Повітряний стерилізатор

Изобретение относится к конструкциям воздушных стерилизаторов, используемых в медицинских учреждениях (особенно в сельских больницах и полевых госпиталях) и на предприятиях медицинской и фармацевтической промышленности для подготовки стеклянного и или металлического инструментария и посуды многократного применения к повторному использованию. Поскольку стерилизация является одной из важнейших технологических операций, обеспечивающих профилактику инфекционных заболеваний и поскольку эта операция должна осуществляться в массовом порядке и регулярно, средства ее осуществления должны быть высокопроизводительными, надежными и потреблять как можно меньше энергии в любых (как стационарных, так и особенно в полевых) условиях эксплуатации. Известные воздушные стерилизаторы лишь частично удовлетворяют этому комплексу требований. Действительно, длительность цикла стерилизации складывается из трех частей: времени нагрева камеры стерилизатора и стерилизуемых изделий до температуры, гарантирующей гибель патогенных вирусов и микроорганизмов при соответствующей выдержке: времени выдержки при этой температуре; и времени охлаждения стерилизуемых изделий и камеры до температуры, допускающей открытие дверки камеры стерилизатора без теплового удара (резкого охлаждения), способного вызвать растрескивание стеклянных изделий или ухудшение качества металлических инструментов (см. ГОСТ 22649 - 83). Поскольку в процессе работы нагреваются не только стерилизуемые объекты, но и стерилизатор в целом, включая материал теплоизоляции с высокой массовой теплоемкостью и металлические детали конструкции), поскольку время охлаждения, после которого можно начинать новый рабочий цикл, составляет, как правило, значительную долю времени всего цикла. Таким образом, только часть времени работы стерилизатора используется непосредственно по прямому назначению. В ряде же случаев, в частности, при стерилизации в полевых госпиталях или сельских больницах, где запасы хирургических инструментов и других медицинских изделий многократного применения обычно весьма ограничены, длительность рабочего цикла может оказаться решающим фактором эффективности использования устройств для стерилизации. По принципу охлаждения после завершения каждого очередного цикла стерилизации выделяют воздушные стерилизаторы с принудительным и с естественным охлаждением. К первой группе относятся выпускаемые промышленностью воздушные стерилизаторы типа ГП-40, ГП-80, KCW-100 и др. (Технический паспорт Белгород-Днестровского медикоинструментального завода на "Шкаф сушильностерилизационный ШСС-250 п"). Они имеют корпус, дверку, камеру, теплоизоляцию, заполняющую пространство между внутренними стенками корпуса и наружными стенками камеры, вентилятор и электронную часть, в которой размещены блок питания и блок управления. В стерилизаторах с принудительным охлаждением холодный воздух подают внутрь камеры вентилятором через сменный пакет бактериальных фильтров. Очевидное преимущество таких устройств заключается в охлаждении непосредственно внутреннего объема стерилизационной камеры, что существенно сокращает длительность цикла стерилизации (и, соответственно, благоприятно сказывается на производительности стерилизаторов). Однако необходимость периодической замены загрязненных бактериальных фильтров и потребность в вентиляторе с электроприводом для прокачивания потока охлаждающего воздуха через эти фильтры, имеющие значительное гидросопротивление, усложняют эксплуатацию стерилизатора, увеличивают расход энергии на стерилизацию, снижают надежность устройства в целом и создают предпосылки для случайного снижения качества стерилизации, особенно в полевых условиях. Действительно, в условиях полевых госпиталей, развертываемых при стихийных бедствиях или военных действиях, источники энергии всегда дефицитны, а скорость засорения бактериальных фильтров велика. Поэтому возможны случаи проскока нестерильного воздуха в стерилизационные камеры или отказ стерилизаторов в целом. К второй группе относятся воздушные стерилизаторы типа ШСС-80п, ГП-4, SP-65G, ST20 и т.д. Наиболее близкий по конструкции к предлагаемому воздушный стерилизатор с естественным охлаждением стерилизационной камеры (Технический паспорт Казанского завода медицинской аппаратуры на "Шкаф сушильностерилизационный ШСС-80п") имеет: корпус: стерилизационную камеру, которая жестко закреплена в корпусе и обычно оборудована нагревателем, средствами удержания стерилизуемых инструментов или изделий и дверцей, герметично перекрывающей проем камеры в периоды нагрева, стерилизации и охлаждения этих инструментов или изделий; слой теплоизоляционного материала, заполняющий пространство между корпусом и стерилизационной камерой; блок управления в виде двухпозиционого электронного терморегулятора, включенный в цепь питания нагревателя через электроконтактный термометр. Как ясно из приведенного описания, воздушный стерилизатор с естественным охлаждением стерилизационной камеры в конце каждого цикла стерилизации потребляет электроэнергию только на нагрев этой камеры и стерилизуемых инструментов или изделий и поддержание этой температуры в течение заданного времени стерилизации. Поэтому он гораздо более энергоэкономичен в сравнении с воздушными стерилизаторами с принудительным охлаждением. Однако он существенно медленнее охлаждается до температуры, при которой становится возможным открытие дверцы, извлечение стерилизованных инструментов или изделий и повторение цикла стерилизации, ибо теплопередача из полости стерилизационной камеры в окружающую среду происходит по пути наибольшего теплового сопротивления, включая и слой теплоизоляции. При этом конвективный теплосъем происходит только со стороны внешних стенок корпуса и дверцы при температуре, существенно меньшей температуры в стерилизационной камере (особенно в начале охлаждения), что также отрицательно сказывается на длительности цикла стерилизации. Кроме того, известный стерилизатор вследствие охлаждения всех его частей до температуры, близкой к температуре окружающей среды, требует дополнительных затрат энергии на их разогрев при повторении циклов стерилизации. В связи с изложенным в основу изобретения положена задача путем изменения взаиморасположения и взаимосвязи частей создать такой воздушный стерилизатор с естественным охлаждением стерилизационной камеры и стерилизованных инструментов или изделий, который обеспечивал бы интенсивное охлаждение преимущественно этой камеры и этих инструментов и тем самым - сокращение длительности цикла стерилизации и уменьшение расхода энергии на последующее выведение стерилизатора на рабочий режим в каждом последующем цикле стерилизации. Поставленная задача решена тем, что в воздушном стерилизаторе с естественным охлаждением стерилизационной камеры, имеющем корпус, установленную в корпусе стерилизационную камеру с нагревателем и дверцей, слой теплоизоляционного материала между корпусом и камерой и блок управления, включенный в цепь питания нагревателя, согласно изобретению, стерилизационная камера установлена в корпусе с зазором относительно слоя теплоизоляционного материала, в корпусе и прилегающем к нему слое теплоизоляционного материала выполнены по меньшей мере одно нижнее и одно верхнее отверстие и по меньшей мере одно из них снабжено подвижной заслонкой. Описанная конструкция обеспечивает при закрытой заслонке в одном из указанных отверстий надежную тепловую изоляцию полости между корпусом и стерилизационной камерой от окружающей среды и вовлечение заполняющего эту полость воздуха в процесс теплоизоляции стерилизационной камеры при выводе стерилизатора на рабочий режим. Тем самым сокращается расход энергии на нагрев и поддержание заданной температуры как при первичном запуске стерилизатора, так и при повторении рабочих циклов. При открытой же заслонке (в период охлаждения стерилизационной камеры) возникает естественная тяга в указанном пространстве внутри стерилизатора, вследствие чего стерилизационная камера и находящиеся в ней стерилизованные инструменты или изделия интенсивно охлаждаются, а цикл стерилизации сокращается. Первое дополнительное отличие заключается в том, что заслонкой снабжено верхнее отверстие. Это облегчает обслуживание стерилизатора при ручном открытии и закрытии заслонки. Второе дополнительное отличие состоит в том, что заслонка снабжена приводом, который подключен к блоку управления. Тем самым достигаются автоматическое закрытие заслонки в начале и открытие в конце каждого рабочего цикла. На фиг.1 показан предлагаемый воздушный стерилизатор с корпусом в виде прямоугольного параллелепипеда, продольный разрез; на фиг.2 то же, что аксонометрическая проекция; на фиг.3 предлагаемый воздушный стерилизатор с цилиндрическим корпусом, продольный разрез. Предлагаемый воздушный стерилизатор с естественным охлаждением имеет корпус 1, который может иметь разнообразные геометрические формы, но предпочтительно форму прямоугольного параллелепипеда (фиг.1 и 3) или цилиндра (фиг.2). С внутренней стороны стенки корпуса размещен слой 2 теплоизоляционного материала и к ней же прикреплена стерилизационная камера 3. Между упомянутыми слоем 2 и камерой 3 имеется воздушный зазор. Камера 3 снабжена съемной или поворотной дверцей 4. В верхней и нижней частях корпуса 1 и слое 2 теплоизоляционного материала выполнены отверстия 5 и 6. Их может быть несколько, но не менее одного с каждой стороны. По меньшей мере с одной - верхней или нижней - стороны отверстия 5 и-или 6 должны быть снабжены заслонками 7. Стерилизационная камера 3 оборудована электронагревателем 8, цепь питания которого подключена к не показанному на чертежах источнику энергии через блок 9 (преимущественно программного) управления. Заслонка (или заслонки) 5 и-или 6 могут быть снабжены приводом (приводами) 10 ее (их) перемещения, который (которые) целесообразно подключать к блоку 9 управления. Естественно, что описанный стерилизатор должен быть оснащен стандартными потому не показанными на чертежах датчиками температуры в полости стерилизационной камеры 3 и средствами герметизации этой камеры, что упомянутые датчики должны быть подключены к блоку 9 управления и что этот блок может быть выполнен на различной элементной базе, начиная от реле времени и заканчивая программируемыми микросхемами. Работает описанный стерилизатор следующим образом. При открытой дверце 4 в стерилизационную камеру 3 загружают подлежащие обработке медицинские инструменты или изделия. Затем дверцу 4 закрывают, проверяют, закрыты ли заслонки 5 или 6 по меньшей мере с одной стороны, и через блок 9 управления (задав, при необходимости программу) включают электронагреватель 8. После достижения внутри камеры 3 заданной температуры и выдержки стерилизуемых инструментов и-или изделий при ней в течение заданного времени электронагреватель 8 отключают и открывают заслонки 5 и-или 6 так, чтобы сквозь полость между слоем 3 теплоизоляционного материала и внешней стороной камеры 3 мог свободно проходить воздух. При этом камера 3 и находящиеся в ней стерилизованные инструменты и-или изделия интенсивно охлаждаются, а слой 3 теплоизоляционного материала охлаждается преимущественно только с поверхности. После достижения внутри камеры температуры, исключающей тепловой удар при контакте стерилизованных инструментов и-или изделий с наружным воздухом, открывают дверцу 4 и разгружают камеру 3. После загрузки очередной партии подлежащих стерилизации инструментов и-или изделий и закрытия заслонок 5 или 6 цикл повторяется, как было описано выше.