熱水循環裝置的制作方法

本發明涉及一種水循環裝置，尤其涉及一種熱水循環裝置。

背景技術：

環氧乙烷滅菌器是在一定溫度、壓力和濕度條件下，用一定濃度的環氧乙烷氣體對密封于滅菌室內的物品進行低溫熏蒸滅菌的設備，是醫療器械生產的滅菌過程使用的重要設備，在醫療器械生產中得到廣泛的應用。

熱水循環裝置是環氧乙烷滅菌器的重要組成部分。環氧乙烷滅菌器的滅菌室是由一個矩形的箱體和兩端的門體組成的六面體密封容器。箱體由薄鋼板焊接而成，門體由框架和門板焊接而成，門板也是薄鋼板。為了保證環氧乙烷滅菌所需要的溫度，要求滅菌室的六面都進行加熱，一般加熱的介質是循環熱水。箱體的四面外側和門板的外側適當的間隔有槽型水套與箱體焊接在一起，組成水套組合成為封閉的循環水道。熱水通過水套組合將熱傳遞給箱體和門板，箱體和門板再通過熱輻射的方式將箱體內的空氣和滅菌物品加熱到并保持在設定的溫度范圍，在這個溫度范圍下進行滅菌工作。為此，一般滅菌器都需要有一套熱水循環裝置，保證滅菌器箱體的熱量供應。

現有技術中環氧乙烷滅菌器的熱水循環裝置基本上是采用帶水箱的開式循環裝置。裝置的主要組成是：在有相當容量的水箱中裝入電加熱管，溫度傳感器。在水箱上安裝有出水管、回水管、補水管、溢水管、水位計等。水箱外覆有保溫材料、水箱設有箱蓋，但水箱與大氣相通，水箱和箱蓋都用不銹鋼板制造，水箱安裝在控制架上，其高度高于滅菌器箱體水套最高點。在出水管路上安裝有循環水泵以及相關的控制閥，經過水箱加熱的熱水通過水泵加壓后經過相應的并聯或串聯管路進入滅菌器箱體和門體的水套對箱體進行加熱后再進入回水管路由回水管回到水箱。裝置運行一定時間，水箱的水會因為蒸發或泄漏而損失，通過補水管補充。是否需要補水需要通過觀察水位計確定。如果補水太多可通過溢水管流出到指定的裝置中。為減少水箱熱量的損失和防止工作人員燙傷，在水箱的六面都包覆有保溫材料，保溫層外有不銹鋼板外包。用這套熱水循環裝置為箱體供熱。

現有技術中帶水箱的開式熱水循環裝置存在的問題主要是裝置需要設置一個容量較大的水箱，結構復雜，能耗較高，制造和使用成本較高，這些問題極需要改進。具體問題有：

1)需要設置一個容積較大的水箱，包括保溫和外包裝置以及相應的支撐架及附件。一般水箱都安裝在離滅菌器較遠的獨立的控制室內，與滅菌器箱體連接的管路較長，結構復雜，制造安裝和使用費用較高。

2)由于有一個容積較大的水箱，以及相應較遠的管路，需要增加較多的循環水，這些水的加熱需要熱量，增加了電加熱的消耗，增加能源(水和電)消耗。

3)由于水箱是與大氣連通的，其循環方式為開式循環。設備運行過程中有熱水蒸發，需定期補水，在熱水開式循環過程和補水過程中會有新的氧氣溶入循環水中，對用碳鋼制造的水套造成加快銹蝕過程，降低滅菌器的壽命。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的是為環氧乙烷滅菌器提供一種帶穩壓罐熱水循環裝置，取消水箱，簡化裝置結構，縮短供水管路，減少水的用量，節約能源(水和電)，提高設備壽命，降低滅菌器制造和運行的費用。

本發明提供了一種熱水循環裝置，包括熱水循環管路，熱水循環管路上連接有密閉的穩壓罐，穩壓罐與熱水循環管路形成閉路熱水循環管路；

穩壓罐包括由柔性隔膜分隔的水室及氣室，水室與熱水循環管路連通，穩壓罐用于通過調節水室及氣室的壓力，保持熱水循環管路內壓力的穩定。

進一步地，該裝置還包括用于測量熱水循環管路內壓力的壓力傳感器。

進一步地，穩壓罐還包括安全閥，安全閥與水室連接，用于在熱水循環管路內壓力超過設定值后進行自動泄壓。

進一步地，穩壓罐還包括進氣閥，進氣閥與氣室連接，用于在開啟狀態下向氣室內填充壓縮空氣。

進一步地，該裝置還包括與熱水循環管路連接的循環水泵。

進一步地，該裝置還包括加熱裝置，加熱裝置與熱水循環管路連接，用于加熱并保持熱水循環管路中的水溫。

進一步地，加熱裝置包括加熱器、加熱器管及溫度傳感器，加熱器及溫度傳感器設于加熱器管內。

進一步地，該裝置還包括與熱水循環管路連接的供水管路，供水管路設有電磁閥，供水管路及熱水循環管路連接有過濾器。

進一步地，該裝置還包括水套裝置，水套裝置通過進水管及回水管與熱水循環管路形成閉路熱水循環管路，水套裝置設有用于排氣的放氣閥，回水管上設有單向閥。

進一步地，水套裝置包括用于容納循環熱水的槽型水套，多個槽型水套間隔環繞于密閉容器表面形成環形水套，并與密閉容器固定連接，環形水套通過連接水套連通形成循環熱水通道。

借由上述方案，通過熱水循環裝置，能夠節能(水和電)，降低材料消耗，降低制造和使用成本，提高設備壽命。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發明熱水循環裝置的結構示意圖；

圖2是本發明熱水循環裝置穩壓罐的結構示意圖。

圖中標號：

1-第一球閥；

2-電磁閥；

3-過濾器；

4-穩壓罐；41-進氣閥；42-進氣管；43-罐體；44-氣室；45-安全閥；46-隔膜；47-水室；48-輸水管；

5-壓力傳感器；

6-水泵；

7-加熱器；71-加熱器管；72-溫度傳感器；

8-進水管；81-第二球閥；

9-水套；91-放氣閥；

10-回水管；101-第三球閥；102-單向閥。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

參圖1所示，本實施例提供了一種帶穩壓罐閉式熱水循環裝置，外接水源管路通過手動第一球閥1、電磁閥2和過濾器3后用三通與穩壓罐4和壓力傳感器5相連，然后管路與水泵6的吸水口相接，水泵6出口用管路與加熱器管71的入口相接，加熱器7安裝在加熱器管71內，加熱器管內裝有溫度傳感器72，加熱器管71的出口用管子連接手動第二球閥81后直通箱體水套的進水管8，熱水通過滅菌器箱體(包括門體)的水套9后通過回水管10和連接在回水管中的手動第三球閥101和單向閥102后在電磁閥2和過濾器3之間與進水管相連，這樣就形成一個沒有水箱的與空氣不相通的封閉式熱水循環裝置。

參圖2a所示，穩壓罐4由進氣閥41，進氣管42，罐體43，氣室44，安全閥45，隔膜46，水室47，輸水管48組成。

該帶穩壓罐熱水循環裝置的工作過程如下：

裝置中的手動第一球閥1是裝置的水源總開關，控制裝置的供水或斷水。電磁閥2是裝置充水時的控制閥，手動第一球閥1開通后，接通或關閉電磁閥2可以給裝置充水或斷水。

過濾器3是用來過濾新補充的水和裝置的循環水，防止臟物進入系統內。

穩壓罐4是保證循環系統內的壓力保持在一定的壓力范圍，防止循環裝置的管路和設備由于封閉狀態下水加熱膨脹壓力增加而受損。

壓力傳感器5是用來實時測量管路中的壓力，防止系統中的壓力過高或過低。

循環水泵6是給循環水加壓，保證裝置內的水正常循環。

加熱器7是在管路中給水加熱的裝置，加熱器安裝在一根直徑較大的管子中，管子兩端分別與熱水管路連接，在管路中安裝溫度傳感器72，實時測量水溫并將信息傳遞到控制部分，實現水溫自動控制。

手動第二球閥81和第三球閥101分別安裝在水套進水管8和回水管10上，主要作用是方便維修或調整時控制部分管路水流便于拆卸部分零部件。正常情況下，這兩個手動閥是打開的，只有在維修或拆卸零部件時才將其關閉。

循環熱水通過手動第二球閥81和進水管8進入水套9內，水套充滿水后通過回水管10和手動第三球閥101及單向閥102回到過濾器3前的管路，形成一個完整的閉路循環。

充水時水套9頂部的放氣閥91自動開啟排氣，裝置充水完成，管路頂部沒有空氣，放氣閥91自動關閉。管路中水壓達到預定的壓力p0后，電磁閥2自動關閉，充水過程結束。

本實施例中的水套9采用槽型水套，多個槽型水套間隔環繞于密閉容器表面形成環形水套，并與密閉容器固定連接，環形水套通過連接水套(連接各槽型水套的管路)連通形成循環熱水通道。回水管上安裝單向閥102是為了防止系統充水或補水時水未經過濾而從回水管進入水套內。

穩壓罐4是一個密封的容器，罐體43用金屬板壓制而成，罐體43內分成兩部分，一部分是氣室44，可通過進氣閥41和進氣管42對氣室內充入壓縮空氣使其壓力為設定的p0。另一部分為水室47，水室47由輸水管48與裝置管路連接，管路中的熱水可進入或排出水室47。氣室44和水室47之間用橡膠隔膜46隔開，互不相通，在水室外的管路上安裝有一個安全閥45，當管路的壓力超過規定值時安全閥自動開啟泄壓，以保證裝置的安全，見圖2a。

熱水循環裝置安裝前或安裝后先按設計要求調整好穩壓罐4的工作壓p0，然后對循環裝置充水。充水前先將第一球閥1、第二球閥81和第三球閥101開啟，然后接通電磁閥2，水源的水通過過濾器3進入并充滿穩壓罐4的水室后通過水泵6和加熱器管71再經過第二球閥81和進水管8進入箱體和門體水套9，再通過回水管10、第三球閥101和單向閥102回到過濾器3入口。裝置充水時水套9頂部的放氣閥91自動開啟排氣，裝置充水完成，管路頂部沒有空氣，放氣閥91自動關閉。管路中水壓達到預定的壓力p0后，電磁閥2自動關閉，充水過程結束。

箱體需要加熱時，接通加熱器7和水泵6的電源，加熱器7和水泵6開始工作，系統內的水在加熱的同時實現閉路循環，水溫升高時會有微量的體積膨脹，膨脹的水進入穩壓罐4的水室儲存起來，水室47的體積增加，將氣室44空氣壓縮，使壓力增加，這時系統的壓力升高達到新的平衡壓力p1，見圖2b。當溫度達到設定的溫度后，通過溫度傳感器72將信息傳遞到控制系統而停止加熱，停止加熱后一段時間，由于系統的散熱作用，溫度降低到設定溫度后又重新加熱，這樣反復變動時箱體內溫度保持在設定的范圍內。

當系統內的溫度失控，溫度繼續升高，水不斷膨脹使穩壓罐的壓力升高到規定的數值后，管路上的安全閥45自動打開泄壓，保證裝置的安全。

當熱水循環裝置不加熱時，裝置內的水溫下降，水的體積減少，穩壓罐4內水室47的水又回到管路中，穩壓罐4的壓力又恢復到原來狀態p0。

不論什么原因，當裝置內的水缺少時，管路系統中的壓力降低到設定水平，壓力傳感器5發出信號，自動開通電磁閥2進行補水。

有穩壓罐的閉式熱水循環裝置中，穩壓罐4的氣室44按要求充入設定壓力為p0的壓縮空氣，熱水循環裝置充滿水后系統的壓力也達到p0，系統的水加熱后溫度升高發生微量膨脹，膨脹的水進入穩壓罐4的水室47，同時推動橡膠隔膜46擠壓氣室的空間使壓縮空氣進一步壓縮，到設定溫度后氣室44壓力升高到設定值p1，這時水室47和裝置管路的壓力也達到p1。當裝置不加熱后，水溫下降，水體的體積收縮到原來的狀態，水從穩壓罐4中排出，在氣室壓力的作用下橡膠隔膜46又退回到原來的位置，氣室44的空間減少，裝置中的水仍然充滿管道。實現在封閉狀態下的熱水循環。

本實施例提供的熱水循環裝置除了可用于醫療器械行業的環氧乙烷滅菌器中的加熱系統，也可用于其他熱水循環系統中，如將該帶穩壓罐閉式熱水循環裝置用于一臺箱體內腔截面寬度為700mm，高度為1000mm，長度為1400mm，壓力為0.08mpa，容積1立方米的環氧乙烷滅菌器，穩壓罐的容積選擇10升即可滿足要求，穩壓罐和相應管路和其它裝置安裝在箱體邊，用外包包封為一體成為一體機，達到了預期的效果。而一般同容積的滅菌器帶水箱的開式熱水循環裝置的水箱容積為240升，比穩壓罐容積大得多，而且水箱和管路及其它設備都安裝在一個控制架上。與此相比，采用帶穩壓罐閉式熱水循環裝置既可以節省水箱及附屬裝置的制造和使用成本，節約用水，節約水箱和管路水加熱用電，節約水箱及管路安裝的空間，又方便用戶使用。

本實施例提供的帶穩壓罐熱水循環裝置與有水箱的熱水循環裝置相比具有節能(水和電)，降低材料消耗，降低制造和使用成本，提高設備壽命的技術效果，具體包括：

1)取消體積較大的水箱及水箱的附屬裝置(如外包封、保溫材料、水位計，水箱架等)，大大節約制造成本。

2)由于滅菌器的加熱水溫度不超過70℃，水的膨脹系數較小，大約為0.022，膨脹罐的容積相對較小，因此膨脹罐可以安裝在箱體上或箱體邊，大大縮短了輸水管路，可以節省50％以上的輸水管，節約管路費用。

3)取消水箱和減少相應的輸水管路，可以節約20～30％的用水量，也節約20～30％的加熱能源，有很明顯的節能作用。

4)無水箱熱水封閉循環裝置可以避免水分蒸發和減少管路滲漏現象，不需要經常加水，大大減少開式循環和加水時帶入溶解在水中的氧氣的機會，大大減少對碳鋼制造的水套腐蝕的作用，提高設備壽命。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，并不用于限制本發明，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。