產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法及其設備的製作方法

2023-07-02 13:46:56 1

專利名稱：產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於高濃度臭氧水生產和應用技術領域，特別是能夠達到醫療殺菌消毒應用要求的，產生高濃度臭氧消毒劑的方法。以及實現上述方法的專用設備。
二.
背景技術：
隨著社會的發展，工傷及交通事故劇增，清創術越來越複雜。使用傳統的手術器械和方法，清創過程費時費力，對傷口破壞性大；清創過程需要消耗大量的消毒液、生理鹽水以及其他醫用耗材；清創所用消毒液一般為碘酒、碘伏，雙氧水等，對傷口刺激性大，很多病人疼痛難忍，疼痛可加劇病情的惡化。傳統的衝洗消毒辦法有簡易衝洗瓶衝洗、皮球擠壓式衝洗、滅菌換藥碗倒入衝洗、攝子夾棉球擦洗等。這些方法由於衝洗液流速低，衝洗不徹底，對較複雜的創傷或較深傷口有衝洗不到的地方，清創徹底性往往得不到保證，很容易留有死腔或清創盲區，這也是傷口易繼發清創術後感染的主要原因。以上這些都造成使用不便和最終效果不佳。
臭氧和臭氧水的消毒殺菌效果，早已得到公認，並且其具有其它消毒劑無法比擬的優勢消毒後迅速分解為氧氣，無二次汙染，有利於環保；應用於傷口的消毒清洗時，其分解產物氧氣還有助於彌補傷口組織的缺氧，能加快組織自我生長和癒合的速度；臭氧和臭氧水對組織的刺激性較小，能夠減少患者的痛苦。
但由於臭氧自身的特點，目前發展的技術還很難穩定地獲得臭氧濃度達到4mg/L以上的臭氧水。這是由於(1)臭氧氣體本身的溶解度並不高；(2)臭氧在通常狀況下易分解，在水中的半衰期只有15～30分鐘，因此必須現用現制，不能貯存；(3)臭氧的溶解遵循亨利定律(即在一定溫度下，氣體溶解達到平衡時，氣體在液體中的溶解度和氣相中該氣體的分壓成正比)，但以前的高壓電暈法、紫外線法等方法雖然產生的臭氧量並不低但是臭氧在氣體產物中的濃度太小，非常不利於臭氧的溶解，利用此方法的高濃度臭氧水設備結構複雜、成本高昂；而近幾年發展較快的電解法臭氧產生裝置生成的臭氧氣體濃度雖可達18～20％，但氣體產量又比較小，並且目前為止與水的混合工藝解決不好，生成穩定的高濃度臭氧水的工藝仍不成熟。
中國專利ZL02138905提出一種了採用低壓電解純水臭氧發生裝置為臭氧氣源，結合吸收連續生成的微量微壓臭氧氣體的調節控制，通過壓縮致冷裝置控制定量水溫，使之在壓力下循環流動，流經高負壓射流器連續吸收、混合臭氧，在一定時間內製取中、高濃度臭氧化水的方法。但是其存在的主要問題有1.單獨採用一隻電解式臭氧發生器，雖然其產生的臭氧濃度較高，但是其臭氧產量目前只有約600～800mg/小時，要想使大量的臭氧溶解到水中只能延長定量水的循環時間。
2.僅能通過循環時間來估計生成的臭氧水的濃度，一旦系統故障或者外界水、溫度等條件改變而造成臭氧水濃度降低，就會給要求高濃度臭氧水應用的場合帶來麻煩。
3.其微量微壓控制盒直接與外界大氣連通，當電解臭氧發生裝置產氣量不足時要通過氣體調節裝置限制射流器的吸氣量，或者直接從外界空氣補充不足。限制射流器的吸氣量必然增長循環時間，而補充空氣會造成臭氧在混合氣體中的濃度下降而影響臭氧的溶解效果，並且從外界空氣中吸入的氮氣會與臭氧發生化學反應而產生有害的氮氧化物。
4.預循環水箱是只有上、下各兩個接口的單獨結構，與水混合後剩餘不能溶解的臭氧和氧氣完全通過臭氧分解裝置排空，造成臭氧和氧氣的浪費。
5.採用投入冰塊的方法給循環水降溫在實際應用的情況下不方便；而採用壓縮機致冷一是噪音大，二是溫度控制不便、控制精度低，三是只能降溫不能升溫。
另外也有通過給水和臭氧氣體施加壓力以提高臭氧溶解度的方法，但其設備造價大大增加，剩餘的大量殘餘臭氧氣體的處理也增加了成本。其它並不能生成4mg/L以上高濃度臭氧水的方法在此不一一介紹。
因此，克服目前發展的臭氧技術瓶頸，穩定、方便、低成本地獲得高濃度的臭氧水成為一個重要的課題。這個課題解決後將有力地促進在醫療、電子等對臭氧水的濃度要求較高的行業的應用。
三.

發明內容
本發明為了克服以下技術的不足，提供一種可以在較短的時間內方便、穩定、可靠地獲得高濃度的臭氧消毒劑的方法。
本發明的另一目的在於提供上述製備方法的專用設備。
本發明是通過以下措施來實現的一種產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法，包括以下步驟，
a.電解式臭氧發生器開啟，產生臭氧氣體，再使所述的臭氧氣體通過高壓電暈式臭氧發生器後進一步提高臭氧的產量和濃度；b.首先打開總進水閥，消毒劑原液由循環泵吸引，經過高壓射流負壓吸收裝置時吸入臭氧氣體，再經過靜態混合器，進入消毒劑箱，成為臭氧消毒劑半成品；c.臭氧消毒劑半成品充滿消毒劑箱後，關閉總進水閥的同時打開消毒劑循環閥，則循環泵的入口切換至消毒劑箱的主艙，吸引半成品消毒劑，再次經過高壓射流負壓吸收裝置吸入臭氧氣體，再次經過靜態混合器，進入消毒劑箱的副艙，再從主艙、副艙上部的溢流孔溢出到主艙；d.半成品消毒劑按照步驟(c)所述路徑不斷循環，直至臭氧濃度傳感器檢測到吸收的臭氧濃度達到設定值；e.當消毒劑箱中的消毒劑吸空後，再重複(a～d)步驟。
上述產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法所用的專用設備，包括，消毒劑箱，消毒劑箱具有雙層隔艙結構的消毒劑箱主艙和消毒劑箱副艙，消毒劑箱主艙、副艙的頂部以溢流口聯通；連接在消毒劑箱主艙和副艙之間的臭氧濃度傳感器、消毒劑循環閥、循環泵、高壓射流負壓吸收裝置、靜態混合器；連接在高壓射流負壓吸收裝置進氣口的高壓電暈式臭氧發生器、臭氧氣體除溼乾燥器、電解式臭氧發生器、電解水箱；安裝在消毒劑箱上用於消毒劑恆溫的半導體致冷器；安裝在消毒劑箱頂端的臭氧催化分解器；連接在消毒劑箱主艙下端的消毒劑噴射閥、噴射泵、醫用多功能噴槍。
上述本發明的設備，為了充分利用從從消毒劑中溢出的臭氧，消毒劑箱的副艙的頂端排氣口經阻水透氣膜後，與臭氧氣體除溼乾燥器、高壓電暈式臭氧發生器(24)連接。
上述本發明的設備，為了快速提高臭氧的產量和濃度，所述的電解式臭氧發生器為多組並聯。
上述本發明的設備，在循環泵前與消毒劑循環閥並聯有自來水進水閥、自來水淨化裝置和消毒劑原液罐。
上述本發明的設備，為了防止電解水箱內的水進入高壓電暈式臭氧發生器內，同時阻止外界不符合電解要求的水進入電解水箱，在電解水箱的臭氧混合氣體出口設置耐臭氧腐蝕的阻水透氣膜。
上述本發明的設備，消毒劑箱上最好安裝有消毒劑箱液位傳感器、消毒劑箱溫度傳感器。
上述本發明的設備，電解水箱上最好安裝有電解水加水塞、電解水箱液位傳感器、電解水箱溫度傳感器。
本發明的產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法，採用多個電解式臭氧發生器並聯後再與一個高壓電暈式臭氧發生器串聯，可以快速提高臭氧氣體的產量和濃度。
採用循環吸收的方法，用循環泵使原液經過高壓射流負壓吸收裝置，從而將臭氧氣體吸入原液中，再經過靜態混合器，進入特殊設計的具有隔艙結構的消毒劑箱，消毒劑箱內的半成品再經如此反覆循環和臭氧氣體的多次吸收，即可生成高濃度的臭氧消毒劑，最後再由噴射泵將臭氧消毒劑通過多功能噴槍噴射出來，對人體組織或者其它對象進行高效能的清洗和消毒、殺菌等處理。本發明的特殊設計的隔艙結構，一方面避免了下部通道在同時進出液體時發生「短路」現象；另一方面在溢流過程中進行了氣水分離，避免噴射出去的消毒劑中含有臭氧氣體，從而減少衝洗消毒環境中令人不舒服的臭氧氣味；最後，使得氣水分離後的氣體(包含沒有溶解的臭氧和電解式臭氧發生器的副產物氧氣)能夠通過高壓電暈式臭氧發生器再次產生臭氧後被重複吸收利用。
消毒劑箱內的消毒劑，通過半導體致冷器對循環水箱的溫度進行精確控制，溫度高則製冷，溫度低則制熱。該控制方式具有設備簡單，操作方便，控溫效果好的優點。
本發明的產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法，具有消毒劑產量高，速度快，臭氧濃度高的優點。本發明的設備具有設備簡單，操作方便，臭氧利用率高，產量大的優點。
四.


圖1是本發明的設備連接的方框2是消毒劑箱的立體結構示意3是消毒劑箱的剖面結構示意圖。
圖中1消毒劑原液罐、2進水單向閥、3自來水淨化裝置、4自來水進水閥、5總進水閥、6循環泵、7高壓射流負壓吸收裝置、8靜態混合器、9消毒劑箱、10臭氧催化分解器、11消毒劑箱液位傳感器、12消毒劑箱溫度傳感器、13半導體致冷器、14臭氧濃度傳感器、15消毒劑循環閥、16消毒劑噴射閥、17噴射泵、18醫用多功能噴槍、19電解式臭氧發生器、20電解水箱、21陽極阻水透氣膜、22阻水透氣膜、23臭氧氣體除溼乾燥器、24高壓電暈式臭氧發生器、25射流單向閥、26電解水加水塞、27電解水箱液位傳感器、28電解水箱溫度傳感器、29和30液位傳感器安裝孔、31阻水透氣膜連接孔、32主艙、33副艙、34和35溢流孔。
五.
具體實施例方式
以下對本發明的工藝方法及傷口消毒殺菌清洗設備的實施例進行詳細

，本專業的技術人員可以對本發明的特點和優點更加清楚。
本發明的工藝方法的詳細工作流程如圖1所示a.多個並聯的電解式臭氧發生器(19)開啟，產生臭氧氣體，再使該氣體乾燥除溼後進入高壓電暈式臭氧發生器(24)，進一步提高臭氧的產量和濃度；b.首先打開總進水閥(5)，消毒劑原液由循環泵(6)吸引，經過高壓射流負壓吸收裝置(7)時吸入臭氧氣體，再經過靜態混合器(8)，進入消毒劑箱(9)，成為臭氧消毒劑半成品；c.臭氧消毒劑半成品充滿消毒劑箱(9)後，液位傳感器(11)發出電信號，控制系統在關閉總進水閥(5)的同時打開消毒劑循環閥(15)，則循環泵(6)的入口切換至消毒劑箱(9)的主艙(32)，從該艙內吸引半成品消毒劑，再次經過高壓射流負壓吸收裝置(7)吸入臭氧氣體，再次經過靜態混合器(8)，進入消毒劑箱的副艙(33)，再從主、副艙上部的溢流孔(34)和(35)溢出到主艙(32)；d.半成品消毒劑按照步驟c所述路徑不斷循環，直至臭氧濃度傳感器(14)檢測到吸收的臭氧濃度達到設定值(4～20mg/L)；e.當消毒劑箱(9)中的液位傳感器(11)檢測到消毒劑吸空後，再重複a～d步驟。
在整個循環過程中，消毒劑箱(9)上的溫度傳感器(12)檢測消毒劑溫度，通過緊貼在消毒劑箱(9)外壁上的半導體致冷器(13)進行製冷或者制熱，實現對消毒劑進行溫度雙向調節。如果消毒劑溫度過高則半導體致冷器(13)製冷降溫以提高臭氧溶解度和減少循環時間；如果消毒劑溫度太低則半導體致冷器(13)制熱，避免過冷的水噴到人體上引起不適。
圖2和圖3所示是消毒劑箱(9)的一種實施例的詳細結構及其剖視圖。圖中可以看出，消毒劑原液及半成品總是從副艙(33)的下部接口進入，注滿副艙(33)後再溢入主艙(32)，再從主艙(32)由循環泵(6)或者噴射泵(17)吸引出去。這種主、副艙的分隔結構優點是一方面避免了二者的下部通道在同時進出液體時發生「短路」現象；一方面在溢流過程中進行了氣水分離，避免噴射出去的消毒劑中含有臭氧氣體從而減少衝洗消毒環境中令人不舒服的臭氧氣味；最後，使得氣水分離後的氣體(包含沒有溶解的臭氧和電解式臭氧發生器的副產物氧氣)能夠通過高壓電暈式臭氧發生器(24)再次產生臭氧後被重複吸收利用。
消毒劑箱(9)的主艙(32)的頂部出口聯接有臭氧分解催化器(10)，將氣水分離後不能溶解的臭氧氣體分解後排入外界，以免除臭氧對外界環境造成的氣味。消毒劑箱(9)的主艙(32)後安裝的臭氧濃度傳感器(14)可以向設備的控制系統發出電平，在達到系統預設的臭氧濃度時即可停止循環、開始噴射消毒。消毒劑箱(9)的副艙(33)的頂部出口聯接著阻水透氣膜(22)，它與電解水箱(20)的陽極臭氧出氣口並聯後再經過除溼乾燥器(23)，然後進入高壓電暈式臭氧發生器(24)提高臭氧濃度，再接到高壓射流負壓吸收裝置(7)的吸入口上，這樣當高壓射流負壓吸收裝置(7)的吸氣量大於電解式臭氧發生器(19)的產氣量時可以從消毒劑箱副艙(33)中彌補不足。
已經發展的電解式臭氧發生器與水的混合工藝中，由於射流器與陽極氣體出口中間的單向閥的止逆效果不理想，並且在射流吸引過程中陽極電解水箱經常出現負壓的情況，往往造成外界不符合電解要求的水進入電解水箱的情況(電解式臭氧發生器要求其電解原料水的電導率必須在5μs/cm以下)，這就造成電解式臭氧發生器產生的臭氧量和臭氧濃度降底、水中溶解臭氧濃度下降，嚴重時會縮短電解式臭氧發生器使用壽命甚至損壞發生器。在本發明的工藝中，在電解水箱(20)的陽極出口增加了阻水透氣膜(21)。該膜可使臭氧氣體順利流出，但會阻止外界不符合電解要求的水進入電解水箱(20)，還可以防止電解水箱(20)的電解原料水隨臭氧氣體一起被吸走從而造成的電解水不必要的消耗和損壞高壓電暈式臭氧發生器(24)。該阻水透氣膜(20)與(21)均必須選用能耐受臭氧的腐蝕且對人體無毒無害的醫用級材質，包括但不僅限於PTFE疏水性微孔過濾膜。
經過以上的方法和設備可以簡便穩定地得到濃度可達4～20mg/L的臭氧消毒劑，再經過可調節噴霧、液柱流、噴淋等多種噴射方式並且流量和壓力也可以調節的多功能噴槍的噴射，可直接作用在人體組織或者其它被消毒對象的表面進行衝洗和殺菌消毒。
通過上述的說明，完全可以了解本發明的產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的工藝方法及傷口消毒殺菌清洗設備的工作方式和優點。當然，這裡公開的結構只是為了描述本發明而舉的實施例。對一些零部件的形式、結構或布置、聯接方式可作一些變動，但仍不背離本發明的精神，也應在本發明的保護範圍之內。本發明的範圍由所附的權利要求書限定。
在實際使用過程中由該工藝方法製造的設備具有操作簡單、使用方便、安全衛生、殺菌效果高效可靠、貯存保管便利，消耗的原料獲取方便和價格低廉的優點。高壓大流量時對傷口進行壓力衝洗和按摩，清除沾附在傷口瘡面的血塊及其它汙物，不會像脫脂棉等物手工擦拭傷口那樣引起患者傷口疼痛；低壓低流量時能快速地進行消毒殺菌，節省操作時間及減少傷口清洗液的消耗，方便快速；中流量用於傷口表面比較乾淨情況下普通傷口的衝洗和消毒，速度更快、節省時間。這樣就大大減少了患者傷口處理時因消毒、衝洗引起的痛苦，縮短了傷口處理的時間，減輕了醫護人員的勞動強度，降低了醫療衛生部門傷口處理的成本。
本發明針對不同創傷部位和不同程度創口都能幹淨徹底快速衝洗，減少出血、疼痛和感染，能控制消毒劑的流量和壓力，省時省力，方便操作，減輕患者痛苦和減少醫護人員的工作量，使用方便且利於環保，是新一代的醫用消毒清洗方法和設備。
權利要求
1.一種產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法，其特徵在於包括以下步驟，a.電解式臭氧發生器(19)開啟，產生臭氧氣體，再使所述的臭氧氣體通過高壓電暈式臭氧發生器(24)後進一步提高臭氧的產量和濃度；b.首先打開總進水閥(5)，消毒劑原液由循環泵(6)吸引，經過高壓射流負壓吸收裝置(7)時吸入臭氧氣體，再經過靜態混合器(8)，進入消毒劑箱(9)，成為臭氧消毒劑半成品；c.臭氧消毒劑半成品充滿消毒劑箱(9)後，關閉總進水閥(5)的同時打開消毒劑循環閥(15)，則循環泵(6)的入口切換至消毒劑箱(9)的主艙(32)，吸引半成品消毒劑，再次經過高壓射流負壓吸收裝置(7)吸入臭氧氣體，再次經過靜態混合器(8)，進入消毒劑箱的副艙(33)，再從主艙、副艙上部的溢流孔(34、35)溢出到主艙(32)；d.半成品消毒劑按照步驟(c)所述路徑不斷循環，直至臭氧濃度傳感器(14)檢測到吸收的臭氧濃度達到設定值；e.當消毒劑箱(9)中的消毒劑吸空後，再重複(a～d)步驟。
2.一種權利要求1所述方法的設備，其特徵在於包括，消毒劑箱(9)，消毒劑箱(9)具有雙層隔艙結構的消毒劑箱主艙(32)和消毒劑箱副艙(33)，消毒劑箱主艙、副艙的頂部以溢流口(34、35)聯通；連接在消毒劑箱主艙和副艙之間的臭氧濃度傳感器(14)、消毒劑循環閥(15)、循環泵(6)、高壓射流負壓吸收裝置(7)、靜態混合器(8)；連接在高壓射流負壓吸收裝置(7)進氣口的臭氧氣體除溼乾燥器(23)、高壓電暈式臭氧發生器(24)、電解水箱(20)、電解式臭氧發生器(15)；安裝在消毒劑箱(9)上用於消毒劑恆溫的半導體致冷器(13)；安裝在消毒劑箱(9)頂端的臭氧催化分解器(10)；連接在消毒劑箱主艙(32)下端的消毒劑噴射閥(16)、噴射泵(17)、醫用多功能噴槍(18)。3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於消毒劑箱副艙(33)的頂端排氣口經阻水透氣膜(22)後，與臭氧氣體除溼乾燥器(23)、高壓電暈式臭氧發生器(24)連接。
4.根據權利要求2或3所述的設備，其特徵在於所述的電解式臭氧發生器(15)為多組並聯。
5.根據權利要求2或3所述的設備，其特徵在於在循環泵(6)與消毒劑循環閥(15)中間並聯有自來水進水閥(4)、自來水淨化裝置(3)和消毒劑原液罐(1)。
6.根據權利要求2或3所述的設備，其特徵在於在電解水箱(20)的臭氧混合氣體出口設置耐臭氧腐蝕的陽極阻水透氣膜(21)。
7.根據權利要求2或3所述的設備，其特徵在於消毒劑箱(9)上安裝有消毒劑箱液位傳感器(11)、消毒劑箱溫度傳感器(12)。
8.根據權利要求2或3所述的設備，其特徵在於電解水箱上安裝有電解水加水塞(26)、電解水箱液位傳感器(27)、電解水箱溫度傳感器(28)。
全文摘要
本發明屬於高濃度臭氧水生產和應用技術領域，產生高濃度臭氧消毒劑的方法，以及實現上述方法的專用設備。本發明的方法，採用電解式臭氧發生器、過高壓電暈式臭氧發生器產生臭氧，經多次循環吸收產生高濃度的消毒劑。該專用設備，包括消毒劑箱、循環泵、高壓射流負壓吸收裝置、靜態混合器；高壓電暈式臭氧發生器、臭氧氣體除溼乾燥器、電解式臭氧發生器、電解水箱；半導體致冷器；消毒劑噴射閥、噴射泵、醫用多功能噴槍。本發明的產生醫療用高濃度臭氧消毒劑的方法，具有消毒劑產量高，速度快，臭氧濃度高的優點。本發明的設備具有設備簡單，操作方便，臭氧利用率高，產量大的優點。
文檔編號A61L2/18GK1792769SQ200510045059
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月9日 優先權日2005年11月9日
發明者潘永, 王修彬, 翟德興 申請人:藍孚醫療科技(山東)有限公司