DE102020125913A1 - Device for the steam sterilization of objects - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dampfsterilisation von Gegenständen, umfassend: eine Sterilisationskammer (2); einen Dampferzeuger (3), mit welchem ein innerhalb der Sterilisationskammer (2) zur Sterilisation der Gegenstände erforderlicher Sattdampfdruck erzeugbar ist; eine Dampfstrahlpumpe (4), mit welcher die Sterilisationskammer (2) evakuierbar ist, wobei die Dampfstrahlpumpe (4) eineLavaldüse (14), eine Mischkammer (15) und einen Diffusor (16) umfasst, wobei innerhalb der Lavaldüse (14) der Strömungsquerschnitt auf einen ersten Querschnitt reduziert ist und die Lavaldüse (14) mit einem zweiten Querschnitt in die Mischkammer (15) ausmündet, die Mischkammer (15) mit einem dritten Querschnitt in den Diffusor (16) mündet und der Diffusor (16) eine Austrittsöffnung mit einem vierten Querschnitt aufweist und wobei der aus der Sterilisationskammer (2) zu evakuierende Dampf durch eine Öffnung mit einem fünften Querschnitt in die Mischkammer (2) strömt. Dabei weisen die Querschnitte erster Querschnitt, zweiter Querschnitt, dritter Querschnitt, vierter Querschnitt und fünfter Querschnitt folgende Flächenverhältnisse zueinander auf: erster Querschnitt = 0,49 ± 0,05; zweiter Querschnitt = 1; dritter Querschnitt = 2 ± 0,05; vierter Querschnitt = 8 ± 0,05; fünfter Querschnitt = 1 ± 0,05.The invention relates to a device for the steam sterilization of objects, comprising: a sterilization chamber (2); a steam generator (3) with which a saturated steam pressure required for sterilizing the objects can be generated within the sterilization chamber (2); a steam jet pump (4) with which the sterilization chamber (2) can be evacuated, the steam jet pump (4) comprising a Laval nozzle (14), a mixing chamber (15) and a diffuser (16), the flow cross section within the Laval nozzle (14). is reduced by a first cross section and the Laval nozzle (14) opens into the mixing chamber (15) with a second cross section, the mixing chamber (15) opens into the diffuser (16) with a third cross section and the diffuser (16) has an outlet opening with a fourth cross-section and wherein the steam to be evacuated from the sterilization chamber (2) flows through an opening with a fifth cross-section into the mixing chamber (2). The cross sections of the first cross section, second cross section, third cross section, fourth cross section and fifth cross section have the following area ratios to one another: first cross section=0.49±0.05; second cross section = 1; third cross section = 2 ± 0.05; fourth cross section = 8 ± 0.05; fifth cross section = 1 ± 0.05.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit welcher Gegenstände, wie zum Beispiel medizinische Instrumente oder auch Textilien und Vliese, mittels Dampf sterilisiert werden können.The invention relates to a device with which objects such as medical instruments or textiles and fleece can be sterilized by means of steam.
In der modernen Medizin gehört es zum Stand der Technik, Materialien und Gegenstände, welche mit lebendem humanen oder tierischen Gewebe in Kontakt gelangen, vor dem Einsatz zu sterilisieren. Dabei haben sich Dampfsterilisiereinrichtungen etabliert, bei welchen Materialien, wie zum Beispiel Textilien oder Vliese sowie Gegenstände wie beispielsweise medizinische Instrumente, innerhalb einer Sterilisationskammer unter dem Einwirken von Dampf, Hitze und Druck sterilisiert werden.In modern medicine, it is state of the art to sterilize materials and objects that come into contact with living human or animal tissue before use. Steam sterilization devices have become established in which materials such as textiles or nonwovens and objects such as medical instruments are sterilized within a sterilization chamber under the action of steam, heat and pressure.
Bei einfachsten Ausführungsformen, welche vorrangig in Entwicklungsländern zum Einsatz gelangen, werden die zu sterilisierenden Gegenstände in einem verschließbaren, teilweise mit Wasser gefüllten Gefäß auf einem Herd oder auf offenem Feuer oder mittels einer integrierten elektrischen Heizung erhitzt und dabei innerhalb des Gefäßes ein für das Sterilisieren erforderlicher Druck von etwa 1,3 bar und eine Temperatur von etwa 121 °C erzeugt. Eine weitere Ausführungsform nutzt Dampf mit einem Druck von etwa 3 bar und einer Temperatur von etwa 135 °C, mit dem sich die Sterilisationszeit gegenüber der einfachsten Ausführungsform deutlich reduzieren lässt. Mit diesem Prinzip lassen sich bei richtiger Handhabung alle glatten und gut zugänglichen Oberflächen ausreichend sterilisieren. Jedoch versagt diese Vorgehensweise bei porösen Materialien sowie bei Öffnungen und Vertiefungen mit großem Aspektverhältnis, wie zum Beispiel bei Kanülen, Keramiken und Textilien.In the simplest embodiments, which are primarily used in developing countries, the objects to be sterilized are heated in a closable vessel partially filled with water on a stove or on an open fire or by means of an integrated electric heater and a temperature required for sterilization inside the vessel pressure of about 1.3 bar and a temperature of about 121 °C. A further embodiment uses steam with a pressure of about 3 bar and a temperature of about 135° C., with which the sterilization time can be significantly reduced compared to the simplest embodiment. When handled correctly, this principle can be used to adequately sterilize all smooth and easily accessible surfaces. However, this approach fails for porous materials and high aspect ratio openings and cavities such as cannulas, ceramics and textiles.
Zur Überwindung dieses Nachteils wurden Vorrichtungen entwickelt, bei denen nach dem Schließen einer Sterilisationskammer mehrfach im Wechsel zunächst ein für das Sterilisieren erforderlicher Dampfdruck innerhalb der Sterilisationskammer aufgebaut und nach einer kurzen Einwirkzeit der Dampf wieder aus der Sterilisationskammer evakuiert wird. Der mehrfache Wechsel des Zuführens von Sterilisationsdampf und des Absaugens des Dampfes führt dazu, dass der Sterilisationsdampf auch in feinere Öffnungen, Poren und Kanäle zu sterilisierender Gegenstände gelangen kann, womit auch Gegenstände mit komplexer Oberflächenstruktur sterilisiert werden können.To overcome this disadvantage, devices have been developed in which, after a sterilization chamber has been closed, a steam pressure required for sterilization is first built up within the sterilization chamber several times in alternation and, after a short exposure time, the steam is evacuated from the sterilization chamber again. The multiple alternation of supplying sterilization steam and sucking off the steam means that the sterilization steam can also get into finer openings, pores and channels of objects to be sterilized, with the result that objects with a complex surface structure can also be sterilized.
Aus
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Dampfsterilisation von Gegenständen zu schaffen, mittels der die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen einfachen, kostengünstigen Aufbau und durch einen, gegenüber dem Stand der Technik, geringen Wasser- bzw. Dampf-Verbrauch auszeichnen.The invention is therefore based on the technical problem of creating a device for the steam sterilization of objects, by means of which the disadvantages of the prior art can be overcome. In particular, a device according to the invention should be characterized by a simple, inexpensive design and by a low water or steam consumption compared to the prior art.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The technical problem is solved by objects having the features of patent claim 1. Further advantageous refinements of the invention result from the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dampfsterilisation von Gegenständen umfasst zunächst, wie aus dem Stand der Technik bekannt, eine Sterilisationskammer; einen Dampferzeuger, mit welchem ein innerhalb der Sterilisationskammer zur Sterilisation der Gegenstände erforderlicher Dampfdruck erzeugbar ist und eine Dampfstrahlpumpe, mit welcher die Sterilisationskammer evakuierbar ist. Dabei umfasst die Dampfstrahlpumpe eine Lavaldüse, eine Mischkammer und einen Diffusor, wobei innerhalb der Lavaldüse der Strömungsquerschnitt auf einen ersten Querschnitt reduziert ist und die Lavaldüse mit einem zweiten Querschnitt in die Mischkammer ausmündet. Die Mischkammer mündet mit einem dritten Querschnitt in den Diffusor und der Diffusor weist eine Austrittsöffnung mit einem vierten Querschnitt auf. Des Weiteren weist die Mischkammer eine Öffnung mit einem fünften Querschnitt auf, durch welche der aus der Sterilisationskammer zu evakuierende Dampf bzw. die aus der Sterilisationskammer zu evakuierende Luft in die Mischkammer strömt.A device according to the invention for the steam sterilization of objects firstly comprises, as is known from the prior art, a sterilization chamber; a steam generator with which a steam pressure required within the sterilization chamber for sterilizing the objects can be generated and a steam jet pump with which the sterilization chamber can be evacuated. The steam jet pump comprises a Laval nozzle, a mixing chamber and a diffuser, the flow cross section within the Laval nozzle being reduced to a first cross section and the Laval nozzle opening into the mixing chamber with a second cross section. The mixing chamber opens into the diffuser with a third cross section, and the diffuser has an outlet opening with a fourth cross section. Furthermore, the mixing chamber has an opening with a fifth cross section, through which the steam to be evacuated from the sterilization chamber or the air to be evacuated from the sterilization chamber flows into the mixing chamber.
Überraschend hat sich gezeigt, dass eine Dampfstrahlpumpe lediglich mit dem für das Sterilisieren erforderlichen Dampfdruck betrieben und damit eine Sterilisationskammer bis zu einem für diesen Prozess notwendigen Druck von 0,3 bar evakuiert werden kann, wenn der erste Querschnitt, der zweite Querschnitt, der dritte Querschnitt, der vierte Querschnitt und der fünfte Querschnitt bestimmte Größenverhältnisse zueinander aufweisen.Surprisingly, it has been shown that a steam jet pump can only be operated with the steam pressure required for sterilization and thus a sterilization chamber can be evacuated down to a pressure of 0.3 bar required for this process if the first cross section, the second cross section, the third cross section , the fourth cross section and the fifth cross section have specific size ratios to one another.
Als Bezugsgröße wird der zweite Querschnitt angesetzt und somit der Querschnitt, mit welchem die Lavaldüse in die Mischkammer ausmündet. Der zweite Querschnitt wird daher mit dem Wert = 1 bzw. mit 100 % gleichgesetzt. Der aus der Sterilisationskammer evakuierte Dampf soll erfindungsgemäß durch einen Querschnitt in die Mischkammer einströmen, der genau so groß ist, wie der zweite Querschnitt. Eine Größenabweichung von 5 % ist zulässig. Der fünfte Querschnitt weist somit einen Wert = 1 ± 0,05 bzw.
100 % ± 5 % auf. Damit sind die Öffnungen, durch welche ein Fluid in die Mischkammer einströmt in Summe doppelt so groß wie der zweite Querschnitt. Erfindungsgemäß soll der dritte Querschnitt, also die Öffnung, mit welcher die Mischkammer in den Diffusor mündet, ebenfalls doppelt so groß sein, wie der zweite Querschnitt. Hierbei ist eine Größenabweichung von 5 % zulässig. Der dritte Querschnitt weist somit einen Wert = 2 ± 0,05 bzw. 200 % ± 5 % auf. Des Weiteren ist der Strömungsquerschnitt
innerhalb der Lavaldüse erfindungsgemäß auf einen ersten Querschnitt reduziert, der 49 % so groß ist, wie der zweite Querschnitt. Dabei ist eine Größenabweichung von 5 % zulässig. Der erste Querschnitt weist somit einen Wert = 0,49 ± 0,05 bzw. 49 % ± 5 % auf. Final ist noch der vierte Querschnitt und somit die Austrittsöffnung des Diffusors zu dimensionieren. Erfindungsgemäß ist der vierte Querschnitt achtmal so groß wie der zweite Querschnitt. Dabei ist eine Abweichung von 5 % zulässig. Der vierte Querschnitt weist somit einen Wert = 8 ± 0,05 bzw. 800 % ± 5 % auf.The second cross section is used as a reference value and thus the cross section with which the Laval nozzle opens into the mixing chamber. The second cross-section is therefore equated with the value = 1 or 100%. According to the invention, the vapor evacuated from the sterilization chamber should flow into the mixing chamber through a cross section that is exactly the same size as the second cross section. A size deviation of 5% is allowed. The fifth cross section thus has a value of = 1 ± 0.05 or
100% ± 5% on. The openings through which a fluid flows into the mixing chamber are therefore twice as large in total as the second cross section. According to the invention, the third cross section, ie the opening with which the mixing chamber opens into the diffuser, should also be twice as large as the second cross section. A size deviation of 5% is permissible. The third cross section thus has a value of 2 ± 0.05 or 200% ± 5%. Furthermore, the flow cross section
reduced within the Laval nozzle according to the invention to a first cross section which is 49% as large as the second cross section. A size deviation of 5% is permissible. The first cross section thus has a value of 0.49±0.05 or 49%±5%. Finally, the fourth cross-section and thus the outlet opening of the diffuser must be dimensioned. According to the invention, the fourth cross section is eight times as large as the second cross section. A deviation of 5% is permissible. The fourth cross section thus has a value of 8 ± 0.05 or 800% ± 5%.
Zusammengefasst weisen die Querschnitte erster Querschnitt, zweiter Querschnitt, dritter Querschnitt, vierter Querschnitt und fünfter Querschnitt bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung folgende Größenverhältnisse zueinander auf: erster Querschnitt = 0,49 ± 0,05; zweiter Querschnitt = 1; dritter Querschnitt = 2 ± 0,05; vierter Querschnitt = 8 ± 0,05; fünfter Querschnitt = 1 ± 0,05.In summary, the cross sections of the first cross section, second cross section, third cross section, fourth cross section and fifth cross section have the following size ratios to one another in a device according to the invention: first cross section=0.49±0.05; second cross section = 1; third cross section = 2 ± 0.05; fourth cross section = 8 ± 0.05; fifth cross section = 1 ± 0.05.
Da bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Evakuieren der Sterilisationskammer lediglich ein Dampfdruck erzeugt werden muss, welcher auch als Dampfdruck innerhalb der Sterilisationskammer benötigt wird, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung energieeffizienter gegenüber Lösungen aus dem Stand der Technik.Since with a device according to the invention for evacuating the sterilization chamber only a steam pressure has to be generated, which is also required as steam pressure inside the sterilization chamber, a device according to the invention is more energy-efficient than solutions from the prior art.
Bei einer Ausführungsform ist die Mischkammer als Hohlzylinder und der Diffusor als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet. Dabei weisen die Mischkammer eine erste Länge und der Diffusor eine zweite Länge auf, welche mit einem Längenverhältnis von 1: 0,71 ± 0,05 ausgebildet sind. Dabei kann sich die Mantelfläche des Kegelstumpfes von der kleineren Öffnung hin zur größeren Öffnung beispielsweise mit einem Winkel von 10° mit einer maximalen Winkelabweichung von ± 5 % öffnen.In one embodiment, the mixing chamber is designed as a hollow cylinder and the diffuser as the lateral surface of a truncated cone. The mixing chamber has a first length and the diffuser has a second length, which are designed with a length ratio of 1:0.71±0.05. The lateral surface of the truncated cone can open from the smaller opening to the larger opening, for example at an angle of 10° with a maximum angular deviation of ±5%.
Zuvor wurde dargelegt, dass die vom zweiten Querschnitt abhängigen Größenverhältnisse bezüglich des ersten Querschnitts, des dritten Querschnitts, des vierten Querschnitts, des fünften Querschnitts, die Abhängigkeit der Länge des Diffusors von der Länge der Mischkammer sowie der Winkel des als Kegelstumpfmantel ausgebildeten Diffusors eine Toleranz von ± 5 % aufweisen können. Bei einer Ausführungsform weisen die Größenverhältnisse des ersten Querschnitts, des dritten Querschnitts, des vierten Querschnitts, des fünften Querschnitts, die Abhängigkeit der Länge des Diffusors von der Länge der Mischkammer sowie der Winkel des als Kegelstumpfmantel ausgebildeten Diffusors lediglich eine Toleranz von maximal ± 2 % auf. Eine solche Ausführungsform zeichnet sich durch einen sehr geringen Verbrauch an Dampf bzw. an Wasser aus.It was previously explained that the size ratios that depend on the second cross section with regard to the first cross section, the third cross section, the fourth cross section, the fifth cross section, the dependence of the length of the diffuser on the length of the mixing chamber and the angle of the diffuser designed as a truncated cone shell have a tolerance of ± 5%. In one embodiment, the proportions of the first cross section, the third cross section, the fourth cross section, the fifth cross section, the dependency of the length of the diffuser on the length of the mixing chamber and the angle of the diffuser designed as a truncated cone have a maximum tolerance of ±2% . Such an embodiment is characterized by a very low consumption of steam or water.
Besonders effizient und somit besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn die zuvor benannten Flächen- und Längen-Abhängigkeitsverhältnisse, sowie der Winkel des als Kegelstumpfmantel ausgebildeten Diffusors ohne Toleranz ausgebildet sind.A device according to the invention is particularly efficient and therefore particularly advantageous if the aforementioned surface and length dependency ratios and the angle of the diffuser designed as a truncated cone shell are formed without tolerance.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Fig. zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
2 eine detailliertere schematische Schnittdarstellung der Dampfstrahlpumpe aus1 .
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1 a schematic representation of a device according to the invention; -
2 a more detailed schematic sectional view of the vapor jet pump1 .
In
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner einen, aus dem Stand der Technik bekannten, Dampferzeuger 3 und eine Dampfstrahlpumpe 4. Der Dampferzeuger 3 kann ebenfalls weitere, aus dem Stand der Technik bekannte, Elemente, wie beispielsweise ein Überdruckventil, ein Druckmessgerät oder ein Entlüftungsventil, umfassen.The device 1 also includes a
Mittels eines ersten Ventils 5 kann der von dem Dampferzeuger 3 erzeugte Dampf zur Sterilisationskammer 2 oder zur Dampfstrahlpumpe 4 weitergeleitet werden. Für diese Zwecke ist das Ventil 5 über eine erste Dampfleitung 6 mit dem Dampferzeuger 3, über eine zweite Dampfleitung 7 mit der Dampfstrahlpumpe 4 und über eine dritte Dampfleitung 8 mit der Sterilisationskammer 2 verbunden. Mit dem Ventil 5 können mindestens drei Schaltzustände eingeschaltet werden. In einem ersten Schaltzustand ist der Durchgang durch das Ventil 5 vollständig gesperrt. In einem zweiten Schaltzustand wird ein Durchgang von der ersten Dampfleitung 6 zur zweiten Dampfleitung 7 und in einem dritten Schaltzustand ein Durchgang von der ersten Dampfleitung 6 zur dritten Dampfleitung 8 ermöglicht.The steam generated by the
Ein zweites Ventil 9 wird für das Entlüften und Evakuieren der Sterilisationskammer 2 verwendet. Hierfür ist das zweite Ventil 9 über eine vierte Dampfleitung 10 mit der Sterilisationskammer 2 und über eine fünfte Dampfleitung 11 mit der Dampfstrahlpumpe 4 verbunden. Das zweite Ventil 9 ermöglicht mindestens zwei Schaltzustände. In einem ersten Schaltzustand ist der Durchgang durch das zweite Ventil 9 vollständig gesperrt. In einem zweiten Schaltzustand wird der Durchgang von der vierten Dampfleitung 10 zur fünften Dampfleitung 11 ermöglicht. Bei einer Ausführungsform weist das zweite Ventil 9 noch einen dritten Anschluss 12 auf, durch welchen die Sterilisationskammer 2 beispielsweise alternativ entlüftet werden kann, wenn das zweite Ventil 9 in einem dritten Schaltzustand einen Durchgang von der vierten Dampfleitung 10 zum dritten Anschluss 12 freischaltet.A
Das Sterilisieren von Gegenständen kann mit der Vorrichtung 1 beispielsweise wie folgt durchgeführt werden: Im Grundzustand der Vorrichtung 1 sind das erste Ventil 5 und das zweite Ventil 9 gesperrt und ermöglichen keinen Durchgang. Zunächst werden die zu sterilisierenden Gegenstände in die Sterilisationskammer 2 eingebracht und die Sterilisationskammer 2 geschlossen. Der Dampferzeuger 2 wird erhitzt und somit Dampf erzeugt. Das Erhitzen des Dampferzeugers 2 kann beispielsweise mittels eines offenen Feuers, mittels eines Herdes oder mit Sonnenenergie erfolgen. Alternativ kann das Erhitzen des Dampferzeugers 2 auch mit bekannten Mitteln durchgeführt werden, die einen elektrischen Stromanschluss erfordern.Objects can be sterilized with the device 1, for example, as follows: In the basic state of the device 1, the
Ist ein für das Sterilisieren erforderlicher Dampfdruck im Dampferzeuger 3 aufgebaut, wird das erste Ventil 5 in den Schaltzustand überführt, in welchem ein Durchgang von der ersten Dampfleitung 6 zur dritten Dampfleitung 8 ermöglicht wird, so dass der vom Dampferzeuger 3 bereitgestellte Dampf in die Sterilisationskammer 2 einströmen kann. Während der Erstbefüllung der Sterilisationskammer mit Dampf ist es vorteilhaft, kurzzeitig ein Entlüftungsventil der Sterilisationskammer zu öffnen, damit die Luft aus der Sterilisationskammer entweichen kann. Es sind auch Sterilisationskammern mit automatisch arbeitendem Entlüftungsventil bekannt, bei welchem eine Handbetätigung des Entlüftungsventils beim Befüllen der Sterilisationskammer mit Dampf nicht erforderlich ist. Nachdem die Sterilisationskammer hinreichend mit Dampf befüllt wurde und nach einer vorgegebenen Einwirkzeit des Dampfes, kann der Dampf aus der Sterilisationskammer 2 entfernt werden. Hierzu wird das erste Ventil 5 vorzugsweise vollständig gesperrt und das zweite Ventil in den Schaltzustand überführt, bei welchem ein Durchgang von der vierten Dampfleitung 10 zur fünften Dampfleitung 11 ermöglicht wird. Bei dieser Vorgehensweise erfolgt das Entlüften der Sterilisationskammer 2 durch die Dampfstrahlpumpe 4 hindurch. Dabei ist es vorteilhaft, wenn am Ausgang der Dampfstrahlpumpe 4 ein Gefäß 13 derart platziert wird, dass mit dem Gefäß 13 aus dem Dampf heraus kondensierte Flüssigkeit aufgefangen werden kann, welche dann für eine erneute Verwendung zur Verfügung steht. Ein Auffanggefäß direkt unterhalb der Dampfstrahlpumpe 4 hat auch den Vorteil, dass sich dann keine Person am austretenden heißen Dampf bzw. Kondensat verletzen kann. Alternativ kann der Dampf auch durch den dritten Ausgang 12 des zweiten Ventils 9 aus der Sterilisationskammer entfernt werden, indem das zweite Ventil in den Schaltzustand überführt wird, welcher einen Durchgang von der vierten Dampfleitung 10 zum dritten Ausgang 12 ermöglicht.If the steam pressure required for sterilization has built up in the
Für das Evakuieren der Sterilisationskammer 2 verbleibt das zweite Ventil 9 in dem Schaltzustand, der einen Durchlass von der vierten Dampfleitung 10 zur fünften Dampfleitung 11 ermöglicht bzw. wird das zweite Ventil 9 in diesen Schaltzustand versetzt, wenn die Sterilisationskammer zuvor durch den dritten Ausgang 12 hindurch entlüftet wurde. Das erste Ventil 5 wird beim Evakuieren der Sterilisationskammer 2 in den Schaltzustand geschaltet, in welchem ein Durchgang von der ersten Dampfleitung 6 zur zweiten Dampfleitung 7 ermöglicht wird. Der vom Dampferzeuger 3 bereitgestellte Dampf strömt somit durch die Dampfstrahlpumpe 4 und erzeugt dabei einen Unterdruck, mit welchem das Volumen der Sterilisationskammer 2 durch die vierte Dampfleitung 10 und die fünfte Dampfleitung 11 hindurch evakuiert werden kann. Dass für das Evakurieren der Sterilisationskammer 2 mittels der Dampfstrahlpumpe 4 lediglich ein Druck genügt, welcher dem Dampfdruck innerhalb der Sterilisationskammer 2 für das Sterilisieren der Gegenstände entspricht, ist in der erfindungsgemäßen Konstruktionsgeometrie der Dampfstrahlpumpe 4 begründet. For the evacuation of the
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Mischkammer 15 mit der ersten Länge L1 und der Diffusor 16 mit der zweiten Länge L2 derart dimensioniert, dass die Längen L1 und L2 ein Verhältnis von 1 : (0,71 ± 0,05) aufweisen.In one embodiment, the mixing
Lediglich beispielhaft werden nachfolgend konkrete Werte für den ersten bis fünften Querschnitt und die Längen L1 und L2 bei einer Ausführungsform für eine Dampfstrahlpumpe 4 benannt. Hierbei ist die Mischkammer 15 zylinderförmig mit der ersten Länge L1 = 90 mm ausgebildet.Concrete values for the first to fifth cross section and the lengths L1 and L2 in an embodiment for a
Der kreisrunde zweite Querschnitt, welcher als Bezugsgröße dient und mit welchem die Lavaldüse 14 in die Mischkammer 15 mündet, hat einen Durchmesser D2 von 7,9 mm, woraus sich eine Fläche von 49,016 mm2 für den zweiten Querschnitt ergibt. Die Mittelpunkte des kreisrunden ersten und des kreisrunden zweiten Querschnitts liegen auf der verlängerten Zylinderachse der zylinderförmigen Mischkammer 15. Innerhalb der Lavaldüse 14 wird der Strömungsquerschnitt des einströmenden Dampfes auf den kreisrunden ersten Querschnitt mit einem Durchmesser D1 von 5,53 mm reduziert. Der erste Querschnitt weist somit eine Fläche von 24,018 mm2 auf, was 49 % der Fläche des zweiten Querschnitts entspricht.The circular second cross section, which serves as a reference and with which the
Der Hohlzylinder der Mischkammer 15 weist einen Innendurchmesser von D3 = 11,18 mm auf. Damit mündet die Mischkammer mit einem dritten Querschnitt von 98,168 mm2 in den Diffusor 16, was 200 % der Fläche des zweiten Querschnitts entspricht. Der Diffusor 16 weist die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes auf, welcher mit einer zweiten Länge L2 = 63,89 mm und mit einer runden Austrittsöffnung, deren Durchmesser D4 = 22,36 mm beträgt, ausgebildet ist. Der vierte Querschnitt A4, welcher der Austrittsöffnung des Diffusors 16 entspricht, hat somit eine Fläche von 392,675 mm2, was 801 % der Fläche des zweiten Querschnitts entspricht. Damit liegt die Größe der Fläche im Toleranzbereich für einen vierten Querschnitt.The hollow cylinder of the mixing
Die Öffnung, durch welche der aus der Sterilisationskammer 2 zu evakuierende Dampf in die Mischkammer 15 strömt, ist im Ausführungsbeispiel mit einem ringförmigen fünften Querschnitt ausgebildet und erstreckt sich radialsymmetrisch um den zweiten Querschnitt. Dabei entspricht der Ringinnendurchmesser des fünften Querschnitts dem Durchmesser D2 und der Ringaußendurchmesser des fünften Querschnitts dem Durchmesser D3. Für die Ringbreite B5 des fünften Querschnitts ergibt sich somit ein Wert von 1,64 mm und für die Fläche des fünften Querschnitts ein Wert von 49,152 mm2. Damit weisen der zweite Querschnitt und der fünfte Querschnitt von der Größe her nahezu identische Flächen auf.The opening through which the steam to be evacuated from the
Eine Dampfstrahlpumpe 4 mit den zuvor genannten Maßen ist besonders geeignet, eine Sterilisationskammer 2 mit einem Volumen von 10 Liter bis 30 Liter zu evakuieren. Dabei wird in der Sterilisationskammer 2 ein Enddruck von 0,3 bar erreicht. Ausgehend von einem Druck von 1 bar werden bei einer Sterilisationskammer 2 mit einem Volumen von 20 Liter für das Erreichen des Enddrucks von 0,3 bar mit einer zuvor beschriebenen Dampfstrahlpumpe 4 lediglich 10 Sekunden benötigt. Bei einem Dampfdruck von 3 bar bei 135 °C verbraucht die Dampfstrahlpumpe 4 dabei lediglich 11 Gramm Treibdampf pro Sekunde, wodurch die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Dampferzeugers 3 sehr niedrig gehalten werden. Die Dampfstrahlpumpe 4 kann bis auf die Lavaldüse 14 aus geometrisch einfachen Elementen aufgebaut werden. Sie ist deshalb preiswert herstellbar und leicht zu warten. Wie vorhergehend auch schon einmal dargelegt wurde, ist für das Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kein elektrischer Strom erforderlich. A
Aufgrund der genannten Vorteile ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in nahezu jeder bewohnten Gegend der Erde einsetzbar.Because of the advantages mentioned, a device according to the invention can be used in almost every inhabited area on earth.
Wie zuvor schon einmal angemerkt wurde, sind die zum Ausführungsbeispiel genannten Maßangaben lediglich beispielhaft. Die vorteilhafte Funktionsfähigkeit einer Dampfstrahlpumpe 4 bleibt auch erhalten, wenn das zuvor definierte Verhältnis des ersten bis fünften Querschnitts auf größere oder kleine Maße abgebildet wird.As has already been noted before, the dimensions specified for the exemplary embodiment are merely exemplary. The advantageous operability of a
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102010018241 A1 [0005]DE 102010018241 A1 [0005]
- DE 2817960 A1 [0006]DE 2817960 A1 [0006]
Claims (8)
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DE102020125913.1A DE102020125913A1 (en) | 2020-10-02 | 2020-10-02 | Device for the steam sterilization of objects |
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ID=80738005
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022119667A1 (en) | 2022-08-04 | 2024-02-15 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Pump system and sterilization method using same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2817960A1 (en) | 1978-04-24 | 1979-10-25 | Herz Helmut | Portable steam sterilisation plant - with integral boilers for low pressure sterilisation and high pressure ejector steam |
DE102010018241A1 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Biomedis Laborservice Gmbh | Steam sterilization device for sterilizing contaminated, medical and/or biological waste material, has steam generating device fluidly connected with ventilation device through lance, which protrudes into chamber |
-
2020
- 2020-10-02 DE DE102020125913.1A patent/DE102020125913A1/en not_active Ceased
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DE102010018241A1 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Biomedis Laborservice Gmbh | Steam sterilization device for sterilizing contaminated, medical and/or biological waste material, has steam generating device fluidly connected with ventilation device through lance, which protrudes into chamber |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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