本實用新型涉及一種基于分子篩制氧的救護車臭氧消毒裝置。

背景技術：

救護車是醫(yī)院急診急救系統(tǒng)中最重要的設備之一，承載著繁重的搶救、運送傷病員的任務。由于病員眾多，病源復雜，包括傳染病在內的各種急、危、重病人，救護車車廂空氣及物體表面污染狀況嚴重。依據(jù)衛(wèi)生部發(fā)布的《醫(yī)療機構消毒技術規(guī)范》，其空氣細菌數(shù)要求<＝4cfu/(5min.直徑cm)，物體表面菌落總數(shù)<＝10cfu/平方厘米。但一般救護車輛在運行過程中的車內空氣病原微生物總數(shù)多在1000cfu/立方米以上，剛運行完畢的急救車輛內的細菌總數(shù)甚至高達11566cfu/立方米。研究表明：空氣中細菌數(shù)和病原微生物總數(shù)達到700--1800cfu/立方米就存在空氣傳播感染的危險性。

目前救護車的主要消毒方法：

車內空氣消毒：用0.2-0.4％過氧乙酸消毒液(常用濃度為1克/立方米)，噴霧消毒后密閉30分鐘，對較長時間懸浮于車內空氣病原微生物的殺滅效果可達85％以上，然后開窗通風15分鐘后方可進入，以減少過氧乙酸對人體帶來的刺激及不適感。

紫外線消毒是一種物理消毒方法，以其照射60分鐘，可殺滅車廂空氣中自然菌97.92％，照射30分鐘，可殺滅距燈管1米處菌片上金黃色葡萄球菌、大腸桿菌與枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅100％。但環(huán)境中的塵埃、細菌污染程度以及溫濕度、照射時間、照射距離等各種因素均可影響紫外線消毒效果。

84消毒液配置成1:200濃度，對救護車內空氣噴霧消毒，空氣采樣的細菌殺菌率為98.36％，消毒效果好。但救護車內濕度較大，給患者和工作人員帶來工作不便。且84消毒液還可產生刺激性氣味，不僅對金屬用品有腐蝕作用，對人體的黏膜、皮膚也有較強的刺激或損傷。

光觸媒涂層消毒液，其抗菌徹底、無公害。它具有殺菌、降解有毒氣體、除臭、防霉、防污、凈化空氣等諸多優(yōu)點。對救護車進行消毒殺菌效果達100％，24小時后平均殺菌率為91.2％，48小時后平均殺菌率為79.5％。改消毒液消毒效果好，但消毒手續(xù)復雜，每次消毒需要花費一個小時，且必須專職人員，一輛車的消毒成本每次需要300-500元。

臭氧原子一種廣譜高效、快速的殺菌滅菌劑。能夠非常有效地殺滅：大腸桿菌、肺炎桿菌、綠膿桿菌、霍亂弧菌、痢疾桿菌、金黃色葡萄球菌、流腦雙球菌、鏈形菌、沙門氏菌、霉菌動等各種細菌；對流感病毒、肝炎病毒，對牙孢、真菌以及原蟲包囊等都有強烈的殺滅作用。

臭氧原子的殺菌效果與氧乙酸相當，強于甲醛，殺菌力比氯高一倍，滅菌速度比紫外線快一到二倍，比氯快300至1000倍，甚至可以在幾秒鐘內殺死細菌，當它溶于水中時，殺菌力更強、更快。一般消毒劑的殺菌消毒功能是進行性積累性的，而它是急速的，一旦濃度達到閾值，消毒殺菌作用瞬間完成，在低溫、高濕的空氣環(huán)境中，殺菌效果更好。臭氧原子消毒的重要優(yōu)點是：對環(huán)境、水、空氣、冰、器具和食品不會殘留任何對人體有害的二次污染物質。

臭氧原子的抑菌和滅菌作用通常是物理、化學和生物等方面的綜合結果，其作用機理可以歸納為三點：

(1)作用干細胞膜，通過增加細胞的通透性，而使細胞內物質外流，導致細胞失去活性；

(2)使細胞活動必須的酶失去活性，酶是維持細胞基礎代謝及合成細胞重要成分的物質；

(3)破壞細胞內的遺傳物質，使其失去功能。臭氧原子殺滅病菌是通過直接破壞其RNA(核糖核酸)和DNA(脫氧核糖核酸)物質而完成的。而臭氧原子殺滅細菌、霉菌類微生物則是臭氧原子先作用于細胞膜，使細胞膜的構成受到損傷，導致新陳代謝障礙并抑制其生長。

現(xiàn)有的臭氧發(fā)生器一般是以空氣為氣源，利用高壓電離、化學或光化學反應使空氣中的部分氧氣分解聚合為臭氧。或者通過氧氣發(fā)生器制備氧氣。以空氣為氣源時，氧氣的濃度較小，產生的臭氧的濃度較小，殺菌效果較差。當需要使用制氧機制備的氧氣作為氣源時，氧氣的發(fā)生需要利用較多的能源，所以需要一種節(jié)能環(huán)保，同時可以產生高濃度臭氧，消毒效果好的消毒裝置。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決以上現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本實用新型提供一種基于分子篩制氧的救護車臭氧消毒裝置，該裝置具有消毒快速、安全方便和沒有二次污染的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種基于分子篩制氧的救護車臭氧消毒裝置，包括依次連接的空氣過濾器、壓縮機、電磁閥、吸附裝置、氧氣罐和臭氧發(fā)生器，所述吸附裝置包括至少兩個并聯(lián)設置的吸附塔，吸附塔內填充有干燥劑和分子篩，吸附塔交替工作，實現(xiàn)工作的連續(xù)進行。

優(yōu)選的，上述救護車臭氧消毒裝置還包括單片機控制電路，單片機控制電路與所述電磁閥連接。

單片機控制電路控制電磁閥的運動，選擇性開閉吸附裝置的不同的吸附塔，使吸附塔交替工作，連續(xù)運行。

優(yōu)選的，所述分子篩為沸石分子篩。沸石篩表面上的路易斯中心極性很強，由于沸石中的籠或通道的尺寸很小，使得其中的引力場很強，因此沸石分子篩對吸附質分子的吸附能力遠超過其他類型的吸附劑。

優(yōu)選的，所述臭氧發(fā)生器的動力源為救護車的直流電源，直流電源通過絕緣柵場效應管進行變頻，變頻后的輸出端與臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生管連接。

進一步優(yōu)選的，救護車的直流電源還為所述單片機控制電路提供動力。

優(yōu)選的，所述臭氧發(fā)生器中的臭氧發(fā)生管采用搪瓷介質放電體。

進一步優(yōu)選的，所述搪瓷介質放電體的運行頻率為5000-6000HZ，電壓5kV。

進一步優(yōu)選的，所述臭氧發(fā)生器的升壓變壓器的磁芯為錳-鋅鐵氧體材料。

鐵氧體磁芯在高頻條件下?lián)p耗小、有較高動態(tài)導磁率、電阻率低、溫度系數(shù)小的優(yōu)點。變壓器線圈導線材料采用合成高頻導線，以適應高頻工作條件要求，減少高頻電源的集膚效應。降低了導線工作溫升，避免過熱過載，影響使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

優(yōu)選的，所述壓縮機為無油壓縮機。

優(yōu)選的，所述電磁閥為五位三通閥。

分子篩制氧工作原理：

分子篩制氧工作原理為加壓吸附常壓解吸(HP)方法，流程為雙塔方式。利用分子篩的工作特性，將原料空氣由壓縮機或風機加壓后，經過空氣預處理裝置除去油、塵埃等固體雜質及大量的水，并冷卻至常溫，經過處理后的壓縮空氣由進氣閥進入裝有干燥劑和分子篩的密閉容器(吸附塔)中，容器內的壓力會隨之升高。這時，分子篩隨著環(huán)境壓力的升高，空氣中的氮氣、二氧化碳以及水等會被大量吸附，而空氣中的氧氣則仍然以氣體形式存在，并經一定的管道被收集起來，流出的氣體即為高濃度的氧氣，這個過程通常被稱之為“吸附”過程。當容器內的分子篩吸附氮氣達到一定程度時，即吸附塔達到一定的飽和度后，進氣閥關閉沖洗閥打開，吸附塔進入沖洗階段，對容器進行排氣減壓，分子篩隨著環(huán)境壓力的減小，吸附氮氣的能力下降，氮氣自分子篩內部被釋放，作為廢氣排出，這個過程通常被稱之為“解吸”。然后沖洗閥關閉，解吸閥打開，進入解吸再生階段(真空解吸流程真空)，這樣即完成了—個循環(huán)周期。由兩只吸附塔分別進行相同的循環(huán)過程，工作于不同的階段，從而實現(xiàn)連續(xù)供氣。一般的制氧設備，為保證氧氣持續(xù)穩(wěn)定的產出，多采用兩個(甚至多個)分子篩容器，通過控制，使A容器處于吸附過程的同時，B容器處于解吸過程，反之亦然。

本實用新型的有益效果為：

(1)本實用新型利用分子篩變壓吸附制氧技術產生的高濃度氧氣作為臭氧發(fā)生器的進氣源，臭氧濃度高，消毒效果好。

(2)本實用新型利用救護車發(fā)電機作為動力，經逆變、升壓等措施組成高壓高頻放電電路，無須拉扯電源，方便、可靠。

(3)臭氧消毒具有消毒快、不受車內環(huán)境和遮擋物影響，沒有二次污染。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為電氣原理結構示意圖；

圖3為高頻高壓逆變臭氧電源的整體結構簡化框圖。

其中，1、空氣過濾器，2、壓縮機，3、電磁閥，4、吸附塔，5、儲氧罐，6、臭氧發(fā)生器，7、逆變電源，8、單片機控制電路，9、鍵盤，10、LCD顯示器。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本作進一步說明。

如圖1所示，基于分子篩制氧的救護車臭氧消毒裝置，包括箱體，在箱體內設有空氣過濾器1，空氣過濾器1與壓縮機2連接，壓縮機2與電磁閥3連接，電磁閥3與兩個吸附塔4連接，兩個吸附塔4并聯(lián)，兩個吸附塔4均與儲氧罐5連接，儲氧罐5與高壓高頻臭氧發(fā)生器6連接。吸附塔4的個數(shù)還可以為3個、4個或更多個。

所述吸附塔4內均設有沸石分子篩，也可以為其他的分子篩，只要能起到吸附空氣中氮氣、二氧化碳以及水的作用即可。

所述壓縮機2為無油壓縮機。

所述電磁閥3采用五位三通閥。

如圖2所示，本實用新型的救護車臭氧消毒裝置的控制單元為單片機控制電路8，救護車直流電源由逆變電源產生高壓高頻電源和220V、50Hz交流電，分別為臭氧發(fā)生器6和單片機控制單路8提供電源。逆變電源7與高壓高頻臭氧發(fā)生器6、單片機控制電路8連接，單片機控制電路8則與電磁閥3連接，單片機控制電路8還與鍵盤9、LCD顯示器10連接，通過鍵盤9輸入控制信號，并通過LCD顯示器10顯示相關信息。

所述高壓高頻臭氧發(fā)生器6頻率5500HZ，電壓5kV，臭氧發(fā)生管采用搪瓷介質放電體。

臭氧放電室中，臭氧發(fā)生管采用搪瓷介質放電體，運行頻率5000-6000HZ，電壓5kV。

臭氧發(fā)生器電源以救護車直流電源為動力，采用以絕緣柵場效應管為功率器件的高頻變頻技術，頻率調整范圍0-6000HZ可調，逆變輸出電壓可調，高壓輸出5kV。主要由高頻逆變電源主電路，PWM控制電路，絕緣柵雙極型晶體管驅動電路等幾部分組成。高頻高壓逆變臭氧電源的整體結構簡化框圖如圖3所示。

電源除了具備完善的過載、自動限流、過電壓、欠電壓、短路斷相等多重保護功能外，還專門設計功率器件工作溫升監(jiān)控保護功能。也即通過電源的操作鍵盤上的顯示器可直接了解到絕緣柵場效應管的工作溫升。從而有效保證電源的工作穩(wěn)定性。

電源運用數(shù)字PI閉環(huán)控制技術?？蓪崿F(xiàn)給定量和反饋量的比較，閉環(huán)反饋，有效穩(wěn)定輸出電流。

高頻升壓變壓器：

為了保證頻率的穩(wěn)定性和可控性，磁芯選用錳-鋅鐵氧體材料。由于鐵氧體磁芯在高頻條件下?lián)p耗小、有較高動態(tài)導磁率、電阻率低、溫度系數(shù)小的優(yōu)點。變壓器線圈導線材料采用合成高頻導線，以適應高頻工作條件要求，減少高頻電源的集膚效應。降低了導線工作溫升，避免過熱過載，影響使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

本實用新型生產氧氣流量4L/min，經檢測，臭氧轉換率約為60％，每分鐘產生臭氧2.4升，救護車體積約4立方米(4000L)，標準狀態(tài)下氧氣密度是1.429g/L，產生臭氧1.429*60％*4＝3.44g，開機20分鐘后臭氧濃度為68.8g，臭氧濃度為68800/4000＝17.2mg/L，根據(jù)表1臭氧消毒效率看，即使考慮臭氧的還原率，開機20分鐘也可完全殺滅各種細菌、病毒。

國內外公認的臭氧滅菌消毒的實驗數(shù)據(jù)如表1所示：

表1

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍內。