阅读说明：本技术 针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器以及消毒方法 (High-concentration ozone water sterilizer for dental handpiece sterilization and sterilization method ) 是由 陈天 敖卫 姚欢 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器以及消毒方法,消毒机包括：原水箱,配置有回水口和水箱出水口；反渗透净水系统,进水口与水箱出水口相连,且反渗透净水系统的浓水出水口与回水口相连；PEM低压电解模块,反渗透净水系统相连,PEM低压电解模块对净水分别进行电解处理后分两路输出臭氧水和氢气水,臭氧水经过牙科手机水路进水口输送至牙科手机水路,氢气水经回水口输送至可抽取式原水箱；消毒水箱,用于放置牙科手机；臭氧水消解水箱,臭氧水消解水箱的出水口与回水口相连,且臭氧水消解水箱与消毒水箱之间设置有一导通装置。本发明可以不断循环产生臭氧水并对牙科手机进行臭氧水清洗。(The invention provides a high-concentration ozone water sterilizer and a sterilization method aiming at dental handpiece sterilization, wherein the sterilizer comprises: the raw water tank is provided with a water return port and a water tank water outlet; a water inlet of the reverse osmosis water purification system is connected with a water outlet of the water tank, and a concentrated water outlet of the reverse osmosis water purification system is connected with a water return port; the PEM low-voltage electrolysis module is connected with the reverse osmosis water purification system, carries out electrolysis treatment on purified water respectively and then outputs ozone water and hydrogen water in two paths, the ozone water is conveyed to a dental handpiece water path through a dental handpiece water path water inlet, and the hydrogen water is conveyed to the removable raw water tank through a water return port; the disinfection water tank is used for placing a dental handpiece; the ozone water digestion water tank is connected with the water return port, and a conduction device is arranged between the ozone water digestion water tank and the disinfection water tank. The invention can continuously and circularly generate ozone water and clean the dental handpiece with the ozone water.)

针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器以及消毒方法

技术领域

本发明涉及医疗臭氧水杀菌，具体涉及到一种针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器以及消毒方法。

背景技术

臭氧(O₃)作为最强氧化剂之一用于杀菌、消毒、农药降解、环境治理等领域已有相当有效的应用。特别是臭氧的氧化能力极强、杀菌安全彻底，而且不污染环境、最终还原成氧气。

固体聚合物电解质膜(Polymer Electrolysis Membrane，简称PEM)技术发展促进了低压电解法展现出了独特的优势，包括浓度可高达18％-20％；原料为相对纯水，副产物仅有H₂、O₂，无副产物污染。并且,PEM低压电解装置使用直流低压，操作安全，设备简单小巧，性价比高，适用场合广泛。

PEM低压电解技术的快速发展使得使用方式需要不断的革新。现有的装置一般都是将纯水作为电解液置于一个封闭的罐体，使用阳极产生的臭氧气体。此类使用方式适合使用臭氧气体消毒的场合，不适用于需要使用臭氧水消毒的需求，若要使用臭氧水，还需要进一步使用气液混合装置将产生的臭氧气体与目标杀菌水进行高度混合，对使用者及设备供应商来说增加了使用设备及步骤，非常不便。

牙科综合治疗台水路(Dental Unit Waterline，DUWL)主要功能是在治疗过程中为手机和三用枪等设备提供治疗用水，起冲洗和冷却作用。由于DUWL由狭窄细长的管道组成，易被污染导致生物膜形成，定植于DUWL中的病原菌可随水流进入患者口腔，或通过由超声洁牙机、高速涡轮手机产生的气溶胶被患者或医务人员吸入呼吸道，增加牙科治疗感染的危险性。因此DUWL污染是导致牙科交叉感染的重要途径之一。现在缺乏针对DUWL杀菌的专用杀菌器械。现有的水路难以杀菌，对患者是一个潜在的感染风险。牙科综合治疗台水路(DUWL)内部水路结构较为复杂，现有的消毒器一般无法针对DUWL进行消毒，部分牙椅厂家出厂安装的消毒器也仅利用二氧化氯等化学消毒，具有需要手动投加消毒剂、操作复杂、消毒具有副产物等缺陷。

因此，需要一个既可以解决DUWL杀菌问题，又可以针对性的在牙科诊所、方便使用、高效利用臭氧气液混合的问题，直接方便快捷地制造可供消毒的高浓度臭氧水的设备。

发明内容

本发明可以解决使用传统高压放电产生臭氧所产生的臭氧浓度低、副产物多、构造复杂的问题，同时也解决现有采用低压电解法生产臭氧需要使用气液混合设备的问题，将需要气液混合的低电导率净化水机与低压电解模块结合，并且免安装，倒入自来水后一开机即制即用，直接方便快捷地制造可供消毒的高浓度臭氧水，并且可以针对性的在牙科诊所对牙科综合治疗台水路进行杀菌。

具体方案如下：

一种针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器，包括：

可抽取式原水箱，所述可抽取式原水箱配置有回水口和水箱出水口；

反渗透净水系统，所述反渗透净水系统的进水口与所述水箱出水口相连，且该反渗透净水系统的浓水出水口与所述回水口相连；

PEM低压电解模块，所述PEM低压电解模块的进水口与所述反渗透净水系统的净水出水口相连，所述PEM低压电解模块对净水分别进行臭氧电解处理和氢气电解处理后分两路输出臭氧水和氢气水，臭氧水经过牙科手机水路进水口输送至牙科手机水路，氢气水经所述回水口输送至所述可抽取式原水箱；

消毒水箱，用于放置所述牙科手机；

臭氧水消解水箱，所述臭氧水消解水箱的出水口与所述回水口相连，且所述臭氧水消解水箱与所述消毒水箱之间设置有一导通装置。

进一步的，回水口和水箱出水口左右布置在所述可抽取式原水箱底部两侧，且在可抽取式原水箱内且位于所述回水口和所述水箱出水口之间树立有一隔板。

进一步的，所述反渗透净水系统在水流方向上包括有依次连接的PP滤芯、增压泵、活性炭滤芯、RO滤芯；

RO滤芯的浓水出水口与回水口之间设置有一组合电磁阀。

进一步的，所述PEM低压电解模块由两进两出的阳极腔体和阴极腔体组成；

所述阳极腔体对净水进行臭氧电解处理生成臭氧水后输送至所述消毒水箱，所述阴极腔体对净水进行氢气电解处理后生成氢气水经所述回水口输送至所述可抽取式原水箱；

所述阳极腔体的输送管路上配置有ORP探测仪。

进一步的，在所述反渗透净水系统和所述PEM低压电解模块之间还设置有水路电磁阀系统；

所述水路电磁阀系统包括设于所述反渗透净水系统和所述PEM低压电解模块之间的第一单向阀，在所述第一单向阀和所述阴极腔体进水口之间设置有电磁阀和微调流量阀，所述微调流量阀用于控制进入所述阴极腔体的水量。

进一步的，所述消毒水箱顶部配置有一盖板，所述盖板设置有排气口，且在所述排气口处由下至上设置有尾气加热器以及尾气催化剂。

进一步的，所述臭氧水消解水箱设置在所述消毒水箱下方，且在所述臭氧水消解水箱和所述消毒水箱之间的通道上设置有一臭氧水吸附滤芯；

在所述臭氧水消解水箱内设置有臭氧水加热器和臭氧水搅拌器，所述臭氧水搅拌器设置在所述臭氧水消解水箱的出水口处，在所述臭氧水消解水箱的出水口与所述可抽取式原水箱之间还设置有第二单向阀。

一种基于上述臭氧水消毒器对牙科手机消毒的方法，包括如下步骤：

将PEM低压电解模块的臭氧水输出管路与牙科手机水路的进水口相连，并将牙科手机放置在消毒水箱中；

可抽取式原水箱的原水由水箱出水口输送至反渗透净水系统；

反渗透净水系统对原水进行净化处理后，将净水输送至PEM低压电解模块，且排出的浓水经所述回水口输送至所述可抽取式原水箱；

所述PEM低压电解模块对净水分别进行臭氧电解处理和氢气电解处理后分两路输出臭氧水和氢气水，其中，臭氧水对牙科手机水路进行清理，之后由牙科手机水路的出水口流出至消毒水箱，氢气水经所述回水口输送至所述可抽取式原水箱；

消毒水箱中的水流入臭氧水消解水箱进行消解处理后，由臭氧水消解水箱将消解后的臭氧水经所述回水口输送至所述可抽取式原水箱。

进一步的，所述方法还包括：对消毒水箱中臭氧产生的尾气进行加热和催化处理后排出。

本发明可以解决使用传统高压放电产生臭氧所产生的臭氧浓度低、副产物多、构造复杂的问题，同时也解决现有采用低压电解法生产臭氧需要使用气液混合设备的问题，有益效果有：

1.传统高压放电产生臭氧所产生的臭氧浓度低、副产物多、构造复杂，本发明将PEM低压电解器融入至整体杀菌系统，需要的体积小、产生的臭氧浓度高。

2.现有的市面上使用PEM低压电解器用作消毒的系统，均是将纯水作为电解液置于一个封闭的罐体，使用阳极产生的臭氧气体。此类使用方式适合使用臭氧气体消毒的场合，不适用于需要使用臭氧水消毒的需求，若要使用臭氧水，还需要进一步使用气液混合装置将产生的臭氧气体与目标杀菌水进行高度混合，对使用者及设备供应商来说增加了使用设备及步骤，非常不便。本发明通过在整体设备内设置反渗透净水系统，将制得的反渗透纯水直接作为电解原液，既可以作为电解液制得臭氧和氢气，又可以直接在阳极腔体内混合产生臭氧水，将混合后的臭氧水直接用于消毒，经检测ORP值可达900-1200ppm，可高效杀菌消毒，因此本发明可以解决气液混合的问题。

3.现有的消毒水设备一般需要连接进水管、排水管，即使有免安装的方式，消毒后的水也需要每次倾倒，不能重复利用，对使用者来说较为不便。本发明通过设置可抽取式原水箱、消毒水箱、臭氧水消解水箱，对消毒后的臭氧水进行吸附、消解，再进入原水箱进行重复利用，对用户来说只要第一次倒入自来水后，后续可重复利用，并且一开机即制即用，直接方便快捷地制造可供消毒的高浓度臭氧水。

4.牙科综合治疗台水路(DUWL)内部水路结构较为复杂，现有的消毒器一般无法针对DUWL进行消毒，部分牙椅厂家出厂安装的消毒器也仅利用二氧化氯等化学消毒，具有需要手动投加消毒剂、操作复杂、消毒具有副产物等缺陷，本发明可综合利用免安装方案、臭氧技术、消解技术、电控方案综合解决此类问题，使用特定三通连接到DUWL管路内后可针对性杀菌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器的示意图；

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种针对牙科手机杀菌的高浓度臭氧水消毒器，牙科手机68的供水管路上设置有三通阀64，包括有：

可抽取式原水箱1，可抽取式原水箱1配置有回水口12和水箱出水口13；

反渗透净水系统2，反渗透净水系统2的进水口与水箱出水口13相连，且该反渗透净水系统2的浓水出水口与回水口12相连；

PEM低压电解模块4，PEM低压电解模块4的进水口与反渗透净水系统2的净水出水口相连，PEM低压电解模块4对净水分别进行臭氧电解处理和氢气电解处理后分两路输出臭氧水和氢气水，氢气水经回水口12输送至可抽取式原水箱1；

消毒水箱7，用于放置所述牙科手机68；

臭氧水消解水箱8，臭氧水消解水箱8的出水口与回水口12相连，且臭氧水消解水箱8与消毒水箱7之间设置有一导通装置71。

图1示出了在消毒水箱7中放置有4个牙科手机65、66、67、68，相应的，这4个牙科手机的水路6上均设置有三通阀61、62、63、64用于与PEM低压电解模块4的臭氧水输送管路相连。

循环过程为：可抽取式原水箱1的水经过反渗透净水系统2的过滤后生成的净水分两路进入至PEM低压电解模块4，由PEM低压电解模块4对净水分别进行臭氧电解处理后氢气电解处理后分别输送至消毒水箱7和可抽取式原水箱1。在使用时，将各牙科手机放置在消毒水箱7中，并将各牙科手机水路6上的三通阀与PEM低压电解模块4的臭氧水输出管路相连，并关闭三通阀剩下的一个端口，使得臭氧水只能从其中进水口进入牙科手机水路6，并从牙科手机的出水口流出至消毒水箱7，利用臭氧水对牙科手机水路6内部腔体进行消毒，消毒后的水经过臭氧水消解水箱8消解后排放至可抽取式原水箱1。

本发明采取了免安装水箱方案，即用户不需要接进水管和排水管，第一次手动加入自来水，即可实现后续的连续运行。

从PEM低压电解模块4制得的高浓度臭氧水，通过牙科手机水路6引入牙科治疗台内部，需要通过特定三通与牙科诊疗台内部原有的水管连接，一般牙科诊疗台有四个水路，分别连接四个手机。将这四路水路分别***设备上部设置的三通阀小孔中，可将臭氧水通过需要消毒的牙科诊疗水管，实现杀菌的功能，并且小孔可以密闭，不会将尾气泄露到空气中。

在一可选的实施例中，回水口12和水箱出水口13左右布置在可抽取式原水箱1底部两侧，且在可抽取式原水箱1内且位于所述回水口12和所述水箱出水口13之间树立有一隔板11。隔板11的作用在于将回水口12和水箱出水口13之间分隔开，避免输送过来的浓水经过箱出水口13排出。且水箱可提取，可实现提取后去自来水口取水，以及长期不使用情况下将水倒出。作为优选方案，可抽取式原水箱1的体积取3L，水箱为长方体，底部面积为200cm²，高度为15cm，水箱内部设有分隔板11，作用为将水箱分隔为原水和混合水箱，混合水箱内包括杀菌后、反渗透、阴极水的回用水，待回用水充分混合后积累到一定高度后，通过隔板溢流至原水箱。作为优选方案，隔板选用高度为8-12cm。

可抽取式原水箱1下部分别设有回水口12及水箱出水口13，在水箱的下部以及底座的上部的水路连接口分别设有截止弹簧，在水箱***时可压缩后通畅水路，实现进出水，在水箱拿出后，可分别将水路截止，实现拿出水箱后，底座水路以及水箱底部都截止不漏水。作为优选方案，本发明内容采取了免安装水箱方案，但是本发明同样适用于非免安装方案，即将进水口以及出水口分别接水路至自来水的进出水管，如图所示，此种方式可适用于水源离使用场所近、方便接水管的场合。本发明专利应同样保护此种连接方式。

在一可选的实施例中，反渗透净水系统2选用反渗透净水模块，在水流方向上包括有依次连接的PP滤芯21、增压泵24、活性炭滤芯22、RO滤芯23。其中，RO滤芯23的浓水出水口与回水口12之间设置有一组合电磁阀25。作为PEM低压电解器的水源，必须要具有一定纯度的净化水，作为技术较为成熟的反渗透系统，便捷可靠，可将市政自来水快速净化为具有较高纯度的净化水，提供给PEM电解器电解臭氧。另一路浓水通过组合电磁阀25后经回水口12输送至可抽取式原水箱1，可在原水箱内再利用。作为优选方案，本发明选用50G反渗透系统，产水量为150-200ml/min。但是根据用户的不同用水量和流速的需求，可以采用不同流量的反渗透系统。

在一可选的实施例中，PEM低压电解模块4由两进两出的阳极腔体41和阴极腔体42组成；阳极腔体41对净水进行臭氧电解后生成臭氧水输送至牙科手机水路6，阴极腔体42对净水进行氢气电解处理后生成氢气水输送至回水口12。优选的，阳极腔体41的输送管路上配置有ORP探测仪5。其中阳极腔体41在PEM低压电解模块4工作时，产生高浓度臭氧气体，在低流速水流的带动下，直接在腔体内混合产生高浓度臭氧水，经ORP探测仪5在线探测，ORP(氧化还原电位)可达900-1200ppm，属高浓度臭氧水，可高效杀菌消毒。阴极腔体42产生氢气，与经过限流的低流速水混合后经回水口12输送至可抽取式原水箱1，氢气不溶于水，在可抽取式原水箱1内排放，不影响原水水质。需要说明的是，当前PEM低压电解模块4在生成臭氧水的过程中，必然会产生氢气，因此我们将阴极腔体42产生的氢气接入可抽取式原水箱1，可以提高可抽取式原水箱1内水的活性。

在一可选的实施例中，在反渗透净水系统2和PEM低压电解模块4之间还设置有水路电磁阀系统；水路电磁阀系统包括设于反渗透净水系统2和PEM低压电解模块4之间的第一单向阀31，在第一单向阀31和阴极腔体42进水口之间设置有电磁阀3和微调流量阀32，微调流量阀32用于控制进入阴极腔体42的水量。在实际工作过程中，反渗透净水模块产生的纯水经过第一单向阀31后分为两路，一路进入后续PEM模块阳极腔体41，一路通过电磁阀3、微调流量阀32后进入阴极腔体42，其中微调流量阀32将限制进入阴极腔体的水量，从而达到可分配分别进入两个腔体的水量。水路电磁3阀在PEM低压电解模块4工作时打开，在工作结束后关闭，切断阴极腔体42水路，将全部反渗透纯水通入阳极腔体41，起到冲洗阳极腔体的作用，排出剩余的阳极臭氧水。

在一可选的实施例中，消毒水箱7顶部配置有一盖板，盖板设置有排气口，且在排气口处由下至上设置有尾气加热器71以及尾气催化剂72。水箱上盖板除了排气口外还设置有供牙科手机水路穿过的缺口。臭氧在水中不稳定，易挥发，消毒水箱7的排气口需要增加尾气处理装置，尾气加热器71使用PTC加热器，能短时间加热至200-300℃高温，可将臭氧瞬间分解。同时在尾气加热器71上方继续增加尾气催化剂72，优选的采用二氧化锰催化剂，可继续分解未完全分解的臭氧气体。

在一可选的实施例中，臭氧水消解水箱8设置在消毒水箱7下方，且在臭氧水消解水箱8和消毒水箱7之间的通道上设置有一臭氧水吸附滤芯82；在臭氧水消解水箱8内设置有臭氧水加热器83和臭氧水搅拌器84，臭氧水搅拌器84设置在臭氧水消解水箱8的出水口处。优选的，在臭氧水消解水箱8的出水口与可抽取式原水箱1之间还设置有第二单向阀85。牙科手机出水口流出来的臭氧水流入臭氧水消解水箱开始臭氧水消解功能：消毒水箱7中臭氧水首先经过设置在水箱上方的倾斜挡板81，导入臭氧水吸附滤芯82，滤芯优选采用碳纤维滤芯，可有效吸附水中臭氧。水流入臭氧水消解水箱8后，设置在水箱底部的臭氧水加热器83、臭氧水搅拌器84开始工作，臭氧水加热器83使水温上升后，可降低臭氧在水中的溶解度，而臭氧水搅拌器84的工作可进一步增加气体的析出。如此经过消解的臭氧水，可达到继续使用的标准，通过第二单向阀85与回水口12相连，将消解后的臭氧水导入原水箱1，混合后继续作为原水供下一次工作使用。

同时本发明还提供了一种基于上述免安装臭氧水消毒机的消毒方法，主要包括如下步骤：

S1、将PEM低压电解模块4的臭氧水输出管路与牙科手机水路的进水口相连，并将牙科手机放置在消毒水箱7中；

S2、可抽取式原水箱1的原水由水箱出水口13输送至反渗透净水系统2。

S3、反渗透净水系统2对原水进行净化处理后，将净水输送至PEM低压电解模块4，且排出的浓水经回水口12输送至可抽取式原水箱1。

S4、PEM低压电解模块4对净水分别进行臭氧电解处理和氢气电解处理后分两路输出臭氧水和氢气水。其中，输出的臭氧水由牙科手机水路进水口进入至牙科手机水路对内部进行清理，之后由牙科手机水路的出水口流出至消毒水箱7，氢气水经所述回水口12输送至所述可抽取式原水箱1。

S5、消毒水箱7中的水流入臭氧水消解水箱8进行消解处理后，由臭氧水消解水箱8将消解后的臭氧水经所述回水口12输送至所述可抽取式原水箱1。其中可选的，对消毒水箱7中臭氧产生的尾气进行加热和催化处理后排出。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。