Устройство для дезинфекции и стерилизации объектов

 

Изобретение относится к области дезинфекции и стерилизации объектов, в частности изделий медицинского назначения. Устройство для дезинфекции и стерилизации объектов содержит камеру, в которой размещены импульсные ультрафиолетовые лампы и сетчатые лотки для обрабатываемых объектов, а ее внутренняя поверхность выполнена отражающей ультрафиолетовое излучение. Блок электропитания соединен с импульсными ультрафиолетовыми лампами, блоком автоматики и управления, введено устройство для распыления антисептического вещества, связанное посредством трубопроводов с распылителями антисептического вещества, смонтированными на внутренней поверхности рабочей камеры, импульсные ультрафиолетовые лампы расположены рядами, по крайней мере по две в каждом ряду, а блок автоматики и управления выполнен с возможностью установки времени следования высоковольтных импульсов из блока электропитания. Изобретение позволяет повысить эффективность и сократить время обработки объектов, а также снизить температуру, при которой осуществляется процесс дезинфекции и стерилизации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области обеззараживания объектов, в частности к устройствам для дезинфекции и стерилизации объектов.

Известны устройства, использующие для стерилизации объектов излучение открытых плазменных источников ультрафиолетового излучения. Например, в [1] описано устройство, представляющее собой экспресс-стерилизатор на встречных фотонных пучках, предназначенное для низкотемпературной стерилизации объектов ультрафиолетовым излучением, создаваемым открытым электрическим разрядом. Стерилизатор состоит из корпуса, плазменного УФ-излучателя на основе открытого разряда и источника питания. Корпусом стерилизатора являются установленные одна на другую две доработанные круглые стерилизационные коробки КФ-3. Верхняя коробка представляет собой непосредственно стерилизатор, а в нижней коробке размещен источник питания. В качестве плазменного УФ-излучателя используются 8 линейных источников ультрафиолета, расположенных равномерно на внутренней стенке корпуса стерилизатора. Каждый линейный источник УФ-излучения представляет собой пластину из диэлектрика размером 30× 95 мм, на линейной поверхности которой установлены 8 пар электродов. С тыльной стороны пластины расположена электрическая схема, обеспечивающая искровые разряды между электродами.

Излучение от всех 8 линеек направлено к центру коробки и пронизывает весь рабочий объем стерилизатора. Обрабатываемые объекты размещаются на специальном держателе, установленном в рабочем объеме стерилизатора.

Каждый УФ-излучатель подключен к источнику питания, преобразующему напряжение сети переменного тока 220 В, 50 Гц в постоянное напряжение 2 кВ при токе нагрузки 0,1 А.

В данном стерилизаторе, использующем в качестве стерилизующего агента УФ-излучение открытого искрового разряда, время стерилизации объектов колеблется от нескольких минут до нескольких десятков минут (в зависимости от видов уничтожаемых болезнетворных микроорганизмов), причем процесс стерилизации объектов осуществляется при комнатной температуре.

Однако наряду с положительными качествами стерилизатор, описанный выше, обладает и рядом существенных недостатков:

- спектр излучения открытого искрового разряда сильно зависит от газовой среды, в которой происходит разряд, и от металла, из которого изготовлены промежуточные электроды. В процессе работы такого излучателя под воздействием излучения разряда и испарения материала электродов происходит изменение электрических свойств газовой среды, что в свою очередь приводит к изменению характеристик искрового разряда, в том числе его спектра излучения;

- испарившийся материал электродов может оседать на стерилизуемых объектах, что в дальнейшем может привести к нежелательным последствиям;

- в стерилизаторе, в котором стерилизующим агентом является только УФ-излучение, можно проводить стерилизацию только тех участков поверхности стерилизуемого объекта, на которые попадает прямое излучение, затененные участки поверхности стерилизоваться не будут;

- излучатель, созданный на основе открытого искрового разряда, является источником повышенной опасности для обслуживающего персонала. При неисправности защитных блокировок случайное прикосновение к излучателю может привести к поражению электрическим током.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство, описанное во [2]. Устройство для обеззараживания объектов содержит камеру, снабженную установкой для размещения объектов обработки, импульсными лампами бактерицидного излучения через блоки поджига, связанными с источником питания. Вторые входы блоков поджига ламп связаны с соответствующими выходами генератора импульсов с регулируемой задержкой. Лампы объединены в группы, каждая из которых имеет общий блок поджига. Лампы одной группы представлены в пространстве камеры между лампами других групп равномерно. Средство для размещения объектов обработки помещено в центральной части камеры, а импульсные лампы установлены вокруг средства для размещения объектов и снабжены отражателем, цельным либо составным, обеспечивающим отражение или переотражение потоков световой энергии от поочередно включенных групп ламп в направлении области размещения средства для размещения объектов обработки. Средство для размещения объектов выполнено в виде конструкции, обеспечивающей наибольший доступ бактерицидного излучения к набору объектов при различных ракурсах лучевого воздействия на них.

Наряду с определенными преимуществами перед установкой с открытым электрическим разрядом эта установка имеет ряд недостатков:

- группы ламп, размещенные таким образом, как показано в {2}, могут хорошо освечивать внешнюю поверхность крупноразмерных объектов, однако осветить прямым (неотраженным) потоком светового излучения поверхности большого количества мелких объектов в данной конструкции не представляется возможным;

- в данном устройстве нельзя стерилизовать замковые медицинские инструменты (кронцанги, ножницы и т.д.);

- время стерилизации тех объектов, которые удается стерилизовать в данном устройстве (как показали проведенные медико-биологические испытания этого устройства), составляет 0,5 часа и более (в зависимости от видов болезнетворных микроорганизмов).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности дезинфекции и стерилизации, расширение номенклатуры обрабатываемых объектов, а также уменьшение времени дезинфекции и стерилизации объектов и температуры в рабочей камере.

Технический результат достигается тем, что в устройство для дезинфекции и стерилизации объектов, содержащее камеру, в которой размещены импульсные ультрафиолетовые лампы и сетчатые лотки для обрабатываемых объектов, а ее внутренняя поверхность выполнена отражающей ультрафиолетовое излучение, блок электропитания, соединенный с импульсными ультрафиолетовыми лампами, блок автоматики и управления, введено устройство для распыления антисептического вещества, связанное посредством трубопроводов с распылителями антисептического вещества, смонтированными на внутренней поверхности рабочей камеры, импульсные ультрафиолетовые лампы расположены рядами - , по крайней мере, по две лампы в каждом, при этом сетчатые лотки размещены между рядами ламп, а блок автоматики и управления выполнен с возможностью установки времени следования высоковольтных импульсов из блока электропитания, кроме того, в качестве антисептического вещества выбран раствор перекиси водорода.

На фиг.1 схематически показана конструкция заявляемого устройства; на фиг.2 - структурная электрическая схема устройства, где:

1 - кожух устройства;

2 - рабочая камера;

3 - импульсная ультрафиолетовая лампа;

4 - сетчатый лоток;

5 - обеззараживаемый объект;

6 - распылитель антисептического вещества;

7 - блок электропитания;

8- блок автоматики и управления;

9 - устройство для распыления антисептического вещества.

Заявляемое устройство включает в себя рабочую камеру, внутренняя поверхность которой выполнена отражающей ультрафиолетовое излучение. Внутри камеры рядами размещены импульсные ультрафиолетовые лампы 3. Между рядами ламп располагаются сетчатые лотки 4 с размещенными на них обрабатываемыми объектами 5. На внутренней поверхности рабочей камеры 2 смонтированы распылители антисептического вещества 6, при этом само устройство 9 для распыления антисептического вещества смонтировано вне рабочей камеры и связано с распылителями 6 с помощью трубопроводов.

Устройство для дезинфекции и стерилизации объектов запитывается от сети переменного тока с напряжением 220 вольт с помощью блока электропитания 7. С помощью блока автоматики и электропитания 8 в блоке электропитания 7 формируются высоковольтные импульсы, которые через определенное время между ними, следуют поочередно на каждую из импульсных ультрафиолетовых ламп, кроме того, блок автоматики и управления 8 посредством электрических менее мощных импульсов, формируемых в нем самом, управляет работой устройства распыления антисептического вещества. Все узлы устройства для дезинфекции и стерилизации объектов закрыты защитным кожухом 1.

Устройство работает следующим образом.

Объекты обработки 5, в частности медицинские инструменты, размещают на сетчатых лотках 4 таким образом, чтобы они по возможности не соприкасались друг с другом. После закрытия дверцы рабочей камеры и срабатывания необходимых блокировок, обеспечивающих дальнейшую работу установки, устройство готово к работе. После включения устройства высоковольтные импульсы из блока электропитания 7, сформированные посредством управляющих сигналов (импульсов), поступающих в блок 7 из блока автоматики и управления 8 поочередно с установленной временной задержкой друг относительно друга, поступают на импульсные ультрафиолетовые лампы 3, т.е. первый импульс поступает на первую лампу, следующий на вторую и т.д., последний - на последнюю лампу, после чего процесс повторяется. Импульсы следуют один за другим через определенное время, заранее установленное в блоке автоматики и управления 8. Импульсные ультрафиолетовые лампы 3 расположены на определенном расстоянии как над объектами обработки, так и под ними, что позволяет облучать объекты обработки со всех сторон. Для увеличения эффекта воздействия ультрафиолетового излучения на обрабатываемые объекты внутренняя поверхность рабочей камеры 2 и внутренняя сторона дверцы камеры выполнены зеркальными.

В процессе работы устройства периодически через определенное время посредством электрических импульсов, формируемых в блоке автоматики и управления 8, включается устройство распыления антисептического вещества 9, при этом антисептик из устройства 9 по трубопроводам поступает к распылителям 6, посредством которых в рабочей камере создается аэрозоль из антисептика над обрабатываемыми объектами и под ними. Антисептик оседает тонким слоем на поверхности обрабатываемых объектов и непосредственно воздействует на болезнетворные микроорганизмы. При использовании в качестве антисептика раствора перекиси водорода на поверхности обрабатываемых объектов и в объеме рабочей камеры при воздействии широкополосного импульса ультрафиолетового излучения на аэрозоль перекиси водорода протекают фотохимические реакции с образованием биологически активных комплексов:

Н₂O₂→ Н₂O+O

Н₂O₂→ 2OН

Н₂О₂→ НO₂+Н

которые, воздействуя на поверхности обрабатываемых объектов, увеличивают эффективность обработки и сокращают время обработки.

Таким образом, в предлагаемом устройстве болезнетворные микроорганизмы подвергаются комбинированному воздействию УФ-излучения, перекиси водорода и биологически активных агентов, образующихся в процессе взаимодействия УФ-излучения и перекиси водорода. Кроме того, в процессе работы устройства внутри рабочей камеры в воздухе нарабатывается озон, который, воздействуя на поверхность обрабатываемых объектов, еще более сокращает время обработки объектов.

Энергия излучения импульсных УФ-ламп частично поглощается аэрозолем антисептика, что приводит к его испарению. На испарение затрачивается энергия и температура в рабочей камере повышается незначительно (по сравнению с (2)). Поскольку антисептик вводится в рабочую камеру в виде аэрозоля, то малый размер капельки аэрозоля (~10 мкм) и большая суммарная поверхность капелек приводят к быстрому испарению аэрозоля и эффективному снижению температуры в рабочей камере.

Проведенные медико-биологические испытания устройства показали, что время стерилизации медицинских инструментов составляет несколько минут (в (2) несколько десятков минут), причем стерилизовались также и замковые инструменты (кронцанги, ножницы и т.д.). Поскольку в процессе работы устройства температура внутри камеры повышается всего до 60° С, в данном устройстве можно также стерилизовать термолабильные изделия и материалы.

Источники информации

1. "Использование открытых плазменных источников ультрафиолета в медицине и биологии". В.Ю.Гусев и др., препринт №94-39/361, НИИ-ЯФ МГУ.

2. Пат. РФ №2067872, МКИ А 611/10 - прототип.

Формула изобретения

1. Устройство для дезинфекции и стерилизации объектов, содержащее камеру, в которой размещены ультрафиолетовые импульсные лампы и сетчатые лотки для обрабатываемых объектов, а ее внутренняя поверхность выполнена отражающей ультрафиолетовое излучение, блок питания, соединенный с импульсными ультрафиолетовыми лампами, и блок автоматики и управления, отличающееся тем, что на внутренней поверхности камеры смонтированы распылители антисептического вещества, связанные посредством трубопроводов с устройством для распыления антисептического вещества, ультрафиолетовые импульсные лампы расположены рядами, по крайней мере по две лампы в каждом, при этом сетчатые лотки размещены между рядами ламп, а блок автоматики и управления выполнен с возможностью установки времени следования высоковольтных импульсов из блока электропитания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что антисептическим веществом является раствор перекиси водорода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2