便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置

摘要

本发明公开了一种便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置。本发明包括气体二氧化氯发生器、气体循环模块、气体二氧化氯吸收器和控制模块；所述气体二氧化氯发生器利用二元制剂溶液反应生成气体二氧化氯；所述气体循环模块使生成的气体二氧化氯充分均布到待消毒空间内部；所述气体二氧化氯吸收器用于排除吸收待消毒空间及便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置内部的气体二氧化氯；所述控制模块包括电源转换器、控制器和人机交互界面，人机交互界面与控制器连接，为控制器提供指令和显示装置运行状态。本发明结合气体二氧化氯的特性，可广谱、高效、安全地对小型空间，尤其是含有高效空气过滤器等复杂物体表面的小型空间实施消毒或灭菌。

说明书

技术领域

本发明涉及一种消毒装置，更具体地说，是集成了气体二氧化氯现场发生、 动力循环、残气吸收和自动控制的一体化装置，可应用于生物安全实验室、制 药车间等设施内的小型密闭空间及其内部物体表面消毒的装置。

背景技术

气体二氧化氯作为一种高效消毒剂，在世界范围内得到广泛应用。与过氧 化氢不同，二氧化氯的沸点为11℃，在常温下为气态，具有优秀的穿透性和分 布特性，与304不锈钢、316不锈钢、常见塑料等具有良好的材料兼容性。因此， 气体二氧化氯特别适用于空间内空气及物体表面的消毒。来自世界上许多学者 和企业的文献报道表明，气体二氧化氯可实现对生物安全实验室、生物安全柜、 手套箱式隔离器、制药反应器、牙科诊室等空间的消毒或灭菌。

在对小空间进行消毒时，虽然也可使用大型消毒设备实现，但是设备金额 和消毒成本较高，无法快捷搬运、移动。发明专利ZL201420342605.4公开了一 种可遥控的气体二氧化氯空间消毒装置，利用二元反应气体二氧化氯制剂对空 间进行消毒，提供了一定的便利性。但对于某些需要消毒后才能打开设备门的 装备(如生物安全实验室的排风高效过滤单元)进行消毒时，上述方法无法适 用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成气体二氧化氯现场发生、动力循环、残气 吸收及自动控制的一体化装置，利用二元制剂生成气体二氧化氯，动力循环使 生成的气体二氧化氯充分分布到待消毒空间内部，消毒完成后排除吸收空间内 部的气体二氧化氯，自动控制模块实现人机交互及过程自动化控制。

本发明便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置，通过下述技术方案予以 实现，将气体二氧化氯发生器、气体循环模块、气体二氧化氯吸收器和控制模 块集成于壳体内。

气体二氧化氯发生器包括A剂溶液储罐、B剂溶液储罐、N剂溶液储罐、A 剂阀门、B剂阀门、N剂阀门、反应腔体；反应腔体包括A剂进液接口、B剂进 液接口、N剂进液接口、反应罐、废液排放口、废液排放阀门、反应腔出气口、 反应腔进气口和外围壳体,A剂溶液储罐底部向下依次连接A剂阀门、A剂进液 接口；B剂溶液储罐底部向下依次连接B剂阀门、B剂进液接口；N剂溶液储罐 底部向下依次连接N剂阀门、N剂进液接口；A剂进液接口、B剂进液接口和N 剂进液接口在反应罐上部并对准反应罐上部开口。

A剂溶液储罐和B剂溶液储罐分别盛放用于反应生成气体二氧化氯的二元制 剂的A剂溶液和B剂溶液，N剂溶液储罐盛放用于中和A剂溶液与B剂溶液反应 后溶液的N剂溶液；在A剂阀门、B剂阀门和N剂阀门分别打开时，A剂溶液、 B剂溶液和N剂溶液分别依靠重力流入反应罐。

气体循环模块包括循环风机、1号三通阀门、2号三通阀门、装置出风口和 装置回风口；其中循环风机为带有出口端和进口端连接端的气密性风机。

气体二氧化氯吸收器自上而下依次是进口、1号初效过滤器、活性炭、2号 初效过滤器、进口，竖直放置。

气体循环模块利用1号三通阀门和2号三通阀门的切换，控制气体二氧化 氯是否经过气体二氧化氯吸收器。

控制模块包括电源转换器、控制器、人机交互界面；电源转换器为控制器、 人机交互界面、A剂阀门、B剂阀门、N剂阀门、1号三通阀门、2号三通阀门供 电；控制器控制A剂阀门、B剂阀门、N剂阀门的开与关，控制1号三通阀门和 2号三通阀门的左通与右通，控制循环风机的启动与停止；人机交互界面与控制 器连接，为控制器提供指令和显示装置运行状态。

反应罐材料可以是导热性较差的耐腐蚀材料且具有较大尺寸厚度，也可以 在外部包裹隔热材料或辅助加热材料。

在装置出风口、装置进风口，以及A剂阀门、B剂阀门和N剂阀门关闭状态 时，同时不论1号三通阀门和2号三通阀门分别是左通或是右通，气体循环模 块是一个气密性气体通道，满足指标：在2500Pa正压情况下小时泄露率小于 0.1％。

本发明具有如下有益效果：

本发明集成了气体二氧化氯现场发生器、动力循环和残气吸收，配合气体 二氧化氯二元制剂即可实现小型空间的消毒，移动便捷、使用简单。气体二氧 化氯在一个气密性空间内反应发生、循环和吸收，对环境和人员均无不利影响。 结合气体二氧化氯的特性，可广谱、高效、安全地对小型空间，尤其是含有高 效空气过滤器等复杂物体表面的小型空间实施消毒或灭菌。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的气体二氧化氯吸收器示意图；

图3是本发明实施例的控制模块连接示意图；

图4是本发明实施例的消毒过程气体通路示意图；

图5是本发明实施例的吸收过程气体通路示意图；

图6是本发明对高效空气过滤单元的具体实施例示意图；

图7是本发明对高效空气过滤单元的具体实施例中气体二氧化氯浓度和相 对湿度监测结果。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例的结构示意图，包含了气体二氧化氯发生器、 气体循环模块和气体二氧化氯吸收器。

其中气体二氧化氯发生器包括A剂溶液储罐101、B剂溶液储罐102、N剂 溶液储罐103、A剂阀门104、B剂阀门105、N剂阀门106和反应腔体。上述反 应腔体包括A剂进液接口107、B剂进液接口108、N剂进液接口109、反应罐 110、废液排放口112、废液排放阀门113、反应腔出气口114、反应腔进气口 115和外围壳体111,A剂进液接口107、B剂进液接口108、N剂进液接口109设 置在外围壳体111上部，对准反应罐110上部开口，反应罐110上沿与外围壳 体111的上部留有一定间隙，反应罐110底部设置废液排放口112并连接废液 排放阀门113，反应腔进气口115设置在外围壳体111底部，反应腔出气口114 设置在外围壳体111侧壁；A剂溶液储罐101、B剂溶液储罐102和N剂溶液储 罐103底部分别通过设置A剂阀门104、B剂阀门105和N剂阀门106的液体管 路连接至反应腔体的A剂进液接口107、B剂进液接口108和N剂进液接口109。

反应罐110的材料为导热性较差的耐腐蚀材料，且具有较大尺寸厚度，或 者采用隔热材料包裹外壳，防止热量损失。也可以设置辅助加热材料，以保证 反应溶液的温度。

A剂溶液储罐101、B剂溶液储罐102和N剂溶液储罐103分别盛放A剂溶 液、B剂溶液和N剂溶液。其中A剂溶液和B剂溶液反应生成气体二氧化氯并释 放热量和水蒸汽，N剂溶液用于中和A剂溶液与B剂溶液反应后的残液。在A剂 阀门104、B剂阀门105和N剂阀门106分别打开时，A剂溶液、B剂溶液和N 剂溶液分别依靠重力流入反应罐110。

气体循环模块包括循环风机201、1号三通阀门202、2号三通阀门203、装 置出风口204和装置回风口205。循环风机201为带有出口连接端和进口连接端 的气密性风机，循环风机的出口连接端连接至反应腔进气口115，循环风机的进 口连接端连接至1号三通阀门202的公共端，1号三通阀门202的左通端连接至 气体二氧化氯吸收器的出口305，1号三通阀门202的右通端连接至2号三通阀 门203的左通端，2号三通阀门203的右通端连接至气体二氧化氯吸收器的进口 306，2号三通阀门203的公共端连接至装置回风口205；装置出风口204连接 至反应腔出气口114。

如图2所示，是本发明实施例的气体二氧化氯吸收器示意图。气体二氧化 氯吸收器包括壳体301、活性炭304、1号初效过滤器302、2号初效过滤器303、 出口305和进口306，气体二氧化氯吸收器竖直放置，自下而上依次是进口306、 2号初效过滤器303、活性炭304、1号初效过滤器302、出口305。

如图3所示，是本发明实施例的控制模块连接示意图。控制模块包括电源 转换器401、控制器402、人机交互界面403，其中电源转换器401可以是开关 电源或控制变压器，为控制器402、人机交互界面403、A剂阀门104、B剂阀门 105、N剂阀门106、1号三通阀门202、2号三通阀门203及循环风机201供电。 控制器402可以是PLC或以单片机为核心的控制板，控制A剂阀门104、B剂阀 门105、N剂阀门106的开与关，控制1号三通阀门202和2号三通阀门203的 左通与右通，控制循环风机201的启动与停止。人机交互界面403可以是触控 屏，也可以是液晶显示屏与按键的组合，与控制器402通信，为控制器402提 供操作指令，显示整个装置的运行状态。

如图4所示，是本发明实施例的消毒过程气体通路示意图。由气体二氧化 氯发生器生成的气体二氧化氯在循环风机201的作用下，依次经过反应腔出气 口114、装置出风口204、待消毒空间501的消毒入口502、待消毒空间501、 待消毒空间501的消毒出口503、装置回风口205、2号三通阀门203、1号三通 阀门202、循环风机201、反应腔进气口115，形成一个气体回路。

如图5所示，是本发明实施例的吸收过程气体通路示意图。消毒完成后， 需要将残余的气体二氧化氯吸收。便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置及 待消毒空间501内的气体在循环风机201的作用下，依次经过反应腔出气口114、 装置出风口204、待消毒空间501的消毒入口502、待消毒空间501、待消毒空 间501的消毒出口503、装置回风口205、2号三通阀门203、气体二氧化氯吸 收器(依次是进口306、2号初效过滤器303、活性炭304、1号初效过滤器302、 出口305)、1号三通阀门202、循环风机201、反应腔进气口115，形成一个气 体回路。

在封闭装置出风口204、装置回风口205，以及A剂阀门104、B剂阀门105 和N剂阀门106关闭状态时，同时不论1号三通阀门202和2号三通阀门203 分别是左通或是右通，气体循环模块是一个气密性气体通道，即在2500Pa正压 情况下小时泄露率小于0.1％。

实施例1

为了说明本发明便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置的使用过程和效 果，列举对生物安全实验室高效过滤单元消毒的实施例。

如图6所示，本发明便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置10的装置出 风口204和装置回风口205分别连接至高效过滤单元20的消毒入口21和消毒 出口22，关闭高效过滤单元20的送风阀门25和排风阀门26；在过滤器23后 端的消毒验证口24内放置三片枯草杆菌黑色变种芽孢(ATCC9372)滤纸菌片 29进行消毒验证；在高效过滤单元20内过滤器23后端设置温湿度变送器31； 气体二氧化氯浓度传感器32与微型隔膜泵33串联，然后分别连接至过滤器23 的前端和后端；数据记录仪34分别连接温湿度变送器31和气体二氧化氯浓度 传感器32，用于显示、记录相对湿度和浓度的变化。

分别向便携式一体化气体二氧化氯空间消毒装置10的A剂溶液储罐101、B 剂溶液储罐102和N剂溶液储罐103倒入相应溶液。

准备工作完成后，通过人机界面403启动便携式一体化气体二氧化氯空间 消毒装置10的消毒过程。消毒过程中高效过滤单元20内气体二氧化氯浓度和 相对湿度的变化如图7所示。

消毒结束后，取出滤纸菌片29直接放入营养肉汤中，在37℃恒温培养箱中 连续培养7天。通过观察培养液是否浑浊判断有无细菌生长。消毒结果：消毒 时间90min，三个试管均无细菌生成，即实现了对高效过滤单元20的消毒灭活。