Anwendungsgebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin eingebrachtem Behandlungsgut. Vorgesehen ist zunächst ein Vorratsbehälter für ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel. Zur Anordnung gehört ferner eine Verdampfervorrichtung mit einem beheizbaren Verdampfer, der eine Verdampferzelle besitzt. Eine erste Vorlaufleitung führt vom Vorratsbehälter zur Verdampferzelle. In der ersten Vorlaufleitung ist ein Förderaggregat zum Transport des Dekontaminationsmittels in die Verdampferzelle angeordnet. Von einer zur Anordnung gehörenden Drucklufteinheit führt eine zweite Vorlaufleitung in die Verdampferzelle. Eine Dampfleitung erstreckt sich von der Verdampferzelle in den Reinraum und dient zur Einleitung des in der Verdampferzelle erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels.
Stand der Technik
[0002] In der DE 10 302 344 A1 wird einem Verdampfer unter Druck ein Dekontaminationsmittel zugeführt. Dem Verdampfer ist eine Sterilisationskammer nachgeordnet, die über eine Vakuumpumpe evakuiert wird. Durch Öffnen eines Ventils gelangt das im Verdampfer befindliche Dampfgemisch über eine Zuleitung in die Sterilisationskammer, vorzugsweise über adiabatische Expansion. Der Druck im Verdampfer ist deutlich höher als der Druck in der Sterilisationskammer. Während der Expansion vergrössert sich das vom Dampfgemisch eingenommene Volumen, das Dampfgemisch kühlt sich ab und setzt sich an sämtlichen Oberflächen innerhalb der Sterilisationskammer ab.
Der Druck in der Sterilisationskammer steigt wieder an. Über die Vakuumpumpe wird der Kondensatbelag aus der Sterilisationskammer abgezogen und anschliessend belüftet man die Sterilisationskammer über eine Zuleitung mit Flutgas. Durch eine spezielle Auskleidung der Sterilisationskammer wird der Kondensatniederschlag an den Kammerwänden reduziert und vorrangig auf die Oberflächen der Behandlungsgüter gelenkt. Dadurch soll sich die Sterilisationswirkung erhöhen, zugleich die Sterilisationszeit verkürzen und sich der entstandene Kondensatbelag einfacher absaugen lassen. Durch die zu evakuierende Vakuumkammer ist ein erhöhter apparativer Aufwand zu betreiben, was sich nachteilig auf den Prozessablauf auswirkt. Zum Aufbau des Verdampfers sind keine Details enthalten.
[0003] Aus der DE 10 116 395 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man in einem ausserhalb der Sterilisationskammer angeordneten Verdampfer ein aus Wasser und Wasserstoffperoxid bestehendes Dampfgemisch erzeugt, das in einen aufgeheizten, vorevakuierten Speicher eingeleitet wird, um von hier ohne Trägergasstrom durch adiabatische Expansion in die unter Unterdruck stehende Sterilisationskammer eingebracht zu werden. In den Zuleitungen vor der Kammer sind beheizte Ventile vorgesehen und an den Enden der zur Kammer führenden Zuleitungen Düsen, um eine optimale räumliche Verteilung und Einströmgeschwindigkeit des Sterilisationsdampfs zu erzielen. Zum Evakuieren der Sterilisationskammer vor dem Einströmen des Dampfs und nach dessen Einwirkzeit dienen Pumpen und ein vorevakuierter Behälter.
Das rückstandsfreie Entfernen des Kondensats aus der Sterilisationskammer wird mittels eines Drucksensors überwacht. Bei Unterschreiten eines Grenzdrucks von ca. 3,8 mbar wird die Sterilisationskammer mit einem sterilen Prozessgas bis zum Erreichen des Aussendrucks geflutet, was z.B. innerhalb von 0,5 Sekunden aus einem Vorratsspeicher erfolgt, der über einen Sterilfilter befüllt wird. Danach kann die Sterilisationskammer zur Entnahme des Behandlungsguts geöffnet werden. Ziel des Verfahrens ist, steriles Prozessgas in die Sterilisationskammer einzubringen, was man erreicht, indem der in die Kammer eingeleitete Sterilisationsdampf anteilig von hier in die vorevakuierten, dem Prozessgas zugeordneten Einrichtungen - Vorratsspeicher, Sterilfilter, Leitungen und darin angeordnete Armaturen - zugeführt wird.
Nachteilig dabei sind der hohe apparative Aufwand sowie der daraus resultierende Raumbedarf.
[0004] In der CH 689 178 A5 ist eine Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen beschrieben. Hierbei wird flüssiges Dekontaminationsmittel aus einem ausserhalb des Reinraums stehenden Vorratsbehälters mittels einer Pumpe zu einer im Reinraum angeordneten Verdampfereinheit gefördert. Die Verdampfereinheit umfasst eine Heizplatte zum Verdampfen von z.B. zugeführter wässriger Wasserstoffperoxid-Lösung, die sich als Dampfgemisch im Reinraum verteilt und am im Reinraum befindlichen Behandlungsgut sowie an den Innenaufbauten des Reinraums sterilisierend wirkt. Das Fördern und Verdampfen des Dekontaminationsmittels wird mit einer Steuer- und Regeleinrichtung realisiert, und erfolgt solange, bis die vorgesehene Dekontaminationskonzentration erreicht ist.
Während der Dekontamination beträgt die Konzentration bei H2O2ca. 100-5000 ppm und wird normalerweise ca. 10- 20 Minuten beibehalten. Nach der Dekontamination wird eine Abluftklappe geöffnet, die H2O2 enthaltene Abluft aus dem Reinraum gespült und über einen Abluftkanal abgeleitet, in dem zum Reduzieren der Emission ein Katalysator vorhanden sein kann, der eingesetztes H2O2in H2O und O2 zersetzt. Noch nicht optimal bei dieser Vorrichtung sind die relativ lange Zykluszeit und die ungleichmässige Verteilung des sterilisierenden Dampfs im Reinraum.
[0005] In der DE 10 346 843 A1 wird eine Anordnung zum Vergasen von Dekontaminationsmittel, z.B. Wasserstoffperoxid, offenbart. Zur Anordnung gehört ein Vorratsbehälter, aus dem Dekontaminationsmittel über eine Leitung und eine Düse in den Verdampfer eingespritzt wird. Ferner ist eine Druckluftquelle vorgesehen, die über eine Leitung zum Verdampfer führt. Im Verdampfer verdampft das Dekontaminationsmittel und wird mittels der Druckluft in den zu dekontaminierenden Raum gefördert. Während der Expansion vergrössert sich das vom Dampfgemisch eingenommene Volumen, wodurch eine Abkühlung stattfindet und daraufhin das Dampfgemisch im Wesentlichen an den Oberflächen innerhalb der Sterilisationskammer kondensiert.
Es wird vorgeschlagen, die als Trägergas zum Einbringen des verdampften Dekontaminationsmittels benutzte Druckluftquelle zugleich zur Förderung der wässrigen Lösung aus dem Vorratsbehälter zu nutzen, so dass eine Pumpe entfallen kann. Hierzu setzt man eine Venturidüse ein, über die das Dekontaminationsmittel angesaugt und durch Wirkung der Druckluft in den elektrisch beheizbaren Verdampfer eingesprüht wird. Über Ventile lassen sich die Durchflussmenge der Luft bzw. des Dekontaminationsmittels regeln. Die ausgangsseitig am Verdampfer angeschlossene zweite Druckluftleitung führt als Trägermedium getrocknete Luft, welche das erzeugte Dampfgemisch zum Isolator transportiert. Der Verdampfer umfasst ein Wellenrohr, durch das das Luft-H2O2-Gemisch strömt, welches sich aus dem von der Venturidüse angesaugtem H2O2und Luft aus der Druckluftquelle bildet.
Das Wellenrohr ist von einem Aluminiumvergussbauteil ummantelt, in dem ein Heizdraht eingebettet ist, der das Wellenrohr spiralförmig umgibt. Diese Anordnung bedingt immer noch einen erhöhten apparativen Aufwand und die Konstruktion des Verdampfers ermöglicht keine effiziente Erzeugung von Dekontaminationsdampf.
Aufgabe der Erfindung
[0006] Angesichts der bislang bekannten Aufbauten zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen, die apparativ und zeitmässig aufwendig sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verdampfervorrichtung mit effizienterer Wirkung vorzuschlagen, die bei vereinfachter Apparatur eine Verkürzung der Dekontaminationsphase des Reinraums ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Dekontaminationsanordnung für unterschiedlich konfigurierte bzw. kombinierte Reinräume auszugestalten. Entscheidend kommt es darauf an, die Menge der die Reinräume durchlaufenden Behandlungsgüter ohne Verminderung der Qualität der gesamten, eine Dekontaminationsphase einschliessenden Behandlung signifikant zu steigern, was insbesondere bei häufig aufeinander folgendem Wechsel verschiedener Arten des Behandlungsguts massgeblich ist.
Übersicht über die Erfindung
[0007] Die Anordnung dient zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin einbringbarem Behandlungsgut und besteht im Wesentlichen aus einem Vorratsbehälter für ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel und einer Verdampfervorrichtung mit einem beheizbaren Verdampfer, der eine Verdampferzelle besitzt. Eine erste Vorlaufleitung führt vom Vorratsbehälter zur Verdampferzelle. Das in der ersten Vorlaufleitung angeordnete Förderaggregat dient zum Transport des Dekontaminationsmittels in die Verdampferzelle. Von einer Drucklufteinheit führt eine zweite Vorlaufleitung in die Verdampferzelle. Von der Verdampferzelle erstreckt sich eine Dampfleitung in den Reinraum und dient zur Einleitung des in der Verdampferzelle erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels.
Die Verdampferzelle ist im Wesentlichen zylindrisch und hat einen Boden, eine dazu gegenüberliegende Deckfläche und eine zwischen beiden sich erstreckende Seitenwand. Die erste Vorlaufleitung setzt sich in der Verdampferzelle als erste Zuleitung fort und endet offen, nahe dem Boden der Verdampferzelle. Die zweite Vorlaufleitung mündet offen, mit nicht-radialer Ausrichtung durch die Seitenwand in die Verdampferzelle ein, um bei Beaufschlagung von der Drucklufteinheit den Volumeninhalt der Verdampferzelle rotierend zu verwirbeln. In der Deckfläche ist ein Auslass vorhanden, an den sich die Dampfleitung anschliesst.
[0008] Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung definiert: Die Deckfläche der Verdampferzelle wird von einem auf den Verdampfer lösbar aufsetzbaren Deckel gebildet, der zur Positionierung und Abdichtung einen in die Verdampferzelle hinein ragenden, radial umlaufenden Kragen besitzen kann. Der Auslass in der Deckfläche ist zentrisch positioniert. Die Seitenwand der Verdampferzelle besitzt eine Innenkontur, die zur Intensivierung der Verwirbelung des Volumeninhalts der Verdampferzelle dient. Die Innenkontur besteht vorzugsweise aus systematischen Ringnuten oder einer schraubenförmigen Nut. In einer Ausnehmung ist zur Beheizung des Verdampfers eine Heizpatrone eingesetzt. Die Heizpatrone ist vorzugsweise nahe dem Boden angeordnet und hat einen elektrischen Anschluss, der der Stromeinspeisung dient.
[0009] Das Dekontaminationsmittel ist eine H2O2-Lösung, und der Vorratsbehälter ist ausserhalb des Reinraums angeordnet, wobei die Verdampfervorrichtung ausserhalb oder innerhalb des Reinraums angeordnet sein kann. Am stromabwärts gelegenen Ende der Dampfleitung ist zum Ausströmen des dampfförmigen Dekontaminationsmittels in den Reinraum eine Düse angebracht. Das Förderaggregat ist vorzugsweise eine elektrisch angetriebene Pumpe. Die Düse ist vorzugsweise ein zylinderförmiger Körper mit einer Grundfläche, einer Umfangsfläche, einer Deckfläche und besitzt innerlich einen Hohlraum. Vom Hohlraum zweigt zumindest ein erster Kanal ab, der aus der Umfangsfläche austritt. Zumindest ein zweiter Kanal zweigt vom Hohlraum ab, der aus der Deckfläche austritt.
[0010] Der Hohlraum wird von einer Axialbohrung gebildet, die sich von der Grundfläche entlang einer Mittellinie erstreckt und sacklochförmig unterhalb der Deckfläche endet. Der zweite Kanal verläuft schräg zur Mittellinie und tritt exzentrisch an der Deckfläche aus. Die Austrittsmündung des zweiten Kanals an der Deckfläche ist der an der Umfangsfläche liegenden Austrittsmündung des zumindest einen ersten Kanals zugewandt. Es sind zwei erste Kanäle vorgesehen, die sich horizontal erstrecken oder geneigt zur Grundfläche unter einem Winkel von z.B. 75[deg.], bezogen auf die Mittellinie, austreten. Die zwei ersten Kanäle schliessen einen Winkel im Bereich von 60[deg.] ein. Die Austrittsmündungen der ersten Kanäle an der Umfangsfläche und des zweiten Kanals an der Deckfläche sind von kreisförmigem Querschnitt.
Bei geneigten ersten Kanälen hat die Umfangsfläche im Bereich der hier austretenden Mündungen eine keilförmige Einschnürung.
[0011] Der Hohlraum beginnt an der Grundfläche mit einem ersten Bohrungsabschnitt, welcher an einer Schulter in einen verengten zweiten Bohrungsabschnitt übergeht. Eine Innengewindebohrung ist vorhanden, die sich aus dem ersten Bohrungsabschnitt nach aussen zur Umfangsfläche erstreckt und der Aufnahme einer Schraube zur Sicherung und Justierung an der bis zur Schulter eingeschobenen Dampfleitung dient. Vom zweiten Bohrungsabschnitt zweigen der zumindest eine erste Kanal sowie der zumindest eine zweite Kanal ab. Der zweite Kanal erstreckt sich, bezogen auf die Mittelinie, im Winkel von 15[deg.]. Die Deckfläche ist konisch ausgestaltet. Im Verdampfer können Einrichtungen vorgesehen sein, die zur Regelung bestimmter Parameter dienen. Der Verdampfer verfügt über eine Anschlussklemme. Ein Gehäuse überdeckt die Einrichtungen, die Heizpatrone und die Anschlussklemme.
[0012] Die Dampfleitung mündet in einen Reinraum, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Arbeitskammer besitzt. Benachbart zur Arbeitskammer, vorzugsweise über dieser, ist eine Umluftzone angeordnet, und die Düse mündet in die Umluftzone ein. Die Arbeitskammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Arbeitskammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer zumindest eines nächsten als Isolator gestalteten Reinraums zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer des zumindest einen nächsten Isolators eine weitere Transferöffnung hat.
[0013] Alternativ mündet die Dampfleitung in einen Reinraum, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Schleusenkammer besitzt. Die Düse mündet in die Schleusenkammer ein. Die Schleusenkammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Schleusenkammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer eines als Isolator gestalteten Reinraums dient, der mit der Schleuse verbunden ist.
[0014] In einer Kombination mündet die Dampfleitung in einen Reinraum, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Schleusenkammer besitzt. Die Düse mündet somit in die Schleusenkammer ein. Die Schleusenkammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Schleusenkammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer eines als Isolator gestalteten Reinraums dient, wobei die Arbeitskammer des Isolators eine weitere Transferöffnung haben kann, welche zur Arbeitskammer eines optionalen nächsten als Isolator gestalteten Reinraums führt.
Die Dampfleitung mündet ebenfalls in den Reinraum, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Arbeitskammer besitzt. Benachbart zur Arbeitskammer, vorzugsweise über dieser, ist eine Umluftzone angeordnet, und eine weitere Düse mündet in die Umluftzone ein. Die Arbeitskammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts aus der Schleuse in die Arbeitskammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer zumindest eines nächsten als Isolator gestalteten Reinraums zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer des zumindest einen nächsten Isolators eine weitere Transferöffnung hat.
[0015] Die Drucklufteinheit ist bei unterbrochenem Zufluss von Dekontaminationsmittel aus dem Vorratsbehälter zur Spülung der Verdampferzelle und der Dampfleitung nutzbar. Der als Isolator gestaltete Reinraum ist zur Entfernung von Dekontaminationsmittel aus dem Reinraum mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit, Ablufteinheit und Umlufteinheit ausgestattet. Der als Schleuse gestaltete Reinraum ist zur Entfernung von Dekontaminationsmittel aus dem Reinraum mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit und Ablufteinheit ausgestattet.
[0016] Die Schleuse hat in ihrer Schleusenkammer vorzugsweise in jeder zur ersten Transferöffnung benachbarten Ecke eine nahe einem Gehäuseboden angeordnete Düse. Die Austrittsmündungen des zumindest einen ersten Kanals und des zumindest einen zweiten Kanals der Düsen sind so positioniert, dass das einströmende Dekontaminationsdampfgemisch zum Zentrum der Schleusenkammer geleitet wird und alle Bereiche in der Schleusenkammer zureichend intensiv versorgt sind. Die Anzahl der einzusetzenden Düsen werden nach dem Volumeninhalt der Schleusenkammer, der Zykluszeit und dem einzubringendem Behandlungsgut bestimmt.
[0017] Die Drucklufteinheit weist einen Druckluftfilter auf, von dem sich die zweite Vorlaufleitung zum Verdampfer erstreckt. Zwischen dem Druckluftfilter und einem Drosselventil sind ein Absperrventil und ein Reduzierventil vorgesehen. Jede Zulufteinheit, jede Ablufteinheit und die Umlufteinheit umfassen jeweils einen Ventilator und jeweils einen Filter. Jede Zulufteinheit und jede Ablufteinheit hat ein Stellorgan in der betreffenden zugehörigen Leitung.
Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen
[0018] Es zeigen:
<tb>Fig. 1A<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau eines Isolators mit einer Dekontaminationsanordnung in einer ersten Ausführung;
<tb>Fig. 1B<sep>die Zulufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1C<sep>die Ablufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1D<sep>die Umlufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1E<sep>die Dekontaminationsanordnung aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 2<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau des Isolators gemäss Fig. 1A, mit einer Dekontaminationsanordnung in einer zweiten Ausführung;
<tb>Fig. 3A<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau einer Schleuse mit einer Dekontaminationsanordnung ähnlich zur ersten Ausführung;
<tb>Fig. 3B<sep>die Ablufteinheit der Schleuse aus Fig. 3A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 3C<sep>die Zulufteinheit der Schleuse aus Fig. 3A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 4 <sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau eines Isolators und einer diesem vorgesetzten Schleuse gemäss den Fig. 1 und 3A, mit jeweiliger Dekontaminationsanordnung der ersten Ausführung;
<tb>Fig. 5 <sep>den Aufbau gemäss Fig. 4, jedoch mit einer Dekontaminationsanordnung im Isolator gemäss zweiter Ausführung;
<tb>Fig. 6A<sep>die Verdampfervorrichtung aus Fig. 1E, in Perspektivansicht;
<tb>Fig. 6B<sep>die Verdampfervorrichtung gemäss Fig. 6A, in gewechselter Perspektivansicht;
<tb>Fig. 6C <sep>die Verdampfervorrichtung gemäss Fig. 6A, in partieller Explosivansicht;
<tb>Fig. 6D <sep>die Verdampfervorrichtung gemäss Fig. 6C, in gewechselter, partieller Explosivansicht;
<tb>Fig. 6E<sep>den Verdampfer aus Fig. 6Amit abgehobenem Deckel, in Perspektivansicht;
<tb>Fig. 6F<sep>den Verdampfer gemäss Fig. 6E, mit geschlossenem Deckel, angeschlossenen Leitungen, eingesetzter Heizpatrone und Anschlussklemme, in Perspektivansicht;
<tb>Fig. 7A<sep>die Düse aus Fig. 1A, in einer ersten Ausführungsform, in Perspektivansicht;
<tb>Fig. 7B<sep>die Düse gemäss Fig. 7A, in Vorderansicht;
<tb>Fig. 7C<sep>die Düse gemäss Fig. 7A, in Draufsicht;
<tb>Fig. 7D<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie A-A gemäss Fig. 7B;
<tb>Fig. 7E<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie B-B gemäss Fig. 7C;
<tb>Fig. 8A<sep>die Düse aus Fig. 1A, in einer zweiten Ausführungsform, in Perspektivansicht;
<tb>Fig. 8B<sep>die Düse gemäss Fig. 8A, in Vorderansicht;
<tb>Fig. 8C<sep>die Düse gemäss Fig. 8A, in Draufsicht;
<tb>Fig. 8D<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie C-C gemäss Fig. 8B;
<tb>Fig. 8E<sep>die Düse als Schnittdarstellung auf der Linie D-D gemäss Fig. 8C;
<tb>Fig. 9A<sep>die Schleuse aus Fig. 3Amit Düsen bestückt, in Perspektivansicht; und
<tb>Fig. 9B<sep>den Aufbau gemäss Fig. 9A, in gewechselter Perspektivansicht.
Ausführungsbeispiele
[0019] Anhand der beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Anordnung zur gasförmigen Dekontamination eines Reinraums in Gestalt eines Isolators mit dessen möglicher Anbindung an eine Schleuse.
[0020] Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in nachfolgenden Figuren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um "wiederkehrende" Bauteile handelt.
[0021] Figuren 1A bis 1E
Diese Figurenfolge zeigt einen schematisch dargestellten Isolator 1 und eine dazugehörige Dekontaminationsanordnung 2 erster Ausführungsform zum Vergasen eines zuvor flüssigen Dekontaminationsmittels, das in die Arbeitskammer 14 des Isolators 1 eingeleitet wird. Der Isolator 1 besteht aus einem auf einem Gestell 100 ruhenden Gehäuse 10, das sich in ein Gehäuseunterteil 101, welches unten mit einem Gehäuseboden 102 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 107 gliedert.
Das Gehäuseunterteil 101 kann für spezielle Anwendungen an den sich gegenüberliegenden Aussenwänden mit einer ersten Transferöffnung 105 und eventuell noch einer zweiten Transferöffnung 106 ausgestattet sein, wobei die Transferöffnungen 105,106 zum Ein- und Ausbringen von Behandlungsgut mittels eines Transfersystems in die bzw. aus der Arbeitskammer 14 nutzbar sind oder den Anschluss eines weiteren Isolators 1 bzw. einer Schleuse 3 (s. Fig. 4) ermöglichen.
[0022] An der Vorderseite der Arbeitskammer 14 befindet sich eine transparente Scheibe 103, in die Handeingriffe 104 eingesetzt sind, um auf Behandlungsgut, das sich innerhalb der Arbeitskammer 14 befindet, von aussen zuzugreifen. Die Scheibe 103 lässt sich zumeist öffnen, so dass durch diesen Zugang Behandlungsgut zwischen der Arbeitskammer 14 und dem äusseren Arbeitsraum bewegt werden kann. Im Isolator 1 ist eine hier horizontale Trennwand 108 angeordnet, von der eine Kanalwand 109 in Richtung des Bodens 102 abgeht, so dass unterhalb der Trennwand 108 die Arbeitskammer 14 und darüber eine Umluftzone 15 abgeteilt sind, während zwischen der Kanalwand 109 und der benachbarten Aussenwand ein die Arbeitskammer 14 mit der Umluftzone 15 verbindender Rücklaufkanal 16 verläuft.
Der Eintritt in den Rücklaufkanal 16 befindet sich im unteren Bereich der Arbeitskammer 14 und führt sowohl zum Ansaugbereich einer Umlufteinheit 13 als auch zur Ablufteinheit 12, die alle in der Umluftzone 15 angeordnet sind. Die Umlufteinheit 13 ist auf der Trennwand 108 und eine Zulufteinheit 11 äusserlich auf der Oberseite des Gehäuses 10 positioniert.
[0023] Die Zulufteinheit 11 besteht zunächst aus einem Zuluftventilator 110, um Frischluft aus der äusseren Umgebung U anzusaugen. Vom Zuluftventilator 110 erstreckt sich eine Leitung 119 zum Zuluftplenum 113, unterhalb dem sich der Zuluftfilter 112 zur Reinigung der angesaugten Frischluft anschliesst. Innerhalb der Leitung 119 - zwischen Zuluftventilator 110 und Zuluftplenum 113 - ist ein Zuluftstellorgan 111 eingebaut, das entweder offen oder geschlossen ist. Der Austritt aus dem Zuluftfilter 112 mündet durch das Gehäuse 10 in die Umluftzone 15.
[0024] Die Ablufteinheit 12 ist zur Abführung von aus dem Isolator 1 partiell belasteter Luft in einen Abluftkanal K vorgesehen und besteht zunächst aus dem in der Umluftzone 15 angeordneten Abluftstellorgan 121, welches entweder offen oder geschlossen ist. Vom Abluftstellorgan 121 erstreckt sich eine Leitung 129 zum Abluftplenum 123, oberhalb dem sich der Abluftfilter 122 und von hier die Einleitung für die partiell belastete Luft in den Abluftkanal K befindet. Innerhalb der Leitung 129 - zwischen Abluftstellorgan 121 und Abluftplenum 123 - ist ein Abluftventilator 120 eingebaut, der zur Druckregulierung innerhalb des Isolators 1 dient.
[0025] Die Umlufteinheit 13 hat einen Umluftventilator 130, eine davon abgehende Leitung 139, die in ein Umluftplenum 133 führt, an das sich ein Umluftfilter 132 anschliesst, dessen Austritt durch die Trennwand 108 in die Arbeitskammer 14 mündet. Bevor das Gemisch aus über die Zulufteinheit 11 eingebrachter Frischluft und über den Rücklaufkanal 16 aus der Arbeitskammer 14 belasteter Luft, aus der Umluftzone 15 im Kreislauf wieder der Arbeitskammer 14 zugeführt wird, gelangt das Luftgemisch zuerst zum Umluftplenum 133 und dann weiter zwecks Reinigung durch den Umluftfilter 132.
[0026] Die Dekontaminationsanordnung 2 besteht im Wesentlichen aus einem mit flüssigem Dekontaminationsmittel - z.B. Wasserstoffperoxyd in wässriger Lösung - gefülltem Vorratsbehälter 20, einer motorisch angetriebenen Pumpe 21, einer Drucklufteinheit 22 sowie einer Verdampfervorrichtung 23, von der sich in die Arbeitskammer 14 eine Dampfleitung 269 mit an deren Ende angesetzter Düse 29 erstreckt, um das in den Isolator 1 eingebrachte Behandlungsgut sowie den Isolator 1 selbst zu sterilisieren. Abgesehen von der Düse 29 und einem Endstück der Dampfleitung 269 ist die komplette Dekontaminationsanordnung 2 ausserhalb des Isolators 1 in der Umgebung U positioniert. Vom Vorratsbehälter 20 führt eine erste Vorlaufleitung 209 zur Pumpe 21 und von dort weiter zur Verdampfervorrichtung 23.
Die Drucklufteinheit 22 besitzt eingangs einen Druckluftfilter 224, von dem eine zweite Vorlaufleitung 229 zu einem Drosselventil 226 und weiter zur Verdampfervorrichtung 23 führt. Innerhalb der zweiten Vorlaufleitung 229 ist ein Regler 227 positioniert, wobei zwischen Regler 227 und Druckluftfilter 224 ein elektromagnetisches Absperrventil 225 angeordnet ist. Von der Verdampfervorrichtung 23 geht ausgangsseitig eine Dampfleitung 269 ab, welche sich bis in die Umluftzone 15 des Isolators 1 erstreckt und am Ende mit einer Düse 29 versehen ist. Die Düse 29 könnte auch direkt in der Arbeitskammer 14 installiert sein, jedoch erreicht man eine ordentliche Verteilung des ausströmenden Dampfgemischs nur bei sehr kleinem Kammervolumen oder man müsste mehrere Düsen 29 mit den entsprechenden Dampfleitungen 269 vorsehen.
Daher ist es effizienter, eine Düse 29 in der Umluftzone 15 anzuordnen und zur Verteilung des Dampfgemischs die Umlufteinheit 13 zu nutzen.
[0027] Es folgt die Funktionsweise des zuvor erläuterten apparativen Aufbaus:
Normalbetrieb des Isolators
[0028] Die Zulufteinheit 11, die Ablufteinheit 12 und die Umlufteinheit 13 sind in Aktion, d.h. der Zuluftventilator 110, der Abluftventilator 120 und der Umluftventilator 130 laufen bei offenem Zuluftstellorgan 111 und offenem Abluftstellorgan 121. In der Drucklufteinheit 22 ist das Absperrventil 225 geschlossen, da im Normalbetrieb des Isolators 1 keine Spülung der Verdampfervorrichtung 23 erfolgt. Die Pumpe 21 läuft nicht und fördert kein Dekontaminationsmittel aus dem Vorratsbehälter 20 über die erste Vorlaufleitung 209 in die Verdampfervorrichtung 23.
Dekontaminationsbetrieb
[0029] Beim Start des Dekontaminationsbetriebs sind die Zu- und Ablufteinheiten 11,12 durch das jeweilige Zuluft- bzw. Abluftstellorgan 111,121 gasdicht verschlossen, während die Umlufteinheit 13 läuft. Das Absperrventil 225 schaltet man auf Durchlass in Richtung des Reglers 227, des Drosselventils 226 und der Verdampfervorrichtung 23, so dass Druckluft P in die Verdampfervorrichtung 23 eingespeist wird. Durch die Förderleistung der Pumpe 21 gelangt das noch flüssige Dekontaminationsmittel über die erste Vorlaufleitung 209 in die Verdampfervorrichtung 23.
[0030] In der Verdampfervorrichtung 23 wird die wässrige Wasserstoffperoxyd-Lösung unter Zugabe der Druckluft P und durch Erhitzen vom flüssigen in den gasförmigen Zustand gebracht. Das im Volumen vervielfachte Dampfgemisch aus Wasserstoffperoxyd und Wasser kann nicht gegen die Förderrichtung der Pumpe 21 und der Drucklufteinheit 22 in die erste Vorlaufleitung 209 bzw. zweite Vorlaufleitung 229 strömen, sondern wird über die Dampfleitung 269 durch die Düse 29 in die Umluftzone 15 gepresst, um von hier mittels der Umlufteinheit 13 in die Arbeitskammer 14 gefördert zu werden und dort das eventuell eingebrachte Behandlungsgut zu dekontaminieren. Auf den inneren Oberflächen der Arbeitskammer 14 und dem Behandlungsgut setzt sich ein Kondensat von Dekontaminationsmittel als Belag ab.
Die Leistung der Pumpe 21 und die Heizleistung in der Verdampfervorrichtung 23 sowie die Leitungen 209,229,269 und die Düse 29 sind unter Berücksichtigung des eingesetzten Dekontaminationsmittels und einer Durchschnittsgrösse des Isolators 1 entsprechend dimensioniert. Bei sehr grossen Isolatoren 1 wird man mehrere Verdampfervorrichtungen 23 bzw. sogar mehrere komplette Dekontaminationsanordnungen 2 einbauen.
[0031] Nach Erreichen der vorgesehenen Menge an eingebrachtem Dekontaminationsmittel und zugehöriger Einwirkzeit ist die Hauptphase des Dekontaminationsbetriebs abgeschlossen. Es kann nun quasi die Entleerung der Verdampfervorrichtung 23 erfolgen. Den Zufluss von Dekontaminationsmittel zur Verdampfervorrichtung 23 hat man gestoppt, und mit aus der Drucklufteinheit 22 stammender Druckluft P, die bei weiterhin geöffnetem Absperrventil 225 über die zweite Vorlaufleitung 229 in die Verdampfervorrichtung 23 gelangt, wird letztere freigespült. Die dabei entstehende Spülluft strömt über die Dampfleitung 269 aus der Düse 29 in die Umluftzone 15. Nach freigespülter Verdampfervorrichtung 23 wird das Absperrventil 225 geschlossen.
[0032] Zum Freispülen und Trocknen des Isolators 1 in einer Spülphase aktiviert man die Zulufteinheit 11, die Ablufteinheit 12 und Umlufteinheit 13, d.h. der Zuluftventilator 110, der Abluftventilator 120 und der Umluftventilator 130 sind in Betrieb und das zugehörige Zuluftstellorgan 111 sowie das Abluftstellorgan 121 sind geöffnet. Damit bringt man die Rückstände des Dekontaminationsmittels aus dem Isolator 1 heraus, welche im Abluftfilter 122 der Ablufteinheit 12 verbleiben, wobei die gereinigte Abluft in den Abluftkanal K strömt. Aus diesem Zustand kann wieder in den Normalbetrieb des Isolators 1 übergegangen werden.
[0033] Figur 2
Der Aufbau des Isolators 1 bleibt gegenüber den Fig. 1A bis 1Dunverändert, nun jedoch ist die Dekontaminationsanordnung 2 in einer zweiten Ausführung vorgesehen. Die in gleicherweise funktionierende Verdampfervorrichtung 23 ist jetzt in der Umluftzone 15 des Isolators 1 positioniert, wobei die erste und zweite Vorlaufleitung 209, 229 von der sich ansonsten ausserhalb des Isolators 1 in der Umgebung U befindlichen Dekontaminationsanordnung 2 an die Verdampfervorrichtung 23 herangeführt sind. Da die Dampfleitung 269 bereits an der Verdampfervorrichtung 23 in der Umluftzone 15 beginnt, verkürzt sich die Dampfleitung 269 erheblich und durchragt nicht das Isolatorgehäuse 10.
[0034] Figuren 3A bis 3C
Zur Erhöhung der Durchlauffrequenz, insbesondere verschiedener Behandlungsgüter, kann dem Isolator 1 (hier nicht gezeigt) eine Schleuse 3 vorgesetzt sein, um die zeitaufwendige Dekontaminationsphase nicht im Isolator 1 durchführen zu müssen, sondern darin nur die wesentliche Bearbeitung, z.B. Abfüllen und Konfektionieren, vorzunehmen, während in der Schleuse 3 die Behandlungsgüter zuvor dekontaminiert werden. Die für die Schleuse 3 verwendete Dekontaminationsanordnung 2 entspricht dem bereits zu den Fig. 1A bis 1Ebeschriebenen Aufbau, ausgenommen, dass die Dampfleitung 269 mit der abschliessenden Düse 29 nun nicht in die Umluftzone 15 eines Isolators 1, sondern in die Schleusenkammer 34 der Schleuse 3 mündet.
[0035] Die Schleuse 3 besteht aus einem auf einem Gestell 300 ruhenden Gehäuse 30, das sich in ein Gehäuseunterteil 301, welches unten mit einem Gehäuseboden 302 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 307 gliedert. Über eine erste Transferöffnung 305 ist die Schleusenkammer 34 nach aussen zugänglich, während eine zweite Transferöffnung 306 den Zugang in die Arbeitskammer 14 eines unmittelbar benachbarten Isolators 1 erlaubt. Die Transferöffnungen 305,306 ermöglichen das Einbringen von Behandlungsgut in die Schleusenkammer 34 sowie den Transfer des Behandlungsguts weiter in die Arbeitskammer 14 eines Isolators 1, was z.B. mittels eines von aussen steuerbaren Transportbandes geschieht. Ferner können die Transferöffnungen 305, 306 zum Ausbringen von Behandlungsgut aus der Arbeitskammer 14 des Isolators 1 genutzt werden.
In der Schleuse 3 ist eine hier horizontale Trennwand 308 angeordnet, so dass unterhalb der Trennwand 308 die Schleusenkammer 34 und darüber ein Dachraum 35 abgeteilt sind. Innerhalb des Dachraums 35 ist eine Zulufteinheit 31 und am Gehäuseboden 302, ausserhalb der Schleusenkammer 34, eine Ablufteinheit 32 positioniert. Die Zulufteinheit 31 besteht zunächst aus einem Zuluftvorfilter 314, der die Luft aus der Umgebung U in einer ersten Stufe vorfiltert und der Geräuschdämmung dient. Vom Zuluftvorfilter 314 erstreckt sich eine Leitung 319, innerhalb der zuerst ein Zuluftventilator 310 und anschliessend ein Zuluftstellorgan 311 angeordnet sind, wobei letzteres der Öffnung oder Absperrung dient. Hinter dem Zuluftstellorgan 311 mündet die Leitung 319 in ein Zuluftplenum 313, dem ein Zuluftfilter 312 folgt, der an die Trennwand 308 angrenzt.
Mittels der Ablufteinheit 32 wird partiell belastete Luft in den Abluftkanal K geleitet. Die Ablufteinheit 322 besteht aus einem Abluftfilter 322, der am Gehäuseboden 302 angeordnet ist, und einer sich vom Abluftfilter 322 abgehenden Leitung 329, in der ein Abluftventilator 320 und ein Abluftstellorgan integriert 321 sind.
[0036] Figur 4
Die Schleuse 3 ist mit dem Isolator 1 an der Transferöffnung 306 verbunden, so dass der Isolator 1 und die Schleuse 3 eine Einheit ausbilden. Der Isolator 1 und die Schleuse 3 besitzen jeweils eine Dekontaminationsanordnung 2, wie bei den Fig. 1A bis 1E bzw. 3Abis 3Cbeschrieben.
Betrieb des Schleusen-Isolator-Aufbaus
[0037] Die Dekontaminationsanordnung 2 ist nicht im aktiven Betrieb, d.h. es erfolgt keine Erzeugung von Dekontaminationsdampf aus wässriger H2O2-Lösung und Druckluft in der Verdampfervorrichtung 23, welcher ansonsten durch die Düse 29 in die Schleusenkammer 34 geleitet wird. Durch die erste Transferöffnung 305 bringt man Behandlungsgut in die Schleusenkammer 34 der Schleuse 3. Anschliessend wird bei geschlossener erster und zweiter Transferöffnung 305,306 auf Dekontaminationsbetrieb geschaltet, wobei die Umschaltung und der Prozess weitgehend gemäss vorheriger Beschreibung verlaufen, jedoch ist das Abluftstellorgan 321 offen und Dekontaminationsdampf gelangt in die Schleusenkammer 34 der Schleuse 3.
Je nach gewähltem Dekontaminationsprogramm kann mittels derselben oder einer separaten Dekontaminationsanordnung 2 auch in die Umluftzone 15 des Isolators 1 Dekontaminationsdampf eingeleitet werden.
[0038] Nach abgeschlossenem Dekontaminationsbetrieb - die Erzeugung von Dekontaminationsdampf wird unterbrochen - erfolgt der Übergang in die Spülphase, zuerst mit dem Freispülen des Verdampfers 24, was, wie vorbeschrieben, abläuft. Anschliessend ist die Schleusenkammer 34 durch Aktivierung der Zulufteinheit 31 und der Ablufteinheit 32 zu spülen und zu trocknen. Hierzu sind der Zuluftventilator 310, welcher aus der Umgebung U Frischluft ansaugt, und der Abluftventilator 320 einzuschalten und zugleich das Zuluftstellorgan 311 zu öffnen sowie das Abluftstellorgan 321 weiterhin offen zu halten, durch welches gefilterte Abluft in den Abluftkanal K geblasen wird. Die Spülphase des Isolators 1 ist identisch, wie zu den Fig. 1A bis 1E, beim Dekontaminationsbetrieb beschrieben.
[0039] Nach beendeter Spülphase werden der Zuluftventilator 310 und der Abluftventilator 320 im Normalbetrieb weitergefahren, wobei das Zuluftstellorgan 311 sowie das Abluftstellorgan 321 offen bleiben müssen. Jetzt kann der Transfer des Behandlungsguts aus der Schleusenkammer 34 durch die zweite Transferöffnung 306 in die Arbeitskammer 14 des Isolators 1 erfolgen, wobei nach dem Transfer die zweite Transferöffnung 306 wieder zu schliessen ist, um für eine neue Beschickung der Schleusenkammer 34 für einen zweiten Durchlauf mit einem eventuell anderen Behandlungsgut bereit zu sein.
In der Arbeitskammer 14 wird das aus der Schleusenkammer 34 vom ersten Durchlauf stammende Behandlungsgut dem weiteren Prozess, z.B. einer weiteren Dekontaminationsphase, unterzogen und nach Abschluss - unter Beibehaltung einer sterilen Arbeitskammer 14 - über die erste und zweite Transferöffnung 306, 305 der Schleuse 3 oder über die Transferöffnung 106 des Isolators 1 und ein spezielles Transfersystem aus dem Isolator 1 ausgebracht. Sollte die Arbeitskammer 14 unmittelbar vor einem Dekontaminationsbetrieb nicht weiter steril gehalten werden müssen, so könnte das fertig bearbeitete Behandlungsgut auch durch Öffnen der Scheibe 103 entnommen werden.
[0040] Figur 5
In Abwandlung zum Aufbau gemäss Fig. 4ist die Dekontaminationsanordnung 2 für den Isolator 1 identisch zum Aufbau gemäss Fig. 2jetzt in der zweiten Ausführungsform vorgesehen. Somit ist die Verdampfervorrichtung 23 wiederum in der Umluftzone 15 des Isolators 1 positioniert, wodurch sich der entsprechend modifizierte Verlauf der ersten, zweiten und Dampfleitung 209,229,269 ergibt.
[0041] Figuren 6A bis 6F
Die Verdampfervorrichtung 23 besteht im Wesentlichen aus einem Verdampfer 24, einer Heizpatrone 25, einem Deckel 26 und einem Gehäuse 27. Der Verdampfer 24 hat z.B. eine quadratische Grundfläche und einen quaderförmigen Körper, in dem ein zylindrischer Hohlraum als Verdampferzelle 240 ausgebildet ist. Die Verdampferzelle 240 wird durch einen Boden 248, einem dazu gegenüberliegenden, lösbar anzubringenden Deckel 26 und einer zwischen beiden sich erstreckenden Seitenwand 246 begrenzt. Ein erster und zweiter Leitungsdurchbruch 244,245 erstreckt sich vom Äusseren des Verdampfers 24 in die Verdampferzelle 240 hinein. Durch den ersten Leitungsdurchbruch 244 führt die erste Vorlaufleitung 209, die sich in der Verdampferzelle 240 als erste Zuleitung 241 fortsetzt und nahe dem Boden 248 der Verdampferzelle 240 offen endet.
Die zweite Vorlaufleitung 229 führt durch den zweiten Leitungsdurchbruch 245, setzt sich als zweite Zuleitung 242 fort und mündet in nicht-radialer Ausrichtung durch die Seitenwand 246 in die Verdampferzelle 240 ein, um bei Beaufschlagung der Drucklufteinheit 22 den Volumeninhalt der Verdampferzelle 240 rotierend zu verwirbeln. Die Einströmrichtung aus der zweiten Zuleitung 242 ist quasi tangential in die Verdampferzelle 240 vorgesehen, verläuft also abweichend von deren Radius nicht zur axialen Mittellinie hin.
[0042] Die Seitenwand 246 der Verdampferzelle 240 besitzt eine Innenkontur 247, vorzugsweise aus systematischen Ringnuten oder einer schraubenförmigen Nut, die zur Intensivierung der Verwirbelung des Volumeninhalts der Verdampferzelle 240 dient. Der Deckel 26 hat zur Positionierung auf der Verdampferzelle 240 und zu deren Abdichtung einen in die Verdampferzelle 240 hinein ragenden, radial umlaufenden Kragen 260. Ferner ist im Deckel 26 ein zentrisch angeordneter Auslass 261 vorhanden, an den sich die Dampfleitung 269 anschliesst. Am Verdampfer 24 ist vorzugsweise nahe dem Boden 248 eine Ausnehmung 243 vorhanden, in die eine Heizpatrone 25 eingesetzt ist, durch die sich hauptsächlich der Verdampfer 24 erwärmt und das sich innerhalb der Verdampferzelle 240 befindliche flüssige Dekontaminationsmittel in Dampfform übergeht.
Die Heizpatrone 25 verfügt über einen elektrischen Anschluss 250, der der Stromeinspeisung dient. Der Verdampfer 24 hat eine Anschlussklemme 28 und mögliche weitere Einrichtungen, die zur Regelung bestimmter Parameter dienen. Ein Gehäuse 27 überdeckt die Heizpatrone 25 und deren elektrischen Anschluss 250 sowie die Anschlussklemme 28.
[0043] Figuren 7A bis 7E
Die Düse 29 zum Einbringen von dampfförmigem Dekontaminationsmittel in den Isolator 1 bzw. die Schleuse 3 besteht in einem ersten Typ im Wesentlichen aus einem zylindrischen Körper, durch den die Mittellinie M verläuft und der eine untere kreisrunde Grundfläche 298 sowie eine dazu gegenüberliegende Deckfläche 296 besitzt, die vorzugsweise konisch ist. Von der Grundfläche 298 erstreckt sich eine Axialbohrung 290, die mit einem ersten Bohrungsabschnitt 291 beginnt. Der erste Bohrungsabschnitt 291 setzt sich an einer Schulter verengt als zweiter Bohrungsabschnitt 292 fort und endet sacklochförmig unterhalb der Deckfläche 296. Die Bohrungsabschnitte 291, 292 folgen der Mittellinie M.
Vom zweiten Bohrungsabschnitt 292 zweigen horizontal, in radialer Richtung zur Umfangsfläche, zwei erste Kanäle 294 ab, die zwischen sich einen Winkel [alpha] von vorzugsweise 60[deg.] einschliessen. Bei der hier horizontalen Erstreckung der ersten Kanäle 294 entsteht zur Mittellinie M ein Winkel [beta] von 90[deg.].
[0044] Vom oberen Ende des zweiten Bohrungsabschnitts 292 zweigt ferner ein zweiter Kanal 295 ab, der exzentrisch, zur Mittellinie M versetzt, an der Deckfläche 296 mündet und auf die Mittellinie M bezogen z.B. einen Winkel von 15[deg.] bildet. Die exzentrisch positionierte Austrittsmündung des zweiten Kanals 295 an der Deckfläche 296 ist den an der Umfangsfläche liegenden Austrittsmündungen der ersten Kanäle 294 zugewandt. Die ersten Kanäle 294 treten an der Umfangsfläche der Düse 29 und der zweite Kanal 295 an der Deckfläche 296 der Düse 29 durch eine jeweils kreisrunde Öffnung aus, wobei der zweite Kanal 295 im rechten Winkel an der Deckfläche 296 mündet. Im Bereich des ersten Bohrungsabschnitts 291 ist eine Innengewindebohrung 293 vorgesehen, wodurch die auf die Dampfleitung 269 aufgesteckte Düse 29 mittels einer Schraube fixiert wird.
Dabei kommt der vordere Abschnitt der Dampfleitung 269 innerhalb des ersten Bohrungsabschnitts 291 zu liegen und schlägt an der Schulter an, die am Übergang zum verengten zweiten Bohrungsabschnitt 292 ausgebildet ist.
[0045] Figuren 8A bis 8E
Für eine modifizierte Strömungscharakteristik des einzubringenden dampfförmigen Dekontaminationsmittels hat die Düse 29 in einem zweiten Typ an ihrem weiterhin im Prinzip zylindrischen Körper im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 291 und dem zweiten Bohrungsabschnitt 292 eine keilförmige Einschnürung 297, so dass die nun unter einem Winkel [beta] von 75[deg.] - bezogen auf die Mittellinie M - austretenden ersten Kanäle 294 an der umgebenden Umfangsfläche dennoch im rechten Winkel als kreisrunde Öffnungen münden. Die übrigen geometrischen Merkmale der Düse 29 bleiben zum ersten Typ unverändert.
[0046] Figuren 9A und 9B
Beispielhaft wird in diesem Figurenpaar die Positionierung von Düsen 29 in der Schleusenkammer 34 einer Schleuse 3 dargestellt. Alternativ zu den Prinzipdarstellungen gemäss den Fig. 3A, 4und 5 ist die zweite Transferöffnung 306 nun nicht gegenüber der ersten Transferöffnung 305, sondern benachbart zu dieser angeordnet. Am Gehäuseboden 302 der Schleuse 3 ist in jeder zur ersten Transferöffnung 305 benachbarten Ecke eine in die Schleusenkammer 34 hineinragende Düse 29 vorgesehen. Wird beabsichtigt, das dampfförmige Dekontaminationsmittel mehr direkt in das Zentrum der Schleusenkammer 34 einzubringen, bietet sich die Verwendung von Düsen 29 des ersten Typs an.
Die Düsen 29 sind dabei so ausgerichtet, dass die Mündungen der ersten Kanäle 294 mit dem Winkel [beta] = 90[deg.] horizontal in die Schleusenkammer 34 weisen und die Mündung des zweiten Kanals 295 aufsteigend zum Zentrum der Schleusenkammer 34 orientiert ist, wobei ein direktes Anstrahlen der Transferöffnungen 305, 306 sowie der übrigen Wandflächen vermieden wird. Die Anzahl der einzusetzenden Düsen 29 richtet sich nach dem Volumeninhalt der Schleusenkammer 34 der Schleuse 3, der Zykluszeit und dem einzubringenden Behandlungsgut.
[0047] Beabsichtigt man hingegen das in die Schleusenkammer 34 einzubringende dampfförmige Dekontaminationsmittel anteilig direkter zum Gehäuseboden 302 zu leiten - z.B. entsprechend dem speziellen Erfordernis des eingesetzten Behandlungsguts oder im Interesse eines differenzierten Strömungsverlaufs -, steht der zweite Typ der Düse 29 zur Verfügung. Die unter einem Winkel [beta] = 75[deg.] austretenden Mündungen der ersten Kanäle 294 leiten den Dekontaminationsdampf schräg zum Gehäuseboden 302, wo dort befindliches Behandlungsgut direkt begast wird, oder der Gehäuseboden 302 wirkt als Prellfläche mit dem Ergebnis intensiverer Verwirbelung. Die Justierbarkeit mittels der in den Innengewindebohrungen 293 sitzenden Schrauben ermöglicht eine optimale Ausrichtung der Düsen 29 entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten.
Zugleich sind die Düsen 29 somit gegen Verdrehen und unbeabsichtigtes Lösen gesichert.
Field of application of the invention
The present invention relates to an arrangement for the decontamination of a clean room and temporarily introduced therein treated. Provided initially is a reservoir for a liquid state decontamination agent. The arrangement further includes an evaporator device with a heatable evaporator having an evaporator cell. A first feed line leads from the reservoir to the evaporator cell. In the first supply line, a delivery unit for transporting the decontamination agent is arranged in the evaporator cell. From a compressed air unit belonging to the arrangement, a second feed line leads into the evaporator cell. A steam line extends from the evaporator cell into the clean room and serves to introduce the vaporous decontaminant produced in the evaporator cell.
State of the art
In DE 10 302 344 A1, a decontamination agent is fed to an evaporator under pressure. The evaporator is followed by a sterilization chamber, which is evacuated via a vacuum pump. By opening a valve, the vapor mixture in the evaporator passes via a feed line into the sterilization chamber, preferably via adiabatic expansion. The pressure in the evaporator is significantly higher than the pressure in the sterilization chamber. During expansion, the volume occupied by the vapor mixture increases, the vapor mixture cools and settles on all surfaces within the sterilization chamber.
The pressure in the sterilization chamber rises again. The condensate coating is removed from the sterilization chamber via the vacuum pump and then the sterilization chamber is ventilated via a supply line with flooding gas. A special lining of the sterilization chamber reduces condensate precipitation on the chamber walls and directs it primarily to the surfaces of the treated goods. This should increase the sterilization effect, at the same time shorten the sterilization time and allow the resulting condensate coating easier to aspirate. By the vacuum chamber to be evacuated an increased expenditure on equipment is to be operated, which adversely affects the process flow. For the construction of the evaporator, no details are included.
From DE 10 116 395 A1 a method is known in which one in an outside of the sterilization chamber arranged evaporator produces an existing water and hydrogen peroxide vapor mixture which is introduced into a heated, pre-evacuated memory to from here without carrier gas flow through Adiabatic expansion to be introduced into the vacuum sterilization chamber. Heated valves are provided in the supply lines in front of the chamber and nozzles at the ends of the supply lines leading to the chamber in order to achieve optimum spatial distribution and inflow velocity of the sterilization steam. Pumps and a pre-evacuated container are used to evacuate the sterilization chamber before the steam flows in and after the reaction time.
The residue-free removal of the condensate from the sterilization chamber is monitored by means of a pressure sensor. When the pressure falls below a limiting pressure of about 3.8 mbar, the sterilization chamber is flooded with a sterile process gas until the external pressure is reached. within 0.5 seconds from a storage tank, which is filled via a sterile filter. Thereafter, the sterilization chamber can be opened for removal of the material to be treated. The aim of the method is to introduce sterile process gas in the sterilization chamber, which is achieved by the sterilization vapor introduced into the chamber proportionately from here in the pre-evacuated, the process gas associated facilities - storage, sterile filter, lines and valves arranged therein - is supplied.
The disadvantage here are the high expenditure on equipment and the resulting space requirement.
In CH 689 178 A5 a device for gaseous decontamination of cleanrooms is described. In this case, liquid decontamination agent is conveyed from a reservoir outside the clean room by means of a pump to an evaporator unit arranged in the clean room. The evaporator unit comprises a heating plate for evaporating e.g. supplied aqueous hydrogen peroxide solution, which is distributed as a vapor mixture in the clean room and sterilizing acts on the treated material located in the clean room and on the internal structures of the clean room. The conveying and evaporation of the decontamination agent is realized with a control and regulating device, and takes place until the intended decontamination concentration is reached.
During decontamination the concentration in H2O2ca is. 100-5000 ppm and is normally maintained for about 10-20 minutes. After decontamination, an exhaust damper is opened, the exhaust air containing H2O2 is purged from the clean room and discharged via an exhaust duct, in which, to reduce the emission, a catalyst may be present which decomposes H2O2 into H2O and O2. Not yet optimal in this device are the relatively long cycle time and the uneven distribution of the sterilizing steam in the clean room.
DE 10 346 843 A1 discloses an arrangement for gasifying decontamination agent, e.g. Hydrogen peroxide, disclosed. The arrangement includes a reservoir from which decontamination agent is injected via a line and a nozzle in the evaporator. Furthermore, a compressed air source is provided which leads via a line to the evaporator. In the evaporator, the decontamination agent evaporates and is conveyed by means of compressed air in the space to be decontaminated. During expansion, the volume occupied by the vapor mixture increases, causing cooling and subsequently condensing the vapor mixture substantially at the surfaces within the sterilization chamber.
It is proposed to use the compressed air source used as carrier gas for introducing the vaporized decontamination agent at the same time for conveying the aqueous solution from the reservoir, so that a pump can be omitted. For this purpose, a Venturi nozzle is used, via which the decontamination agent is sucked in and sprayed by the action of compressed air into the electrically heatable evaporator. Valves can be used to control the flow rate of the air or the decontamination agent. The output side connected to the evaporator second compressed air line leads as a carrier medium dried air, which transports the generated vapor mixture to the insulator. The evaporator comprises a corrugated pipe through which the air-H2O2 mixture flows, which is formed from the aspirated from the Venturi H2O2und air from the compressed air source.
The shaft tube is encased in an aluminum casting component in which a heating wire is embedded, which spirally surrounds the shaft tube. This arrangement still requires an increased amount of equipment and the construction of the evaporator does not allow efficient generation of decontamination vapor.
Object of the invention
In view of the previously known structures for gaseous decontamination of clean rooms, which are complex in terms of apparatus and time, the invention has for its object to provide a vaporizer device with more efficient effect, which allows a shortening of the decontamination phase of the clean room with a simplified apparatus. Another object is to design the decontamination arrangement for differently configured or combined clean rooms. The decisive factor is to significantly increase the amount of treatment products passing through the clean rooms without reducing the quality of the total treatment, including a decontamination phase, which is particularly important in the case of frequent successive changes of different types of material to be treated.
Overview of the invention
The arrangement is used for decontamination of a clean room and temporarily be introduced therein treated and consists essentially of a reservoir for a liquid decontaminant in the normal state and an evaporator device with a heatable evaporator having an evaporator cell. A first feed line leads from the reservoir to the evaporator cell. The delivery unit arranged in the first supply line serves to transport the decontamination agent into the evaporator cell. From a compressed air unit, a second feed line leads into the evaporator cell. From the evaporator cell, a steam line extends into the clean room and serves to initiate the vaporous decontaminant produced in the evaporator cell.
The evaporator cell is substantially cylindrical and has a bottom, a cover surface opposite thereto, and a sidewall extending therebetween. The first supply line continues in the evaporator cell as the first supply line and ends open, near the bottom of the evaporator cell. The second supply line opens open, with non-radial orientation through the side wall in the evaporator cell to rotate upon application of the compressed air unit, the volume content of the evaporator cell rotating. In the top surface there is an outlet, followed by the steam line.
In the following special embodiments of the invention are defined: The top surface of the evaporator cell is formed by a releasably attachable to the evaporator lid, which may have a projecting into the evaporator cell, radially circumferential collar for positioning and sealing. The outlet in the top surface is centrically positioned. The side wall of the evaporator cell has an inner contour, which serves to intensify the turbulence of the volume content of the evaporator cell. The inner contour is preferably made of systematic annular grooves or a helical groove. In a recess, a heating cartridge is used to heat the evaporator. The heating cartridge is preferably located near the bottom and has an electrical connection, which serves the power supply.
The decontamination agent is a H2O2 solution, and the reservoir is located outside the clean room, wherein the evaporator device can be arranged outside or inside the clean room. At the downstream end of the steam line, a nozzle is provided for discharging the vaporous decontaminant into the clean room. The delivery unit is preferably an electrically driven pump. The nozzle is preferably a cylindrical body having a base, a peripheral surface, a top surface and internally a cavity. From the cavity branches off at least a first channel, which emerges from the peripheral surface. At least a second channel branches off from the cavity, which emerges from the top surface.
The cavity is formed by an axial bore which extends from the base along a center line and ends blind-hole shape below the top surface. The second channel runs obliquely to the center line and exits eccentrically on the top surface. The outlet orifice of the second channel on the top surface faces the outlet orifice of the at least one first channel lying on the circumferential surface. There are two first channels extending horizontally or inclined to the base at an angle of e.g. 75 °, relative to the midline. The first two channels enclose an angle in the range of 60 [deg.]. The exit orifices of the first channels on the peripheral surface and the second channel on the top surface are of circular cross-section.
For inclined first channels, the peripheral surface has a wedge-shaped constriction in the region of the outlets emerging here.
The cavity begins at the base with a first bore portion which merges at a shoulder in a narrowed second bore portion. An internally threaded bore is provided which extends outwardly from the first bore portion to the peripheral surface and serves to receive a screw for securing and adjustment to the steam pipe inserted to the shoulder. From the second bore portion, the at least one first channel and the at least one second channel branch off. The second channel extends at an angle of 15 [deg.] Relative to the center line. The top surface is conical. In the evaporator means may be provided which serve to control certain parameters. The evaporator has a connection terminal. A housing covers the equipment, the heating cartridge and the terminal.
The steam line opens into a clean room, which has the shape of a treatment receiving insulating and has a shielded from an external environment working chamber. Adjacent to the working chamber, preferably above this, a circulating air zone is arranged, and the nozzle opens into the circulating air zone. The working chamber has at least one transfer opening, which for introducing the material to be treated from the outside into the working chamber and / or for discharging the material to be treated from the working chamber to the outside and / or transfer of the material to be treated in the working chamber of at least one next designed as an insulator clean room for further treatment of Treatment good is used, wherein the working chamber of the at least one next insulator has a further transfer opening.
Alternatively, the steam line opens into a clean room, which has the shape of a sludge receiving treatment and has a locked against an external environment lock chamber. The nozzle opens into the lock chamber. The lock chamber has at least one transfer opening, which serves for introducing the material to be treated from the outside into the lock chamber and / or for discharging the material to be treated from the lock chamber to the outside and / or for transferring the material to be treated into or out of the working chamber of a clean room designed as an insulator, which is connected to the lock.
In a combination, the steam line opens into a clean room, which has the shape of a sludge receiving treatment and has a locked against an external environment lock chamber. The nozzle thus opens into the lock chamber. The lock chamber has at least one transfer opening, which serves for introducing the material to be treated from the outside into the lock chamber and / or for discharging the material to be treated from the lock chamber to the outside and / or for transferring the material to be treated into or out of the working chamber of a clean room designed as an insulator, wherein the working chamber of the insulator may have a further transfer opening leading to the working chamber of an optional next clean room designed as an insulator.
The steam line also opens into the clean room, which has the shape of an insulator receiving treatment and has a working chamber shielded from an external environment. Adjacent to the working chamber, preferably above this, a circulating air zone is arranged, and a further nozzle opens into the circulating air zone. The working chamber has at least one transfer opening, which for introducing the material to be treated from the lock into the working chamber and / or for discharging the material to be treated from the working chamber to the outside and / or for transfer of the material to be treated in the working chamber of at least one next designed as an insulator clean room for further treatment serves the Behandlungsguts, wherein the working chamber of the at least one next insulator has a further transfer opening.
The compressed air unit can be used with interrupted inflow of decontamination agent from the reservoir for flushing the evaporator cell and the steam line. The clean room designed as an isolator is equipped to remove decontamination agent from the clean room with a purge unit, exhaust unit and recirculation unit that can be used for a purge phase. The designed as a lock clean room is equipped to remove decontamination agent from the clean room with usable for a rinse phase air supply unit and exhaust unit.
The lock has in its lock chamber preferably in each corner adjacent to the first transfer opening a nozzle disposed near a housing bottom. The outlet openings of the at least one first channel and the at least one second channel of the nozzles are positioned so that the inflowing decontamination vapor mixture is conducted to the center of the lock chamber and all areas in the lock chamber are adequately supplied. The number of nozzles to be used are determined by the volume content of the lock chamber, the cycle time and the items to be treated.
The compressed air unit has a compressed air filter, from which extends the second flow line to the evaporator. Between the compressed air filter and a throttle valve, a shut-off valve and a reducing valve are provided. Each air supply unit, each exhaust unit and the recirculation unit each comprise a fan and a filter. Each air supply unit and each exhaust unit has an actuator in the associated associated line.
Brief description of the attached drawings
[0018] FIG.
<Tb> FIG. 1A <sep> the basic apparatus structure of an insulator with a decontamination arrangement in a first embodiment;
<Tb> FIG. 1B <sep> the Zulufteinheit of the insulator of Figure 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1C <sep> the exhaust unit of the insulator of Figure 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1D <sep> the air circulation unit of the insulator of Fig. 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1E <sep> the decontamination arrangement of Figure 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 2 <sep> the basic apparatus design of the insulator according to FIG. 1A, with a decontamination arrangement in a second embodiment;
<Tb> FIG. 3A <sep> the basic apparatus design of a lock with a decontamination arrangement similar to the first embodiment;
<Tb> FIG. 3B <sep> the exhaust air unit of the lock of Figure 3A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 3C <sep> the Zulufteinheit the lock of Figure 3A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 4 <sep> the basic apparatus design of an insulator and a superior this lock according to Figures 1 and 3A, with respective decontamination arrangement of the first embodiment.
<Tb> FIG. 5 <sep> the construction according to FIG. 4, but with a decontamination arrangement in the insulator according to the second embodiment;
<Tb> FIG. 6A <sep> the evaporator device of Fig. 1E, in perspective view;
<Tb> FIG. 6B <sep> the evaporator device according to FIG. 6A, in a changed perspective view;
<Tb> FIG. 6C <sep> the evaporator device according to FIG. 6A, in a partial exploded view;
<Tb> FIG. 6D <sep> the evaporator device according to FIG. 6C, in an exchanged, partial exploded view;
<Tb> FIG. 6E <sep> the evaporator of Figure 6A with the lid off, in perspective view;
<Tb> FIG. 6F <sep> the evaporator according to FIG. 6E, with closed lid, connected lines, inserted immersion heater and terminal, in perspective view;
<Tb> FIG. 7A <sep> the nozzle of Figure 1A, in a first embodiment, in perspective view.
<Tb> FIG. 7B <sep> the nozzle according to FIG. 7A, in front view;
<Tb> FIG. 7C <sep> the nozzle according to FIG. 7A, in plan view;
<Tb> FIG. 7D <sep> the nozzle as a sectional view on the line A-A according to FIG. 7B;
<Tb> FIG. 7E <sep> the nozzle as a sectional view on the line B-B in FIG. 7C;
<Tb> FIG. 8A <sep> the nozzle of Figure 1A, in a second embodiment, in perspective view.
<Tb> FIG. 8B <sep> the nozzle according to FIG. 8A, in front view;
<Tb> FIG. 8C <sep> the nozzle according to Fig. 8A, in plan view;
<Tb> FIG. 8D <sep> the nozzle as a sectional view on the line C-C in FIG. 8B;
<Tb> FIG. 8E <sep> the nozzle as a sectional view on the line D-D according to FIG. 8C;
<Tb> FIG. 9A <sep> the lock of Figure 3A equipped with nozzles, in perspective view; and
<Tb> FIG. 9B <sep> the structure of FIG. 9A, in a changed perspective view.
embodiments
Reference to the accompanying drawings, the detailed description of various embodiments of the arrangement for gaseous decontamination of a clean room in the form of an insulator with its possible connection to a lock follows below.
For the entire further description, the following definition applies. If reference numerals are included in a figure for the purpose of graphic clarity, but are not explained in the directly associated description text, reference is made to their mention in the preceding description of the figures. For the sake of clarity, the repeated designation of components in subsequent figures is usually dispensed with, as far as the drawing clearly shows that they are "recurring" components.
FIGS. 1A to 1E
This sequence of figures shows a schematically illustrated insulator 1 and an associated decontamination arrangement 2 of the first embodiment for gasifying a previously liquid decontamination agent, which is introduced into the working chamber 14 of the insulator 1. The insulator 1 consists of a housing 10 resting on a frame 10, which is divided into a housing lower part 101, which closes down with a housing bottom 102, and an upper housing part 107.
The housing lower part 101 can be equipped for special applications on the opposite outer walls with a first transfer opening 105 and possibly a second transfer opening 106, wherein the transfer openings 105,106 for introducing and discharging material to be treated by means of a transfer system in or out of the working chamber 14 usable or allow the connection of a further isolator 1 or a lock 3 (see Fig. 4).
At the front of the working chamber 14 is a transparent plate 103, are used in the manual engagement 104 to access to the item to be treated, which is located within the working chamber 14, from the outside. The disk 103 can usually be opened, so that through this access to be treated between the working chamber 14 and the outer working space can be moved. In the insulator 1, a horizontal partition wall 108 is arranged here, from which a channel wall 109 extends in the direction of the bottom 102, so that below the partition wall 108 the working chamber 14 and above a circulating air zone 15 are partitioned off, while between the channel wall 109 and the adjacent outer wall the working chamber 14 with the circulating air zone 15 connecting return channel 16 extends.
The inlet in the return channel 16 is located in the lower region of the working chamber 14 and leads both to the intake of a recirculation unit 13 and to the exhaust unit 12, which are all arranged in the recirculation zone 15. The recirculation unit 13 is positioned on the partition wall 108 and a Zulufteinheit 11 externally on the upper side of the housing 10.
The Zulufteinheit 11 initially consists of a Zuluftventilator 110 to suck fresh air from the external environment U. From the supply air fan 110, a line 119 extends to Zuluftplenum 113, below which the Zuluftfilter 112 connects for cleaning the fresh air sucked. Within the duct 119 - between supply air fan 110 and supply air plenum 113 - a Zuluftstellorgan 111 is installed, which is either open or closed. The exit from the supply air filter 112 flows through the housing 10 into the circulating air zone 15.
The exhaust unit 12 is provided for the discharge of the insulator 1 partially loaded air in an exhaust duct K and consists first of the arranged in the circulating air zone 15 Abluftstellorgan 121, which is either open or closed. From Abluftstellorgan 121, a line 129 extends to Abluftplenum 123, above which the exhaust filter 122 and from here the introduction for the partially loaded air is in the exhaust duct K. Within the conduit 129 - between Abluftstellorgan 121 and Abluftplenum 123 - an exhaust fan 120 is installed, which serves for pressure regulation within the insulator 1.
The recirculation unit 13 has a recirculating fan 130, a line 139 extending therefrom, which leads into a Umluftplenum 133 to which a recirculating air filter 132 connects, the outlet of which opens through the partition wall 108 into the working chamber 14. Before the mixture of introduced via the Zulufteinheit 11 fresh air and via the return passage 16 from the working chamber 14 loaded air, from the recirculation zone 15 in the circuit back to the working chamber 14, the air mixture passes first to Umluftplenum 133 and then further for cleaning by the recirculation filter 132nd
The decontamination assembly 2 consists essentially of a liquid decontaminant - e.g. Hydrogen peroxide in aqueous solution - filled reservoir 20, a motor-driven pump 21, a compressed air unit 22 and an evaporator device 23 from which extends into the working chamber 14, a steam line 269 with attached nozzle at the end 29 to the introduced into the insulator 1 treated and to sterilize the insulator 1 itself. Apart from the nozzle 29 and an end of the steam line 269, the complete decontamination assembly 2 is positioned outside the insulator 1 in the environment U. From the reservoir 20, a first feed line 209 leads to the pump 21 and from there to the evaporator device 23.
The compressed air unit 22 initially has a compressed air filter 224, from which a second feed line 229 leads to a throttle valve 226 and on to the evaporator device 23. Within the second supply line 229, a controller 227 is positioned, wherein between the controller 227 and compressed air filter 224, an electromagnetic shut-off valve 225 is arranged. On the output side of the evaporator device 23, a steam line 269 extends, which extends into the circulating air zone 15 of the insulator 1 and is provided at the end with a nozzle 29. The nozzle 29 could also be installed directly in the working chamber 14, but one achieves a proper distribution of the outflowing vapor mixture only at very small chamber volume or one would have to provide several nozzles 29 with the corresponding steam lines 269.
Therefore, it is more efficient to arrange a nozzle 29 in the recirculation zone 15 and to use the recirculation unit 13 to distribute the vapor mixture.
The mode of operation of the above-described apparatus construction follows:
Normal operation of the insulator
The air supply unit 11, the exhaust air unit 12 and the recirculation unit 13 are in action, i. the supply air fan 110, the exhaust fan 120 and the recirculation fan 130 run at open Zuluftstellorgan 111 and open Abluftstellorgan 121. In the compressed air unit 22, the shut-off valve 225 is closed, since in normal operation of the insulator 1 no rinsing of the evaporator device 23 takes place. The pump 21 does not run and does not deliver decontamination agent from the reservoir 20 via the first flow line 209 into the evaporator device 23.
decontamination operation
At the start of the decontamination operation, the supply and exhaust units 11,12 are gas-tightly closed by the respective Zuluft- or Abluftstellorgan 111,121 while the recirculation unit 13 is running. The shut-off valve 225 is switched to passage in the direction of the controller 227, the throttle valve 226 and the evaporator device 23, so that compressed air P is fed into the evaporator device 23. Due to the delivery rate of the pump 21, the still liquid decontamination agent reaches the evaporator device 23 via the first supply line 209.
In the evaporator device 23, the aqueous hydrogen peroxide solution is brought by adding the compressed air P and by heating from the liquid to the gaseous state. The multiplied in volume vapor mixture of hydrogen peroxide and water can not flow against the conveying direction of the pump 21 and the compressed air unit 22 in the first flow line 209 and second flow line 229, but is pressed through the steam line 269 through the nozzle 29 into the recirculation zone 15 to be promoted from here by means of the recirculation unit 13 into the working chamber 14 and there to decontaminate the possibly introduced material to be treated. On the inner surfaces of the working chamber 14 and the material to be treated, a condensate of decontaminant settles as a covering.
The power of the pump 21 and the heating power in the evaporator device 23 and the lines 209,229,269 and the nozzle 29 are dimensioned taking into account the decontamination agent used and an average size of the insulator 1. In the case of very large insulators 1, several evaporator devices 23 or even several complete decontamination arrangements 2 will be installed.
After reaching the intended amount of introduced decontaminant and associated exposure time, the main phase of the decontamination operation is completed. It can now be done, so to speak, the emptying of the evaporator device 23. The inflow of decontamination agent to the evaporator device 23 has been stopped, and with originating from the compressed air unit 22 compressed air P, which passes with the shut-off valve 225 still open via the second flow line 229 in the evaporator device 23, the latter is flushed. The resulting scavenging air flows via the steam line 269 from the nozzle 29 into the circulating air zone 15. After the evacuator device 23 has been purged, the shut-off valve 225 is closed.
To rinse and dry the insulator 1 in a rinsing phase, the air supply unit 11, the exhaust air unit 12 and recirculation unit 13, i. the supply air fan 110, the exhaust fan 120 and the recirculation fan 130 are in operation and the associated Zuluftstellorgan 111 and the Abluftstellorgan 121 are open. This brings out the residues of the decontamination from the insulator 1, which remain in the exhaust filter 122 of the exhaust unit 12, wherein the purified exhaust air flows into the exhaust duct K. From this state, it is possible to return to normal operation of the isolator 1.
FIG. 2
The structure of the insulator 1 remains unchanged with respect to FIGS. 1A to 1D, but now the decontamination assembly 2 is provided in a second embodiment. The equally functioning evaporator device 23 is now positioned in the circulating air zone 15 of the insulator 1, wherein the first and second flow line 209, 229 are brought from the otherwise outside of the insulator 1 located in the environment U decontamination 2 to the evaporator device 23. Since the steam line 269 already begins at the evaporator device 23 in the circulating air zone 15, the steam line 269 shortens considerably and does not extend through the insulator housing 10.
FIGS. 3A to 3C
To increase the throughput frequency, in particular of different items to be treated, the isolator 1 (not shown here) may be preceded by a sluice 3 in order not to have to carry out the time-consuming decontamination phase in the isolator 1, but therein only the substantial processing, e.g. Filling and packaging to make while in the lock 3, the treated goods are previously decontaminated. The decontamination arrangement 2 used for the lock 3 corresponds to the structure already described with reference to FIGS. 1A to 1E, with the exception that the steam line 269 with the closing nozzle 29 now does not open into the circulating air zone 15 of an insulator 1 but into the lock chamber 34 of the lock 3 ,
The lock 3 consists of a resting on a frame 300 housing 30, which is in a housing base 301, which closes down with a housing bottom 302, and a housing upper part 307 divided. Via a first transfer opening 305, the lock chamber 34 is accessible to the outside, while a second transfer opening 306 allows access to the working chamber 14 of an immediately adjacent insulator 1. The transfer openings 305, 306 enable the introduction of material to be treated into the lock chamber 34 and the transfer of the material to be treated further into the working chamber 14 of an insulator 1, which is e.g. by means of an externally controllable conveyor belt happens. Furthermore, the transfer openings 305, 306 can be used for discharging material to be treated from the working chamber 14 of the insulator 1.
In the lock 3 here a horizontal partition wall 308 is arranged so that below the partition wall 308, the lock chamber 34 and above a roof space 35 are divided. Within the roof space 35, an air supply unit 31 and at the housing bottom 302, outside the lock chamber 34, an exhaust unit 32 is positioned. The Zulufteinheit 31 initially consists of a Zuluftvorfilter 314, which pre-filters the air from the environment U in a first stage and the noise insulation is used. From Zuluftvorfilter 314 extends a line 319, within which first a supply air fan 310 and then a Zuluftstellorgan 311 are arranged, the latter of the opening or blocking is used. Behind the Zuluftstellorgan 311, the line 319 opens into a Zuluftplenum 313, followed by a Zuluftfilter 312 adjacent to the partition wall 308.
By means of the exhaust air unit 32 partially loaded air is passed into the exhaust duct K. The exhaust unit 322 consists of an exhaust filter 322, which is arranged on the housing bottom 302, and a 329 outgoing from the exhaust air filter line 329, in which an exhaust fan 320 and a Abluftstellorgan are integrated 321.
FIG. 4
The lock 3 is connected to the insulator 1 at the transfer port 306, so that the insulator 1 and the lock 3 form a unit. The insulator 1 and the lock 3 each have a decontamination assembly 2 as described in Figs. 1A to 1E and 3A to 3C, respectively.
Operation of the lock-insulator construction
The decontamination assembly 2 is not in active mode, i. There is no generation of decontamination steam from aqueous H2O2 solution and compressed air in the evaporator device 23, which is otherwise passed through the nozzle 29 into the lock chamber 34. After the first and second transfer openings 305, 306 are switched to decontamination operation, the switching and the process being largely as described above, however, the exhaust air actuator 321 is open and decontamination steam has entered in the lock chamber 34 of the lock. 3
Depending on the selected decontamination program, decontamination steam can also be introduced into the circulating air zone 15 of the insulator 1 by means of the same or a separate decontamination arrangement 2.
After completion of the decontamination operation - the generation of decontamination steam is interrupted - the transition to the rinsing phase, first with the purging of the evaporator 24, which, as described above, expires. Subsequently, the lock chamber 34 is to be rinsed and dried by activation of the air supply unit 31 and the exhaust air unit 32. For this purpose, the supply air fan 310, which sucks fresh air from the surroundings U, and turn on the exhaust fan 320 and at the same time open the Zuluftstellorgan 311 and the Abluftstellorgan 321 continue to keep open, through which filtered exhaust air is blown into the exhaust duct K. The rinsing phase of the insulator 1 is identical to that described with reference to FIGS. 1A to 1E in the decontamination operation.
After completion of the rinsing phase of the supply air fan 310 and the exhaust fan 320 are continued in normal operation, the Zuluftstellorgan 311 and the Abluftstellorgan 321 must remain open. Now, the transfer of the material to be treated from the lock chamber 34 through the second transfer port 306 into the working chamber 14 of the insulator 1, wherein after the transfer, the second transfer port 306 is to be closed again in order to re-load the lock chamber 34 for a second pass to be ready for any other material to be treated.
In the working chamber 14, the material to be treated originating from the lock chamber 34 from the first pass is passed to the further process, e.g. a further decontamination phase, subjected and after completion - while maintaining a sterile working chamber 14 - via the first and second transfer port 306, 305 of the lock 3 or via the transfer port 106 of the insulator 1 and a special transfer system from the insulator 1 discharged. If the working chamber 14 does not have to be kept sterile immediately before a decontamination operation, then the finished material to be treated could also be removed by opening the disc 103.
FIG. 5
In a modification to the structure according to FIG. 4, the decontamination arrangement 2 for the insulator 1 is identical to the structure according to FIG. 2, now provided in the second embodiment. Thus, the evaporator device 23 is again positioned in the recirculation zone 15 of the insulator 1, resulting in the correspondingly modified course of the first, second and steam line 209,229,269.
FIGS. 6A to 6F
The evaporator device 23 consists essentially of an evaporator 24, a heating cartridge 25, a lid 26 and a housing 27. The evaporator 24 has e.g. a square base and a cuboid body in which a cylindrical cavity is formed as the evaporator cell 240. The evaporator cell 240 is delimited by a bottom 248, a lid 26 to be attached detachably thereto, and a side wall 246 extending between the two. First and second line breaks 244,245 extend from the exterior of the evaporator 24 into the evaporator cell 240. Through the first line break 244 leads the first flow line 209, which continues in the evaporator cell 240 as the first supply line 241 and ends near the bottom 248 of the evaporator cell 240 open.
The second supply line 229 leads through the second line opening 245, continues as a second supply line 242 and flows in a non-radial orientation through the side wall 246 in the evaporator cell 240 to rotate upon application of the compressed air unit 22, the volume content of the evaporator cell 240 rotating. The inflow direction from the second supply line 242 is provided virtually tangentially in the evaporator cell 240, that is, deviating from its radius, does not run toward the axial center line.
The side wall 246 of the evaporator cell 240 has an inner contour 247, preferably of systematic annular grooves or a helical groove, which serves to intensify the turbulence of the volume content of the evaporator cell 240. The lid 26 has for positioning on the evaporator cell 240 and for sealing a protruding into the evaporator cell 240, radially encircling collar 260. Further, in the lid 26, a centrally arranged outlet 261 is present, to which the steam line 269 adjoins. A recess 243 is preferably present near the bottom 248 in the evaporator 24, into which a heating cartridge 25 is inserted, through which the evaporator 24 mainly heats and the liquid decontamination agent located inside the evaporator cell 240 changes into vapor form.
The heating cartridge 25 has an electrical connection 250, which serves the power supply. The evaporator 24 has a terminal 28 and possible other devices that serve to control certain parameters. A housing 27 covers the heating cartridge 25 and its electrical connection 250 and the terminal 28th
FIGS. 7A to 7E
The nozzle 29 for introducing vaporous decontamination agent into the insulator 1 or the lock 3 consists in a first type essentially of a cylindrical body, through which passes the center line M and has a lower circular base surface 298 and a cover surface 296 opposite thereto, which is preferably conical. From the base 298 extends an axial bore 290, which begins with a first bore portion 291. The first bore portion 291 continues at a shoulder narrows as a second bore portion 292 and ends like a blind hole below the top surface 296. The bore portions 291, 292 follow the center line M.
From the second bore section 292 branch off horizontally, in the radial direction to the peripheral surface, two first channels 294, which enclose between them an angle [alpha] of preferably 60 [deg.]. In the horizontal extent of the first channels 294, an angle [beta] of 90 [deg.] Arises towards the center line M.
From the upper end of the second bore portion 292 further branches off a second channel 295, the eccentric, offset to the center line M, opens at the top surface 296 and related to the center line M, for. forms an angle of 15 [deg.]. The eccentrically positioned outlet orifice of the second channel 295 on the top surface 296 faces the exit orifices of the first channels 294 lying on the circumferential surface. The first channels 294 emerge on the peripheral surface of the nozzle 29 and the second channel 295 on the top surface 296 of the nozzle 29 through a respective circular opening, wherein the second channel 295 opens at right angles to the top surface 296. In the region of the first bore section 291, an internally threaded bore 293 is provided, whereby the plugged onto the steam line 269 nozzle 29 is fixed by means of a screw.
At this time, the front portion of the steam pipe 269 comes to rest within the first bore portion 291 and abuts against the shoulder formed at the transition to the narrowed second bore portion 292.
FIGS. 8A to 8E
For a modified flow characteristic of the vaporous decontamination agent to be introduced, the nozzle 29 has a wedge-shaped constriction 297 in a second type at its still essentially cylindrical body in the region of the transition between the first bore section 291 and the second bore section 292. beta] of 75 ° - with respect to the center line M - exiting first channels 294 on the surrounding peripheral surface nevertheless open at right angles as circular openings. The remaining geometric features of the nozzle 29 remain unchanged to the first type.
FIGS. 9A and 9B
By way of example, the positioning of nozzles 29 in the lock chamber 34 of a lock 3 is shown in this pair of figures. As an alternative to the schematic representations according to FIGS. 3A, 4 and 5, the second transfer opening 306 is now arranged not adjacent to the first transfer opening 305 but adjacent to it. On the housing bottom 302 of the lock 3, a nozzle 29 projecting into the lock chamber 34 is provided in each corner adjacent to the first transfer opening 305. If it is intended to introduce the vaporous decontamination agent more directly into the center of the lock chamber 34, the use of nozzles 29 of the first type is appropriate.
The nozzles 29 are aligned so that the mouths of the first channels 294 at an angle [beta] = 90 ° are directed horizontally into the lock chamber 34 and the mouth of the second channel 295 is oriented in an ascending manner to the center of the lock chamber 34 direct irradiation of the transfer openings 305, 306 and the other wall surfaces is avoided. The number of nozzles to be used 29 depends on the volume content of the lock chamber 34 of the lock 3, the cycle time and the material to be introduced.
On the other hand, if it is intended to direct the vaporous decontaminating agent to be introduced into the lock chamber 34 more directly to the housing bottom 302 - e.g. according to the specific requirement of the material to be treated or in the interests of a differentiated flow pattern, the second type of nozzle 29 is available. The mouths of the first channels 294 emerging at an angle [beta] = 75 ° lead the decontamination vapor obliquely to the housing bottom 302, where the material to be treated is directly fumigated, or the housing bottom 302 acts as a baffle surface with the result of more intensive turbulence. The adjustability by means of the seated in the internally threaded holes 293 screws allows optimal alignment of the nozzles 29 according to the particular circumstances.
At the same time, the nozzles 29 are thus secured against rotation and unintentional loosening.