Автоклав для термического обеззараживания медицинских отходов

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к установкам для утилизации медицинских отходов класса Б и В. При использовании данной технологии медицинские отходы термически обеззараживаются/обезвреживаются насыщенным водяным паром под давлением в автоклаве. Процесс экологически чист и не имеет побочных выбросов, загрязняющих воздух, воду или землю. Обработанные обеззараженные/обезвреженные отходы становится возможным отнести к классу А, что позволяет их вывозить на полигоны твёрдых бытовых отходов (ТБО) совместно с отходами класса А и далее захоранивать.
Уровень техники
Известен аппарат для термической дезинфекции и деструкции медицинских отходов (патент РФ на полезную модель №152576, кл. МПК A61L 11/00, опубл. 10.06.2015), который содержит герметичную термокамеру переработки, снабженную герметичной крышкой, между внешней и внутренней боковыми коаксиальными стенками корпуса термокамеры размещены электронагревательные элементы, распределенные по высоте стенки, причем термокамера переработки снабжена системой циркуляции воздуха, имеющей замкнутый контур, приточные патрубки которой присоединены к донной части корпуса термокамеры и соединены с воздухораспределителем, выполненным в виде осевой перфорированной трубки, а всасывающие патрубки системы циркуляции воздуха присоединены к верхней части корпуса термокамеры и соединены посредством внешних воздуховодов с вентиляционными насосами, при этом верхняя часть корпуса образует камеру для сбора газов и к ней присоединен патрубок выхода газов в фильтрационную систему, снабженный электромагнитным клапаном.
Недостатком известного аппарата является неравномерность распределения температуры по внутреннему объему термокамеры. Это приводит к тому, что при обеспечении термической дезинфекции и деструкции обрабатываемых медицинских отходов, находящиеся вблизи боковых стенок термокамеры, отходы, находящиеся в приосевой зоне могут не подвергнуться деструкции, вследствие того, что температура здесь ниже. С другой стороны, повышение температуры в термокамере, приводящее к достаточной степени прогревания отходов, находящихся в приосевой зоне, приводит к плавлению и спеканию отходов, находящихся в пристеночной области, с образованием массивных трудноизвлекаемых комов и потеков по внутренней поверхности внутренней стенки корпуса и натеков на днище.
Воздухораспределитель 11, выполненный в виде осевой перфорированной трубки сокращают внутреннее полезное пространство аппарата и создают неудобство при его загрузке и выгрузке. При работе аппарата используется только один воздействующий фактор на микроорганизмы, это сухое нагревание с внутренней циркуляцией, что увеличивает время обеззараживания и снижает производительность, по сравнению с аппаратами имеющими многофакторные воздействия.
Известен аппарат для термической дезинфекции и деструкции медицинских отходов (патент РФ на полезную модель №179774, кл. МПК A61L 11/00, опубл. 10.06.2015), который содержит термокамеру, снабженную герметично закрываемой крышкой, термокамера имеет внешний и внутренний корпусы, выполненные в виде стаканов, установленных один в другом с кольцевым зазором между боковыми цилиндрическими стенками и с зазором между днищами, на наружной боковой поверхности внутреннего корпуса закреплены электронагревательные элементы, также имеющий воздухораспределитель, выполненный в виде осевой перфорированной трубки, и имеющий замкнутую систему циркуляции воздуха, снабженную вентиляционными насосами с нагнетающими патрубками, подающими воздух в воздухораспределитель, при этом верхняя часть корпуса образует камеру для сбора газов и к ней присоединен патрубок выхода газов в фильтрационную систему, причем аппарат дополнительно снабжен электронагревательными элементами, закрепленными на воздухораспределителе, и электронагревательными элементами, закрепленными под днищем внутреннего корпуса, дополнительно снабжен перфорированной трубкой, коаксиально охватывающей воздухораспределитель, при этом вентиляционные насосы расположены под днищем наружного корпуса, воздухозаборы всасывающих патрубков расположены в зазоре между днищами корпусов, в верхней части цилиндрических стенок внутреннего корпуса выполнены отверстия, обеспечивающие поступление воздуха из внутреннего объема термокамеры в зазор между цилиндрическими стенками внешнего и внутреннего корпусов.
Недостатком известного устройства является относительно низкая производительность устройства, а также его недостаточная компактность и мобильность. Воздухораспределитель 13, выполненный в виде осевой перфорированной трубки и защитный кожух 15 сокращают внутреннее полезное пространство аппарата и создают неудобство при его загрузке и выгрузке.
При работе аппарата используется только один воздействующий фактор на микроорганизмы, это сухое нагревание с внутренней циркуляцией, что увеличивает время обеззараживания/обезвреживания и снижает производительность, по сравнению с аппаратами имеющими многофакторные воздействия.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом является повышение производительности  за счёт автоматизации процесса и сокращения затрат времени работы оператора при обращении с медицинскими отходами класса Б и В.
Указанный технический результат достигается тем, что автоклав для термического обеззараживания/обезвреживания медицинских отходов содержит корпус на мобильной платформе, корпус имеет внешнюю и внутреннюю стенки, между которыми размещена теплоизоляция, внутри корпуса расположена термокамера с герметичной крышкой, корзина для укладки отходов, установленная внутри термокамеры с фиксированным зазором от внутренних стенок, блок измерения и управления, резервуар для хранения воды, тепловой электронагреватель, причем блок измерения и управления, содержит измерители температуры и давления, индикаторы состояния, микропереключатель для контроля и сигнализации закрытия крышки, кнопочный модуль ввода данных и матричный принтер; а также предохранительный клапан, электромагнитный клапан, сетчатый фильтр, шаровой кран для слива воды.
Тепловой электронагреватель автоклава может быть выполнен керамическим.
Герметичная крышка автоклава может иметь запирающий вентиль.
Резервуар для хранения воды может иметь выносной измерительный уровень.
Корзина для укладки отходов может быть выполнена в виде стакана из коррозионно-стойкой проволоки.
Краткое описание чертежей
На фигуре представлена схема автоклава для термического обеззараживания/обезвреживания медицинских отходов.
На фигуре приняты следующие обозначения: 1 – измерители температуры и давления, 2 – блок измерения и управления, 3 – запирающий вентиль, 4 – герметичная крышка, 5 – микропереключатель, 6 – внешняя стенка корпуса, 7 – внутренняя стенка корпуса, 8 – тепловой электронагреватель, 9 – мобильная платформа, 10 – шаровой кран, 11 – сетчатый фильтр, 12 – электромагнитный клапан, 13 – термокамера, 14 – корзина для отходов, 15 – измерительный уровень, 16 – резервуар для воды, 17 – матричный принтер, 18 – заливная горловина, 19 – предохранительный клапан.
Осуществление полезной модели
Автоклав представляет собой герметично закрывающееся устройство для проведения различных процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного.
Устройство автоклава. Автоклав (см. фиг.1) смонтирован на общей мобильной платформе 9, имеет термокамеру 13 с герметичной крышкой 4, корзину для укладки отходов 14, блок измерения и управления 2, резервуар для хранения воды 16, тепловой электронагреватель (ТЭН) 8. Герметичная крышка 4 оснащена запирающим вентилем 3. Тепловой электронагреватель 8 может быть выполнен керамическим.
Корпус имеет внешнюю 6 и внутреннюю 7 стенки, между которыми размещена теплоизоляция. Электронагреватель 8 системы нагрева воды расположен в донной части термокамеры 13 и обеспечивает нагрев воды до точки кипения. В блоке измерения и управления 2 имеются измерители температуры и давления 1, индикаторы состояния и кнопочный модуль ввода данных (на фиг. не показано), встроенный матричный принтер 17. Для защиты термокамеры от избыточного давления имеется предохранительный клапан 19. Вода в резервуар для хранения 16 заливается через заливную горловину 18 вручную, и далее через электромагнитный клапан 12 и сетчатый фильтр 11 поступает в термокамеру 13. Резервуар для хранения воды 16 имеет выносной измерительный уровень 15. Вода заливается в резервуар 16 один раз перед началом работы, расход при непрерывной работе не более 1 л/ч, резервуар 10 л, долив воды осуществляют по необходимости. Также при необходимости вода из термокамеры 13 через шаровой кран 10 может быть слита в канализацию. Корзина 14 выполнена в виде стакана из коррозионно-стойкой проволоки и устанавливается внутри термокамеры 13 с фиксированным зазором от внутренних стенок 7. Контроль и сигнализация закрытия крышки 4 обеспечивается микропереключателем 5.
0
0
Принцип действия парового обеззараживания/обезвреживания основан на повышении температуры кипения жидкости при повышении давления. Вода нагревается до точки кипения (температура 99,09 С при давлении в 1 атм), переходит в парообразное состояние и повышает давление в герметичной камере автоклава. За счет роста давления температура пара повышается до значения 113 С при давлении в 1,52 атм. В результате воздействия пересыщенного пара на медицинские отходы разрушается оболочка клетки микроба и последняя погибает. Автоклав имеет звуковую и визуальную сигнализацию при низком уровне воды и автоматическую систему набора воды. Предохранительный клапан 19 спускает давление автоматически при превышении допустимого значения, что обеспечивает стабильность температуры и давления в термокамере 13. Давление и температура в термокамере 13 отображаются на встроенных приборах. Погружные керамические тепловые электронагреватели обеспечивают высокую эффективность при нагреве.
0
Алгоритм работы автоклава. В автоклаве имеется микропроцессорная система управления, поэтому все процессы цикла обеззараживания/обезвреживания выполняются автоматически, и по их завершению аппарат отключается, подав звуковой сигнал о завершении цикла. После запуска процесса включается нагрев, загорается соответствующий индикатор «Нагревание». Вода в камере нагревается до температуры 113 С. Достигнув рабочей температуры , автоклав запускает режим обеззараживания/обезвреживания. Светится индикатор «Обеззараживание» и на дисплее запускается обратный отсчет заданного времени. По окончании заданного времени режима обеззараживания/обезвреживания, загорается индикатор «Конец», встроенный матричный принтер автоматически распечатывает протокол обеззараживания. Автоклав остывает и сбрасывает давление, конденсируя пар в воду. Звучит звуковой сигнал – цикл завершен.
Производительность увеличивается за счёт следующих факторов: оператор не тратит время на выставление режима, нет необходимости вести контроль за параметрами во время работы автоклава, человеческий фактор исключён полностью. В таком режиме оператор может обслуживать одновременно несколько автоклавов (например затраты времени непосредственно оператора на один автоклав не более 2 минут, при цикле обеззараживания/обезвреживания 10 или 20 минут) и он может успевать работать на измельчителе обеззараженных/обезвреженных отходов, которое, как правило, является следующим этапом при переработке медицинских отходов.
Автоклав имеет автоматическое микропроцессорное управление, удобен в эксплуатации и обслуживании, компактен, легко транспортируем. Применение данной технологии и оборудования позволяют снизить эпидемиологический риск при обращении с медицинскими отходами класса Б и В и обеспечить безопасные условия труда для обслуживающего персонала.
Производительность зависит также и от внутреннего рабочего объёма автоклава. Разработана линейка из пяти моделей с разным объёмом. Потребитель подбирает модель под свои потребности. При V=50; 75; 100; 150; 200 дм3 производительность одного автоклава соответственно (12; 18; 24; 36; 48) кг/ч.
0
Опробование разработанной конструкции автоклава показало, что его производительность, например для модели V=100 дм3 составляет 75 л отходов за цикл 20 минут, а удельная производительность составляет 0,24 кг/ч на 1 дм3 внутреннего объёма рабочей камеры. Техническим аналогом можно считать установку воздушного обеззараживания/обезвреживания «САМот-01/100» ООО «Мегатехника», V=100 дм3, температура обеззараживания/обезвреживания (195-205)С, цикл обеззараживания/обезвреживания 60 минут, производительность 75 л отходов за цикл.
Повышение производительности достигается за счёт сокращения времени цикла, при одновременном воздействии на медицинские отходы двух воздействующих факторов: высокой температуры пересыщенного пара и давления.
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 в области медицинской техники, которое может быть использовано для утилизации медицинских отходов класса Б и В, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».