专利名称：医疗垃圾热处理设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种处理医疗垃圾的方法和设备，特别是一种利用热处理的方法对医疗废物进行消毒和无害处理的设备。
背景技术：
医疗机构产生的各种医疗垃圾具有极强的传染性、生物毒性和腐蚀性，其所含病菌是普通生活垃圾的几十倍甚至上千倍，处置不当会污染环境、传播疾病，对人类健康产生极大危害。如何对这些医疗垃圾进行安全有效地处理，已经成为世界各国及社会各界高度重视的问题。在医疗垃圾中在，那些与病人接触过的被污染的针、手术刀以及锋利的金属和玻璃制品的安全处理尤为值得关注。这些项目通常包括如注射器、输液管等热塑性材料、玻璃小瓶和其他与体液接触过的物体。
尽管目前国内和国外的发明和实用新型中介绍了大量使用焚烧、高温、电子波辐射甚至微波能量对医疗废物进行杀菌消毒处理的例子，但大量问题依然存在。例如，焚烧不仅不能有效彻底地分解废物中的有害物质，而且还会产生二恶英等致癌污染物，造成环境的二次污染，危害人身健康。高压灭菌的方法也无法消除诸如针、手术刀等利器的危险性，更不能确保输液管不被回收和再利用。
用完的注射针管所产生的问题众所周知。这些被污染了的危险物品具有超强的抗腐性，经常被非法的药品使用者搜集。以前的处理方法要求注射完后马上用工具把针从注射器上剪下。然而，这一过程被发现可以通过空气中的浮质传播病毒。被污染的针头和注射器仍需要作为一个单独的垃圾项目收集和处理。这样既费时费力又不安全。
另外，医疗垃圾通常是各种不同类型的垃圾项目的复合物，包括塑料、棉、金属、玻璃等。这些不同质的项目一起加热会产生容器各部分不能均匀受热的问题，这将导致气体排放的不可预测性。但目前的热处理设备大都忽略了这一问题，因而导致这些设备只能处理注射器，而不能在同一系统中处理诸如纱布、绷带等软性废物。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种运用热处理的方法安全、彻底、高效地处理各种类型的医疗垃圾的方法和设备。
本系统能够处理各种类型的传染性医疗废物，包括人体活动物病变组织、外科包扎过程中产生的废物、输液管等废弃的一次性医疗用品、传染病区产生的各种污染物、患者治疗期间的废弃物、医院废水处理产生的污泥等。
医疗废物要加热到一个最好不低于195℃且最好不高于215℃的预先设定的温度，以熔化垃圾中所有的塑料部分，对利器物品和诸如纱布、绷带等软性废物进行消毒，使其无法辨认或无法再利用。另外，此单一的处理系统在发计上确保了从加热垃圾容器中排出的所有废气均进入一个预设的通径，从而保证了系统外面的操作环境免遭空气传播的生物和化学污染物的侵袭。这依靠一个置于处理容器和排气装置之间的过滤器完成，最好是一个抗滤过性病原体的/抗菌的除臭过滤器。最后，对不确定的废物合成物的不均匀加热会产生不一致和不可预知的气体排放，这一问题是通过一个能够在放置滤毒罐的腔室内为气体膨胀提供额外安全空间的蓄气器解决的。
对医疗垃圾进行热处理的设备包含一个有内部机架的主体部分。内部机架确定了一个室，用来接收盛医疗垃圾的容器。此室连接着抗滤过性病原体的/抗菌的过滤器，用来除去废气(或称脱气)中的生物和化学污染物。当盛垃圾的容器进入室后，关闭装置把容器密封在室中，同时热源使室内温度升高到195℃以上215℃以下，对医疗废物进行消毒和销毁。主体部分中装有一个气流装置，用来形成预定的空气和气流，帮助把排出的废气导经过滤器。这由关闭装置和放置容器的室里产生的负压完成。负压还帮助防止来自主体部分的排出物的外流。
本实用新型还提供一种热处理医疗废物的方法。这种方法包括以下步骤把垃圾项目集入一个容器中；关闭盖子；然后加热容器到达一个温度，此温度最好高于195℃低于215℃，在此期间容器的盖子密封至容器的底部；来自加热阶段的废气然后被抗滤过性病原体的/抗菌的过滤器过滤。本方法还包括提供一个蓄气器作为额外空间来解决在加热非确定的废物合成物时产生的不一致的和意外的气体排放。另外，本方法能够通过在装有容器和关闭装置的室内形成负气压将容器加热时产生的所有脱气导入一个预先设定的通径。
本实用新型的有益效果和优点在于1、本实用新型能够处理各种类型的传染性医疗废物，包括人体活动物病变组织、外科包扎过程中产生的废物、输液管等废弃的一次性医疗用品、传染病区产生的各种污染物、患者治疗期间的废弃物、医院废水处理产生的污泥等。因此在处理之前无需对垃圾进行分类，可以对塑料、棉、金属、玻璃等各种材料的医疗废物进行统一处理，省时省力。
2、本实用新型的优点还在于它不会对外界环境造成污染。垃圾加热时排出的所有废气均经过一个预设的通径进入抗滤过性病原体的/抗菌的/木炭过滤器，从而确保所有由空气传播的污染物得到彻底的清除。
结合附图说明，本实用新型的优点将更加显而易见。
图1是本实用新型的侧面示意图图2是本实用新型在关闭装置处于闭合状态时的侧面示意图；图3是本实用新型在关闭装置处于闭合状态时的顶视图；图4是本实用新型的电路的示意图；图5是显示由本实用新型的冷却装置产生的负气压的示意图；图6是显示流经本实用新型的气流的侧视图；图7是显示流经本设备的冷却气流的顶视图；图8是本实用新型和冷却气流的侧视图；图9是显示本实用新型的过滤器和过滤气流的顶视图。
具体实施方式
本实用新型的优点在于提供了可以对所有类型的医疗垃圾进行杀菌和毁灭的一个独立的原地处理系统。这点是通过确保从加热的垃圾容器中排出的所有废气均进入一个预设的通径来实现的。另外，在处理容器和排气装置之间有一个过滤器，最好是一个抗滤过性病原体的/抗菌的/木炭过滤器。排出的废气被在关闭装置和腔室中产生的负气压导入过滤器，以确保所有由空气传播的污染物得到彻底地清除。本实用新型还包括一个处理成分未定的废物负荷加热时产生的意外气体膨胀的方法。
图1至图9从不同角度展示了本实用新型中的设备。图1和图9分别是装有滤毒罐26的设备10的侧视图和顶视图。本实用新型10包括主体部分12和关闭装置40。主体部分12包括外部机架14和内部机架20。内壳25位于外部机架14和内部机架20之间。外部机架14和内部机架20共同在主体部分12中确定了一号室18。内部机架20和内壳25共同确定了二号室22。另外，内部机架20在本实用新型10的主体部分12内部确定了三号室24。三号室24用来接收填满医疗废物28的容器26。在图1中，关闭装置40处于开启状态，此时滤毒罐26被放进三号室24中进行消毒和处理。本实用新型10的主体部分12可以由任何能够经受住杀菌热量范围和周期的刚性材料构成，比如不锈钢金属片或塑料。
图1中还揭示了蓄气器30和过滤器38的特征。蓄气器30可以是一根导管，穿过内部机架20和开口32伸进一号室18内。蓄气器30用来为来自容器26和三号室24的气体提供一个安全空间，这些气体是在加热废物28的过程中产生的。管30可以由金属、硅树脂橡胶、或聚四氟乙烯制成。管30的开口端35在一号室18内，用来导入周围的空气以净化三号室24。
过滤器38通过一根穿过内部机架20的管34(可以是管道或其他传输连接装置)连接着三号室24。过滤器38最好是一个抗生材料过滤器，比如那些能够滤除滤过性毒菌和细菌物质的材料。木炭是与过滤器38一起用的首选材料。一个双阶段的、抗滤过性病原体的/抗菌的木炭过滤器能够吸附垃圾处理废气中传播的病毒和细菌。容器26加热时，过滤器38便处理三号室24中排出的废气。
本实用新型还包含一个气体流通及排放装置50，与过滤器38和蓄气器30协同起作用。气体流通及排放装置50确保了气流沿预定的方向流经一号室18。它通过主体部分12底部的若干开口48引入外部的空气。当盖子40关闭时，气体流通及排放装置50在滤毒罐26和内部机架20之间的空间中，也就是三号室24中产生负气压，这样就避免了医疗废物28加热和消毒过程中危险气体和传染性微生物从设备10外泄。另外，气体流通及排放装置50还用来冷却外部机架围墙16和过滤器38。
如图2和图3所示，本实用新型10的关闭装置40处于闭合状态，此时设备10正在运转中。装有医疗垃圾28的容器26已被放置在三号室24中。容器26最好为圆柱形，但其他形状也可以。容器26是一个改进了的金属罐，有一个专用帽子46。容器26装满医疗废物28后，帽子46上的通风口27便被密封。关闭装置40已经从图1中最初的开启位置调整到关闭位置。关闭装置40包含一个通过装配装置42a和42b安装在外部机架14顶面70上的盖子41。装配装置42a和42b可以是枢轴、合叶等能够使盖子41开合的装置。跟装配装置42a和42b一起，还有一个附加的闭锁装置74，确保把盖子41固定在关闭状态。
帽子检测装置44用来确保帽子46在容器26上的存在。如果没发现帽子46，它将避免机器运转。帽子检测装置44包括一个有臂的微型开关76。微型开关76连接常规电路，有“开”“关”两个位置。当关闭装置40到达闭合位置时，盖子检测装置44会下落，与滤毒罐26上的帽子46接触。当接触到帽子46时，帽子检测装置44便停止下落，跳开微型开关76。如果没有在容器26上发现帽子46，帽子检测装置44会继续向下滑落。这将阻止设备10的运转因为微型开关和臂不会到达“开”的位置。
位于三号室24中的热源80把处理中的医疗废物加热到需要的温度。它包含一个加热带，围绕着内部机架20的外围。任何导热材料均可作为加热带。加热带最好由自动粘合的支持物或环夹固定在内部机架20中。在一个首选的模型中，热源80为一个能量为700-1000瓦的电棒加热器。热源80还可以被放在主体部分12中内部机架20附近的任何地方。例如，一个热盘可以被置于三号室24的底部。除电热器以外，任何标准的热源均可付诸应用。
照这样，医疗垃圾被积聚在容器26中，随后封闭容器。关闭装置40打开时，容器26被放进本实用新型10中的三号室24。三号室24在尺寸上比容器26稍微大7英尺左右，因而在容器26和内部机架20存在一个空隙。此空隙最好小于半英尺。一旦容器26就位，盖子41便关闭，同时帽子检测装置44、装配装置42和闭锁装置74各就其位以确保装有医疗废物28的滤毒罐26被密封在三号室24中的适当位置。当热源80升高到一个杀菌消毒和使废物难以被辨认和再使用的合适的温度，操作人员可以通过图3中所示的显示和控制面板78操纵容器26。容器26和垃圾项目26被加热到高于195℃低于215℃一个合适的温度，以确保对废物进行彻底的消毒和处理。
处理一罐垃圾的标准周期时间为两个半小时。在容器26进入本系统后，设备10用约20分钟把温度从室温提高到195℃。到达此需要的温度后，废物在此温度下加热至少90分钟。盖子41保持在闭合位置直到到达一个可靠的运行温度。然后在容器26被转移之前，它还要被冷却到约115DEG F.，此冷却过程需要大约40分钟。
在图4中可以看到本实用新型的基本的电路情况。本系统接受来自外界源极的110伏特交流电，此源极与电力开关130相连接。从电力开关130出发，接线包含一个线路滤波器132和电源142。线路滤波器132把电流分配给四个独立电路。这些电路包括加热器控制电路134、风扇控制电路136、盖子闭锁电路138和标签加热电路140。标签加热器(未示)为容器产生一个标签，用来显示容器26中的垃圾已经消毒处理完毕。此标签仅在加热周期顺利完成以后才产生。
从线路过滤器132以下，电路由电源142和本系统的直流电压144构成。系统复位开关146连接系统电压144，复位开关146接入微控制器150。微控制器150接收一系列输入151，输入151通过微控制器150与一系列输出170通电相连。另外，微控制器150通电连接着微开关76，微开关76与帽子检测装置44协力担当一个保险装置，从而控制本设备的动力。液晶显示板78也同样与微控制器150相连。
这一系列输入151通过微控制器150与输出170相通，其概述如下。盖子检测开关152、盖子门闩开关154和标签检测开关164都与微控制器150直接电接触。每个开关都是根据它所控制的设备的各个部分命名的。一系列热偶也被作为输入151提供给微控制器150。一对热偶156a和156b被提供给内部机架20。这些热偶156a和156b继而通过多级电路(MUX)166与放大器168相连接，然后进入微控制器150。一个基准热偶158与放大器168相连，用以弥补放大器168周围的温度。此外，一个空气温度热偶160和标签热偶162与多级电路166通电连接，多级电路166又同时与放大器168和微控制器150通电相连。
输出170通过固态继电器176a-176f连接着内部机架20，连接着两个排气风扇50a和50b，连接着盖子的闭锁装置74，连接着螺线管172，连接着标签分配器(未示)的标签加热器174。
回到图3，滤毒罐26内的垃圾28通常包含许多来自注射器等项目的热塑性物质。这些物质将在处理过程的加热步骤中熔化。一旦淬水，这些熔化的热塑性物质就会变成无毒的块状体，把输液器、管、针的锋利的边缘和尖都包在树脂内。医疗垃圾28因此变得不可辨认或不可被再利用，消毒直到加热和淬水过程。垃圾28也可能包含非热塑性的物质和软性废物。加热给这种垃圾消毒，使它们可以与普通垃圾一起处理。
下面说明管30的优点和功能。当医疗垃圾，或任何有多种物质组成的废物被加热时，此物质并不能有序地受热。这种不同成分的物质的同时加热有时会导致相关联的不可预测的加热和气体膨胀问题。本实用新型在设计时特别考虑处理这一问题。
滤毒罐26上有一个通风口27，允许气体在加热中流出滤毒罐26。气体最初由于预定的气流流向过滤器38，然后迅速填充容器26周围的三号室24中的空间。当三号室24被填满时，气体进入管30。管30为从容器26排出的气体提供额外的安全空间。管30使系统10具有处理对特定的医疗垃圾不一致加热这一问题的能力。不同的导热率，不同的脱气，和来自相关联的不规则的医疗废物和不均匀的加热的不规则反应，有时候会引起不可预测的气体膨胀从容器26释放出来。管30中有充分的容量来处理这一气体流的矛盾，提供气体膨胀的安全空间。
开口32可以与一个蓄气器或其他额外气体储蓄装置相连，在此装置中多余的气体可以被储存直到被系统释放。蓄气器或管的一个优点在于消除了对一个有必要处理排放物体积变化的更大的三号室24的需求。因而只需要较少的热量来加热三号室24中容器26周围的空域。
在操作中，当容器26被加热时，医疗废物28不均衡的受热。在废物28中，有若干袋不同密度的废物，在不同的时间以不同的速度加热。比如说，垃圾28中有一袋酒精被加热，由于酒精的低沸点它将比周围的物质更早开始排放废气。这会产生快速且大体积的气体流动，这种气体流动会导致危险的空气和传染性的微生物从三号室24顶部逃出或者过快地通过过滤器后消散或被收集。为了容纳来自容器26的气流的意外增加，设备10中特意设置了管30。
在本实用新型10的一个首选模型中，过滤器38是一个双阶段木炭型过滤器。气体首先进入过滤器38的抗菌的/抗滤过性病原体的微生物和生物部分39，然后经过过滤器38的木炭部分43。为了使木炭型过滤器对排放物进行彻底有效的过滤，任何需要过滤的东西经过木炭时速度要慢，以便于木炭捕获和吸收气味。酒精是医疗垃圾中经常有的一种物质，其沸点很低。当酒精在本实用新型的运转中气化了，如果过滤器凉它将浓缩在过滤器上。因此过滤器的温度应该保持在高于酒精的凝结点的一个水平上，以避免酒精凝结在过滤器上。酒精和木炭之间有天生的亲和力，这将导致再浓缩的酒精覆盖在木炭周围，阻止木炭吸收气味。为了保持过滤器温度和阻止酒精凝结，三号室24产生的一些热量被允许辐射回过滤器38。这通过允许来自三号室的辐射热穿过内壳25加热过滤器筒38来实现，也通过限制过滤器38周围的冷却空气的流动来实现。各种各样的绝缘材料可以被装在内壳25上，绝缘使设备运行时保持一个可以接受的温度。
在任何废物负荷中都有病毒和细菌，它们会在温度到达能够杀死它们的温度之前就通过空气传播出去。抗滤过性病原体/抗菌的材料的应用和位置通过诱捕所有空气传播的病毒和细菌消除了这种可能。
废气沿一个预定的和受控的方向经过气体流通及排放装置50。气体流通及排放装置50把危险气体和传染性的微生物留在三号室24、管34和过滤器38内。这样通过要求废气在到达气体流通及排放装置50之前经过过滤器38，就保证了气流在本设备中时过滤器38能够诱捕到空气传播的细菌和病毒。
在图2、5和6中，可以更容易看到气体流通及排放装置50的特点。图5展现了在首选模型中气体流通装置50是位于本设备10背面60的一对风扇，50a和50b。一号风扇50a用来冷却外部机架14，同时提供空气和气流流经过滤器38的负气压。一号风扇50a在设备使用期间持续运行，其流速最好为15-25c.f.m.，这可以产生一个足够慢的气流使过滤器充分起作用。太高的流速不利于医疗垃圾的充分过滤，因为污染物不能在过滤器中停留足够的时间以被吸收。因此，污染物在过滤器38中的潜在时间越长，过滤器处理污染物的效率和能力越强。二号风扇50b用来引入外面的空气，在加热周期后冷却三号室24。此风扇最好以25-35c.f.m.的流速运转。
在图6上可以看到本实用新型10中有三股明显的受控制的气流。一号气流52包含了流经系统的大多数空气。一号风扇50a通过压力控制通风口48吸引了来自设备10外部的空气。一号室控制的气流52经过开口48被引进一号室18，朝气体流通装置50流动。同样地，气体流通装置50a在容器26和设备10的顶部产生负气压，经过过滤器38。负气压54与一号室控制的气流52汇合，流经56处的气体流通及排放装置50。这一预定的、一号室控制的气流52确保了设备10周围的工作环境免遭加热时从容器26中排出的微生物和危险废弃的侵袭。
在垃圾处理和冷却期间，一号室控制的气流52具有多重功能。一号室控制的气流52由位于高压62中的风扇50a产生。高压62是系统中一个完整部分，它是一个包住风扇50，把它和过滤器38同一号室18隔离开的框架。流经高压62的气流来自两个来源。气流的大半是一号室控制的气流52，它经过位于高压62的外围上、风扇通风口附近的一系列大的压力控制通风孔64。大量的一号室控制的气流52与经过木炭过滤器的空气混合，以预防高酒精浓度的不安全状况。其余的经过高压62的气体是有代表性的极小的部分，它源自下面将要讨论的净化气流。
一号室控制的气流52的第二个功能是使外部机架14保持在一个可以接受的温度。此外，过滤器38被放置在气流高压62中，极邻近内部机架20。一些处理热量被辐射进高压的空腔66中从而提高了它的温度。这使早先处理中的凝结物再度蒸发，避免了后面的处理阶段中在过滤器38上凝结。
本系统的二号气流90是净化气流。如此定义是因为这股空气流经三号室24，然后经过过滤器38。净化气流90经过设备顶部的一个大的排气管，再经过木炭过滤器38，然后汇入高压62内的主气流，最后从排气口56排出。
净化空气90从净化空气入口35——也就是蓄气器开口——进入三号室24并从底部到顶部席卷三号室24内部滤毒罐26和内部机架20之间的空间，以确保容器26周围有一层洁净空气形成的包层。容器26周围的这层由净化空气90形成的包层与蓄气器30协力提供一个附加功能，即吸收由沸腾的材料的任意爆裂引起的脱气压力脉冲。净化气流90担当运输工具，把脱气产物从容器26上部带到过滤器38。净化气流90的清扫作用同时保证了在医疗垃圾处理过程结束后设备10中没有残留的气味。
尽管净化空气90的量很小，但它比脱气产物的量要大得多。这保证了脱气到达过滤器38并避免了脱气在容器26上面集结。因此，一些具有高挥发性的医疗垃圾项目，如酒精，在最初加热蒸发后会有一部分凝结在过滤器38上，然后升了温的过滤器38和升了温的净化气流90的联合作用又使它再度蒸发。同样是高浓度的干净空气过滤蒸气，消除了处理过程中的异味。
本实用新型10中的三号气流是冷却气流96，如图6、7、8所示。二号风扇50b通过管97将外界空气94导入二号室22，形成冷却气流96。冷却气流96在一个加热周期结束后冷却二号室22、内部机架20和内壳25，流经内壳25底部的开口99后作为废气从排气口98排出。
权利要求1.一种医疗垃圾热处理设备，其特征是设备包括主体部分、热源、过滤器、气体流通及排放装置；主体部分包含一个关闭装置和三个室，其中三号室用来接收垃圾容器；热源是固定在三号室内的一个700-1000瓦的加热带，加热垃圾容器到195℃以上215℃以下；过滤器是一个由抗菌/抗滤过性病原体材料和除臭材料两部分构成的双重过滤器，位于主体部分中垃圾容器和排气装置之间，通过一根穿过内部机架的管与三号室相连接；气体流通及排放装置包括一对风扇，一号风扇用来冷却外部机架，同时提供空气和气流流经过滤器的负气压，二号风扇用来引入外面的空气，在加热周期后冷却三号室。
2.根据权利要求1所述的医疗垃圾热处理设备，其特征是蓄气器是一根穿过内部机架伸进一号室的导管，开口端在一号室内，用来导入周围的空气以净化三号室，同时为不同成分的垃圾同时加热时产生的气体膨胀提供一个安全空间。
专利摘要一种医疗垃圾热处理设备。它包含一个有内部机架的主体部分。内部机架确定了一个室，用来接收盛医疗垃圾的容器。此室连接着抗滤过性病原体的/抗菌的过滤器，用来除去废气中的生物和化学污染物。当垃圾容器进入室后，关闭装置把容器密封在室中，同时热源使室内温度升高到195℃以上215℃以下，对医疗废物进行消毒和销毁。主体部分中装有一个气体流通及排放装置，形成特定的气流将垃圾处理时产生的废气沿预定的路径导入过滤器。
文档编号F23G5/00GK2735176SQ200420042158
公开日2005年10月19日 申请日期2004年7月7日 优先权日2004年7月7日
发明者张松 申请人:张松