用于收集和处置感染性废弃物和医疗废弃物的热处理系统、装置和方法.pdf

本发明公开了用于收集和处置感染性废弃物和医疗废弃物的系统及方法的各种实施例。一个实施例包括系统(20)，其具有主体，所述主体具有接收医疗废弃物容器的腔室。该腔室可包括盒，该盒限制了到其内部的可达性，以便安全地收集锐器材料。该腔室可具有联接于腔室上并用于为腔室提供热量的至少一个板式加热器，以及位于腔室上以有助于冷却腔室的多个翅片。

1.  一种用于感染性废弃物和医疗废弃物的热处理的系统，所述系统包括：
主体，其具有用以接收医疗废弃物容器的腔室；
至少一个板式加热器，其联接到所述腔室的外表面上，以用于为所述容器提供热量；和
多个翅片，其形成于所述腔室的至少一个侧面的外表面上，以用于冷却所述腔室。

2.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括过滤器，所述过滤器位于所述主体内，且具有联接到所述腔室上的入口。

3.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个板式加热器包括两个板式加热器，各板式加热器联接到所述腔室的相对侧面的外表面上，并且所述系统还包括：
多个翅片，其位于所述腔室的相对侧面的外表面上，靠近所述两个板式加热器的联接位置，并处于所述腔室的底部的外表面上。

4.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括容器，所述容器包括用于接收医疗废弃物的盒。

5.  根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述腔室成形为使得当所述容器接收于所述腔室内时，所述腔室的多个内表面与所述容器的多个外表面相接触。

6.  根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述容器在尺寸上是稳定的，并且是耐热的。

7.  根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述容器包括热塑性材料，所述材料在加热时熔融并包裹锐器废弃物。

8.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
容器，其包括用于接收医疗废弃物并由热塑性材料制成的盒；和
套筒，其成形为使得其可接收所述容器，并与所述容器的多个外表面相接触；
其中，所述腔室成形为使得当所述套筒接收于所述腔室内时，所述腔室的多个内表面与所述套筒的多个外表面相接触。

9.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
排气管，其自所述腔室延伸，以用于由于加热所述废弃物而产生的排气；
第二管道，其联接到所述排气管上，所述第二管道包括终止于T型阀处的螺旋部分，其中，来自所述腔室的排气在所述第二管道中被分离成气体和冷凝水；
第三管道，其联接到所述T型阀的一个出口上，所述第三管道用于将排气传送到过滤器；和
第四管道，其联接到所述T型阀的另一出口上，所述第四管道用于将液体传送至收集储器中。

10.  根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括处理器和存储器，所述处理器联接到能够与远程数据库相联系的外部链路上，所述存储器用于储存在处理循环期间所采集到的数据，其中所述存储器包括三个数据存储缓冲器，一个用于短期数据，一个用于中间期限数据，一个用于长期数据。

11.  一种用于对感染性废弃物和医疗废弃物进行热处理的方法，其包括：
利用联接到腔室侧面的外表面上的至少一个板式加热器来加热所述腔室中的废弃物容器，以使所述废弃物在生物学上是安全的；和
利用定位在所述腔室的至少一个侧面的外表面上的多个翅片以及定位在所述腔室底部的外表面上的多个翅片来冷却所述腔室。

12.  根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：提供所述腔室以接收所述废弃物容器，所述腔室成形为与所述容器的形状互补，使得当所述容器接收于所述腔室内时，所述容器的多个外表面与所述腔室的多个内表面相接触。

13.  根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：提供所述腔室以接收所述废弃物容器，并且在所述腔室内提供可重复使用的套筒以接收所述废弃物容器，其中，所述套筒成形为与所述腔室的内部以及所述容器的外部互补。

14.  根据权利要求11所述的方法，其特征在于，加热所述废弃物容器还包括将所述腔室加热到大约350到大约400华氏度的温度。

15.  根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述腔室中的、由于加热所述废弃物而产生的排气分离成气体和冷凝水；和
引导所述气体穿过管道而到达过滤器，并将所述冷凝水导入到收集储器中。

16.  根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
储存与处理循环相关的数据，在所述处理循环期间，废弃物容器被加热和冷却；和
将所存储数据的至少一部分传送到远程数据库。

17.  一种用于收集感染性废弃物和医疗废弃物的装置，所述装置包括：
盒，其包括带有用于接收废弃物的开口的顶端；
边框，其构造成可配合在所述盒顶端的边缘上，并与所述盒顶端相接合；和
塞盖，其构造成可与所述边框相接合，使得所述塞盖封闭所述盒的开口。

18.  根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
滑槽，其构造成可接合所述边框的内侧部分，当与所述盒顶部的边框相接合时，所述滑槽延伸到所述盒的内部；和
可移动地安装在所述滑槽内的部件，其构造成可限制到达所述盒内部、在所述部件下方的部分。

19.  根据权利要求17所述的装置，其特征在于：
所述盒还包括多个槽口，所述多个槽口围绕所述盒的周边而间隔开；且
所述边框还包括多个凸起物，当所述边框与所述盒相接合时，所述多个凸起物接收在所述盒的所述多个槽口中。

20.  根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述边框还包括(a)围绕所述边框的内侧部分的周边而间隔开的多个槽口，和(b)刚好位于所述多个凸起物上方的多个孔口；并且所述塞盖还包括(a)当所述塞盖与所述边框相接合时接收于所述边框的多个槽口内的多个钩状物，和(b)当所述塞盖与所述边框相接合时接收于所述边框的孔口内的多个突舌。

21.  根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述滑槽还包括：当所述滑槽与所述边框相接合时坐落在所述边框的内侧部分上的凸缘，以及所述部件安装在其上的柱，所述凸缘包括多个切口，所述多个切口围绕所述凸缘而间隔开，并且定位成可避免与所述边框和所述塞盖的接合相干涉。

22.  根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述部件还包括带有多个翅片的旋转器，所述多个翅片限定了接收废弃物的区域，各所述翅片构造成当将废弃物放置到其中一个区域中时，可旋转并将废弃物倾倒至所述盒内部、在所述部件下方的部分中。

23.  一种用于感染性废弃物和医疗废弃物的热处理的系统，所述系统包括：
主体，其具有腔室；
套筒，其构造成可接收于所述腔室中；和
用于接收医疗废弃物的盒，其中，所述盒构造成可配合在所述套筒中，并且由热塑性材料制成，其在将所述腔室加热至高温时熔融且然后在冷却时固化，以便包裹所述盒内的任何废弃物。

24.  根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述套筒在尺寸上是稳定的，并且是耐热的。

25.  根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述套筒构造成可使其多个外表面与所述腔室的多个内表面相接触。

用于收集和处置感染性废弃物和医疗废弃物的热处理系统、装置和方法
发明领域
本发明涉及用于收集和处置感染性废弃物和医疗废弃物的装置、系统和方法，更具体地说涉及用于安全且防篡改的收集和处置医疗废弃物的装置，以及利用热处理系统和方法而使感染性废弃物和医疗废弃物变得安全且无菌的装置。
发明背景
对来自各种医疗和保健机构的规定医疗废弃物的安全处理和处置是一个众所周知的问题。许多环境条例禁止使用传统的废弃物处置方法，而许多使得感染性废弃物和医疗废弃物安全的现场方法都没有被证明是可实践的或具备成本效率的。
特别关注的问题是安全地收集和处理已经与人体或体液发生过接触的被污染的针、手术刀和尖锐的金属或玻璃物体。这些物品常包括热塑性材料，例如在注射器和管、玻璃瓶、以及已经接触过体液的其它物体中所用的那些材料。与使用过的热塑性皮下注射针和注射器相关联的问题是众所周知的。医疗废弃物的收集和处置必须谨慎地控制，以防止暴露于针刺损伤下或其重复使用，这些都可能导致严重的疾病或甚至死亡。过去的处置技术涉及需要医疗机构在注射之后立即从注射器主体上切断针。然而，已经发现该过程经由机械剪切操作而产生的空气传播浮质而传播了疾病。这样，被污染的针尖和注射器仍然需要作为受管制的废弃物品进行处理和处置。最近的研究已经发展到将注射器和针沉积到“锐器”容器中。之后将该锐器容器以昂贵的“跟踪”、处理和处置过程传送至授权机构。
现有的方法和系统，例如焚化、高压蒸汽灭菌、化学处理、电子束辐射、伽玛射线、微波能量、在使用时利用低压电流毁坏针、将针包裹在树脂或凝胶中等等，其都具有许多缺点。这些缺点包括效率低、成本高、发生人为差错的高可能性、不能同时操纵锐器容器和红袋医疗废弃物、以及在处理医疗废弃物时产生的感染性烟尘和危险烟尘。
例如，利用低压电流毁坏针的装置不具有使其它通用材料，例如手术刀、玻璃以及剩余注射器部件变得安全的能力。作为另一个示例，使用树脂或凝胶包裹针的技术通常涉及在高压蒸汽温度下熔融装有废弃物的热塑性袋。然而，这种系统的产物仍保留了用于处理的有害材料，因为经处理的废弃物是可辨认的，并且可能是未杀菌的。此外，高温蒸汽杀菌依赖于毁坏微生物生命的“湿热”，其通过使生命形式受到热接触某一段限定的时间来实现杀菌，但在废弃物受到塑料袋的保护或浸渍在溶熔的塑料中时，该工艺并不是有效的工艺。作为另一示例，当加热废弃物材料时，许多系统排放出感染性烟尘和危险烟尘。最后，许多现有系统能够处理注射器，但不能够处理软的废弃物，例如用于在单个现场系统中用于杀菌目的纱布、胶带和织物。
在美国专利No.5,972,291中所公开的用于收集感染性废弃物和医疗废弃物并对其进行热处理的方法和系统，解决了许多与先前存在的用于收集和处置感染性废弃物和医疗废弃物的装置、方法和系统相关的问题，该专利通过引用而完整地结合在本文中。然而，仍然存在对用于收集和处置所有类型的感染性废弃物和医疗废弃物的改进装置、方法和系统的需求，包括但不限于进行甚至更高效的处理，改善加热室和装有被处理的废弃物材料的容器之间的热传递，改善加热室和热处理系统的冷却，以及增强工艺数据与质量控制监测系统，以支持适应性，以及系统的可靠性和性能。
发明概述
本发明提供了用于安全和有效地收集和处置感染性废弃物及医疗废弃物的装置、系统和方法，以及利用热处理来处置这种废弃物的技术。在一个实施例中，一种用于对感染性废弃物和医疗废弃物进行热处理的系统包括：主体，该主体具有腔室，以接收医疗废弃物的容器；至少一个板式加热器，该至少一个板式加热器联接到腔室的外表面上以用于加热容器；以及多个翅片，该多个翅片形成于腔室的至少一侧的外表面上，以用于冷却该腔室。该系统还可包括过滤器，该过滤器位于主体中且具有联接到该腔室上的入口。可提供两个板式加热器，每个板式加热器联接到腔室相对侧面的外表面上。该系统还可包括形成于腔室相对侧面的外表面上的多个翅片，其临近两个板式加热器的联接位置，并且/或者包括形成于腔室底部的外表面上的多个翅片。所述多个翅片形成于其上的这两个侧面和底部可以是挤压成型的。
在某些实施例中，腔室被成形为使得当容器接收在腔室内时，该腔室的多个内表面与医疗废弃物容器的多个外表面相接触。系统还可包括用于接收医疗废弃物的容器，并且该容器可包括盒，其具有封闭该盒顶端的塞盖。在一个实施例中，医疗废弃物盒可由热塑性材料制成，从而暴露于干热下将导致废弃物盒熔融以包裹其内容物。在这种实施例中，可包括套筒以保持该容器，并且套筒和容器都可接收在腔室中。套筒可以是可重复使用的且在其内部覆有非粘性材料，并且在处理之后将完全包括熔融了的废弃物盒。在另一实施例中，盒、边框和塞盖由可承受用这种系统施加的干热循环的材料制成，使其不会熔融，而该盒中的滑槽和某部件由塑料制成，其会熔融并包裹废弃物材料，如以下进一步所述。
在某些实施例中，热处理系统可包括自腔室延伸的排气管，用于排放由于加热废弃物而引起的排气。第二管道可联接到排气管上，该第二管道包括终止于T型阀的螺旋部分，其中来自腔室的排气在第二管道中被分离成气体和冷凝的水蒸汽。第三管道可联接到该T型阀的一个出口上，第四管道联接到该T型阀的另一出口上，第三管道用于将气体传送至过滤器，并且第四管道用于将液体传送至收集储器中。在一个实施例中，系统还可包括联接到外部链路上能够与远程数据库接触的处理器，以及用于存储在处理循环期间所采集的数据的存储器。该存储器可包括三个数据存储缓冲器，一个用于短期数据，一个用于中间期限工艺数据，另一个用于长期数据。
在另一实施例中，一种用于对感染性废弃物和医疗废弃物进行热处理的方法包括：利用联接到腔室侧面的外表面上的至少一个板式加热器来加热腔室中的废弃物容器，以使废弃物在生物学上变得安全；并利用定位在腔室的至少一个侧面的外表面上的多个翅片以及定位在腔室底部的外表面上的多个翅片来冷却该腔室。在一个实施例中，一种方法还可包括提供腔室以接收废弃物容器，该腔室的形状成形为与该容器的形状互补，使得当该容器接收在该腔室中时，该容器的多个外表面与该腔室的多个内表面相接触。可使用两个板式加热器来加热废弃物容器，该板式加热器联接到腔室的两个相对侧面的各侧面的外表面上。
在某些实施例中，定位在腔室的至少一个侧面的外表面上的多个翅片包括：定位在该腔室的两个相对侧面的各侧面的外表面上以及腔室底部的外表面上的多个翅片。由于加热腔室中的废弃物而引起的排气可被分离成气体和冷凝的水蒸汽。在一些实施例中，方法可包括：引导气体穿过管道而到达过滤器，并且引导冷凝的水蒸汽进入收集储器中。在另一实施例中，方法可包括对与处理循环相关的数据进行存储，并将所存储数据的至少一部分传递到远程数据库；在该处理循环期间，废弃物容器被加热和冷却。
本发明的某些实施例可用于收集有待利用热处理工艺进行处置或进行杀菌的废弃物。在一个实施例中，一种用于收集感染性废弃物和医疗废弃物的装置包括盒，边框和塞盖；该盒包括带有用于接收废弃物的开口的顶端，该边框构造成可配合在废弃物盒边缘上，并且接合该废弃物盒的顶端，塞盖构造成可与边框接合，使得该塞盖封闭该盒的开口。该盒可包括围绕其周边间隔开的多个槽口，并且边框可包括多个凸起物，当该边框与该盒相接合时，其接收在该盒的多个槽口内。
在某些实施例中，边框包括围绕边框内部周边而间隔开的多个槽口，并且塞盖具有多个钩状物，当该塞盖与该边框相接合时，这些钩状物接收在该边框的多个槽口中。塞盖还可包括多个围绕该塞盖周边而间隔开的突舌。当边框、废弃物盒和塞盖接合时，这些突舌的回填孔口刚好处在边框的凸起物的上面，以确保边框和废弃物盒的接合是固定的。
在另一实施例中，一种用于收集感染性废弃物和医疗废弃物的装置包括盒、边框、滑槽、可移动地安装在该滑槽内的部件以及塞盖；该盒包括带有用于接收废弃物的开口的顶端；该边框构造成可配合在废弃物盒的顶端边缘上，并与废弃物盒的顶端相接合；该滑槽构造成可与该边框的内侧部分相接合，当与盒上的边框相接合时，滑槽延伸到该盒的内部；可移动地安装在滑槽内的部件构造成以便限制到达盒内部在该部件下方的部分；该塞盖构造成可与边框相接合，从而该塞盖可将该盒的开口封闭起来。这个实施例在锐器材料的处理中特别有用。在一个实施例中，该滑槽和部件由透明的或部分透明的热塑性材料制成。
在某些实施例中，滑槽包括凸缘，当该滑槽和边框接合时，该凸缘坐落在该边框的内侧部分上，并且该凸缘可具有多个切口，这些切口围绕凸缘而间隔开，并定位成可避免与边框和塞盖的接合相干涉。在一个用于热处理系统的优选实施例中，滑槽和部件由塑料制成，其可熔融并包裹废弃物材料，而盒、边框和塞盖由可承受这种系统所施加的干热循环的材料制成。该部件可安装在该滑槽的柱上，并包括多个翅片，这些翅片限定了接收废弃物的区域。各个翅片构造成可旋转，并且当废弃物放置于翅片之间的其中一个区域中时可将废弃物倾倒至盒内部在该部件下方的部分中。
在某些实施例中，盒利用熔点在340华氏度或以下的热塑性材料制成。在这种实施例中，边框可集成到盒的外部主体中，包括(如其它实施例中那样)用于连接该滑槽和该部件的机构。在这种实施例中，对于热处理系统中的使用，不使用塞盖，并且盒/边框、滑槽和该部件都由可在废弃物盒中熔融并包裹废弃物材料的塑料制成。当以这种方式使用该盒时，如上面所述，可将其放置在加热系统的腔室内的可重复使用的套筒内。
在又一实施例中，一种用于收集感染性废弃物和医疗废弃物的装置包括盒、边框、滑槽和可移动地安装在该滑槽内的部件；该盒包括带有用于接收废弃物的开口的顶端；该边框构造成可配合在该盒的顶端边缘上，并与该盒的顶端相接合；该滑槽构造成可与边框的内侧部分相接合，当与盒顶部的边框相接合时，该滑槽延伸到该盒的内部；可移动地安装在滑槽内的部件构造成可限制到达盒内部在该部件下方的部分。
通过以下详细说明，对其它实施例进行了描述且这些实施例将变得显而易见。
图1A和1B是根据本发明的热处理系统的一个实施例的透视图。
图2A是图1热处理系统的顶视图。
图2B是沿着图2A中所示的线B-B获得的图1热处理系统的截面侧视图的示意图，其中废弃物容器定位在该系统的加热室中。
图3是图1系统的加热室的透视图。
图4是图1系统的加热室的侧视图。
图5是图1系统的加热室的端视图。
图6是图1系统的加热室的透视图，其中加热室中具有封闭的废弃物容器。
图7是图1系统的一部分的透视图，其显示了流过该系统的示例性的加热室排气流。
图8和9是图1系统的一部分的透视图，其显示了流过该系统的示例性的通风气流。
图10至12是图1系统的一部分的透视图，其显示了流过该系统的示例性的冷却空气流。
图13显示了根据本发明系统的数据存储、处理器和外部链路构件的示例性实施例的框图。
图14是根据本发明的废弃物盒的一个实施例的透视图。
图15是根据本发明的边框的一个实施例的透视图。
图16是图15的边框的另一透视图。
图17是图14的盒与图15的边框装配在一起的透视图。
图18是根据本发明的塞盖的一个实施例的透视图。
图19是图14的盒、图15的边框与图18的塞盖装配在一起的透视图。
图20是图15的边框与图18的塞盖装配在一起，从该组件下面看去的透视图。
图21是根据本发明的滑槽和旋转器的一个实施例，以及图15的边框和图18的塞盖的透视分解图。
图22是图21的滑槽和旋转器完全装配在一起的透视图。
图23是图21的旋转器的端视图。
图24A和24B分别是图21的滑槽和旋转器与图15的边框及图18的塞盖装配在一起的透视图和侧视图。
图25是图21的滑槽及图15的边框与图14的盒装配在一起的透视图。
图26是图21的滑槽和旋转器以及图15的边框与图14的废弃物盒装配在一起的透视图。
图27是根据本发明的滑槽的另一实施例的透视图。
图28是根据本发明的外部容器的一个实施例的透视图，其中图14的盒定位在外部容器中，并且图15的边框和图21的滑槽及旋转器与该盒装配在一起。
图29是图28的外部容器在其顶端打开时的透视图。
图30是图28的外部容器在其顶端打开时的正视图。
图31A-31C是图28的外部容器在其顶端关闭时的端视图、正视图和端视图。
图32是图28的外部容器在其顶端关闭时的透视图。
图33是图28的外部容器在其顶端关闭时从外部容器下面看去的透视图。
图34A-34B分别显示了根据本发明的旋转器的另一实施例的端视图和透视图。
图35A-35B分别显示了安装在图34A-34B的旋转器端部中的插入件的一个实施例的端视图和透视图。
图35C显示了图34A-34B的旋转器和图35A-35B的插入件的分解透视图。
图36显示了根据本发明的盒和套筒的另一实施例的透视分解图，该盒和套筒可定位在热处理系统的腔室(图3-6中所示)中。
图37显示了根据本发明的旋转器的另一实施例的透视图。
本发明提供了用于收集感染性废弃物和医疗废弃物，并利用热处理处置感染性废弃物和医疗废弃物的系统、装置和方法。本发明的某些示例性实施例包括医疗废弃物处理系统，该处理系统能够处理感染性医疗废弃物，除了人体部分和动物身体部分、放射性的废弃物以及化学治疗剂废弃物(根据国家条例)。医疗废弃物通常由不同类型的成分例如塑料、棉、铝、玻璃等等组成。通常，“锐器”材料指针、注射器、静脉内注射管等等，而软性废弃物或“红袋”废弃物指纱布、棉球、管、医院长袍等等，其可能受到潜在的感染性流体例如血液等的污染。
本发明的某些实施例可在各种可能产生医疗废弃物的环境中现场使用，包括但不限于门诊医疗和牙科诊所、长期护理机构、家庭健康护理、公众健康护理机构、兽医机构、军事机构等等。本发明的某些实施例提供了一种单一的现场系统，以处理所有规定类型的医疗废弃物的杀菌和/或销毁。
例如，仅在美国就有大大超过五十万私人门诊诊所和牙科诊所。常规的病人治疗包括各种侵入和非侵入的过程，其产生潜在的感染性生物医学废弃物，包括一次性检查材料、注射/免疫锐器、样本收集和测试工具、一次性非急诊手术材料、一次性牙科清洗材料等等。如果不进行适当且有效的处理，这些废弃物的积累、存储和运送可能对病人和医务人员造成不必要的暴露风险。
作为另一示例，美国人口统计数据清楚地表明了对长期保健的日渐增长需求。目前仅在美国就有超过40,000的专业护理机构，包括疗养院、辅助康复机构和收容院。据估计，每个病人在长期护理机构中的治疗每天将产生大约8盎司的生物医学废弃物。随着对长期护理的需求增加，更加迫切需要对这些潜在的感染性废弃物进行安全和有效的处理。
作为另一示例，家庭保健的需求可能起因于各种状况，并且延伸到广泛的人口统计范围内。例如，仅在美国，依赖于胰岛素的糖尿病患者每年就将自行实施至少30亿次注射，并且在全世界，来自80亿次自行注射而丢弃的针和注射器没有得到正确处置，引起损伤和感染的风险。家庭护理产业，例如对于老年人、慢性病、急性病、康复和临终看护的家庭护理，已经以每年20％的速率增长了超过10年。虽然在医疗设备的小型化和便携性方面已经取得了许多医疗进步，但是在由家庭保健所产生的潜在的感染性医疗废弃物的管理方面的改革至今仍未得到充分解决。
作为又一示例，目前实际上有几十万个公众健康护理环境，包括公众健康诊所、急性诊所、学校健康诊所、急救站、急救车、空运救护车、公共聚集场所(比赛场、飞机场、旅游班轮等等)、药房等等，在这些环境中会产生锐器和红袋生物医疗废弃物形式的废弃物。另外，位于公共环境中的休息室时常用作用于自行治疗的临时场所，从而产生潜在的感染性废弃物，应该对这些废弃物进行妥善处理，以便进行安全处置。
作为另一示例，仅在美国就有大约55,000个私人开业的兽医。另外还有8,000人在专科院校和政府岗位上从事动物治疗工作。在兽医中，例行检查、免疫接种和治疗都会产生潜在的感染性废弃物。考虑到对动物疾病风险的日益关注，这种废弃物的适当处理和处置对于兽医人员和废弃物管理人员(包括在诸如兽医诊所、医院和急诊中心；兽医学校、移动兽医实践所、兽医/动物研究中心、动物救生组织、移动兽医就医队等环境中的人员)的安全是必须的。
其它示例包括发展中国家的军事医疗和健康护理。在美国陆海空三军中具有大约150万现役军事人员，并且还有120万预备队员。支持军事任务的健康护理经常分布于移动服务(空运救护车、海军舰艇、急救车)和野外护理(临时处理设施)。另外，每年在全世界要实行超过160亿次注射。在某些欠发达国家中，这些注射中多达70％可能是在未杀菌的条件下进行的。仅在印度，就报告了由于不安全注射操作而引起的许多新的肝炎病例和数千例新的HIV/AIDS病例，其主要是由于重复使用被污染的针/注射器而引起的。
在使用过程中，其中含有医疗废弃物的废弃物盒的某些实施例被放置在根据本发明的热处理系统的某些实施例的加热室中。在优选的实施例中，盒或容器(或者如果该盒将被放置在套筒中，如下所述，则是套筒)的形状与加热室的形状是互补的，从而容许在加热室的侧面和容器(或套筒)的侧面之间进行直接热传导。在某些实施例中，将保持医疗废弃物容器的腔室加热到大约300至大约425华氏度之间的温度，使废弃物的塑料部分至少开始扭曲。优选的是，将该腔室加热到大约325至大约425华氏度之间的温度，并且更优选加热到大约350至大约400华氏度之间，以熔融该废弃物的所有塑料部分。如果加热至熔融，那么在硬化时，熔融的热塑性材料变成生物学上无菌的，并且变成一整块，其中注射器、管和针的锐边和点至少部分地包裹在该树脂中。由于加热和硬化过程，这些锐器材料变得不可识别且不可再使用，并且是无菌的，从而容许将其作为普通垃圾来处置。
在一个实施例中，锐器废弃物部分地包裹在盒的内部，而容纳被处理的废弃物的整个盒作为普通的固体废弃物而被处置，其中该盒例如利用边框和塞盖(如下所述)来封闭。将红袋废弃物暴露于该热量下可致使废弃物无菌，从而也容许其与普通垃圾一起处置。换句话说，封闭的盒在热处理工艺中保存下来了。然而，应该理解本发明并不局限于仅供热处理系统使用的收集装置，而是本发明的某些实施例可用于独立地收集和容纳医疗废弃物，之后可对这些废弃物杀菌，或者以许多其它合适的方式进行永久地处置。
在另一实施例中，医疗废弃物盒由热塑性材料制成，从而在废弃物处理期间应用干热时，该盒本身(不只是位于顶部的滑槽和/或旋转器)将要熔融并包裹其内容物。在这些实施例中，边框可集成于外部主体上，如其它实施例中那样包括用于连接滑槽和部件的装置。在这些用于热处理系统的备选实施例中，可略去塞盖，并且盒/边框、滑槽和部件都由塑料制成，其熔融并包裹被处理的废弃物材料。在这种实施例中，使用了医疗废弃物盒可以放置于其中的套筒，而非直接将该盒放置在处理系统的加热室中。该套筒可由适于重复使用、并适于移除经处理后的熔融盒的材料制成。在一个实施例中，套筒由铝构造而成，并且其内部覆有非粘性材料。套筒尺寸可设置成使得在插入后其侧面与加热室的侧面相接触，以容许加热室到套筒的直接热传导。为了处理这种实施例的盒，可将其插入到套筒中，之后将套筒/盒的组合物插入到加热室中。在完成处理之后，可从加热室中移除套筒，并从中卸放出处理后的内容物。
现在参看附图，图1A至2B中显示了本发明热处理系统20的一个实施例。图1A和1B是系统20的透视图，图2A是系统20的顶视图，图2B是沿着图2A的线B-B获得的截面图。系统20包括主体22，其具有正面部分24、背面部分26、侧面28、侧面29和底部140。
在系统20的顶部上设有闭合装置30。闭合装置30打开以容许到达位于主体22内的加热室60。医疗废弃物的容器(例如盒220)放置在腔室60中，并如以下详细所述进行处理。闭合装置30具有上面部分56和下面部分58，其共同组成了闭合装置的门或盖。安装支架32将闭合装置30固定到主体22的顶部。安装支架32本质上是回转的或弹簧状的，以容许闭合装置30从打开位置移动到关闭位置。还可以使用其它结构，例如滑动装置、帽、螺钉安装的盖等，来控制对腔室60的可达性。在闭合装置30上还有把手36和锁34。例如在系统20运行期间，锁34可以接合，以将闭合装置30固定在关闭位置。主体22由任何能够承受本文所述的热范围和循环时间的刚性材料形成，例如不锈钢薄板或塑料。在一个实施例中，所使用的材料是经电镀的退火钢。在一个实施例中，主体22具有大约23英寸深、16英寸宽、13英寸高的尺寸，但应该理解，本发明系统的实施例可具有任何合适的尺寸。
侧面28包括腔38，其中管道42和罐40定位在该腔38内。管道42将来自腔室60的呈液体形式的排气携带至罐40中，如以下参照图7进一步所述。一对风扇44和46定位在系统20的背面部分26上。风扇44冷却主体22的外壳，并且还提供负气压，该负气压确保空气和气体流过过滤器78。在系统20使用期间，风扇44连续运转，其用途将在下面参照图7-9进一步描述。如以下参照图10-12所述，风扇46吸入外部空气，并驱动冷却空气流。合适的风扇可在商业上从许多制造商处获得。
背面部分26还包括标准功率输入模块48，例如在大多数商业上可得到的个人计算机上所用那些模块，以及多个端口50。在一个实施例中，提供了两个端口，一个用于连接到打印机，另一个是串行调制解调器数据端口，从而系统20可远程地传送数据。在某些实施例中，系统20具有数据存储和处理能力，并容许远程诊断以及周期性地将工艺数据传送至远程位置，以支持数据存储和系统校准和/或性能评估，如以下进一步所述。
主体22的正面部分24包括带有窗口54的显示和控制面板52，如图1B中最佳地示出的那样。面板52容许使用者控制和监测系统20的运行。控制系统20的许多电子器件安装在主体22内部的支架72上，如图2B中所示。图中还显示了固态继电器74，其安装在笼状结构62的外表面上。正如本领域中的技术人员所熟知的，系统20将包括在这些图中未示出的，对于控制系统20和诸如风扇44和46、用于腔室60的热源、提供运行数据或其它数据的测量装置等构件而言必须的电子器件和电路。在美国专利No.5,972,291中完整地描述并显示了某些示例性的合适的电子器件和电路元件，而其它电子器件和电路元件对于本领域中的技术人员是显而易见的。应该理解可对这些电路元件或其它元件做出修改。
参看图2B，其显示腔室60处于系统20的主体22内。容器，例如盒220定位在腔室60内。腔室60定位在主体22内部的笼状结构62内。笼状结构62由能够承受本文所述的热范围和循环时间的任何合适的刚性材料组成，在一个实施例中，其由经电镀的退火钢制成。在一个实施例中，腔室60具有大约13英寸深、8英寸宽、13英寸高的尺寸，但应该理解，腔室的实施例可具有任何合适的尺寸。
安装支架64固定在笼状结构62内，并且腔室60的底部90固定到安装支架64上。在图7和图10-13中还显示了位于笼状结构62中的安装支架64和倾斜的支架126。螺栓66从笼状结构62的侧面突出来，并沿着笼状结构62的内侧部分保持住隔热材料(未显示)。过滤器78靠近主体22的背面部分26而定位在过滤器壳体130中。过滤器壳体130在其外表面上包括孔80。过滤器78将在下面参照图7做进一步描述。
边框68坐落在从腔室60的顶部附近延伸的多个柱70上，该边框68在图7和图10-12中最佳地示出。当闭合装置30关闭时，闭合装置30的下面部分58将腔室60的顶部开口封闭起来。边框68及闭合装置30的下面部分58的组合确保在处理废弃物期间，除了穿过排气管82之外没有空气流入或流出腔室60。以下将参照图7进一步描述气体流出腔室60并流入到排气管82中。限热器76联接到腔室60上。
现在参看图3-6，其更详细地描述了系统20的加热室60。图3-6是腔室60的各种视图。腔室60包括围绕腔室60的外周边而间隔开的多个柱70。如上所述，柱70接收边框68。边框68包围腔室60的周边，但不覆盖腔室60顶端处的开口84，该开口84接收将利用系统20进行处理的医疗废弃物容器。腔室60具有长侧面86和88、底部90以及短侧面92和114。在一个实施例中，侧面86和88以及底部90是挤制铝材，侧面92和114是切割或冲压的铝件，并且侧面86和88、底部90以及侧面92和114焊接在一起以形成腔室60的中央结构。在另一实施例中，整个腔室主体可由铝片切割或冲压、折叠成形、并将缝隙焊接起来。底部90包括从底部90中大体横向地延伸出来的凸缘110。在一个实施例中，凸缘110是在压出底部90的过程中形成的。利用紧固件(未显示)将腔室60固定到笼状结构62内的安装支架64上，紧固件穿过形成于螺母112下面的凸缘110中的孔(未显示)。在一个实施例中，腔室60可由三个工件制成，其中侧面86和88及底部90挤压成U形通道，而侧面92和114通过焊接或其它方法制造和附连。
如在图3和图5中最好地所示，侧面86和88具有从腔室60的开口84延伸至底部90的可变厚度和剖面。如图中所示，侧面86和88在部分116和118处厚度增加，此处侧面86和88分别与板式加热器102和122相接触。这有助于优化分别在板式加热器102和122与腔室60的侧面86和88之间的热传递。较厚部分116和118容许热量更有效地从板式加热器102和122中耗散开，从而防止该板式加热器过早的烧毁。板式加热器102和122可由任何传统的方法来加热，以便通过功率输入模块48将供给到系统20的功率引导到系统的构件上，这就导致腔室60内部变热。板式加热器102利用带螺纹的柱104和108以及杆106而固定到侧面86的外表面上，并且板式加热器122类似地固定到侧面88的外表面上。在一个实施例中，柱104和108被压入到腔室60的侧面86中。
在侧面86的外表面上形成了多个翅片94。类似地，在侧面88的外表面上形成了多个翅片96，并且在底部90的外表面上形成了多个翅片98。在一个实施例中，翅片组94，96和98在挤压过程中形成于侧面86和88以及底部90中。在腔室的折叠式实施例中，可将挤压出的散热铝片以机械的方式连接到腔室的侧面和/或底部上。翅片94，96和98结合到腔室60中，以有助于在完成对医疗废弃物容器的热处理之后迅速地冷却该腔室。以下参照图10-12进一步描述流过系统20的冷却空气。排气管82固定到腔室60的侧面86上。排气管82容许膨胀的气体离开腔室60，但空气不会以其它方式通过排气管82进入到腔室60中，或从腔室60中抽出。以下将参照图7进一步描述排气管。
限热器76安装或联接到侧面92上。限热器开关对于本领域技术人员而言是众所周知的，且提供限热器76以便在腔室60变得过热的情况下关闭板式加热器102和122。热电偶100设置在侧面86上，并且热电偶120设置在侧面88上。热电偶100和120测量腔室60那些侧面的外表面的温度。板式加热器102和122通过限热器76而电连接到电源上。如果腔室60在限热器76位置处的温度超过限热器76的设计的设定点时，限热器76将断开通向板式加热器102和122的电路，将其关闭，以防止系统20过热。
废弃物的容器，例如图2B和图6(以及图14，17，19，25，26和28)中所示的盒220在闭合装置30处于打开位置时被放置于腔室60中。容器220的侧面在板式加热器102和122联接于腔室60上的区域中与腔室60侧面的内表面相接触。在其它实施例中，腔室60可略大于其容纳的废弃物容器，使得在该容器和腔室60的所有内表面之间存在非常小的敞开空间。在其它实施例中，套筒410(如图36中所示)可以是可重复使用的，并且放置在腔室60内部，并且设计为可熔融的盒420可放置在套筒410内，使得套筒410的侧面接触腔室60的内表面。
一旦容器就位，就关闭闭合装置30，并使锁34接合。闭合装置30的下面部分58在主体22中延伸，并有效地封闭腔室60的顶部开口84。如上所述，且如以下进一步所述，除了穿过排气管82之外，没有空气流入或流出腔室60。当使板式加热器102和122达到适合于杀菌和/或使废弃物材料不可辨别且不可重复使用的温度时，系统20的使用者可通过位于系统20的主体22的正面部分24上的显示和控制面板52来监测该容器。
在某些实施例中，用于医疗废弃物容器的典型的处理循环时间大约为两个小时至两个半小时。在将容器放置在系统加热室中之后，该系统花费大约18分钟以从室温加热至大约300至大约425华氏度的所需范围内的某一温度。在腔室达到所需的温度之后，将废弃物容器保持在这个温度，并且在该温度下加热大约60-90分钟。当对医疗废弃物进行热处理时，该系统保持在关闭且锁定的位置。然后，在可以移除该容器之前，容许该容器冷却至大约120华氏度或更低的安全操作温度。这种冷却花费大约30分钟。应该理解，本发明系统和方法的实施例并不局限于上面所公开的循环时间，其仅仅是示例性的。
如图6中所示，盒220放置在腔室60内，从而将盒220内的废弃物加热，以对该废弃物消毒，并致使任何锐器材料变成不可辨别且不可重复使用。如图所示，容器是盒和边框的组合，该组合由塞盖封闭起来的，例如以下将参照图14-27所述。在供该容器使用时，腔室60的侧面86和88内表面的至少一部分与盒的侧面相接触，其具有互补的形状，从而提供腔室60的侧面86和88与盒侧面之间的直接热传导。同依赖于热辐射来处理容器中的废弃物的已有系统相比，这是有利的，因为已有系统加热室的侧面并不接触容器的侧面。
然而，应该理解，在腔室60中可使用具有许多其它形状和尺寸的容器，并因而处理该容器中的废弃物；当然，只要这种容器完好地配合在腔室60中，从而在热处理期间可关闭和锁定该系统。此外，容器可制成许多形状，以使得该容器的一个或多个侧面表面与腔室60的侧面表面相接触，特别是与上面安装有板式加热器或其它热源的那些侧面相接触。另外，同那些被塞盖等封闭起来的容器如盒220相比，具有敞开的收集开口的容器也可用于腔室60内。在这种情况下，作为容器中废弃物的一部分的任何塑料翘曲或熔融之后所形成的硬化的物质优选大于该容器的收集开口，从而有助于防止从容器中拆出该物质。
如上所述，在一些实施例中，如图36中所示，盒420可由热塑性材料制成，该热塑性材料在施加干热时熔融并将医疗废弃物包裹起来。当使用这种盒时，可使用套筒410，而非将盒420直接放置到腔室60中。套筒410可由铝构成，并且内部覆有非粘性材料。然而，这个实施例并不局限于这些材料；任何适合于重复使用，并可除去处理后的熔融的医疗废弃物盒的材料都可使用。当使用这种实施例时，盒420被插入到套筒410中，然后将该组合插入到腔室60中，在腔室中应用干热。在冷却下来后，套筒410从腔室60中除去，之后可排放出处理后的内容物-确切地讲，是盒420以及其中的废弃物。
转回到系统20的运行，在本发明系统和方法的某些实施例中，有三种受控制的空气流：加热室排气流、通风气流和冷却空气流。图7中示出了示例性的加热室排气流，图8和图9中示出了示例性的通风气流，并且图10-12中示出了示例性的冷却空气流。图7-12中的各种透视图显示了热处理系统20的一个实施例的内部部分，其中除去了或未显示某些构件，从而可清楚地示出各种空气流。该各种空气流用以处理来自加热室60的排气，对系统20的内部构件通风和冷却，并且防止在废弃物材料进行加热和杀菌时，从系统20中排放出危险的或有生物危害性的烟尘。
图7中显示了加热室排气流或排气流。该排气流提供了当带有废弃物的容器在腔室60中进行加热时膨胀气体的逃逸，并且产生了这种除气产物。没有空气进入腔室60中，并且没有从腔室60中抽出空气的机构。应该理解，当医疗废弃物，或这方面的由不同材料组成的任何废弃物被加热时，通常不会顺序地加热这些材料。废弃物材料不会经历均匀或一致的加热，因为在容器中有不同的成分和局部体积被加热。例如，如果一包酒精在医疗废弃物中被加热，那么该酒精将由于其具有低的蒸发点而先于周围材料开始脱气。这将产生快速且体积庞大的气流。由于这种随机加热，系统20设计成可处理可能发生的相关的不可预料的加热和气体膨胀问题。
排气管82固定到腔室60的侧面86上。排气管82可由铝制成，并且焊接到腔室60的侧面86上。脱气产物在膨胀时通过排气管82而离开腔室60，并且移动到管道132中。管道132提供了安全的空间容积，其用于来自腔室60的、在加热放置于该腔室60内的容器中的医疗废弃物时所产生的气体。管道132优选由金属，例如铜制成，其可承受在高温下保持气体。
管道132包括终止于T型阀136的螺旋部分134。管道132，尤其是螺旋部分134用作受空气流辅助的冷凝管，该空气流穿过管道132，如图8-12中所示。因此，管道132(包括螺旋部分134)中的内容物被冷却，使得当管道终止于T型阀136处时，“干”气体和冷凝的水蒸汽处于该管道中。气体向上穿过T型阀136，并且进入到管道138中，该管道138将气体携带至过滤器78。管道138可由合适的塑料，例如尼龙或其它材料制成。气体流过过滤器78，之后通过风扇44而流出系统，如图7中所示。过滤器壳体130在其表面上包括许多孔80，并且构造成用以抽吸足够的空气穿过过滤器78，以在该过滤器78中产生负气压，该负气压有助于确保所有的排气都穿过过滤器78。
冷凝的液体穿过T型阀136和管道42，在这里其汇集于罐40中。管道42可由合适的塑料，例如尼龙或其它材料制成。罐40是封闭的，并且在一个实施例中，其具有大约八盎司的容量。在这种容量下，罐40通常将只需要在许多次循环之后由操作者清空并更换。将湿气从加热室排气中分离提高了过滤器78的寿命和效率，因为减少将过滤器78暴露于湿气中将延长过滤器78的使用寿命。
过滤器78优选是一种联接有空气过滤材料的俘获气味的过滤器，该空气过滤材料能够对可能被病毒和微生物污染的粒子进行过滤。合适的过滤器的一个示例是带静电荷的空气过滤介质。在一个实施例中，过滤器78是一种两级活性炭类型的过滤器。气体首先穿过过滤器78的空气粒子/生物过滤部分，之后穿过过滤器78的活性炭部分。为了使效率最大化，有待过滤的排气应足够慢地穿过和传过活性炭，以便活性炭俘获并吸收气味。
图8和图9显示了穿过系统20的通风气流。空气通过形成于系统20主体22的底部140中的多个孔128而吸入。在系统20主体22侧面的下面部分还可提供类似的孔。如图8中所示，空气被抽吸穿过管道132，包括系统20一侧上的螺旋部分134，并沿着系统20另一侧上的笼状结构62的外部而行进，如图9中所示。空气穿过系统20的后端，包括过滤器壳体130的内侧部分。空气不经过过滤器78，而是围绕过滤器，当其被向下抽吸而穿过风扇44并离开系统20的主体22时，在该区域中产生负压。通风气流有助于使主体22的外表面保持在较低的温度下，并为系统20的内部构件提供足够的通风。
图10-12显示了穿过系统20的冷却空气流。该空气流是通过风扇46带入外部空气而产生的，该外部空气利用偏转器124而导入到系统20的内部。空气向上并沿着腔室60的侧面和底部而流动，使空气穿过腔室60侧面和底部上的多个翅片，以有助于冷却腔室60。然后，该空气向下流过系统20主体22的底部140中的开口142。支架144安装在开口142的下面，并将空气导出至侧面上，如图12中所示。
如上所述，系统20的某些实施例可具有数据存储和处理能力，并容许持续监测关键的工艺参数，进行远程诊断以及周期性地将工艺数据传送至远程位置，以支承数据存储和系统校准和/或质量性能评估。在一个实施例中，系统20装备有外部链路168、处理器166和三个数据存储构件160，162和164，如图13中所示。系统20可通过外部链路168经由有线、无线或相似的连接172而与远程服务器或数据库170相联系。构件160，162和164是本领域中的技术人员众所周知的EEPROM或FRAM构件，并且支持数据管理、分析和报告功能。数据管理和报告软件集成在系统中，以支持关键运行参数的持续评估、周期性质量控制以及系统性能分析，并且容许将工艺运行数据周期性地上载到远程位置，将发生工艺故障时的诊断数据上载到远程位置，并且远程下载周期性的固件升级。
系统可通过固件而具有“故障保护”功能，从而只有当包括废弃物负荷的加热室已经加热到至少最低的处理温度，并保持在这个处理温度或这个温度以上达到最少的处理时间，且冷却至安全操作温度(通常大约为120华氏度或更低)，并且通过使用外围的串行标记打印机打印出处理合格标记时，处理才是成功的。
在处理循环期间，可记录关键的系统状态，包括各个热电偶的测量值、门锁和锁紧螺栓的状态、风扇状态、时间、电子印刷线路板组件(PWBA)的温度以及各种处理标志的状态，其中处理标志的状态记录了主循环构件(加热、处理、冷却、印刷)的进度。周期性地对这些状态进行采样(例如每分钟、每五分钟等等)，并将其存储在数据环缓冲器中。
除了上面的信息之外，可为各个进程分配连续分配的运行序号。作为用户系统接口的一部分，可提示操作者输入有待处理的废弃物类型(即，锐器或红袋废弃物)。为各个工艺运行记录各种其它数据，包括机器编号，日期，工艺开始、处理开始、处理结束和冷却结束的时间、在循环的处理阶段所记录的最小和最大的加热室温度、用于加热室的温度控制设定点、规定的最小的处理温度和规定的最短的处理时间。
可存在三个主要数据缓冲器，且它们可由系统固件进行管理。诊断缓冲器，例如构件160，包括了最多的信息-从工艺开始直至冷却循环完成每分钟对所有可测系统状态进行采样。这个数据缓冲器能够存储用于最近5-10个处理循环的全面的数据集。如果发生系统故障，系统可通过调制解调器或其它外部链路而自动地联系远程数据库，以上传这个关键的工艺信息，以便解决这个故障。中间期限数据缓冲器，例如构件162，包括关键的工艺数据，这些工艺数据包括运行序号、日期、以及基于处理循环的周期对至少一个热电偶的测量值。这种环形缓冲器的容量通常容许为典型的系统使用者存储至少三十天的工艺数据。长期数据缓冲器，例如构件164，包括较长期的数据集，该数据集为各个工艺运行记录了关键的工艺数据信息，包括运行序号，时间，工艺开始、处理开始、处理结束和冷却结束的日期，在处理循环期间通过监测热电偶而观测到的最小温度和最大温度，以及所处理的废弃物类型。
基于某一周期，通常基于每月，具备上述能力的系统可利用内置调制解调器或其它手段而远程联系到系统数据库。在与远程数据库成功连接之后将所有三个数据缓冲器上传。扩展的诊断缓冲器用于执行周期性的系统性能/质量控制监测，以确保所有系统都在合适的技术要求和误差范围内工作。来自中间期限数据缓冲器和长期数据缓冲器的数据作为备用系统而永久地储存在远程数据库中，以支持规定的文件存档。
现在转到用于本发明热处理系统的腔室60的盒的一个实施例，图14中显示了盒220。盒220从其顶端至其底部略微渐缩，并且具有缝接的底部以及位于其顶端处的翻卷唇缘222。多个槽口224刚好位于翻卷的唇缘222下方，以便于连接边框、盖或其它顶部部分，例如以下所述的边框230。虽然盒220通常具有矩形的形状，并且是渐缩的，但是应该理解其它形状(包括非渐缩设计)都适用于根据本发明的盒。在一个实施例中，盒220由锡制成，其可承受高达大约425华氏度的干热杀菌循环到高达大约一百二十分钟，并保持其尺寸稳定性。如果盒220将供用于对医疗废弃物进行热处理的装置来使用，则盒220可由任何能够在高达大约425华氏度的干热杀菌温度下保持其尺寸稳定性的合适的材料制成，包括塑料。在一个实施例中，盒220可具有在其顶部大约为10英寸深、4英寸宽，且在其底部为9英寸深、3英寸宽，且8英寸高的尺寸，但应该理解该盒的实施例可具有任何合适的尺寸。
在用于红袋废弃物收集和处理的一个实施例中，盒220与边框230及塞盖240一起使用。如图15和图16中所示，边框230包括外侧部分232和内侧部分234。边框230的外侧部分232配合在盒220的翻卷唇缘222上，如图17中所示。凸起物236围绕外侧部分232的周边而间隔开，并且从外侧部分232向下延伸。在各个凸起物236的上面形成了小的孔口237。凸起物236从盒220的内部与该盒的槽口224相接合，以便将边框230固定到盒220上。边框230的使用以及凸起物236从该盒内部到槽口224中的接合，显著地加强了盒220的顶端，这在例如使用薄锡材料来制造盒220时是有用的。另外，边框230在盒220的翻卷的唇缘222上接合的方式降低了翻卷的唇缘222尺寸上的任何差异的显著性，这种尺寸差异可能发生在盒220的制造过程中。
当边框230和盒220接合时，包括多个槽口238的内侧部分234坐落在该盒开口的内部。边框230包括大的中心开口239，通过该开口可将感染性废弃物和医疗废弃物放置到盒220中。为了用于例如上述那些热处理，边框230和塞盖240可由能够在高达大约425华氏度干热温度下保持其尺寸稳定性的任何合适的材料制成。在一个优选的实施例中，边框230和塞盖240由尼龙6/6制成。边框230和塞盖240还可由尼龙6/6加玻璃纤维、聚酯合成纤维(PET)、PET加玻璃纤维、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、特氟纶或聚四氟乙烯或其它材料制成。
在图18中单独显示了塞盖240，并且在图19中显示了与盒220及边框230装配在一起的塞盖240。另外，图20显示了从装配的边框230和塞盖240下面看去的透视图。只要盒220填充有废弃物并准备进行热处理或其它处置时，就将塞盖240插入到边框230中。在塞盖240的顶部中形成了凹陷部分242。当与热处理装置结合使用时，例如，凹陷部分242容许人们很容易且高效地将盒/边框/塞盖组合物放置到加热室中，并在其处理之后从加热室中将其移除。多个钩状物244围绕塞盖240的周边而间隔开。钩状物244卡扣在边框230的槽口238中，以确定地使边框230和塞盖240相接合。
因为盒220用于容纳感染性废弃物和医疗废弃物，所以需要在废弃物的收集之后并贯穿处理以及最终处置过程中都难以接触到进行热处理的盒的内容物。换句话说，希望只要将盒封闭就难以移除盖系统，例如放置在盒220顶上的边框230和塞盖240，或者边框230、塞盖240、滑槽以及可移动的部件(以下所述)。因为边框230从其内部接合盒220，所以凸起物236延伸穿过槽口224，并可从盒220的外面接触到该凸起物。因此，在一个优选的实施例中，塞盖240包括围绕塞盖240的周边而间隔开的多个突舌246。在边框230和塞盖240接合时，突舌246回填边框230的孔口237，如在图20中最好地所示。突舌246接收在孔口237中，这就防止边框230的凸起物236很容易脱出盒220的槽口224，从而防止边框230和盒220脱离接合，并保持塞盖/边框/盒组合物被封闭且防篡改。
除了上述盒、边框、和塞盖构件之外，用于收集锐器材料的某些实施例还包括其它构件，这些构件构造成用以提供锐器材料的安全装载。在一个实施例中，结合盒220和边框230使用了一种滑槽250与旋转器260的组件。图21以透视分解图显示了一旦盒220装满并准备处置或进行处理时所使用的滑槽250、旋转器260、边框230和塞盖240。图22显示了装配在一起的滑槽250和旋转器260的透视图。
滑槽250和旋转器260可优选由透明或部分透明的塑料制成，以便提供对其内容物的可视性，从而例如，盒220的使用者可看出何时该盒被装满。当用于例如上述那些热处理工艺时，滑槽250和旋转器260优选由将在施加干热循环期间熔融的塑料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯)制成，该干热循环开始于大约325至大约350华氏度温度。随着塑料熔融，其将已经沉积于盒220中的废弃物材料包裹起来。当安装在盒220中时，如图26中所示，滑槽250和旋转器260限制了盒内部的可到达性。图25显示了安装在盒220中的滑槽250，但没有旋转器260。
滑槽250具有渐缩主体252，该主体252在顶部敞开以接收废弃物，并且在底部敞开，以容许废弃物移动穿过并进入到盒220中。柱254定位在滑槽短端的内表面上。旋转器260安装在柱254上，使得旋转器260可围绕其中心轴线而旋转。滑槽250包括位于其顶端处的凸缘256。当滑槽250安装在盒220顶端处的边框230中时，凸缘256与边框230的内侧部分234相接触。凸缘256包括一系列切口257，这些切口257构造成使得滑槽250不会干涉围绕边框230的某些位置，边框230设计成在这些位置处与塞盖240相接合。这在例如对封闭的盒进行热处理期间是有用的，因为滑槽250优选由可熔融掉的材料制成，而边框230和塞盖240设计成用以经受热处理且保持完好。在滑槽250的各长侧面上存在突舌258，以用于使滑槽250与边框230相接合。如图21和图22中所示，在滑槽250的各个长侧面上的两个切口257处，突舌258自凸缘256向下延伸。突舌258从边框230的内侧部分234的下方与边框230相接合，从而将滑槽250保持在边框230中。
如在图21-23中最好地所示的，旋转器260在各端包括孔262，这些孔262接收滑槽250的柱254，以便将旋转器260可移动地安装在滑槽250内。旋转器260包括三个翅片264，其自旋转器260的中心大体沿径向延伸出来。废弃物放置在两个翅片之间。旋转器260的截面设计成用以在当废弃物放置到旋转器260中时，通过使各个翅片264的低点偏离旋转器260的中心旋转轴线来确保独立旋转。因而，在使用过程中，当将锐器材料放置在翅片264上时，锐器材料的重量将致使旋转器旋转。旋转器260的旋转造成锐器材料穿过滑槽250的底部而掉入到盒220的、位于该旋转器260下方的部分中，在此处就不能从盒220的外部接触到该锐器材料。旋转器260尺寸加工成可配合在滑槽250中，使得人手不能轻易地绕过其中一个翅片264、穿过滑槽250并进入到盒220的内部。应该理解，除了旋转器260，还可在滑槽中使用具有不同形状或不同构造的合适部件，只要这种部件可接收废弃物、将所接收的废弃物沉淀到盒的下部中并且充分地限制了到盒内部的可达性。这样一种实施例460可类似于旋转器260，但去除了其中一个叶片的某些部分或全部，以容许接收不规则形状的废弃物类型，如图37中所示。
图34A，34B和35C显示了根据本发明的旋转器360的一个备选实施例，其可安装在滑槽中。图35A-35B显示了插入件366，其配合在旋转器360的各个孔口361中。旋转器360具有三个翅片364，并且按照与上述旋转器260大致相同的方式而工作。旋转器360具有空心的核芯部分，其穿过旋转器360的中心轴线，在旋转器360的各端形成了孔口361。在一个优选的实施例中，旋转器360具有均匀的壁厚，这可有助于防止该构件在制造过程中发生翘曲。为了将旋转器360安装在滑槽，例如滑槽250中，可将插入件366放置在各个孔口361中。插入件366各具有接收滑槽250的柱254的孔368，从而使得旋转器360安装在滑槽250中，并能够自由旋转。
图24A和24B分别是边框230、塞盖240、滑槽250和旋转器260装配在一起的透视图和端视图。在使用过程中，当盒装满并准备进行热处理或其它处置时，该组件将位于盒，例如盒220的顶上。
在另一实施例中，如图27中所示，滑槽270与边框230用于盒220中，并且塞盖240用于在当盒装满时，或者在需要时来封闭盒。滑槽270包括开口271和开口273，开口271用于接收锐器材料或其它废弃物，开口273用于容许这些废弃物被收集在正在使用的盒的内部。滑槽270包括处于其顶端的凸缘276，当滑槽270安装在盒220顶端处的边框230中时，凸缘276与边框230的内侧部分234相接触。凸缘276包括一系列切口277，这些切口构造成使得滑槽270不会干涉围绕边框230的某些位置，边框230被设计成在这些位置处与塞盖240相接合。在滑槽270的各个长侧面上存在突舌278，其用于使滑槽270从边框230的内侧部分234的下部与边框230相接合，从而将滑槽250保持在边框230中。可以使用可移除的塑料漏斗(未显示)来辅助装载锐器材料。滑槽270可优选由透明的塑料制成，以便提供对其内容物的可见性，和/或由将在应用热循环期间熔融的塑性材料制成，从而熔融的塑料将包裹已经沉积在盒220中的废弃物材料。
用于收集锐器材料的某些实施例可包括其它构件，这些构件可构造成用以提供锐器材料的安全装载。具体地说，可安装在壁或其它表面上，并能够牢固地锁定的外部容器，可用于容纳用于容留医疗废弃物以及其它成分的容器，以便安全且有效地收集医疗废弃物。外部容器的使用可特别适宜公共设施或其它环境，在这些环境中许多人可接触到容纳医疗废弃物的容器。现在参照图28-33，其显示了外部容器280。外部容器280大体上成形为用以容纳盒220，但应该理解，根据本发明的外部容器可改变形状，只要其能够容纳用于容纳医疗废弃物的盒即可。如图28中所示，盒220及与其装配好的边框230、滑槽250和旋转器260被放置在外部容器280中。图29-33显示了外部容器280，但没有显示放置在外部容器280中的盒220以及其它相关构件。
外部容器280包括主体281和顶部282。顶部282通过铰链286而联接到主体281的凸缘290上。这就容许顶部282打开和关闭，从而主体281可接收用于容纳医疗废弃物的容器，例如盒220，并且在装满时或需要时可以轻易地从外部容器280中移除用于容纳医疗废弃物的容器。在这个实施例中，在使用时，边框230坐落在外部容器280的主体281的凸缘290上，并且顶部282关闭，使得顶部282的底面与边框230的顶面相接触。锁闩292安装在主体281上，并可移动，使其接触外部容器280顶部282上的锁扣288。键锁294容许待锁定的锁闩292运动，从而将盒220、边框230、滑槽250和旋转器260固定在外部容器280中。顶部282包括罩284，医疗废弃物通过该罩进行沉积。医疗废弃物接触旋转器260，如上所述，该旋转器260进行旋转，并通过滑槽250将废弃物倾倒至盒220中。
在这个具体实施例中，在主体281的背面302上设有孔303，用于将外部容器280安装到壁或其它表面上。主体281的侧面304显示为各具有孔305，该孔305用于将支架298锚定到各侧面304的内表面上。当盒220放置在外部容器280中时，支架298对该盒220提供支承。从侧面304的底部和主体281的正面部分300中延伸出支承部件296。在这个实施例中，支承部件296大体是U形的或J形的，并接收放置在外部容器280内的盒220的底边。
在图36中所示的盒的另一实施例中，同设计成用以承受干热循环的盒220相比，盒420由热塑性材料制成，其在施加干热时熔融并将医疗废弃物包裹起来。在其它方面，盒420具有与盒220相似或相同的形状。边框还可集成于盒的边框中，而非卡扣在该盒的边缘上的独立构件。套筒410可由铝构成，并且内部覆有非粘性材料，而且通常具有与腔室60的内部形状互补的形状。然而，这个实施例并不局限于上面提到的这些材料或形状。盒420插入到套筒410中，然后将该组合物插入到腔室60中，在该腔室中施加干热。在冷却下来时，套筒410从腔室60中移除，之后可排放出处理后的内容物-盒420以及其中的废弃物，在对其它废弃物盒热处理中重复使用该套筒410。当使用盒420时，类似于在盒220中的应用，用来安全处置和收集锐器材料以及其它废弃物的结构用于废弃物盒420的顶部。然而，没有使用塞盖，例如塞盖240，因为盒、边框、滑槽以及其它构件都由塑料制成，其熔融并将废弃物包裹起来，而且之后可从套筒410中移除并处置。
前面对本发明的示例性实施例的描述只是为了示意性的目的而提出的，而并不意图是穷举的，或者意图将本发明局限于所公开的精确形式。根据上述教导，许多修改和变化都是可行的。这些实施例是为了解释本发明的原理和其实际应用而选择并描述的，从而可使本领域其它技术人员可利用本发明和各种实施例，并进行适于所预期的具体应用的各种修改。在没有脱离本发明的精神和范围内，备选实施例对于本发明相关领域中的技术人员将是显而易见的。