蒸汽灭菌系统及其操作方法与流程

1.本公开涉及特种消毒灭菌技术领域，尤其涉及一种蒸汽灭菌系统及其操作方法。


背景技术：

2.传统的立式蒸汽灭菌器通常是把蒸汽用水直接存放于立式灭菌器罐体底部，并在底部布置电加热管，直接在罐体内加热产生蒸汽，利用产生的蒸汽将存在于罐体内的空气置换出去。但是这种常规方案仍然存在换气不彻底、置换时间久以及灭菌效果差等技术缺陷。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.为解决上述现有技术中的传统立式蒸汽灭菌器所存在的上述技术问题之一，本公开提供了一种蒸汽灭菌系统及其操作方法。
5.(二)技术方案
6.本公开的一个方面提供了一种蒸汽灭菌系统，其中，包括灭菌罐体、蒸汽管路结构和抽排管路结构。蒸汽管路结构与灭菌罐体连接，用于产生蒸汽并向灭菌罐体输入蒸汽；抽排管路结构相对蒸汽管路结构与灭菌罐体连接，用于对灭菌罐体执行抽排操作；冷却管路结构相对蒸汽管路结构和抽排管路结构，对应于灭菌罐体的外表面设置，用于对灭菌罐体执行冷却操作。
7.根据本公开的实施例，灭菌罐体包括蒸汽导流管和蒸汽分布板。蒸汽导流管与蒸汽管路结构连通，穿设灭菌罐体的底部的壳体朝灭菌罐体的底部的内壁面弧形弯曲，以实现件将输入的蒸汽沿切向进入灭菌罐体；蒸汽分布板均匀分布有多个穿设蒸汽分布板的通孔，设置于蒸汽导流管上方，并与灭菌罐体的底壁面之间形成导流空间，使得通过蒸汽导流管输入的蒸汽经蒸汽分布板导流之后，自对应的多个通孔向上引出，实现蒸汽在灭菌罐体内的均匀分布。
8.根据本公开的实施例，蒸汽管路结构包括蒸汽发生器和蒸汽输入阀。蒸汽发生器与灭菌罐体的蒸汽导流管连接，用于产生蒸汽并通过蒸汽导流管向灭菌罐体输入蒸汽；蒸汽输入阀设置于蒸汽发生器和蒸汽导流管之间的管路上，用于控制蒸汽发生器的蒸汽输入。
9.根据本公开的实施例，蒸汽发生器包括电加热管和汽水分离件。电加热管盘设在蒸汽发生器中，用于对输入的水进行加热产生蒸汽；汽水分离件设置于电加热管上方，对应蒸汽发生器的出汽口设置，用于对蒸汽发生器产生的蒸汽进行汽水分离操作。
10.根据本公开的实施例，抽排管路结构包括水箱、循环泵、水过滤器、喷射泵和喷射输入阀。水箱用于提供蒸汽灭菌系统的蒸汽用水、抽排操作用水以及冷却用水；循环泵其入水口与水箱连接，用于对进入循环泵的水进行加压输出；水过滤器设置于水箱和循环泵之间的管路上，用于过滤进入循环泵的水箱的水；喷射泵其入水口与循环泵的出水口连接，其
出水口与水箱连接，用于提供抽排操作的动力；喷射输入阀位于循环泵和喷射泵之间的管路上，用于控制自循环泵向喷射泵的水输入。
11.根据本公开的实施例，喷射泵包括回流口、喷管、吸气室、混合管和减压管。回流口与灭菌罐体连接，用于在抽排操作中，接收灭菌罐体中抽出的水、空气和/或蒸汽；喷管具有可调节螺旋导流结构，作为喷射泵的入水口，用于接收经循环泵加压输入的水，并向喷射泵内部喷入；吸气室围设在喷管的外围，形成一吸气空间，用于在喷管输入水之后产生负压以实现对灭菌罐体内部的抽排操作；混合管对应连通喷管的末端和吸气室，用于为抽排操作中经回流口进入喷射泵的水、空气和/或蒸汽与经喷管喷入的水进行混合提供空间；减压管对应连通混合管并与水箱连接，用于对经混合管混合的混合水进行减压，以引导混合水回流至水箱。
12.根据本公开的实施例，抽排管路结构还包括抽排换热器和喷射回流阀。抽排换热器其入水口与灭菌罐体连接，出水口与喷射泵的回流口连接，位于喷射泵和灭菌罐体之间的管路上，用于对经过灭菌罐体的抽排口流出的水、空气和/或蒸汽进行换热操作，并引导经过换热操作的水、空气和/或蒸汽至喷射泵的回流口；喷射回流阀位于抽排换热器和喷射泵的回流口之间的管路上，用于控制经抽排换热器的换热操作之后的水、空气和/或蒸汽进入喷射泵。
13.根据本公开的实施例，蒸汽管路结构还包括蒸汽水输入阀，蒸汽水输入阀位于循环泵和蒸汽管路结构的蒸汽发生器之间的管路上，用于控制自循环泵向蒸汽发生器的水输入。
14.根据本公开的实施例，冷却管路结构包括冷却管、冷却换热器和冷却管阀。冷却管沿灭菌罐体的外表面围设，入水口与循环泵的出水口连接，用于接收循环泵的供水以对灭菌罐体进行冷却操作；冷却换热器其入水口与冷却管连接，出水口与水箱连接，位于水箱与冷却管之间的管路上，用于对经过冷却管的出水口流出的冷却水进行换热操作，并引导经过换热操作的冷却水回流至水箱；冷却管阀位于循环泵和冷却管之间的管路上，用于控制自循环泵向冷却管的水输入。
15.根据本公开的实施例，灭菌罐体还包括排扇，排扇位于灭菌罐体中，用于在冷却操作中在灭菌罐体内部产生强制对流。
16.本公开的另一方面提供了一种上述的蒸汽灭菌系统的操作方法，其中，包括：通过蒸汽灭菌系统的抽排管路结构和蒸汽管路结构对蒸汽灭菌系统的灭菌罐体执行抽排操作；响应于抽排操作的完成，通过蒸汽管路结构对灭菌罐体执行补汽灭菌操作；响应于补汽灭菌操作的完成，通过抽排管路结构和蒸汽灭菌系统的冷却管路结构对灭菌罐体执行冷却操作。
17.(三)有益效果
18.本公开提供了一种蒸汽灭菌系统及其操作方法。其中，该蒸汽灭菌系统包括灭菌罐体、蒸汽管路结构和抽排管路结构。蒸汽管路结构与灭菌罐体连接，用于产生蒸汽并向灭菌罐体输入蒸汽；抽排管路结构相对蒸汽管路结构与灭菌罐体连接，用于对灭菌罐体执行抽排操作；冷却管路结构相对蒸汽管路结构和抽排管路结构，对应于灭菌罐体的外表面设置，用于对灭菌罐体执行冷却操作。因此，能够通过设置于灭菌罐体之外的蒸汽管路结构实时向灭菌罐体提供蒸汽，缩短运行周期并提高蒸汽排出的彻底性，而且在没有真空泵的情
况下，利用抽排管路结构的水循环系统实现对灭菌罐体内部的抽真空排气等抽排操作，降低运营成本，提高操作效率；进一步地，利用冷却管路结构可以与抽排管路结构之间的高效配合，加速灭菌罐体的冷却速度，进一步缩短冷却时间，提高操作效率。
附图说明
19.图1示意性示出了根据本公开实施例的蒸汽灭菌系统的组成图；
20.图2示意性示出了根据本公开实施例的蒸汽灭菌系统的灭菌罐体的蒸汽导流管和蒸汽分布板的结构组成剖视立体图；
21.图3示意性示出了根据本公开实施例的蒸汽灭菌系统的蒸汽管路结构的蒸汽发生器的内部组成侧视图；
22.图4示意性示出了根据本公开实施例的蒸汽灭菌系统的抽排管路结构的喷射泵的组成剖视图；以及
23.图5示意性示出了根据本公开实施例的蒸汽灭菌系统的操作方法的流程图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
25.需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
26.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
27.并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
28.再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
29.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
30.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把他们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把他们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任
何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的代替特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
31.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
32.传统立式蒸汽灭菌器主要存在如下技术缺陷：
33.首先，换气不彻底。传统立式蒸汽灭菌器主要是利用蒸汽置换空气的方式实现换气，但是存在置换不彻底的风险，尤其是当待灭菌物品为空腔负载时，残存的不凝性气体(如空气团)会阻碍蒸汽穿透此点，造成该点因温度低于灭菌温度而无法完成有效灭菌。而且，灭菌器罐体内部直接加热产生蒸汽的传统方式，产生的蒸汽通常含有较多的不凝性气体和水分。不凝性气体如不能排除彻底，就会如前文，该点的灭菌温度会低于灭菌温度，影响灭菌效果；而且蒸汽中的含水量过高，则会直接打湿待灭菌物品，对灭菌完成后要求保持干燥状态的灭菌物品会十分不利。
34.此外，工作效率低。传统的蒸汽置换空气以及冷却排汽的过程时间过长影响工作效率。置换过程一般是通过时间来控制，为了相对彻底的将罐体内空气排除不得不将置换时间设置的较长；灭菌完成后，冷却排汽到开盖阶段，只能靠自然冷却或者外部风扇直吹罐体外壁的方式，效率极低，对于灭菌任务重的场合或时间，无疑会影响整个生产周期。
35.针对上述所提及的换气不彻底的情况，现有改进型立式蒸汽灭菌器通过采用真空泵，利用脉动真空的方式将灭菌罐体内空气机械性排除，这种方式虽然一定条件下可以尽可能是实现空气排除，但是真空泵的成本较高，使用在这种小型灭菌器上性价比很差，并不利于其后续的商业应用推广；另外，采用脉动真空的方式虽然也可加快整个灭菌的周期，但是对于灭菌物品为液体的情况，在温度较高时抽真空会使液体沸腾、飞溅，密闭液体甚至会爆炸，所以脉动真空的方式仅适合除液体外的物品灭菌。此外，改进型配置的真空泵通常都是液环式真空泵，这种真空泵在工作时需要用到液体(一般为水)，过程中使用的水会直接排向下水管道，造成水资源的浪费。而且，对于罐体内部的蒸汽用水，也通常是直接作为废水排出，这就进一步使得整个灭菌过程会浪费更多的水资源，不符合节能环保的新理念。
36.为解决上述现有技术中的传统立式蒸汽灭菌器所存在的上述技术问题之一，本公开提供了一种蒸汽灭菌系统及其操作方法。
37.如图1-图4所示，本公开的一个方面提供了一种蒸汽灭菌系统，其中，包括灭菌罐体、蒸汽管路结构和抽排管路结构。
38.蒸汽管路结构与灭菌罐体连接，用于产生蒸汽并向灭菌罐体输入蒸汽；
39.抽排管路结构相对蒸汽管路结构与灭菌罐体连接，用于对灭菌罐体执行抽排操作；
40.冷却管路结构相对蒸汽管路结构和抽排管路结构，对应于灭菌罐体的外表面设置，用于对灭菌罐体执行冷却操作。
41.灭菌罐体可以采用传统的立式蒸汽灭菌器的罐体，其内部空间可以用于作为样品或者样本等物品的灭菌空间，提供蒸汽灭菌环境，即在充入蒸汽的一定时间内可以对物品实现灭菌。
42.其中，灭菌罐体中在完成初始消毒灭菌之后或者在完成前一物品的消毒灭菌之后并进行待灭菌物品的放置或更换时，需要先保持灭菌罐体内外的气压一致，打开灭菌罐体，更换已灭菌物品为待灭菌物品或放置待灭菌物品，然后关闭内置待灭菌物品的灭菌罐体，执行灭菌操作。整个灭菌操作的过程包括对灭菌罐体执行抽排操作、对灭菌罐体的补汽灭菌操作以及对灭菌罐体同时进行的冷却操作，完成上述灭菌操作的各个操作步骤之后，即可以再次实现灭菌罐体内外气压一致，打开灭菌罐体，取出或更换已完成灭菌的物品。
43.蒸汽管路结构可以通电产生蒸汽，并将蒸汽充入灭菌罐体中，以提高灭菌罐体内部的温度值(最高可达150℃甚至更高)，对灭菌罐体中的物品实现蒸汽灭菌操作。由于蒸汽管路结构配备在灭菌罐体之外，能够使得其始终处于蒸汽产生状态，从而提高实时供应蒸汽的效果，有利于极大地缩短灭菌罐体的灭菌操作过程运行周期。同时，相对于在灭菌罐体中直接产生蒸汽的传统方式，也可以进一步在完成抽排操作等之后，能够尽可能降低灭菌罐体中残存蒸汽、水等。而且，利用蒸汽管路结构可以很好地配合抽排管路结构实现抽排操作，确保更为彻底地对灭菌罐体的抽排操作，并在后续的补汽灭菌阶段能够给予灭菌罐体更为充分的蒸汽充入效果，有利于实现汽水分离，避免多余的水跟随蒸汽进入灭菌罐体，从而改善灭菌效果，提高操作效率。
44.抽排管路结构与蒸汽管路结构共用一水源，利用水源供水分别实现蒸汽管路结构中的蒸汽生成，以及抽排管路结构中的抽排操作的动力，以取代真空泵的抽排作用，相对于传统灭菌器必须配备价格高昂的真空泵的情况，通过抽排管路结构可以直接利用水源的水实现针对灭菌罐体内的抽排操作，将灭菌罐体内部的空气、水、蒸汽等抽出。相对于只能通过真空泵实现灭菌罐体的抽排操作的传统方式，该抽排管路结构能够具有更低成本的优势，还可以实现对水源的水的重复循环利用，借助于水实现抽排操作，节能环保。
45.冷却管路结构与抽排管路结构和蒸汽管路结构共用同一水源，利用水源供水可以在抽排管路结构实现针对灭菌罐体的排气操作过程中，同时进行灭菌罐体的冷却操作，从而能够进一步缩短针对灭菌罐体的操作时长，加快操作速度，在保证灭菌效果的同时提高了操作效率。
46.因此，能够通过设置于灭菌罐体之外的蒸汽管路结构实时向灭菌罐体提供蒸汽，缩短运行周期并提高蒸汽排出的彻底性，而且在没有真空泵的情况下，利用抽排管路结构的水循环系统实现对灭菌罐体内部的抽真空排气等抽排操作，降低运营成本，提高操作效率；进一步地，利用冷却管路结构可以与抽排管路结构之间的高效配合，加速灭菌罐体的冷却速度，进一步缩短冷却时间，提高操作效率。
47.如图1-图2所示，根据本公开的实施例，灭菌罐体100包括蒸汽导流管101和蒸汽分布板102。
48.蒸汽导流管101与蒸汽管路结构连通，穿设灭菌罐体100的底部的壳体朝灭菌罐体100的底部的内壁面弧形弯曲，以实现件将输入的蒸汽沿切向进入灭菌罐体100；
49.蒸汽分布板102均匀分布有多个穿设蒸汽分布板102的通孔，设置于蒸汽导流管101上方，并与灭菌罐体100的底壁面之间形成导流空间，使得通过蒸汽导流管101输入的蒸汽经蒸汽分布板102导流之后，自对应的多个通孔向上引出，实现蒸汽在灭菌罐体100内的均匀分布。
50.如图2所示，蒸汽导流管101用于引导自蒸汽管路结构充入的蒸汽进入灭菌罐体100，该蒸汽导流管101设置在灭菌罐体100的下方，由于其结构设计，可以保证注入灭菌罐体100的蒸汽能够实现切向充注，即沿弧形弯曲的蒸汽导流管101的出口的切向方向向灭菌罐体100中注入蒸汽，从而相对于普通的直接垂直于灭菌罐体100的壳体内壁充注蒸汽的传统方式，能够使得蒸汽直接沿灭菌罐体100的弧形内壁充入，使得弧形内壁可以吸附更多的水滴，从而借助于该弧形内壁，使得进入灭菌罐体100的蒸汽能够实现进一步地汽水分离，从而进一步降低蒸汽含水量。借此，也可以使得蒸汽进入灭菌罐体100之后，可以在蒸汽分布板102的下方导流空间中形成蒸汽引流效果，蒸汽可以被灭菌罐体100的弧形内壁引流，从而确保该导流空间中的蒸汽不会紊乱，以确保其能够均匀地在灭菌罐体中分布。
51.蒸汽分布板102为均布圆孔的平板，置于灭菌罐体100底部，蒸汽被引入该灭菌罐体100之后，可以被蒸汽分布板102导流，自导流空间中均匀分布并通过蒸汽分布板102的通孔，自下而上逐步充满灭菌罐体100，从而能够借助于其均匀分布的通孔，实现蒸汽在灭菌罐体100中的均匀分布，更加有利于蒸汽在整个罐体内的分布。进一步地，除导流作用之外，该蒸汽分布板102还可以同时起到对待灭菌物品或者放置待灭菌物品的支撑架的支撑设置效果。而且，借助于该蒸汽分布板102能够进一步使得穿过通孔进入灭菌罐体100的灭菌空间的蒸汽含水量进一步降低，从而实现更好的汽水分离作用，降低灭菌空间中的含水量。
52.如图1和图3所示，根据本公开的实施例，蒸汽管路结构包括蒸汽发生器201和蒸汽输入阀202。
53.蒸汽发生器201与灭菌罐体100的蒸汽导流管101连接，用于产生蒸汽并通过蒸汽导流管101向灭菌罐体100输入蒸汽；
54.蒸汽输入阀202设置于蒸汽发生器201和蒸汽导流管101之间的管路上，用于控制蒸汽发生器201的蒸汽输入。
55.蒸汽发生器201由于处于灭菌罐体100之外，能够在通电的情况下即可以实现蒸汽制备，实现实时蒸汽输入的效果。
56.蒸汽输入阀202能够在关闭时切断蒸汽发生器201与灭菌罐体100之间的连通，组织蒸汽自蒸汽发生器201向灭菌罐体100的输入。反之，在蒸汽输入阀202打开的情况下，可以实现蒸汽发生器201中蒸汽向灭菌罐体100的输入。
57.因此，能够实现对蒸汽输入上述灭菌罐体100的自由灵活控制，实现蒸汽的实时通电备用，便于提高整个蒸汽灭菌系统的操作效率，减少不必要的操作等待时间。
58.如图1和图3所示，根据本公开的实施例，蒸汽发生器201包括电加热管211和汽水分离件212。
59.电加热管211盘设在蒸汽发生器201中，用于对输入的水进行加热产生蒸汽；
60.汽水分离件212设置于电加热管211上方，对应蒸汽发生器201的出汽口设置，用于对蒸汽发生器201产生的蒸汽进行汽水分离操作。
61.蒸汽发生器201中的电加热管211具有通电加热的效果，以弯曲形式盘绕设计，以
加大其与待加热水之间的接触面积，以利于加强蒸汽生成的效率。一般电加热管211需要在蒸汽发生器201中位于底部并通常没于水面以下。
62.汽水分离件212具有汽水分离结构，具体可以是多个间隔板以上下相邻的壳体之间的空间交错设计所形成导流结构，该导流结构一般是中心位置进入由电加热管211通电加热所生成的蒸汽，然后经导流结构相周边或者两侧导流，并输出该汽水分离件212，具体如图3所示。在此导流期间，多个间隔板能够借助于交错设计实现对蒸汽中的多余水分的分离，也即实现汽水分离，从而能够最大限度的降低进入灭菌罐体100内蒸汽中的含水量。
63.进一步地，如图1所示，设备通电后，蒸汽发生器201内电加热管211开始工作，水在加热过程中过会释放出溶解在水中的不凝性气体，因此，可以在蒸汽发生器201顶部安装排空气阀，以实现排除该蒸汽发生器201空间所存在的不凝性气体以及水中释放的不凝性气体，降低进入灭菌罐体100的蒸汽中的不凝性气体含量。
64.因此，借助于上述蒸汽发生器201能够最大可能的降低自产蒸汽中的不凝性气体含量并提高自产蒸汽的干燥度。蒸汽发生器201的电加热管211的控制逻辑可以设定为设备通电就开始加热制备蒸汽，而不用等待将待灭菌物品放入灭菌罐体内灭菌程序运行之后才开始加热，如此可以实现蒸汽实时待用，有效缩短蒸汽制备时间。
65.因此，在灭菌罐体100的补蒸汽阶段，蒸汽从蒸汽发生器201出来后经过蒸汽输入阀202、蒸汽导流管101，通过蒸汽导流管101以切向方向进入灭菌罐体100内，然后通过蒸汽分布板102均匀的充满整个罐体。其中，注入灭菌罐体100内的蒸汽会通过设置在灭菌罐体100上的压力传感器检测。其中，灭菌罐体100上还设置有安全阀，以用于在灭菌罐体100中意外高压力的情况下，能够起到泄压作用。
66.如图1和图4所示，根据本公开的实施例，抽排管路结构包括水箱301、循环泵302、水过滤器303、喷射泵304和喷射输入阀305。
67.水箱301用于提供蒸汽灭菌系统的蒸汽用水、抽排操作用水以及冷却用水；
68.循环泵302其入水口与水箱301连接，用于对进入循环泵302的水进行加压输出；
69.水过滤器303设置于水箱301和循环泵302之间的管路上，用于过滤进入循环泵的水箱的水；
70.喷射泵304其入水口与循环泵302的出水口连接，其出水口与水箱301连接，用于提供抽排操作的动力；
71.喷射输入阀305位于循环泵302和喷射泵304之间的管路上，用于控制自循环泵302向喷射泵304的水输入。
72.水箱301能够作为本公开实施例的蒸汽灭菌系统的水源，可以提供包括蒸汽用水、抽排操作用水以及冷却用水等，从而能够使得该蒸汽灭菌系统具有一完整的水循环利用系统。其中，水箱301上设置有液位计，该液位计可以应用于在水箱301的液位实时检测的效果，并在检测到低液位时，水箱301的进水阀门开启，实现水箱301的自动补水，并在检测到高液位时，自动停止对水箱301的自动补水。相应地，会通过设置一定的注水阀门来对该水箱301的补水进行控制。通过该水箱301的水源作用，能够起到良好的水循环效果，节省水资源，提高水重复利用率。
73.循环泵302为一水驱动泵，能够提供水箱301中的水的泵入或者泵出的驱动力，将水箱301中的水抽出，并经循环泵302加压输出。具体地，该循环泵302所输出的水输入到蒸
汽发生器201可以用于作为蒸汽用水，输入到喷射泵304可以用作抽排用水，输入到冷却管路结构可以用作冷却用水。
74.水过滤器303用于对水箱301输向循环泵302的水进行过滤，如此，便可以实现对于经过作为蒸汽用水、冷却用水以及抽排用水的水进行过滤实现高效的重复利用效果。
75.喷射泵304作为本公开实施例的蒸汽灭菌系统的抽排动力机构，能够借助于循环泵302泵入的水箱301的水，对喷射泵304所连通的灭菌罐体100进行抽排，实现蒸汽抽排和补气抽排操作，具体如真空泵的抽真空作业操作类似。
76.喷射输入阀305用于在关闭时，阻止循环泵302输出的水箱301的水进入喷射泵304，停止抽排操作，同时保证水箱301的水能够进入蒸汽发生器201或者冷却管路结构，实现相应的补汽操作或者冷却操作等。此外，喷射输入阀305还用于在打开时，连通循环泵302和喷射泵304，使得喷射泵304可以借助于循环泵302加压输送的水实现抽排操作。
77.如图1所示，抽排管路结构可以实现对灭菌罐体100中已使用过的废汽、废水等抽出，并抽回至水箱301中，通过水箱301结合水过滤器303实现对其的重复利用，同时可以借助于循环泵302将水箱301中的水加压输送至蒸汽发生器201以及冷却管路结构中去分别作为蒸汽用水和冷却用水。而且，在抽取灭菌罐体100中的废汽(已使用过的蒸汽)、废水等时，喷射泵304可以充分利用循环泵302加压输送的水箱301的水实现对灭菌罐体100的抽取，实现几乎彻底地抽出灭菌罐体100中的废汽的效果。换言之，借助于抽排管路结构，可以使得本公开实施例的蒸汽灭菌系统实现对废汽、废水等重复利用，节约水资源，同时还能够实现灭菌罐体100的负压抽取效果，从而能够取代价格高昂的真空泵，且抽取效果与传统真空泵的抽取效果差不多甚至更好。
78.因此，可以在灭菌参数、条件一致的情况下，相对于传统的真空泵形式的灭菌器，本公开实施例的蒸汽灭菌系统能够借助于上述抽排管路结构和蒸汽管路结构等配合，尽量缩短相应程序运行整个周期所需要的时间。
79.如图1和图4所示，根据本公开的实施例，喷射泵304包括回流口341、喷管342、吸气室343、混合管344和减压管345。
80.回流口341与灭菌罐体100连接，用于在抽排操作中，接收灭菌罐体100中抽出的水、空气和/或蒸汽；
81.喷管342具有可调节螺旋导流结构，作为喷射泵304的入水口，用于接收经循环泵302加压输入的水，并向喷射泵304内部喷入；
82.吸气室343围设在喷管342的外围，形成一吸气空间，用于在喷管342输入水之后产生负压以实现对灭菌罐体100内部的抽排操作；
83.混合管344对应连通喷管342的末端和吸气室，用于为抽排操作中经回流口进入喷射泵304的水、空气和/或蒸汽与经喷管342喷入的水进行混合提供空间；
84.减压管345对应连通混合管344并与水箱连接，用于对经混合管344混合的混合水进行减压，以引导混合水回流至水箱301。
85.如图4所示，喷射泵304具体包括带可调节螺旋导流结构的喷管342、吸气室343、混合管344、减压管345、32进气管。通过循环泵302加压输送至喷射泵304的高速高压水流射入到喷管342内表面时，借助于其所具有的可调节螺旋导流结构，可以在喷管342的锥形内壁上形成强烈的旋转流场，在可调节螺旋导流结构的整流、引导下，使得具有切向动量的高速
旋转水流获得向喷管342流出方向的动量，再经过喷管342的喷嘴的缩放段实现进一步增速，在喷管342的喷嘴出口形成高速的旋转射流，使得喷管342的喷嘴内流体迅速掺混，在喷嘴出口处形成卷吸力，提高喷嘴出口的卷吸程度，在吸气室343中形成负压效果，使其更容易通过回流口341抽吸灭菌罐体100中的流体(如空气、蒸汽和废水等)。其中，借助于上述所提及的可调节螺旋导流结构，可以通过调节可调节螺旋导流结构在喷管342中的深入量来改变射流旋流强度，从而实现对吸气室中负压力的调节。
86.吸气室343形成的负压效果使得通过回流口341进入的流体具有高速特性，其进入吸气室343之后，与自喷管342中喷出的抽排用水在混合管344中实现剧烈混合和能量交换，借此实现对喷出的水和抽取的流体进行快速降压降速，再进一步通过减压管345扩张效果，进一步对上述的混合流体进行减压减速，使得最终回流进入水箱301中的水的压力较小，避免溅水等情况出现，同时可以维持良好的抽吸效果，实现对真空泵的取代效果，同时也能够保证对灭菌罐体100中的废水、废汽等的重复利用，节省水资源。
87.与灭菌器常用的市售真空泵相比，该喷射泵304能够在抽真空能力大致相同甚至更好的情况下，具有结构更为简易、造价成本低以及噪音极小等优势。而且，该喷射泵304能够强制性将灭菌罐体100中的气体和废水等抽取出来并减压减速之后输送回水箱301中实现重复利用，尽量降低该蒸汽灭菌系统在操作运行过程中对水资源的消耗，且在用于空气排除阶段以及排汽冷却阶段等操作过程中也可以明显缩短排气时间，能够极大缩短每次灭菌操作运行周期。其中，上述喷射泵304的抽排操作过程只与其相应的结构性能相关，而排除了技术、经验以及时间等因素的影响。
88.其中，借助于具有带可调节螺旋导流结构的喷管342中的螺旋导流结构的深入深度可以改变射流的旋流强度，在实际使用时可以借此来达到对喷射泵304的最大吸力的精准调节，使其更容易抽吸空气、蒸汽等，能够实现抽吸力的自由灵活调节，具有更高的场景应用灵活度，可以应用于不同的灭菌环境和场景中。
89.如图1和图4所示，根据本公开的实施例，抽排管路结构还包括抽排换热器306和喷射回流阀307。
90.抽排换热器306其入水口与灭菌罐体100连接，出水口与喷射泵304的回流口341连接，位于喷射泵304和灭菌罐体100之间的管路上，用于对经过灭菌罐体100的抽排口流出的水、空气和/或蒸汽进行换热操作，并引导经过换热操作的水、空气和/或蒸汽至喷射泵304的回流口341；
91.喷射回流阀307位于抽排换热器306和喷射泵304的回流口341之间的管路上，用于控制经抽排换热器306的换热操作之后的水、空气和/或蒸汽进入喷射泵304。
92.如图1所示，抽排管路结构可以借助抽排换热器306与灭菌罐体100相连通，抽排换热器306作为一种降温冷却用的换热设备，可以对流经的灭菌罐体100中的蒸汽和废水、空气等进行降温冷却等换热操作，使得其进入喷射泵304的回流口341中的流体温度保持降低的水平。
93.喷射回流阀307用于控制自灭菌罐体100的流体回流进入喷射泵304的管路，当该喷射回流阀307关闭时，该管路封闭，灭菌罐体100的流体无法顺利回流至喷射泵304，当该喷射回流阀307打开时，该管路连通，灭菌罐体100的流体可以经喷射泵304内部所形成负压吸引回流至喷射泵304中。
94.如此，便可以实现对抽排管路结构的运行的控制，防止因对喷射泵304的误操作，导致对灭菌罐体100的误抽吸操作，也可以防止在灭菌罐体100的灭菌过程中，因罐体内部的压力变化导致残存在喷射泵304中的流体被反吸回灭菌罐体100中。而且，在此过程中，通过抽排换热器306能够使得回流至喷射泵304的流体处于低温状态，防止对抽排管路结构中的管路、喷射回流阀307以及喷射泵304等造成高温伤害，影响抽排管路结构的使用寿命。
95.如图1、图3和图4所示，根据本公开的实施例，蒸汽管路结构还包括蒸汽水输入阀203，蒸汽水输入阀203位于循环泵302和蒸汽管路结构的蒸汽发生器201之间的管路上，用于控制自循环泵302向蒸汽发生器201的水输入。
96.蒸汽水输入阀203用于在循环泵302和蒸汽管路结构的蒸汽发生器201之间对进入蒸汽发生器201中的蒸汽用水进行控制，在蒸汽水输入阀203打开时，蒸汽发生器201可以与循环泵302连通，并且接收循环泵302加压输送的经水过滤器303过滤之后的水箱301的水作为蒸汽用水；相反，在蒸汽水输入阀203关闭时，蒸汽发生器201与循环泵302之间断开连通，循环泵302的加压水无法再经过蒸汽水输入阀203进入蒸汽发生器201。
97.借此，可以实现对蒸汽管路结构的阻隔和连通的控制过程，避免经循环泵302加压输出的抽排用水或冷却用水在非蒸汽发生需要的阶段直接进入了蒸汽管路结构，从而有助于实现对循环泵302输出水的分开利用，避免出现错误。
98.其中，该蒸汽水输入阀203的开闭控制具体可以根据蒸汽发生器201中液位水平进行调节。该蒸汽发生器201上设计有液位计213，该液位计213可以实现针对蒸汽发生器201中的液位实时检测效果，并在检测到低液位时，实现该蒸汽水输入阀203控制打开，对蒸汽发生器201的自动补水，并在检测到高液位时，实现该蒸汽水输入阀203控制关闭，自动停止对蒸汽发生器201的供水。如此，便可以实现对蒸汽发生器201中的水位的自动控制，使得蒸汽发生器201中的水位始终保持在正常水位水平，从而使得蒸汽发生器201可以具有实时产生蒸汽的效果，从而能够实现对该灭菌罐体100的实时蒸汽补入。
99.其中，蒸汽发生器201上还设置有至少一个的压力传感器，用于对蒸汽发生器201中的压力进行检测，当该蒸汽发生器201的蒸汽制备生成过程中，蒸汽发生器201中的压力达到一设定值时，可以控制该蒸汽发生器201的电加热管停止对水的继续加热，从而有效避免蒸汽发生器201中的压力过大，防止安全事故的发生。而且，蒸汽发生器201上还具有安全阀，若上述压力传感器损坏的情况，该安全阀会响应开启，用于对蒸汽发生器201中的高压力蒸汽进行泄释，避免压力过大造成的安全事故产生，保证人员和设备安全。
100.如图1-图4所示，根据本公开的实施例，冷却管路结构包括冷却管401、冷却换热器402和冷却管阀403。
101.冷却管401沿灭菌罐体100的外表面围设，入水口与循环泵302的出水口连接，用于接收循环泵302的供水以对灭菌罐体100进行冷却操作；
102.冷却换热器402其入水口与冷却管403连接，出水口与水箱301连接，位于水箱301与冷却管401之间的管路上，用于对经过冷却管401的出水口流出的冷却水进行换热操作，并引导经过换热操作的冷却水回流至水箱301；
103.冷却管阀403位于循环泵302和冷却管401之间的管路上，用于控制自循环泵302向冷却管401的水输入。
104.冷却管401可以是铜管等金属管，以螺旋缠绕的方式围设在灭菌罐体100的外围，
对灭菌罐体100的外表面进行包覆，当冷却管401中通入冷却水之后，冷却管401借助于自身的热传导性，可以对灭菌罐体100中的热量进行吸收，实现对灭菌罐体100中的内部的快速散热降温，实现冷却加速效果。其中，冷却管401流出到冷却换热器402的冷却水为吸收了灭菌罐体100的热量的水，具有一定热量，需要通过冷却换热器402对其再作进一步地冷却降温，形成低温水再回流至水箱301，从而能够减少对水箱301中的水温的影响，也能够保证冷却管路结构的有效运行，降低冷却管401中流出的具有热量的水对冷却管路结构的负面影响。其中，循环泵302的加压作用可以实现冷却水在冷却管路结构中的流动，并回流至水箱301，实现冷却循环效果。
105.冷却管阀403可以在打开时，使得冷却管401和循环泵302之间连通，循环泵302加压输送的水能够进入冷却管401，实现对灭菌罐体100的冷却操作，冷却管阀403可以在关闭时，阻止冷却管401和循环泵302之间连通，使得循环泵302的加压输送的水不能进入冷却管401，只能进入喷射泵302或者蒸汽发生器201中实现相应的抽排操作或者蒸汽发生操作。
106.其中，需要特别说明的是，冷却管阀403、蒸汽水输入阀203以及喷射输入阀305三者之间可以借助于至少一个的二通管或者三通管，实现与循环泵302的输出口之间的连接，并分别对应控制循环泵302输出的水用作冷却用水、蒸汽用水和抽排用水，并且冷却管阀403、蒸汽水输入阀203以及喷射输入阀305等之间的打开或关闭可以根据不同的操作阶段进行分别控制，也即可以同时打开也可以对应的一个或者其中两个打开，具体依照实际操作需要进行调整。
107.因此，借助于该冷却管路结构可以借助于热传导和热辐射的方式极大地缩短灭菌罐体100的冷却时间，从而进一步地在灭菌参数、灭菌条件等一致的情况下，尽量缩短程序运行整个灭菌周期所需要的时间。
108.如图1所示，根据本公开的实施例，灭菌罐体100还包括排扇103，排扇103位于灭菌罐体100中，用于在冷却操作中在灭菌罐体100内部产生强制对流。
109.排扇103可以为机械密封式或磁力耦合式风扇，位于该灭菌罐体100的上封头上，并在通电之后在灭菌罐体100中产生强制对流，加快罐体内的冷却速度，缩短冷却时间，进一步地在灭菌参数、灭菌条件等一致的情况下，尽量缩短程序运行整个灭菌周期所需要的时间。
110.借助于上述缠绕灭菌罐体100的冷却管401和上述的排扇103，能够满足液体物品的灭菌过程需要，从而实现对液体物品的灭菌操作。
111.如图5所示，本公开的另一方面提供了一种上述的蒸汽灭菌系统的操作方法，其中，包括操作s501-s503。
112.在操作s501中，通过蒸汽灭菌系统的抽排管路结构和蒸汽管路结构对蒸汽灭菌系统的灭菌罐体执行抽排操作；
113.在操作s502中，响应于抽排操作的完成，通过蒸汽管路结构对灭菌罐体执行补汽灭菌操作；
114.在操作s503中，响应于补汽灭菌操作的完成，通过抽排管路结构和蒸汽灭菌系统的冷却管路结构对灭菌罐体执行冷却操作。
115.对于本公开实施例的上述蒸汽灭菌系统而言，如图1-图4所示，若要实现对待灭菌物品的灭菌操作，实现整个灭菌周期，可以依照下述操作步骤实现：
116.首先，如图1和图4所示，在完成上下灭菌物品的灭菌操作之后或者在首次使用该灭菌罐体100进行灭菌操作时，将待灭菌物品放置到灭菌罐体100中的架体上，然后关闭灭菌罐体100的顶盖或者上封头，保持灭菌罐体100的密封状态。
117.此时，打开喷射输入阀305、喷射回流阀307、蒸汽水输入阀203保持打开状态，同时对冷却管阀403保持关闭状态，启动循环泵302抽取水箱301中的水，将其经水过滤器303进行过滤之后，经循环泵302通过喷射输入阀305进入喷射泵304，喷射泵304中产生对回流口341的负压，对灭菌罐体100中的流体(水、空气、蒸汽等)进行负压吸取，并将其通过喷射泵304回流至水箱301中，实现对灭菌罐体的抽排效果，同时实现对灭菌罐体100中的水的循环利用。
118.同时，为确保对灭菌罐体100中的流体进行更为彻底的抽排，需要在每次针对灭菌罐体100中的喷射泵304的抽排操作之后(具体可以根据气压变化情况定)，控制蒸汽输入阀202打开，实现将蒸汽发生器201中实时加热产生的蒸汽输入到灭菌罐体100中，实现灭菌罐体100中的气压恢复到与常压相一致。此时，喷射回流阀307控制关闭。然后，再次控制蒸汽输入阀202关闭，并打开喷射回流阀307，继续启动喷射泵304进行抽排操作。如此往复多次，直至灭菌罐体100中的残存流体基本抽排殆尽，实现灭菌罐体100的抽排操作。
119.之后，由于抽排操作完成之后的灭菌罐体100中的气体环境上尚不具有蒸汽灭菌的条件，如图1-图3所示，控制关闭喷射回流阀307和喷射输入阀305，停止喷射泵304的抽排操作，同时保持冷却管阀403的关闭状态以及蒸汽水输入阀203和蒸汽输入阀202的打开，利用电加热管211的实时通电加热，实现对蒸汽发生器201中的蒸汽生成，借助于蒸汽发生器201中的高压蒸汽环境将生成的蒸汽通过蒸汽输入阀202输入到灭菌罐体100中，实现对灭菌罐体100中的蒸汽补入的补汽操作。在此过程中，灭菌罐体100中的蒸汽含量逐渐增大，温度逐渐升高，并利用灭菌罐体100中的温度检测传感器，在其达到设定的温度值时关闭蒸汽输入阀202，停止继续补入蒸汽，此时灭菌罐体100中的待灭菌物品处于蒸汽高温封闭环境中，等待设定时间之后，即可以实现对该待灭菌物品的蒸汽灭菌操作。
120.其中，在此补汽过程中，蒸汽发生器201利用汽水分离件212对蒸汽进行第一步的汽水分离操作，初步降低输入灭菌罐体100中的含水量，并通过灭菌罐体100底部的蒸汽导流管101实现以切向方向对进入灭菌罐体100的蒸汽的引流，实现再一次的汽水分离，并利用蒸汽分布板102的配合设计，更进一步地实现汽水分离效果，极大降低灭菌罐体100中的含水量，使得蒸汽输入的升温速度能够具有高可控效果。
121.需要说明的是，灭菌罐体100中具有压力传感器，检测其中的气压，并利用配合设置的安全阀对高于一定设定气压值的灭菌罐体100进行泄放，避免内部压力过高而出现人员和设备安全问题。而且，灭菌罐体100中的蒸汽最终可以经抽排操作通过抽排管路结构回流至水箱301，且水箱301中的水经水过滤器303过滤之后，被循环泵302加压输送回蒸汽发生器201进行蒸汽生成，借此能够实现对蒸汽用水的循环重复利用。
122.最后，如图1所示，可以打开冷却管阀403，利用循环泵302将水过滤器303过滤之后的水箱301的水加压输送至冷却管401中，借助于冷却管401对灭菌罐体100中的热量的吸收，将灭菌罐体100的热量经冷却管401带出，并利用冷却换热器402对这些具有一定热量的水进行降温冷却，回流至水箱301中，实现对冷却用水的循环重复利用。同时，可以打开灭菌罐体100中的排扇103，使得排扇103能够在灭菌罐体100中产生强制对流，与冷却管401配
合，加速实现灭菌罐体100中的内部的散热，实现更快速的降温冷却效果，直至完成冷却操作，从而在灭菌参数、条件一致的情况下，尽量缩短程序运行整个周期所需要的时间。
123.与此同时，若打开喷射输入阀305和喷射回流阀307，借助于循环泵302提供的抽排用水，喷射泵302可以实现对灭菌罐体100中的流体的抽排，实现排汽效果，以尽可能加速灭菌罐体100中的流体的流出，利用抽排换热器306的换热降温，实现灭菌罐体100的灭菌操作后的更快速的降温。其中，若喷射泵304的吸气量为5m3/h，初始灭菌罐体100的罐体容积100l，抽真空限度为20kpa，则单次排除80l空气耗费时间约为80/(5*1000/3600)＝58秒，为达到99％以上的空气排除率，所耗总时间也在5分钟以内(包含注入空气时间)，而相比蒸汽置换空气所需的10分钟/15分钟大大缩短。在排汽冷却阶段，喷射泵304在该阶段会强制排出罐体内蒸汽和热空气，并且灭菌罐体100还可以同时向罐体内注入常温的空气，这种机械式的强制排气相比自然冷却也会大幅缩短冷却时间。
124.其中，关于上述注入常温的空气的操作涉及：完成上述抽排操作、补汽灭菌操作和冷却操作之后，还需要保证灭菌罐体100内外气压一致的情况下，才可以实现灭菌罐体100的打开，并顺利取出已经完成灭菌操作的物品。此时，需要借助于灭菌罐体100上设置的空气过滤器141和空气阀142，使得灭菌罐体100实现内部压力与外界大气保持一致的效果。其中，空气过滤器141可以对进入灭菌罐体100的大气进行过滤，防止杂质进入，影响后续灭菌效果。空气阀142控制该连通进气的管路的开合，以在灭菌操作中保持灭菌罐体100的密闭状态，以及在完成灭菌操作后可以将灭菌罐体100与外界连通。
125.因此，能够通过设置于灭菌罐体之外的蒸汽管路结构实时向灭菌罐体提供蒸汽，缩短运行周期并提高蒸汽排出的彻底性，而且在没有真空泵的情况下，利用抽排管路结构的水循环系统实现对灭菌罐体内部的抽真空排气等抽排操作，降低运营成本，提高操作效率；进一步地，利用冷却管路结构可以与抽排管路结构之间的高效配合，加速灭菌罐体的冷却速度，进一步缩短冷却时间，提高操作效率。
126.至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。
127.以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。