專利名稱：一種醫(yī)療和衛(wèi)生消毒用臭氧水設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于醫(yī)療和衛(wèi)生消毒的設(shè)備，特別是采用電暈放電制造臭氧，并制備成臭氧水，用于消毒的設(shè)備。
在醫(yī)院以及相關(guān)的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，大量的化學(xué)消毒藥劑用于器具、衣物、人員以及傷口等等的滅菌消毒。在其它對衛(wèi)生要求非常高的場所，如醫(yī)藥和醫(yī)療器械制造的某些場所，生化試驗(yàn)室等需要無菌操作的環(huán)境，用到大量的化學(xué)消毒藥劑，在人們的日常生活中也用到不少消毒藥劑。理想消毒藥劑應(yīng)是這樣殺菌譜廣，消毒作用速度快，無毒無害，易溶于水，消毒后無殘留物，化學(xué)穩(wěn)定性好，無易燃易爆和腐蝕性問題，易長期儲存和運(yùn)輸、易大量生產(chǎn)并低廉。但目前所用的化學(xué)消毒藥劑離理想藥劑相差甚遠(yuǎn)，不同程度存有各種問題殺菌譜廣消毒作用速度快的藥劑，存在穩(wěn)定差，有一定毒性、易燃易爆，腐蝕性強(qiáng)等有危害問題。穩(wěn)定性好，毒性及危害性低的藥劑，其消毒時間長，殺菌譜窄，等等問題。人們在實(shí)際使用操作中，要根據(jù)不同需要選用藥劑，作不同的配制，同一種藥劑有許多種配比，這樣存儲量大，有的還應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配，存時間長失效等問題，有的藥劑消毒完后，還必須用清水(蒸餾水)清洗，消除表面殘留的化學(xué)藥劑，整個使用操作過程復(fù)雜。
臭氧是一種強(qiáng)氧化性滅菌消毒劑，殺菌譜廣，其效力遠(yuǎn)高于雙氧水(H2O2)和氯，并且無化學(xué)殘留物，但臭氧極不穩(wěn)定，必須現(xiàn)制現(xiàn)用。目前在醫(yī)療衛(wèi)生消毒方面，臭氧氣體被應(yīng)用于密閉空間空氣消毒，物品表面熏蒸消毒，污水處理和飲水消毒。但由于臭氧在空氣中含量過高，對人體有危害，因而直接用臭氧氣體作為消毒藥劑，使用范圍受到非常大的限制。將臭氧溶解于水，制成臭氧水，作為消毒藥劑，其殺菌速度大大提高，無毒無危害，不產(chǎn)生二次污染，但是臭氧在水中分解速度更快，在蒸餾水中的半衰期約為20分鐘，這成了實(shí)際應(yīng)用臭氧水作消毒藥劑的障礙。
目前制備臭氧最有效的方法是電暈放電法，所得到的是含臭氧混合氣體，要將臭氧氣體充分地溶解于水，得到能滿足醫(yī)療和衛(wèi)生消毒方面所需的臭氧濃度，并穩(wěn)定可靠的臭氧水，高效率的混合溶解裝置就成了關(guān)鍵。目前工業(yè)上所用的臭氧與水的混合溶解技術(shù)，因其體積大，臭氧的溶解效率低，有大量臭氧釋放到空氣，構(gòu)成對人員的危害，不易實(shí)現(xiàn)隨時隨刻得到高濃度并穩(wěn)定可靠的臭氧水，滿足實(shí)際應(yīng)用需要。如果能設(shè)計(jì)制作出其臭氧溶解效率之高，不致釋放出對人員有害的臭氧量，尺寸又非常小的混合溶解裝置，能象玩具水射槍樣，手指一扣，隨時隨刻就可射出臭氧濃度高，并穩(wěn)定可靠的臭氧水，那么其應(yīng)用可以大范圍取代現(xiàn)有的消毒藥劑，將在醫(yī)療衛(wèi)生消毒方面起著革命性變化。
本發(fā)明的目的是提供一種用于醫(yī)療和衛(wèi)生消毒方面的制備臭氧水設(shè)備，采用強(qiáng)化氣水混合結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出的混合溶解裝置，尺寸小，臭氧溶解效率高，有效地限制釋放到空氣中的臭氧量，能夠?qū)崿F(xiàn)制作成手拿槍式，隨時隨刻可得到臭氧濃度高并穩(wěn)定的臭氧水，使用操作非常方便。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)整個設(shè)備包括有供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、臭氧發(fā)生器、升壓電路、臭氧水槍。臭氧發(fā)生器采用電暈放電法制造臭氧，電暈放電所需的數(shù)千伏高壓交流電由升壓電路提供，供氣系統(tǒng)為臭氧發(fā)生器提供的原料氣體為干燥的空氣或氧氣。臭氧水槍包括有射流孔、引射腔、混合段，混合段內(nèi)裝有混合填料。供水系統(tǒng)為臭氧水槍供應(yīng)具有一定穩(wěn)定壓力，水質(zhì)潔凈的水。由于水具有一定壓力，經(jīng)射流孔，在引射腔形成射流，引射腔和臭氧發(fā)生器相通，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧氣體進(jìn)入引射腔，在射流湍流作用下，形成氣泡混合于水中，并由射流的引射作用向下流流動，這樣在引射腔內(nèi)會形成負(fù)壓。含臭氧氣體與水在引射腔內(nèi)初次得到混合，形成氣水兩相流，進(jìn)入下流混合段，氣水之間的接觸時間得到延長，在混合段內(nèi)的混合填料的作用下，氣水之間的接觸面積大大地強(qiáng)化提高，充分地將臭氧溶解于水，制得高濃度臭氧水。本發(fā)明的特征在于混合段內(nèi)的混合填料，采用了由數(shù)多層網(wǎng)組成的，橫置在混合段內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式；或采用了多孔結(jié)構(gòu)形式。
在引射腔內(nèi)，由射流湍流作用，含臭氧氣被擊碎成小氣泡混合于水中，形成氣水兩相混合流，由于水的表面張力作用，由射流作用減小氣泡尺寸有限，并且在下流的混合流動中，小氣泡會聚集成大氣泡，這將大大減小氣水接觸面積，降低臭氧溶解效率。本發(fā)明中，在下流的混合段內(nèi)設(shè)置混合填料，采用由數(shù)多層網(wǎng)組成并且是橫置在混合段內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式的混合填料，其強(qiáng)化氣水混合原理是在引射腔形成的氣水兩相混合流，通過混合段時，混合流中的氣泡必須縮小到網(wǎng)的孔徑，才能通過，由于水的張力作用，通過網(wǎng)孔后的小氣泡又會變大，但是混合填料是由數(shù)多層網(wǎng)組成，氣泡一次次地被強(qiáng)制變小，因而通過縮小網(wǎng)的孔徑，增加網(wǎng)的層數(shù)，將有效地增加氣水接觸面積，即能大大地強(qiáng)化氣水混合，可以設(shè)計(jì)制作出小尺寸的臭氧水槍，具有高效的臭氧溶解效率，有效控制釋放到空氣中的臭氧量，制得高濃度的臭氧水，滿足醫(yī)療衛(wèi)生消毒方面的需要。
本發(fā)明還可采用多孔結(jié)構(gòu)形式的混合填料，所謂多孔結(jié)構(gòu)就是整個物體中有許許多多能夠通氣通水的孔隙，比如將許多層絲網(wǎng)緊密疊在一起就成了多孔結(jié)構(gòu)，還有將許許多多的小球珠(或顆粒物)積成一體也成了多孔結(jié)構(gòu)，采用粉末冶金技術(shù)能燒結(jié)出多孔結(jié)構(gòu)材料，通常也稱之為多孔介質(zhì)。采用這樣的多孔結(jié)構(gòu)形式的混合填料，氣水兩相混合流通過混合段時，氣泡必須縮小到孔隙尺寸，這樣氣水混合就得有效的強(qiáng)化提高。
電暈放電制造臭氧，原料氣體(不論空氣還是氧氣)中的濕度對臭氧的產(chǎn)量有著顯著的影響，本發(fā)明中設(shè)置有供氣系統(tǒng)，則能保證提供可靠的干燥空氣(或氧氣)，保證臭氧發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的高濃度臭氧。
在醫(yī)療衛(wèi)生消毒方面，水質(zhì)要求非常高，因而本發(fā)明中設(shè)有供水系統(tǒng)，以保證提供水壓穩(wěn)定可控，品質(zhì)高的潔凈水，不僅能保證出水流量穩(wěn)定可控、保證臭氧濃度，滿足實(shí)際需要，同時又能減少混合填料上結(jié)水垢，堵塞網(wǎng)孔或孔隙，保證長期使用可靠。
本發(fā)明中設(shè)有電氣系統(tǒng)，其作用有為整個設(shè)備提供電力，控制以及異常情況下電氣保護(hù)等方面作用，使整個設(shè)備能安全可靠地工作。
以下根據(jù)附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)出的臭氧水設(shè)備特征示意圖。
附圖2、3、4、5、6為水冷結(jié)構(gòu)式臭氧發(fā)生器的特征結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
附圖1示出的臭氧水設(shè)備中的臭氧水槍6，射流孔10與引射腔9構(gòu)成突擴(kuò)形結(jié)構(gòu)，混合段8的流通面積大于引射腔9的流通面積，這樣的設(shè)計(jì)為的是降低氣水兩相混合流通過混合段8內(nèi)的混合填料7中的流速，以減小此處的流動損失。附圖1中將臭氧發(fā)生器5和升壓電路4設(shè)置在臭氧水槍6內(nèi)，采用這樣的結(jié)構(gòu)，臭氧水槍6可以通過軟管和軟導(dǎo)線與供水系統(tǒng)1、電氣系統(tǒng)2以及供氣系統(tǒng)3相聯(lián)通，臭氧水槍可以設(shè)計(jì)成手拿移動式，比如象手拿水射槍式，可以隨手移動，只需手指一扣，即可對所需處理的物品及表面進(jìn)行噴淋消毒滅菌，使用操作非常方便。
依據(jù)本發(fā)明，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，臭氧水槍也可以固定安裝，比如將本發(fā)明應(yīng)用到某專用的消毒設(shè)備時，臭氧水槍則為固定安裝，此時臭氧發(fā)生器5與升壓電路4就不一定要設(shè)置在臭氧水槍內(nèi)，但通常應(yīng)將臭氧發(fā)生器和升壓電路盡可能在一起，以縮短高壓引線的長度。
供水系統(tǒng)有兩種一種是配有水的凈化處理裝置，只需有普通的水源，比如可以直接接通自來水，或帶一普通儲水容器，水的凈化處理方法有許多種，如過濾法、活性炭吸附法、以及反滲透法等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選定。另一種是供給供水系統(tǒng)的水已經(jīng)是凈化處理過的潔凈水，供水系統(tǒng)配有凈水水容器，或可更換的通用凈水水容器的接口，此時供水系統(tǒng)只需配上水泵，保證出水壓力。
供氣系統(tǒng)也有兩種，一是氧氣供應(yīng)系統(tǒng)，比如可采用氧氣瓶為氣源，再配上氣體降壓穩(wěn)壓及流量控制裝置，如果氧氣是從液氧裝置或變壓吸附法制得，則不需干燥處理。二是用空氣為原料的空氣供應(yīng)系統(tǒng)，由于大氣空氣的濕度大，并變化也大，因而必須配有空氣干燥裝置?？諝飧稍锓椒梢圆捎美淠稍锓ǎ礁稍锓?用干燥劑或分子篩吸附水份)。
依據(jù)本發(fā)明，臭氧水設(shè)備可設(shè)計(jì)制作成可移動式(或便攜式)，將供水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)設(shè)置在一起成為主機(jī)，再配一個或多個臭氧水槍；也可這樣設(shè)計(jì)，比如在一醫(yī)院，設(shè)有中心供水系統(tǒng)、中心電氣系統(tǒng)和中心供氣系統(tǒng)，中心供氣系統(tǒng)可利用醫(yī)院現(xiàn)有的中心供氧系統(tǒng)，通過管道和導(dǎo)線接通各用戶的終端，再裝配上臭氧水槍。
將臭氧發(fā)生器5與升壓電路4設(shè)置在臭氧水槍內(nèi)，如附圖1所示的結(jié)構(gòu)，要特別考慮到臭氧發(fā)生器的冷卻問題，電暈放電制造臭氧，大量的電能轉(zhuǎn)為熱量，臭氧發(fā)生器若不采取有效冷卻，隨工作時間增長，臭氧發(fā)生器發(fā)熱、臭氧產(chǎn)量將下降。冷卻效果最有效，并結(jié)構(gòu)緊奏的措施是采用水冷結(jié)構(gòu)形式，即就是臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的大部分熱量通過熱傳導(dǎo)傳到水中，最終由水帶出。具體的水冷結(jié)構(gòu)形式有許多種，如圖2所示，臭氧發(fā)生器5與采用平行板式，電暈放電形式為氣隙放電，電極板11設(shè)置為低壓電極，采用金屬材料(鋁或不銹鋼)制成，緊貼在混合段8的管壁上；高壓電極13設(shè)置在介電體15和絕緣層14之間，12為放電空問，介電體15上的熱量可通過與電極板11接觸的邊緣接觸面導(dǎo)熱傳到電極板11上，再傳到混合段8的管壁上，或設(shè)置傳熱片，直接把介電體15上的熱量導(dǎo)熱傳到混合段8的管壁上，熱量經(jīng)管壁以對流傳熱方式傳到水中被帶出，這樣起到有效的冷卻作用。附圖3和附圖2之間的差別在于，附圖3中直接將混合段8管壁設(shè)置為放電極板，比如混合段用不銹鋼或鋁制成，這樣的結(jié)構(gòu)冷卻效果比附圖2所示更好，并尺寸更緊奏。附圖4所示出的臭氧發(fā)生器5為沿面放電式，低壓電極17設(shè)在介電體15的外表面，16為蓋子，電暈放電發(fā)熱元件只有介電體15，其產(chǎn)生的熱量經(jīng)絕緣層14導(dǎo)熱傳到混合段8管壁上，再對流傳熱由水帶出。附圖5所示的臭氧發(fā)生器8采用同心管式，為氣隙放電，與附圖3所示的結(jié)構(gòu)形式類似，直接用引射腔9的管壁為一放電極板，18表示進(jìn)原料氣。
附圖2、3、4、5中都利用了臭氧水槍中的混合段8或引射腔9的管壁為傳熱面，將熱量對流傳到水被帶出。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，也可采用其它形式的水冷卻結(jié)構(gòu)，比如專門開設(shè)一水冷旁路，或取一段進(jìn)水管為臭氧發(fā)生器的水冷管道，如附圖6所示的臭氧發(fā)生器，采用同心管式，氣隙放電，中心管19中走水，可為進(jìn)水管的一段。
權(quán)利要求
1．一種用于醫(yī)療和衛(wèi)生消毒，以及相應(yīng)的消毒設(shè)備中的臭氧水設(shè)備，包括有供水系統(tǒng)(1)、供氣系統(tǒng)(3)、電氣系統(tǒng)(2)、臭氧發(fā)生器(5)、升壓電路(4)、臭氧水槍(6)，臭氧發(fā)生器(5)采用電暈放電方法制造臭氧，所需原料氣體由供氣系統(tǒng)(3)提供，電暈放電所需的數(shù)千伏高壓交流電由升壓電路(4)提供；臭氧水槍(6)包括有射流孔(10)、引射腔(9)、混合段(8)，混合段(8)內(nèi)裝有混合填料(7)，由供水系統(tǒng)提供的具有一定壓力的潔凈水，經(jīng)射流孔(10)，在引射腔(9)內(nèi)形成射流，臭氧發(fā)生器(5)與引射腔(9)相通，所制造的含臭氧氣體，由射流的作用，在引射腔(9)內(nèi)形成氣泡混合于水中，經(jīng)下流混合段(8)內(nèi)混合填料(7)的作用，氣水混合得到進(jìn)一步強(qiáng)化，使臭氧充分地溶解于水，制得臭氧水；電氣系統(tǒng)(2)為整個臭氧水設(shè)備提供電力，還有控制和保護(hù)作用；本發(fā)明的特征在于混合段(8)內(nèi)的混合填料(7)采用了由數(shù)多層網(wǎng)組成，橫置在混合段(8)內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式，或采用了多孔結(jié)構(gòu)形式。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧水設(shè)備，其特征在于臭氧發(fā)生器(5)和升壓電路(4)設(shè)置在臭氧水槍(6)內(nèi)，臭氧發(fā)生器(5)采用了水冷結(jié)構(gòu)形式；臭氧水槍(6)通過軟管和軟導(dǎo)線與供水系統(tǒng)(1)、電氣系統(tǒng)(2)、供氣系統(tǒng)(3)相聯(lián)通，可以手拿移動。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧水設(shè)備，其特征在于臭氧水槍(6)是固定安裝。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的臭氧水設(shè)備，其特征在于供氣系統(tǒng)(3)為氧氣供應(yīng)系統(tǒng)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的臭氧水設(shè)備，其特征在于供氣系統(tǒng)(3)為空氣供應(yīng)系統(tǒng)，配有空氣干燥裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的臭氧水設(shè)備，其特征在于供水系統(tǒng)(1)配有水的凈化處理裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的臭氧水設(shè)備，其特征在于供水系統(tǒng)(1)帶有水泵，配有凈水水容器或可更換凈水水容器的接口。
全文摘要
本發(fā)明屬于消毒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提出了一種用于醫(yī)療和衛(wèi)生消毒方面的制備臭氧水設(shè)備。采用電暈放電制造臭氧,運(yùn)用射流混合原理,結(jié)合強(qiáng)化氣水混合裝置,可設(shè)計(jì)制出尺寸小,高臭氧溶解效率的臭氧水槍(6),配上供水系統(tǒng)(1)、供氣系統(tǒng)(3)以及電氣系統(tǒng)(2),則能夠?qū)崿F(xiàn)操作非常方便,可移動的手拿槍式臭氧水槍(6),隨時隨刻可得到高濃度并穩(wěn)定可靠的臭氧水,使廣泛直接利用臭氧水作為消毒劑成為現(xiàn)實(shí)。
文檔編號A61L2/16GK1223147SQ9810012
公開日1999年7月21日 申請日期1998年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月12日
發(fā)明者秦彪 申請人:秦彪