Устройство для стерилизации

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам для обеззараживания и стерилизации материалов, предметов, воздуха с использованием ультрафиолетового излучения и может быть использована как в домашних условиях, например в сушильном кухонном шкафу, так и в промышленности.
Уровень техники
Известно устройство для стерилизации объекта с площадью поверхности не больше s (патент РФ на изобретение №2747353, кл. МПК A61L 2/08, опубл. 04.05.2021), которое включает камеру с входом для размещения объекта в камере, закрывающимся на время стерилизации объекта, и размещенный в камере по меньшей мере один источник бактерицидного излучения. При этом по существу вся внутренняя поверхность камеры выполнена диффузно отражающей бактерицидное излучение, причем площадь внутренней поверхности камеры S связана с площадью поверхности стерилизуемого объекта соотношением S(1-R)≥s, R - эффективный коэффициент отражения бактерицидного излучения по существу всей внутренней поверхности камеры.
Известно устройство стерилизации (патент РФ на полезную модель №9165, кл. МПК A61L 2/10, опубл. 16.02.1999), содержащее корпус, внутри которого размещены не менее одной бактерицидной лампы и приспособление для размещения объекта обработки, система зажигания и питания ламп, причем в корпусе выполнено окно, закрываемое съемной крышкой, использованы бактерицидные лампы среднего и дальнего ультрафиолета, внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде отражателя-рассеивателя оптического излучения, а все устройство выполнено с возможностью регулирования количества выделяющегося озона.
Известно устройство для стерилизации (патент РФ на полезную модель №44508, кл. МПК A61L 2/10, опубл. 27.03.2005), содержащее встроенную в корпус рабочую камеру с отражающими внутренними стенками, облучающие элементы и держатель в виде поддерживающей сетки для размещения обрабатываемых инструментов, при этом рабочая камера выполнена в форме горизонтально ориентированного плоского прямоугольного параллелепипеда, верхнее основание которого образует крышку для внутреннего объема рабочей камеры. Новизна устройства заключается в том, что, облучающие элементы выполнены в виде ультрафиолетовых светодиодов и размещены в крышке рабочей камеры.
Известны устройство для стерилизации и его держатель для лампы (патент РФ на изобретение №2485977, кл. МПК A61L9/20, опубл. 27.06.2013), с использованием коротковолнового ультрафиолетового UV(C)-излучения. Устройство содержит корпус с впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха, камеру UV(C)-обработки, расположенную в корпусе и приспособленную для размещения UV(C)-лампы, приспособленной к тому, чтобы подвергать проходящий воздух UV(C)-обработке, эффективность которой зависит от интенсивности UV(C)-излучения и от времени пребывания воздуха в камере UV(C)-обработки, и держатель лампы. Держатель лампы содержит: отверстия для выводов, в которые могут вставляться электрические штырьковые выводы, выступающие из UV(C)-лампы, причем отверстия для выводов соединены проводами электропитания с блоком электропитания; измерительное средство, удерживаемое держателем лампы в фиксированном положении; средство для размещения лампы в фиксированном положении посредством фиксации трех точек. Держатель лампы образует единый блок вместе со средством размещения и измерительным средством.
Известно устройство для дезинфекции и стерилизации предметов (патент РФ на изобретение №2296585, кл. МПК A61L 2/10, A61L 2/20, A61L2/22, опубл. 10.04.2007), содержащее камеру с внутренней поверхностью, отражающей ультрафиолетовое излучение, с размещенными внутри камеры импульсными ультрафиолетовыми лампами, которые помещены в кварцевые трубки и расположены рядами не менее двух ламп в каждом, сетчатые лотки для обрабатываемых объектов, блок электропитания, соединенный высоковольтными проводниками с импульсными ультрафиолетовыми лампами, блок автоматики и управления, выполненный с возможностью установки времени следования высоковольтных импульсов из блока электропитания, устройство распыления антисептического вещества, соединенное посредством трубопроводов с распылителями антисептического вещества, которые смонтированы на внутренней поверхности камеры таким образом, что создаваемый ими в камере аэрозоль совершает там вихревые движения.
Известно устройство для дезинфекции и стерилизации объектов (патент РФ на изобретение №2234944, кл. МПК A61L 2/10, опубл. 27.08.2004), содержащее камеру, в которой размещены импульсные ультрафиолетовые лампы и сетчатые лотки для обрабатываемых объектов, а ее внутренняя поверхность выполнена отражающей ультрафиолетовое излучение. Блок электропитания соединен с импульсными ультрафиолетовыми лампами, блоком автоматики и управления, введено устройство для распыления антисептического вещества, связанное посредством трубопроводов с распылителями антисептического вещества, смонтированными на внутренней поверхности рабочей камеры, импульсные ультрафиолетовые лампы расположены рядами, по крайней мере по две в каждом ряду, а блок автоматики и управления выполнен с возможностью установки времени следования высоковольтных импульсов из блока электропитания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному устройству - прототип - является устройство для дезинфекции и стерилизации объектов (патент РФ на полезную модель №140768, кл. МПК A61L 2/10, опубл. 20.05.2014), содержащее камеру с крышкой, с источником ультрафиолетового излучения, расположенным на дне камеры, и средством для размещения обрабатываемых объектов, отличающееся тем, что в крышке установлен источник ультрафиолетового излучения, при этом дно камеры с источником ультрафиолетового излучения закрыто прозрачным для ультрафиолетового излучения элементом, а источники ультрафиолетового излучения снабжены отражателями.
Недостатком известного устройства относительная сложность монтажа и использования устройства, недостаточная функциональность, в том числе, невозможность регулирования уровня излучения.
Раскрытие полезной модели
Технический результат - повышение безопасности и удобства монтажа и использования устройства для стерилизации.
Преимуществом устройства являются возможность изменения уровня ультрафиолетового (УФ) излучения за счет вращения корпуса устройства, а также изменение времени работы источника УФ-излучения за счет автоматизации процесса включения/отключения устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для стерилизации содержит корпус, внутри которого размещены блоки зажигания и питания, циклический таймер и микропереключатель, кнопка которого расположена на внешней боковой части корпуса; в нижней части корпуса закреплен источник ультрафиолетового излучения; на корпусе с возможностью вращения закреплен держатель, содержащий отверстия для крепления устройства внутри рабочей камеры, причем кнопка микропереключателя срабатывает на открытие/закрытие дверцы рабочей камеры.
В качестве источника ультрафиолетового излучения может быть использована ультрафиолетовая лампа с длиной волны от 205 до 315 нм, которая может быть выполнена безосколочной. Также в качестве источника ультрафиолетового излучения могут быть использованы ультрафиолетовые светодиоды.
Источник ультрафиолетового излучения может содержать плафон, выполненный из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения.
В качестве блока зажигания может быть использовано электронное пускорегулирующее устройство (ЭПРА).
Держатель устройства может быть прикреплен к стенке рабочей камеры с помощью винтов, шурупов, заклепок и т.п. или кронштейна.
Устройство для стерилизации может дополнительно содержать программируемый блок управления.
Микропереключатель может быть механическим или герконовым.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1-2 представлены чертежи общего вида устройства для стерилизации, вид сверху и вид снизу.
На фиг. 3 представлен чертеж держателя устройства.
На фиг. 4 представлена электрическая схема устройства.
На фиг. 5 представлено фото опытного образца устройства для стерилизации: а) вид сбоку с держателем; б) вид со стороны держателя; в) вид со стороны источника ультрафиолетового излучения.
На фиг. 6-7 представлено фото опытного образца устройства для стерилизации в процессе монтажа.
На фиг. 8 представлено фото установленного в кухонный посудный сушильный шкаф опытного образца устройства для стерилизации в процессе эксплуатации.
На фиг. приняты следующие обозначения: 1 - корпус; 2 - нижняя часть корпуса - место крепления источника излучения; 3 - источник ультрафиолетового излучения; 4 - кнопка микропереключателя; 5 - держатель; 6 - отверстия для крепления устройства; 7 - винт; 8 - блок зажигания; 9 - циклический таймер; 10 - стенка рабочей камеры; 11 - дверца рабочей камеры.
Осуществление полезной модели
Устройство для стерилизации содержит корпус 1, внутри которого размещены блок 8 зажигания и питания, циклический таймер 9 и микропереключатель, кнопка 4 которого расположена на внешней боковой части корпуса 1; в нижней части корпуса 1 закреплен источник 3 ультрафиолетового излучения; на корпусе 1 с возможностью вращения закреплен держатель 5, содержащий отверстия 6 для крепления устройства внутри рабочей камеры, причем кнопка 4 микропереключателя срабатывает на открытие/закрытие дверцы 11 рабочей камеры.
В качестве источника 3 ультрафиолетового излучения может быть использована ультрафиолетовая лампа с длиной волны от 205 до 315 нм, которая может быть выполнена безосколочной. Также в качестве источника ультрафиолетового излучения могут быть использованы ультрафиолетовые светодиоды. Источник ультрафиолетового излучения 3 может дополнительно содержать плафон, выполненный из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения
В качестве блока 8 зажигания может быть использовано электронное пускорегулирующее устройство (ЭПРА).
Держатель 5 устройства может быть прикреплен к стенке 10 рабочей камеры с помощью винтов, шурупов, заклепок, двустороннего скотча и т.п. или кронштейна.
Микропереключатель может быть выполнен механическим или герконовым.
В качестве рабочей камеры могут быть использованы любые конструкции, имеющие дверцы, например кухонные шкафы, в том числе сушильные (см. фиг. 6-8), а также ящики различных стеллажей, мест хранения пищевых продуктов, сейфы и т.п. Установка более мощного источника ультрафиолетового излучения 3 делает устройство еще более универсальным с точки зрения объемов мест защиты.
Сборку и установку устройства для стерилизации в рабочую камеру осуществляют следующим образом.
Держатель 5 (см. фиг. 3), предварительно повернутый под 90 градусов по отношению к корпусу 1, через ставшие легкодоступными его продольные отверстия 6, крепится к боковой или верхней стенке 10 рабочей камеры с помощью винтов, шурупов, заклепок и т.п. или кронштейна. Идущий от него электрический провод, так же выводится из рабочей камеры наружу через предварительно просверленное в нем небольшое круглое отверстие. Затем в держатель 5, закрепленный на корпусе, вставляется излучатель УФ (С): лампа или светодиоды, и корпус 1 поворачивается в оптимальное для конкретной камеры положение. После чего прочно закрепляется винтом 7 (см. фиг. 6-7). Такая конструкция обеспечивает возможность плавного вращения устройства в пределах 90 градусов. Такое вращение позволяет изменять направление ультрафиолетового излучения и соответственно уровень и дозу УФ-облучения. Продольные крепежные отверстия 6 позволяют, после предварительного закрепления устройства для стерилизации в камере, плавно передвигать его вперед и назад. Тем самым регулировать положение кнопки включения/выключения микропереключателя разными устройствами (двери, ящики, толкатели и т.п.).
Если рабочая камера имеет нестандартную конструкцию и размеры - держатель 5 может быть сначала прикреплен к кронштейну (на фиг. не показан), который затем крепится к устройству, обеспечивая, в том числе, срабатывание кнопки 4 микропереключателя на открытие/закрытие дверцы 11 рабочей камеры.
Устройство для стерилизации после его установки в рабочую камеру используют следующим образом.
В рабочую камеру помещают предметы и материалы для стерилизации: посуду, продукты в прозрачных пакетах (например, доставленные курьером из службы доставки) или без них. Затем дверцу 11 рабочей камеры закрывают, устройство для стерилизации включается, и оно начинает стерилизовать все, что находится в рабочей камере. Время стерилизации определяется объемом рабочей камеры, мощностью источника излучения, объемом/количеством обеззараживаемых предметов и/или материалов и может занимать от нескольких десятков секунд до нескольких минут.
Источник ультрафиолетового излучения 3 запускается в работу (зажигается) при помощи блока зажигания 8. Источник излучения 3 работает по определенному алгоритму, работой блока зажигания 8 по определенному алгоритму управляет циклический таймер 9. Как только дверца 11 закрывается, кнопка 4 замыкает электрический контакт, и источник излучения 3 зажигается. Процесс стерилизации начинается (см. фиг. 8).
Когда дверцу 11 рабочей камеру открывают, кнопка 4 микропереключателя «отходит» и разрывает контакт таймера 9, устройство отключается, УФ-излучение прекращается и можно безопасно для глаз достать обеззараженные предметы и материалы.
Установка более мощных ламп делает его еще более универсальным с точки зрения объемов мест защиты.
Циклический таймер 9 устройства является программируемым, с его помощью может быть реализован, например, такой режим работы:
1. Положили предметы в рабочую камеру, закрыли дверцу 11, источник УФ-излучения включился.
2. Через определенное время (например, 10 минут) источник УФ-излучения отключился.
3. По прошествии времени задержки (например, 2 часа) источник УФ-излучения включился автоматически.
4. Через определенное время (те же 10 минут) источник УФ-излучения снова отключился.
И так устройство включается-отключается автоматически до очередного открытия дверцы 11, после чего цикл повторяется (см. описание пунктов 1-4).
Схема работы таймера 9 построена так, что можно независимо изменять время свечения источника ультрафиолетового излучения 3 и время его отключения в очень широком диапазоне: от нескольких секунд до нескольких дней.
Преимущества устройства:
- повышение удобства монтажа за счет особенностей конструктивного выполнения держателя, который просто крепится внутри рабочей камеры;
- возможность изменения уровня УФ-излучения за счет возможности вращения корпуса устройства, что обеспечивает также повышение удобства использования;
- повышение безопасности, удобства использования, снижение энергопотребления за счет автоматизации процесса включения/отключения устройства.
Пример реализации
Была изготовлена опытная партия устройств для стерилизации, на фотографиях (см. фиг. 5) показано одно из них. Опытное устройство было установлено в кухонный сушильный шкаф (см. фиг.6-8). В процессе монтажа и эксплуатации было выяснено, что устройство удобно монтировать, просто и удобно изменить уровень УФ-излучения путем вращения корпуса устройства, а также безопасно использовать, поскольку УФ-облучение происходит только прямым ультрафиолетом. Отраженный свет не опасен для кожи человека и животных. Рабочие камеры могут быть выполнены, в том числе, из непрозрачных материалов. За счет автоматизации процесса включения/отключения устройства обеспечивается также снижение энергопотребления.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и, значит, соответствует условию патентоспособности «новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства для обеззараживания и стерилизации материалов, предметов, воздуха как в домашних условиях, так и в промышленности, и поэтому соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».