Стерилизационный аппарат, в частности, для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий
Изобретение относится к стерилизационному аппарату, в частности, для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий. Стерилизационный аппарат для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий содержит контейнер (12), выполненный с возможностью вращения вокруг продольной оси A и имеющий закрытый первый конец (16) и второй конец (18), оснащенный загрузочным/разгрузочным отверстием (22), закрытым посредством съемной дверцы (24). Контейнер (12) имеет полую стенку (26), включающую внутреннюю стенку (28), внешнюю стенку (30) и полое пространство (32), которое проходит от указанного первого конца (16) к указанному второму концу (18). Стерилизационный аппарат также содержит: вращающееся сочленение (34), расположенное у первого конца (16) контейнера (12) и имеющее камеру (48) впуска пара и камеру (50) отвода конденсата; и по меньшей мере одну полую спиральную лопасть (70), которая проходит между первым (16) и вторым (18) концами контейнера (12) и выступает внутрь от внутренней стенки (28) контейнера (12). Полая спиральная лопасть (70) имеет спиральную полость (72), имеющую впуск (78), сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с камерой (48) впуска пара у первого конца контейнера (16), и выпуск (80), сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с полым пространством (32) у второго конца (18) контейнера (12), и заключена между указанным впуском (78) и указанным выпуском (80). Камера (50) отвода конденсата сообщается с возможностью передачи текучей среды с полым пространством (32) на первом конце (16) контейнера (12). При этом пар, поступающий из камеры (48) впуска пара, протекает в спиральную полость (72) от первого конца (16) ко второму концу (18), и, далее, течет в полое пространство (32) от второго конца (18) к первому концу (16). Изобретение позволяет оптимизировать передачу тепловой энергии от стенок аппарата к изделиям и повысить эффективность стерилизации. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к стерилизационному аппарату, в частности, для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий.
Понятие «впитывающие санитарно-гигиенические изделия» относится, в общем, к одноразовым впитывающим изделиям, таким как детские подгузники, урологические прокладки для взрослых, гигиенические прокладки, впитывающие тампоны, впитывающие подстилки для кровати и т.д.
Уровень техники
Впитывающие санитарно-гигиенические изделия, как правило, состоят из самых различных материалов, в том числе листов пластикового материала, целлюлозного пуха, сверхвпитывающих полимеров, листов нетканого материала и т.д.
Впитывающие санитарно-гигиенические изделия содержат высококачественные материалы, такие как пластик и целлюлоза, и поэтому желательно обеспечить переработку этих материалов для их применения на рынке вторичных сырьевых материалов или для выработки энергии.
Одна из трудностей, с которыми приходится сталкиваться при переработке бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий, состоит в том, что эти изделия содержат органические выделения и бактерии, вследствие чего необходимо осуществить стерилизацию этих изделий перед разделением материалов. Другая сложность вытекает из того факта, что использованные впитывающие санитарно-гигиенические изделия обычно выбрасываются в сложенном и закрытом виде наподобие пакета, так что внешний пластиковый слой изделий образует непроницаемый барьер. Внешний водоотталкивающий слой препятствует эффективной стерилизации изделий.
Документ WO 2010/065088 раскрывает автоклав для обработки твердых городских отходов, который предусматривает сушку отходов посредством пара. Аппарат, раскрытый в документе WO 2010/065088, содержит цилиндрический вращающийся автоклав, оснащенный по меньшей мере одной дверцей, которая может быть открыта для обеспечения доступа во внутреннее пространство автоклава и герметично закрыта для обеспечения создания повышенного давления в автоклаве, и входного отверстия для контактного пара, который входит в прямой контакт с отходами, содержащимися в автоклаве, и множеством полых металлических стержней с прямоугольным поперечным сечением, в которые подается неконтактный пар. Данный аппарат обеспечивает стерилизацию твердых городских отходов и сушку отходов в процессе автоклавной обработки.
Документ ЕР 2596810 А того же самого заявителя раскрывает способ обработки использованных впитывающих санитарно-гигиенических изделий, содержащий этапы, на которых: загружают бывшие в употреблении впитывающие санитарно-гигиенические изделия в цилиндрический вращающийся автоклав, имеющий внутреннюю поверхность, и нагревают и создают повышенное давление в автоклаве при температуре стерилизации и одновременно с этим вращают автоклав вокруг его продольной оси. Нагревание автоклава обеспечивает первый температурный режим для изделий, находящихся в автоклаве, и второй температурный режим, превышающий первый температурный режим, для внутренней поверхности автоклава.
Источником тепла, необходимого для достижения температуры для стерилизации изделий, находящихся в автоклаве, главным образом, является тепловая энергия, переданная через внутреннюю стенку автоклава. Если теплообмен между стенкой автоклава и впитывающими санитарно-гигиеническими изделиями является не оптимальным, при том же самом количестве доступной тепловой энергии, время передачи тепловой энергии в изделия увеличивается и, следовательно, время цикла стерилизации изделий повышается.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание аппарата для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий, позволяющего оптимизировать передачу тепловой энергии от стенок аппарата к изделиям.
Согласно настоящему изобретению данная задача решена посредством аппарата, имеющего признаки, формирующие объект по пункту 1 формулы изобретения.
Формула изобретения образует неотъемлемую часть описания, представленного здесь в отношении настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже изложено подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, приведенные исключительно в качестве не ограничивающего примера, причем на чертежах изображено следующее.
На фиг. 1 показано осевое поперечное сечение аппарата согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая подачу пара в аппарат с фиг. 1.
На фиг. 3, 4 и 5 подробно, в увеличенном масштабе показаны части, обозначенные стрелками III, IV и V на фиг. 1.
Осуществление изобретения
Со ссылкой на фиг. 1 номером позиции 10 обозначен аппарат для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий.
Аппарат содержит контейнер 12, закрепленный с возможностью вращения вокруг продольной оси А с помощью неподвижных опор 14, по меньшей мере одна из которых оснащена приводными средствами, которые вращают контейнер 12 вокруг оси А. Продольная ось А контейнера 12 постоянно фиксируется, предпочтительно в горизонтальном положении.
Контейнер 12 имеет продолговатую форму вдоль продольной оси А, с продолговатым цилиндрическим корпусом 20, проходящим между первым концом 16 и вторым концом 18. Первый конец 16 закрыт и имеет по существу полусферическую форму, а второй конец 18 оснащен загрузочным/разгрузочным отверстием 22, которое герметично закрыто с помощью съемной дверцы 24.
Со ссылкой, в частности, на фиг. 2-5, контейнер 12 имеет полую стенку 26, в том числе внутреннюю стенку 28 и внешнюю стенку 30, которые охватывают полое пространство 32. Полое пространство 32 проходит вдоль всего цилиндрического корпуса 20, от первого конца 16 до второго конца 18. Предпочтительно, полое пространство также проходит на закрытом конце 16. Внутренняя стенка 28 контейнера 12 имеет внутреннюю поверхность, которая ограничивает объем обработки.
Со ссылкой, в частности, на фиг. 2 и 3, контейнер 12 содержит вращающееся сочленение 34, расположенное у первого конца 16, соосно с продольной осью А. Вращающееся сочленение 34 содержит втулку 36, прикрепленную к стенке 26 контейнера 12 и имеющую отверстие 38, сообщающееся с внутренней частью контейнера 12. Вращающееся сочленение 34 содержит два неподвижных кольца 40, 42, расположенных в скользящем плотном контакте с центральной втулкой 36.
Со ссылкой на фиг. 2, неподвижные кольца 40, 42 соединены, соответственно, с трубкой 44 подачи пара и с трубкой 46 отвода конденсата. На трубке 46 отвода конденсата расположено автоматическое устройство 47 отвода конденсата. В центральной втулке 36 выполнена камера 48 впуска пара и камера 50 отвода конденсата, которые сообщаются с возможностью передачи текучей среды с соответствующими неподвижными кольцами 40, 42. Камера 48 впуска пара и камера 50 отвода конденсата соединены с соответствующими частями полого пространства 32 через соответствующие трубки 52, 54.
Отверстие 38 втулки 36 соединено со второй трубкой 56 подачи пара, которая подводит находящийся под высоким давлением пар внутрь контейнера 12 в непосредственном контакте с изделиями (контактный пар). Трубки 44, 56 подачи пара соединены с парогенератором 58 с помощью соответствующих клапанов 60, 62. Отверстие 38 втулки 36 также соединено с вакуумным насосом 64 посредством трубки 66 и клапана 68. Вакуумный насос 64 извлекает воздух из контейнера 12 до создания повышенного давления в контейнере 12 за счет контактного пара.
Контейнер 12 имеет по меньшей мере одну полую спиральную лопасть 70, закрепленную на внутренней стенке 28 контейнера 12 и выступающую внутрь контейнера 12. Полая спиральная лопасть 70 образует винт с шагом Р (фиг. 5), соосный с продольной осью А и проходящий в продольном направлении А между первым концом 16 и вторым концом 18 контейнера 12. Со ссылкой на фиг. 4 и 5, полая спиральная лопасть 70 имеет спиральную полость 72, которая проходит вдоль всей длины полой спиральной лопасти 70. Спиральная полость 72 ограничена сбоку двумя первыми спиральными пластинами 74. Третья спиральная пластина 76 закреплена между первыми двумя спиральными пластинами 74 и выступает внутрь контейнера 12 за дистальные кромки первых двух спиральных пластин 74. Спиральная полость 72 ограничена вдоль ее меньших сторон посредством кромки третьей спиральной пластины 76 и частью внутренней стенки 28 контейнера 12.
Камера 50 отвода конденсата указанного вращающегося сочленения 34 сообщается с возможностью передачи текучей среды с указанным полым пространством 32 на указанном первом конце 16 контейнера 12, так что пар, поступающий из указанной камеры 48 впуска пара, протекает в указанную спиральную полость 72 от указанного первого конца 16 к указанному второму концу 18, и, далее, течет в указанное полое пространство 32 от указанного второго конца 18 к указанному первому концу 16.
В примере, проиллюстрированном на чертежах, первые две спиральные пластины 74 параллельны друг другу, так что спиральная полость 72 имеет поперечное сечение в форме узкого прямоугольника. В других вариантах осуществления, первые две спиральные пластины 74 могут быть наклонены относительно друг друга, так что спиральная полость 72 будет иметь в поперечном сечении треугольную форму.
Со ссылкой на фиг. 5, отношение между высотой Н полой спиральной лопасти 70 и радиусом R внутренней стенки 28 контейнера 12 относительно указанной оси вращения предпочтительно равняется 0,2±10%. Отношение между высотой Н' полости 72 и высотой Н полой спиральной лопасти 70 предпочтительно составляет 0,4±10%.
Указанная стенка 26 имеет цилиндрическую форму между указанным первым концом 16 и указанным вторым концом 18.
Со ссылкой на фиг. 3 и 4, спиральная полость 72 имеет впускное отверстие 78 (фиг. 3), расположенное у первого конца 16 контейнера 12, и выпускное отверстие 80 (фиг. 4), расположенное у второго конца 18 контейнера 12. Впускное отверстие 78 и выпускное отверстие 80 открываются в полое пространство 32. Со ссылкой на фиг. 3, часть полого пространства 32, находящаяся между выпуском трубки 54 и впускным отверстием 78 спиральной полости 72, закрыта посредством перегородки 82, так что впускное отверстие 78 сообщается непосредственно с камерой 48 впуска пара вращающегося соединителя 34 через часть полого пространства 32 и с помощью трубки 52. Альтернативно, выпуск трубки 52 может быть непосредственно соединен с впускным отверстием 78 спиральной полости 72 без какой-либо части закрытого полого пространства между выпуском трубки 52 и впускным отверстием 78.
Аппарат 10 функционирует следующим образом.
В контейнер 12 загружают массу бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий, поступающих из пункта сбора отходов. Как правило, впитывающие санитарно-гигиенические изделия содержат впитывающий внутренний слой из целлюлозных волокон и сверхвпитывающих полимеров. Впитывающий внутренний слой обычно заключен между двумя листами пластикового материала, соединенными друг с другом. Как правило, внешний лист (задний лист) является непроницаемым, а внутренний лист (верхний лист) является пористым. Использованные впитывающие санитарно-гигиенические изделия обычно складывают так, чтобы закрыть изделие в виде пакета внутри водоотталкивающего внешнего листа. Для закрывания сложенного изделия обычно предусмотрены клейкие крылышки. В результате, органические выделения оказываются заключенными внутри герметичного водоотталкивающего пластикового листа. Закрытые впитывающие санитарно-гигиенические изделия обычно помещают в пластиковые мешки типа таких, которые используются для размещения хозяйственно-бытовых отходов. Впитывающие санитарно-гигиенические изделия подвергаются стерилизационной обработке, как только они поступают с пункта сбора.
Мешки, содержащие впитывающие санитарно-гигиенические изделия, загружаются в контейнер 12 через отверстие 22 после удаления дверцы 24. Во время загрузки изделий, контейнер вращается так, что спиральная лопасть 70 перемещает изделия от второго конца 18 к первому концу 16. Когда контейнер оказывается загруженным предварительно заданным количеством изделий (которое, например, может быть измерено посредством датчика нагрузки), дверцу 24 закрывают и приводят в действие вакуумный насос 64 для извлечения воздуха из объема обработки. Далее, объем обработки заполняют находящимся под высоким давлением контактным паром, подаваемым через отверстие 38 вращающегося сочленения 34.
Одновременно с этим, стенка 26 контейнера 12 и полая спиральная лопасть 70 нагреваются под действием неконтактного пара. Неконтактный пар подается из камеры 48 вращающегося сочленения 34 во впускное отверстие 78 полой спиральной лопасти 70. Неконтактный пар перемещается через спиральную полость 72 полой спиральной лопасти 70. У выпуска 80 спиральной полости 72, неконтактный пар заполняет полое пространство 32 стенки 26. Сконденсированный пар вытесняется через трубку 54 отвода конденсата и автоматическое устройство 47 отвода конденсата.
Во время стерилизационной обработки, контейнер 12 вращается вокруг оси А, попеременно в противоположных направлениях. Таким образом, изделия непрерывно движутся и перемещаются попеременно в противоположных направлениях внутри контейнера 12. Неконтактный пар внутри полой спиральной лопасти 70 и полого пространства 26 создает горячие точки, которые способствуют разрушению мешков и внешних пластиковых листов впитывающих санитарно-гигиенических изделий. Эти горячие точки создают локализованные точки плавления, которые открывают отверстия в пластиковых листах и ослабляют внешние оболочки. Непрерывное движение изделий, обеспечиваемое вращением контейнера и спиральной лопасти 70, вызывает разрушение внешних оболочек и деструктуризацию изделий. Это обеспечивает более эффективный процесс сушки и разделения материалов.
Попеременное перемещение изделий от первого конца 16 ко второму концу 18 контейнера 12 и наоборот с помощью нагретой спиральной лопасти 70 обеспечивает эффективный контакт изделий со спиральной лопастью 70 и улучшает передачу тепла к изделиям.
Наиболее преимущественным аспектом настоящего изобретения является то, что неконтактный пар сначала пересекает спиральную лопасть 70, а затем полое пространство 32 стенки 26, в результате чего полая спиральная лопасть 70 оказывается горячее стенки 26. Таким образом, масса изделий, находящаяся дальше от стенки 26 и получающая меньше тепла от контакта со стенкой 26, получает больше тепла в результате контакта со спиральной лопастью 70. Благодаря этому достигается более эффективная и равномерная передача тепла от неконтактного пара к изделиям.
Очевидно, что без ущерба для принципов настоящего изобретения, элементы конструкции и различные варианты осуществления изобретения могут в значительной степени отличаться от тех, что раскрыты и проиллюстрированы в настоящем описании, не выходя при этом за пределы объема правовой охраны настоящего изобретения, заданного в нижеследующей формуле изобретения.
1. Стерилизационный аппарат для стерилизации бывших в употреблении впитывающих санитарно-гигиенических изделий, содержащий:
- контейнер (12), выполненный с возможностью вращения вокруг продольной оси A и имеющий закрытый первый конец (16) и второй конец (18), оснащенный загрузочным/разгрузочным отверстием (22), закрытым посредством съемной дверцы (24), причем контейнер (12) имеет полую стенку (26), включающую внутреннюю стенку (28), внешнюю стенку (30) и полое пространство (32), которое проходит от указанного первого конца (16) к указанному второму концу (18);
- вращающееся сочленение (34), расположенное у указанного первого конца (16) контейнера (12) и имеющее камеру (48) впуска пара и камеру (50) отвода конденсата;
- по меньшей мере одну полую спиральную лопасть (70), которая проходит между указанным первым концом (16) и указанным вторым концом (18) контейнера (12) и выступает внутрь от указанной внутренней стенки (28) контейнера (12), причем указанная полая спиральная лопасть (70) имеет спиральную полость (72), имеющую впуск (78), сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с указанной камерой (48) впуска пара у указанного первого конца контейнера (16), и выпуск (80), сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с указанным полым пространством (32) у указанного второго конца (18) контейнера (12), и заключена между указанным впуском (78) и указанным выпуском (80);
причем камера (50) отвода конденсата указанного вращающегося сочленения (34) сообщается с возможностью передачи текучей среды с указанным полым пространством (32) на указанном первом конце (16) контейнера (12), так что пар, поступающий из указанной камеры (48) впуска пара, протекает в указанную спиральную полость (72) от указанного первого конца (16) к указанному второму концу (18), и, далее, течет в указанное полое пространство (32) от указанного второго конца (18) к указанному первому концу (16).
2. Аппарат по п. 1, причем указанная внутренняя стенка (28) имеет радиус (R) относительно указанной оси вращения, причем указанная спиральная полая лопасть имеет высоту (H), причем отношение между указанной высотой (H) и указанным радиусом (R) составляет 0,2±10%.
3. Аппарат по п. 2, причем указанная спиральная полость (72) имеет высоту (H’), причем отношение между указанной высотой (H’) полости и указанной высотой (H) полой спиральной лопасти (70) составляет 0,4±10%.
4. Аппарат по п. 1, причем указанная стенка (26) имеет цилиндрическую форму между указанным первым концом (16) и указанным вторым концом (18).
5. Аппарат по п. 1, причем указанная продольная ось (A) имеет фиксированную ориентацию.
6. Аппарат по п. 1, причем указанная полая спиральная лопасть (70) осуществляет перемещение изделий внутри контейнера (12) от указанного первого конца (16) к указанному второму концу (18) и наоборот вследствие вращения контейнера (12) вокруг указанной продольной оси (A).
