CZ20022045A3 - Autokláv - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká autoklávu pro lékařské přístroje a nástroje opatřeného komorou, ve které jsou přístroje a nástroje určené ke sterilizaci umístěny, vyvíječem páry a jímačem kondenzátu, přičemž vyvíječ páry je s komorou spojen trubkou na páru a jímač kondenzátu je s komorou spojen přívodní trubkou kondenzátu.

Dosavadní stav techniky

Takový autokláv je znám například z EP 0 992 247 A1. Tyto autoklávy musí být navrhovány spíše kompaktní, aby byl nejlepším možným způsobem využit prostor dostupný u praktických lékařů a v ordinacích nemocnic a ambulantních zařízení. Navíc by měl být potřebný co nejkratší možný čas pro dosažení nezbytné teploty, aby byla umožněna vysoká průchodnost při sterilizaci nástrojů a zařízení. Konečně by mělo být zapotřebí co nejnižšího množství vody nutné pro vytváření páry, aby se na jedné straně ušetřila drahá voda vhodná pro autoklávy, a na druhé aby se co nejvíce prodloužily cykly mezi plněním a vyprazdňováním zařízení.

Tyto všechny požadavky by měly být konečně uskutečněny co nejekonomičtějším způsobem, tj. použité součástky a spoje by měly být levné produkty vyráběné ve velkém měřítku, aby se snížily náklady na výrobu, servis a údržbu.

Zařízení podle výše uvedeného patentu splňuje v podstatě uvedené požadavky, ale ukázalo se, že je stále ještě možné provádět zlepšení, zvláště týkající se uspořádání a propojení vyvíječe páry ajímače kondenzátu.

• · • · · · • ·

2·· · · · · · · - ··· ···· ·· ·· ··

V zařízení podle výše uvedené publikace jsou vyvíječ páry, jímač kondenzátoru a komora autoklávu spojeny paralelně, s parním potrubím vycházejícím z horní části vyvíječe páry, protože pára a kondenzát mají rozdílnou hustotu, kde vyvíječ páry řhůže být propojen trojcestným ventilem buď s jímačem kondenzátu nebo komorou autoklávu. Analogickým způsobem vychází odváděči potrubí kondenzátu z komory do trojcestného ventilu, který jej popřípadě spojuje s dolní částí jímače kondenzátu nebo vyvíječem páry.

Známé zařízení samozřejmě obsahuje další součástky a propojovací potrubí, jako je zvláště větvení z odvodu kondenzátu z komory, ale tyto součástky a propojení jsou pro předkládaný vynález nevýznamné, takže pro jejich pochopení se odkazuje na výše uvedenou publikaci.

Ukázalo se, že za podmínek a požadavků zmíněných na počátku, které by měl splnit každý návrhář autoklávu pro lékařská zařízení a nástroje, potřebuje popisovaná konstrukce relativně velký prostor a je při výrobě relativně nákladná v důsledku použití dvou elektromagneticky spínaných ventilů. V této souvislosti je třeba vzít v úvahu, že výše uvedené jednotlivé části musí být vzájemně spojeny 2o potrubími, že tato potrubí musí být propojena s jednotlivými částmi propojovacími maticemi apod., takže se nelze vyhnout větším rozměrům, které nesplňují cíle zmíněné na počátku.

Cílem předkládaného vynálezu je odstranit tyto problémy a poskytnout kompaktní, jednoduchý a spolehlivý výrobek, který může být vyráběn bez velkých nákladů, a který splňuje uvedené úkoly.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu se tyto cíle splní umístěním jímače kondenzátu přímo nad vyvíječ páry, s výhodou těsně u prostoru pro páru, který je umístěn přesazené vzhledem k vyvíječi páry, umístěním pojistného

- 3 • · · · · ♦ · • · · · · · · * • ·· ··· · · • · · · · · · • · ·· ·· · · · · ventilu mezi jímač kondenzátu a vyvíječ páry a poskytnutím pojistného ventilu v blízkosti ústí přívodního potrubí kondenzátu do jímače kondenzátu.

Takto je možno zcela vynechat potrubí mezi jímačem 5 kondenzátu a vyvíječem páry se všemi spoji a vstupy a nákladný a poruchový trojcestný ventil v potrubí kondenzátu, který je nahrazen dvěma lacinými, robustními a spolehlivými zpětnými ventily, aniž by to vedlo k nějakým ztrátám nebo nevýhodám z funkčního hlediska.

Konstrukce a způsob funkce zařízení podle vynálezu je 10 podrobněji ukázána na přiloženém výkresu.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 ukazuje zařízení podle dosavadního stavu techniky.

Obr. 2 ukazuje konstrukci a propojení vyvíječe páry a jímače 15 kondenzátu podle vynálezu.

Jak je vidět z obr. 1, vynález poskytuje autokláv s následujícími vlastnostmi: Voda používaná v procesu, odebíraná z nádrže 1 přes filtr 2 je vstřikována čerpadlem 3 do vyvíječe 5 páry, Vyvíječ 5 páry je opatřen excentricky umístěným topným prvkem 4 a teplotním senzorem 6.

K vyvíječi páry je připojen pojistný ventil 7. Parní potrubí 9 propojuje parní prostor 8 vyvíječe 5 páry s trojcestným ventilem 10, a v závislosti na jeho poloze s komorou 13 autoklávu nebo jímačem 11 kondenzátu.

Jestliže je trojcestný ventil 10 sepnut, pára vstupuje do komory 13 autoklávu a tlak v komoře 13 vzrůstá. Jestliže je komora 13 vypouštěna, pára proudí přes jednocestný ventil 14, větvení 15, • · • · ··

- 4 potrubím 34 a vypouštěcím ventilem 16 do kondenzátoru 19, a je odčerpána vakuovou pumpou 20 do odpadní nádoby 31.

V průběhu tlakových pulsů a procesu sterilizace je vypouštěcí ventil 16 udržován v uzavřeném stavu a komora 13 je propojena s jímačem 11 kondenzátu větvením 15 k přívodnímu potrubí 35 kondenzátu do dalšího trojcestného ventilu 17, jehož poloha v těchto fázích je závislá na poloze výše uvedeného trojcestného ventilu 10. Jímač H kondenzátu je přímo spojen s komorou 13, ale jeho teplota je nižší. Toto „chladné místo“ vytváří fyzikální jev podobný nízkému w vakuu odsávající kondenzát z komory 13. Odtud je v pravidelných intervalech odváděn do vyvíječe 5 páry, kde je znovu zahříván. Tento proces podle vynálezu šetří vodu, energii i čas.

Napouštěcí ventil 18 pro napouštění vzduchu je spojen s potrubím 34 ve směru toku vzhledem k větvení 15, ale proti směru toku vzhledem ke kondenzátoru 19. Tímto napouštěcím ventilem 18 a jeho potrubím 36 je do páry vázané v kondenzátoru přidáváno přesně určené množství vzduchu ze dvou důvodů: za prvé pro dosažení dokonalého a kontinuálního odvodu kondenzátu, a za druhé pro umožnění odsávání přímo vody membránovou vakuovou pumpou 20, čímž je zajištěna nízká hladina hluku. Proto jsou samozřejmě určeny tzv. „ztráty vakua“ vzhledem k průtoku membránové vakuové pumpy 20 takovým způsobem, aby se snadno dosáhlo předem určených optimálních hodnot ve všech fázích vakua.

Mezitím v průběhu fází vakua, je možno zahřívat vyvíječ 5 páry s cílem „akumulovat“ páru pro další tlakový puls. Jakmile poklesl tlak v komoře 13 autoklávu na předem určenou hodnotu, vypouštěcí ventil 16 je uzavřen a oba trojcestné ventily 10 a 17 jsou přepnuty tak, že je pára připravená ve vyvíječi 5 páry nastřikována do komory 13 autoklávu a kondenzát vytvořený v komoře 13 je odváděn a vracen zpět do jímače 11 kondenzátu a do vyvíječe 5 páry, dokud se v _ fj _ ··· ···· ·· ·· ·· · komoře 13 autoklávu znovu nedosáhne určených hodnot tlaku a teploty.

Při dosažení tohoto stavu mohou začít nové pulsy vakuum/tlak a proces může dále pokračovat.

S použitím za sebou následujících fází vakua a tlaku je možné dosáhnout obsahu zbytkového vzduchu méně než 0,1 %. Ve výhodném provedení, pro snížení a optimalizaci trvání procesu vypuzování vzduchu a celkového cyklu, byla nastavena časová prodleva pro první tři pulsy vakua (například 3 minuty). Jestliže pulsy io vakua v této době nedosáhnou předem určené hodnoty (například -0,08 Mpa), je zaregistrován maximální záporný tlak a cyklus pokračuje. Na konci těchto tří pulsů vypočte mikroprocesor teoretické komplementární vakuum a definuje hodnotu čtvrtého dodatečného pulsu pomocí registrovaných hodnot tak, že může být dosaženo is teoretického obsahu zbytkového vzduchu.

I po vypuzení vzduchu použitím trakčního vakua musí být v průběhu vytváření tlaku a fází sterilizace pravidelně vypouštěn kondenzát z komory 13 autoklávu. K tomuto účelu jsou přepínány oba trojcestné ventily 10 a 17 do polohy, která jak vysvětleno výše, úplně odděluje komoru 13 od vyvíječe 5 páry a přivádí kondenzát do jímače 11 kondenzátu.

Další výhody této části vynálezu spočívají v tom, že komora 13 autoklávu a zvláště její obsah, tedy náplň, zůstávají i v průběhu pulsů tlaku co nejsušší, což přináší snížení množství kondenzátu procházejícího přes kondenzátor 19 a vakuovou pumpu 20 během fáze vakua. Veškerá taková kondenzace zahřívá kondenzátor i vakuovou pumpu a nevyhnutelně snižuje jejich účinnost, takže jakékoli snížení množství kondenzátu procházejícího kondenzátorem a vakuovou pumpou představuje cenný pokrok.

Suchý stav komory 13 a její náplně dále zlepšuje proces sušení a snižuje jeho trvání. Vynález tak umožňuje dodržení dobře známého • · • · · · · · · · • · ····· · · · • «»······· · · · ···«··· _ θ _ ·.· .»·. ·» .· ·· ···· požadavku: „Pro dosažení dokonalého vysušení je třeba zabránit přístupu vlhkosti k materiálu“.

V průběhu fáze sušení má být teplota uvnitř vyvíječe 5 páry snížena na přibližně 105 °C, což umožní jeho přímé vypuštění otevřením odpadního ventilu 21 vedoucího do odpadní nádoby 31 bez ochlazování páry.

Navíc k popsaným součástem a potrubím, které jsou popisovanému výhodnému provedení vynálezu vlastní, jsou na výkresu popsány ještě další znaky, prvky a součásti:

io Komora 13 autoklávu je opatřena dvěma teplotními senzory 61 a 6 pro získání informace v každé fázi pracovního cyklu o teplotě převažující v komoře 13 s dostatečnou spolehlivostí. Pro kontrolní a bezpečnostní účely mohou být použity přípojka 22 pro testování tlaku a přípojka 23 pro testování teploty. Komora 13 autoklávu opatřená tepelnou izolací je zahřívána vnějším topným prvkem 12, jehož teplota je řízena vnějším senzorem 24, který je zcela nezávislý na vnitřních senzorech.

Pro zavedení vnějšího sterilního vzduchu je komora 13 autoklávu spojena se vstupem vzduchu vzduchovým potrubím 25 přes zavzdušňovací ventil 28, jednocestný ventil 27 a bakteriologický filtr 26. Na konci procesu sterilizace je nezbytné před otevřením dveří provést vyrovnání tlaku komory 13 s atmosférickým tlakem.

Pro vyprazdňování nádrže 1 a odpadní nádoby 31 jsou uvažovány vypouštěcí kohouty 29 pro čistou vodu, popřípadě 29’ pro odpadní vodu. Navíc je poskytnuto spojení s vnější nádrží na čistou vodu (není ukázána) pro dosažení automatického doplňování nádrže 1 na čistou vodu vodním čerpadlem 30. Nádrž 1_ a odpadní nádoba 31 jsou co nejvíce vodotěsné a potřebují propojky s vnějším prostředím 32 a 32’.

• · • · ·· • · ···· ··· _ 7 _ ··· ···· ♦· »· ·· ····

Nádrže jsou opatřeny senzory hladiny vody 33, 33’ a 33”, aby se zabránilo nedostatečnému nebo nadměrnému plnění. Kondenzátor 19 je chlazen vzduchem, ale beze změny obecného smyslu vynálezu nebo jeho rozsahu může být použit i vodou chlazený kondenzátor.

Znázorněná membránová vakuová pumpa 20 může být nahrazena jakýmkoli jiným čerpadlem používaným k tomuto účelu.

Na obrázku jsou trubky znázorněny čistě schematickým způsobem, a odborníkovi v oboru bude zřejmé, že je nutno vzít v úvahu různé podrobnosti, které nejsou součástí předkládaného io vynálezu. Vzájemná poloha jednotlivých součástí, nutnost použít dalších čerpadel nebo rozdílné výšky částí pro podporu přirozené cirkulace a všechny ostatní mechanické vlastnosti se na schématu znázorněném na tomto obrázku neuvádějí.

Podobně nejsou diskutovány druhy materiálů a elektronické 15 prostředky řízení, protože odborníkovi v oboru je zřejmé, že pro tento vynález mohou být použity materiály a elektronické vybavení běžně používané ve spojení s autoklávy.

Samozřejmě je výhodné mít zcela automatický autokláv, který je nutno pouze plnit a vyprazdňovat, který sám detekuje všechny možné poruchy, zastavuje svou funkci a uvádí příslušné vzkazy, ale je zřejmé, že je také možná „manuální“ obsluha.

Obr. 2 ukazuje schematický pohled na část autoklávu podle obr. 1, které se vynález přímo týká. Ve výhodném provedení ukázaném na obr. 2 jsou jímač 11 kondenzátu, vyvíječ 5 páry a parní prostor 8, které všechny mají hrncovitý tvar, těsně spojeny otevřenou stranou se společnou základní desku 38, například pomocí příruby (není ukázána) a příslušných šroubů s použitím mezilehlého těsnění, s výhodou O-kroužku.

Ve výhodném provedení ukázaném na obr. 2 končí přívodní potrubí 35 kondenzátu, vycházející z komory 13 autoklávu, v základní desce 38, a zpětný ventil 39 zabraňující zpětnému toku kondenzátu • · · « · ·· ·· · · «« · « · « * ···♦ • · · · ··· · · · • ········· · • · · · · · ··· _ Q _ ....... ·· ·· ......

nebo páry z jímače 11 kondenzátu do přívodního potrubí 35 kondenzátu, je umístěn buď v základní desce 38 nebo na konci přívodního potrubí 35 kondenzátu. S výhodou je na přívodním potrubí 35 kondenzátu před zpětným ventilem 39 umístěn filtr, aby byl ventil

39 chráněn před všemi druhy nečistot. Tento filtr může být jakéhokoli známého typu nebo druhu, přičemž výhodný je plastický materiál se středním průměrem otvorů přibližně 0,5 mm.

Jak je ukázáno na obr. 2, jímač 11 kondenzátu a parní prostor 8 jsou upraveny na jedné straně základní desky 38 takovým způsobem, io že ve směru kolmém na základní desku 38 jejich průřezy vždy částečně kryjí průřez vyvíječe 5 páry. Vyvíječ 5 páry může být tedy spojen s parním prostorem 8 za vytvoření funkční jednotky jednoduchým otvorem 40 v základní desce 38, přičemž propojení mezi jímačem 11 kondenzátu a vyvíječem 5 páry je uskutečněno otvorem v základní desce 38, který nese zpětný ventil 41 zabraňující toku jakéhokoli média z vyvíječe 5 páry do jímače 11 kondenzátu.

Z důvodů jasnosti již nebyly jednotlivé senzory, bezpečnostní ventily apod., které jsou částečně ukázány na obr. 1, zahrnuty v obr. 2; tyto a další složky nezbytné pro provoz autoklávu nebo zvýšení pohodlí při jeho obsluze jsou známé odborníkům v oboru konstrukce autoklávů a není nutno se jimi v souvislosti s předkládaným vynálezem zabývat.

Způsob funkce zařízení podle vynálezu je následující: Jestliže trojcestný ventil 10 propojí jímač 11 kondenzátus komorou 13 autoklávu, a jestliže je současně aktivován vyvíječ 5 páry pro další fázi nástřiku páry, jímač 11 kondenzátu funguje jako chladný prostor, ve kterém je jímán kondenzát vytvořený v průběhu kontinuálního ochlazování celého systému 11, 13. Tento kondenzát může vycházet z komory 13 autoklávu přívodním potrubím kondenzátu 35 a zpětným ventilem otevřeným v tomto směru nebo jednocestným ventilem 39, do * ·

- 9 ·· ·· ► · · · > · · >» ···· jímače 11 kondenzátu. Současně může probíhat kondenzace parním potrubím 9 přes trojcestný ventil 10.

V následující fázi je trojcestný ventil 10 přepnut tak, aby byl spojen parní prostor 8 s komorou 13 autoklávu, což zvýší tlak v celém systému, tedy také v jímači 11 kondenzátu, a v komoře 13 autoklávu je dosaženo tlaku požadovaného různými standardy a požadované teploty, které jsou udržovány po dané časové období. Po uplynutí této doby je vyvíječ 5 páry deaktivován a v důsledku chlazení a úbytku tlaku proudí kondenzát shromážděný v jímači 11 kondenzátu do io vyvíječe 5 páry, kde je připraven pro další cyklus ohřívání pro další nástřik páry.

Takto může být vypuštěn elektromagneticky spínaný trojcestný ventil 17 nezbytný podle dosavadního stavu techniky, a vynecháním jednotlivých potrubí mezi diskrétně zkonstruovanými součástkami může být zařízení navrženo podstatně kompaktnější, než tomu bylo dosud.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou jímač 11 kondenzátu, vyvíječ 5 páry a parní prostor 8 složeny ze zaměnitelných nádob hrncovitého tvaru, takže není nezbytné sestavit a uspořádat (a

2o udržovat na skladě pro případ oprav) tři rozdílné části, ale pro všechny tři účely může být použita podle potřeby jedna součástka. Jak je ukázáno na čistě schematickém obrázku 2, každá ze součástí vyžaduje připojení pro potrubí ve střední oblasti dna; ve vyvíječi 5 páry je to odpadní potrubí pro vyprazdňování zařízení, v parním prostoru 8 je to parní potrubí 9, které vede do komory 13 autoklávu přes trojcestný ventil 10, a v jímači 11 kondenzátu je to spojení s trojcestným ventilem 10.

Pokud se vyžaduje použití propojení nebo senzorů, například v oblasti parního prostoru 8, může být vytvořen vhodný otvor s propojovacím šroubením na vhodném místě pláště hrncových nádob; při použití ve funkci vyvíječe 5 páry může sloužit například jako měřič

9 9 · • · * • 9 999

- 10 99 99

9 9 9

9 9

9 9

9 9

9999 hladiny a při použití jako jímač 11 kondenzátu jako měřič hladiny nebo jako teplotní senzor, nebo může být také uzavřen zátkou.

Na obr. 2 je v oblasti parního prostoru 8 ukázána izolace 42, která může být také rozšířena, aby zakrývala parní prostor 8 a parní potrubí 9; provedení ukázané na obrázku je pouze ilustrativní.

Nádoby vyvíječe 5 páry, parního prostoru 8 a jímače 11 kondenzátu a základní deska 38 mohou být vyrobeny ze speciální oceli (austenitická nerezová ocel) nebo jiného materiálu povoleného u lékařských zařízení, mj. zvláště plastických materiálů s vysokou io pevností, které se stále více u lékařských zařízení používají. Tyto materiály jsou známé odborníkům v oboru konstrukce autoklávů a jsou stejné, jako se obvykle používají v konstrukcích s diskrétním návrhem autoklávu.

Další změny a úpravy týkající se popisovaného a ukázaného 15 provedení spočívají v propojení parního prostoru 8 s horní částí vyvíječe 5 páry přímo s komorou 13 autoklávu. Zvláště v tomto případě může být topný prvek vyvíječe 5 páry nahrazen topením, které je umístěno kolem vyvíječe 5 páry, který je potom s výhodou silně izolován. V tomto případě je možné poskytnout přehřívání páry dalším topným prvkem na začátku aprního potrubí 9 v nebo v blízkosti horní části vyvíječe 5 páry.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Autokláv pro lékařská zařízení a nástroje opatřený komorou

   5 (13) autoklávu, ve které jsou umístěna zařízení určená ke sterilizaci, vyvíječem (5) páry a jímačem (11) kondenzátu, přičemž vyvíječ (5) páry je spojen s komorou (13) autoklávu parním potrubím (9), a jímač (11) kondenzátu je propojen s komorou (13) autoklávu přívodním potrubím (35) kondenzátu, io vyznačující se tím, že jímač (11) kondenzátu je umístěn nad vyvíječem (5) páry, přesazené vzhledem k vyvíječi (5) páry, zpětný ventil (41) je umístěn mezi jímač (11) kondenzátu a vyvíječ (5) páry, a v ústí přívodního potrubí (35) kondenzátu do jímače (11) kondenzátu

   15 je upraven zpětný ventil (39).
2. 2. Autokláv podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e parní prostor (8) je umístěn nad vyvíječem (5) páry přesazené vzhledem k vyvíječi (5) páry, a s výhodou v těsné

   20 blízkosti jímače (11) kondenzátu.
3. 3. Autokláv podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vyvíječ (5) páry, jímač (11) kondenzátu a, pokud je použit, rovněž parní prostor (8), jsou tvořeny s výhodou

   25 identickými, hrncovitými nádobami, které jsou připevněny svými otevřenými stranami na společnou základní desku (38).

   • · ·· • ·· • 0 00 • ♦ · t • · ·

   - 12 • ·0 • 0 0 0 0 0
4. 4. Autokíáv podle nároku 3, vyznačující se tím, že v základní desce (38) je upraven alespoň jeden ze zpětných ventilů (39), popřípadě (41).