CZ301903B6 - Autokláv - Google Patents

Abstract

Autokláv pro lékarská zarízení a nástroje, zahrnuje komoru (13) autoklávu, ve které jsou umístena zarízení urcená ke sterilizaci, vyvíjec (5) páry propojený s uvedenou komoru (13) parním potrubím (9), a prívodním potrubím (35) pro vypouštení kondenzátu do vyvíjece páry pres jímac (11) kondenzátu, nádrž (1) na vodu pro dodávání pracovní vody do vyvíjece (5) a jímac (11) kondenzátu umístený nad vyvíjecem (5) páry podél prívodního potrubí (35) usporádaného mezi komorou (13) a vyvíjecem (5) páry. Jímac (11) kondenzátu je vytvoren nepropustný a není identický s nádrží (1) na vodu. Zpetný ventil (39) je usporádaný v ústí prívodního potrubí (35) do jímace (11) kondenzátu, pricemž ventil (39) zabranuje zpetnému toku kondenzátu z jímace (11) kondenzátu do prívodního potrubí (35). Druhý zpetný ventil (41) je umístený mezi jímacem (11) kondenzátu a vyvíjecem (5) páry, pricemž zpetný ventil (41) zabranuje toku média do jímace (11) kondenzátu z vyvíjece (5) páry.

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 ajímačem 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 AI. Tyto autoklávy musí být navrhovány spíše kompaktní, aby byl nej lepším 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 nej ekonomičtějším 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 a jímače kondenzátu.

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, přičemž vyvíječ páry může být propojen troj čestným ventilem buď s jí mačem 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.

Dokument GB 2 131 695 popisuje sterilizační autokláv, přičemž pracovní cyklus je prováděn vodní pumpou a sací pumpou a řadou řízených ventilů.

US 3 884 636 popisuje sterilizační zařízení podle předvýznakové části nároku 1.

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 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.

- 1 CZ 301903 B6

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 to pojistného 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 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 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 kondenzátu podle vynálezu.

Příklady provedení 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 JJ kondenzátu.

Jestliže je trojcestný ventil 10 sepnut, pára vstupuje do komory 13 autoklávu a tlak v komoře 13 vzrůstá. Jestliže je komora JJ vypouštěna, pára proudí přes jednocestný ventil 14, větvení JJ, potrubím 34 a vypouštěcím ventilem 16 do kondenzátorů 19, a je odčerpána vakuovou pumpou 20 do odpadní nádoby JL.

V průběhu tlakových pulzů a procesu sterilizace je vypouštěcí ventil 16 udržován v uzavřeném stavu a komora JJ je propojena s jímačem 11 kondenzátu větvením 15 k přívodnímu potrubí 35 kondenzátu do dalšího troj čestného ventilu 17, jehož poloha v těchto fázích je závislá na poloze výše uvedeného trojcestného ventilu 10. Jímač JJ kondenzátu je přímo spojen s komorou 13, ale jeho teplota je nižší. Toto „chladné místo“ vytváří fyzikální jev podobný nízkému vakuu odsávající kondenzát z komory JJ. 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 J_8 pro napouštění vzduchu je spojen s potrubím 34 ve směru toku vzhledem k větvení 15, ale proti směru toku vzhledem ke kondenzátorů 19. Tímto napouštěcím ventilem 18 a jeho potrubím 36 je do páry vázané v kondenzátorů přidáváno přesně určené množství vzduchu

-2 CZ 301903 B6 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 opti5 málních hodnot ve všech fázích vakua.

Mezitím v průběhu fází vakua, je možno zahřívat vyvíječ 5 páry s cílem „akumulovat“ páru pro další tlakový pulz. Jakmile poklesl tlak v komoře V3 autoklávu na předem určenou hodnotu, vypouštěcí ventil JjS je uzavřen a oba trojcestné ventily IQ a 17 jsou přepnuty tak, že je pára ío připravená ve vyvíječi 5 páry nastrikována do komoiy 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 komoře 13 autoklávu znovu nedosáhne určených hodnot tlaku a teploty.

Při dosažení tohoto stavu mohou začít nové pulzy 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 pulzy vakua (například 3 minuty). Jestliže pulzy vakua v této době nedosáhnou předem určené hodnoty (například - 0,08 MPa), je zaregistrován maximální záporný tlak a cyklus pokračuje. Na konci těchto tří pulzů vypočte mikroprocesor teoretické komplementární vakuum a definuje hodnotu čtvrtého dodatečného pulzu pomocí registrovaných hodnot tak, že může být dosaženo teoretického obsahu zbytkového vzduchu.

I po vypuzení vzduchu použitím frakční ho 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 W a Γ7 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 pulzů 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 před35 stavuje cenný pokrok.

Suchý stav komory 13 a její náplně dále zlepšuje proces sušení a snižuje jeho trvání. Vynález tak umožňuje dodržení dobře známého 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:

Komora 13 autoklávu je opatřena dvěma teplotními senzory 6' 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 JJ autoklávu opatřená tepelnou izolací je zahřívána vnějším topným prvkem 12, jehož teplota je řízena vnějším senzorem 24, který je zcela nezávislý na vnitřních senzorech.

-3CZ 301903 B6

Pro zavedení vnějšího sterilního vzduchu je komora J3 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 J3 s atmosférickým tlakem.

Pro vyprazdňování nádrže 1 a odpadní nádoby 3J 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 io čerpadlem 30. Nádrž I a odpadní nádoba 31 jsou co nejvíce vodotěsné a potřebují propojky s vnějším prostředím 32 a 32'.

Nádrže jsou opatřeny senzory hladiny vody 33, 33' a 33, aby se zabránilo nedostatečnému nebo nadměrnému plnění. Kondenzátor J9 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, zeje nutno vzít v úvahu různé podrobnosti, které nejsou součástí předkládaného 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 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 vyprazdňo30 vat, který sám detekuje všechny možné poruchy, zastavuje svou funkci a uvádí příslušné vzkazy, aleje zřejmé, zeje 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 JJ. kondenzátu, vyvíječ 5 páry a parní prostor 8, které všechny mají hmcovitý 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 J3 autoklávu, v základní desce 38, a zpětný ventil 39 zabraňující zpětnému toku kondenzátu nebo páry z jímače UL 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 výhod45 ný je plastový 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, 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 prosto50 rem 8 za vytvoření funkční jednotky jednoduchým otvorem 40 v základní desce 38, přičemž propojení mezi jímačem JJ. kondenzátu a vyvíječem 5 páry je uskutečněno otvorem v základní desce 38, který nese zpětný ventil 4J. zabraňující toku jakéhokoli média z vyvíječe 5 páry do jímače JJ kondenzátu.

-4CZ 301903 B6

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 JO propojí jímač JJ. kondenzátu s komorou J3 autoklávu, a jestliže je současně aktivován vyvíječ 5 páry pro další fázi nástřiku páry, jímač H 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 jímače H kondenzátu. Současně může probíhat kondenzace parním potrubím 9 přes trojcestný ventil JO.

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 JJ. 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 jímací JT kondenzátu do 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 hmcovitého tvaru, takže není nezbytné sestavit a uspořádat (a udržovat na skladě pro případ oprav) tří 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 JJ. kondenzátu je to spojení s trojcestným ventilem JO.

Pokud se vyžaduje použití propojení nebo senzorů, například v oblasti parního prostoru 8, může být vytvořen vhodný otvor s propojovacím sroubením na vhodném místě pláště hrncových nádob; při použití ve funkci vyvíječe 5 páry může sloužit například jako měřič hladiny a při použití jako jímač JJ. 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 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 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 parního potrubí 9 v nebo v blízkosti horní části vyvíječe 5 páry.

Claims (6)

1. 5 1. Autokláv pro lékařská zařízení a nástroje, který zahrnuje:

   komoru (13) autoklávu, ve které jsou umístěna zařízení určená ke sterilizaci, vyvíječ (5) páry propojený s komorou (13) parním potrubím (9), a přívodním potrubím (35) pro ío vypouštění kondenzátu do vyvíječe (5) páry přes jímač (II) kondenzátu, nádrž (1) na vodu pro dodávání pracovní vody do vyvíječe (5) a jímač (11) kondenzátu umístěný nad vyvíječem (5) páry podél přívodního potrubí (35) uspořádaného mezi komorou (13) a vyvíječem (5) páry, vyznačující se tím, že jímač (11) kondenzátu je vytvořen nepropustný, a není identický s nádrží (1) na vodu, a že dále obsahuje zpětný ventil (39) uspořádaný v ústí přívodního potrubí (35) do jímače (11) kondenzátu, kde ventil (39) zabraňuje zpětnému toku kondenzátu z jímače (11) kondenzátu do přívodního potrubí (35) kondenzátu, a

   25 druhý zpětný ventil (41) umístěný mezi jímaěem (11) kondenzátu a vyvíječem (5) páry, přičemž ventil (41) zabraňuje toku média z vyvíječe (5) páry do jímače (11) kondenzátu.
2. 2. Autokláv podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje trojcestný ventil (10), který je vytvořen pro oddělení vyvíječe (5) páry od komory (13) autoklávu a propojuje

   30 jímač (11) kondenzátu s komorou (13) autoklávu.
3. 3. Autokláv podle nároku 1 nebo 2, v y z n a ě u j i c í se t í m , že jímač (11) kondenzátu a vyvíječ (5) páry jsou tvořeny hmcovitými nádobami, které jsou těsně připevněny svými otevřenými stranami na společnou základní desku (38), přičemž na společné základní desce (38) je

   35 umístěno ústí přívodního potrubí (35) a propojovací otvor mezi jímaěem (11) kondenzátu a vyvíjeěem (5) páry.
4. 4. Autokláv podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že na společné základní desce (38) je parní prostor (8) umístěn nad vyvíječem (5) páry a přesazené vzhledem k vyvíječi

   40 (5) páry.
5. 5. Autokláv podle nároku 4, vyznačující se tím, že parní prostor (8) je vytvořen v hmcovité nádobě, která je připevněna na společnou základní desku (38) na stejné straně jako j ímač (11) kondenzátu.
6. 6. Autokláv podle nároku 3 nebo 5, vyznačující se tím, že hmcovité nádoby jsou všechny identické a zaměnitelné.