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Vorrichtung zur Regelung der Wasserzufuhr zum Dampferzeuger eines Autoklaven
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Wasserzufuhr zum Dampferzeuger eines mit Dampf arbeitenden und mit einem Wasservorratsbehälter verbundenen Autoklaven.
Die Regelung der Wasserzufuhr ist notwendig, weil andernfalls der Dampferzeuger mehr Dampf produzierte als für die Sterilisierung gebraucht wird und dadurch der Betrieb des Autoklaven unwirtschaftlich wäre. Ausserdem bereitet die Ableitung der zuviel erzeugten Wärme besondere Schwierigkeiten, da zur Kühlung in vielen Fällen kein Anschluss an ein äusseres Wasserleitungsnetz, sondern nur das im Leitungssystem des Autoklaven und dem Wasservorratsbehälter enthaltene Wasser zur Verfügung steht, welches auch im Dauerbetrieb des Autoklaven eine bestimmte Temperatur nicht überschreiten darf.
Bisher ist es bekannt, die Regelung der Wasserzufuhr in der Weise vorzunehmen, dass der Dampfdruck in der Sterilisationskammer gemessen und danach entsprechend über ein kompliziertes elektromechanisches System mit einer Anzahl von Relais und Magnetventilen die Wasserzufuhr mehr oder weniger freigegeben oder geschlossen wurde. Dieses Verfahren ist kompliziert, die Anlage daher verhältnismässig teuer und die Betriebssicherheit unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher durch den Einsatz einfacher Bauelemente eine zuverlässige Regelung erreicht werden kann.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Zuleitungssystem zwischen dem Wasservorratsbehälter und dem Dampferzeuger einen Dosierbehälter aufweist, welcher sowohl mit einer ersten Leitung über einen tiefer gelegenen Dampferzeuger als auch mit einer zweiten Leitung an die im Autoklav untergebrachte Sterilisationskammer angeschlossen ist, welche zweite Leitung selbsttätig arbeitende, d. h. auf einen Höchst- bzw. Mindestdruck in der Kammer ansprechende Druckregulierungsglieder innerhalb einer Ableitung enthält.
Die Vereinfachung besteht darin, den Druck nicht wie bisher in Impulse umzusetzen und durch diese dann Ventile zu steuern, sondern den Druck direkt und in der gewünschten Richtung auf das im Zuleitungssystem zum Dampferzeuger befindliche Wasser wirken zu lassen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt : Fig. l einen Autoklaven mit zugehörigen Vorrichtungsteilen, der einfacheren Darstellung wegen in einer Ebene ausgebreitet, Fig. 2 ein Schaltschema der Reguliervorrichtung des Autoklaven.
Der in Fig. l gezeigte Autoklav ist schematisch dargestellt. In einer praktischen Ausführungsform werden die Vorrichtungsteile selbstverständlich zu einer kompakten Einheit zusammengebaut. Nur der übersichtlichkeit wegen und damit sich die Funktion leichter studieren lässt sind die Teile in einer Ebene auseinandergezogen gezeichnet. Der Apparat enthält ein mit einer nicht gezeigten äusseren Wärmeisolierung versehenes Druckgefäss --10-- mit einer Sterilisationskammer --11--, die durch eine mit Verschlussgliedern --13-- von an sich bekannter Art versehene Tür-12-zugänglich ist.
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Am Boden-14-der Sterilisationskammer-11-ist eine Leitung --15-- angeschlosse.
Diese steht durch eine Leitung --16-- mit einer Drossel --17-- und weiter durch ine Leitung --18--
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Dieser Dosierbehälter wieder ist über eine Leitung --20-- und eine Leitung --21-- mit einem Ventil --22-- mit dem unteren Teil eines Wasservorratsbehälters-23-verbunden. Der Wasservorratsbehälter ist bis zu dem Niveau --24-- mit Wasser gefüllt. An die Leitung --20-- ist anderseits eine Leitung --25-- mit einem Ventil --26-- und weiterführend eine Leitung-27angeschlossen. über diese fliesst Wasser zu einer durch einen mit elektrischen Heizelementen-30versehenen Dampferzeuger --29-- führenden Leitung --28--.
Letztere ist durch eine Leitung - mit der Sterilisationskammer --11-- verbunden, deren Boden --14-- gegen den Anschluss der Leitung --31-- geneigt ist, so dass in der Sterilisationskammer entstehendes Kondenswasser durch die Leitung -31-- zurück in den Dampferzeuger --29-- fliessen kann.
Wenn das Ventil --22-- offen und das Ventil --26-- geschlossen ist, wird Wasser von dem Vorratsbehälter --23-- durch die Leitungen--21 und 20--durch deren auf einem Niveau - 32-gelegene Mündung in den Dosierbehälter --19-- strömen und in dem rechten Schenkel --33-- der Leitung --18-- bis zu derselben Höhe wie in dem Vorratsbehälter-23- aufwärtssteigen, d.h. bis zu dem Niveau-24-. Die Form der Leitung --18-- ist derart, dass ihr höchster Teil --34-- höher gelegen ist als der höchstmögliche Wasserstand in dem Vorratsbehälter --23--.
Wenn nun das Ventil -22-- geschlossen und das Ventil-26-geöffnet wird, wird die Wassermenge in der Leitung --33-- und das in dem Dosierbehälter --19-- oberhalb des Niveaus - befindliche Wasser durch die Leitungen-20, 25, 27- in freie Verbindung mit dem Dampferzeuger--29--gebracht.
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dient. Die Leitung --35-- führt über eine Leitung --37--, eine Kühlschlange --38-- durch den Wasserinhalt des Dosierbehälters --19-- und eine Leitung --39-- an den unteren Teil des Vorratsbehälters--23--.
An die Leitung --27-- und damit an den Dampferzeuger --29-- ist eine Leitung-40angeschlossen, die ein Luftfilter -41--, ein Ventil --42-- und ein Rückschlagventil-43- enthält. Auf diesem Leitungswege kann, wenn das Ventil --42-- offen ist, nach beendigter
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werden.
Vorausetzung für das Einströmen von Aussenluft in die Sterilisationskammer --11-- auf dem genannten Weg ist jedoch, dass dort zuvor ein Unterdruck erzeugt worden ist. Dieser wird mit Hilfe der im folgenden beschriebenen Vorrichtung geschaffen : Eine Leitung --44-- hat ihre untere Mündung in
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münden. Eine andere Leitung --50-- setzt sich am Boden --49-- des Vakuumbehälters an, wobei der Boden derart geneigt ist, dass im Vakuumbehälter auftretendes Kondenswasser in die Leitung --50- hineinfliesst. Diese enthält ein Rückschlagventil-51-und mündet oben in einen Kühler - -52--, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Form eines Mantels um den Vakuumbehälter - hat und mit nicht gezeigten Kühlrippen ausgerüstet sein kann.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Kühler als Rohrschlange im Inneren des Behälters auszubilden. Am Boden-53des Mantels --52-- beginnt eine Leitung --54--, die zu der in den Vorratsbehälter mündenden Leitung --39-- führt. Der Boden --53-- des Mantels --52-- ist zum Anschluss der Leitung - hin geneigt, so dass Kondenswasser durch diese Leitung in den Vorratsbehälter-23- hinabfliesst.
Parallel zu den mit Regulier- und Sicherheitsventil --36-- versehenen Leitungen --16,35-ist eine Leitung -55-- gelegt, die einen zur Bestimmung des Beginns der Sterilisierphase dienenden Thermostaten --57-- mit einem Fühlkörper --56-- enthält. Ausserdem ist in der Leitung-55eine Dampffalle --58-- angeordnet. Die Sterilisationskammer hat aussen ein Druckanzeigegerät - -59--. Die Tür --12-- ist mit einer Sperre --60-- versehen, welche das öffnen der Tür verhindert, solange in der Sterilisationskammer überdruck herrscht.
Der in den Zeichnungen dargestellte Autoklav bedarf nur einer verhältnismässig geringen Leistung, um den erforderlichen Dampfdruck zu erzeugen. Deshalb geht auch die Schaltung nach Fig. 2 von einem Autoklaven aus, der mittels der Leitungen-61, 62- an eine Wandsteckdose gewöhnlicher Art
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angeschlossen werden kann. Das Anschalten erfolgt mit Hilfe eines zweipoligen, manuell verstellbaren Schalters-63-. Dabei wird das Heizelement --30-- in dem Dampferzeuger-29stromführend und erwärmt. Gleichzeitig kann durch eine Lampe --64-- angezeigt werden, dass der Apparat eingeschaltet ist.
Sobald der Dampferzeuger --29-- die vorbestimmte Temperatur erreicht, spricht ein von der Temperatur des Dampferzeugers abhängiger Thermostat--66--an und unterbricht die Stromzufuhr durch einen in die Phasenleitung eingeschalteten Schalter--65--, so dass die Stromzufuhr je nach Bedarf reguliert wird.
Wenn zu sterilisierende Gegenstände in den Autoklaven eingelegt werden sollen, steht die Autoklaventür --12-- zunächst offen, wobei die Sperre--60--in der mit gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigten Stellung --601-- steht. Die Sperre ist mit einer Welle --67-- versehen, die auf die
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ersetzt werden.
Der Vorratsbehälter --23-- wird mit Wasser gefüllt, das destilliert oder auch in anderer gewünschter Weise behandelt sein kann, da der Verbrauch, wie aus dem nachstehenden hervorgehen wird, sehr gering ist. Das Wasser steigt beim Auffüllen des Vorratsbehälters --23-- in dem Dosierbehälter-19-und weiter in der Leitung --33-- bis auf das Niveau-24-.
Das zu sterilisierende Gut wird in die Sterilisationskammer --11-- eingelegt und daraufhin die Tür-12-geschlossen und verriegelt. Wenn dann die Sperre --60-- auf die Stellung-602umgestellt wird, wird der Türverschluss über den Gelenkhebel--69--gesperrt. Der Mikroschalter - wird eingeschaltet und die Ventile-22, 26 und 42-werden umgestellt, sodass nunmehr die Ventile-22 und 42-geschlossen sind und das Ventil --26-- geöffnet ist. In dieser
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--19-- durchSterilisationskammer Gleichzeitig schliesst der Mikroschalter --71-- eine mit einem Motor ausgestaltete Schaltung --75-- und einen Schaltmagnet-76--, mittels welcher die Dauer der Sterilisierphase vorgewählt werden kann, an die Stromquelle an.
Die Schaltuhr ist jedoch ausserdem von
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Phasenleitung zu der Schaltuhr betätigt. Solange die für die Sterilisierung vorgesehene Temperatur in der Sterilisationskammer --11-- nicht erreicht worden ist, bleibt der Schalter --77-- ausgeschaltet. Erst wenn der Thermostat --57-- die richtige Temperatur misst, wird der Schalter-77eingeschaltet und die Schaltuhr fängt an zu arbeiten. Nach Ablauf der eingestellten Zeit betätigt die Schaltuhr einen Schalter-78--, der den Stromkreis mit dem Elektromagneten --79-- des Magnetventils --46-- schliesst, so dass dieses öffnet und die Sterilisierung unterbricht.
Wenn die Sterilisierung beginnt, wird zunächst durch den vom Dampferzeuger zuströmenden Dampf über die Leitungen-15, 55- die Dampffalle --58-- und die Rohrleitungen - -37, 38, 39-- die Luft aus der Sterilisationskammer --11-- zum Vorratsbehälter --23-- hin verdrängt. In diesen ist ein Rohr Deckel --81-- eingelassen, in welches die Luft und in der Folge auch Dampf geleitet werden, wobei der Dampf in dem Wasser des Vorratsbehälters kondensiert. Das Rohr --80-- verhindert ein allzu kräftiges Sieden im Vorratsbehälter und verhindert somit ein Verspritzen von Wasser. Ein in den Deckel-82-des Vorratsbehälters-23- eingesetztes zweites Rohr --83-- mit Deckel --84-- dient zum Nachfüllen von Wasser je nach Bedarf.
Eventuell in der Sterilisationskammer--11--entstehendes Kondenswasser fliesst in den Dampferzeuger zurück. Sobald die Luft aus der Sterilisationskammer --11-- vollständig verdrängt ist und nur noch Dampf an die Dampffalle--58--gelangt, schliesst dieses Ventil. Dampf, der zusammen mit der Luft die Dampffalle passiert, wird in der Rohrschlange-38-im Dosierbehälter-19- gekühlt und kondensiert.
Nach etwa 45 Sekunden erreicht der Druck in der Sterilisationskammer--11--den Arbeitsdruck von z. B. 3 kg/cm2, und das Regulierventil --36-- tritt in Funktion. Bei dem eingestellten Druck öffnet das Ventil und bewirkt dadurch eine Drucksenkung in der Leitung-16- hinter der Drossel-17-. Wegen der Drossel --17-- bleibt der Druck in der Sterilisationskammer - etwas höher als in der Leitung-16-, weshalb das in dem Dampferzeuger befindliche
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wird, steigt der Druck in der Sterilisationskammer--11--wieder an. Dieser Ablauf wiederholt sich während der Sterilisierung mehrfach.
Wenn die Temperatur in der Sterilisationskammer --11-- und der Leitung --55-- den auf dem Thermostat --57-- vorbestimmten Wert erreicht, wird die Schaltuhr angelassen. Von diesem Zeitpunkt an rechnet die auf der Schaltuhr eingestellte Sterilisierzeit, z. B. drei Minuten, währenddessen der Dampferzeuger und das Regulierventil zusammenwirkend wie vorbeschrieben arbeiten.
Nach Ablauf
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den Vakuumbehälter nach oben gepresst und nachfolgend strömt der Dampf aus der Sterilisationskammer denselben Weg zum Vakummbehälter-47--. Der Dampf verdrängt Luft und Wasser aus dem Vakuumbehälter-47-über die Leitung-50-, den Kühlmantel-52-und
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Vorratsbehälter-23--.Mantel --52-- durch die Leitung --54-- Wasser aus dem Vorratsbehälter anzusaugen.
Durch das kalte Wasser verursacht, findet eine weitere, sehr schnelle Abkühlung statt, so dass der Dampf in dem Mantel kondensiert und noch mehr kaltes Wasser nachströmt, das seinerseits den Vakuumbehälter
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--51-- dasLeitung --50-- verhindert. Das in der Sterilisationskammer--11--entstandene Vakuum und die Restwärme im Sterilisationsgut und der Kammer führen dann zur restlosen Trocknung des Gutes.
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--601-- verschwenkt,Schaltuhr ihre Ausgangsstellung wieder einnimmt.
Das vorstehend beschriebene, vollständige Programm kann in etwa sieben Minuten durchgeführt werden, wovon zwei Minuten auf die Trocknungszeit entfallen. Weil ein grosser Teil der abgeleiteten
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während der Sterilisierung nur unbedeutend an. Es konnte nachgewiesen werden, dass es möglich ist, einen Autoklaven gemäss der Erfindung den ganzen Tag über in Betrieb zu halten, ohne dass sich dabei die Temperatur in den Wasserbehältern auf solche Werte erhöht, die das Arbeitsergebnis gefährden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Regelung der Wasserzufuhr zum Dampferzeuger eines mit Dampf arbeitenden
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dass das Zuleitungssystem zwischen dem Wasservorratsbehälter (23) und dem Dampferzeuger (29, 30) einen Dosierbehälter (19) aufweist, welcher sowohl mit einer ersten Leitung (20, 25, 27, 28, 31) über einen tiefer gelegenen Dampferzeuger (29, 30) als auch mit einer zweiten Leitung (15, 16, 18, 33) an die im Autoklav untergebrachte Sterilisationskammer (11) angeschlossen ist, welche zweite Leitung selbsttätig arbeitende, d. h. auf einen Höchst- bzw. Mindestdruck in der Kammer (11) ansprechende Druckregulierungsglieder (17, 36) innerhalb einer Ableitung (35, 37, 38, 39) enthält.
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