一种灭菌器的制造方法[0001]本发明属于消毒设备【技术领域】，涉及一种灭菌器。[0002]灭菌器是利用细菌在高温高压状态下无法存活的特点而设计的，用来灭除物品中的细菌。灭菌器是理想的消毒设备，它适用于医疗卫生事业、科研事业、农业等单位，可以对医疗器械、玻璃器皿、溶液培养基等物品进行消毒灭菌。[0003]加热装置、水箱、排水阀都是灭菌器的重要组成零部件，现有技术中加热装置的安装方式一般有两种:一种是将加热装置安装在灭菌器腔体外部，再在加热装置外固设有水道，水道内的水经过加热装置加热后再输送至灭菌筒内，这样的加热装置，安装和拆卸都不方便，长期使用下来，水道内难免存在水垢，而要清洁水道的时候就必须同时卸下加热装置，设计不合理，使得操作不便捷；另一种安装方式就是直接将加热装置安装在灭菌筒内腔的底部，这样虽然使得灭菌筒内水的加热更加直接和有效，但是在清洁灭菌筒的时候就很难将灭菌器清理干净，设计不合理，影响灭菌器后续的有效工作。[0004]现有技术中，水箱一般选择为置顶式，它安装在灭菌器的上罩板上，顶部完全敞开，在安装置顶式水箱时，需要先在水箱顶部四周套设有密封垫圈，再将水箱和密封垫圈一起卡入上罩板的安装部位，最后通过螺钉等零部件将水箱固定安装在灭菌器上，工作人员在执行这样的操作动作时，需要不断地调整密封垫圈以使水箱顶部与上罩板之间的密封效果达到最佳状态，费时费力，且安装和拆卸都比较麻烦。另外、由于水箱是开放式的结构，所以一般本领域技术人员会在水箱上再罩设一个盖子，在需要注水时将盖子拿去一边，而在注水后工作人员往往会忘记将盖子再度盖上，设计不合理，使用起来也并不方便，直接影响到灭菌器的正常工作。此外，现有技术中灭菌器的壳体一般都是普通的合金制成，没有灭菌效果。[0005]综上所述，为解决现有灭菌器结构上的不足，需要设计一种设计合理、结构简单、安装和拆卸都比较方便的灭菌器。
[0006]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、结构简单、安装和拆卸都比较方便的，且具有抗菌效果的灭菌器。[0007] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种灭菌器，包括由上罩板、底板、正面板、背面板及两竖板合围组成的壳体，所述壳体内安装有加热组件、水箱组件和灭菌筒，其特征在于，所述加热组件包括具有弧形面的弧形件，所述弧形件安装在灭菌筒的外侧壁上且所述弧形面与灭菌筒的外侧壁紧密贴合，所述水箱组件包括呈开口状的箱体，所述箱体外密封连接有连接框且连接框夹持在上罩板与箱体之间，在壳体上开设有第一安装孔，所述连接框上铰接连接有箱门且箱体的开口能贯穿通过连接框和第一安装孔，箱门设置在壳体外且当盖上箱门时箱门、连接框及箱体三者形成封闭空间；[0008]其中，所述壳体的制备方法包括如下步骤:
[0009]S1、将304不锈钢成分配料后浇注成灭菌器壳体各部件，包括上罩板、底板、正面板、背面板及两竖板；
[0010]S2、对成型的灭菌器壳体各部件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶温度为1100-1200°C，固溶时间3-5小时，时效温度为320-400°C，时效时间2-4小时；
[0011]S3、将热处理后的灭菌器壳体各部件依次进行清洗、除油、清洗、除锈活化、清洗、干燥；
[0012]S4、在10_20°C的条件下，将上述干燥后的灭菌器壳体各部件放入镀液中进行镀银，时间为20-60min ；[0013]S5、将镀银后的灭菌器壳体各部件用清水清洗吹干后置于PV⑶炉中，在高真空的条件下以氩气为工作气体进行等离子轰击，冷却后通过螺钉将壳体各组件固连即得最终产品灭菌器壳体。
[0014]本发明灭菌器中壳体的各部件由不锈钢制得，利用沉积扩散法制备含银抗菌不锈钢，即通过化学镀的方式先在不锈钢基体上沉积200-500nm厚度的银层，然后在PCVD炉中利用Ar+对银层进行轰击，利用轰击产生的反冲和增强扩散效应，使银以增强扩散的方式渗入并扩散到不锈钢基体中，从而形成稳定、均匀弥散分布、富含银元素的抗菌层，从而赋予本发明灭菌器壳体具有抗菌的性能。
[0015]本发明灭菌器壳体化学镀银的方法操作简单，均匀镀膜能力好，较其他工艺方法更容易为基体后续的抗菌处理提供银介质。化学镀银层与基体的结合程度对离子轰击扩散抗菌处理有很大的影响，镀层结合紧密，银元素向基体扩散的位能就低，容易进入基体；结合不紧密，则界面能增大，银元素难以进入基体，基体中抗菌元素减少，影响壳体的抗菌性能。此外，镀银层的厚度影响银的供给量，如果化学镀银的镀层太薄< lOOnm，后续的离子轰击抗菌处理会使溅射掉部分银，从而造成银供给量不足，进入基体的银少，难以起到抗菌效果，因此镀层应保持在200-500nm。
[0016]通过试验可知，银整体覆于基材表面对金黄色葡萄球菌的抗菌作用不如以弥散方式分布于不锈钢基体中强，其原因在于银主要弥散分布于不锈钢基体的晶界等缺陷处，这些缺陷引起固体局部电场性能的改变，从而使处于界面处的银原子可能产生极化，使银易于与表现电子特性的细菌细胞壁结合而起到杀菌的作用。同时晶界等缺陷也是原子迁移的快速扩散通道，有利于银原子的溶出，从而增强抗菌效果，因此化学镀银后进行离子轰击抗菌处理，利于银弥散分布于其中；此外，化学镀银的结合力不高，在摩擦环境中工作时，在基体表面的银抗菌元素容易失掉，而化学镀银后经过离子轰击，一方面可以使镀银层与基体的结合紧密，另一方面离子轰击的反冲效应及能量转化效应，使镀银层的部分原子进入基体，即使经过磨擦后，基体中由于仍保留有抗菌功能的银元素而具有良好的抗菌性能。
[0017]本发明304不锈钢浇注成灭菌器壳体可以通过普通的浇注工艺制成，具体的工艺如下:按照304不锈钢成分配料后在冶炼炉内熔化，搅拌至熔体均匀；向熔体中加入含磷的变质剂进行变质处理，再进行超声波处理；将经过超声波处理的熔体浇注成型，再进行退火处理与锻造。
[0018]作为优选，壳体制备方法的步骤SI中所述的304不锈钢由以下质量百分比的成分组成:碳(C):0.08-0.18%、铬(Cr):16.00-17.50%、镍(Ni):4.00-6.00%、硅(Si) ≤ 1.00%、锰(Mn):≤2.00%、磷(P) ≤0.035%、硫(S) ≤0.30%，余量为铁(Fe)及不可避免的杂质。
[0019]本发明灭菌器壳体304不锈钢中碳、铬是主要元素，硅、磷、硫是杂质，应控制其含量，镍是优良的耐腐蚀材料，但是价格昂贵，综合材料的性能，镍的价格及其他一些因素的限制，本发明在304不锈钢的基础上适当降低了镍含量。
[0020]作为优选，壳体制备方法步骤S3的具体步骤为先用蒸馏水清洗，再在60_80°C的条件下用质量分数为10%的NaOH溶液除油，然后用蒸馏水再次清洗，再用质量分数为10%的H2SO4除锈活化，最后用蒸馏水清洗，吹干。
[0021]作为优选，壳体制备方法的步骤S4中所述的镀液由如下溶液混合而成:浓度为12-18g/L的AgNO3,浓度为8-12mL/L的C2H5OH,浓度为12_18g/L的酒石酸钾钠(KNaC4H4C6.4H20)。一般的化学镀银溶液稳定性很差，一般只能稳定20min左右，且得到的银层很薄，同时由于Ag+电位较高，可以使用多种还原剂。考虑工业生产的需要，既要获得较快的沉积速度，又要保证镀液的稳定性，为此经过试验，本发明确定在镀液中加入无水乙醇作为稳定剂。
[0022]作为优选，壳体制备方法的步骤S5中等离子轰击的电压为1.00-1.50kV，气流量为10-18mL/min，温度为600-700°C，工作时间为2-5小时。
[0023]在上述的一种灭菌器中，所述弧形件沿灭菌筒轴向方向开设有若干平行设置的通孔，每个通孔内均插设有加热管，所述弧形件通过卡箍固定安装在灭菌筒的外侧壁上，其中，所述弧形面上覆盖有一层石墨涂层。
[0024]在上述的一种灭菌器中，所述连接框上设置有按钮固定块且按钮固定块上安装有按钮，所述按钮固定块、箱门铰接处分列在连接框的两侧，所述按钮与按钮固定块之间设置有复位弹簧，所述箱门上开设有与按钮相对应的缺口，且当盖上箱门时缺口的内侧壁与按钮的外侧壁紧密贴合。
[0025]在上述的一种灭菌器中，所述箱体具有体凸沿，所述连接框面朝箱体的端面上设置有第一凹槽，体凸沿能与第一凹槽密封连接，所述体凸沿与第一凹槽之间设置有密封垫圈。
[0026]在上述的一种灭菌器中，连接框背离箱体的端面上设置有支撑部、第二凹槽以及位于支撑部与第二凹槽之间的连接凸沿，所述连接凸沿贯穿通过第一安装孔，所述箱门面朝箱体的端面上设置有能与连接凸沿内侧面紧密贴合的门凸沿，所述第二凹槽内设置有辅助垫圈。其中，在箱门打开后，箱门面朝箱体的端面与箱体外端面之间的最大夹角为钝角，所述箱门面朝箱体的端面上设置有若干加强筋，所述加强筋均匀分布在门凸沿内。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下几个优点:
[0028]1、本发明灭菌器将加热组件安装在灭菌筒的外侧壁上，且在弧形件与灭菌筒紧贴的弧形面上设置有石墨涂层，使得加热组件给灭菌筒传递热能的效果更好，长期使用下来，加热组件并不会影响灭菌筒和外界水道的清洁工作，设计合理，且安装和拆卸加热组件都比较方便。
[0029]2、本发明灭菌器的壳体选用含银抗菌不锈钢制得，而含银抗菌不锈钢是在304不锈钢的基础上用先进行化学镀银再进行离子轰击的沉积扩散法制得，从而赋予灭菌器壳体具有抗菌性能，同时不影响其耐腐蚀性能。[0030]3、本发明灭菌器水箱的箱体安装在上罩板上，箱体与连接框密封连接，连接框与上罩板密封连接，设计合理，密封性好，安装和拆卸都比较方便，箱门与箱体铰接连接，且在连接框上安装有按钮，箱门、按钮、连接框三者密封连接，在需要打开箱门注水时，工作人员只需单手按下按钮使得按钮下陷，工作人员顺势沿缺口方向将手伸入箱体开口内并勾住箱门，再将箱门拉起就可以往箱体内注水了，在注水完成后，盖上箱门，在复位弹簧作用下按钮回复至未压缩位置，箱门关闭后，箱门的外端面与上罩板的外端面齐平，整体设计合理，美观大方，结构简单且使用方便，此外，由于水箱是置顶式的，其开口朝上，在注水时箱门能打开的最大角度为钝角，箱门打开幅度较大，能方便工作人员注水，避免了在注水过程中，由于箱门打开幅度过小，导致在自身重力的作用下箱门向下回落而压伤工作人员，此外，箱门与连接框相连，这样在注水后工作人员一般就不会忘记将箱门再度盖上，设计合理且使用方便；



[0031]图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。
[0032]图2是本发明另一视角的结构示意图。
[0033]图3是本发明局部结构示意图。
[0034]图4是本发明一较佳实施例中弧形件的结构示意图。
[0035]图5是图4另一视角的结构示意图。
[0036]图6是图2另一视角的结构示意图。
[0037]图7是本发明一较佳实施例中水箱组件的结构示意图。
[0038]图8是图6中A-A向的剖视图。
[0039]图9是本发明一较佳实施例中连接框的结构示意图。
[0040]图中，10、壳体；101、上罩板;102、底板;103、正面板;104、竖板;41、弧形件；411、弧形面；412、通孔；50、水箱组件；51、箱体；511、体凸沿；52、连接框；521、按钮固定块；522、第一凹槽；523、支撑部；524、第二凹槽；525、连接凸沿；53、箱门；531、缺口 ；532、门凸沿；533、加强筋；54、按钮；55、复位弹簧；70、灭菌筒。

[0041]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0042]如图1至图13所示，本灭菌器包括由上罩板10、底板102、正面板103、背面板及两竖板合围组成的壳体，加热组件，水箱组件50以及呈开口状的灭菌筒70，加热组件包括具有弧形面411的弧形件41，弧形件41安装在灭菌筒70的外侧壁上且弧形面411与灭菌筒70的外侧壁紧密贴合，水箱组件50包括呈开口状的箱体51，箱体51外密封连接有连接框52，连接框52上铰接连接有箱门53，上罩板20上开设有第一安装孔，箱体51的开口能贯穿通过连接框52和第一安装孔，箱体51安装在上罩板20内侧壁上，连接框52夹持在上罩板20与箱体51之间， 箱门53设置在上罩板20外，当盖上箱门53时，箱门53、连接框52、箱体51三者能形成封闭空间，正面板10上开设有第二安装孔11，排水阀60穿过第二安装孔11并卡固在正面板10上。[0043]优选地，弧形件41具有很好的导热功能，弧形件41沿灭菌筒70轴向方向开设有多个平行设置的通孔412，每个通孔412内均插设有加热管，弧形件41通过卡箍(图中未示出)固定安装在灭菌筒70的外侧壁上。这样的结构设计，不仅弧形件41给灭菌筒70加热快且加热管安装、拆卸、更换都很方便，占用空间小。另外，卡箍结构设计简单且安装和拆卸都比较方便，便于更换弧形件41和清洁设备。
[0044]优选地，弧形面411上覆盖有一层石墨涂层。石墨材料涂层具有耐高温性好、化学性能稳定、抗热震性好等特点，还有良好的导电性、导热性等特性，石墨涂层能使得加热组件给灭菌筒70传递热能的效果更好，可根据实际需要，将石墨材料涂层替换为其他材料涂层。
[0045]优选地，连接框52上设置有按钮固定块521且按钮固定块521上安装有按钮54，按钮固定块521、箱门53铰接处分列在连接框52的两侧，按钮54与按钮固定块521之间设置有复位弹簧55，箱门53上开设有与按钮54相对应的缺口 531，当盖上箱门53时，缺口531的内侧壁能与按钮54的外侧壁紧密贴合。
[0046]箱门53、按钮54、连接框52三者密封连接，在箱门53关闭的状态下，复位弹簧55处于未压缩状态，缺口 531的内侧壁与按钮54的外侧壁紧密贴合,密封效果好。在需要打开箱门53注水时，工作人员只需单手按下按钮54使得按钮54下陷，工作人员顺势沿缺口方向将手伸入箱体51开口内并勾住箱门53，再将箱门53拉起就可以往箱体51内注水了，在注水完成后，盖上箱门53，在复位弹簧55作用下按钮54回复至未压缩位置，箱门53关闭后，箱门53的外端面与上罩板20的外端面齐平，整体设计合理，美观大方，结构简单且使用方便。
[0047]优选地，箱体51具有体凸沿511，连接框52面朝箱体51的端面上设置有第一凹槽522，体凸沿511能与第一凹槽522密封连接，体凸沿511与第一凹槽522之间设置有密封垫圈。第一凹槽522距离箱体51的开口较远，不影响开口处的密封性，避免了安装过程中由于连接框52与开口交汇处过薄而产生的受力变形现象，密封垫圈进一步对箱体51和连接框52的安装起到密封和加固作用，提高设备稳定性。
[0048]优选地，连接框52背离箱体51的端面上设置有支撑部523、第二凹槽524以及位于支撑部523与第二凹槽524之间的连接凸沿525，连接凸沿525贯穿通过第一安装孔，箱门53面朝箱体51的端面上设置有能与连接凸沿525内侧面紧密贴合的门凸沿532，第二凹槽524内设置有辅助垫圈。在箱门53关闭的状态下，门凸沿532面朝箱体51的端面与支撑部523的外端面紧密贴合，门凸沿532的外侧面与连接凸沿525内侧面紧密贴合，结构简单，使得水箱的密封效果更好。此外，辅助垫圈对上罩板20具有密封作用和一定的吸附作用，整体性好。
[0049]进一步优选地，在箱门53打开后，箱门53面朝箱体51的端面与箱体51外端面之间的最大夹角为钝角。箱门53与箱体51铰接连接，由于水箱是置顶式的，其开口朝上，在注水时箱门53能打开的最大角度为钝角，箱门53打开幅度较大，能方便工作人员注水，避免了在注水过程中，由于箱门53打开幅度过小，导致在自身重力的作用下箱门53向下回落而压伤工作人员，此外，箱门53与连接框52相连，这样在注水后工作人员一般就不会忘记将箱门53再度盖上，设计合理且使用方便。
[0050]优选地，箱门53面朝箱体51的端面上设置有多根加强筋533，加强筋533均匀分布在门凸沿532内。加强筋533增加了箱门53的抗应变力，使得门凸沿532固定牢靠且不易变形，结构简单，设计合理且不影响箱门53外观。
[0051]综上所述，本灭菌器在初始状态下，将加热组件直接安装在灭菌筒70的外侧壁上，且在弧形件41与灭菌筒70紧贴的弧形面411上设置有石墨涂层，使得加热组件给灭菌筒70传递热能的效果更好，长期使用下来，加热组件并不会影响灭菌筒70和外界水道的工作，设计合理，方便清洁灭菌筒70和外界水道，且安装和拆卸加热组件都比较方便。
[0052]水箱的箱体51安装在上罩板20上，箱体51与连接框52密封连接，连接框52夹持在箱体51与上罩板20之间，连接框52与上罩板20密封连接，设计合理，密封性好，安装和拆卸都比较方便，箱门53与箱体51铰接连接，且在连接框52上安装有按钮54，箱门53、按钮54、连接框52三者密封连接，在需要打开箱门53注水时，工作人员只需单手按下按钮54使得按钮54下陷，工作人员顺势沿缺口方向将手伸入箱体51开口内并勾住箱门53，再将箱门53拉起就可以往箱体51内注水了，在注水完成后，盖上箱门53，在复位弹簧55作用下按钮54回复至未压缩位置，箱门53关闭后，箱门53的外端面与上罩板20的外端面齐平，整体设计合理，美观大方，结构简单且使用方便。
[0053]另外，本发明为了获得性能较好的水箱组件，在304不锈钢化学成分的基础上，严格控制各合金元素的成份配比。按照GB/T20878-2007规定304不锈钢成分及其质量百分比为:碳(C)≤ 0.07%、硅(Si)≤ 1.00%、锰(Mn)≤ 2.00%、磷(P)≤ 0.045%、硫(S)≤ 0.030%、铬(Cr):18.0-20.0%、镍(Ni):8.0-10.5%，铁(Fe):余量。
[0054]而本发明在严格控制满足上述化学成份的基础上，确定成分及其质量百分比为:碳(C):0.08-0.18%、铬(Cr):16.00-17.50%、镍(Ni):4.00-6.00%、硅(Si) ≤ 1.00%、锰(Mn):≤2.00%、磷(P) ≤0.035%、硫(S) ≤0.30%，余量为铁(Fe)及不可避免的杂质。
[0055]实施例1
[0056]按照本发明的304不锈钢成分进行配料，配料后在冶炼炉内熔化，搅拌至熔体均匀；向熔体中加入含磷的变质剂进行变质处理，再进行超声波处理；将经过超声波处理的熔体分别浇注成灭菌器壳体各部件，包括上罩板、底板、正面板、背面板及两竖板，再进行退火处理与锻造。
[0057]对成型的灭菌器壳体各部件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶温度为1150°C，固溶时间为4小时，时效温度为360°C，时效时间为3小时。
[0058]将热处理后的灭菌器壳体各部件先用蒸馏水清洗，再在70°C的条件下用质量分数为10%的NaOH溶液除油，然后用蒸馏水再次清洗，用质量分数为10%的H2SO4除锈活化，再用蒸馏水清洗，吹干。
[0059]在15°C的条件下，将上述干燥后的灭菌器壳体各部件放入镀液中进行镀银，时间为40min，所述的镀液由如下溶液混合而成:浓度为14g/L的AgNO3,浓度为9mL/L的C2H5OH,浓度为14g/L的酒石酸钾钠(KNaC4H4C6.4H20)。
[0060]将镀银后的灭菌器壳体各部件用清水清洗吹干后置于LDMC-30型PV⑶炉中，在1.33*10_2的真空条件下以氩气为工作气体进行等离子轰击，所述等离子轰击的电压为1.20kV，气流量为14mL/min，温度为650°C，工作时间为3小时，冷却后通过螺钉将壳体各组件固连即得最终产品灭菌器壳体。
[0061]实施例2[0062]按照本发明的304不锈钢成分进行配料，配料后在冶炼炉内熔化，搅拌至熔体均匀；向熔体中加入含磷的变质剂进行变质处理，再进行超声波处理；将经过超声波处理的熔体分别浇注成灭菌器壳体各部件，包括上罩板、底板、正面板、背面板及两竖板，再进行退火处理与锻造。
[0063]对成型的灭菌器壳体各部件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶温度为1100°c，固溶时间为3小时，时效温度为320°C，时效时间为2小时。
[0064]将热处理后的灭菌器壳体各部件先用蒸馏水清洗，再在60°C的条件下用质量分数为10%的NaOH溶液除油，然后用蒸馏水再次清洗，用质量分数为10%的H2SO4除锈活化，再用蒸馏水清洗，吹干。
[0065]在10°C的条件下，将上述干燥后的灭菌器壳体各部件放入镀液中进行镀银，时间为20min，所述的镀液由如下溶液混合而成:浓度为12g/L的AgNO3,浓度为8mL/L的C2H5OH,浓度为12g/L的酒石酸钾钠(KNaC4H4C6.4H20)。
[0066]将镀银后的灭菌器壳体各部件用清水清洗吹干后置于LDMC-30型PV⑶炉中，在1.33*10-3的真空条件下以氩气为工作气体进行等离子轰击，所述等离子轰击的电压为1.0OkV，气流量为12mL/min，温度为600°C，工作时间为2小时，冷却后通过螺钉将壳体各组件固连即得最终产品灭菌器壳体。
[0067]实施例3
[0068]按照本发明的304不锈钢成分进行配料，配料后在冶炼炉内熔化，搅拌至熔体均匀；向熔体中加入含磷的变质剂进行变质处理，再进行超声波处理；将经过超声波处理的熔体分别浇注成灭菌器壳体各部件，包括上罩板、底板、正面板、背面板及两竖板，再进行退火处理与锻造。
[0069]对成型的灭菌器壳体各部件进行热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶温度为1200°C，固溶时间为5小时，时效温度为4000C，时效时间为4小时。
[0070]将热处理后的灭菌器壳体各部件先用蒸馏水清洗，再在80°C的条件下用质量分数为10%的NaOH溶液除油，然后用蒸馏水再次清洗，用质量分数为10%的H2SO4除锈活化，再用蒸馏水清洗，吹干。
[0071]在20°C的条件下，将上述干燥后的灭菌器壳体各部件放入镀液中进行镀银，时间为50min,所述的镀液由如下溶液混合而成:浓度为16g/L的AgNO3,浓度为llmL/L的C2H5OH,浓度为 16g/L 的酒石酸钾钠(KNaC4H4C6.4H20)。
[0072]将镀银后的灭菌器壳体各部件用清水清洗吹干后置于LDMC-30型PV⑶炉中，在1.5*10_3的真空条件下以氩气为工作气体进行等离子轰击，所述等离子轰击的电压为1.40kV，气流量为18mL/min，温度为700°C，工作时间为5小时，冷却后通过螺钉将壳体各组件固连即得最终产品灭菌器壳体。
[0073]将实施例1-3中制得的灭菌器壳体进行机械性能测试并与标准304不锈钢的机械性能进行对照，测试结果见表1。
[0074] 表1:本发明灭菌器壳体与标准304不锈钢的机械性能对照表
[0075]