行了杀灭微生物研究，并于1968年研制出等离子灭菌设备，现有不少关于等离子灭菌技术的研究报告和专利产品。目前等离子灭菌设备大多没有观察窗或者有观察窗而没有检测等离子发生的装置，而且存在等离子起辉不成功的情况，这往往给等离子灭菌留下了隐患，或者降低了等离子灭菌的效率。

在现代真空电子学的研究过程中，发现射频放电可以产生大面积均匀等离子体，但其受各种条件的束缚，存在起辉失败，产生不了等离子体的情况，同时发现直流放电容易产生等离子体，起辉条件宽松，但难以产生均匀大面积等离子体，一般只是用于产生臭氧做消毒用。现有的低温等离子体灭菌装置多采用射频放电的方法，其物理特点决定了等离子产生失败的可能，并且在等离子产生失败的情况不能进行检测，从而导致了产品灭菌失败的可能，进而导致重大医疗事故。

实用新型内容：

本实用新型的目的是公开一种并联式低温等离子体灭菌装置，以克服现有技术存在的各种缺陷。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案为：

一种并联式低温等离子体灭菌装置，包括金属容器、至少两片筛网状金属天线、真空泵、绝缘支撑块、金属层板、至少两套射频电源和自适应射频耦合器以及射频电极、直流电源、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、过氧化氢储藏瓶、蠕动泵、液位传感器、硅胶导管、过氧化氢挡板、信号线、程序控制器；其中：

金属容器一端有金属盖门，金属盖门设有观察窗、防压行程开关，金属容器侧端与金属盖门之间有密封圈；金属容器内壁上设有多个绝缘支撑块、至少两个射频电极、至少两个直流电极、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光敏传感器；多个绝缘支撑块内端固接有至少两片筛网状金属天线，至少两片筛网状金属天线并联于金属容器内表面附近，筛网状金属天线相互侧面有间隙，筛网状金属天线的形状与金属容器内壁相适配，其与金属容器内壁的间距为5mm～30mm，光敏传感器位于金属容器与筛网状金属天线之间；每一筛网状金属天线分别与一射频电极、一直流电极电连接；

金属容器中心部设有金属层板，金属层板为筛网状金属天线所包围，金属层板经绝缘支架与金属容器内壁固接；

金属容器通过真空波纹管与真空泵贯通连接，通过硅胶导管与过氧化氢储藏瓶贯通连接，硅胶导管上设有蠕动泵；过氧化氢储藏瓶内有液位传感器，硅胶导管在金属容器内的端口所对筛网状金属天线上的部分有过氧化氢挡板；

金属容器内壁上的每一射频电极顺序与金属容器外的自适应射频耦合器、射频电源电连接；金属容器内壁上的每一直流电极与金属容器外的直流电源电连接；

程序控制器位于金属容器外，经信号线与液位传感器电连接，并分别与真空泵、至少两个射频电源、至少两个自适应射频耦合器、至少两个直流电源、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光敏传感器和防压行程开关电连接。

所述的等离子体灭菌装置，其所述直流电极、直流电源，至少为一个，分别与至少两片筛网状金属天线电连接。

所述的等离子体灭菌装置，其所述金属容器，为圆柱形或立方形，壳体接地。

所述的等离子体灭菌装置，其所述观察窗，装有防辐射的含铅钢化玻璃和起屏蔽作用的金属网丝。

所述的等离子体灭菌装置，其所述筛网状金属天线，其网孔为直径9～11mm的园孔，网孔圆心间隔14～16mm。

所述的等离子体灭菌装置，其所述光敏传感器，是检测灭菌时是否有辉光现象产生。

所述的等离子体灭菌装置，其所述光敏传感器，检测含波长在100nm～400nm之间紫外线的光线。

所述的等离子体灭菌装置，其所述过氧化氢储藏瓶、液位传感器、过氧化氢挡板为塑料或其他耐腐蚀材料制作。

所述的等离子体灭菌装置，其所述金属容器，在其外侧周圆设有金属容器加热套，金属容器加热套内设有外部温度传感器。

本实用新型的并联式低温等离子体灭菌装置和现有的其他低温等离子灭菌装置相比有以下不同，通过筛网状金属天线并联式连接，将至少两套以上筛网状金属天线共同与金属容器形成放电区，达到了大功率的要求，从而使大容积的金属容器内等离子体的密度达到比较高的水平，从而达到极佳的灭菌消毒效果。通过光敏传感器检测辉光的产生，可以判断等离子体是否产生了，通过直流起辉装置，提高了装置产生等离子体的成功率，通过金属容器外部加热装置增强过氧化氢的消毒作用，通过含铅刚化玻璃，避免了紫外线等射线的泄露，通过蠕动泵的物理原理，使得过氧化氢不同注入装置直接接触，避免一般金属电磁阀被腐蚀的情况。本实用新型所提供的装置能获得比其他低温等离子灭菌装置更大的等离子体放电功率，更大的消毒容积，更高的成功率，更好的消毒效果，可以在较低温度下(一般在60℃以下)即可获得极佳的灭菌消毒效果，避免了高温消毒对器械的影响，可杀灭渗透到器械的缝隙中的细菌和病毒，灭菌消毒能力提高，本实用新型仅排除少量的水和氧气，没有废气产生，也不会使器械上有残留的物质。

附图说明：

图1、是本实用新型并联式低温等离子体灭菌装置一实施例结构示意图。

具体实施方式：

结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种并联式低温等离子体灭菌装置，包括金属容器1、金属盖门2、两片筛网状金属天线3、31、真空泵4、真空波纹管5、绝缘支撑块6、金属层板7、两射频电极8、81、两直流电极9、91、两射频电源10、101、两直流电源11、111、两自适应射频耦合器12、121、真空计13、内部温度传感器14、湿度传感器15、光敏传感器16、过氧化氢储藏瓶17、蠕动泵18、液位传感器19、硅胶导管20、过氧化氢挡板21、含铅钢化玻璃观察窗22、防压行程开关23、金属容器加热套24，外部温度传感器25、信号线26、程序控制器27，其中：

金属容器1为圆柱形或立方形，壳体接地，其一端有金属盖门2，金属盖门2设有观察窗22、一防压行程开关23，金属容器1侧端与金属盖门2之间有用于密封的硅材料密封圈，观察窗22有防辐射的含铅钢化玻璃和起屏蔽作用的金属网丝。金属容器1内壁上设有多个绝缘支撑块6、两个射频电极8、81、两个直流电极9、91、真空计13、内部温度传感器14、湿度传感器15、光敏传感器16，光敏传感器16检测是否有辉光产生；多个绝缘支撑块6内端固接有两片筛网状金属天线3、31，两片筛网状金属天线3、31并联于金属容器1内表面附近，两片筛网状金属天线3、31相互侧面有间隙，两片筛网状金属天线3、31的形状与金属容器1内壁相适配，其与金属容器1内壁的间距为5mm～30mm，光敏传感器位于金属容器与筛网状金属天线之间。筛网状金属天线3分别与射频电极8、直流电极9电连接，筛网状金属天线31分别与射频电极81、直流电极91电连接。

两片筛网状金属天线3、31的网孔为直径10mm的园孔，网孔圆心间隔15mm。

金属容器1中心部设有金属层板7，金属层板7为筛网状金属天线3、31所包围，金属层板7经绝缘支架与金属容器1内壁固接。

金属容器1通过真空波纹管5与真空泵4贯通连接，通过硅胶导管20与过氧化氢储藏瓶17贯通连接，硅胶导管20上设有蠕动泵18，蠕动泵18为精确注液装置。过氧化氢储藏瓶17为塑料或其他耐腐蚀材料制作，有相应的固定装置和减压装置，防止过氧化氢挥发导致压力过大，其内有液位传感器19，液位传感器19为塑料或其他耐腐蚀材料制作。硅胶导管20在金属容器1内的端口所对筛网状金属天线3上的部分有过氧化氢挡板21，过氧化氢挡板21为塑料或其他耐腐蚀材料制作。

金属容器1内壁上的两射频电极8、81分别顺序与金属容器1外的两自适应射频耦合器12、121、两射频电源10、101电连接；直流电极9、91与金属容器1外的两直流电源11、111电连接。

金属容器1外侧周圆设有金属容器加热套24，金属容器加热套24内设有外部温度传感器25。

程序控制器27位于金属容器1外，经信号线26与液位传感器19电连接，并分别与真空泵4、两射频电源10、101、两直流电源11、111、两自适应射频耦合器12、121、真空计13、内部温度传感器14、湿度传感器15、光敏传感器16和防压行程开关23电连接。

本实用新型的工作原理是这样的：用无纺布将需要消毒灭菌的医疗器械打包后置于金属容器1中的金属层板7上，关闭金属盖门2，启动真空泵4，抽除金属容器1中的气体，通过蠕动泵18注入过氧化氢，再启动两射频电源10、101，将两射频电极8、81产生的电磁波通过传输线传输到金属容器1里，在两筛网状金属天线3、31和金属容器1内壁形成射频放电区，过氧化氢气体经过电离后形成等离子体，其中包含有分子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等粒子以及紫外线、γ射线、β射线等带电云状物质，这时通过内置在金属容器1中的光敏传感器16检测辉光的产生，如果检测有辉光产生，则继续用两射频电极8、81进行等离子的放电，并通过两自适应射频耦合器12、121阻抗调节两射频电源8、81发生的功率，使其处于最佳耦合状态，发射的电磁波使密封金属容器1中的气体电离，形成均匀大面积的等离子体，这时等离子体通过两筛网状金属天线3、31上的筛网孔进入绝缘支架上金属层板7上的打包医疗器械，进行低温等离子灭菌。如果光敏传感器16没有检测到辉光，则启动两直流电源11、111，并通过自适应直流阻抗调节两直流电源11、111发生的功率通过两直流电极9、91进行电晕放电，在两直流电极9、91放电成功后，再启动两射频电源10、101进行工作，两射频电极8、81在金属容器1中的气体已经起辉的状态下，很容易起辉，这样就确保了均匀大面积的等离子体的产生。

鉴于成本，也可以只设一个直流电源11、一个直流电极9。

过氧化氢属于高效消毒剂，具有广谱、高效、快速的特点，在60℃时，10％的过氧化氢用1min即可将芽孢杀灭，在10℃时，10％的过氧化氢需要200min才可将芽孢杀灭，在等离子的协同作用下，其灭菌效能大为增强，所以在金属容器1的外侧周圆添加金属容器加热套24和检测外部温度用的温度传感器25，能精确控制金属容器1内部的温度，使得金属容器1内部处于60-70℃，即为过氧化氢消毒效能最佳的温度，这样能大大增强低温等离子灭菌的灭菌效果。

综上所述，本实用新型优点是：1、可以随时检测等离子体状况，避免起辉失败；2、交、直流混合起辉装置，提高了灭菌成功率；3、用金属容器外部加热套进行加热，提高了过氧化氢的灭菌效果。

Claims

1.一种并联式低温等离子体灭菌装置，包括金属容器、至少两片筛网状金属天线、真空泵、绝缘支撑块、金属层板、至少两套射频电源和自适应射频耦合器以及射频电极、直流电源、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、过氧化氢储藏瓶、蠕动泵、液位传感器、硅胶导管、过氧化氢挡板、信号线、程序控制器；其特征在于：

2.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述直流电极、直流电源，至少为一个，分别与至少两片筛网状金属天线电连接。

3.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述金属容器，为圆柱形或立方形，壳体接地。

4.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述观察窗，装有防辐射的含铅钢化玻璃和起屏蔽作用的金属网丝。

5.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述筛网状金属天线，其网孔为直径9～11mm的园孔，网孔圆心间隔14～16mm。

6.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述光敏传感器，是检测灭菌时是否有辉光现象产生。

7.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述光敏传感器，检测含波长在100nm～400nm之间紫外线的光线。

8.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述过氧化氢储藏瓶、液位传感器、过氧化氢挡板为塑料或其他耐腐蚀材料制作。

9.如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于：所述金属容器，在其外侧周圆设有金属容器加热套，金属容器加热套内设有外部温度传感器。