1、医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 1 摘 要 目前，一次性医疗用品已在临床上大量使用，产生的医用垃圾也日渐增多。对其进行无害化处理的主要方法是将其进行毁形消毒，以便将可回收材料进行再利用。其中消毒是非常重要的环节 。本机的主要功能就是对一次性医疗用品进行毁形和消毒。消毒方法是利用常温和高温消毒液对毁形后的医疗废弃物进行浸泡，供给系统便是消毒液的来源。高温消毒液供给系统的功能是储存和提供高温消毒液给高温消毒盅。高温消毒系统由净液、污液两个箱组成，具有自动加热、过滤、供液、排渣、温度控制等功能 。 关键词 ：刮版排渣 温度控制 电磁 阀 传感器 反冲自清过滤器 Abstract Cur
2、rently, a time of medical treatment thing already at clinical up a great deal of usage, creation of cure and use the garbage also gradually increases.As to its carry on harmless turn a processed main method is to carry on its disfigure disinfection, in order to will be able to recover material to ca
3、rry on make use of again.Among them, the disinfection is a count for much link.The main function of this machine is to carry on disfigure and disinfection to a time of medical treatment thing.Disinfect a method is make use of normal temperature and heat to disinfect a liquid to the empress of the di
4、sfigure of the medical treatment wastes carry on soak and supply system to would be source of disinfect the liquid.Heat disinfection liquids supplying the function of system is a storage to disinfect Zhong with provide heat disinfection the liquid to the heat.The heat disinfects system from the clea
5、n liquid, dirty liquid two boxes constitute and have automatically heat, filter, provide a liquid and line up functions, such as residue and temperature control.etc. Keywords: Pare off a version row a residue The temperature control Electromagnetism valve Spread a feeling machine Anti- blunt from pu
6、re filter 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 2 目 录 摘要 （中文） -1 （英文） -1 第一章 概述 -2 1.1 国内医疗机构废弃物 处理 现状与设计 医疗废弃物毁形消毒机的意义 -2 1.2 医疗废弃物毁形消毒机的实现方法 -3 1.3 医疗废弃物毁形消毒机的特点 -3 1.4 结论应大力发展医疗废弃物 毁形消毒机 -3 第二章 文献综述 -4 2.1 前言 -4 2.2 主题 -4 2.3 总结 -8 第三章 热平衡设计计算 -9 3 1 估算箱体体积 -9 3 2 加热 功率计算 -9 3 3 热量损失 -10 3 4 金属电热元件理论计算 -10 3 5
7、保温层材料选择 -12 3 6 泵的选择 -12 3 7 过滤器的选择 -13 3 8 电磁阀的选择 -13 第四章 刮板排渣机构设计计算 -13 4 1 刮板排渣机构设计计算 -13 4 2 刮板选型 -14 4 3 标准输用平顶送链轮选取 -15 4 4 电机选用 -17 4 5 选减速 -17 第五章 V 带传动计算 -17 5 1V 带传动计算 -17 第六章 轴系计算 -18 6 1 轴的设计和计算 -18 6 2 滚动轴承选择及校核 -19 6 3 水润滑滑动轴承选择 -19 第七章 总结 -20 第八章 计算机建模 -20 参考文献 -21 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系
8、统设计 3 第一章 概述 1 1 国内医疗机构废弃物处理现状与设计 医疗废弃物毁形消毒机的意义 目前，一次性医疗用品已在临床上大量使用，产生的医用垃圾也日渐增多。根据对国内较为典型的各级医院调查表明，二、三级医院的一次性塑料医疗废弃物中高危病人产生的废弃物占 5%左右，普通病人占 95%;一级医院普通病人产生的废弃物占 98%以上。对其他 医院每天产生的塑料医疗废弃物调查表明， 800 张床位以上的大型医院，每天产生的塑料医疗废弃物为 320 一 410 公斤 ;300 张床位的中型医院 150 公斤左右 ;小型医院 40 一 70 公斤 ;一般医务室、诊所 3 一 10 公斤。如何对这些医用
9、垃圾和废弃物品进行无害化处理呢？特别是具有传染危险的废注射器、输液器。按我国现行规定，塑料医疗废弃物一般采用焚烧处理，而多数医院又没有二室高温焚烧炉，单室焚烧炉焚烧不彻底，达不到烧毁的目的，还污染了空气。并且焚烧使塑胶原料被浪费，且各级医院均需配备价格昂贵的毁形机，消毒液，盛放消毒液、输液器、 注射器的容器，造成人力、物力、财力的浪费。 因此对普通病人使用过的塑料医疗废弃物就地进行毁形消毒后进行回收再利用，将是资源再生可持续发展的必由之路。所以毁形消毒机（一种将塑料制品医疗废弃物及时进行毁形消毒与回收进行无害化处理的机器）便应运而生。它既减少污染，又保护环境，还能实现资源充分利用，符合我党建立
10、和谐社会的发展观，对正处于发展阶段的我国有着非常深远的现实意义。 1 2 医疗废弃物毁形消毒机的实现方法 现在的同类产品多以机械或加热方式对塑料制品医疗废弃物进行毁形，以高温高压蒸汽薰蒸，化学消毒液浸泡，紫外线 照射，等方法进行消毒。 比如由宝鸡文理学院机电工程研究所肖亚航，傅敏士设计的医用毁形消毒机，毁形机构采取剪切机构（曲柄划块机构）消毒方法采取化学消毒法将切断后的一次性塑料医疗废弃物直接放人消毒桶中进行消毒。回收系统由运料车、丝杠、螺母等组成。用小型电机带动丝杠，通过螺母盒使装有消毒桶的运料车移动，将经消毒的物料导人回收池，以便回收利用。 还有柳正先，张金祥发明的多功能塑料制品毁形、消毒
11、机 。它是一种多功能塑料制品毁形、消毒机，通过位于机箱内设置的电机、皮带轮、和皮带构成的驱动机构驱动固定钢刀和旋转钢刀来完成 对各种塑料制品如注射器、输液器、输血瓶、血袋、离心杯、酶标板、试管等的毁形目的。毁形后的塑料碎片落入下方的消毒斗内，靠其内盛的消毒液消毒灭菌。本机不仅适用于所有医用塑料制品的毁形消毒，也适用于其他塑料制品的毁形消毒。 1 3 医疗废弃物毁形消毒机的特点 进入本机的所有物品均被毁形，毁形率 100%。对枯草杆菌黑色芽抱变种杀灭率妻 99. 997%，消毒效果非常彻底。无不符合国家环保要求的有害气体和有害液体排放。塑料回收再利用率不小于99%，无老化和变性现象发生。最高额定
12、用电不大于 6 千瓦，电压 380V 操作 员一人 (高中文化程度即可 )。可放置于国内任何一家医疗机构的现有房间内，不必添加任何附加条件。该机每天 20 小时开机，可处理 500 公斤以上的医疗废弃物，满足国内现有 任何一家特大型医院的要求。 1 4 结论应大力发展医疗废弃物毁形消毒机 首先，医疗废弃物毁形消毒机把医院中每天最大量产生的塑料医疗废弃物进行回收再利用，给医院带来可观的经济效益。 其次，它不像焚烧方式需要占用大量土地建造焚烧工厂和储存场所、耗费巨额资金用于焚烧工医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 4 厂的建设；最大限度地再生利用了宝贵的塑料资源，杜绝了塑料制品被白白烧掉
13、的情 况，又减少了环境污染。 第三，免去了采用集中焚烧方式的专用车辆运输，专人押送的麻烦，及中间转运各环节中塑料医疗废弃物流失的危险性，真正做到就地产生，就地处理。 第四，代表了 21 世纪国际环保界对塑料制品逐渐采用强制性回收再利用的最先进的科技潮流，彻底消除了因填埋、焚烧而带来的各种环保弊端。 第五，为国家节省了十数亿元的处理费。而且毁消机对世界上大多数国家都有一定的示范推广效果，产品出口后可为国家大量创汇。 所以医疗废弃物毁形消毒机是个很有价值的开发项目，只要国家对相关规定加以完 善， 此项目一定会获得可观的经济效益。 第二章 文献综述 2 1 前言 医院的医疗垃圾与生话垃圾有很大的区别
14、。医疗垃圾是指接触了病人的血液、分泌物、排泄物等或医院产生出来的污染性垃圾。如使用后的棉签、棉球、纱布、一次性医疗器械、后废弃品、过期药品、过期溶剂、放射性核污染的固体或液体等。由于医疗垃圾具有全空间污染 .急性传染和潜伏性污染等特征 .其病毒、病菌的危害性是普通生话垃圾的几十、几百甚至上千倍。无论从社会安全还是预防医院感染角度来看。如不进行恰当的处理 .必将危及人们的健康。一次性医疗用品的使用对预防、控制 医院感染，提高医疗护理及工作效率起到重要作用。但随着一次性医疗物品的广泛使用，产生的医用垃圾也日渐增多。根据对国内较为典型的各级医院调查表明，二、三级医院的一次性塑料医疗废弃物中高危病人产
15、生的废弃物占 5%左右，普通病人占 95%;一级医院普通病人产生的废弃物占 98%以上。对其他医院每天产生的塑料医疗废弃物调查表明， 800 张床位以上的大型医院，每天产生的塑料医疗废弃物为 320 一 410 公斤 ;300 张床位的中型医院 150 公斤左右 ;小型医院 40 一 70公斤 ;一般医务室、诊所 3 一 10 公斤。如何对这些医用垃圾和废弃物品进行 无害化处理呢？目前除了应用较为普遍的焚烧方法外，主要有蒸汽灭菌法、热解处理法、微波处理法、等离子体法、化学消毒法、熔融法、辐射线照射法等。 按我国现行规定，塑料医疗废弃物一般采用焚烧处理，特别是具有传染危险的废注射器、输液器。而多
16、数医院又没有二室高温焚烧炉，单室焚烧炉焚烧不彻底，达不到烧毁的目的，还污染了空气。并且焚烧使塑胶原料被浪费，且各级医院均需配备价格昂贵的毁形机，消毒液，盛放消毒液、输液器、注射器的容器，造成人力、物力、财力的浪费。 总结上述处理方法的共同点，对普通病人使用过的塑料医疗废弃物就地进行 毁形消毒后进行回收再利用，将是资源再生可持续发展的必由之路。这种处理方法既减少污染，又保护环境，还能实现资源充分利用，符合我党建立和谐社会的发展观，对正处于发展阶段的我国有着非常深远的现实意义。所以一种能将塑料制品医疗废弃物及时进行毁形消毒与回收进行无害化处理的机器 塑料医疗废弃物毁形消毒机便有必要诞生了。 2 2
17、 主题 本机的主要功能就是对一次性医疗用品进行毁形和消毒。消毒方法是利用常温和高温消毒液对毁形后的医疗废弃物进行浸泡，供给系统便是消毒液的来源。高温消毒液供给系统的功能是储存和提供高温消毒液给高温 消毒盅。高温消毒系统由净液、污液两个箱组成，具有加热、过滤、供液、排渣、温度控制等功能 。 消毒液加热装置的设计和消毒液的过滤和排渣装置的设计是这一课题的要点。要达到：净液、污液两箱分开，使用过的消毒液排放入污液箱，经过滤后再进入净液箱继续使用；净液温度 124C128 C 输入高温消毒盅。通过循环输入高温消毒液使高温消毒盅内液体温度保持在 124 C 4医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计
18、 5 C；污液箱中沉淀渣需要自动清除；污液箱防止加热器表面温度过高，净液箱为主要加热区，污液箱辅助加热，防止液体中沉淀渣在加热器周围过热碳化等要求。 主要消毒方 法有蒸汽灭菌法、热解处理法、微波处理法、等离子体法、化学消毒法、熔融法、辐射线照射法等。 微波处理技术采用了高能量微波在充满氮气 (无氧 )的密闭舱进行消毒灭菌的处理方式。它能快速有效地将感染性医疗、生化废物分解处理为无毒无菌且无法识别的碳化残渣。操作温度在 150一250时医疗废物消毒能够达到 99. 9999%的灭菌效果。 蒸汽灭菌技术首先将医疗废物送入特种压力容器中，然后对其进行真空、高温、高压等蒸汽消毒处理，使处理后的废物达到
19、规定的安全排放标准，再用特种粉碎机彻底毁形粉碎。在处理过程中，来自蒸汽冷凝的液 体可以直接排入卫生下水道，处理器中的气体可随蒸汽排出。粉碎后的残渣成为普通的无菌、无病毒、无害的城市垃圾，在压缩后最终送至卫生填埋场填埋。 热解处理技术是一项将医疗废物转化成为可回用无害化材料的先进技术，生成的气体可以充当燃料，用于发电、加热水或蒸汽。此项技术与传统焚烧方法完全不同。它是利用废物自身能量来加热其它废物并使之气化，达到无菌的目的，因此不需要 950高温，也不需要压缩空气。由于此处理系统的温度低于金属及玻璃的熔点，因此金属和玻璃不发生变化，可以沉积在底灰中而被除去或进入完备的再生系统实现资源化 处理。
20、加热方法分接触式和非接触式。 接触式的有： 1.加热棒 ,既热水器广泛采用的加热器，特点技术成熟，成本低。 2.折流杆式加热器 折流杆换热器最初是为解决振动问题而研制的。简单地说，它是用条制的折流圈来支撑管子。折流杆，即这些钢条的直径等于管子间的间隙，即管子与这些杆件之间没有问隙存在，从四面将管子牢牢地固定起来，从而根本上消除了管子发生任何移动的可能性。 它是由美国菲利浦公司在七十年代末开发的新型换热设备，具有防振性强，流动阻力小，简化结构，小蒸汽流动死区，传热性能好以及表面温度均匀等优点。 非 接触式的有： 1.感应加热是利用电磁感应原理，将电能转化为热能，对工件进行加热的一种加热方式，广泛
21、应用于表面淬火、冶炼、金属焊接、密封等上业领域。这种新式的液体加热装置具有体积小、成本低、加热速度快等优点，适合各种管道液体的加热。因此，特别适合易燃液体的加热。 3.微波加热，既微波炉中广泛采用的加热器，特点技术成熟，成本较低，效率较高。 过滤系统方案： 1。连续式旋转过滤器，介绍如下。 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 6 连续式旋转过滤器由圆筒体，空心轴、过滤圆盘、排渣螺旋输送机及传动机构等部件组成。请参见附图 1。其主要结构特点是 将过滤圆盘组装在一个空心轴上，用一个金属圆筒体将过滤回盘封闭起来，要保证不泄漏。圆筒体上面有一组溶剂冲洗装置，下面为排渣螺旋输送机，在传动机构带
22、动下，按一定方向要求旋转 .因是连续旋转式工作 .其具有如下 功能 : a 过游能去除混合油中怕屑及其它机械杂质。 d 机械排渣可将过滤下来杂质抽入浸出器。 C. 定时反冲用溶剂冲洗过滤圆盘上的杂质。可使滤布连续使用 浸出后混合油中含有 0. 03%-0. 04%杂质，经过滤 .杂质附存在过滤器内，而混合油则通过过滤回盘上的滤布，再通过钢丝网及出油孔进人旋转的空心轴，用泵抽至 混合油缸，再通过动力泵送至蒸发系统蒸发回收溶剂。 2自洁净过滤装置（反冲）液体流向如下图所示，当滤网表面积攒的残渣达到一定程度时，滤网内外表面压力差就会增加，当压力差增加到设定值时，压差控制器发出信号排污口打开，电机带动
23、滤网内叶轮高速旋转，带动滤网内水流旋转，旋转水流被离心力从滤网内反向甩出，这一水流能有效的把滤网表面积攒的残渣清洗干净，并沿排污口排出，当滤网表面积攒的残渣被清洗干净时，滤网内外表面压力差减小到设定值时，压差控制器发出信号排污口关闭，电机停止旋转，开始正常过滤。 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 7 GCQ 自洁式水过滤器 一、产品用途 本产品适用于造纸、钢铁、化工、发电和环保等需连续用水的场合，用于滤除水体中的固态颗粒和杂质，确保其后续或终端设备能顺利运行，是一种先进、高效且易操作的全自动过滤装置。 二、结构特点与工作原理 GCQ 型自清洗式水过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、
24、电控箱、减速机、电动阀门和差压控制器等部分组成。壳体内 的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分利用了过滤空间，显著缩小了过滤器的体积，下腔内安装有反冲洗吸盘。工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔。大 于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔，最后从出口送出。 本过滤器滤芯采用高强度的 Johnson 楔形滤网，通过压差控制、定时控制自动清洗滤芯。当过滤器内杂质积聚在滤芯表面引起进出口压差增大到设定值，一般设定值为 0.04MPa，或定时器达到预置时间时，电动控制箱发出信号，驱动反冲洗机构。当反冲洗吸盘口与滤芯进口正对时，排污阀打开，此时系统泄
25、压排水，吸盘与滤芯内侧出现一个相对压力低于滤芯外侧水压的负压区，迫使部分净水从滤芯外侧流入滤芯内侧，吸附在滤芯内壁上的杂质微粒随水流进吸盘内并从排污阀排出。特殊 设计的 Johnson 网使得滤芯内部产生喷射效果，任何杂质都将被从光滑的内壁上冲走。当过滤器进出口压差恢复正常或定时器设定时间结束，电机停止运转，电动排污阀关闭。整个过程中，物料不断流，反洗耗水量少，实现了连续化，自动化生产。 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 8 三、主要技术参数 公称直径： DN50 DN800mm 设计压力： 1.0MPa(另外有 1.6MPa 和 2.5MPa 可供选用 ) 过滤精度： (1)冲孔
26、板结构： 1000m(2) 复合编织网结构： 25m(3)Johnson 楔形网： 100m 差压设定值调节范围： 0.02 0.16MPa 切换差调节范围： 0.035 0.15MPa 反冲洗时间设定范围： 1 24h 压力损失： 0.02 0.1MPa 工作方式：手动、自动 电机参数： 380V 50HZ 电机功率： 0.15 2.2KW 刮板式排渣系统示意图 排渣方案有螺旋式和刮板式 2 3 总结 医疗废弃物毁形消毒机优点 首先，医疗废弃物毁形消毒机把医院中每天最大量产生的塑料医疗废弃物进行回收再利用，给医院带来可观的经济效益。 其次，它不像焚烧方式需要占用大量土地建造焚烧工厂和储存场所
27、、耗费巨额资金用于焚烧工厂的建设；最大限度地再生利用了宝贵的塑料资源，杜绝了塑料制品被白白烧掉的情况，又减少了环境污染。 第三，免去了采用集中焚烧方式的专用车辆运输，专人押送的麻烦，及中间转运各环节中塑料医疗废弃物流失的危险性，真正做到就地产生，就地处理。 第四，代表了 21 世纪国际环保界对塑料制品逐渐采用强制性回收再利用的最先进的科技潮流，彻底消除了因填埋、焚烧而带来的各种环保弊端。 第五，为国家节省了十数亿元的处理费 。而且毁消机对世界上大多数国家都有一定的示范推广效果，产品出口后可为国家大量创汇。 所以医疗废弃物毁形消毒机是个很有价值的开发项目，只要国家对相关规定加以完善， 此项目一定
28、会获得可观的经济效益。 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统实现方法如下： 污液要通过自洁净过滤装置（反冲）变成净液。 采用链式刮板刮渣。 采用热电偶测温，采用电热棒加热。 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 9 第三章 热平衡设计计算 3 1 估算箱体体积 高温消毒液温度： 124 C 4 C； 根据高温消毒盅体积 (如左图所示 )可计算需要消毒液： V 2Rh 3.14 3102 700 0.75 2110.75=158 升 ,取整 160 升。 净液箱最小容积计算： 要求净液在共给高温消毒盅后，液面应不小于总高度的 3，所以净液箱最小容积为： 160 3/2=240 升 。
29、 同理 , 污液箱最小容积也应不小于 240升。 由于考虑一定裕量 ,合计 高温消毒液供给箱总体积应大于 500 升。 根据目前设计的结构空间能够提供的高温消毒液箱体积： 液箱总体积：长 宽 高 1200 1000 500mm 600L 液箱容积 600 升。为了防止加热管表面与消毒液中的杂质接触产生积碳，加热主要 在净液箱中进行，净液箱体积大有利。 考虑净液加热量大有利，污液箱初步取为 280，净液箱 420。 3 2 加热功率计算 已知条件： 1.消毒液体积： 600L 2.时间： T=30 分钟 3.消毒液比热容： C=2.1kJ kg K 4. 消毒液 31000 kg m 5. 消毒
30、液质量 mv 600kg 加热要求：将消毒液加热到 124 4 C ，按最高温度计算，加热到 128 C 室温取 25 C ， 1 2 8 2 5 1 0 3t C C C 按公式 Q c m t 吸 进行计算： 高温消毒盅体示意图 高温消毒盅示意图 医疗废弃物毁形消毒机的高温消毒液供给系统设计 10 Q c m t 吸 =2.1kJ kg K 600kg 103 C =129780kJ 1.3 510kJ =1.3 810J 加热功率为 81 .3 1 03 0 6 0W kJP tS 72100W=72.1kW 所以：如果在半小时内将消毒液加热到 128 C 需要的加热功率是 72.1kW
31、,即选用 1kW 的加热器要 73 个才行。这是不太现实的，解决办法是延长加热时间。预计加热管功率为 1kW 10=10kW 根据 Q c m t 吸 Wt P = 81.3 10 3.6113000 kJ hS 所以预计加热时间是 3.61 小时 ,即每次开机之前需对消毒液进行 3.61 小时的预热操作。 热平衡计算： 3 3 热量损失： 箱体损失热量计算： A=（ 1200 500+500 1000+1200 1000 2 =4.6 2m 通过箱体散失的热量（每小时） 03 .6 ( )eeQ KA t t散 K 传热系数 2Wm k A 散热面积 2m et 内部温度 C 0et 箱外温度 C 箱体材料为不锈钢 K=24.5 0()eett =12 C -25 C =103 C 03.6 ( )eeQ KA t t散 =3.6 24.5 4.6 103=41798.16J 路径损失： 路径表面积 A=水管表面积 +泵表面积 +过滤器表面积 箱体示意图
