Bij het ontwerpen en vervaardigen van medische apparaten, met name ventilatoren, is het een cruciale technische taak om ervoor te zorgen dat ze strenge sterilisatie- en reinigingsprocessen kunnen doorstaan zonder de prestaties en levensduur van hun kerncomponent, de ventilatormotor, in gevaar te brengen. Omdat ventilatoren direct of indirect in contact komen met de luchtwegen van de patiënt, voldoen de vereisten voor infectiebeheersing aan de hoogste normen in de medische industrie. Dit stelt niet alleen extreem hoge eisen aan de materiaalkeuze van de motor, maar ook aan de afdichtingstechnologie.
Materiaalvereisten: Bestand tegen chemische corrosie, hoge temperaturen en hoge druk
De ventilatormotor en de randcomponenten moeten zijn vervaardigd uit materialen met uitstekende weerstand tegen verschillende agressieve desinfectiemiddelen en sterilisatieomgevingen.
1. Compatibiliteit met desinfectiemiddelen
In medische instellingen wordt vaak een grote verscheidenheid aan ontsmettingsmiddelen gebruikt, waaronder alcoholen (zoals ethanol en isopropanol), quaternaire ammoniumverbindingen, natriumhypochloriet en waterstofperoxide. Deze chemische reagentia hebben een verschillende mate van corrosiviteit.
Polymeermaterialen: Motorbehuizingen, connectoren en kabelmantelmaterialen (zoals polycarbonaat en bepaalde soorten technische kunststoffen) moeten bestand zijn tegen spanningsscheuren, verzachting of verkleuring door deze chemicaliën. Chemische inertheid is een primaire overweging.
Metalen materialen: Componenten zoals assen, flenzen en bevestigingsmiddelen vereisen roestvrij staal, meestal 316L van medische kwaliteit of andere zeer corrosiebestendige legeringen, om oxidatie en putcorrosie veroorzaakt door achtergebleven desinfectiemiddel of hoge luchtvochtigheid te voorkomen.
2. Extreme weerstand tegen sterilisatieomgevingen
Verschillende sterilisatiemethoden stellen verschillende eisen aan motormaterialen.
Autoclaveren: Dit is een van de meest gebruikelijke sterilisatiemethoden, waarbij hoge temperaturen (doorgaans 121 °C of 134 °C) en hoge druk betrokken zijn. Magnetische materialen in motoren (zoals permanente magneten) moeten ervoor zorgen dat hun magnetische eigenschappen niet significant verslechteren bij hoge temperaturen. Bovendien vereisen isolatiematerialen (zoals geëmailleerde draadisolatie en statorsleufisolatiepapier) een hoge thermische stabiliteit om verkoling en falen te voorkomen.
Sterilisatie bij lage temperatuur: Voor hittegevoelige componenten kan ethyleenoxide (EO) of waterstofperoxideplasma worden gebruikt voor sterilisatie. Deze methoden vereisen materialen met een goede gasdoorlaatbaarheid en plasmabestendigheid om ervoor te zorgen dat het sterilisatiemiddel effectief kan zijn zonder schadelijke resten achter te laten.
Afdichtingsvereisten: het binnendringen van vloeistof en stoom voorkomen
Het afdichtingsontwerp van een ventilatormotor is cruciaal voor het vermogen om reinigings- en sterilisatieprocessen te overleven. Het binnendringen van vloeistof of stoom in de motor kan catastrofale storingen veroorzaken.
1. Bescherming tegen binnendringing (IP-classificatie)
Moderne medische motoren vereisen doorgaans hoge IP-waarden, zoals IP66 of IP67.
Water- en stofbestendigheid: IP66 betekent dat de motor volledig beschermd is tegen het binnendringen van stof en bestand is tegen krachtige waterstralen uit elke richting. Dit is van cruciaal belang voor hogedrukreiniging en reiniging.
Bescherming tegen onderdompeling: IP67 vereist verder dat de motor bestand is tegen onderdompeling op korte termijn, waardoor de motor blijft functioneren, zelfs als hij per ongeluk in een watertank valt of wordt bedekt met grote hoeveelheden vloeistof tijdens reinigingswerkzaamheden.
2. Technische implementatie van kritische afdichtingspunten
Het bereiken van afdichtingen op hoog niveau is afhankelijk van een nauwkeurig technisch ontwerp en hoogwaardige afdichtingen.
Asafdichting: De motorrotoras is het meest kwetsbaar voor het binnendringen van vloeistoffen. Er zijn gespecialiseerde oliekeerringen of labyrintafdichtingen vereist. De elastomeermaterialen die in deze afdichtingen worden gebruikt (zoals hoogwaardig fluorelastomeer (FKM) of perfluorelastomeer (FFKM)) moeten bestand zijn tegen hoge temperaturen en chemische oplosmiddelen en een uitstekend vervormingsherstel vertonen om ervoor te zorgen dat ze de afdichtingsdruk behouden, zelfs na langdurig gebruik en herhaalde sterilisatie.
Behuizingsafdichting: O-ringen of pakkingen moeten worden gebruikt voor statische afdichting bij de verbindingen van het motorhuis en bij de verbinding tussen het einddeksel en het motorlichaam. De selectie van deze afdichtingen moet ook voldoen aan strikte criteria voor materiaalcompatibiliteit en thermische stabiliteit.
Kabelingangen: De uitgangspunten van stroom- en signaalkabels moeten grondig worden afgedicht met behulp van kabelwartels of pottingtechnologie om te voorkomen dat vloeistoffen via de kleine openingen tussen de draden en de mantel in de motor binnendringen. De potgrond moet een goede hechting en diëlektrische sterkte hebben.
