Устройство для стерилизации металлических инструментов в газовом электрическом разряде

 

Использование: при стерилизации медицинских металлических инструментов в газовом электрическом разряде. Сущность изобретения: устройство для стерилизации состоит из заземленной герметичной металлической камеры с крышкой и вакуумным уплотнением, вентилем для напуска воздуха, держателя съемных кассет с гнездами для обрабатываемого инструмента, соединенного с высоковольтным вводом, в качестве высоковольтного электрода используется обрабатываемый металлический инструмент. 1 ил.

Изобретение относится к стерилизации медицинских металлических инструментов (например, стоматологических боров) в газовом электрическом разряде.

Известно устройство для стерилизации [1], содержащее герметичную заземленную камеру, систему вакуумирования, систему плоских высоковольтных электродов, источник тока высокой частоты.

Недостатком известного устройства является необходимость обеспечения для процесса стерилизации большого значения рабочего напряжения (18 кВт) и рабочей частоты (4 мГц), требующей как наличия специального источника тока, так и специальных мер безопасности обслуживающего персонала.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для стерилизации [2], содержащее герметичную заземленную камеру, систему вакуумирования, систему электродов в виде цилиндров с полым катодом, расположенную на торце камеры. Поддоны, на которых располагаются стерилизуемые предметы, устанавливаются на изоляторах на стенках камеры. Условием стерилизации является наличие специальной газовой среды, в которой за счет разложения газа при разряде образуются частицы, усиливающие процесс стерилизации.

Недостатком известного устройства таким образом является необходимость создания в камере специальной газовой среды и то, что стерилизуемые предметы должны располагаться в зоне положительного столба разряда, которая является наименее активной областью разряда. Это приводит к необходимости усложнять конструкцию, что связано с необходимостью обеспечения для протекания процесса стерилизации большого значения рабочего напряжения (18 кВ) и рабочей частоты (4 МГц), требующей как наличие специального источника тока, так и специальных мер безопасности обслуживающего персонала. Процесс стерилизации происходит при высокой температуре, нежелательной для изделия и обслуживающего персонала.

Целью изобретения является упрощение конструкции путем использования обрабатываемого инструмента в качестве высоковольтного электрода.

Это достигается тем, что в устройство для стерилизации металлических инструментов в газовом электрическом разряде, содержащее заземленную герметическую металлическую камеру с крышкой, вакуумным уплотнением, высоковольтным вводом, изолированным от стенок камеры, вентилем напуска воздуха, дополнительно введен электрически изолированный от стенок камеры металлический держатель кассет для обрабатываемого инструмента, электрически соединенный со штырем, который является высоковольтным вводом.

Существенность отличительных признаков заявляемого устройства от прототипа. Существенным отличие заявляемого устройства от прототипа является наличие новых элементов и связей, что обеспечивает новое качество, заключающееся в возможности использования инструментов в качестве высоковольтного электрода.

Известно, что при стерилизации инструментов в тлеющем разряде предметы располагаются в зоне положительного столба разряда, наименее активной области разряда, т. к. известно, что самые интенсивные процессы разряда (эмиссия, электронно-ионная бомбардировка, максимальная напряженность электрического поля, рекомбинации) локализованы в приэлектродных областях. Наиболее активная зона разряда - прикатодная, т.к. катод испускает электроны вследствие бомбардировки его частицами и световыми квантами, образующимися в газе, и движение заряженных частиц в отрицательных зонах носит направленный лучевой характер, а в положительной зоне оно хаотично. У катода плотность электрического поля достигает больших величин. В направлении к отрицательному свечению оно уменьшается и, пройдя минимум в фарадеевом темном пространстве, остается постоянным по всей длине положительного столба, увеличивается лишь у самого анода. У катода образуется сильный положительный объемный заряд. Положительные ионы двигаются через темное катодное пространство и ударяются о катод. Метастабильные атомы, быстрые невозбужденные атомы и кванты излучения также попадают на катод и вызывают вторичную электронную эмиссию.

В однородном положительном столбе продольная составляющая электрического поля одинакова по всей длине столба. Результирующий пространственный заряд в положительном столбе равен нулю, т.е. концентрация электродов и положительных ионов в любой точке равны между собой. Поле в положительном столбе на несколько порядков меньше, чем в темном пространстве. Ионизация в этой области осуществляется не за счет скоростей дрейфа электронов в направлении поля, а благодаря большим хаотическим скоростям, полученным в результате большого числа упругих столкновений в электрическом поле. У анода электроны ускоряются и приобретают скорость, достаточную для возбуждения и ионизации газа перед анодом.

В предлагаемом устройстве за счет наличия держателя, в котором закреплена кассета с обрабатываемым инструментом и который и является высоковольтным электродом и за счет того, что с его поверхности инициируется разряд, используется наиболее активная область разряда, т.е. наличие новых конструктивных элементов, позволяющих размещать стерилизуемые инструменты в самые активные области эмиссии, электронно-ионной бомбардировки, максимальной напряженности электрического поля, рекомбинации. Это позволяет проводить процесс при пониженных до 3-4 кВ значениях рабочего напряжения и частоте 50 Гц, при более низких температурах среды, более простой и надежной конструкции. Понижение температуры среды повышает качество обработки инструмента, оставляя его структуру без изменения. Преимущества весьма существенные для практической реализации процесса. Т. о. в предлагаемом устройстве новые элементы и связи обеспечивают использование наиболее активной области тлеющего разряда, что дает возможность упростить конструкцию за счет снижения значения рабочего напряжения и рабочей частоты. Необходимо отметить, что новое качество устройства обусловлено наличием и взаимосвязью отличительных признаков, которые в силу этого являются существенными.

На чертеже представлено устройство для стерилизации металлических инструментов в газовом электрическом разряде.

Устройство для стерилизации содержит крышку 1 заземленной герметической металлической камеры, герметическую металлическую камеру 2, съемные кассеты 3 с обрабатываемым инструментом, стерилизуемый инструмент 4, вентиль 5 напуска воздуха, металлический держатель 6 кассет для обрабатываемого инструмента, штырь (высоковольтный ввод) 7, вакуумное уплотнение 8.

Устройство для стерилизации состоит из заземленной герметичной металлической камеры 2 с крышкой 1 и вакуумным уплотнением 8, вентиля 5 напуска воздуха, держателя 6 съемных кассет 3 с гнездами для обрабатываемого инструмента 4, закрепленного на штыре 7, который является высоковольтным вводом.

Устройство работает следующим образом.

Инструменты 4, подлежащие стерилизации, например зубные боры, устанавливаются в гнездах съемных кассет 3, которые располагаются для этого в любом, удобном для персонала месте. Стерилизация инструмента производится в металлической электрически заземленной камере 2 с крышкой 1. Открывается крышка 1 камеры, и кассеты 3 с инструментом 4 насаживаются на соответствующие металлические держатели 6 кассет, подключенные к высоковольтному вводу 7.

Крышка 1, имеющая вакуумное уплотнение 8, закрывается, включается вакуумный насос, и камера откачивается до давления 0,1 мм рт.ст. После этого на электроды - держатели 6 подается напряжение (1 кВ, 50 Гц), стерилизуемый инструмент 4 оказывается под этим же потенциалом. Зажигается разряд, под действием которого и происходит требуемая стерилизация. После окончания стерилизации (время обработки 5 мин) напряжение с высоковольтного ввода 7 снимается. Внутрь камеры через вентиль 5 подается воздух, крышка 1 открывается, и кассеты 3 со стерильным инструментом вынимаются из камеры, закрываются колпачком и готовы для передачи врачу.

Использование предлагаемого устройства ведет к упрощению конструкции стерилизующего устройства, т.к. дает возможность проводить процесс при пониженных до 3-4 кВ значениях рабочего напряжения и частоте 50 Гц; при более низких температурах среды, что повышает качество обработки инструмента, оставляя его структуру без изменения, т.е. использование тлеющего разряда с низкой газовой температурой устраняет нагрев инструмента, который ведет к его преждевременному выходу из строя.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ В ГАЗОВОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ, содержащее заземленную герметичную металлическую камеру с крышкой, вакуумным уплотнением, высоковольтным вводом, изолированным от стенок камеры, вентилем напуска воздуха, отличающееся тем, что оно снабжено электрически изолированным от стенок камеры металлическим держателем кассет для обрабатываемого металлического инструмента, электрически соединенным с высоковольтным вводом, при этом в качестве высоковольтного ввода используют обрабатываемый металлический инструмент.

РИСУНКИ

Рисунок 1