СТЕРИЛИЗАТОР ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПАРАМИ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
STERILISER FOR STERILISATION WITH HYDROGEN PEROXIDE VAPOUR

Предлагаемое изобретение относится к области медицинской техники, и предназначено для стерилизации медицинских или хирургических инструментов и устройств.
В настоящее время известно множество различных типов стерилизаторов, в которых обрабатываемые предметы подвергаются воздействию высокой температуры порядка 120°C на определенный период времени с определенными циклами.
Но данные стерилизаторы невозможно использовать для обработки инструментов и устройств, содержащих части из термолабильных материалов, так как они разрушаются при воздействии высоких температур.
Предлагаемое изобретение относится к стерилизаторам, в которых обработка предметов стерилизации осуществляется при низких температурах путем уничтожения микробов перекисью водорода, и которые могут быть использованы для обработки инструментов, содержащих части из термолабильных материалов.
Известно устройство и способ для стерилизации изделия пероксидом водорода (патент РФ на ИЗ №2152803, A61L 2/00), содержащее стерилизационную камеру с герметичной крышкой и нагревательными элементами, предназначенную для размещения в ней предметов стерилизации, вакуумный насос соединенный линией вакуумирования с стерилизационной камерой, которая соединена также с линией сброса пара и линией подачи перекиси водорода, а также средство создания плазмы.
Недостатком данного устройства для стерилизации является низкое качество стерилизации, так как в стерилизационной камере не обеспечена равномерная концентрация паров перекиси водорода в процессе стерилизации.
Также использование в данном устройстве стерилизации вакуумного масляного насоса промышленного типа значительно удорожает процесс стерилизации, так как масло в данном насосе приходится менять два раза каждый год.
Известно также устройство для стерилизации изделия пероксидом водорода (патент РФ на ИЗ №2152803, A61L 2/00), содержащее стерилизационную камеру с герметичной крышкой и нагревательными элементами, предназначенную для размещения в ней предметов стерилизации, вакуумный насос соединенный линией вакуумирования с стерилизационной камерой, которая соединена также с линией сброса пара и линией подачи перекиси водорода, а также средство создания плазмы внутри стерилизационной камеры.
Данное устройство для стерилизации также не обеспечивает хорошего качества стерилизации, т.к. в стерилизационной камере не обеспечена равномерная концентрация паров перекиси водорода в процессе стерилизации.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является «Стерилизатор для стерилизации парами перекиси водорода» по патенту РФ  №2404813, A61L 2/00, который содержит стерилизационную камеру с герметичной крышкой и нагревательными элементами, предназначенную для размещения в ней предметов стерилизации, вакуумный насос соединенный линией вакуумирования со стерилизационной камерой, которая соединена также с линией сброса пара и линией подачи перекиси водорода, которая подается на испаритель, расположенный на внутренней поверхности днища стерилизационной камеры, а средство создания плазмы расположено вне стерилизационной камеры.
Данный стерилизатор имеет также ряд недостатков.
Так в данном стерилизаторе не обеспечено достаточно высокое качество стерилизации, т.к. в стерилизационной камере не обеспечена равномерная концентрация паров перекиси водорода и плазмы в процессе стерилизации.
Кроме того, в данном стерилизаторе используется масляный насос, что значительно удорожает процесс стерилизации, т.к. насосы такого типа требуют замены масла два раза в год.
Масло из масляного насоса постоянно горит, создавая туман, что ухудшает экологию, а также данное масло приходится менять и утилизировать два раза в год, что значительно удорожает процесс эксплуатации стерилизатора.
В основу заявленного изобретения положена задача создать такой стерилизатор, в котором значительно повышено качество стерилизации за счет обеспечения равномерной концентрации паров перекиси водорода и плазмы в процессе стерилизации при одновременном снижении затрат на эксплуатацию стерилизатора.
Поставленная задача достигается за счет того, что в стерилизаторе для стерилизации парами перекиси водорода различных предметов, содержащим стерилизационную камеру с герметичной крышкой и нагревателем, предназначенную для размещения в ней предметов для стерилизации, средство создания высокочастотной плазмы, вакуумный насос, соединенный линией вакуумирования со стерилизационной камерой, которая соединена также с линией напуска воздуха и линией подачи перекиси водорода, которая имеет блок генерации паров перекиси водорода, содержащий испаритель с нагревателем, предназначенные для получения концентрированных паров перекиси водорода из водного раствора перекиси водорода, содержит денситометр в качестве средства измерения и контроля концентрации паров пероксида водорода в стерилизационной камере, а средство создания высокочастотной плазмы имеет высокочастотный генератор и сетку-электрод, которая установлена во внутреннем пространстве стерилизационной камеры по ее внутренней поверхности, при этом высокочастотный генератор расположен снаружи стерилизационной камеры и подключен к сетке-электроду посредством соединительного элемента, обеспечивающего электрический контакт между высокочастотным генератором и сеткой-электродом, а средство создания высокочастотной плазмы выполнено с возможностью генерации высокочастотной плазмы внутри стерилизационной камеры вокруг предметов стерилизации, при этом блок генерации паров перекиси водорода расположен снаружи стерилизационной камеры и соединен со стерилизационной камерой несколькими трубопроводами таким образом, чтобы обеспечить максимальную возможность равномерного распределения паров перекиси водорода в стерилизационной камере вокруг предметов стерилизации.
Предпочтительно, чтобы стерилизатор содержал безмасляный вакуумный нарос, который соединен линией вакуумирования со стерилизационной камерой, и выполнен с возможностью создания в данной стерилизационной камере определенного, заранее заданного, разрежения.
Желательно, чтобы в стерилизаторе в качестве вакуумного насоса использовали спиральный вакуумный насос.
Целесообразно, чтобы в стерилизаторе линия вакуумирования содержала спиральный насос, катализатор и первый управляемый вентиль, связанные последовательно друг с другом, при этом катализатор снабжен нагревателем и выполнен с возможностью обеспечения разложения остатков перекиси водорода на химически нейтральные элементы, а нагреватель выполнен с возможностью предотвращения образования конденсата на катализаторе.
Желательно, чтобы в стерилизаторе блок генерации паров перекиси водорода содержал мерную емкость с перекисью водорода и испаритель с нагревательным элементом, которые связаны последовательно друг с другом.
Предпочтительно, чтобы в стерилизаторе блок генерации паров перекиси водорода был выполнен с возможностью обеспечения дозированного попадания определенного количества перекиси водорода из мерной емкости в испаритель.
Целесообразно, чтобы в стерилизаторе линия подачи перекиси водорода содержала блок генерации паров перекиси водорода и второй управляемый вентиль, при этом второй управляемый вентиль был выполнен регулируемым, с возможностью управления им для подачи определенного количества паров перекиси водорода в стерилизационную камеру в определенный момент времени.
Желательно, чтобы в стерилизаторе линия напуска воздуха содержала нагревательный элемент, фильтр и третий управляемый вентиль, выполненный с возможностью регулирования напуска воздуха для продувки камеры, а нагревательный элемент был выполнен с возможностью обеспечения подогрева данного воздуха перед подачей в стерилизационную камеру.
Предпочтительно, чтобы стерилизатор имел средства измерения и контроля температуры и давления в стерилизационной камере, а также в других средствах и блоках стерилизатора, которые требуют данного измерения и контроля, управляемые вентили, датчик КСВН для контроля параметров плазмы, а также систему контроля функциональных узлов стерилизатора, выполненную с возможностью контроля и управления напряжением питающей сети, вторичными напряжениями питания, управляемыми вентилями, параметрами плазмы с помощью датчика КСВН, а также параметрами температуры и давления различных режимов стерилизации.
Желательно, чтобы в стерилизаторе система контроля функциональных узлов стерилизатора содержала принтер, выполненный с возможностью фиксации на рулонной термобумаге определенных чеков, отражающих основные данные проведенного цикла стерилизации.
Предпочтительно, чтобы в стерилизаторе каждый чек, отражающий основные данные проведенного цикла стерилизации, содержал порядковый номер, дату цикла стерилизации, его время проведения, длительность цикла, а также основные параметры различных режимов стерилизации.
Целесообразно, чтобы в стерилизаторе система контроля функциональных узлов стерилизатора была выполнена с возможностью ее дистанционного контроля посредством автоматической связи с заводом-изготовителем по INTERNET каналу или Wi-Fi.
Для более подробного раскрытия полезной модели далее приводится описание конкретного возможного варианта ее выполнения с соответствующим чертежом.
Фиг. 1 - структурная схема стерилизатора для стерилизации парами перекиси водорода различных предметов, выполненная согласно полезной модели.
Стерилизатор для стерилизации парами перекиси водорода различных предметов содержит стерилизационную камеру 1 с герметичной крышкой 2 и нагревателем 3, предназначенную для размещения в ней предметов для стерилизации 4, которые могут быть размещены на полках 5 стерилизационной камеры 1, которая соединена линией вакуумирования 6 с вакуумным насосом 7. Стерилизационная камера 1, соединена также с линией напуска воздуха 8 и линией подачи перекиси водорода 9. При этом стерилизатор также имеет средство создания высокочастотной плазмы, содержащее сетку-электрод 10, которая установлена во внутреннем пространстве стерилизационной камеры 1 по ее внутренней поверхности, и высокочастотный генератор 11, который расположен снаружи стерилизационной камеры 1, и подключен к сетке-электроду 10 посредством соединительного элемента 12, обеспечивающего электрический контакт между высокочастотным генератором 11 и сеткой-электродом 10.
За счет размещения сетки-электрода 10 по всей внутренней поверхности стерилизационной камеры 1 создается равномерный плазменный разряд в стерилизационной камере 1, что обеспечивает повышение качества стерилизации.
Линия вакуумирования 6 содержит спиральный насос 7, катализатор 13 и первый управляемый вентиль 14, связанные при помощи шлангов последовательно друг с другом. При этом катализатор 13 снабжен нагревателем и выполнен с возможностью обеспечения разложения остатков перекиси водорода на химически нейтральные элементы, а нагреватель выполнен с возможностью предотвращения образования конденсата на катализаторе 13.
Линия подачи перекиси водорода 9 содержит блок генерации паров перекиси водорода 15, который расположен снаружи стерилизационной камеры 1 и соединен, по меньшей мере, одним трубопроводом 16 со стерилизационной камерой 1 через второй управляемый вентиль 17. При этом, в предпочтительном варианте выполнения стерилизатора, блок генерации паров перекиси водорода 15 соединен со стерилизационной камерой 1 четырьмя трубопроводами 16 (на чертеже показан один трубопровод), каждый из которых установлен в определенных местах стерилизационной камеры 1 таким образом, чтобы обеспечить максимальную возможность равномерного распределения паров перекиси водорода в стерилизационной камере 1, что обеспечивает значительное повышение качества стерилизации.
Блок генерации паров перекиси водорода 15 содержит мерную емкость 18 с перекисью водорода, испаритель 19 с нагревательным элементом 20, которые связаны последовательно друг с другом, при этом данный блок 15 выполнен с возможностью обеспечения подачи определенного количества перекиси водорода в стерилизационную камеру 1, что позволяет менять объемы перекиси водорода, поступающей в стерилизационную камеру 1 без применения определенных дорогостоящих кассет с перекисью водорода.
Линия напуска воздуха 8 содержит нагревательный блок 21, фильтр 22 и третий управляемый вентиль 23, выполненный с возможностью регулирования напуска воздуха для продувки камеры 1, а нагревательный блок 21 выполнен с возможностью обеспечения подогрева воздуха перед подачей в камеру 1 стерилизатора.
В качестве вакуумного насоса 7 используют безмасляный вакуумный насос, в частности спиральный вакуумный насос, стоимость эксплуатации которого значительно дешевле масляного насоса. Кроме того, в масляном насосе приходится два раза в год менять масло, которое является достаточно дорогим и экологически достаточно опасным и требующим определенной утилизации.
Поэтому использование безмасляного насоса в стерилизаторе значительно снижает эксплуатационные расходы данного стерилизатора.
В качестве средства измерения и контроля концентрации паров пероксида водорода в стерилизационной камере 1 установлен денситометр 24, выполненный с возможностью свободного прохождения светового пучка сквозь внутреннее пространство стерилизационной камеры 1 для определения денситометрическим методом концентрации паров перекиси водорода в стерилизационной камере 1, что обеспечивает повышение достоверности измерения концентрации паров перекиси водорода в стерилизационной камере 1.
Также стерилизатор содержит средства измерения и контроля температуры 25 и давления 26 в стерилизационной камере 1, а также в других средствах и блоках стерилизатора, которые требуют данного контроля, управляемые вентили 14, 17 и 23, датчик 27 КСВН (коэффициента стоячей волны по напряжению) для контроля параметров плазмы, а также систему контроля функциональных узлов стерилизатора (на чертеже не показана), выполненную с возможностью контроля и управления напряжением питающей сети, вторичными напряжениями питания, управляемыми вентилями 14, 17 и 23, параметрами плазмы с помощью датчика 27 КСВН, а также параметрами температуры и давления различных режимов стерилизации. При этом датчик 27 КСВН предназначен для контроля согласования импеданса плазменного разряда в стерилизационной камере 1, и обеспечивает возможность защиты высокочастотного генератора 11 при перегрузке и автоматической подстройке под различные условия в камере 1, обусловленные изменением атмосферы, давления и объема загрузки (предметов для стерилизации 4), которые влияют на электрическую емкость камеры 1 стерилизатора.
Использование в системе контроля функциональных узлов стерилизатора датчика 27 КСВН обеспечило повышение надежности работы стерилизатора и удобство управления стерилизатором.
В предпочтительном варианте исполнения система контроля функциональных узлов стерилизатора содержит принтер (на чертеже не показан), выполненный с возможностью фиксации на рулонной термобумаге определенных чеков, отражающих основные данные проведенного цикла стерилизации. При этом каждый чек, отражающий основные данные проведенного цикла стерилизации, содержит порядковый номер, дату цикла стерилизации, его время проведения, длительность цикла, а также основные параметры различных режимов стерилизации.
Также система контроля функциональных узлов стерилизатора может быть выполнена с возможностью ее дистанционного контроля посредством автоматической связи с заводом-изготовителем по INTERNET каналу или Wi-Fi.
В предпочтительном варианте работа стерилизатора может осуществляться следующим образом, в несколько стадий за один цикл стерилизации, каждая из которых содержит несколько этапов.
1. На первом этапе, в режиме термостатирования, производится прокачка нагретого воздуха через стерилизационную камеру 1 для высушивания и прогрева предметов стерилизации 4 в течение примерно 5 минут.
2. Затем начинается откачка воздуха из стерилизационной камеры 1 до определенного давления (обычно 250 тор), после чего мерная емкость 18 заполняется определенной порцией перекиси водорода из буферной бутылки (на чертеже не показана). Затем мерная емкость 18 соединяется с испарителем 19 и сверху продувается воздухом, чтобы вся порция перекиси оказалась в испарителе 19, где поддерживается определенная «нижняя температура» (обычно 40°C), и вода из перекиси начинает выпариваться, повышая концентрацию перекиси до 90-96%. Пары воды при этом откачиваются спиральным вакуумным насосом 7 через отдельную трубку.
3. Через 5 минут выпаривание прекращается, и включается нагрев испарителя 19 посредством нагревательного элемента 20 до определенной верхней температуры (обычно 80°C). При этом спиральный вакуумный насос 7 откачивает воздух из стерилизационной камеры 1 пока давление в ней не упадет до 1 торра. Обычно данная операция занимает по времени не более 12 минут.
4. Затем открывается второй управляемый вентиль 17, и пары перекиси водорода из испарителя 19 через трубопроводы 16 поступают в стерилизационную камеру 1, подвергая воздействию предметы для стерилизации 4 в течение определенного времени (обычно 9 минут). Данный процесс называется «диффузией» и должен протекать при определенной экспозиции (условная цифра - концентрация перемноженная на время), которая должна быть не ниже 17.
5. После завершения «диффузии» в стерилизационную камеру 1 напускается воздух через линию напуска воздуха 8, и заканчивается первая стадия стерилизации.
6. Далее повторяются пункты со 2 по 5, но после пункта 3, при давлении в стерилизационной камере 1 порядка 1 тора и ниже, на 2 минуты в стерилизационной камере 1 зажигается плазма посредством подачи от высокочастотного генератора 11 импульсов на сетку-электрод 10, и заканчивается вторая стадия стерилизации.
7. Далее снова повторяются пункты со 2 по 5, но после пункта 3, при давлении в стерилизационной камере 1 порядка 1 тора и ниже, на 2 минуты в стерилизационной камере 1 зажигается плазма посредством подачи от высокочастотного генератора 11 импульсов на сетку-электрод 10, и заканчивается третья стадия стерилизации.
8. После чего в течение минуты происходит вентиляция стерилизационной камеры 1 при открытой линии напуска воздуха 8 за счет открытия третьего управляемого вентиля 23.
При этом этап «термостатирования» не всегда может выполняться перед циклом, так как это отдельная функция стерилизатора.
Таким образом, за счет обеспечения возможности равномерной подачи паров перекиси водорода по всему внутреннему пространству стерилизационной камеры 1 при помощи нескольких трубопроводов 16, подключенных к стерилизационной камере 1 в различных местах, удалось значительно повысить качество стерилизации в данном стерилизаторе.
Также за счет выполнения в средстве создания высокочастотной плазмы сетки-электрода 10 во внутреннем пространстве стерилизационной камеры 1 по всей ее внутренней поверхности, обеспечена равномерность распределения плазмы во внутреннем пространстве стерилизационной камеры 1, что также значительно повысило качество стерилизации.
Использование в качестве средства измерения и контроля концентрации паров пероксида водорода в стерилизационной камере 1 денситометра 24 обеспечило повышение точности измерения и контроля концентрации паров пероксида водорода в стерилизационной камере 1, что также значительно улучшило качество стерилизации.
А применение в стерилизаторе безмасляного вакуумного насоса 7, в частности спирального вакуумного насоса, значительно сократило затраты на эксплуатацию стерилизатора, а также обеспечило повышение экологической безопасности его использования.
Также надо отметить, что благодаря оригинальной конструкции блока генерации паров перекиси водорода 15 удалось обеспечить определенное дозирование перекиси водорода без применения дорогостоящих кассет, что также обеспечило снижение затрат на эксплуатацию стерилизатора.
А использование единой системы контроля функциональных узлов стерилизатора с принтером, выполненным с возможностью фиксации на рулонной термобумаге определенных чеков, отражающих основные данные проведенного цикла стерилизации, обеспечило повышение надежности и удобства управления стерилизатором.
Как очевидно специалистам в данной области техники, данное изобретение легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данного изобретения.
При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем изобретения представлен его формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данного изобретения.