устройство для стерилизации оборудования

Формула изобретения

Устройство для стерилизации оборудования, содержащее заполненную жидкость камеру, излучатель и источник переменного тока, отличающееся тем, что камера образована цилиндрическим корпусом с укрепленным на его внутренней поверхности излучателем, соединенным с источником переменного тока, а также диффузором, соединяющим один торец корпуса с резонатором, и конфузором, присоединенным к другому торцу корпуса, а размеры излучателя, диффузора, резонатор и частота переменного тока источника удовлетворяют условию



где f - частота переменного тока источника;

К - эмпирический коэффициент, определяемый формой волновода и импедансом стенок камеры;

С - скорость звука в заполняющей камеру жидкости;

L_p - длина резонатора;

h - высота излучателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинскому приборостроению и может быть использовано в средствах стерилизации медицинских инструментов и оборудования.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.

В настоящее время для стерилизации медицинского инструмента широко применяются автоклавы, которые обладают рядом существенных недостатков: время стерилизации с их помощью достигает 20-30 мин, они громоздки и требуют значительных затрат электроэнергии.

В последнее время в связи с возросшими требованиями к чистоте медицинского инструмента существует серьезная проблема создания более эффективных и быстродействующих средств стерилизации инструментов.

Известно средство для стерилизации оборудования, содержащее заполненную жидкостью камеру, излучатель и источник переменного тока (см. а.с. SU N 395092, А 61 L 2/02).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является недостаточная эффективность работы устройства, ограничивающая его функциональные возможности.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей устройства.

Согласно изобретению в устройстве для стерилизации оборудования, содержащем заполненную жидкостью камеру, образованную цилиндрическим корпусом с укрепленным на его внутренней поверхности излучателем, соединенным с источником переменного тока, а также диффузором, соединяющим один торец корпуса с резонатором, и конфузором, присоединенным к другому торцу корпуса, размеры излучателя, диффузора, резонатора и частоты переменного тока источника удовлетворяют условию



где f - частота переменного тока источника;

K - эмпирический коэффициент, определяемый формой волновода и импедансом стенок камеры;

C - скорость звука в заполняющей камеру жидкости;

L_р - длина резонатора;

h - высота излучателя.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме того, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, конкретные формы его материального воплощения либо особые условия его использования, а именно:

Заявленное техническое решение является новым, так как характеризуется наличием новой совокупности признаков, отсутствующей во всех известных нам объектах техники аналогичного назначения.

Непосредственный технический результат, который может быть получен при реализации заявленной совокупности признаков заключается в том, что в камере возникает переменное давление большой амплитуды, что приводит к эффективной генерации кавитационных пузырьков в заполняющей камеру жидкости, которые локализуются на акустических неоднородностях, каковыми являются все микробиологические объекты (бактерии), вносимые в камеру со стерилизуемым инструментом.

Данный технический результат не является следствием известных свойств, проявляемых рядом порознь известных из других объектов техники признаков, таких как излучатель, диффузор, резонатор, а является свойством только всей заявленной в формуле совокупности признаков, в том числе таких полностью новых признаков, как соответствие геометрических размеров элементов устройства физическим параметрам источника и заполняющей камеру среды.

Получение упомянутого технического результата обеспечивает появление у объекта изобретения в целом ряда новых полезных свойств, заключающихся в существенном повышении эффективности устройства, обеспечивающей удовлетворение самых жестких требований, предъявляемых к стерилизуемому оборудованию, в особенности медицинскому.

Указанное позволяет признать заявленное техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется, чертежом, где представлен разрез по предложенному устройству.

Устройство содержит заполненную жидкостью камеру 1, образованную корпусом 2, излучателем 3, диффузором 4, конфузором 5, резонатором 6. К торцу резонатора 6 прикреплена крышка 7 с отверстием для ввода стерилизуемого оборудования 8. Излучатель 3 подключен к источнику переменного тока 9.

Геометрические размеры излучателя 3, диффузора 4, резонатора 6, а также физические параметры источника переменного тока 9 и заполняющей камеру 1 жидкой среды взаимосвязаны между собой и выбраны исходя из их соответствия условию



где f - частота переменного тока источника;

K - эмпирический коэффициент, определяемый формой волновода и импедансом стенок камеры;

С - скорость звука в заполняющей камеру жидкости;

L_р - длина резонатора;

h - высота излучателя.

Устройство работает следующим образом.

Через отверстие в крышке 7 в полость резонатора 6 помещают стерилизуемое оборудование 8. К излучателю 3 подводят напряжение переменного тока заданной частоты от источника 9, который может быть выполнен в виде генератора импульсов переменного тока синусоидальной формы. Возникающие при этом радиальные колебания излучателя 3 образуют в камере 1 акустическое поле. Благодаря заявленному соответствию геометрических размеров составляющих камеру элементов, ее волноводных свойств частоте переменного тока излучателя 3 в камере 1 возникает переменное давление большой амплитуды, что в свою очередь приводит к генерации газовых кавитационных пузырьков, которые локализуются в первую очередь на акустических неоднородностях, которыми в том числе являются различные микробиологические объекты (бактерии, вирусы), внесенные в камеру со стерилизуемым оборудованием 8. Схлопывание этих кавитационных пузырьков приводит к созданию на поверхности оборудования восьми кратковременных (~1 мкс) локальных импульсов давления до 10³ МПа, способных разрушить любые микробиологические объекты. Этому способствует происходящий также адиабатический нагрев газа в пузырьках до температуры порядка 10^4oC.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается успешными испытаниями опытного образца заявленного устройства, выполненного заявителями и подтвердившего достижение объектом изобретения упомянутых выше полезных свойств.

Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает существенное повышение эффективности стерилизации оборудования, удовлетворение самых жестких требований к чистоте оборудования, возможность широкого использования в медицине.