DE102017114294A1

DE102017114294A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit und Reinigungs- und Desinfektionsgerät

Info

Publication number: DE102017114294A1
Application number: DE102017114294.0A
Authority: DE
Inventors: Janko Kukolja; Tobias Malec
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie (5) für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät. Die Vorrichtung (10) zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste und eine zweite Dosierkammer (11, 21) vorhanden sind, die kaskadiert angeordnet sind, indem ein Überlauf (15) der ersten Dosierkammer (11) mit einem Einlass (13) der zweiten Dosierkammer (21) verbunden ist, und die jeweils ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit aufnehmen können, wobei im Bereich des Überlaufs (15) ein Überlaufsensor (16) vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit und ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät, das eine derartige Vorrichtung aufweist.
In Krankenhäusern oder Arztpraxen werden medizinische Instrumente, die zu Operationszwecken verwendet wurden, nach der Benutzung aufbereitet. Die Aufbereitung umfasst hierbei eine Reinigung, Desinfektion, Trocknung und ggf. eine sich anschließende Sterilisation. Die Schritte des Reinigen, Desinfizieren und Trocknen werden üblicherweise in einem Reinigungs- und Desinfektionsgerät durchgeführt. Dabei haben sich mit Geschirrspülmaschinen vergleichbar arbeitende Reinigungs- und Desinfektionsgeräte etabliert, bei denen über mindestens einen Sprüharm eine Reinigungsflüssigkeit in einem Spülraum versprüht wird.
In Reinigungs- und Desinfektionsgeräten werden der Reinigungsflüssigkeit Prozesschemikalien zugesetzt, um eine ausreichende Reinigungs- und auch Desinfektionswirkung sicher zu stellen. Diese Chemikalien werden flüssig in Vorratsbehältern bereitgestellt. Da die Prozesschemikalien hochkonzentriert sind, ist normativ eine hohe und redundant überwachte volumenbezogene Dosiergenauigkeit gefordert. Um eine genaue Dosierung zu erzielen, werden die eingangs genannten Vorrichtungen zum Dosieren von Flüssigkeiten eingesetzt. Diese können Teil eines Reinigungs- oder Desinfektionsgerätes sein oder diesen vorgeschaltet sein.
Im Betrieb eines Reinigungs- und Desinfektionsgeräts können je nach Anwendungszweck verschiedenste Prozesschemikalien eingesetzt werden, die sich in ihren Dichten und Viskositäten unterscheiden und zudem häufig unterschiedliche Temperaturabhängigkeiten dieser Parameter aufweisen. Die Vorrichtungen und eingesetzten Verfahren zum Dosieren der Prozesschemikalien müssen daher für Prozesschemikalien mit unterschiedlichen physikalischen Parametern geeignet sein. Zudem ist eine gute Entgasung der Vorrichtung notwendig, um Blasen im Volumenstrom der Prozesschemikalien zu vermeiden.
Gemäß der Druckschrift DE 10 2012 108 974 A1 wird eine Hubkolbenpumpe als Dosierpumpe verwendet. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie in den Vorratsbehälter der Prozesschemikalien, beispielsweise in deren Deckel, integriert ist, wodurch z.B. ein Abtropfen der Prozesschemikalie beim Wechsel des Vorratsbehälters verhindert werden kann. Das geförderte Volumen kann in Portionen, die einem Hub der Hubkolbenpumpe entsprechen, dosiert werden. Eine Dosierung in einer feineren Abstufung ist mit einer derartigen Hubkolbenpumpe nicht möglich. Es kann zudem nicht überprüft werden, ob eine Dosierung korrekt erfolgt ist.
Aus der Druckschrift DE 10 2011 104 290 A1 ist eine Dosiervorrichtung bekannt, bei der zwei Hubkolbenpumpen kaskadiert, also nacheinander geschaltet, eingesetzt werden. Die beiden Hubkolbenpumpen sind für unterschiedliche Druckbereiche ausgelegt, wobei eine erste Pumpe dem möglichst blasenfreien Befüllen des Kolbens der zweiten Hubkolbenpumpe dient. Dosiert werden kann wiederrum nur in Einheiten des Hubvolumens der zweiten Hubkolbenpumpe. Eine höhere Dosiergenauigkeit ist nicht erzielbar.
Weiterhin sind Dosiersysteme bekannt, bei denen eine Pumpe, beispielsweise eine Schlauchpumpe, eine Kolbenpumpe, eine Membranpumpe oder eine Balgenpumpe in Kombination mit einem Durchflussmengensensor, beispielsweise einem Flügelradzähler oder einem gravimetrischen System eingesetzt wird. Hierbei ist die Genauigkeit der Dosierung und der Dosierüberwachung im Wesentlichen durch die Messgenauigkeit des Durchflussmengenzählers gegeben, sowie die Nachlaufeigenschaften der verwendeten Pumpe. Durchflussmengenzähler sind in der Regel jedoch nur für eingeschränkte Viskositätsbereiche der verwendeten Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit verfügbar. Zudem sind genau arbeitende Durchflussmengenzähler kostspielig.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten bereit zu stellen, das bei einfachem Aufbau für verschiedenste Flüssigkeiten in einem weiten Parameterbereich, insbesondere mit Hinblick auf die Dichte und die Viskosität der Flüssigkeit, einsetzbar ist. Die Vorrichtung und das Verfahren sollten zudem möglichst zuverlässig und störunanfällig sein, bzw. durchführbar sein. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät mit einer derartigen Vorrichtung bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste und eine zweite Dosierkammer vorhanden sind, die kaskadiert angeordnet sind, indem ein Überlauf der ersten Dosierkammer mit einem Einlass der zweiten Dosierkammer verbunden ist, und die jeweils ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit aufnehmen können, wobei im Bereich des Überlaufs ein Überlaufsensor vorgesehen ist.
Die Verwendung von zwei kaskadierten Dosierkammern ermöglicht ein redundantes Abmessen der zu dosierenden Flüssigkeit. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Dosiervorgangs erhöht. Die Verwendung von Dosierkammern, die bevorzugt ein variierbares Volumen aufweisen, macht das Abmessen des zu dosierenden Volumens in weiten Bereichen unabhängig von einer Viskosität und einer Dichte der dosierten Flüssigkeit. Der Überlaufsensor wird lediglich zur Flüssigkeitsdetektion eingesetzt und nicht zur Bestimmung eines durchströmenden Volumens. Er kann daher einfach und wenig störanfällig aufgebaut sein und z.B. optisch arbeiten und durch eine Lichtschranke realisiert werden. Der Überlaufsensor dient einer Überwachung des Dosiervorgangs, wodurch sich eine erhöhte Betriebssicherheit ergibt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung bildet ein Überlauf der zweiten Dosierkammer einen Auslass für das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit. Bevorzugt ist dabei im Bereich des Überlaufs der zweiten Dosierkammer ein weiterer Überlaufsensor vorgesehen. Damit wird eine noch weitergehende Überwachung des Dosiervorgangs ermöglicht.
Die Dosierkammern weisen bevorzugt jeweils einen verstell- oder verfahrbaren Hubkolben auf, mittels dem Flüssigkeit aus der jeweiligen Dosierkammer in den jeweiligen Überlauf gedrückt werden kann. Der verstell- oder verfahrbare Hubkolben ermöglicht zum einen das Austreiben der Flüssigkeit aus der Dosierkammer. Zum anderen kann der Hubkolben eingesetzt werden, um ein gewünschtes Volumen für den Dosiervorgang einzustellen. Dazu wird der jeweilige Hubkolben in eine Anfangsposition gebracht, in der die Dosierkammern jeweils gerade das gewünschte, zu dosierende Volumen aufnehmen können, bevor Flüssigkeit über den jeweiligen Überlauf abläuft.
Bevorzugt ist zur kontrollierten Verstell- oder Verfahrbarkeit jeweils ein Positionssensor für den Hubkolben vorhanden, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit über die Anfangsposition des Hubkolbens einzustellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist die erste und/oder die zweite Dosierkammer einen in einem unteren Bereich angeordneten Ablauf auf, der zumindest in einer unteren Position des Hubkolbens ein Ablaufen der Flüssigkeit aus der Dosierkammer ermöglicht. Die erste, zweite oder beide Dosierkammern können so mit einer Spülflüssigkeit, z.B. Wasser oder entsalztem Wasser, durchspült werden, wobei die Spülflüssigkeit über den Ablauf abläuft und verworfen werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät, ist für eine Vorrichtung geeignet, die eine erste und eine zweite Dosierkammer aufweist, die kaskadiert angeordnet sind, wobei ein Überlauf der ersten Dosierkammer mit einem Einlass der zweiten Dosierkammer verbunden ist, und wobei die dosierte Flüssigkeit an einem Überlauf der zweiten Dosierkammer abgegeben wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Es wird ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit in die erste Dosierkammer eingefüllt, wobei sich die Flüssigkeit in der ersten Dosierkammer zwischen einem Hubkolben und dem Überlauf der ersten Dosierkammer befindet. Der Hubkolben der ersten Dosierkammer wird auf den Überlauf zu bewegt, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit von der ersten Dosierkammer über den Überlauf in die zweite Dosierkammer zu übertragen. Die Flüssigkeit befindet sich in der zweiten Dosierkammer dann wiederum zwischen einem Hubkolben und einem Überlauf der zweiten Dosierkammer. Es wird beobachtet, ob während des Bewegens des Hubkolbens ein im Bereich des Überlaufs angeordneter Überlaufsensor das Übertragen der Flüssigkeit anzeigt. Anschließend wird der Hubkolben der zweiten Dosierkammer auf den entsprechenden Überlauf zu bewegt, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit abzugeben.
Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Vorrichtung genannten Vorteile. Insbesondere ist das Verfahren unabhängig von der Dichte und der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit, da über vordefinierte Volumina gemessen wird. Auch Temperaturabhängigkeiten der genannten Parameter haben einen geringen Einfluss auf das dosierte Volumen. Durch den Überlaufsensor wird eine hohe Betriebssicherheit erzielt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Dosierfehler signalisiert, wenn während der Bewegung des Hubkolbens der Überlaufsensor ein Übertragen der Flüssigkeit nicht anzeigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird während des Bewegens des Hubkolbens der ersten Dosierkammer und/oder während des Bewegens des Hubkolbens der zweiten Dosierkammer ein im Bereich des Überlaufs der zweiten Dosierkammer angeordneter weiterer Überlaufsensor beobachtet, der das Abgeben der Flüssigkeit anzeigt. In dem Fall kann ein Dosierfehler signalisiert werden, wenn während der Bewegung des Hubkolbens der ersten Dosierkammer der weitere Überlaufsensor ein Abgeben der Flüssigkeit anzeigt. Weiter kann ein Dosierfehler signalisiert werden, wenn während der Bewegung des Hubkolbens der zweiten Dosierkammer der weitere Überlaufsensor anzeigt, dass Flüssigkeit nicht abgegeben wird. Der weitere Überlaufsensor und die genannten Verfahrensschritte ermöglichen eine redundante Überprüfung des dosierten Volumens.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Einfüllen des zu dosierenden Volumens der Flüssigkeit in die erste Dosierkammer anhand des Überlaufsensors der ersten Dosierkammer gesteuert.
So wird etwa in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zuerst der Hubkolben der ersten Dosierkammer soweit verfahren, dass sich zwischen dem Hubkolben und dem Überlauf der ersten Dosierkammer das zu dosierende Volumen bildet. Daraufhin wird die zu dosierende Flüssigkeit in die erste Dosierkammer eingeführt. Sobald ein Überlaufen mittels des Überlaufsensors der ersten Dosierkammer detektiert wird und die Gerätesteuerung ein Signal des Überlaufsensors erhält, wird die Zufuhr der zu dosierenden Flüssigkeit unterbrochen, beispielsweise über einen mechanischen Aufschwimmschalter, welcher den Flüssigkeitszufluss verschließt, oder durch eine Unterbrechung der Stromzufuhr der Flüssigkeits-Förderpumpe durch die Gerätesteuerung oder durch ein Verschließen eines Ventils.
Ein erfindungsgemäßes Reinigungs- und Desinfektionsgerät, insbesondere für medizinische Geräte, zeichnet sich dadurch aus, dass es eine zuvor beschriebene Vorrichtung zur Dosierung einer Prozesschemikalie aufweist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1–4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer anmeldungsgemäßen Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten in einer schematischen Schnittdarstellung in verschiedenen Betriebszuständen; und
5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer anmeldungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten in einer schematischen Schnittdarstellung.
In den 1 bis 4 ist erstes Ausführungsbeispiel einer anmeldungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Dosieren von Flüssigkeiten für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät dargestellt. Die Vorrichtung 10 ist in den 1 bis 4 jeweils zusammen mit Komponenten eines Reinigungs- und Desinfektionsgeräts gezeigt und dient zur Dosierung von Prozesschemikalien in einen Spülraum 1 des Reinigungs- und Desinfektionsgerätes. Es wird angemerkt, dass die Vorrichtung 10 prinzipiell jedoch auch im Zusammenhang mit anderen Einsatzzwecken, bei denen es auf eine genaue dichte- und viskositätsunabhängige Dosierung von Flüssigkeiten ankommt, einsetzbar ist.
Die Vorrichtung 10 umfasst zwei bis auf Ein- und Auslässe geschlossene zylinderförmige Kammern, eine erste Dosierkammer 11 und eine zweite Dosierkammer 21. In jeder der Dosierkammern 11, 21 ist jeweils ein vertikal bewegbarer Hubkolben 12, 22 angeordnet. Der einfacheren Dichtung zwischen Hubkolben 12, 22 und den Wänden der Dosierkammern 11, 21 halber weisen die Dosierkammern 11, 21 bevorzugt einen runden Querschnitt auf. Die Hubkolben 12, 22 sind mit Stelleinrichtungen verbunden, beispielsweise einem Motorantrieb mit einem entsprechenden Getriebe, z. B. einem Spindelgetriebe. Über den Antrieb kann die Position des jeweiligen Hubkolbens 12, 22 unabhängig voneinander eingestellt werden. Bevorzugt ist der jeweilige Hubkolben 12, 22 und/oder der Antrieb mit einem Positionssensor versehen, so dass die Position des Hubkolbens 12, 22 in der jeweiligen Dosierkammer 11, 21 bestimmt und definiert eingestellt werden kann. An Stelle eines Positionssensors, der eine Position über einen gesamten Hubweg wiedergibt, kann auch beispielsweise ein Schrittmotorantrieb vorgesehen sein, der es ermöglicht, eine vorgegebene Position ausgehend von einem definierten Endanschlag gezielt anzufahren.
Beide Zylinder 11, 21 sind vertikal ausgerichtet, so dass eine Hubbewegung des entsprechenden Hubkolbens 12, 22 ebenfalls vertikal erfolgt. Die erste Dosierkammer 11 ist dabei gegenüber der zweiten Dosierkammer 21 vertikal leicht erhöht angeordnet.
Die erste Dosierkammer 11 weist einen ersten Zulauf 13 auf, über den eine zu dosierende Prozesschemikalie zugeführt wird. In diesem Zulauf ist eine Pumpe 3 für die Prozesschemikalie und ein Zulaufventil 4 angeordnet.
Weiter ist ein zweiter Zulauf 13’ für eine Spülflüssigkeit, z.B. Wasser, vorgesehen, um die Vorrichtung 10 auszuspülen und Reste von Prozesschemikalien entfernen zu können. Durch das Ausspülen kann beispielsweise ein Eintrocknen der Prozesschemikalien innerhalb der Vorrichtung 10 oder ein Auskristallisieren der Prozesschemikalien verhindert werden. Weiterhin kann ein Durchspülen sinnvoll oder erforderlich sein, wenn auf eine andere Prozesschemikalie umgestellt wird. Im Zulauf 13’ für die Spülflüssigkeit ist ebenfalls eine Pumpe 3’ und ein Zulaufventil 4’ angeordnet. Für den Fall, dass die Spülflüssigkeit bereits druckbeaufschlagt bereitgestellt wird, beispielsweise wenn Wasser aus einem Leitungssystem als Spülflüssigkeit verwendet wird, kann an dieser Stelle auf die Pumpe 3’ verzichtet werden.
Neben den beiden Zuläufen 13, 13’ weist die erste Dosierkammer 11 einen Ablauf 14 auf, der über eine Einlaufleitung 2 mit dem Spülraum 1 verbunden ist. Der Ablauf 14 ist innerhalb der ersten Dosierkammer 11 so positioniert, dass er gerade oberhalb des Hubkolbens 12 liegt, wenn dieser sich in der in 1 dargestellten vollständig abgesenkten Position befindet. In der dargestellten abgesenkten Position des Hubkolbens 12 kann beispielsweise über den Zulauf 13’ einlaufende Spülflüssigkeit die erste Dosierkammer 11 ausspülen und dann durch den Ablauf 14 und die Einlaufleitung 2 in den Spülraum 1 ablaufen.
Weiter weist die erste Dosierkammer 11 einen im oberen Bereich angeordneten Überlauf 15 auf, der unmittelbar mit einem Zulauf 23 der zweiten Dosierkammer 21 verbunden ist. Über den Überlauf 15 aus der ersten Dosierkammer 11 austretende Flüssigkeit läuft also unmittelbar in die zweite Dosierkammer 21. Am Überlauf 15 bzw. an einer Position entlang der Verbindungsleitung zwischen dem Überlauf 15 und dem Zulauf 23 ist ein Überlaufsensor 16 angeordnet, der einen Flüssigkeitsübertritt von der ersten Dosierkammer 11 in die zweite Dosierkammer 21 detektiert. In einer ersten Ausgestaltung kann dieses beispielsweise eine Lichtschranke an einem transparenten Schlauch oder Rohrstück sein. Es ist auch denkbar, einen Flügelradzähler als Überlaufsensor 16 zu verwenden. Es ist dabei ausreichend, dass der Überlaufsensor 16 erfasst, dass eine Flüssigkeit übertritt, wohingegen die Menge der übertretenden Flüssigkeit im Rahmen des anwendungsgemäßen Verfahrens nicht relevant ist.
Im unteren Bereich der zweiten Dosierkammer 21 ist ein Ablauf 24 angeordnet, der ebenfalls über eine Einlaufleitung 2 mit dem Spülraum 1 verbunden ist. Wie bei der ersten Dosierkammer 11 ist auch bei der zweiten Dosierkammer 21 der Ablauf 24 so angeordnet, dass er gerade oberhalb des Hubkolbens 22 in dessen unterster Position liegt. Weiter ist auch bei der zweiten Dosierkammer 21 ein Überlauf 25 angeordnet, dem ein weiterer Überlaufsensor 26 zugeordnet ist. Die aus dem Überlauf 25 aus der zweiten Dosierkammer 21 ablaufende Flüssigkeit stellt die von der Vorrichtung 10 dosierte Flüssigkeit dar. Sie wird vorliegend über eine weitere Einlaufleitung 2 in den Spülraum 1 geführt.
Anhand der 2 bis 4 wird nachfolgend ein Verfahren zum Dosieren mit der in 1 wiedergegebenen Vorrichtung beschrieben.
In einem ersten Schritt wird zunächst der Hubkolben 12 der ersten Dosierkammer 11 bis zur Unterkante des Überlaufs 15 hochgefahren, um sicher zu stellen, dass sich bei der nachfolgenden Dosierung keine sonstige unerwünschte Flüssigkeit mehr in der Dosierkammer 11 befindet. Daraufhin wird der Hubkolben 12 an die vertikale Position verfahren, bei der sich zwischen der Oberkante des Hubkolbens 12 und der Unterkante des Überlaufs 15 das zu dosierende Volumen an Prozesschemikalie ergibt. In einem nächsten Schritt wird mit Hilfe der Pumpe 3 und des Zulaufventils 4 die Prozesschemikalie 5 in die Dosierkammer 11 eingefüllt. Während des Einfüllens wird der Überlaufsensor 16 beobachtet. Sobald ein Überlauf der eingelassenen Prozesschemikalie 5 an Überlauf 15 durch den Überlaufsensor 16 detektiert wird, wird das Zulaufventil 4 geschlossen. Abgesehen von einer sehr geringen Menge an Prozesschemikalie 5, die gegebenenfalls während der Verschlusszeit des Dosierventils 4 über den Überlauf 15 abgeflossen ist, befindet sich damit das zu dosierende Volumen der Prozesschemikalie 5 vollständig in der ersten Dosierkammer 11. Dieser Zustand ist in 2 dargestellt.
Als nächster Schritt wird der Hubkolben 22 der zweiten Dosierkammer 21 bis zur unteren Kante des entsprechenden Überlaufs 25 angehoben, um sicher zu stellen, dass sich gegebenenfalls noch in der zweiten Dosierkammer 21 befindende und die Messung des dosierten Volumens verfälschende Flüssigkeiten ablaufen. Danach wird der Hubkolben 22 abgesenkt bis eine vertikale Position, bei der sich zwischen der Oberkante des Hubkolbens 22 und der Unterkante des Überlaufs 25 das Volumen ergibt, welches an Prozesschemikalie 5 dosiert werden soll.
Der Hubkolben 12 in der ersten Dosierkammer 11 wird daraufhin vertikal nach oben verfahren, um das in die erste Dosierkammer 11 eindosierte Volumen der Prozesschemikalie 5 in die zweite Dosierkammer 21 zu übertragen. Während des Hubvorgangs des ersten Hubkolbens 12 wird der Überlaufsensor 16 beobachtet. Falls sich direkt nach dem Start des Hubvorgangs kein Signal am Überlaufsensor 16 zeigt, also keine übertretende Flüssigkeit am Überlauf 15 detektiert wird, ist dieses ein Indikator dafür, dass das tatsächlich in die erste Dosierkammer 11 eingefüllte Volumen kleiner als das gewünschte Volumen ist. In diesem Fall ist ein Dosierfehler erkannt, der angezeigt werden kann. Auch ist es denkbar, bei detektiertem Dosierfehler das Dosierverfahren abzubrechen und gegebenenfalls wiederholt zu starten. Ein Grund für den detektierten Fehler könnte beispielsweise sein, dass der Überlaufsensor 16 beim Einfüllvorgang ausgelöst wurde, obwohl der gewünschte Füllstand der Prozesschemikalie 5 noch gar nicht erreicht war.
Während des Hochfahrens des Hubkolbens 12 wird weiterhin der Überlaufsensor 26 am Überlauf 25 beobachtet. Wenn während des Übertrags der Prozesschemikalie 5 aus der ersten Dosierkammer 11 in die zweite Dosierkammer 21 bereits ein Überlauf durch den Überlaufsensor 26 detektiert wird, ist dieses ein Indikator dafür, dass das tatsächlich in die erste Dosierkammer 11 dosierte Volumen größer ist als das in der zweiten Dosierkammer 21 eingestellte Volumen. Auch dieses wird ein Dosierfehler gewertet und gegebenenfalls angezeigt bzw. durch Abbruch des Vorgangs berücksichtigt.
Ein erfolgtes Übertragen der Prozesschemikalie 5 von der ersten Dosierkammer 11 in die zweite Dosierkammer 21 ist in 3 schematisch dargestellt.
In einem nächsten Schritt wird der Hubkolben 22 in der zweiten Dosierkammer 21 vertikal nach oben verfahren. Wenn unmittelbar nach dem Start des Hubvorgangs keine überlaufende Flüssigkeit durch den Überlaufsensor 26 detektiert wird, ist dieses ein Indiz dafür, dass das tatsächlich in die erste Dosierkammer 11 dosierte Volumen an Prozesschemikalie 5 kleiner ist als das in der Dosierkammer 21 eingestellte Volumen. Dieses kann wiederrum unmittelbar als Fehler angezeigt werden bzw. berücksichtigt werden. Wird hingegen direkt nach dem Start des Hubvorgangs übertretende Flüssigkeit durch den Überlaufsensor 26 detektiert, so ist dieses ein Nachweis der übereinstimmenden Einstellung der beiden Volumina in der ersten Dosierkammer 1 und in der zweiten Dosierkammer 21. Das zu dosierende Volumen wird mehrfach und damit redundant überprüft, so dass eine hohe Fehlersicherheit des Dosierverfahrens gegeben ist.
Der zweite Hubkolben 22 wird schließlich bis an den unteren Rand des Überlaufs 25 der zweiten Dosierkammer 21 angehoben, bis der Inhalt der zweiten Dosierkammer 21 vollständig in dem Spülraum 1 geleitet ist.
In einem abschließenden Schritt kann nun optional eine Restentleerung der beiden Dosierkammern 11, 21 erfolgen, indem bei geschlossenem Zulaufventil 4 das Zulaufventil 4’ für die Spülflüssigkeit geöffnet wird, so dass Spülflüssigkeit, beispielsweise Wasser, in die erste Dosierkammer 11 einläuft. Die Hubkolben 12, 22 werden gleichzeitig oder wechselweise auf die zwischen ihrer jeweiligen unteren Position und einer Position, die bis an die untere Kante des jeweiligen Überlaufs 15, 25 ragt, verfahren. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt des Ablaufs 14, 24 jeweils so dimensioniert ist, dass ein durch ihn abfließender Volumenstrom kleiner ist als der Volumenstrom der zulaufenden Spülflüssigkeit. In dem Fall steigt auch bei abgesenktem Hubkolben 11, 21 der Pegelstand innerhalb der ersten und/oder zweiten Dosierkammer 11, 21 bis zu den Überläufen 15, 25, wodurch das gesamte Kammervolumen gespült wird.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Dosierung von Flüssigkeiten. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in dieser Figur gleiche oder gleichwirkende Elemente wie in den vorhergehenden Figuren.
Bezüglich des Grundaufbaus entspricht die Dosiervorrichtung 10 der in den 1 bis 4 beschriebenen.
Ein Unterschied liegt in der Anordnung der Überläufe 15, 25. Beim Ausführungsbeispiel der 5 sind die Überläufe 15, 25 im Bereich eines oberen Deckels der Dosierkammern 11, 21 angeordnet. Bei dieser Anordnung werden auch die Deckel der Dosierkammern 11, 21 beim Spülvorgang gereinigt. Weiterhin wird zum Erzielen eines Überlaufs ein gewisser Innendruck in den Dosierkammern 11, 21 benötigt, wodurch ein Überlauf mit einem definierteren Einsatzpunkt detektierbar ist.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Abläufe 14, 24 der Dosierkammern 11, 21 nicht in den Spülraum 1 geleitet werden, sondern in einen Ablauf 6 und damit verworfen werden. Über die untere Stellung der Hubkolben 12, 22 kann entschieden werden, ob eine Spülflüssigkeit in den Spülraum 1 geleitet wird, beispielsweise weil sie noch Teile der noch zu dosierenden Prozesschemikalie enthält, oder ob sie verworfen werden soll und in den Ablauf 6 geleitet werden soll.
Ein Vorteil der vorgestellten Vorrichtungen liegt darin, dass nur unempfindliche Sensoren in Kontakt mit der Prozesschemikalie 5 kommen. Die Überlaufsensoren 16, 26 können beispielsweise auf einfache Weise unempfindlich gegenüber der Prozesschemikalie 5 ausgebildet werden, insbesondere in einer Ausgestaltung als Lichtschranken. Genauer arbeitende Sensoren, beispielsweise die Positionssensoren für die Hubkolben 12, 22, kommen nicht Kontakt mit der Prozesschemikalie 5.
Das System kann auf einfache Weise durchspült werden, um Reste der Prozesschemikalie 5 zu beseitigen. Durch die dann verringerte Konzentration der Prozesschemikalie 5 nach dem Spülvorgang in den Einlaufleitung 2 zum Spülraum 1 ist ein Nachtropfen in den Spülraum 1 beispielsweise unkritisch.
Da über vordefinierte Volumina gemessen wird, ist die Vorrichtung im Wesentlichen unabhängig von der Dichte und der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit. Temperaturabhängigkeiten dieser Parameter haben einen geringen Einfluss auf das dosierte Volumen. Weiter sind die Innenräume der ersten und der zweiten Dosierkammer 11, 21 permanent durch die Überläufe 15, 25 mit dem Spülraum 1 verbunden. Es ist daher ständig die Entgasung der Vorrichtung 10 gewährleistet.
Bezugszeichenliste

1: Spülraum
2: Zulauf
3: Pumpe (Prozesschemikalie)
4: Zulaufventil (Prozesschemikalie)
3‘: Pumpe (Spülflüssigkeit)
4‘: Zulaufventil (Spülflüssigkeit)
5: Prozesschemikalie
6: Ablauf (zum Verwerfen)
10: Vorrichtung
11: erste Dosierkammer
12: Hubkolben
13: Zulauf (Prozesschemikalie)
13‘: Zulauf (Spülflüssigkeit)
14: Ablauf
15: Überlauf
16: Überlaufsensor
21: zweite Dosierkammer
22: Hubkolben
23: Zulauf
24: Ablauf
25: Überlauf
26: Überlaufsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012108974 A1 [0005]
DE 102011104290 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung (10) zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie (5) für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Dosierkammer (11, 21) vorhanden sind, die kaskadiert angeordnet sind, indem ein Überlauf (15) der ersten Dosierkammer (11) mit einem Einlass (13) der zweiten Dosierkammer (21) verbunden ist, und die jeweils ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit aufnehmen können, wobei im Bereich des Überlaufs (15) ein Überlaufsensor (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der ein Überlauf (25) der zweiten Dosierkammer (21) einen Auslass für das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit bildet.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der im Bereich des Überlaufs (25) der zweiten Dosierkammer (21) ein weiterer Überlaufsensor (21) vorgesehen ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste und/oder zweite Dosierkammer (11, 21), insbesondere jeweils, einen verfahrbaren Hubkolben (12, 22) aufweist, mittels dem Flüssigkeit aus der jeweiligen Dosierkammer (11, 21) in den jeweiligen Überlauf (15, 25) gedrückt werden kann.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der, insbesondere jeweils, ein Positionssensor für einen Hubkolben (12, 22) vorhanden ist, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit über eine Position des Hubkolbens (12, 22) einzustellen.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die erste und/oder zweite Dosierkammer (11, 21) einen in einem unteren Bereich angeordneten Ablauf (14, 24) aufweist, der zumindest in einer unteren Position des Hubkolbens (12, 22) ein Ablaufen der Flüssigkeit aus der Dosierkammer (11, 21) ermöglicht.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Überlaufsensor (16) und/oder der weitere Überlaufsensor (26) eine Lichtschranke ist, die eine in den Überlauf (16, 26) eintretende Flüssigkeit detektiert.
Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie (5) für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät, durch eine Vorrichtung, die eine erste Dosierkammer (11) und eine zweite Dosierkammer (21) aufweist, die kaskadiert angeordnet sind, wobei ein Überlauf (15) der ersten Dosierkammer (11) mit einem Einlass (13) der zweiten Dosierkammer (21) verbunden ist, und wobei die dosierte Flüssigkeit an einem Überlauf (25) der zweiten Dosierkammer (21) abgegeben wird, mit den folgenden Schritten: – Einfüllen eines zu dosierenden Volumens der Flüssigkeit in die erste Dosierkammer (11), wobei sich die Flüssigkeit in der ersten Dosierkammer (11) zwischen einem Hubkolben (12) und dem Überlauf (15) der ersten Dosierkammer (11) befindet; – Bewegen des Hubkolbens (15) der ersten Dosierkammer (11) auf den Überlauf (15) zu, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit von der ersten Dosierkammer (11) über den Überlauf (15) in die zweite Dosierkammer (21) zu übertragen, wodurch sich die Flüssigkeit in der zweiten Dosierkammer (11) zwischen einem Hubkolben (22) und einem Überlauf (25) der zweiten Dosierkammer (11) befindet; – Beobachten, ob während des Bewegens des Hubkolbens (15) ein im Bereich des Überlaufs (15) angeordneter Überlaufsensor (16) das Übertragen der Flüssigkeit signalisiert; und – Bewegen des Hubkolbens (25) der zweiten Dosierkammer (21) auf den Überlauf (25) zu, um das zu dosierende Volumens der Flüssigkeit abzugeben.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein Dosierfehler signalisiert wird, wenn während der Bewegung des Hubkolbens (15) der Überlaufsensor (16) ein Übertragen der Flüssigkeit nicht anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem während des Bewegens des Hubkolbens (15) der ersten Dosierkammer (11) und/oder während des Bewegens des Hubkolbens (25) der zweiten Dosierkammer (21) ein im Bereich des Überlaufs (25) der zweiten Dosierkammer (21) angeordneter weiterer Überlaufsensor (26) beobachtet wird, der das Abgeben der Flüssigkeit anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem ein Dosierfehler signalisiert wird, wenn während der Bewegung des Hubkolbens (15) der ersten Dosierkammer (11) der weitere Überlaufsensor (26) ein Abgeben der Flüssigkeit anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem ein Dosierfehler signalisiert wird, wenn während der Bewegung des Hubkolbens (25) der zweiten Dosierkammer (21) der weitere Überlaufsensor (26) ein Abgeben der Flüssigkeit nicht anzeigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem das Einfüllen des zu dosierenden Volumens der Flüssigkeit in die erste Dosierkammer (11) anhand des Überlaufsensors (16) der ersten Dosierkammer (11) gesteuert wird.
Reinigungs- und Desinfektionsgerät, insbesondere für medizinische Geräte, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungs- und Desinfektionsgerät eine Vorrichtung (10) zur Dosierung einer Prozesschemikalie (5) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist und/oder zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13 eingerichtet ist.