一种主机可热消毒的血液透析用制水设备及其温度补偿、消毒方法与流程

1.本发明涉及医用纯水领域，具体涉及一种主机可热消毒的血液透析用制水设备及其温度补偿、消毒方法。


背景技术：

2.在通常的血液透析用制水设备中，设备主要由原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、平衡器、一级高压泵、一级ro系统、二级高压泵、二级ro系统和电气控制系统组成。目前血液透析用制水设备主要有以下几种弊端：（1）ro主机无热消毒。目前市场上的设备，主要通过各自公司开发的热消毒装置，对为血液透析机供水的外循环管路进行热消毒来达到控制微生物和细菌超标的问题，例如血液透析用制水设备专利cn209759147u一种双级直供血液透析用制水装置，cn211836601一种血液透析用制水设备和热消毒专利cn104474903b电磁加热装置及血液透析用超纯水制备系统、cn210084996u一种使用电磁加热且具有消毒功能的血液透析用制水设备等专利。
3.（2）设备运行噪声偏大。血液透析用制水设备运行时有一定的噪声，目前设备噪音在70分贝以上，噪声穿过机房，影响病人休息，也影响设备维护人员的现场体验。
4.（3）冬季产水量下降。在冬季自来水温度较低的情况下，由于热胀冷缩的因素对反渗透膜本身性能的影响，导致ro主机的产水量会下降，影响设备的正常供水。因此设备选型时一般会选择产水量更大的一个型号，这无疑增加了设备能耗和设备成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供了一种主机可热消毒的血液透析用制水设备及其消毒方法，用来解决主机管路微生物和细菌滋生、冬季自来水温度过低导致反渗透系统产水量下降、设备噪音大等问题。
6.本发明提供的技术方案之一为：一种主机可热消毒的血液透析用制水设备，所述制水设备的原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、第一加热器以及平衡器在一级高压泵前通过管路依次连接，一级高压泵后连接一级反渗透膜系统，一级反渗透膜系统的产水端经过流量计之后一路与二级高压泵进口连接，一路与病房管路连接，所述一级高压泵的进口还有一路管路经过第四阀门与二级高压泵的进口连接，一级反渗透膜系统的浓水端通过管路一路经过第八阀门与热消毒水箱连接，一路经过第五阀门回流到平衡器，平衡器底部设有带第三阀门的排水管；二级反渗透膜系统连接在二级高压泵后面，二级反渗透膜系统的浓水端一路经过第九阀门直接与平衡器上端连接，一路经过第十阀门与平衡器上端连接，一路经过第十一阀门与热消毒水箱的上端连接，所述二级反渗透膜系统的产水端管路上依次设有取样口、电导率仪、流量计以及第十三阀门，所述第十三阀门为三通阀，一路经过第十五阀门与病房管路连接，第十三阀门和第十五阀门之间还经
过第十二阀门管路与热消毒水箱上部连接，一路与一级渗透膜产水端管路连通，所述平衡器与热消毒水箱的上端通过管路连接，管路上设有第十四阀门，为三通阀，其中一路与病房管路连接，所述热消毒水箱的底部通过管道连接有热水泵，第二加热器后经过第十七阀门、第十八阀门回到一级高压泵的进水端，另外通过第十六阀门管路与病房管路连接。
7.进一步地，所述一级反渗透膜系统和二级反渗透膜系统中的反渗透膜元件为卫生级热消毒反渗透膜元件。
8.进一步地，所述第一加热器和第二加热器均由多个电加热棒组成，第一加热器前第一阀门与第二阀门串联，其上并联设有一手动阀门。
9.进一步地，所述一级反渗透膜系统和二级反渗透膜系统的浓水端出水管路上还分别设有背压阀，一级反渗透膜系统浓水出水管路经过背压阀后分为两路，一路经过第七阀门自由流放，一路经过第六阀门后回流到平衡器；二级反渗透膜系统的浓水出水管路上背压阀设置在第十阀门管路上。
10.进一步地，所述软化过滤器上设置有盐桶。
11.进一步地，所述石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器前均设有水样检测取样口。
12.进一步地，还包括控制系统、显示器，所述第一高压泵进水管、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统的产水端出水管路上分别设置有电导率传感器；所述原水泵出水管、一级高压泵进水管、一级反渗透膜组件进水管、二级高压泵进水管、二级反渗透膜组件进水管以及病房透析用水点管路上分别设置有压力传感器；所述一级反渗透膜组件以及二级反渗透膜组件的浓水端与平衡器的回流管路上、一级反渗透膜组件至二级反渗透膜组件的进水管路上、二级反渗透膜组件的产水出水管路上分别设置有流量传感器；所述平衡器和热消毒水箱上设置有液位传感器；所述原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、一级反渗透膜系统、二级高压泵以及二级反渗透膜系统前后均设置有压力表，所述电导率传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器以及压力表与控制系统信号连接，所述控制系统与显示器信号连接。
13.本发明还提供了另外一种技术方案：一种血液透析用制水设备的温度补偿方法，所述制水设备采用的第一加热器和第二加热器均由多个电加热棒组成的过流式电加热器，采用第一加热器和第二加热器对管道内的水流加热进行温度补偿，温度补偿的温度在10℃
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15℃。
14.本发明还提供了另外一种技术方案：一种血液透析用制水设备的消毒方法，所述的血液透析用制水设备的消毒方法包括主机热消毒、循环管路热消毒、循环管路化学消毒，具体步骤如下：（1）主机热消毒：消毒前对热消毒水箱进行补水，热消毒水箱水位到达高液位，打开主机热消毒管路上的对应阀门，其余阀门关闭，启动热水泵，延时几秒钟，第二加热器开始工作，热水经过第二加热器与一级高压泵之间的第十八阀门管路，到达一级高压泵前管路，经过第四阀门管路进入二级反渗透膜系统进行热消毒的同时经过一级高压泵对一级反渗透膜进行热消毒，热水全部从浓水侧通过管道回流到热消毒水箱；当监测到水温度达到85℃
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90℃时，停泵，电加热器持续加热，维持保温30
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45分钟；热消毒结束后，可自动打开循环管路末端电动排水阀或手动打开热消毒水箱排水阀，启动热水泵快速排水；
（2）循环管路热消毒：消毒前对热消毒水箱进行补水，热消毒水箱水位到达高液位，启动热水泵，延时几秒钟，第二加热棒开始工作，热水经过第二加热棒与病房管路之间的管路，对循环管路进行热消，热水回流到热消毒水箱；当监测到水温度达到85℃
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90℃时，停泵，电加热器持续加热，维持保温30
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45分钟；热消毒结束后，可自动打开循环管路末端电动排水阀或手动打开热消毒水箱排水阀，启动热水泵快速排水；（3）循环管路化学消毒：在平衡水箱内配置好消毒液，平衡器水量在中液位以上，打开消毒管路上对应的阀门，二级高压泵开启，二级反渗透产水侧流出的消毒液进入病房管路，随后回流到平衡器，循环消毒20
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30分钟，浸泡20
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30分钟之后二级高压泵停机；管路消毒结束之后，一级高压泵开启，对一级反渗透膜化学消毒，循环消毒20
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30分钟，浸泡20
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30分钟之后以及高压泵停机，消毒液经一级反渗透膜系统后面的回流管路回流到平衡器；化学消毒结束后，打开平衡器底部排水阀排放消毒液，随后启动主机开机冲洗程序，并监测出水消毒药剂残留量指标，不达标时经过多次的排放冲洗排放循环，直至达标后打开平衡器底部排水阀排水。
15.本发明的有益效果：该静音血液透析用制水设备采用可进行热消毒的卫生级反渗透膜元件，通过在设备中增加两个由多个电加热棒组成的加热器，对管道内部的水流加热，采用85℃
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90℃的热水对反渗透系统管路和反渗透膜进行热消毒，即可采用化学消毒，解决主机管路微生物和细菌滋生的问题，对管路进行温度补偿，管道中的水流加热到10℃
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15℃也解决了冬季自来水温度过低导致反渗透系统产水量下降的问题；该设备管路中采用新类型的阀门，达到静音效果，解决设备噪声大的问题。
附图说明
16.图1为本发明主机可热消毒的血液透析用制水设备的工程流程图；图2为第十三阀门的连接结构示意图；图3为第十四阀门的连接结构示意图；其中：101到119为第一阀门至第十九阀门的编号；1、原水泵；2、石英砂过滤器；3、活性炭过滤器；4、软化过滤器；5、精密过滤器；6、第一加热器；7、平衡器；8、一级高压泵；9、水样检测取样口；10、盐桶；11、一级反渗透膜系统；12、二级高压泵；13、热消毒水箱；14、二级反渗透膜系统；15、热水泵；16、第二加热器；17、手动阀门；18、背压阀；19、透析用水点；20、恒压阀；21、配液用水点；22、冲洗用水点；23、隔膜阀；24、电导率传感器；25、压力传感器；26、流量传感器；27、液位传感器；28、压力表。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
18.下面结合具体实施方式、实施例对本发明内容进行详细说明：如图1至图3所示，一种主机可热消毒的血液透析用制水设备，制水设备的原水泵1、石英砂过滤器2、活性炭过滤器3、软化过滤器4、精密过滤器5、第一加热器6以及平衡器7
在一级高压泵8前通过管路依次连接，石英砂过滤器2、活性炭过滤器3、软化过滤器4、精密过滤器5前均设有水样检测取样口9；软化过滤器4上设置有盐桶10；一级高压泵8后连接一级反渗透膜系统11，一级反渗透膜系统11的产水端一路与二级高压泵12进口连接，一路与病房管路连接，一级高压泵8的进口还有一路管路经过第四阀门104与二级高压泵12的进口连接，一级反渗透膜系统11的浓水端通过管路一路经过第八阀门108与热消毒水箱13连接，一路经过第五阀门105回流到平衡器7，平衡器7底部设有带第三阀门103的排水管；二级反渗透膜系统14连接在二级高压泵12后面，二级反渗透膜系统14的浓水端一路经过第九阀门109直接与平衡器7上端连接，一路经过第十阀门110与平衡器7上端连接，一路经过第十一阀门111与热消毒水箱13的上端连接，二级反渗透膜系统14的产水端管路上第十三阀门113，第十三阀门113为三通阀，一路经过第十五阀门115与病房管路连接，第十三阀门113和第十五阀门115之间还经过第十二阀门112管路与热消毒水箱13上部连接，一路与一级反渗透膜系统11产水端管路连通，平衡器7与热消毒水箱13的上端通过管路连接，管路上设有第十四阀门114，为三通阀，其中一路与病房管路连接，热消毒水箱13的底部通过管道连接有热水泵15，第二加热器16后经过第十七阀门117、第十八阀门118回到一级高压泵8的进水端，另外通过第十六阀门116管路与病房管路连接。
19.其中一级反渗透膜系统11和二级反渗透膜系统14中的反渗透膜元件为卫生级热消毒反渗透膜元件；第一加热器6和第二加热器16均由多个电加热棒组成，第一加热器6前第一阀门101与第二阀门102串联，其上并联设有一手动阀门17，手动阀门17是电动阀第一阀门和第二阀门的旁路阀，用于手动调试水机时，手动打开此阀门，向平衡器中注水。
20.为了很好地控制浓水的流量，一级反渗透膜系统11和二级反渗透膜系统14的浓水端出水管路上还分别设有背压阀18，一级反渗透膜系统浓水出水管路经过背压阀18后分为两路，一路经过第七阀门107自由流放，一路经过第六阀门106后回流到平衡器；二级反渗透膜系统的浓水出水管路上背压阀18设置在第十阀门管路上。
21.病房管路上依次设置有透析用水点19、恒压阀20、配液用水点21、冲洗用水点22以及隔膜阀23，管路在透析用水点上并联有一恒压阀21，病房管路末端还经过第十九阀门119设有排放管路。
22.该主机可热消毒的血液透析用制水设备还包括控制系统、显示器，第一高压泵进水管、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统的产水端出水管路上分别设置有电导率传感器24，用来检测管路中水的电导变化；原水泵出水管、一级高压泵进水管、一级反渗透膜组件进水管、二级高压泵进水管、二级反渗透膜组件进水管以及病房透析用水点管路上分别设置有压力传感器25；一级反渗透膜组件以及二级反渗透膜组件的浓水端与平衡器的回流管路上、一级反渗透膜组件至二级反渗透膜组件的进水管路上、二级反渗透膜组件的产水出水管路上分别设置有流量传感器26，用来显示反渗透各工艺点流量状态，进而监测膜的运行性能；平衡器和热消毒水箱上设置有液位传感器27，用来检测平衡器和热消毒水箱中的液位，指导设备系统控制液位；原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、一级反渗透膜系统、二级高压泵以及二级反渗透膜系统前后均设置有压力表28，用来显示运行压力，便于调节设备运送设定。电导率传感器24、压力传感器25、流量传感器26、液位传感器27以及压力表28与控制系统信号连接，控制系统与显示器信号连接。
23.设备的运行过程、热消毒方法及其具体操作步骤如下：
（1）开机冲洗：当平衡器高液位时，第六阀门、第十阀门、第十五阀门以及第十九阀门打开，第十三阀门和第十四阀门处于默认on
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0位置上，其余阀门关闭，一级高压泵、二级高压泵均启动；当平衡器中液位以下时，第一阀门，第二阀门打开，其他阀门关闭，原水泵启动，通常是先进行平衡器液位判定，再决定泵的启动。
24.（2）正常制水：流程为原水经过原水泵后依次进入石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、第一加热器、平衡器、一级高压泵、一级反渗透膜系统、二级高压泵、二级反渗透膜系统然后到达病房管路，纯水回流至平衡器。当平衡器高液位时，第六阀门、第十阀门、第十五阀门打开，第十三阀门和第十四阀门处于默认on
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0位置上，其余阀门关闭，一级高压泵、二级高压泵均启动；当平衡器中液位以下时，第一阀门，第二阀门打开，其他阀门关闭，原水泵启动，通常是先进行平衡器液位判定，再决定泵的启动。
25.（3）单一级制水：流程为原水经过原水泵后依次进入石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、第一加热器、平衡器、一级高压泵、一级反渗透膜系统后到达病房管路，纯水回流至平衡器；当平衡器高液位时，第六阀门、第十五阀门打开，第十三阀门切换到水平on
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1位置，第十四阀门默认on
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0位置，其他阀门处于关闭状态，一级高压泵启动；当平衡器中液位以下时，第一阀门，第二阀门打开，其他阀门关闭，原水泵启动，当平衡器液位到达中液位以上时，按照平衡器高液位动作，单一级制水通常在二级高压泵故障时自动开启。
26.（4）单二级制水：流程为原水经过原水泵后依次进入石英砂过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、精密过滤器、第一加热器、平衡器、二级高压泵、二级反渗透膜系统后达到病房管路，纯水回流至平衡器；当平衡器高液位时，第四阀门、第十阀门、第十五阀门打开，第十三阀门和第十四阀门处于默认的on
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0位置，其他阀门处于关闭状态，二级高压泵启动；当平衡器中液位以下时，第一阀门，第二阀门打开，其他阀门关闭，原水泵启动，当平衡器液位到达中液位以上时，按照平衡器高液位动作，单二级制水通常在一级高压泵故障时自动开启。
27.（5）热水箱补水：正常制水程序开启，第十二阀门打开补水，热水箱高液位时第十二阀门关闭，进入后续程序。
28.（6）主机热消毒：第四阀门、第八阀门、第十一阀门、第十八阀门打开，第十三阀门和第十四阀门处于默认on
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0位置，其他阀门关闭，开启热水泵，电加热器通电加热，监测温度是否达到设定消毒温度，然后停泵，电加热器不断电，保温20
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30分钟，电加热器断电之后，循环冷却，设备制水，热水箱中补冷水中和温度，热水箱排放时，仅打开第十七电磁阀，启动热水泵排放热水。
29.（7）循环管路热消毒：第十六阀门打开，第十三阀门处于默认on
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0位置，第十四阀门动作到on
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1位置，其余阀门关闭，电加热器通电，热水泵启动，监测温度是否达到设定消毒温度，然后停泵，电加热器不断电，保温20
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30分钟，电加热器断电之后，循环冷却，设备制水，热水箱中补冷水中和温度，热水箱排放时，仅打开第十七电磁阀，启动热水泵排放热水。
30.（8）循环管路化学消毒：先平衡器液位判断，平衡器高液位，加入消毒药剂，程序运行，第四阀门、第十五阀门打开，第十三阀门、第十四阀门处于默认on
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0位置，其余阀门关闭，启动二级高压泵，循环20
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30分钟，浸泡20
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30分钟，停泵，进入一级反渗透膜系统消毒程序：第五阀门打开，第十三阀门、第十四阀门处于默认on
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0位置，其余阀门关闭，启动一级高
压泵，循环20
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30分钟，浸泡20
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30分钟，停泵，阀门复位，进入平衡器排放程序：打开第三阀门，第十三阀门、第十四阀门处于默认的on
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0位置，其余阀门关闭，进入平衡器和主机开机冲洗模式，检测出水消毒药剂残留量指标，进去自动运行程序。
31.（9）温度补偿：当设备制水过程中，平衡器进水温度过低时，第一加热器、第二加热器就会启动通电，给管道内的水流加热，温度控制在10℃
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15℃。
32.尽管已经描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解为：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。