灭菌或消毒系统的制作方法

1.本公开涉及使用uv辐射对对象进行灭菌或消毒的灭菌或消毒系统。


背景技术：

2.微生物污染是许多行业的全球关注问题，特别是在医疗保健行业。
3.许多传染病通过接触受污染区域而被传播。以该方式传播的传染病的类型和严重程度各不相同。例如，病毒和细菌疾病都可以通过与感染原驻留在其上的表面的物理接触来传播。
4.随着covid 19大流行病毒的爆发，全世界对这种传染病的认识和关注度越来越高。
5.灭菌腔室是已知的，灭菌腔室利用uv辐射，诸如uv-c辐射，来提供对个体对象或甚至更大区域(诸如，工作空间)的表面的灭菌。
6.使设备适合消费者的一个问题是设备的成本和操作设备在能源使用方面的成本，特别是在设备要被用于日常消毒的情况下。因此需要限制所需的uv源的数目。这可以通过改进uv辐照的均匀性来实现。
7.特别地，uv-c消毒具有以下要求：被处理的表面中的所有表面需要被直接照射以便实现良好的消毒效果。最低表面辐照水平确定消毒的质量以及满足剂量要求所需的时间。
8.一种已知的腔室设计利用四个管状uv灯，每个管状uv灯平行并且在腔室内的四个角处(当从腔室正面察看时)从正面到背面延伸。这种布置的一个问题在于，腔室内的对象的正面和背面没有受到足够的uv照射，使得需要延长处理持续时间以确保对所有表面的适当照射。
9.存在对灭菌腔室及其uv源的改进设计的需求。


技术实现要素：

10.本公开至少解决了上述缺陷中的一些缺陷。
11.根据本公开的一个方面的多个实例，提供了一种灭菌或消毒系统，包括：腔室，用于接收对象，腔室的各内表面包括正面、背面、连接正面和背面的相对的第一侧面和第二侧面、顶面和底面；uv装置，在腔室内，用于递送uv辐射，其中uv装置包括多个线性uv源，每个线性uv源具有沿其细长方向的轴线，其中包括：第一对线性uv源，包括在第一侧面处的第一uv源和在第二侧面处的第二uv源，其中第一对线性uv源中的每个线性uv源的轴线与底面平行；以及第二对线性uv源，包括第三uv源和第四uv源，其中第三uv源和第四uv源中的至少一个uv源在背面或正面的顶侧或底侧处，并且因此在背面或正面与顶面或底面的相交处，其中第二对线性uv源中的每个线性uv源的轴线平行于底面，其中第一对线性uv源的轴线垂直于第二对线性uv源的轴线。
12.在一些实施例中，第三uv源和第四uv源两者在背面或正面的顶侧或底侧处，并且
因此在正面或背面与顶面或底面的相交处。
13.在一些实施例中，第一uv源被安装在顶面和第一侧面之间的相交处，并且第二uv源被安装在顶面和第二侧面之间的相交处。
14.在一些实施例中，第三uv源被安装在背面和底面之间的相交处，并且第四uv源(30)被安装在正面和底面之间的相交处。
15.在一些实施例中，第一uv源被安装在底面和第一侧面之间的相交处，并且第二uv源被安装在底面和第二侧面之间的相交处。
16.在一些实施例中，第三uv源被安装在背面和顶面之间的相交处，并且第四uv源被安装在正面和顶面之间的相交处。
17.在一些实施例中，第一uv源被安装在第一侧面的、在顶面和底面之间的中间区域处，并且第二uv源被安装在第二侧面的、在顶面和底面之间的中间区域处。
18.在一些实施例中，第三uv源被安装在背面和底面之间的相交处，并且第四uv源被安装在正面和顶面之间的相交处。
19.在一些实施例中，系统包括：在腔室正面处的通道门；或者在腔室正面处的通道门和在腔室背面处的通道门。
20.在一些实施例中，系统包括支撑托盘，支撑托盘的安装高度为在腔室的高度的一部分。
21.在一些实施例中，系统包括被安装在腔室内的至少第一支撑托盘和第二支撑托盘。
22.在一些实施例中，支撑托盘由石英玻璃形成。
23.在一些实施例中，uv装置用于递送uv-c辐射。
24.在一些实施例中，每个线性uv源包括uv led或uv管状灯的线性阵列。
25.在一些实施例中，腔室的内表面包括uv反射层。
26.根据本公开的实施例，改进了照射均匀性，并且从而对于给定的腔室尺寸，允许uv源的数目被保持最小，还可以减少消毒的时间消耗。
附图说明
27.为了更好地理解本公开，并且为了更清楚地示出本公开如何实现，现在仅以示例的方式参考附图，其中：
28.图1示出了灭菌腔室的一个已知示例；
29.图2示出了根据本公开的灭菌腔室的第一示例；
30.图3示出了根据本公开的灭菌腔室的第二示例；
31.图4示出了根据本公开的灭菌腔室的第三示例；
32.图5示出了根据本公开的灭菌腔室的第四示例；以及
33.图6示出了根据本公开的灭菌腔室的第五示例。
具体实施方式
34.根据本公开的一个方面的示例，提供了一种灭菌或消毒系统，包括：
35.用于接收对象的腔室，腔室的内表面包括正面、背面、连接正面和背面的相对的第
一侧面和第二侧面、顶面和底面；
36.腔室内的、用于递送uv辐射的uv装置，其中uv装置包括多个线性uv源，每个线性uv源具有沿其细长方向的轴线，其中包括：
37.第一对线性uv源，其包括在第一侧面处的第一uv源和在第二侧面处的第二uv源，其中第一对线性uv源中的每个线性uv源的轴线与底面平行；以及
38.第二对线性uv源，其包括第三uv源(28)和第四uv源(30)，其中第三uv源和第四uv源中的至少一个uv源在背面或正面的顶侧或底侧处，并且因此在背面或正面与顶面或底面的相交处，其中第二对线性uv源中的每个线性uv源的轴线平行于底面，其中第一对线性uv源的轴线垂直于第二对线性uv源的轴线。
39.该系统利用(至少)四个uv源，一个在每个侧面上，一个在正面上，一个在背面上。正面uv源和背面uv源中的至少一个uv源在顶侧或底侧处，例如，使得uv源不被安装在腔室正面的门上。
40.安装在“在(at)”面处的意思是直接靠着所讨论的面安装或耦合到面但可能与面的表面有间距。腔室的每个面具有总体表面积，并且它终止于面与另一个面接合的地方，例如在侧面接合顶面的位置。安装“在”腔室的给定面处旨在包括沿着接合该面和另一个相邻面的相交边缘安装。因此，在侧面和顶面之间的相交边缘处的安装可以被认为是“在”侧面和顶面两者处。
41.为了方便起见，下面将正面、背面、第一侧面和第二侧面、顶面和底面简称为腔室的正面、背面、第一和第二侧、顶面和底面。
42.uv源被定位成获得要被灭菌的对象的可能的最均匀照射。这通过将四个uv源形成为平行于腔室的底面(并且因此也平行于顶面)的线性(条状或管状)元件而被实现。通过选择uv源的高度(即顶面和底面之间的位置)，所需的照射均匀性被实现。至少存在两对uv源，一对垂直于另一对，并且正面对/背面对中的一个或两个对与顶面或底面相交。与现有布置相比，均匀照射意味着可以在减少消毒时间消耗的情况下达到最小剂量。
43.优选地，第三uv源和第四uv源两者都在背面或正面的顶侧或底侧处，并且因此在正面或背面与顶面或底面的相交处。
44.在一个示例中，没有附加的uv源。仅(并且恰好)四个uv源的使用提供了低功率和低成本的系统，例如适于小和中型腔室。
45.然而，可以在较大的腔室中使用附加成对的uv源。特别地，附加uv源可以被安装，以便在第一侧和第二侧的不同高度处存在多个对。这使得能够形成垂直支架。因此，腔室可以被缩放到不同尺寸。
46.每个uv源可以包括单个辐射发射元件，但是它可以替代地包括多个发射元件，但是多个发射元件沿着共享的线性位置被定位，以使辐射发射区域可以被近似为线性照射线。
47.在一个示例中，第一uv源被安装在顶面和第一侧之间的相交处，并且第二uv源被安装在顶面和第二侧之间的相交处。
48.因此，在该示例中，一对相对的uv源在相应侧面的顶部处。在该情况下，另一对uv源例如在正面和背面的底部处。因此，第三uv源然后可以被安装在背面和底面之间的相交处，并且第四uv源可以被安装在正面和底面之间的相交处。
49.因此，所有四个线性uv源被安装在腔室的边缘处，其中一对在顶面处，并且一对在底面处。
50.在第二示例中，第一uv源被安装在底面和第一侧之间的相交处，并且第二uv源被安装在底面和第二侧之间的相交处。
51.因此，在该示例中，一对相对的uv源在相应侧面的底部。在这种情况下，另一对uv源例如在正面和背面的顶部处。因此，第三uv源然后可以被安装在背面和顶面之间的相交处，并且第四uv源可以被安装在正面和顶面之间的相交处。
52.因此，所有四个线性uv源再次被安装在腔室的边缘处，其中一对在顶面处，并且一对在底面处。
53.在第三示例中，第一uv源被安装在第一侧的在顶面和底面之间的中间区域处，并且第二uv源被安装在第二侧的在顶面和底面之间的中间区域处。
54.因此，在该示例中，一对相对的uv源跨相应侧面的中间(在高度方面)。在这种情况下，另一对uv源可以具有在在正面和背面的顶部处的一个uv源和在正面和背面的底部处的一个uv源。例如，第三uv源然后可以被安装在背面和底面之间的相交处，并且第四uv源可以被安装在正面和顶面之间的相交处。
55.在所有示例中，系统可以包括：
56.在腔室的正面处的通道门；或者
57.在腔室的正面处的第一通道门和在腔室的背面处的第二通道门。
58.两个通道门的使用减小了污染的风险。
59.腔室例如具有长方体形状的内部。
60.系统优选地包括部分安装在腔室的高度上的支撑托盘。支撑托盘在被设计成实现均匀照射的腔室的区域中支撑对象。因此，支撑托盘在与预期处理体积的底面相对应的位置处。
61.可以存在被安装在腔室内的至少第一支撑托盘和第二支撑托盘。较大的腔室可以具有两个以上支撑托盘。作为示例，当第一uv源和第二uv源跨腔室的相应侧面的中间区域被安装时，上支撑托盘可以被大致安装在第一uv源和第二uv源的水平处。
62.也可以存在多对uv源，其中在每个支撑托盘的两侧处有一对uv源。因此，通过为每个附加的支撑托盘添加一对uv源，腔室可以在垂直方向上被缩放。
63.在侧面至侧面的方向上也可以存在多个支撑托盘。除了安装在腔室侧面处的uv源之外，支撑托盘然后可以在它们之间包括uv源(例如，在正面至背面的方向上延伸)。
64.支撑托盘或每个支撑托盘可以由石英玻璃形成。这可以对uv辐射透明，以便托盘不影响灭菌性能。
65.uv装置例如用于递送uv-c辐射。已知这具有期望的抗菌性质。
66.例如，每个线性uv源包括uv led或uv管状灯的线性阵列。腔室的内表面优选地包括uv反射层以改进效率。
67.参考下文描述的实施例，本公开的这些和其他方面将变得明显并且被阐明。
68.将参考附图描述本公开。
69.应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但仅是出于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。本公开的装置、系统和方法的这些和
其他特征、方面和优点根据以下描述、所附权利要求和附图将变得更好理解。应当理解，附图仅是示意性的，并且没有按比例绘制。还应当理解，贯穿附图使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
70.本公开提供一种灭菌或消毒系统，包括用于接收待被灭菌的对象的腔室，腔室包括正面、背面、相对的第一侧面和第二侧面、顶面和底面。uv装置包括(至少)两对线性uv源，两对线性uv源都平行于顶面/底面。第一对在侧面处，并且第二对在正面和背面处。正面性uv源和背面线性uv源中的一个或两个线性uv源在顶部或底部处，因此在正面或背面与顶面或底面的相交处。第一对线性uv源因此垂直于第二对。已经发现这改进了照射均匀性，从而对于给定的腔室尺寸，允许uv源的数目被保持最小，还可以减少消毒的时间消耗。
71.已经发现这改进了照射均匀性，从而对于给定的腔室尺寸，允许uv源的数目被保持最小。
72.图1示出了灭菌腔室的一个已知设计。
73.腔室1包括一组内表面，包括正面10、背面12、第一侧面14、相对的第二侧面16(连接正面和背面的侧面)、顶面18和底面20。腔室具有长方体形内部，例如立方体内部。
74.通道门22被设置在正面中。
75.uv装置被提供在腔室内以用于递送uv辐射。uv装置包括四个线性uv源，每个uv源彼此平行并且平行于顶面/底面。uv源在四个角处(在面向正面时)在正面-背面的方向上延伸。
76.图2示出了根据本公开的灭菌腔室的第一示例。
77.腔室再次包括一组内表面，其将被简单地称为正面10、背面12、第一侧面14、相对的第二侧面16(连接正面和背面的侧面)、顶面18和底面20。这些内表面例如包括例如由铝形成的uv反射层。
78.门22被设置在正面中。
79.uv装置被提供在腔室内，以用于递送uv辐射。uv装置包括平行于底面20(即在正常使用中水平)的第一对线性uv源，包括在第一侧面处的第一uv源24和在第二侧面处的第二uv源26。
80.每个uv源具有细长的辐射发射区域，辐射发射区域在相关联的腔室表面的宽度方向上延伸。例如，每个uv源沿着表面的宽度的70％或至少80％的长度延伸。例如，图2的示例中的第一uv源和第二uv源24、26具有为腔室的深度的至少70％的长度，并且第三uv源和第四uv源28、30具有为腔室的宽度的至少70％的长度。
81.第一uv源24被安装在顶面和第一侧面14之间的相交处(因此在第一侧面的顶侧处)并且第二uv源26被安装在顶面和第二侧面16之间的相交处(因此在第二侧面的顶侧处)。
82.第二对线性uv源(也平行于底面(并且因此在正常使用中也是水平的))包括在背面的底侧处(并且因此在背面和底面的相交处)的第三uv源28，并且包括在正面的底侧处(并且因此在正面和底面的相交处)的第四uv源30。
83.该对线性uv源24、26垂直于第二对线性uv源28、30。
84.线性uv源中的每个线性uv源具有沿其细长方向的轴线(图中未示出)。为了清楚起见，本技术中的短语“平行”和“垂直”指的是这些轴线之间的关系。
85.在该示例中，该系统正好具有四个uv源，一个uv源在每个侧面上(左上和右上)，一个在正面处(正面底部)，一个在背面处(背面底部)。所有四个线性uv源被安装在腔室的边缘处，其中一对uv源在顶面处，一对uv源在底面处。
86.每个uv源可以直接抵靠腔室的相应内表面中的内表面安装，但是它可以替代地与表面向外间隔开。
87.uv源可以被定位成获得对要被灭菌的对象的均匀照射。
88.在腔室内，存在处理体积。该处理体积比腔室本身小，因此要被处理的对象应当与腔室壁间隔开，以使uv辐射在照射对象的表面之前变得更加均匀。处理体积被示为区域32。例如，uv源具有大约等于处理体积的相关联侧面的宽度的长度。
89.该区域32包括具有正面、背面、侧面、顶面和底面的长方体。
90.系统具有部分安装在腔室高度上的支撑托盘34。特别地，托盘在与处理体积(即区域32)的底面相对应的高度处。托盘被设计成确保要被灭菌的对象被定位在距uv源合适的距离处，以便控制照射的均匀性。
91.第三uv源和第四uv源28、30可以被安装在支撑托盘下方(如所示的)，但是它们可以替代地在支撑托盘的相同水平处或刚好在支撑托盘上方。
92.跨处理体积的表面中的每个表面的照射强度已经基于特定的腔室尺寸和uv源设计被建模。
93.对于图1的已知设计和两位有效数字，处理体积的每个面上的所得的最小和平均照射水平在下表中被示出：
[0094][0095]
对于图2的设计：
[0096][0097]
由于因为图2的设计实现了更均匀的照射，最小剂量显著增加，因此与图1的现有技术相比，消毒的时间消耗减少。
[0098]
在图3至图5中，通道门和处理体积未被示出，以便简化附图。
[0099]
图3示出了第二示例，其中第一uv源24被安装在底面和第一侧面14之间的相交处，并且第二uv源26被安装在底面和第二侧面16之间的相交处。因此，第一对uv源在相应侧面的底部处。
[0100]
第三uv源28被安装在背面和顶面之间的相交处，第四uv源30被安装在正面和顶面之间的相交处。
[0101]
同样，所有四个线性uv源被安装在腔室的边缘处，其中一对在顶面处，并且一对在底面处。
[0102]
对于图3的设计：
[0103][0104][0105]
图4示出了第三示例，其中第一uv源24被安装在第一侧面14的在顶面和底面之间的中间区域处，例如在侧面的高度上的40％和60％之间。第二uv源26被安装在第二侧面16
的在顶面和底面之间的中间区域，在与第一uv源24相同的高度处。
[0106]
因此，第一对uv源跨相应侧面的中间(在高度方面)。
[0107]
第三uv源28被安装在背面和底面之间的相交处，并且第四uv源30被安装在正面和顶面之间的相交处。
[0108]
对于图4的设计：
[0109][0110]
图5示出了基于图4的uv源的配置的布置，然而具有被安装在腔室内的第一支撑托盘和第二支撑托盘34a、34b。
[0111]
较大的腔室可以具有两个以上支撑托盘。在该示例中，上支撑托盘34b被安装在大约第一uv源和第二uv源24、26的水平处。第一uv源和第二uv源可以如所示的刚好在上托盘34b下方，或者刚好在其上方。
[0112]
然后存在两个处理体积；上支撑托盘34b上方的上处理体积和下支撑托盘34a上方的下处理体积。
[0113]
对于图4的设计：
[0114]
上处理体积
[0115][0116]
下处理体积
[0117][0118]
这些结果示出了uv源的放置如何影响均匀性，以及如何基于最小和平均照射水平之间的较小差异来实现更均匀的照射。如以上结果所示，最小辐照以及平均辐照可以被改进。
[0119]
图6示出了可以在更大的腔室中使用附加的uv源对。特别地，附加的uv源可以被安装，以便在第一侧面和第二侧面上的不同高度处存在多个对。这使得能够形成垂直支架。因此，腔室可以被缩放到不同尺寸。
[0120]
图6具有三个支撑托盘34a、34b、34c。与图3至图5的布置相比，增加了一对附加的uv源60、62。
[0121]
现在在侧面处存在两对uv源，每个支撑托盘(底面支撑托盘除外)的两侧处有一对uv源。因此，通过为每个附加的支撑托盘添加一对uv源，可以在垂直方向上缩放腔室。因此，该示例正好具有六个uv源。
[0122]
在侧面至侧面的方向上也可以存在多个支撑托盘。除了被安装在腔室的侧面的uv
源之外，支撑托盘继而可以包括在它们之间的uv源(例如，在正面至背面的方向上延伸)。
[0123]
图6还示出了在正面可以存在通道门22a并且在背面可以存在通道门22b。这可以通过具有用于灭菌前的一个门和用于灭菌后的一个门来减少污染。
[0124]
每个uv源可以包括单个辐射发射元件，但是它可以替代地包括多个辐射发射元件，但是沿着期望的线性路径被定位，使得辐射发射区域可以被近似为线性照射线。每个uv源可以是管状灯，或uv led的线性阵列，或点uv源和反射器装置，以将点源辐射输出转换为线性输出。
[0125]
支撑托盘例如由不锈钢线形成，并且优选地由对uv辐射透明的石英玻璃形成。
[0126]
已知例如在200nm至400nm的波长范围中的uv辐射具有所需的消毒或灭菌性质。例如，针对该目的，已知在大约200nm-280nm的波长处的uv-c辐射。uv辐射源可以包括汞蒸气灯泡或管、氙气灯泡或管、准分子灯泡或管或发光二极管(led)。
[0127]
系统可以用于基于辐射强度和照射的持续时间，将对象消毒到不同水平，例如用于清理、清洁、低水平消毒、高水平消毒或灭菌。
[0128]
uv源可以具有局部反射器，以用于将发射的辐射重新引导为远离处理体积，诸如弯曲的反射性后表面。这还可以作为腔室的反射性内壁的补充被使用。
[0129]
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的公开时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，单次“包括”不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
[0130]
在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。
[0131]
如果在权利要求或描述中使用术语“适用于”，则应当注意，术语“适用于”旨在等同于术语“被配置成”。
[0132]
权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。