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Die Beschreibung betrifft einen Kondensator mit einer Einrichtung zum Abführen von Kondensat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Kondensatoren finden an Dampfsterilisatoren Verwendung, in denen z. B. chirurgische oder dentale Instrumente durch eine Heißdampfbehandung bei etwa 120°C bis 140°C steril gemacht werden. In der Behandlungskammer des Dampfsterilisators entsteht beim Abkühlen Kondensat, welches abgeführt werden muss. Ferner muss die Behandlungskammer nach dem Neubeschicken des Dampfsterilisators evakuiert werden, um Luft aus ihr zu entfernen. Dies erfolgt in mehreren Spülphasen, in denen die Behandlungskammer zunächst evakuiert und dann mit Dampf wieder gefüllt wird. Auch in einer sich an die Heißdampf-Behandlungsphase anschließende Trockenphase wird die Behandlungskammer evakuiert, um ein rasches Trocknen zu begünstigen.
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Es ist bekannt, im Kondensatsumpf befindliches Kondensat dadurch aus dem Kondensator zu entfernen, dass man auf seine freie Oberfläche einen Dampfdruck einwirken lässt. An ausgewählten Zeitpunkten eines Sterilisierprozesses ist diese Bedingung durch den in der Behandlungskammer anstehenden Heißdampf erfüllt. Zu anderen Zeitpunkten ist die Behandlungskammer aber druckfrei und muss extra nochmals mit Heißdampf beaufschlagt werden, um den Kondenstor zu leeren. Hierdurch wird der Kondensator unnötig aufgeheizt. Außerdem steigen die Prozesszeiten an, da sich der Sterilisator unnötig aufheizt.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Weg angegeben werden, wie man Kondensat aus dem Kondensatsumpf des Kondensators auch dann entfernen kann, wenn der Kondensator nicht mit Heißdampf beaufschlagt ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Kondensator mit Kondensat-Abführeinrichtung, welcher die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kondensator erfolgt das Abziehen von Kondensat durch eine Saugpumpe. Das Abziehen von Kondensat kann somit auch dann erfolgen, wenn die Behandlungskammer unter Normaldruck steht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 gestattet es, die Anschlüsse des Kondensators alle auf seiner Oberseite und Unterseite unterzubringen. Dies ist im Hinblick auf eine übersichtliche einfache Anschlussgeometrie ebenso vorteilhaft wie im Hinblick auf eine von Anschlussöffnungen freie Umfangswand (Wärmetauscherwand).
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Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, dass die Unterseite des Kondensators frei von Anschlüssen ist.
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Ein Kondensator gemäß Anspruch 4 sorgt auch im Langzeitbetrieb für eine zuverlässige Evakuierung des Kondensators, ohne dass die Saugpumpe besonders gewartet zu werden bräuchte.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 bringt als Vorteil, dass die Fluidität des Kondensates erhöht wird, was ebenfalls im Hinblick auf die Lebensdauer der Saugpumpe von Vorteil ist.
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Saugpumpen, wie sie im Anspruch 6 angegeben sind, sind als robuste Standardkomponenten erhältlich.
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Ein Kondensator gemäß Anspruch 7 zeichnet sich durch besondere Wartungsfreiheit der Saugpumpe aus.
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Bei einem Kondensator kann, insbesondere zum Beginn des Abziehens von Kondensat, ein Teil des Abziehens durch Wasserstrahlpumpen-Effekt erfolgen. Damit kann auch eine Saugpumpe verwendet werden, die nicht auf die Förderung von Gasen zusammen mit größeren Flüssigkeitsmengen ausgelegt ist.
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Bei einem Kondensator gemäß Anspruch 8 kann man in der Behandlungskammer befindlichen Dampf als Treibfluid für den Ejektor benutzen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 erlaubt das Abpumpen von Kondensat wahlweise durch einen saugenden Kompressor oder einen Ejektor. Man kann so die für die jeweilige Prozessphase günstigere Möglichkeit leicht einstellen. Eine ensprechende Umstellung des Umschaltventiles kann auch während des Betriebes des Dampfsterilisators erfolgen, also für unterschiedliche Teilzyklen des Sterilisiervorganges unterschiedlich vorgegeben werden.
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Die Maßnahme des Anspruches 10 ist im Hinblick auf ein unbehindertes Abströmen von Kondensat aus dem Sumpf des Kondensators von Vorteil. Durch einen Spülluftanschluss beim oberen Abschnitt der Behandlungskammer kann auch gewährleistet werden, dass man durch das Innere des Kondensators Luft umwälzen kann. Dies begünstigt das Kondensieren von Dampf. Zum Wiederabsaugen der Luft ist in einem unteren Abschnitt des Kondensators über den maximalen Kondensatpegel ein Gasauslass vorgesehen, der mit der Saugpumpe verbindbar ist. Auf diese Weise kann man den Kondensator evakuieren, mit Spülluft durchspülen und Kondensat aus ihm abziehen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist im Hinblick auf Schonung der Saugpumpe und gute Störungsfreiheit derselben von Vorteil.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Kondensators für einen Dampfsterilisator, der mit einer Einrichtung zum Abführen von Kondensat versehen ist, die auch bei drucklosem Kondensator arbeitet;
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2 eine erste Abwandlung des Kondensators nach 1;
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3 eine ähnliche Ansicht wie 1 und 2, in welcher eine abgewandelte Saugpumpe wiedergegeben ist; und
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4 eine schematische Darstellung eines Dampfsterilisators, welcher einen Kondensator mit Kondensat-Abführeinrichtung nach einer der 1 bis 3 umfasst.
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In 1 ist mit 210 insgesamt ein Kondensator bezeichnet, welcher eine gerippte Umfangswand 212, eine obere Endwand 214 und eine untere Endwand 216 aufweist.
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Die obere Endwand 246 ist mit einem Anschlussstutzen 218 versehen, der unter Betriebsbedingungen über ein Magnetventil 222 mit einer Behandlungskammer eines Dampfsterilisators in Verbindung steht, wie weiter unten genauer beschrieben wird.
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Die untere Endwand 216 trägt bei ihrem in der Zeichnung links gelegenen Ende einen Kondensat-Auslassstutzen 224 und bei ihrem in der Zeichnung rechts gelegenen Ende einen Gas-Auslassstutzen 226. Dieser trägt ein Tauchrohr 228, welches am oberen Ende offen ist. Das obere Ende des Tauchrohres 228 liegt eine vorgegebene Strecke über dem mit 230 bezeichneten Maximalpegel von Kondensat 232, welches sich im unteren Abschnitt des Kondensators ansammelt.
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Der Kondensat-Auslassstutzen 224 ist über ein Magnetventil 234 über einen schematisch dargestellten Zerstäuber 236 mit dem Einlass eines zweistufigen Membrankompressors 238 verbunden, der als Saugpumpe. arbeitet.
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Der Gas-Auslassstutzen 226 ist über ein Magnetventil 240 ebenfalls mit dem Einlass des Zerstäubers 236 verbunden. Alternativ kann der Ausgang des Magnetventiles 240 auch direkt mit dem Eingang des Membrankompressors 238 verbunden sein.
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Mit dem Einlass des Zerstäubers 236 ist ferner ein weiteres Magnetventil 242 verbunden, dessen Eingang mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel war die Umfangswand 212 des Kondensators von Anschlüssen frei.
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In Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispieles kann man statt der Verwendung eines Tauchrohres 228 auch den Gas-Auslassstutzen 226 in vorgegebener Höhe über der Endwand 216 in die Umfangswand 228 des Kondensators einmünden lassen, wie in 2 dargestellt. Gleichzeitig wird der Auslassstutzen 224 auf dem unteren Ende der gleichen Seitenwand angeordnet. Damit ist die untere Endwand 216 frei von Anschlüssen.
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In weiterer Abwandlung der Ausführungsbeispiele nach 1 und 2 kann man den Zerstäuber 236 auch durch einen Flüssigkeitabscheider 246 ersetzen, wie gestrichelt angedeutet. Im Flüssigkeitsabscheider 246 wird dann die überwiegende Menge des Kondensates zurückgehalten, was die Standzeit des Membrankompressors 238 verbessert. Aus dem Flüssigkeitsabscheider 246, der z. B. ein Zyklon sein kann, wird das Kondensat dann in regelmäßigen Abständen oder gesteuert durch einen Pegelsensor ins Abwassernetz oder zur Wiederverwendung im Sterilisator abgelassen.
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Das Ausführungsbeispiel nach 3 unterscheidet sich von demjenigen nach 1 dadurch, dass der Membrankompressor 238 durch einen Ejektor 238' ersetzt ist. Der Ejektor kann z. B. mit aus der Behandlungskammer stammendem Dampf als Treibfluid betrieben werden und das an seinem Ausgang anfallende Wasser wird über das Abwassernetz entsorgt.
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4 zeigt den Kondensator 210 und die ihm zugeordnete Einrichtung zum Abführen von Kondensat im Zusammenhang mit einem insgesamt mit 250 bezeichneten Dampfsterilisations-Autoklaven. Der Kondensator und die obenstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen mit ihm zusammenarbeitenden Komponenten sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Sie brauchen nachstehend nicht nochmals detailliert beschrieben zu werden.
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Der Autoklav 250, der eine Behandlungskammer 251 begrenzt, ist über eine Leitung 242 und das Magnetventil 222 mit dem Anschlussstutzen 218 des Kondensators 210 verbunden. Die Leitung 242 ist über eine geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Durchführung durch den doppelschaligen Mantel des Autoklaven 250 durchgeführt. Gleiches gilt für andere zum Inneren des Autoklaven führende Leitungen oder von ihm wegführende Leitungen.
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Eine Frischwasserleitung 252 ist über ein Magnetventil 254 mit einem Vorratsbehälter 256 für Frischwasser verbunden. Aus diesem saugt eine Pumpe 258 an. Deren Ausgang ist über ein Magnetventil 260 mit einem Einlass eines Dampfgenerators 262 verbunden. Dieser umfasst ein Generatorgehäuse 264, welches auf die Unterseite des Autoklaven 250 aufgesetzt ist. Ein Heizstab 266 verdampft im Generatorgehäuse 264 befindliches Wasser, und der so erzeugte Dampf kann über eine Leitung 268 sowie ein Magnetventil 270 zur Behandlungskammer 251 geführt werden.
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Ein Auslass des Generatorgehäuses 264 ist über ein Filter 272 und ein Magnetventil 274 mit einem weiteren Kondensator 276 verbunden, dessen Auslass in Verbindung mit einem Sammelbehälter 278 für verbrauchtes Prozesswasser in Verbindung steht.
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Der Kondensator 276 ist über eine weitere Leitung 280 mit dem Auslass des Ejektors 238' verbunden. Ein weiterer Eingang des Kondensators 276 ist über eine Leitung 282 mit dem Auslass des Membrankompressors 238 verbunden.
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Den in der Behandlungskammer 251 herrschenden Druck misst ein Drucksensor 286. Ein weiterer Drucksensor 288 misst den im Generatorgehäuse 264 herrschenden Druck. Ein Temperatursensor 290 ist vorgesehen, um die Temperatur in der Behandlungskammer 251 zu messen.
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Über ein Sterilfilter 292 und ein weiteres Magnetventil 294 kann das Innere der Behandlungskammer 251 mit der Umgebung in Verbindung gesetzt werden, um nach abgeschlossener Sterilisierphase die dann unter Vakuum stehende Behandlungskammer zu belüften. Dabei wird durch das Sterilfilter 292 verhindert, dass über das Magnetventil 294 Keime in die Behandlungskammer gelangen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach 4 kann zum Absaugen von Kondensat aus dem Kondensator 210 auch der Ejektor 238' verwendet werden. Hierzu ist der Treibfluid-Einlass des Ejektors 238 über ein weiteres Magnetventil 296 und ein Filter 298 mit dem Inneren der Behandlungskammer 251 verbindbar.
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Ob zum Absaugen von Kondensat aus dem Kondensator 210 der Membrankompressor 238, der Ejektor 238' oder beide dieser Saugpumpen verwendet werden, kann über die Stellung eines 3/3-Magnetventils 300 vorgegeben werden. Dieses hat eine erste Anschlussöffnung, die über das Magnetventil 234 mit dem Kondensat-Auslassstutzen 224 verbindbar ist, eine zweite Anschlussöffnung, die mit dem Sauganschluss des Ejektors 238' verbunden ist, und eine dritte Anschlussöffnung, die mit dem Sauganschluss des Membrankompressors 238 verbunden ist.
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In der Mittenstellung M des Magnetventiles 300 ist nur der Ejektor 238' mit dem Anschlussstutzen 224 verbindbar.
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In der linken Arbeitsstellung L des Magnerventiles 300 ist nur der Membrankompressor 238 mit dem Anschlussstutzen 224 verbindbar.
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In der rechten Arbeitsstellung R sind Ejektor 238' und Membrankompressor 238 gemeinsam mit dem Auslassstutzen 224 verbindbar.
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Mit dem Anschlussstutzen 218 des Kondensators 210 ist ein weiteres Magnetventil 302 verbunden, um aus der Umgebung Spülluft zum Kopfraum des Kondensators leiten zu können.
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Damit können folgende Druck-Führungsschritte durchgeführt werden:
- a) Evakuieren der Behandlungskammer,
- b) Heißdampf-Druckbeaufschlagung der Behandlungskammer,
- c) Rascher Druckabbau in der Behandlungskammer auf 110 kPa,
- d) Langsamer Druckabbau von 110 kPa auf Umgebungsdruck,
- e) Belüften der Behandlungskammer.
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Ferner können folgende Kondensatabzugsmodi eingestellt werden
- f) Abpumpen von Kondensat nur durch den Ejektor 238',
- g) Abpumpen von Kondensat durch den Membrankompressor 238 und den Ejektor 238' zusammen,
- h) Abpumpen von Kondensat nur durch den Membrankompressor 238.
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Hierzu werden die Magnetventile wie folgt gestellt:
(1 = offen; 0 = geschlossen; L, M, R = Arbeitsstellungen; B = Beliebige der Arbeitsstellungen L, M, R)
| Ventil | Aktion |
| Nr. | a | b | c | d | e | f | g | h |
| 222 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 234 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 240 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 270 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 294 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 296 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 300 | B | B | B | B | B | M | R | L |
| 302 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
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Das Absaugen von Kondensat gemäß f) erfolgt so:
Das Magnetventil 300 wird in seine mittlere Arbeitsstellung M gestellt. Steht die Behandlungskammer 251 unter Druck, und öffnet man in einer solchen Situation das Magnetventil 296, so wird bei ebenfalls geöffnetem Ventil 234 Kondensat aus dem Sumpf des Kondensators 210 durch den Ejektor 238' abgesaugt und über den Kondensator 276 in den Sammelbehälter 278 entsorgt.
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Das Absaugen von Kondensat gemäß g) erfolgt so:
Das Magnetventil 300 steht in seiner rechten Arbeitsstellung R. Nun sind der Einlass des Ejektors 238' und der Einlass des Membrankompressors 238 beide mit dem Magnetventil 234 verbunden. Wird dieses geöffnet, wird Kondensat zum Membrankompressor 238 und zum Ejektor 238' abgesaugt. Dabei ist zu Beginn der Druckentlastung wegen des raschen Druckabbaus in der Behandlungskammer 251 die Saugleistung des Ejektors 238' größer als die des Membrankompressors 238. Diese bleibt aber konstant, während die Saugleistung des Ejektors 238' gemäß der Abnahme des Dampfsstromes abnimmt.
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Das Absaugen von Kondensat gemäß h) erfolgt so:
Das Magnetventil 300 wird in seine linke Arbeitsstellung L gestellt, in welcher nur der Einlass des Membrankompressors 238 mit dem Magnetventil 234 verbunden ist.
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Bei allen Arten des Absaugens von Kondensat ist das Magnetventil 302 geöffnet, damit sich der Kondensatpegel im Kondensator 210 frei absenken kann.
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Verzichtet man auf ein gleichzeitiges Arbeiten von Membrankompressor und Ejektor (Wegfall der Arbeitsstellung R des Magnetventiles 300), kann man das Magnetventil 302 weglassen und die Belüftung des Kondensator-Kopfraumes durch Öffnen der Magnetventile 240 und 242 vornehmen.
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Der oben beschriebene Kondensator 210 mit zugehöriger Kondensat-Abzugseinrichtung wird am Autoklaven 250 wie folgt betrieben:
Nach dem Beschicken mit Sterilisiergut werden zunächst Luftanteile aus der Behandlungskammer entfernt. Dies erfolgt in mehreren Verdünnungszyklen, die jeweils einen Evakuierschritt und einen Heißdampf-Bedruckungsschritt umfassen.
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Zum Evakuieren der Behandlungskammer 251 des Dampfsterilisators werden dabei die Magnetventile 240 und 222 geöffnet, während die anderen Magnetventile geschlossen bleiben. Der Membrankompressor 238 saugt nun über den Kondensator 210 die Behandlungskammer 251 des Dampfsterilisators leer. Anschließend wird die Behandlungskammer durch Aufsteuern des Magnetventiles 270 mit unter Druck stehendem Heißdampf aus dem Dampfgenerator 262 geflutet. Der Druck in der Behandlungskammer wird dann durch öffnen des Magnetventils 296 rasch bis kurz über Atmosphärendruck entlastet. Anschließend erfolgt der Evakuierschritt des nächsten Verdünnungszyklus.
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Diese Verdünnungszyklen werden so lange wiederholt, bis der Restluftgehalt in der Behandlungskammer eine vorgegebene Schwelle unterschritten hat. Den Zeitpunkt kann man fest als Erfahrungswert vorgeben. Alternativ kann man den Sauerstoffgehalt in der Behandlungskammer messen und die Flutung/Evakuierungszyklen so lange fortsetzen, bis eine gewünschte Sauerstoff-Schwelle unterschritten wird.
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Während der dann erfolgenden Heißdampf-Sterilisierbehandlung des Sterilisiergutes in der Behandlungskammer bleiben die Magnetventile 222, 234, 240 und 242 alle geschlossen.
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Ist die Heißdampf-Behandlungsphase abgelaufen, wird der Druck in der Behandlungskammer des Sterilisators zunächst durch Öffnen des Magnetventils 296 schlagartig abgebaut. Gleichzeitig wird das Magnetventil 234 aufgesteuert. Den abströmendem Dampf als Treibgas nutzend wird durch den Ejektor 238' dann Kondensat aus dem Kondensator 210 abgepumpt. Dabei steht das Magnetventil 300 in der Arbeitsstellung M oder R und das Magnetventil 302 ist aufgesteuert, so dass der Kopfraum des Kondensators 210 mit der Umgebungsatmosphäre kommuniziert.
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Ist der Druck in der Behandlungskammer auf einen Wert von ca. 110 kPa abgefallen, wird das Magnetventil 300 in seine Arbeitsstellung L gebracht, und das Magnetventil 302 kann nun geschlossen werden.
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Nun erfolgt bei geöffnetem Magnetventilen 240 und 222 ein weiterer, langsamer Druckabbau in der Behandlungskammer 251 und ein weiteres Abpumpen von Kondensat durch den Membrankompressor 238.
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Dem von dem Membrankompressor 238 dann abgezogenen Kondensat wird über das weiter offene Magnetventil 242 Luft hinzugefügt, so dass man dann ein Luft/Kondensatgemisch erhält, welches hohe Fluidität aufweist.
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Das Magnetventil 242 bildet zugleich einen Nebenluftweg, der gewährleistet, dass der Membrankompressor 238 einen Luft-Grundstrom erhält.
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Stellt der Pegeldetektor 244 fest, dass der Kondensatspiegel im Kondensator 210 auf den gewünschten Wert (in der Regel Pegel null) abgefallen ist, wird das Magnetventil 234 und – falls noch nicht erfolgt – das Magnetventil 302 geschlossen und das Magnetventil 240 geöffent. Der Membrankompressor 238 setzt nun die Behandlungskammer 251 unter Unterdruck und saugt Wasserdampf aus der Behandlungskammer ab, was ein rasches Trocken des Sterilisiergutes begünstigt.
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Ist das Sterilisiergut ausreichend getrocknet, was durch Abnahme des Druckes in der Behandlunskammer 251 erkennbar ist, (oder nach gemäß Erfahrungswerten vorgegebener Zeit) schaltet die Steuerung 304 den Membrankompressor 238 ab.
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Ein Druckausgleich zur Umgebung erfolgt dann durch Aufsteuern des Magnetventiles 294, so dass sterile Luft in die Behandlungskammer einströmt.
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Die Gerätesteuerung 304 gibt dann die Verriegelung der Tür des Autoklaven frei, und die nun sterilen Instrumente können der Behandlungskammer entnommen werden.
