專利名稱:具有可更換干燥劑筒體的過氧化氫蒸汽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及過氧蒸汽處理技術(shù),特別是涉及過氧化氫蒸汽滅菌和消毒。本發(fā)明具體可應(yīng)用于過氧化氫蒸汽消毒系統(tǒng),其中過氧蒸汽夾帶在已通過干燥劑進行了干燥處理的干燥空氣中,以下將具體結(jié)合這點進行描述??梢灾?,本發(fā)明可用于與消毒、環(huán)境衛(wèi)生有關(guān)的其它過氧蒸汽以及其它處理過程。
背景技術(shù):
迄今,過氧化氫與水的溶液被汽化并夾帶在干燥空氣中。蒸汽和空氣被泵入滅菌或其它處理室。過氧化氫在氧化反應(yīng)中與微生物和其它去污劑起反應(yīng),使其滅活并將蒸汽分子從過氧化物轉(zhuǎn)化成水。為保持腔室中的過氧化氫的預(yù)定濃度,將腔室中的空氣和蒸汽循環(huán)到汽化器。將抽出的空氣中的過氧化氫蒸汽用催化方法或通過加熱分解成水蒸汽。隨后將水蒸汽從空氣中去除,留下干燥空氣以循環(huán)到汽化器。
一種用于干燥空氣的技術(shù)是利用冷凝作用。然而,冷凝需要相對昂貴的壓縮機和制冷裝置。而且,這種冷凝裝置通常不能將空氣干燥到具有一致水平的濕度。
通過使空氣和水蒸汽從干燥劑穿過,可以獲得一致的較低水平的濕度。雖然干燥劑將空氣一致地干燥到低的濕度,但是使其再生(regenerate)通常比使其飽和(saturate)耗時更長。滿足這些要求的一種途徑是通過使用干燥轉(zhuǎn)輪。使空氣和水通過干燥轉(zhuǎn)輪的第一部分,直到該部分變得大致飽和。然后在該輪上做上標記,并將一個新的干燥劑部分轉(zhuǎn)到空氣和水蒸汽的流通路徑中。干燥劑的飽和部在轉(zhuǎn)輪的緊接著的幾個標定(indexed)位置上經(jīng)受再生工藝(regeneration process)。這種再生干燥劑攜帶系統(tǒng)不但昂貴和機械復(fù)雜,而且明顯增加了便攜式過氧化氫發(fā)生系統(tǒng)的重量和體積。
本發(fā)明提供了一種改進的新型干燥劑干燥系統(tǒng),能夠克服前面提到的問題。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種過氧蒸汽系統(tǒng)。液體過氧溶液接口接收液體過氧溶液源。蒸汽發(fā)生單元使液體過氧溶液汽化,并使蒸汽夾帶在干燥空氣中,以輸送到使用位置??筛鼡Q的干燥劑干燥器與蒸汽發(fā)生單元連接,以在將蒸汽夾帶在干燥空氣中之前,先使含有蒸汽的空氣干燥。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種發(fā)生過氧蒸汽的方法。將液體過氧溶液源與蒸汽發(fā)生單元的接口連接。使液體過氧溶液汽化,并夾帶在已經(jīng)用可更換的干燥劑干燥器干燥過的空氣中。空氣和蒸汽從使用位置通過干燥劑干燥器返回到蒸汽發(fā)生器,干燥劑干燥器從返回的空氣和蒸汽中吸收水分。在所述干燥劑干燥器飽和時或飽和前,去除該干燥劑干燥器,并用一個不飽和的干燥器將其更換。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于其簡單且成本低。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于能夠確保具有足夠的干燥劑干燥能力。
本發(fā)明的再一個優(yōu)點在于能夠確保干燥空氣具有可預(yù)知的低濕度。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀下面對優(yōu)選實施例所作的說明,可以清楚地理解本發(fā)明的進一步的優(yōu)點。
本發(fā)明可通過不同的部件和部件排列方式,以及不同的步驟和步驟安排得以實現(xiàn)。附圖的目的僅在于對優(yōu)選實施例進行解釋,而不是對本發(fā)明進行限定。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的過氧化氫蒸汽凈化系統(tǒng)的示意圖;圖2過氧蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的側(cè)視圖;圖3是圖2中的系統(tǒng)的端視圖;圖4是圖2和圖3中的汽化器單元和一次性干燥器筒體實施例的俯視圖;圖5是圖2到圖4中的干燥劑筒體的放大圖;圖6是圖5中的筒體的端部的放大剖視圖;圖7是圖2到圖4中的干燥劑筒體接收組件的側(cè)視剖視圖;圖8是圖7中的組件的上部的前視圖;圖9是圖7中的組件的俯視圖;圖10是圖2中的汽化器系統(tǒng)的側(cè)視圖,其具有可更換的可再用干燥器;圖11是圖10中的可替換實施例的端視圖;圖12是圖10和圖11中的汽化器單元和可再用干燥器筒體實施例的俯視圖,其前面的觀察板的門被部分打開;
圖13是圖10到圖12中的可再用干燥器筒體的側(cè)視剖視圖;以及圖14是用于圖10到圖13中的筒體的再生器單元的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2、圖3和圖4,蒸汽發(fā)生單元10將來自溶液源12的過氧溶液汽化,并將蒸汽夾帶在已由干燥器14干燥的干燥空氣中。干燥空氣和蒸汽被輸送到處理室,例如隔離器16中。
在該優(yōu)選實施例中,過氧溶液源是裝有過氧化氫水溶液的容器或稱筒體,在筒體接口部20被接收。在筒體位于筒體接口部后,就可與汲管組件相互連接,以抽取溶液。雖然優(yōu)選用過氧化氫水溶液的蒸汽,但其它溶液也可以考慮,例如過乙酸與水的溶液,其它過氧化物與水的溶液,過氧化物與乙醇和水的溶液,等等。在一個優(yōu)選實施例中,過氧化氫與水的溶液是含35-50%的過氧化氫。
汽化器系統(tǒng)包括一個噴射泵22,用于向汽化器24中噴入計量的過氧溶液。在一個優(yōu)選實施例中,汽化器是一個已加熱的表面,例如已加熱的板或者孔的內(nèi)表面,過氧溶液被噴到或射到其上,就形成過氧和水的蒸汽。來自干燥器14的干燥空氣在預(yù)加熱器26中預(yù)加熱,并供應(yīng)到汽化器以夾帶過氧化氫或其它過氧蒸汽以及水蒸汽。夾帶在空氣中的蒸汽供應(yīng)給處理腔室16。
在該處理室中,過氧化氫蒸汽在氧化反應(yīng)中與微生物及其它污染物發(fā)生反應(yīng),將微生物材料滅活,剩下水蒸汽懸浮在空氣中。這樣,處理室中的過氧化氫濃度就會隨著時間逐漸降低。為保持過氧化氫蒸汽的濃度,就要將部分蒸汽和空氣抽出,并使其通過一個破碎器(destroyer)28,例如銅球。銅球?qū)⑹S嗟倪^氧蒸汽催化分解為水蒸汽和氧氣。吹風(fēng)機30用于提供使空氣和蒸汽運動的原動力,將空氣和蒸汽抽送到干燥器14。干燥器中的干燥劑吸收水蒸汽,這樣,就可以將能夠具有準確預(yù)知的低濕度的空氣排到預(yù)加熱器26。以這種方式,將已知濕度的空氣供給汽化器,從而,允許汽化器使過氧蒸汽的濃度達到最佳,而不需要冷凝。應(yīng)該指出,如果大量的不希望的水蒸汽返回到汽化器中,則飽和空氣的額外的蒸汽含量會推動過氧和水蒸汽中的一個或兩個的總含量都超出其冷凝點。
在一個優(yōu)選實施例中,干燥器14包括一個夾進一個夾持組件42中的一次性干燥劑筒體40。
參見圖5和圖6,干燥劑筒體包括一個圓柱筒44,其兩端均用端蓋46封閉,形成一個具有預(yù)定長度的筒體。每個端蓋的中部都具有孔48,使氣體能夠進出筒體。該孔內(nèi)側(cè)用屏蔽材料(screeningmaterial)制成的圓盤50蓋住,以保留干燥劑52。不透水蒸汽的端部密封件54粘附在每個開口外部,以防止筒體內(nèi)的干燥劑在筒體安裝在夾持組件42上以前就吸收水蒸汽。每端的孔由一個彈性襯墊56環(huán)繞,例如用不與過氧化氫或其它循環(huán)氣體起反應(yīng)的材料制成的閉孔泡沫塑料。
再參見圖2和圖3,并參見圖7、圖8和圖9,夾持組件42包括一對端部元件60、62和一對使該端部件60、62保持預(yù)定的固定間隔關(guān)系的連接角鐵64。下部端部元件62包括入口連接端口,即孔70,用于與蒸汽發(fā)生器組件10的出口接頭72相互連接。鎖閉組件74與出口接頭周圍的凸緣76接合,以保持與蒸汽發(fā)生器連接的夾緊組件42。入口端口包括一個L形的通道,其末端形成一個出口端口78,該出口端口位于筒體的入口旁邊。該下部組件在出口端口78周圍具有一個光滑的密封面80,以與下襯墊56氣密密封。下部組件包括一個直立的半圓形導(dǎo)向部82,其接收并定位位于出口端口78中部的筒體下端。
上部元件60包括一個出口端口90,其大小能夠以液體密封關(guān)系被入口端口的接頭(nipple,螺紋接頭)92所接收,以干燥汽化器單元10中的氣體。鎖閉組件94將上部元件鎖定在接頭組件的凸緣95上。上部元件60包括一個L形通道,其末端形成一個入口端口96。入口端口96由一個直徑比所述干燥劑筒體的襯墊56還要大的活塞98環(huán)繞?;钊薅艘粋€光滑拋光的密封面100,與干燥劑筒體襯墊形成密封關(guān)系。通過將手柄102向使用者拉動,使活塞98遠離汽化單元10退回。彈簧104偏壓該活塞,使其與干燥劑筒體的襯墊接合。當(dāng)要將干燥劑筒體插入時,將手柄102推離使用者,使活塞退回。這樣就解除了活塞與用過的干燥劑筒體襯墊之間的密封關(guān)系,將該筒體拆下。將新的干燥劑筒體的粘附密封件54去掉,并將該干燥劑筒體插入鎖閉單元40,直到其后表面與下部元件62的對齊表面84以及上部元件60的匹配對齊表面106接合。手柄102返回到具有角度的位置,允許彈簧104將活塞98的密封面100偏置為與干燥劑筒體的上部襯墊液體密封?;钊?8與上部元件60之間的O形環(huán)108用于防止蒸汽從活塞與上端元件之間通過。
在一個優(yōu)選實施例中,干燥劑筒體的大小按照預(yù)計的過氧化氫消耗量確定。在一個實施例中,干燥器的大小足以容納最壞條件下最大附件的一個循環(huán)中的水分。在這個實施例中,干燥劑筒體在每個循環(huán)開始時都要更換。在另一實施例中,干燥劑筒體的大小可以吸收由過氧化氫容器中的物質(zhì)所產(chǎn)生的所有的水蒸汽。在這個實施例中,在每次更換過氧化氫容器時,都要更換干燥劑筒體。在另一實施例中,干燥劑筒體的大小能夠保持由多個過氧化氫容器生成的水。而在另一可選擇的實施例中,干燥劑筒體包括一個指示器,其提供可視的指示,表明筒體接近飽和,應(yīng)該更換了。而在另一可選擇的實施例中,汽化單元10包括一個濕氣傳感器,感測進入預(yù)加熱器中的空氣濕度。當(dāng)濕度開始增加時,汽化單元提供可視信號或音頻信號,指示干燥劑筒體40應(yīng)該更換了。
在另一可選擇的實施例中,對齊表面82、106具有突起,該突起容納在筒體40上的相應(yīng)凹槽中,以確保準確對齊。在另一可選擇實施例中,下部元件62和下端蓋的配合表面80在襯墊56周邊外面具有配合突起和凹槽,以保證對齊。當(dāng)推動手柄102使活塞退回時,一個棘爪保持退回的活塞98。只有在筒體頂部恰好被接收以釋放活塞時,上部端蓋上的突起或元件才會直接,或通過連接件,與棘爪相互作用,釋放活塞。在另一種選擇方式中,可在下部元件62和活塞98上提供切割件,以在筒體適當(dāng)對齊時打開端部密封件54。
參見圖10到圖13,在另一實施例中,干燥器筒體40’直接連接到汽化單元10的接頭72、92上。這個實施例包括通過干燥劑圓筒44’相互連接的第一或頂部元件60’以及第二或下端元件62’。上端元件包括一個帶有襯墊的孔90’,用于以液體密封關(guān)系接收最上部的接頭92;并且下端元件限定一個下部孔(lower well)70’和一個用來以液體密封方式接收下部接頭72的襯墊56’。下部鎖閉件74’與下部接頭72的鎖閉表面接合,上部鎖閉件94’與上部接頭92的鎖閉表面接合。屏蔽元件50’鄰近筒體的上部和下部出口設(shè)置,將干燥劑52’保持在它們之間。玻璃觀察窗110使操作者能夠觀察下部干燥劑腔室112,該腔室形成于一對下部擋板50’之間。干燥劑的顏色對于使用者來說是一種指示,可以指示干燥器是否已經(jīng)進行再生。在這種優(yōu)選實施例中,干燥器投入使用后,干燥劑很快就會變得光亮(clear)。干燥劑在再生后會變色(本例中變?yōu)樗{色)。
優(yōu)選地,可再用的干燥劑筒體的所有部件都由能夠承受反復(fù)置于大約150℃的溫度下的金屬或其它材料制成。可選擇地,筒體也可以是用過后就丟棄的一次性筒體。
當(dāng)干燥劑筒體飽和或不能保持由將要進行的下個循環(huán)所產(chǎn)生的濕氣時,將鎖閉件74’、94’松開,將該干燥筒體卸下并換上一個再生筒體。參見圖14,將飽和筒體放入再生單元120中。該再生單元包括與第二實施例中插入通道70’、90’的接頭72、92的大小和間距都相同的接頭。對于圖5中的實施例的筒體,總管(manifold)128包括匹配的頂部和底部連接件。該再生單元包括一個過濾器,優(yōu)選是能夠去除空中的雜質(zhì)的HEPA過濾器122。吹風(fēng)機124吹動過濾后的空氣通過加熱器126到達總管128。該總管與一個或更多個要進行再生的干燥劑筒體40’連接。吹動被加熱到大約150℃的熱空氣通過夾帶有所吸收的水分的干燥劑,并將其排放到大氣中。根據(jù)時間或者其它因素,通過利用溫度開關(guān)130對排放空氣的溫度所作的測量,確定干燥劑完成再生,之后,通過干燥劑的熱空氣循環(huán)停止,冷卻風(fēng)扇132開始工作。冷卻風(fēng)扇在筒體的端口保持封閉的情況下將干燥劑筒體冷卻到室溫,。一旦干燥劑筒體被冷卻到可以安全地手持的溫度,將可鎖定的門134松開。干燥劑筒體保持與總管連接,以防止冷空氣進入腔室,冷空氣中的濕氣將在那里被吸收。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)生過氧蒸汽的方法,包括將液體過氧溶液源與汽化器的接口部連接;使液體過氧溶液汽化,并將所述蒸汽夾帶在干燥空氣中;將所述空氣中夾帶的蒸汽供應(yīng)給使用位置;使來自所述使用位置的空氣和蒸汽通過可更換的干燥劑干燥器返回;以及在所述干燥劑干燥器飽和時或飽和前,更換所述干燥劑干燥器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述干燥劑干燥器包括一個筒體,并且其中所述更換步驟包括將飽和的干燥劑干燥器筒體從通向所述汽化器的流通路徑中脫開;以及將未飽和的干燥劑干燥器筒體連接到所述流通路徑中以更換所述已飽和的筒體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述過氧液體源包括裝有預(yù)定容量的過氧液體的容器,包括以下步驟將一定量的干燥劑裝入所述筒體,所述筒體足以吸收所述預(yù)定的容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法,還包括再生所述飽和的干燥劑筒體;將臨時密封件連接到進入所述筒體的開口上,以防止所述再生的干燥劑吸收濕氣;以及在連接所述再生筒體前,打開所述密封件。
5.一種過氧蒸汽系統(tǒng),包括液體過氧溶液接口部(20),用于接收液體過氧溶液源(12);蒸汽發(fā)生單元(10),用于汽化所述液體過氧溶液,并將所述蒸汽夾帶在干燥空氣中,以輸送到使用位置;以及可更換的干燥劑干燥器(14),與所述蒸汽發(fā)生單元相連接,用于在將所述生成的蒸汽夾帶在干燥空氣中之前干燥含有蒸汽的空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中所述干燥劑干燥器(14)包括管形腔室(44、44’),在兩端均具有端部附件(46、60’、62’);干燥劑材料(52’),位于所述管形腔室中;入口孔(48、70’),形成于一個端部附件上,以及出口孔(48、90’),形成于相對的端部附件上;環(huán)形襯墊(56、56’),位于所述端部附件的孔的周圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述干燥劑干燥器還包括屏蔽元件(50、50’),位于每個所述端部孔上,用于將所述干燥劑材料(52’)保持在所述管形元件(44、44’)內(nèi);以及可去掉的密封件(54),用于封閉所述端部孔,以防止?jié)駳庠谌サ羲雒芊饧斑M入所述干燥劑干燥器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中所述干燥劑干燥器(14)包括夾持組件(42),其接收所述干燥劑筒體,空氣通過所述干燥劑筒體被抽出,從而干燥所述空氣;以及干燥劑干燥筒(40),容納在所述夾持組件中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中所述夾持組件(42)包括一對端部元件(60、62);活塞(98),安裝在一個所述端部元件(60)上,所述活塞具有密封面(100),用于以密封關(guān)系與筒體襯墊(56)接合第二襯墊密封面(80),位于所述另一端部元件上;裝置(102),用于使所述活塞(98)退回,以便于去掉飽和的干燥劑筒體并接收未飽和的干燥劑筒體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其中所述夾持組件(42)還包括彈簧(104),用于偏壓所述活塞(98),使其與所述干燥劑筒體襯墊(56)接觸;以及其中所述退回裝置包括手動操縱桿(102),其可以操縱用來使所述活塞朝著使其退回的彈簧移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求9至10中任一所述的系統(tǒng),還包括對齊支架(82、106),與每個端部元件(60、62)連接,用于將所述干燥劑筒體襯墊與所述夾持組件的襯墊密封面(80、100)對齊。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一所述的系統(tǒng),其中所述蒸汽發(fā)生單元(10)包括一對突起的接頭(72、92),每一個都具有鎖閉結(jié)合表面(76、95);以及其中所述干燥器(14)具有端部元件(60、62;60’、62’),其每個都包括孔(70、90;70’、90’),用于將一個所述接頭接收在液體密封的裝置中,以及鎖閉裝置(74、94;74’、94’),用于與所述接頭鎖閉表面接合,以將所述端部元件鎖閉在所述接頭上。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),還包括一對接頭(72、92),用于使所述干燥器(14)與所述蒸汽發(fā)生單元(10)相互連接;所述干燥器包括干燥劑腔室(44、44’),連接在所述端部元件(60、62;60’、62’)之間,每個端部元件包括孔(70、90;70’、90’),所述孔以液體密封的關(guān)系接收一個所述接頭,以及至少一個鎖閉件(74、94;74’、94’),用于將所述端部元件鎖閉在所述接頭上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng),其中所述干燥劑腔室(44)可從所述端部元件(60、62)上拆下,所述端部元件包括活塞(98),安裝在一個所述端部元件(60)上,所述活塞具有密封面(100),用于以密封關(guān)系與所述干燥劑腔室的一個面接合;第二密封面(80),位于所述另一端部元件(62)上;機構(gòu)(102),用于使所述活塞退回,以便于去掉飽和的干燥劑腔室并接收未飽和的干燥劑筒體。
15.根據(jù)權(quán)利要求5至14中任一所述的系統(tǒng),其中所述干燥器(14)包括干燥劑筒體(40、40’),其濕氣吸收能力與過氧溶液筒體(12)中的液體容量相匹配,所述液體在所述液體過氧溶液接收接口部(20)接收。
16.根據(jù)權(quán)利要求5至15中任一所述的系統(tǒng),其中所述干燥器(14)包括第一端部元件(60’),具有孔,用于以液體密封關(guān)系接收所述蒸汽發(fā)生單元(10)的干燥空氣入口接頭(92),第二端部元件(62’),具有孔(70’),用于以液體密封關(guān)系接收所述蒸汽發(fā)生單元的再生空氣和蒸汽排放接頭(72),干燥劑腔室(44’),連接在所述第一和第二端部元件之間,第一鎖閉件(94’),安裝在所述第一端部元件上,用于與所述干燥空氣入口接頭的鎖閉表面(95)接合,以將所述第一端部元件鎖閉在所述干燥空氣入口接頭上,第二鎖閉件(74’),安裝在所述第二端部元件上,用于與所述接收到的空氣和蒸汽的排放接頭鎖閉表面(76)接合,以將所述第一端部元件鎖閉在所述再生空氣和蒸汽排放接頭上。
17.根據(jù)權(quán)利要求5至16中任一所述的系統(tǒng),還包括再生爐(12),用于再生飽和的干燥器。
18.一種一次性干燥劑筒體,用于權(quán)利要求5-17中任一所述系統(tǒng)的包括管形腔室(44),在兩端都具有端部附件;干燥劑材料(52),容納在所述管形腔室中;入口孔(48),形成于一個端部附件(46)上,以及出口孔(48),形成于相對的端部附件(46)上;環(huán)形密封件(56),位于所述端部附件的孔的周圍。屏蔽元件(50),位于每個端部孔上,用于將所述干燥劑材料保持在所述管形元件內(nèi);以及可去掉的蒸汽阻擋層密封件(54),封閉所述端部孔,以防止?jié)駳庠谒稣羝钃鯇用芊饧蝗サ羟斑M入所述干燥劑干燥器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的筒體,還包括觀察窗(110),位于一個所述端部附件上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的筒體,其中所述環(huán)形密封件(56)包括聚合物墊圈。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的筒體,其中所述管形腔室(44)是用從由金屬和塑料構(gòu)成的組中選出的材料制成。
22.一種一次性干燥劑筒體,用于權(quán)利要求5至17中任一所述系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種過氧化氫蒸汽發(fā)生單元(10),在接口部(20)接收過氧化氫和水的溶液,并通過接頭(72、92)與空氣干燥器(14)連接。在一個實施例中,干燥器包括夾持組件(42),其與接頭鎖閉(74、94)在一起,并且其接收一個一次性干燥劑筒體(40)。在一個可選擇實施例中,可再次使用的干燥劑筒體(40′)直接連接到接頭(72、92)上。當(dāng)干燥劑筒體(40、40′)飽和時,其可以拆下,并放入再生器單元(120)中。將再生筒體安裝在適當(dāng)位置。
文檔編號B01D53/04GK1638815SQ03804905
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者阿龍·L·希爾, 阿瑟·T·納加爾, 弗蘭克·E·多爾蒂, 斯坦利·M·沃伊滕 申請人:斯特里斯公司