具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器的制作方法

2021-01-08 12:01:19|

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本实用新型具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，涉及压力蒸汽灭菌技术领域，尤其涉及蒸汽自发生的内循环排气的压力蒸汽灭菌器。

背景技术：

灭菌器的排气安全性标准要求为：

1、灭菌器应设置外排气的处理装置，外排气应无菌。

2、外排气体若使用高效过滤器除菌，过滤器应符合以下要求：

2.1、过滤直径0.2μm微粒的过滤效果不对于99.99％；

2.2、由抗腐蚀和耐生物降解材料制造，过滤器的结构应最大限度地保护过滤材料；

2.3、能承受不低于140℃的高温蒸汽，同时要能承受不对于360kpa的压力；

2.4、防止任何能削弱其正常的功能影响；

2.5、采用疏水性滤芯；

2.6、过滤器及部件易于更换；

2.7、具有在线灭菌功能；

2.8、具有在线灭菌效果测试接口；

2.9、保证其完整性，并具有完整性测试接口。

目前，大部分排气安全性灭菌器多采用预真空形式，即，增加真空泵，强制气体循环，这种方式增加设备维修成本，且主要不可进行液体灭菌。

现有的下排气式蒸汽自发生立式压力蒸汽灭菌器包括：蒸汽发生器、灭菌腔、电磁阀a、冷凝器、冷却箱，因结构中无气体过滤装置，无法实现气体安全排放功能。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

技术实现要素：

根据上述现有技术提出的增加设备维修成本，且不可进行液体灭菌；无气体过滤装置，无法实现气体安全排放功能等技术问题，而提供一种具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器。本实用新型主要利用理想气体状态方程pv＝nrt，从而实现过滤器腔体内f0值达到灭菌效果。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，包括：灭菌腔、蒸汽发生器、电磁阀a、冷凝器及冷却箱；其特征在于，所述的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器还包括：电磁阀b、电磁阀c、电磁阀d、过滤腔、压力保护装置、温度保护装置；

进一步地，蒸汽发生器设置于灭菌腔内底部；

进一步地，灭菌腔的下部输出口通过管路与三通a分别与电磁阀a和电磁阀b相连接；电磁阀a和电磁阀b再通过管路和三通b与过滤腔的输入端相连接；

进一步地，过滤腔的输出端通过管路和三通c分别于电磁阀c和电磁阀d相连接；过滤腔内装有滤芯；

进一步地，电磁阀c通过管路与灭菌腔的上部入口相连通；

进一步地，电磁阀d通过管路与冷却箱c相连通；

进一步地，冷凝器装于电磁阀a与三通a之间的管路上；

进一步地，压力保护装置装于连接管路与灭菌腔上；

进一步地，温度保护装置装于连接管路与灭菌腔上；

进一步地，灭菌腔的侧壁上还装有安全阀；灭菌腔底部装有排水口；

进一步地，冷却箱通过管路与后冷却桶相连接。

进一步地，压力保护装置包括：压力传感器a、压力传感器b、压力传感器c和压力表；

进一步地，压力传感器a装于灭菌腔下部外壁上，与灭菌腔内部相通；

进一步地，压力传感器b装于过滤腔与三通c之间的连接管路上；

进一步地，压力传感器c装于三通b与过滤腔之间的连接管路上；

进一步地，压力表装于安全阀与灭菌腔之间的连接管路上。

进一步地，温度保护装置包括：温度传感器a、温度传感器c、温度传感器d和过温保护器；

进一步地，温度传感器a装于灭菌腔外壁上，与灭菌腔内部相通；

进一步地，温度传感器c装于灭菌腔的底部，与蒸汽发生器相连通；

进一步地，温度传感器d装于过滤腔上；

进一步地，过温保护器装于灭菌腔的底部。

本实用新型具有安全排气功能同时还具有过滤器在线灭菌功能：

安全排气功能包括：1、冷排气过程；2、灭菌过程；3、降温过程；

1、冷排气过程：开启电磁阀a和d，同时关闭电磁阀b和c，蒸汽发生器加热蒸馏水产生蒸汽，由灭菌腔下部排出内部冷空气，(气体流向：蒸汽发生器→灭菌腔→电磁阀a→冷凝器→滤芯→灭菌腔→电子阀d→冷却箱)；

2、灭菌过程：关闭电磁阀a和b，蒸汽发生器继续加热蒸馏水产生饱和蒸汽，使蒸汽充满灭菌腔，并到达灭菌所需的f0值(f0值为标准灭菌时间)；

3、降温过程：蒸汽发生器停止加热，电磁阀a和d打开，电磁阀b和c保持关闭，灭菌腔饱和蒸汽外排，(气体流向：灭菌腔→电磁阀a→冷凝器→滤芯→过滤腔→电磁阀d→冷却箱)；

过滤器在线灭菌功能包括：1、冷排气过程；2、滤芯在线灭菌；3、降温过程；

2、滤芯在线灭菌：关闭电磁阀a和d，打开电磁阀b和c，蒸汽发生器继续加热蒸馏水产生饱和蒸汽，使蒸汽充满灭菌腔及过滤腔，并使过滤腔内的温度到达灭菌所需的f0值；气体流向为：蒸汽发生器→灭菌腔→电磁阀b→过滤腔→电磁阀c→灭菌腔；压力的流向由高压→低压；

对灭菌腔内施加一个较高的灭菌温度，当罐体内温度向过滤器腔体内传到，这其中因管路及材料散热，其灭菌腔无法达到所需的f0值，根据pv＝nrt(p—压力，v-回路内腔体体积，n表示气体物质的量，t则表示理想气体的热力学温度，r为理想气体常数)我们已知v容积体积变化可忽略不计及为常数，n、r饱和蒸汽的固定值。那么我们就会得到一个正比关系及压力p升高、t温度升高，同理压力p降低、t温度降低，这时我们得出由于散热原因，过滤腔内的温度必然低于灭菌腔，得出其灭菌腔的压力大于过滤腔，这时就会有源源不断的热能给灭菌腔进行热传导。当灭菌腔向过滤器腔热量传导大于一定值时，其灭菌腔内温度会升高，并通过在线灭菌腔传感器检测，使灭菌腔达到预期的f0值。以实现过滤器的在线灭菌。

3、降温过程：蒸汽发生器停止加热，电磁阀a和d打开，电磁阀b和c保持关闭，灭菌腔饱和蒸汽外排，(气体流向：灭菌腔→电磁阀a→冷凝器→滤芯→过滤腔→电磁阀d→冷却箱)。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，通过增设的过滤腔和滤芯，实现了气体安全排放功能；

2、本实用新型提供的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，通过增设三个电磁阀b、c、d，实现了滤芯的在线灭菌过程，可实现滤芯重复使用，降低使用成本；

3、本实用新型提供的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，通过增设了温度传感器d检测过滤腔内温度与控制器结合，实现了滤芯在线灭菌性能验证功能；

4、本实用新型提供的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，通过增设两个压力传感器b和c检测滤芯前后端压差值并与控制器结合，实现滤芯失效报警功能；

5、本实用新型提供的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，去除真空泵，降低整机和后续维修使用成本；

6、本实用新型提供的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，可采用相对低廉的pp外壳滤芯，即便于更换，有降低了维修使用成本。

综上，应用本实用新型的技术方案解决了现有技术中的增加设备维修成本，且不可进行液体灭菌；无气体过滤装置，无法实现气体安全排放功能等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、冷却箱2、温度传感器d3、滤芯4、过滤腔5、电磁阀d6、三通c7、电磁阀c8、灭菌腔9、压力传感器b10、压力传感器c11、三通b12、冷凝器13、电磁阀a14、三通a15、电磁阀b16、后冷却桶17、过温保护器18、温度传感器c19、排水口20、蒸汽发生器21、压力传感器a22、温度传感器a23、安全阀24、压力表。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图所示，本实用新型提供了一种具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器，包括：灭菌腔8、蒸汽发生器20、电磁阀a13、冷凝器12及冷却箱1；其特征在于，所述的具有安全排气及过滤器在线灭菌的立式压力蒸汽灭菌器还包括：电磁阀b15、电磁阀c7、电磁阀d5、过滤腔4、压力保护装置、温度保护装置；蒸汽发生器20设置于灭菌腔8内底部；灭菌腔8的下部输出口通过管路与三通a14分别与电磁阀a13和电磁阀b15相连接；电磁阀a13和电磁阀b15再通过管路和三通b11与过滤腔4的输入端相连接；过滤腔4的输出端通过管路和三通c6分别于电磁阀c7和电磁阀d5相连接；过滤腔4内装有滤芯3；电磁阀c7通过管路与灭菌腔8的上部入口相连通；电磁阀d5通过管路与冷却箱c1相连通；冷凝器12装于电磁阀a13与三通a14之间的管路上；压力保护装置装于连接管路与灭菌腔8上；温度保护装置装于连接管路与灭菌腔8上；灭菌腔8的侧壁上还装有安全阀23；灭菌腔8底部装有排水口19；冷却箱1通过管路与后冷却桶16相连接。

压力保护装置包括：压力传感器a21、压力传感器b9、压力传感器c10和压力表24；压力传感器a21装于灭菌腔8下部外壁上，与灭菌腔8内部相通；压力传感器b9装于过滤腔4与三通c6之间的连接管路上；压力传感器c10装于三通b11与过滤腔4之间的连接管路上；压力表24装于安全阀23与灭菌腔8之间的连接管路上。

温度保护装置包括：温度传感器a22、温度传感器c18、温度传感器d2和过温保护器17；温度传感器a22装于灭菌腔8外壁上，与灭菌腔8内部相通；温度传感器c18装于灭菌腔8的底部，与蒸汽发生器20相连通；温度传感器d2装于过滤腔4上；过温保护器17装于灭菌腔8的底部。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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