УСТРОЙСТВО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ МЕДИЦИНСКИХ, БИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ И ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОТХОДОВ С ПОМОЩЬЮ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
DEVICE FOR DISINFECTION OF MEDICAL, BIOLOGICALLY DANGEROUS AND POTENTIALLY DANGEROUS WASTES BY MICROWAVE RADIATION

Заявляемое изобретение относится к микроволновым устройствам, предназначенным для дезинфекции медицинских и биологически опасных и потенциально опасных отходов, например использованных одноразовых шприцов, одноразовых систем для внутривенного вливания, предметных стекол для проведения лабораторных анализов, заборного инструментария для проведения клинических и биологических анализов крови, а также различных биологических сред: крови, мочи, плазмы крови, гемаконов, кала и тканей органов с предварительным смачиванием.
Заявляемое микроволновое устройство позволяет перевести опасные и потенциально опасные медицинские и биологические отходы в отходы неопасного класса (бытовые отходы) с минимальным участием оператора.
Из уровня техники известны устройства обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения, например патенты на изобретение RU №2480242, США №5,407,641, США №6,524,539, патент на полезную модель RU №140769.
В указанных патентах увлажненные опасные и потенциально опасные медицинские отходы помещают в контейнер с добавлением воды, который размещают в микроволновой камере (СВЧ-камере). Обеззараживание опасных отходов осуществляется с помощью нагрева контейнера микроволновым излучением, источником которого являются магнетроны, управление мощностью которых осуществляется с использованием показаний датчика температуры выходящего из контейнера пара и/или датчика температуры обеззараживаемых отходов.
В процессе эксплуатации указанных устройств был выявлен ряд недостатков, связанных с низкой степенью автоматизации процесса подготовки контейнера с опасными отходами для обеззараживания, что требовало больших временных и трудовых затрат оператора по подготовке контейнера с отходами для обеззараживания. Кроме того, опыт эксплуатации таких устройств показал, что значительное участие оператора в процессе подготовки контейнера с отходами для обеззараживания приводило к серьезным ошибкам, связанным с «человеческим фактором», результатом которых был выход дорогостоящего оборудования из строя.
В процессе эксплуатации устройства по патенту на изобретение RU №2480242, в котором измерялась температура обеззараживания медицинских отходов внутри контейнера вблизи его дна и температура выходящего из контейнера пара, которая контролировалась с помощью датчика температуры, расположенного за пределами контейнера на корпусе змеевика, предназначенного для охлаждения и конденсации выходящего из контейнера пара, и за пределами канала, через который производится отвод пара из контейнера, выяснилось, что оператор испытывает ряд трудностей и неудобств при установке контейнера в микроволновую камеру, связанных с тем, что оператор испытывает трудности с установкой датчика температуры для измерения температуры отходов при его погружении в контейнер, заполненный отходами. При этом оператор при установке датчика для измерения температуры отходов может какое-то время контактировать с опасными отходами, пытаясь протолкнуть датчик температуры ко дну контейнера сквозь толщу опасных отходов.
Кроме того, обнаружилось, что довольно часто оператор просто забывает подсоединить трубку для отвода выходящего из контейнера пара к штуцеру на крышке контейнера, что приводит к тому, что датчик контроля температуры выходящего из контейнера пара оказывается не подключенным к системе управления процессом обеззараживания медицинских отходов и процесс обеззараживания отходов осуществляется без контроля температуры отводящего пара, который осуществляется с целью дублирования работы датчика измерения температуры отходов в контейнере, в случае выхода этого датчика из строя для обеспечения безопасной работы устройства обеззараживания отходов и оператора, чтобы исключить бесконтрольную работу магнетронов на постоянный нагрев контейнера с опасными отходами и, как следствие, осуществление избыточного парообразования, опасного для функционирования установки.
Может возникнуть ситуация, при которой погруженный в контейнер датчик будет показывать низкую температуру отходов и подавать управляющий сигнал на продолжение работы магнетронов на нагрев контейнера, в то время как в другой части контейнера может наблюдаться значительный перегрев отходов, обусловленный их неоднородностью и, соответственно, различной способностью поглощать СВЧ излучение. Если при этом оператор не подключил трубку для отвода пара к штуцеру на крышке контейнера и тем самым отключил датчик измерения температуры выходящего из контейнера пара, то существует возможность возгорания отходов вследствие их перегрева и отсутствия дублирующего контроля за работой магнетронов.
Кроме того, оказалось, что оператор, даже если он не забыл подключить штуцер на крышке контейнера для отвода пара, испытывает значительные трудности при его подключении из-за недостатка свободного пространства между крышкой контейнера и верхней стенкой рабочей камеры микроволновой установки.
В связи с этим возникла потребность создать надежное устройство для обеззараживания опасных медицинских отходов, в котором сведено к минимуму участие оператора по подготовке контейнера и его установке внутрь микроволновой камеры для запуска процесса обеззараживания опасных медицинских отходов, и реализовано дублирование контроля температуры выходящего из контейнера пара.
Ниже приведены различные варианты установки датчиков измерения температуры выходящего из контейнера пара и/или датчиков измерения температуры отходов в микроволновых установках обеззараживания опасных отходов с использованием ручного налива и автоматической подачи воды в контейнер, известные из уровня техники.
На Фиг. 1 «а», «б», «в» приведены схемы различных вариантов установки датчиков измерения температуры выходящего из контейнера пара в микроволновых установках обеззараживания опасных отходов без использования автоматической подачи воды в контейнер с медицинскими отходами (ручной налив воды в контейнер), известные из уровня техники, которые иллюстрируют эволюцию минимизации участия оператора в процессе подготовки контейнера с опасными отходами для проведения процесса обеззараживания отходов при одновременном повышении надежности работы микроволновой установки обеззараживания отходов в целом.
На Фиг. 1 «а» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов, описанная в патенте на изобретение RU №2480242 на Рис. 7 указанного патента. Как видно на Фиг. 1 «а», контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3, в которой установлен датчик измерения температуры 4 обеззараживаемых отходов 2 и штуцер 5 для подключения трубки 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара.
Для повышения надежности работы микроволновой установки в патенте RU №2480242 на трубке 6 за пределами контейнера 1 установлен датчик 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, выполняющий дублирующую функцию, который позволяет штатно завершить цикл обеззараживания опасных отходов при наличии нештатных ситуаций, связанных или с возможным полным выходом из строя датчика измерения температуры 4 обеззараживаемых отходов 2, или, если в процессе подготовки контейнера оператором датчик 4 оказался в месте расположения отходов, требующих значительно большего времени для их нагрева до температуры обеззараживания, чем отходы, расположенные в другой части контейнера, для которых требуется меньшее время нагрева до температуры обеззараживания из-за неоднородности структуры и состава отходов.
При возникновении описанных нештатных ситуаций происходит повышенное парообразование в контейнере, которое фиксируется датчиком 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, сигнал от которого поступает в блок управления, который выдает команду на снижение мощности или отключение магнетронов, предотвращая, таким образом, возможное возгорание отходов 2 и оплавление и выход из строя контейнера 1.
На Фиг 1 «б» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов, описанная в патенте США №5,407,641 на Рис. 13, 14, 15 указанного патента, выбранного за прототип. В патенте США №5,407,641 предпринимались попытки минимизировать участие оператора при подготовке контейнера с отходами для обеззараживания. При этом, как видно на Фиг. 1 «б», контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3. В крышке 3 выполнено отверстие 8, к которому оператор вручную с помощью прижимного механизма, выполненного в виде стопорного рычага 9, управляющего эксцентриковым кулачком 10, прижимает прижимной блок 11, в котором выполнен канал 12, соединенный с трубкой 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара. При этом за пределами контейнера 1 установлен датчик 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара, расположенный на трубке 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара.
Датчик 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара выполняет в данном устройстве функцию основного датчика, по показаниям которого происходит регулирование мощности магнетронов. Однако наличие только одного датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара и отсутствие дублирования его работы является неудовлетворительным с точки надежности работы устройства обеззараживания отходов, так как при выходе из строя датчика 7 невозможно будет штатным образом завершить процесс обеззараживания отходов и процесс обеззараживания отходов становится неконтролируемым и очень опасным.
Кроме того, установка только одного датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара за пределами контейнера 1 на трубке 6 не является удовлетворительной с точки зрения достоверности контроля температуры выходящего из контейнера пара из-за больших тепловых потерь, имеющих место при прохождении пара от выходного отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1 до места, где расположен датчик 7 для измерения температуры на трубке 6, что значительно усложняет поддержание оптимальной температуры обеззараживания отходов в 100°С внутри контейнера, что, как следствие, приводит к его перегреву или недогреву и возможному возгоранию или не полному обеззараживанию отходов.
На Фиг 1 «в» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в заявляемой микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов.
Как видно на Фиг. 1 «в» контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3. В крышке 3 выполнено отверстие 8, к которому автоматически, без участия оператора, с помощью пневматической системы (не показана) прижимается прижимной блок 11, в котором со стороны, обращенной в сторону контейнера 1, выполнена проточка 13, образующая внутреннюю полость 14 в прижимном блоке 11. Во внутренней полости 14 прижимного блока 11 в непосредственной близости от отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1 установлен основной датчик измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара. Показания основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара являются основными для регулирования мощности работы магнетронов. В прижимном блоке 11 выполнен канал 12, соединенный с трубкой 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара. На трубке 6 за пределами контейнера 1 установлен датчик измерения температуры 7 для выходящего из контейнера 1 пара, выполняющий дублирующую функцию.
Размещение основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара во внутренней полости 14 прижимного блока 11 в непосредственной близости от отверстия 8 в крышке 3 позволяет повысить достоверность контроля температуры выходящего из контейнера пара из-за отсутствия тепловых потерь, поскольку при плотном примыкании прижимного блока 11 к крышке 3 внутренняя полость 14 прижимного блока 11 образует единый объем с внутренним объемом контейнера 1, в котором происходит равномерное распределение выходящего из контейнера 1 пара.
Установка датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара на трубке 6 за пределами контейнера позволяет повысить надежность работы заявляемого устройства при возникновении нештатных ситуаций, связанных с возможным полным выходом из строя датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара, за счет фиксирования датчиком 7, выполняющим дублирующую функцию, излишнего парообразования в контейнере 1, сигнал от которого поступает в блок управления, который выдает команду на снижение мощности или отключение магнетронов, предотвращая, таким образом, возможное возгорание отходов 2, оплавление и выход из строя контейнера 1.
Наличие в заявляемом устройстве прижимного блока 11 с автоматическим приводом позволяет минимизировать участие оператора в подготовке контейнера 1 к процессу обеззараживания отходов, которое заключается только в ручном наливе воды в контейнер 1 с обеззараживаемыми отходами 2 для их предварительного увлажнения. Для подключения датчиков измерения температуры 7 и 15 для выходящего из контейнера 1 пара и трубки 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара участие оператора не требуется.
На Фиг. 2 «а», «б», «в», «г» приведены схемы различных вариантов установки датчиков измерения температуры выходящего из контейнера пара в микроволновых установках обеззараживания опасных отходов с использованием автоматической подачи воды в контейнер с медицинскими отходами, известные из уровня техники.
На Фиг. 2 «а» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов, описанной в патенте США №5,407,641 на Рис. 1 (указанного патента). Как видно из Фиг. 2 «а», контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3, в которой установлен датчик измерения температуры 16 выходящего из контейнера 1 пара, штуцер 5 для подключения трубки 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара и штуцер 17 для подключения трубки 18 для автоматической подачи воды в контейнер 1 с отходами 2. Для подготовки данного контейнера к работе оператор вынужден вручную осуществлять установку датчика измерения температуры 16 выходящего из контейнера 1 пара, подключение трубки 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара к штуцеру 5 и трубки 18 к штуцеру 17 для автоматической подачи воды в контейнер 1 с отходами 2.
В данной конструкции не представляется возможным автоматизировать процесс подготовки контейнера 1 к обеззараживанию отходов и исключить оператора из процесса подготовки контейнера 1 к работе, поскольку оператор вынужден вручную подключать датчик измерения температуры 16, трубки 6 и 18 соответственно к штуцерам 5 и 17.
Кроме того, в данной конструкции отсутствует дублирующий датчик выходящего из контейнера 1 пара, что снижает надежность работы устройства при выходе из строя датчика измерения температуры 16 выходящего из контейнера 1 пара.
На Фиг. 2 «б» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов, описанной в патенте США №6,524,539 на Рис. 1, Рис. 5 (указанного патента). Как видно из Фиг. 2 «б», контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3. В крышке 3 установлен кронштейн 19, с наружной стороны которого установлен датчика измерения температуры 16 выходящего из контейнера 1 пара. Этот же кронштейн 19 служит одновременно средством для крепления инжектора 20 для автоматической подачи воды в контейнер 1. Подготовка данного контейнера для обеззараживания отходов без участия оператора представляется затруднительной.
Кроме того, в данной конструкции отсутствует дублирование работы датчика измерения температуры 16 выходящего из контейнера 1 пара, что снижает надежность работы устройства при выходе этого датчика из строя.
На Фиг. 2 «в» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов, описанной в патенте на полезную модель RU №140769 на Рис. 5 (указанного патента).
Как видно на Фиг. 2 «в», контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3, в которой установлен датчик измерения температуры 4 обеззараживаемых отходов 2 и штуцер 5 для подключения трубки 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара.
Для повышения надежности работы микроволновой установки в патенте на полезную модель RU №140769 на трубке 6 за пределами контейнера 1 установлен датчик 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, выполняющий дублирующую функцию, который позволяет штатно завершить цикл обеззараживания опасных отходов при наличии нештатных ситуаций, связанных или с возможным полным выходом из строя датчика измерения температуры 4 обеззараживаемых отходов 2, или, если в процессе подготовки контейнера оператором датчик 4 оказался в месте расположения отходов, требующих значительно большего времени для их нагрева до температуры обеззараживания, чем отходы, расположенные в другой части контейнера, для которых требуется меньшее время нагрева до температуры обеззараживания из-за неоднородности структуры и состава отходов.
При возникновении описанных нештатных ситуаций происходит повышенное парообразование в контейнере, которое фиксируется датчиком 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, сигнал от которого поступает в блок управления, который выдает команду на снижение мощности или отключение магнетронов, предотвращая, таким образом, возможное возгорание отходов 2, а также оплавление и выход из строя контейнера 1.
Кроме того, в крышке 2 контейнера 1 установлен штуцер 17, к которому подключается трубка 18 для автоматической подачи воды в контейнер 1 с отходами 2.
В данном устройстве присутствует дублирование работы датчика измерения температуры 4 обеззараживаемых отходов 2 с помощью датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, однако невозможно исключить участие оператора в подготовке контейнера 1 к процессу обеззараживания отходов 2, поскольку оператор вынужден вручную подключать датчик измерения температуры 4 обеззараживаемых отходов 2, трубки 6 и 18 соответственно к штуцерам 5 и 17.
На Фиг 2 «г» приведена схема подключения датчика температуры выходящего из контейнера пара в заявляемой микроволновой установке по обеззараживанию опасных отходов с автоматической подачи воды в контейнер 1.
Как видно на Фиг. 2 «г» контейнер 1 с опасными отходами 2 закрыт крышкой 3. В крышке 3 выполнено отверстие 8, к которому автоматически, без участия оператора, с помощью пневматической системы (не показана) прижимается прижимной блок 11, в котором со стороны, обращенной в сторону контейнера 1, выполнена проточка 13, образующая внутреннюю полость 14 в прижимном блоке 11. Во внутренней полости 14 прижимного блока 11 в непосредственной близости от отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1 установлен основной датчик измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара. Показания основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара являются основными для регулирования мощности работы магнетронов. В прижимном блоке 11 выполнен канал 12, соединенный с трубкой 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара. На трубке 6 за пределами контейнера 1 установлен датчик измерения температуры 7 для выходящего из контейнера 1 пара, выполняющий дублирующую функцию.
Размещение основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара во внутренней полости 14 прижимного блока 11 в непосредственной близости от отверстия 8 в крышке 3 позволяет повысить достоверность контроля температуры выходящего из контейнера пара из-за отсутствия тепловых потерь, поскольку при плотном примыкании прижимного блока 11 к крышке 3 внутренняя полость 14 прижимного блока 11 образует единый объем с внутренним объемом контейнера 1, в котором происходит равномерное распределение выходящего из контейнера 1 пара.
Установка датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, выполняющего дублирующую функцию, на трубке 6 за пределами позволяет повысить надежность работы заявляемого устройства при возникновении нештатных ситуаций, связанных с возможным полным выходом из строя датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара, за счет фиксирования датчиком 7 излишнего парообразования в контейнере 1, сигнал от которого поступает в блок управления, который выдает команду на снижение мощности или отключение магнетронов, предотвращая, таким образом, возможное возгорание отходов 2, оплавление и выход из строя контейнера 1.
Кроме того, как видно на Фиг. 2 «г», в прижимном блоке 11 выполнен сквозной канал 21, к которому с наружной стороны присоединен штуцер 17, к которому подсоединена трубка 18 для автоматической подачи воды в контейнер 1 с отходами 2.
Наличие в заявляемом устройстве прижимного блока 11 с автоматическим приводом и установка штуцера 17 в прижимном блоке 11 с подключением к нему трубки 18 для автоматической подачи воды позволяют полностью исключить участие оператора в подготовке контейнера 1 к процессу обеззараживания отходов, поскольку для подключения датчиков измерения температуры 7 и 15 для выходящего из контейнера 1 пара, трубки 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара и трубки 18 для автоматической подачи воды участие оператора не требуется.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности и безопасности работы заявляемого устройства при возникновении нештатных ситуаций, связанных с возможным полным выходом из строя основного датчика измерения температуры выходящего из контейнера пара, что может привести к возможному возгоранию отходов, их оплавлению или выходу из строя контейнера, а также полное исключение участия оператора в подготовке контейнера к процессу обеззараживания отходов.
Технический результат заявляемого изобретения для решения поставленной задачи заключается в установке за пределами контейнера на трубке выходящего из контейнера пара еще одного датчика для измерения температуры выходящего из контейнера пара, выполняющего дублирующую функцию основного датчика измерения температуры выходящего из контейнера пара, а также в наличии в заявляемом устройстве прижимного блока, установленного соосно отверстию в крышке контейнера с его внешней стороны, снабженного автоматическим приводом, обеспечивающим возможность вертикального перемещения вверх-вниз прижимного блока внутри рабочей камеры к крышке контейнера. Прижимной блок снабжен основным датчиком измерения температуры выходящего из контейнера пара, трубкой для отвода выходящего из контейнера пара, штуцером с трубкой для автоматической подачи воды в контейнер. Снабжение заявляемого устройства прижимным блоком позволяет полностью исключить участие оператора для подключения основного датчика измерения температуры и датчика измерения температуры выходящего из контейнера пара, а также трубки для отвода выходящего из контейнера пара и трубки для автоматической подачи воды в контейнер.
Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.
На Фиг. 3 «а» - приведен фронтальный вид заявляемого устройства обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения при ручном наливе воды оператором в контейнер с обеззараживаемыми отходами.
На Фиг. 3 «б» - приведен фронтальный вид прижимного блока 11 при автоматической подаче воды в контейнер с обеззараживаемыми отходами без участия оператора.
На Фиг. 4 - приведена аксонометрия заявляемого устройства обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения вид сзади слева со снятыми задней и левой крышками корпуса, а также снятым кожухом панели управления.
На Фиг. 5 - приведена аксонометрия заявляемого устройства обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения вид сзади справа со снятыми правой крышки корпуса и кожухом панели управления (задняя крышка корпуса установлена).
На Фиг. 6 - приведена схема расположения прижимного блока 11 с пневматическим приводом до начала работы заявляемого устройства.
На Фиг. 7 - приведена схема расположения прижимного блока 11 с пневматическим приводом в процессе работы заявляемого устройства.
На Фиг. 8 - приведена электрическая схема управления заявляемого устройства.
Заявляемое устройство обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения состоит из микроволновой камеры 22 с дверью 23, содержащей рабочую камеру 24, внутри которой стационарно помещается контейнер 1 с обеззараживаемыми отходами 2. Контейнер 1 закрыт крышкой 3. Крышка 3 закрепляется на контейнере 1 с помощью зажимов 25.
Микроволновая камера 22 снабжена двумя магнетронами 26, установленными снаружи рабочей камеры 24. Магнетроны 26 подключены к электропитанию ~220В через трансформаторы 27. Устройство обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения управляется с помощью платы управления 28, установленной снаружи рабочей камеры 24.
Плата управления 28 представляет собой печатную плату, на которой установлен микроконтроллер семейства STM32F, обрабатывающий сигнал с основного датчика для измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара и выдающий управляющие сигналы на включение/отключение магнетронов 26, запуск пневматической системы заявляемого устройства и запуск автоматической системы подачи воды в контейнер 1 (если устройство снабжено автоматической системой подачи воды в контейнер). Регулирование мощности магнетронов платой управления 28 в штатном режиме работы устройства происходит только по показаниям основного датчика 15 измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара. Датчик 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара соединен с платой управления 28, выполненной с возможностью регулирования мощности магнетронов 26 на основе показаний этого датчика. При регулировании мощности магнетронов 26 в нештатном режиме работы устройства плата управления 28 использует показания только датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара.
Основной датчик 15 для измерения температуры выходящего из контейнера пара, соединенный с платой управления 28, при этом плата управления 28 выполнена с возможностью регулирования мощности магнетронов 26 в штатном режиме работы устройства только на основе показаний основного датчика 15 для измерения температуры выходящего из контейнера пара, и регулирования мощности магнетронов 26 в нештатном режиме работы устройства только на основе показаний датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера пара.
Забор наружного атмосферного воздуха в рабочую камеру 24 осуществляется с помощью воздуховода 29. Вентилятор 30 удаляет воздух из рабочей камеры 24 и направляет его через угольный фильтр 31 за пределы микроволновой камеры 22. Угольный фильтр 31 обеспечивает надежное поглощение очень неприятных запахов, выходящих из рабочей камеры 24 в процессе обеззараживания отходов.
Сверху микроволновой камеры 22 в кожухе 32 установлена панель управления 33. На панели управления 33 размещена кнопка «старт» 34, с помощью которой запускается процесс обеззараживания, кнопка «стоп» 35 для экстренного прерывания процесса обеззараживания, индикаторы работы установки 36, экран 37 для отображения графической и цифровой информации о ходе процесса обеззараживания, по которому оператор может контролировать процесс обеззараживания отходов. На панели управления также расположено выходное отверстие 38 для бумаги принтера 39, установленного внутри кожуха 32, с помощью которого осуществляется документирование результатов процесса обеззараживания отходов.
Дверь 23 оснащена с внутренней стороны двумя защелками 40 и окном 41.
В крышке 3 контейнера 1 выполнено сквозное отверстие 8. В верхней части рабочей камеры 24 соосно отверстию 8 в крышке 3 контейнера 1 с внешней стороны контейнера установлен прижимной блок 11, в котором со стороны, обращенной в сторону контейнера 1, выполнена проточка 13, образующая внутреннюю полость 14 в прижимном блоке 11. Во внутренней полости 14 прижимного блока 11 в непосредственной близости от отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1 установлен основной датчик измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара. Показания основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара являются основными для регулирования мощности работы магнетронов 26. В качестве основного датчика 15 используется термометр сопротивления Тип 902190, производства компании «Jumo GmbH & Со», Германия, реализуемый на территории Российской Федерации с 2008 года. В прижимном блоке 11 выполнен канал 12, соединенный с трубкой 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара, образующегося внутри контейнера 1 во время воздействия на него микроволновым излучением. На трубке 6 за пределами контейнера 1 установлен датчик измерения температуры 7 для выходящего из контейнера 1 пара, выполняющий дублирующую функцию. В качестве датчика измерения температуры 7 для выходящего из контейнера 1 пара используется прецизионная ИС преобразователя температуры AD592ANZ, производства компании «Analog Devices», США, реализуемая на территории Российской Федерации с 2010 года. Снаружи рабочей камеры 24 вне зоны нагрева обеззараживаемых отходов 2 к трубке 6 для отвода выходящего из контейнера 1 пара присоединен змеевик 42 для охлаждения отведенного из контейнера 1 пара, который в виде конденсата собирается в стакан 43. Для охлаждения змеевика 42 используется вентилятор 44.
При наличии автоматической подачи воды в контейнер 1 для увлажнения отходов 2 без участия оператора в прижимном блоке 11 выполнен дополнительный сквозной канал 21, в котором одним концом установлен штуцер 17 для автоматической подачи воды в контейнер 1. Штуцер 17 проходит насквозь через верхнюю стенку рабочей камеры 24 и вторым концом присоединен к гибкой трубке 18 для автоматической подачи воды в контейнер 1, которая, в свою очередь, связана со стационарным водопроводом посредством автоматической системы подачи воды в контейнер 1, описанной, например, в патенте на полезную модель RU №140769 (см. Фиг. 3 «б»).
Прижимной блок 11 имеет возможность вертикального перемещения вверх-вниз внутри рабочей камеры 24 от ее верхней стенки до крышки 3 контейнера 1, которое обеспечивается с помощью прижимного механизма, выполненного в виде пневматического узла, включающего в себя компрессор 45, пневматически связанный с помощью системы трубок 46 с реле давления 47 и пневматическим переключателем 48, имеющим один вход «а» и два выхода «б» и «в». Вход «а» пневматического переключателя 48 пневматически связан с компрессором 45, а выходы «б» и «в» с помощью трубок 49 и 50 соответственно пневматически связаны с входами «г» и «д» пневмоцилиндра 51, имеющего шток 52, механически жестко соединенный с колпаком 53 с помощью винта 54 и выполненный с возможностью вертикального перемещения вверх-вниз под действием нагнетаемого компрессором 45 воздуха совместно с прижимным блоком 11. В колпаке 53 со стороны, обращенной к контейнеру 1, с прессовой посадкой установлен прижимной блок 11.
Прижимной блок 11 снабжен колпаком 53, который с одной стороны жестко соединен с прижимным блоком 11, а с другой стороны соединен с прижимным механизмом.
В качестве компрессора 45 используется воздушный компрессор ТМ40-E/F, производства компании «Topsflo», КНР, реализуемый на территории Российской Федерации с 2014 года.
В качестве реле давления 47 используется реле давления SK-3A 1-5 бар, производства компании «Yaoda», КНР, реализуемое на территории Российской Федерации с 2012 года.
В качестве пневматического переключателя 48 используется электромагнитный распределитель воздуха V5221E2-08, производства компании «ЕМС», КНР, реализуемый на территории Российской Федерации с 2013 года.
В качестве пневмоцилиндра 51 используется пневмоцилиндр SD32*30, производства компании «ЕМС», КНР, реализуемый на территории Российской Федерации с 2013 года.
В прижимном блоке 11 со стороны, обращенной к крыше 3 контейнера 1, выполнены проточка 13 и выборка 55, в которой установлено уплотнительное кольцо 56. Диаметр проточки 13 больше диаметра отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1.
На правой стороне микроволной камеры внизу установлена кнопка «включение» 57 заявляемого устройства, а рядом с платой управления 28 установлены электромеханическое реле 58, электрически связанное с платой управления 28 и пневматическим переключателем 48, а также блок питания 59. На задней панели заявляемого устройства размещен шнур электропитания 60.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Прибор с помощью шнура электропитания 60 подключается к электросети переменного напряжения ~220В. Оператор включает прибор нажатием кнопки «включение» 57, при этом напряжение ~220В подается на компрессор 45 и на блок питания 59. К компрессору 45 последовательно электрически подключено реле давления 47. Блок питания 59 преобразует переменное напряжение ~220В в постоянное напряжение двух видов =24В и =12В. Постоянное напряжение =12В подается на плату управления 28 и на электромеханическое реле 58, а постоянное напряжение =24В подается на экран отображения графической и цифровой информации о ходе процесса обеззараживания, по которому оператор может контролировать процесс обеззараживания отходов 37, и принтер 39 (Фиг. 8). Плата управления 28 может выдавать управляющий сигнал - напряжение управления (Uупр.) на электромеханическое реле 58, при этом происходит замыкание контактов электромеханического реле 58, и напряжение питания =12В подается на пневматический переключатель 48. При отсутствии управляющего сигнала с платы управления 28 контакты электромеханического реле разомкнуты, и напряжение питания =12В не подается на пневматический переключатель 48.
Начинается автоматическая подготовка прибора к работе. Компрессор 45 начинает нагнетать наружный воздух внутрь пневматической системы, при этом через систему трубок 46 воздух подается на реле давления 47 и на вход «а» пневматического переключателя 48. Воздух, поступивший на вход «а» пневматического переключателя 48 при отсутствии управляющего сигнала с платы управления 28 (напряжение питания =12В не подается на пневматический переключатель 48), поступает далее на его выход «в» и через трубку 50 далее поступает на вход «д» пневмоцилиндра 51. Поступивший в пневмоцилиндр 51 воздух начинает выталкивать шток 52, и он начинает подниматься вверх до упора, при этом прижимной блок 11 поднимается вверх, не доходя до верхней внутренней стенки рабочей камеры 24 приблизительно 3-5 мм, а избыточный воздух из пневмоцилиндра 51 через вход «г» по трубке 49 поступает на выход «б» пневматического переключателя 48, где сбрасывается в атмосферу. Таким образом, прижимной блок 11 занимает рабочее положение до установки оператором в рабочую камеру 24 контейнера 1.
Рабочее давление в пневматической системе заявляемого прибора регулируется с помощью реле давления 47, настроенного на рабочее давление в 1 атм. При достижении в пневматической системе прибора заданного давления в 1 атм. происходит срабатывание реле давления 47, при этом размыкается цепь питания компрессора 45, и компрессор 45 перестает работать и нагнетать воздух в пневмосистему. Реле давления 47 позволяет автоматически поддерживать заданное рабочее давление 1 атм. на протяжении всей работы до момента отключения прибора от сети электропитания ~220В.
Оператор помещает опасные отходы 2 в контейнер 1 и производит их смачивание (при отсутствии автоматической подачи воды в контейнер 1), добавляя в контейнер 1 примерно 3 литра воды. После чего оператор закрывает контейнер 1 с опасными отходами 2 крышкой 3 и фиксирует ее зажимами 25. Оператор помещает закрытый контейнер 1 внутрь рабочей камеры 24, закрывает дверь 23 микроволной камеры 22 и нажимает кнопку «старт» 34, запуская программу обеззараживания отходов.
При этом плата управления 28 подает управляющий сигнал на электромеханическое реле 58, при этом происходит замыкание контактов электромеханического реле 58, и напряжение питания =12В подается на пневматический переключатель 48.
При этом внутри пневматического переключателя 48 происходит переключение каналов подачи воздуха в пневмоцилиндр 51.
Воздух, поступивший на вход «а» пневматического переключателя 48, начинает поступать на его выход «б» и через трубку 49 далее поступает на вход «г» пневмоцилиндра 51, создавая в нем избыточное давление. Шток 52 начинает опускаться вниз до упора прижимного блока 11 к крышке 3 контейнера 1 с прижимным давлением в 1 атм., а избыточный воздух из пневмоцилиндра 51 через вход «д» по трубке 50 поступает на выход «в» пневматического переключателя 48, где сбрасывается в атмосферу. Таким образом, прижимной блок 11 занимает рабочее положение для начала процесса обеззараживания отходов, а основной датчик измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара располагается напротив в непосредственной близи от отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1.
пит
После занятия прижимным блоком 11 рабочего положения для начала процесса обеззараживания отходов плата управления 28 подает напряжение питания (U) ~220В на трансформаторы 27, включает магнетроны 26 и начинается процесс обеззараживания отходов, аналогичный тому, который был описан в патенте RU №2480242. При этом контроль процесса обеззараживания опасных отходов и управление магнетронами 26 осуществляется на основе показаний основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара, а показания датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, выполняющего дублирующую функцию, начинают использоваться для контроля за процессом обеззараживания опасных отходов и управления магнетронами 26 только при возникновении нештатной ситуации, связанной с выходом из строя основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара.
По завершении процесса обеззараживания отходов на экране 37 для оператора появляется сообщение об окончании процесса обеззараживания отходов и на принтере 39 распечатывается чек, документирующий основные параметры проведенного процесса обеззараживания отходов. Одновременно с этим плата управления 28 снимает управляющий сигнал с электромеханического реле 58, его контакты размыкаются, и напряжение питания =12В не подается на пневматический переключатель 48.
При отсутствии управляющего сигнала с платы управления 28 внутри пневматического переключателя 48 происходит переключение каналов подачи воздуха в пневмоцилиндр 51.
Воздух, поступающий на вход «а» пневматического переключателя 48, поступает далее на его выход «в» и через трубку 50 далее поступает на вход «д» пневмоцилиндра 51. Поступивший в пневмоцилиндр 51 воздух начинает выталкивать шток 52, и он начинает подниматься вверх до упора, при этом прижимной блок 11 поднимается вверх, не доходя до верхней внутренней стенки рабочей камеры 24 приблизительно 3-5 мм, а избыточный воздух из пневмоцилиндра 51 через вход «г» по трубке 49 поступает на выход «б» пневматического переключателя 48, где сбрасывается в атмосферу. Таким образом, прижимной блок 11 занимает исходное положение, которое он занимал до установки оператором в рабочую камеру 24 контейнера 1. Теперь оператор может извлечь контейнер 1 с обеззараженными отходами из рабочей камеры 24 и направить отходы на последующую утилизацию.
Ниже приведено описание работы заявляемого устройства с автоматической подачей воды в контейнер 1 для увлажнения опасных отходов 2 без участия оператора.
Перед началом работы с устройством оператор должен убедиться в том, что заявляемое устройство подключено к стационарному водопроводу так, как это было описано в патенте на полезную модель RU №140769, и кран подачи воды от стационарного водопровода в заявляемое устройство открыт.
Прибор с помощью шнура электропитания 60 подключается к электросети переменного напряжения ~220В. Оператор включает прибор нажатием кнопки «включение» 57, при этом напряжения ~220В подается на компрессор 45 и на блок питания 59. К компрессору 45 последовательно электрически подключено реле давления 47. Блок питания 59 преобразует переменное напряжения ~220В в постоянное напряжение двух видов =24В и =12В. Постоянное напряжение =12В подается на плату управления 28 и на электромеханическое реле 58, а постоянное напряжение =24В подается на экран отображения графической и цифровой информации о ходе процесса обеззараживания, по которому оператор может контролировать процесс обеззараживания отходов 37, и принтер 39 (Фиг. 8). Плата управления 28 может выдавать управляющий сигнал на электромеханическое реле 58, при этом происходит замыкание контактов электромеханического реле 58, и напряжение питания =12В подается на пневматический переключатель 48. При отсутствии управляющего сигнала с платы управления 28 контакты электромеханического реле разомкнуты, и напряжение питания =12В не подается на пневматический переключатель 48.
Начинается автоматическая подготовка прибора к работе. Компрессор 45 начинает нагнетать наружный воздух внутрь пневматической системы, при этом через систему трубок 46 воздух подается на реле давления 47 и на вход «а» пневматического переключателя 48. Воздух, поступивший на вход «а» пневматического переключателя 48 при отсутствии управляющего сигнала с платы управления 28 (напряжение питания =12В не подается на пневматический переключатель 48), поступает далее на его выход «в» и через трубку 50 далее поступает на вход «д» пневмоцилиндра 51. Поступивший в пневмоцилиндр 51 воздух начинает выталкивать шток 52, и он начинает подниматься вверх до упора, при этом прижимной блок 11 вместе со штуцером 17 автоматической подачи воды в контейнер 1, подсоединенным к гибкой трубке 18, поднимаются вверх. При этом прижимной блок 11 не доходит до верхней внутренней стенки рабочей камеры 24 приблизительно 3-5 мм, а избыточный воздух из пневмоцилиндра 51 через вход «г» по трубке 49 поступает на выход «б» пневматического переключателя 48, где сбрасывается в атмосферу. Таким образом, прижимной блок 11 занимает рабочее положение до установки оператором в рабочую камеру 24 контейнера 1.
Рабочее давление в пневматической системе заявляемого прибора регулируется с помощью реле давления 47, настроенного на рабочее давление в 1 атм. При достижении в пневматической системе прибора заданного давления в 1 атм. происходит срабатывание реле давления 47, при этом размыкается цепь питания компрессора 45, и компрессор 45 перестает работать и нагнетать воздух в пневмосистему. Реле давления 47 позволяет автоматически поддерживать заданное рабочее давление 1 атм. на протяжении всей работы до момента отключения прибора от сети электропитания ~220В.
Оператор помещает опасные отходы 2 в контейнер 1, закрывает контейнер 1 с опасными отходами 2 крышкой 3 и фиксирует ее зажимами 25 и помещает закрытый контейнер 1 внутрь рабочей камеры 24, после чего закрывает дверь 23 микроволной камеры 22 и нажимает кнопку «старт» 34 запуская программу обеззараживания отходов.
При этом плата управления 28 подает управляющий сигнал на электромеханическое реле 58, при этом происходит замыкание контактов электромеханического реле 58, и напряжение питания =12В подается на пневматический переключатель 48.
При этом внутри пневматического переключателя 48 происходит переключение каналов подачи воздуха в пневмоцилиндр 51.
Воздух, поступивший на вход «а» пневматического переключателя 48, начинает поступать на его выход «б» и через трубку 49 далее поступает на вход «г» пневмоцилиндра 51, создавая в нем избыточное давление. Шток 52 начинает опускаться вниз до упора прижимного блока 11 к крышке 3 контейнера 1 с прижимным давлением в 1 атм., а избыточный воздух из пневмоцилиндра 51 через вход «д» по трубке 50 поступает на выход «в» пневматического переключателя 48, где сбрасывается в атмосферу. Таким образом, прижимной блок 11 занимает рабочее положение для начала процесса обеззараживания отходов, а основной датчик измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара располагается напротив в непосредственной близи от отверстия 8 в крышке 3 контейнера 1.
После занятия прижимным блоком 11 рабочего положения для начала процесса обеззараживания отходов плата управления 28 выдает управляющий сигнал устройству автоматической подачи воды (не показано), например, такому, как описано в патенте на полезную модель RU №140769, и вода начинает автоматически без участия оператора поступать в контейнер 1 с опасными отходами 2 для их увлажнения. В контейнер 1 объемом 30 литров поступает приблизительно около трех литров воды.
Затем плата управления 28 подает напряжение питания ~220В на трансформаторы 27 и включает магнетроны 26 и начинается процесс обеззараживания отходов, аналогичный тому, который был описан в патенте RU №2480242. При этом контроль процесса обеззараживания опасных отходов и управление магнетронами 26 осуществляется на основе показаний основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара, а показания датчика 7 для измерения температуры выходящего из контейнера 1 пара, выполняющего дублирующую функцию, начинают использоваться для контроля за процессом обеззараживания опасных отходов и управления магнетронами 26 только при возникновении нештатной ситуации, связанной с выходом из строя основного датчика измерения температуры 15 выходящего из контейнера 1 пара.
По завершении процесса обеззараживания отходов на экране 37 для оператора появляется сообщение об окончании процесса обеззараживания отходов и на принтере 39 распечатывается чек, документирующий основные параметры проведенного процесса обеззараживания отходов. Одновременно с этим плата управления 28 снимает управляющий сигнал с электромеханического реле 58, его контакты размыкаются, и напряжение питания =12В не подается на пневматический переключатель 48.
При отсутствии управляющего сигнала с платы управления 28 внутри пневматического переключателя 48 происходит переключение каналов подачи воздуха в пневмоцилиндр 51.
Воздух, поступающий на вход «а» пневматического переключателя 48, поступает далее на его выход «в» и через трубку 50 далее поступает на вход «д» пневмоцилиндра 51. Поступивший в пневмоцилиндр 51 воздух начинает выталкивать шток 52, и он начинает подниматься вверх до упора, при этом прижимной блок 11 вместе со штуцером 17 автоматической подачи воды в контейнер 1, подсоединенным к гибкой трубке 18, поднимаются вверх. Прижимной блок 11 не доходит до верхней внутренней стенки рабочей камеры 24 приблизительно 3-5 мм, а избыточный воздух из пневмоцилиндра 51 через вход «г» по трубке 49 поступает на выход «б» пневматического переключателя 48, где сбрасывается в атмосферу. Таким образом, прижимной блок 11 занимает исходное положение, которое он занимал до установки оператором в рабочую камеру 24 контейнера 1. Теперь оператор может извлечь контейнер 1 с обеззараженными отходами из рабочей камеры 24 и направить отходы на последующую утилизацию.
Таким образом, заявляемое устройство является безопасным и удобным прибором для работы оператора по обеззараживанию медицинских отходов и найдет широкое применение в современных больницах, госпиталях, поликлиниках и других медицинских учреждениях.