DE10118860C1 - Sterilbehälter - Google Patents

Abstract

Um bei einem Sterilbehälter mit einem Unterteil, einem darauf aufsetzbaren, durch eine zwischen Unterteil und Oberteil angeordnete Dichtung gegenüber dem Unterteil abdichtbaren Oberteil und mit Mitteln, die abhängig vom Umgebungsdruck des Sterilbehälters einen Zugang zum Innern des Sterilbehälters öffnen und schließen, den Aufbau des Sterilbehälters zu vereinfachen und spezielle Einlaß- und Auslaßventile zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die Dichtung einen abgeschlossenen Hohlraum mit einer verformbaren Wand aufweist, dessen Volumen sich bei Veränderung der Differenz des Umgebungsdruckes und des Innendruckes des Hohlraumes durch eine Verformung der Wand ändert, und daß die Dichtung ein durch die Verformung der Wand bewegbares Dichtelement aufweist, welches bei niedrigem Umgebungsdruck einen Strömungsweg in das Innere des Sterilbehälters öffnet, diesen bei ansteigendem Umgebungsdruck verschließt und ihn bei weiterem Anstieg des Umgebungsdrucks wieder öffnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sterilbehälter mit einem Unterteil, einem darauf aufsetzbaren, durch eine zwi­ schen Unterteil und Oberteil angeordnete Dichtung ge­ genüber dem Unterteil abdichtbaren Oberteil, und mit Mitteln, die abhängig vom Umgebungsdruck des Sterilbe­ hälters einen Zugang zum Innern des Sterilbehälters öffnen und schließen.

Derartige Sterilbehälter werden verwendet, um chirurgi­ sche Instrumente und Bedarfsgegenstände in einem Steri­ lisator zu sterilisieren und anschließend steril aufzu­ bewahren. Bei der Sterilisation wird die im Innern des Sterilbehälters eingeschlossene Luft durch einen den Innenraum des Sterilbehälters mit der Umgebung verbin­ denden Strömungsweg aus ihm abgesaugt und statt dessen Heißdampf eingeleitet. Dieser Entleerungs- und Befül­ lungszyklus kann mehrere Male wiederholt werden. Es ist dazu notwendig, das Innere des Sterilbehälters mit der Umgebung immer dann zu öffnen, wenn eine Entleerung notwendig ist, ebenso gilt dies für eine Befüllung, während am Ende des Sterilisiervorganges dieser Strö­ mungsweg verschlossen werden muß, in diesem Zustand muß auch der Innendruck des Sterilbehälters gegenüber dem Umgebungsdruck ausgeglichen sein, um Beschädigungen des Sterilbehälters sicher zu vermeiden.

Es ist bekannt, Sterilbehälter zu diesem Zweck mit Ven­ tilen zu versehen, die den Zugang zum Innenraum des Sterilbehälters öffnen, wenn der Umgebungsdruck um ei­ nen bestimmten Wert über dem Innendruck des Sterilbe­ hälters liegt und auch wenn der Umgebungsdruck um einen bestimmten Wert unterhalb des Innendrucks liegt. Bei Druckausgleich dagegen sind diese Ventile geschlossen (DE 34 07 112 C2).

Bei diesen bekannten Konstruktionen müssen im Sterilbe­ hälter zusätzliche Ventile vorgesehen werden, wobei es sich dabei um Konstruktionen mit einem getrennten Ein­ laß- und einem getrennten Auslaßventil handeln kann, es sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen doppelt wirkende Ventile verwendet werden (DE 31 46 349 C2). Zwar genügt dann ein einziges Ventil im Sterilbehälter, dessen Aufbau ist aber relativ kompliziert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Sterilbehälter so auszubilden, daß auf derartige Venti­ le ganz verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Sterilbehälter der ein­ gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung einen abgeschlossenen Hohlraum mit ei­ ner verformbaren Wand aufweist, dessen Volumen sich bei Veränderung der Differenz des Umgebungsdruckes und des Innendruckes des Hohlraumes durch eine Verformung der Wand ändert, und daß die Dichtung ein durch die Verfor­ mung der Wand bewegbares Dichtelement aufweist, welches bei niedrigem Umgebungsdruck einen Strömungsweg in das Innere des Sterilbehälters öffnet, diesen bei anstei­ gendem Umgebungsdruck verschließt und ihn bei weiterem Anstieg des Umgebungsdruckes wieder öffnet.

Durch eine spezielle Ausgestaltung der Dichtung wird es möglich, die unterschiedlichen Differenzdrücke in eine Bewegung der Dichtung umzusetzen, und zwar durch die Verformung der Wand des Hohlraumes in der Dichtung. Diese Bewegung der Dichtung wird auf das Dichtelement übertragen, welches dadurch verschiedene Positionen re­ lativ zu den Teilen des Sterilbehälters einnehmen kann, und in diesen Positionen wird jeweils der Strömungsweg freigegeben.

Vorzugsweise ist die Dimensionierung so gewählt, daß das Dichtelement den Strömungsweg verschließt, wenn der Innendruck des Hohlraumes gleich dem Umgebungsdruck ist.

Die Verformung der Wand und die sich daraus ergebende Bewegung des Dichtelementes können durch unterschiedli­ che Ausgestaltung der Wand erzielt werden. Beispiels­ weise kann die verformbare Wand elastisch dehnbar sein. Bei einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die verformbare Wand zusammen- und auseinanderfaltbar ist. Eine weitere Möglichkeit ist darin zu sehen, daß die verformbare Wand ausbauchbar ist, beispielsweise in Form einer biegeschlaffen Folie ausgebildet ist. Diese Realisierungsmöglichkeiten können grundsätzlich auch teilweise oder ganz miteinander kombiniert sein, we­ sentlich ist lediglich, daß durch die Volumenänderung des Hohlraumes gleichzeitig eine Bewegung mindestens eines Teiles der Dichtung hervorgerufen wird, die dann auf das Dichtelement übertragen wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Hohlraum von einer verformbaren Wand und einer durch die Änderung des Umgebungsdruckes nicht verform­ baren Wand begrenzt wird. Dadurch erfährt die Dichtung einerseits eine für die Dichtwirkung wesentliche Stabi­ lisierung ihrer Form, zum anderen kann die Verformung der verformbaren Wand zur Bewegung des Dichtelementes ausgenützt werden.

Günstig ist es, wenn die verformbare Wand zur Innensei­ te des Sterilbehälters gerichtet ist, dort ist sie ge­ gen Beschädigungen besonders gut geschützt.

Das Dichtelement kann eine Dichtlippe sein, die durch die Verformung der verformbaren Wand des Hohlraumes verschwenkt wird und nur in einer mittleren Schwenk­ stellung den Strömungsweg in das Innere des Sterilbe­ hälters verschließt.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Dichtlippe über eine quer abstehende Leiste mit der verformbaren Wand ver­ bunden ist, die bei Verformung die Leiste verschwenkt. Die Leiste wirkt somit als Verschwenkhebel für die Dichtlippe und übersetzt die Bewegung, die durch die Verformung der Wand erzeugt wird, in eine unter Umstän­ den relativ große Schwenkbewegung der Dichtlippe.

Grundsätzlich wäre es auch möglich, das Dichtelement durch die Verformung der Wand parallel zu sich selbst zu verschieben, beispielsweise könnte dies durch eine asymmetrische Ausgestaltung des Hohlraumes erreicht werden, so daß das Dichtelement bei zunehmendem Umge­ bungsdruck an einem Dichtsitz vorbeigeschoben wird.

Obwohl der Hohlraum der Dichtung grundsätzlich abge­ schlossen ist, kann doch bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform vorgesehen sein, daß der Hohlraum über eine Belüftungsöffnung mit sehr hohem Strömungswiderstand mit der Umgebung in Verbindung steht. Dieser Strömungs­ widerstand muß so hoch sein, daß ein Druckausgleich zwischen Hohlraum und Umgebung nur über einen größeren Zeitraum eintritt, beispielsweise über einen Zeitraum in der Größenordnung einer halben Stunde, so daß beim Sterilisiervorgang selbst ein solcher Druckausgleich praktisch kaum eine Rolle spielt, während bei der Auf­ bewahrung des Sterilbehälters mit abgeschlossenem In­ nenraum Druckschwankungen der Umgebung langfristig aus­ geglichen werden und nicht zu einer unerwünschten Öff­ nung des Innenraumes führen.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Sterilbe­ hälters mit einer verformbaren Dichtung mit der Dichtlippe in der Schließstel­ lung;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit der Dichtlippe in der Einströmstellung bei hohem Umgebungsdruck und

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit der Dichtlippe in Ausströmstellung bei nied­ rigem Umgebungsdruck.

Der in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Ste­ rilbehälter 1 umfaßt ein Unterteil 2 mit einem erhöhten Boden 3, der über eine Stufe in einen tieferliegenden, parallel zum Boden 3 verlaufenden und diesen allseits umgebenden Dichtflansch 4 übergeht.

Auf das Unterteil 2 ist ein Oberteil 5 aufgesetzt, wel­ ches im dargestellten Ausführungsbeispiel haubenförmig ausgebildet ist und an seiner Oberseite eine Öffnung 6 zur Umgebung hin aufweist, die von einem Dauerfilter 7 keimfrei abgedichtet ist. Am unteren Rand weist das Oberteil 5 einen nach innen gerichteten, umlaufenden Randstreifen 8 auf, der bei auf das Unterteil aufge­ setztem Oberteil parallel zu dem Dichtflansch 4 und im Abstand zu diesem verläuft, und zwar derart, daß zwi­ schen dem Randstreifen 8 und dem Boden 3 ein schlitz­ förmiger Strömungsweg 9 entsteht, der den Innenraum 10 des Sterilbehälters 1 mit der Umgebung verbindet.

In dem zwischen dem Dichtflansch 4 und dem Randstreifen 8 ausgebildeten, umlaufenden Raum, der im wesentlichen einen U-förmigen, seitlich offenen Querschnitt auf­ weist, ist eine umlaufende Dichtung 11 angeordnet, die durch ihre bestimmte Ausgestaltung den Strömungsweg 9 wahlweise verschließt oder freigibt.

Die hier verwendete Dichtung weist einen Basisabschnitt 12 auf mit einem ebenen Boden 13, einer zum Innenraum 10 des Sterilbehälters 1 gerichteten unverformbaren senkrechten Rückwand 14, einer parallel zu dieser ver­ laufenden, dem Innenraum 10 des Sterilbehälters 1 abge­ wandten im Querschnitt zickzackförmig gefalteten und einzelne gegeneinander verschwenkbare Wandabschnitte 15 aufweisenden Vorderwand 16 sowie einer im wesentlichen in sich starren, die Vorderwand 16 und die Rückwand 14 an deren Oberseite miteinander verbindenden Deckleiste 17, die mit der Rückwand 14 um deren Oberkante ver­ schwenkbar verbunden ist. Zu diesem Zweck verjüngt sich die Rückwand 14 zu ihrer Oberkante hin und bildet mit der Deckleiste 17 eine scharnierartige Verbindung 18 aus. Der Boden 13, die Rückwand 14, die Vorderwand 16 und die Deckleiste 17 umgeben einen abgeschlossenen Hohlraum 19 im Basisabschnitt 12 der Dichtung 11, des­ sen Querschnitt und damit dessen Volumen dadurch verän­ derbar sind, daß der Faltzustand der Wandabschnitte 15 der Vorderwand 16 veränderbar ist, wodurch auch die Winkelstellung der Deckleiste 17 relativ zur Rückwand 14 verändert wird.

Die Deckleiste 17 ist mit einer Dichtlippe 20 verbun­ den, die in Verlängerung der Rückwand 14 im rechten Winkel von der Deckleiste 17 absteht und zumindest im Verbindungsbereich zur Deckleiste 17 starr mit dieser verbunden ist, während die Dichtlippe 20 im Bereich ih­ rer freien Kante 21 flexibel ausgebildet ist.

Die Dimensionierung ist dabei so gewählt, daß die Dichtlippe 20 mit ihrer freien Kante 21 dichtend an dem Randstreifen 8 anliegt, wenn die Deckleiste 17 im we­ sentlichen horizontal verläuft, wenn sich also die Dichtlippe 20 genau in der Verlängerung der Rückwand 14 erstreckt.

Die gesamte Dichtung 11 ist in dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel einstückig aus Kunststoff hergestellt, beispielsweise durch ein Strangpressverfahren, und die unterschiedlichen Widerstände gegen Verformung in ein­ zelnen Bereichen der Dichtung werden vorzugsweise durch unterschiedliche Materialstärken in den einzelnen Be­ reichen erzeugt.

Der Hohlraum 19 kann vollständig abgeschlossen sein, es ist aber bei einer abgewandelten Ausführungsform auch möglich, daß der Hohlraum 19 über eine Öffnung 22 mit der Umgebung in Verbindung steht. Diese ist in der Zeichnung schematisch als Kanal eingezeichnet, es han­ delt sich bei dieser Öffnung 22 jedoch um einen Strö­ mungspfad, der einen außerordentlich hohen Strömungswi­ derstand aufweist, und der einen Druckausgleich mit der Umgebung nur ganz allmählich zuläßt. Beispielsweise kann dies eine sehr feine Bohrung sein, es ist auch möglich, daß ein Sintermetall oder ein ähnlicher Werk­ stoff in diese Öffnung 22 eingesetzt ist. Auf diese Weise bleibt der Hohlraum gegenüber schnellen Druckwechseln abgeschlossen, nur bei lang anhaltenden Druck­ unterschieden kann ein Druckausgleich über die Öffnung 22 erfolgen.

Der Innendruck im Hohlraum 19 entspricht normalerweise dem üblichen Umgebungsdruck. Dieser stellt sich bei ei­ ner Ausführungsform mit einer Öffnung 22 nach einiger Zeit von selbst ein, bei einer Ausführungsform mit vollständig abgeschlossenem Hohlraum 19 wird der Innen­ druck in dieser Weise einmal durch entsprechende Befül­ lung des Hohlraumes 19 mit einem Füllmedium einge­ stellt. Die Druckdifferenz zwischen dem Hohlraum 19 und der Umgebung ist in diesem Falle also Null, und die Dichtung ist so dimensioniert, daß dabei die Vorderwand 16 zickzackförmig gefaltet ist, die Deckleiste 17 ver­ läuft dabei im wesentlichen horizontal, und dies führt dazu, daß die Dichtlippe 20 in der Verlängerung der Rückwand 14 mit ihrer freien Kante 21 dichtend an dem Randstreifen 8 anliegt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Falle ist also der Strömungsweg 9 herme­ tisch geschlossen, der Innenraum 10 des Sterilbehälters 1 steht ausschließlich über die Öffnung 6 mit der Umge­ bung in Verbindung, die durch ein Dauerfilter 7 so ge­ sichert ist, daß nur keimfreie Luft eintreten kann.

Wenn bei Beginn eines Sterilisiervorganges in einem Sterilisator der Umgebungsdruck abgesenkt wird, wird die flexible Vorderwand 16 durch den höheren Druck im Innenraum 19 nach außen gefaltet und ausgebaucht, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Dies führt zu einer Verschwenkung der Deckleiste 17 nach oben, und dabei nimmt die Deckleiste 17 die Dichtlippe 20 mit, die in Richtung auf den Innenraum 10 verschwenkt wird. Die freie Kante 21 entfernt sich dabei vom Randstreifen 8 und gibt den Strömungsweg 9 frei, damit kann der Innen­ raum 10 des Sterilbehälters 1 evakuiert werden.

Steigt der Druck im Sterilisator während des Sterili­ siervorganges über den normalen Umgebungsdruck, wo wird umgekehrt die Vorderwand 16 nach innen ausgebaucht, der Querschnitt des Hohlraumes 19 wird herabgesetzt und die Deckleiste 17 wird nach unten verschwenkt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei nimmt sie die Dichtlippe 20 mit und verschwenkt diese vom Innenraum 10 weg, die freie Kante 21 entfernt sich dabei vom Randstreifen 8 und gibt ebenfalls den Strömungsweg 9 frei, so daß nun­ mehr das unter erhöhtem Druck stehende Umgebungsmedium, beispielsweise erhitzter Wasserdampf, in den Innenraum 10 des Sterilbehälters einströmen kann.

Die Dichtung 11 wirkt somit in Abhängigkeit vom Umge­ bungsdruck und damit in Abhängigkeit von der Druckdif­ ferenz im Hohlraum 19 und in der Umgebung als Verstell­ vorrichtung für die Dichtlippe 20.

Nach dem Abschluß des Sterilisiervorganges herrscht in der Umgebung wieder derselbe Druck wie im Hohlraum 19, so daß die Dichtlippe 20 wieder in die in Fig. 1 dar­ gestellte Schließstellung zurückkehrt. In dieser ver­ bleibt sie und hält somit den Inhalt des Sterilbehäl­ ters 1 dauerhaft steril. Auch bei Druckschwankungen der Umgebung bleibt diese Stellung erhalten, wobei bei Verwendung einer zusätzlichen Öffnung 22 diese Druck­ schwankungen zusätzlich langfristig ausgeglichen werden können.

Claims (10)

1. Sterilbehälter mit einem Unterteil, einem darauf aufsetzbaren, durch eine zwischen Unterteil und Oberteil angeordnete Dichtung gegenüber dem Unter­ teil abdichtbaren Oberteil und mit Mitteln, die abhängig vom Umgebungsdruck des Sterilbehälters einen Zugang zum Innern des Sterilbehälters öffnen und schließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (11) einen abgeschlossenen Hohlraum (19) mit einer verformbaren Wand (16) aufweist, dessen Volumen sich bei Veränderung der Differenz des Um­ gebungsdruckes und des Innendruckes des Hohlraumes (19) durch eine Verformung der Wand (16) ändert, und daß die Dichtung (11) ein durch die Verformung der Wand (16) bewegbares Dichtelement (20) auf­ weist, welches bei niedrigem Umgebungsdruck einen Strömungsweg (9) in das Innere (10) des Sterilbe­ hälters (1) öffnet, diesen bei ansteigendem Umge­ bungsdruck verschließt und ihn bei weiterem An­ stieg des Umgebungsdruckes wieder öffnet.

2. Sterilbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dichtelement (20) den Strömungs­ weg (9) verschließt, wenn der Innendruck des Hohl­ raumes (19) gleich dem Umgebungsdruck ist.

3. Sterilbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verformbare Wand (16) ela­ stisch dehnbar ist.

4. Sterilbehälter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verform­ bare Wand (16) zusammen- und auseinanderfaltbar ist.

5. Sterilbehälter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verform­ bare Wand (16) ausbauchbar ist.

6. Sterilbehälter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (19) von einer verformbaren Wand (16) und einer durch die Änderung des Umgebungsdruckes nicht ver­ formbaren Wand (14) begrenzt wird.

7. Sterilbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verformbare Wand (16) zur Innen­ seite des Sterilbehälters (1) gerichtet ist.

8. Sterilbehälter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtele­ ment (20) eine Dichtlippe ist, die durch Verfor­ mung der verformbaren Wand (16) des Hohlraumes (19) verschwenkt wird und nur in einer mittleren Schwenkstellung den Strömungsweg (9) in das Innere (10) des Sterilbehälters (1) verschließt.

9. Sterilbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dichtelement (20) über eine quer abstehende Leiste (17) mit der verformbaren Wand (16) verbunden ist, die bei Verformung die Leiste (17) verschwenkt.

10. Sterilbehälter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (19) über eine Belüftungsöffnung (22) mit sehr ho­ hem Strömungswiderstand mit der Umgebung in Ver­ bindung steht.