DE102022119667A1

DE102022119667A1 - Pumpensystem und Sterilisationsverfahren unter Verwendung eines solchen

Info

Publication number: DE102022119667A1
Application number: DE102022119667.4A
Authority: DE
Inventors: Manuel Feurhuber; Frank Müller
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2024-02-15
Also published as: WO2024028494A1

Abstract

Offenbart ist ein Reinigungssystem (100) aufweisend ein Pumpensystem (200) mit einem Einlass (210), einem Auslass (220) und einer Fördereinheit (230), eine Dampfkammer (300) mit einem ersten Zulauf (310) und einem Ablauf (330), wobei der Ablauf (330) mit dem Einlass (210) des Pumpensystems (200) verbunden ist, und ein Abflussrohr (400), wobei das Abflussrohr (400) mit dem Auslass (220) des Pumpensystems (200) verbunden ist, wobei das Reinigungssystem (100) ferner eine in dem Abflussrohr (400) angeordnete Blende (410) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Reinigungssystem mit einem verminderten Kavitationsrisiko und ein Verfahren unter Verwendung eines solchen Reinigungssystems.
Stand der Technik
Sterilisationsverfahren werden angewendet, um Produkte, bspw. Medizinprodukte, vor Ihrer Verwendung zu sterilisieren, also von potenziell schädlichen Keimen zu befreien. Bekannte Sterilisationsverfahren sind die Dampfsterilisation, die Heißwasserberieselungssterilisation, die Heißluftsterilisation, das Autoklavieren, die Gammasterilisation, die Elektronenstahlsterilisation, die Ethylenoxidsterilisation und die Plasmasterilisation. Als Medizinprodukte werden insbesondere auch Komponenten für Filteranlagen, insbesondere Wasserfilteranlagen für medizinische Anwendungen verstanden, bspw. Wasserfilterbeutel, die ein Volumen im einstelligen Literbereich aufweisen. Die Sterilisation erfolgt zumeist in einer geschlossenen Sterilisationskammer eines Sterilisationsgeräts, in welche das zu sterilisierende Produkt eingebracht ist. Bei dem Autoklavieren wird reiner Wasserdampf und siedende Flüssigkeit, im Folgenden als Reindampf bezeichnet, in die Sterilisationskammer eingebracht. Vor dem Sterilisieren wird die Sterilisationskammer, bspw. ein Autoklav, auf eine Temperatur über der Siedetemperatur aufgeheizt, bspw. auf 130 °C bzw. auf noch höhere Temperaturen, insbesondere wenn Überdruck in der Sterilisationskammer herrscht. Anschließend werden die zu sterilisierenden Objekte in die Sterilisationskammer eingebracht und sterilisiert. Danach wird die Sterilisationskammer abgekühlt und die sterilisierten Objekte können wieder entnommen werden. Während des gesamten Vorgangs kondensiert ein Teil des Wasserdampfes als Kondenswasser, das wiederum abgepumpt wird. Dabei besteht das Risiko, dass neben dem Kondenswasser auch Wasserdampf abgepumpt wird, bspw. wenn mehr Kondenswasser abgepumpt wurde, als währenddessen neues Kondenswasser kondensiert ist oder weil Kondenswasser in dem zu sterilisierenden Objekt zurückgehalten wird. In diesem Fall dringt ein Wasser-Dampf-Gemisch in die Pumpe ein und verursacht so Kavitation in der Pumpe. Dieses setzt insbesondere den Förderelementen der Pumpe einen ungleichmäßigen Widerstand entgegen, d.h. entsprechend der unterschiedlichen Dichten setzt ein Dampfpartikel mit niedrigerer Dichte den Förderelementen einen geringeren Widerstand entgegen und ein Wasserpartikel mit höherer Dichte setzt den Förderelementen einen höheren Widerstand entgegen. Daraus können Stöße bzw. Schläge resultieren, die wiederum zu einem hohen Verschleiß der Pumpe und insbesondere der schnell bewegten bzw. rotierten Förderelemente führen. Dadurch kommt es häufig zu Schäden am Pumpensystem und entsprechenden Ausfällen, d.h. erhöhten Stillstandzeiten der Sterilisationsanlagen.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein robustes und weniger verschleißanfälliges Reinigungssystem bereitzustellen, mit dem Stillstandzeiten reduziert werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Reinigungssystem gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren unter Verwendung eines solchen Reinigungssystems gemäß Patentanspruch 11. Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen enthalten.
Ein erfindungsgemäßes Reinigungssystem weist ein Pumpensystem mit einem Einlass, einem Auslass und einer Fördereinheit, eine Dampfkammer mit einem ersten Zulauf und einem Ablauf, wobei der Ablauf mit dem Einlass des Pumpensystems verbunden ist, und ein Abflussrohr, wobei das Abflussrohr mit dem Auslass des Pumpensystems verbunden ist, auf, wobei das Reinigungssystem ferner eine in dem Abflussrohr angeordnete Blende aufweist.
Die Dampfkammer ist insbesondere eine Wasserdampfreinigungskammer, d.h. in der Kammer befindet sich Wasserdampf und kondensiertes Wasser. Die Dampfkammer kann aber auch eine Sterilisationskammer sein oder eine der Sterilisationskammer nachgeschaltete separate Kondensationskammer.
Über den Zulauf wird Wasserdampf und siedendes Wasser in die Dampfkammer geleitet.
Der Ablauf ist insbesondere über eine Fluidleitung mit dem Einlass des Pumpensystems verbunden, bspw. über ein Rohr.
Vorzugsweise kann über das Abflussrohr ferner kondensiertes Wasser in ein Rücklaufsystem eingespeist werden. Derart kann der Nutzeffekt des Reinigungssystems gesteigert werden.
Mittels der in dem Abflussrohr und insbesondere in der Nähe des Auslasses des Pumpensystems angeordneten Blende wird am Auslass des Pumpensystems ein Staudruck erzeugt, wodurch der Eigendruck in dem Pumpensystem erhöht wird. Derart kann Kavitation in der Pumpe verhindert oder zumindest stark verringert werden. Dadurch kann die Anzahl an abrupten Belastungswechseln verringert werden, wodurch wiederum der Verschleiß des Reinigungssystems reduziert werden kann und dementsprechend dessen Robustheit gesteigert werden kann.
Die Blende kann mit variabel einstellbarer Durchgangsfläche ausgebildet sein, wodurch das Reinigungssystem insgesamt eine höhere Variabilität aufweist, insbesondere im Hinblick auf wechselnde Fördermengen oder einen gewünschten Staudruck. Die Blende kann aber auch mit fix eingestellter Durchgangsfläche ausgebildet sein, wodurch ein einfaches und kostengünstiges Reinigungssystem bereitgestellt werden kann. Je kleiner die Durchgangsfläche ausgebildet ist, desto größer ist der am Auslass des Pumpensystems erzeugte Staudruck, wobei dadurch aber auch die zur Beförderung des kondensierten Wassers notwendige Pumpenleistung steigt.
Weiterhin kann der am Auslass des Pumpensystems erzeugte Staudruck mittels des Abstands der Blende zum Auslass des Pumpensystems eingestellt werden. Je näher die Blende an den Auslass des Pumpensystems angeordnet ist, desto größer ist der Staudruck.
Des Weiteren kann die Blende derart variiert werden, dass die senkrecht zu der Hauptrichtung des Abflussrohrs ausgebildete Verengung, entlang der der Hauptrichtung des Abflussrohrs abrupt oder mit einem Anstieg ausgebildet ist, d.h. stetig zunehmend. Bei einer abrupten Verengung ist der erzeugte Staudruck am größten, gleichzeitig werden aber auch Verwirbelungen erzeugt. Diese Verwirbelungen können bei einer stetigen Zunahme reduziert werden, jedoch sinkt dann auch der erzeugte Staudruck.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Blende zur Durchgangsfläche des Abflussrohres kleiner ist als 1:1,5, insbesondere kleiner als 1:1,75 und besonders bevorzugt kleiner als 1:2. Dadurch kann einerseits ein ausreichend ein hoher Staudruck erzeugt werden, wodurch die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden kann. Andererseits ist der Staudruck nicht derart hoch, dass das Pumpensystem hauptsächlich gegen den Staudruck Fluid fördert, d.h. dass das Pumpensystem lauffähig bleibt, wodurch die Effizienz des Reinigungssystems gesteigert werden kann.
Vorzugsweise vergrößert sich die Durchgangsfläche des Abflussrohrs in Fluidrichtung hinter der Blende, insbesondere kontinuierlich, um eine abrupte Änderung des Flussdurchmessers zu vermeiden. Als Fluidrichtung wird erfindungsgemäß die Hauptfluidrichtung bezeichnet, d.h. die sich im Normalbetrieb ergebende Flussrichtung des vom Pumpensystem geförderten Fluids, d.h. im Wesentlichen die Hauptflussrichtung des kondensierten Wassers. Als Vergrößerung der Durchgangsfläche des Abflussrohres in Fluidrichtung nach der Blende wird nicht lediglich die nach dem Blendenende ohnehin resultierende Vergrößerung der Durchgangsfläche verstanden, sondern eine solche, die auch ohne an dieser Stelle bzw. in der Nähe dieser Stelle angeordnete Blende im Abflussrohr selbst ausgebildet ist. Derart kann erreicht werden, dass mit der Blende der gewünschte Druck vor und nach der Pumpe sehr gut eingestellt werden kann. Des Weiteren sorgt diese Vergrößerung dafür, dass sich nach der Blende die gleiche Strömungsgeschwindigkeit wie vor der Blende einstellt, nur mit verringertem Fluiddruck.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche des Abflussrohres in Fluidrichtung nach der Vergrößerung zur Durchgangsfläche des Abflussrohres in Fluidrichtung vor der Blende größer ist als 1,5:1, insbesondere größer als 1,75:1 und besonders bevorzugt größer als 2:1. Derart kann erreicht werden, dass eine kontinuierliche, gleichmäßig verlangsamte Strömung durch die Anlage strömt. Mittels dieser Vergrößerung kann zusätzlich dafür gesorgt werden, dass eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit in der Anlage zu gewährleistet wird. Damit kann ein ruhigerer Betrieb der gesamten Anlage erreicht werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner ein Bypassrohr auf und die Dampfkammer einen zweiten Zulauf auf, wobei das Bypassrohr in Fluidrichtung hinter der Blende mit dem Abflussrohr und mit dem zweiten Zulauf verbunden ist. Derart kann kondensiertes Wasser in die Reinigungskammer zurückgeführt werden, wodurch verhindert werden kann, dass sich in der Reinigungskammer zu wenig kondensiertes Wasser bzw. kein kondensiertes Wasser mehr befindet. Damit kann zusätzlich Kavitation in dem Pumpensystem verringert werden, wodurch die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden kann. Außerdem kann damit zusätzlich verhindert werden, dass die Pumpe aus Sicherheitsgründen ausgeschaltet werden muss, wodurch die Effizienz des Reinigungssystems gesteigert werden kann. Des Weiteren kann, wenn kein kondensiertes Wasser mehr aus dem Reinigungssystem abgeführt wird (bspw. wenn die entsprechende Fluidleitung verschlossen ist), mittels des Bypassrohres ein schonender Betrieb des Pumpensystems ermöglicht werden, d.h. es wird verhindert, dass das Pumpensystem gegen eine verschlossene Fluidleitung arbeitet, wodurch die Komponenten des Pumpensystems einer erhöhten Belastung ausgesetzt würden. Derart kann die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner ein Bypassventil auf, wobei das Bypassventil in dem Bypassrohr angeordnet ist, wobei das Bypassventil dazu ausgebildet ist, das Bypassrohr fluiddicht zu verschließen. Derart kann es ermöglicht werden, dass nur bei Bedarf und nicht permanent kondensiertes Wasser in die Dampfkammer zurückgeführt wird, wodurch abgesichert wird, dass ausreichend kondensiertes Wasser in der Reinigungskammer vorhanden ist, um ein Ansaugen von Dampf durch die Pumpe zu vermeiden und die Gefahr einer Kavitation weiter zu verringern. Die Effizienz des Reinigungssystems kann somit gesteigert werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner eine in dem Bypassrohr angeordnete Bypassblende auf. Derart wird in Bezug auf die Fluidrichtung unmittelbar vor der Bypassblende ein Staudruck erzeugt, der einen zu starken Druckabfall im Abflussrohr durch die Bereitstellung des Bypassrohrs verhindert. Mit dieser Bypassblende kann zusätzlich je nach Bedarf der Volumenstrom geregelt werden, der über den Bypass zurück in die Dampfkammer strömt. Damit kann die Effizienz des Reinigungssystems gesteigert werden.
Vorzugsweise ist die Bypassblende in Fluidrichtung hinter dem Bypassventil angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Sperren des Bypassventils der Rückstau mit geringstmöglicher Verzögerung entsteht. Ferner kann das Bypassventil auch so nah wie gewünscht an das Abflussrohr angeordnet werden.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Bypassblende zur Durchgangsfläche des Bypassrohres kleiner ist als 1:20, insbesondere kleiner als 1:15 und besonders bevorzugt kleiner als 1:10. Derart kann der Anteil an Fluid, das in die Dampfkammer zurückgeleitet wird, noch genauer gesteuert werden, wodurch insgesamt die Effizienz des Reinigungssystems noch weiter gesteigert werden kann.
Vorzugsweise weist die Bypassblende mehrere Durchgangslöcher auf, die insbesondere unterschiedliche Durchgangsflächen aufweisen. Diese Durchgangslöcher sind vorzugsweise umfänglich in regelmäßigen Abständen vorgesehen. So kann der Durchfluss gleichmäßiger über den gesamten Rohrdurchmesser verteilt und Verwirbelungen reduziert werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner ein Regelventil auf, wobei das Regelventil in Fluidrichtung hinter der Blende und, sofern dieses vorhanden ist, in Fluidrichtung hinter dem Bypassrohr angeordnet ist. Derart wird es ermöglicht, die Menge an aus dem Reinigungssystem abgeführtem Fluid an die Menge des tatsächlich kondensierten Wassers bzw. tatsächlich durch das Pumpensystem geförderten Fluids anzupassen, d.h. wird weniger Wasser in der Dampfkammer kondensiert, wird das Regelventil in eine geschlossenere Stellung versetzt. Wird hingegen mehr Wasser in der Dampfkammer kondensiert, wird das Regelventil in eine offenere Stellung versetzt. Damit wird es ermöglicht, in der Dampfkammer einen konstanten Füllstand zu gewährleisten, und Kavitation in allen Fluidleitungen bzw. Rohren des Reinigungssystems und der Fördereinheit reduziert werden kann, wodurch wiederum die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen Reinigungssystems, weist die Schritte des i. Aufheizens der Dampfkammer, ii. Einbringens von Reindampf in die Dampfkammer, und iii. gegebenenfalls Abkühlens der Dampfkammer auf.
Vorzugsweise wird zu Beginn des Schrittes iii. das Pumpensystem abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Dampfkammer höher als in dem restlichen Reinigungssystem, wodurch Reindampf aus der Dampfkammer ausströmen kann. Würde dieser selbstständig aus der Dampfkammer austretende Reindampf in das laufende Pumpensystem eintreten, könnte bei dieser Kavitation auftreten. Indem das Pumpensystem zu Beginn des Schrittes iii. das Pumpensystem abgeschaltet wird, wird das Pumpensystem diesem zusätzlichen Kavitationsrisiko nicht ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer des Reinigungssystems, insbesondere des Pumpensystems, gesteigert werden kann.
Vorzugsweise wird das Pumpensystem nach einer kurzen Ruhezeit wieder eingeschaltet. Dadurch wird es ermöglicht, das Pumpensystem wieder in einem normalen Betrieb laufen zu lassen, wodurch die Effizienz des Verfahrens gesteigert werden kann.
Vorzugsweise wird die Ruhezeit des Pumpensystems dann beendet, wenn die Dampfkammer bzw. deren Dampf- oder Sterilisationsladung einen Kühlbedarf hat. Derart kann auf einfache und schnelle Weise eine Kühlwirkung der Dampfkammer erzeugt werden, wodurch die Effizienz des Verfahrens gesteigert werden kann.
Vorzugsweise wird das Verfahren zur Sterilisation zumindest eines kontaminierten Gegenstandes angewandt, insbesondere eines Wasserfilterbeutels, und weist ferner die Schritte des i.i. Einbringens des kontaminierten Gegenstandes in die Dampfkammer, und ii.i. Sterilisierens des kontaminierten Gegenstandes in der Dampfkammer auf, wobei der Schritt i.i. zwischen den Schritten i. und ii. ausgeführt wird und der Schritt ii.i. während bzw. nach dem Schritt ii. ausgeführt wird. Derart können kontaminierte Gegenstände mit Hilfe des Reinigungssystems auf effiziente und einfache Weise sterilisiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1a zeigt ein Reinigungssystem in einer schematischen Ansicht.
1b zeigt ein weiteres Reinigungssystem in einer schematischen Ansicht.
2a zeigt eine Blende des in 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
2b zeigt eine alternative Blende des in 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
3a zeigt eine Bypassblende des in 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
3b zeigt eine alternative Bypassblende des in 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
3c zeigt eine weitere alternative Bypassblende des in 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
4 zeigt ein Diagramm mit einem Druckverlauf.
5a zeigt ein Verfahren unter Verwendung eines Reinigungssystems.
5b zeigt ein weiteres Verfahren unter Verwendung eines Reinigungssystems.
6 zeigt ein Diagramm mit einem ersten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit und einem zweiten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1a zeigt ein Reinigungssystem 100 in einer schematischen Ansicht. Das Reinigungssystem 100 weist eine Dampfkammer 300 mit einem ersten Zulauf 310 und einem Ablauf 330, und eine Leitung 110 auf. Die Leitung 110 ist an den Zulauf 310 angeschlossen und dazu ausgebildet, von einem Zufluss 120 kommend bzw. entlang einer Fluidrichtung 150 Fluid, insbesondere Wasserdampf, in die Dampfkammer 300 zu leiten. Das Reinigungssystem 100 weist eine weitere Leitung 112 auf, die an dem Ablauf 330 angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, entlang der Fluidrichtung 150 Fluid, insbesondere kondensiertes Wasser, aus der Dampfkammer 300 abzuleiten. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Pumpensystem 200 mit einem Einlass 210, einem Auslass 220 und einer Fördereinheit 230 auf. Die Fördereinheit 230 ist dazu ausgebildet, Fluid, insbesondere kondensiertes Wasser, entlang der Fluidrichtung 150 zu fördern bzw. durch die Anordnung und Ausprägung der Fördereinheit 230 ergibt sich die Fluidrichtung 150. Die Leitung 112 ist mit dem Einlass 210 verbunden, wodurch es ermöglicht wird, dass am Ablauf 330 austretende Fluid abzupumpen. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Abflussrohr 400 auf, das mit dem Auslass 220 verbunden ist. Das Reinigungssystem 100 weist ferner eine Blende 410 auf, die in dem Abflussrohr 400 angeordnet ist. Über einen am Ende des Abflussrohres 400 befindlichen Abfluss 130 kann entlang der Fluidrichtung 150 Fluid aus dem Reinigungssystem 100 abgeleitet werden.
1b zeigt ein weiteres Reinigungssystem 100 in einer schematischen Ansicht. Das in 1b dargestellte Reinigungssystem 100 basiert auf dem in 1a dargestellten Reinigungssystem 100. Die Dampfkammer 300 weist ferner einen zweiten Zulauf 320 auf. Die Durchgangsfläche des Abflussrohres 400 bzw. dessen Durchmesser vergrößert sich entlang der Fluidrichtung 150 nach der Blende 410. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Bypassrohr 500 mit einem Bypassventil 520 und einer Bypassblende 510 auf, das nach dieser Durchmesservergrößerung von dem Abflussrohr 400 abgeht bzw. mit dem Abflussrohr 400 verbunden ist. Das Bypassrohr 500 ist mit dem zweiten Zulauf 320 verbunden, sodass über das Bypassrohr 500 Fluid in die Dampfkammer 300 eingeleitet werden kann. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Regelventil 420 auf, das im Bereich des Abflusses 130 angeordnet ist.
2a zeigt die Blende 410 des in 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Blende 410 weist ein Durchgangsloch 412 auf, dass in Bezug auf den Querschnitt der Blende 410 zentriert in derselben angeordnet ist. Die Blende 410 weist einen Außendurchmesser 416 auf, der dem Innendurchmesser des Abflussrohres 400 an der Stelle entspricht, an der die Blende 410 in dem Abflussrohr 400 angeordnet ist. Die Blende 410 weist ferner einen Innendurchmesser 418 auf, der dem Außendurchmesser des Durchgangslochs 412 entspricht und anhand dem sich die Durchgangsfläche der Blende 410 ergibt. Das Verhältnis von dem quadrierten Innendurchmesser 418 zum quadrierten Außendurchmesser 416 entspricht dem Verhältnis von der Durchgangsfläche der Blende 410 zur Durchgangsfläche des Abflussrohres 400.
2b zeigt eine alternative Blende 410 des in 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht., d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die in 2b dargestellte Blende 410 weist einen geringeren Innendurchmesser 418 auf, als die in 2a dargestellte Blende 410. Dementsprechend ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der in 2b dargestellten Blende 410 zur Durchgangsfläche des Abflussrohres 400 kleiner, als das entsprechende Verhältnis der in 2a dargestellten Blende 410.
3a zeigt die Bypassblende 510 des in 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Bypassblende 510 weist ein erstes Durchgangsloch 512 auf, das in Bezug auf den Querschnitt der Bypassblende 510 zentriert in derselben angeordnet ist. Die Bypassblende 510 kann ferner acht zweite Durchgangslöcher 514 aufweisen, die insbesondere gleichmäßig um das erste Durchgangsloch 512 herum angeordnet sind und zwar umfänglich und/oder radial. Solche zweiten Durchgangslöcher können auch bei der Blende 410 vorgesehen werden. Die Bypassblende 510 weist einen Außendurchmesser 516 auf, der dem Innendurchmesser des Bypassrohres 500 an der Stelle entspricht, an der die Bypassblende 510 in dem Abflussrohr 500 angeordnet ist. Die Bypassblende 510 weist ferner einen ersten Innendurchmesser 518 auf, der dem Außendurchmesser des ersten Durchgangslochs 512 entspricht. Die Bypassblende 510 weist außerdem acht zweite Innendurchmesser 519 auf, die jeweils dem Außendurchmesser des dazugehörigen zweiten Durchgangsloches 514 entsprechen. Anhand des ersten Innendurchmessers 518 und der acht zweiten Innendurchmesser 519 ergibt sich die Durchgangsfläche der Bypassblende 510. Das Verhältnis von der Summe des quadrierten ersten Innendurchmessers 518 und der acht quadrierten zweiten Durchmesser 519 zum quadrierten Außendurchmesser 516 entspricht dem Verhältnis von der Durchgangsfläche der Bypassblende 510 zur Durchgangsfläche des Abflussrohres Bypassrohres 500.
3b zeigt eine alternative Bypassblende 510 des in 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Bypassblende 510 weist drei zweite Durchgangslöcher 514 auf. Der zweite Innendurchmesser 519 der in 3b dargestellten Bypassblende 510 entspricht dem zweiten Innendurchmesser 519 der in 3a dargestellten Bypassblende 510. Dementsprechend weist die in 3b dargestellte Bypassblende 510 eine geringere Durchgangsfläche auf, als die in 3a dargestellte Bypassblende 510. Dementsprechend ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der in 3b dargestellten Bypassblende 510 zur Durchgangsfläche des Bypassrohres 500 kleiner, als das entsprechende Verhältnis der in 3a dargestellten Bypassblende 510.
3c zeigt eine weitere alternative Bypassblende 510 des in 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Bypassblende 510 weist vier zweite Durchgangslöcher 514 auf. Der zweite Innendurchmesser 519 der in 3c dargestellten Bypassblende 510 entspricht dem zweiten Innendurchmesser 519 der in den 3a und 3b dargestellten Bypassblenden 510. Dementsprechend weist die in 3c dargestellte Bypassblende 510 eine geringere Durchgangsfläche auf, als die in 3a dargestellte Bypassblende 510, jedoch eine größere Durchgangsfläche, als die in 3b dargestellte Bypassblende 510. Dementsprechend ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der in 3c dargestellten Bypassblende 510 zur Durchgangsfläche des Bypassrohres 500 kleiner, als das entsprechende Verhältnis der in 3a dargestellten Bypassblende 510, jedoch größer, als das entsprechende Verhältnis der in 3b dargestellten Bypassblende 510.
Sowohl die Blende 410 als auch die Blende 510 können mit einem verstellbaren Durchflussquerschnitt ausgebildet sein, d.h. die Durchflussmenge des Fluids durch die Blende 410, 510 ist variabel. Bspw. kann dies bewerkstelligt werden, indem eine Blende zwei Scheiben umfasst, die jeweils ein mittiges Durchgangsloch 412, 512 und auch äußere Durchgangslöcher 514 umfassen. Die beiden Scheiben sind dann relativ zueinander verdrehbar ausgebildet, so dass die äußeren Durchgangslöcher in einer Maximaldurchflussposition genau übereinander liegen und in einer Minimaldurchflussposition von der jeweils anderen Scheibe gesperrt sind. Aber auch andere Möglichkeiten einer variablen Blende sind möglich, bspw. eine Blende mit Lamellenverschluss, der dann das oder die Durchgangslöcher mit fächerartigen Elementen verschließen kann.
4 zeigt ein Diagramm mit einem Druckverlauf 602. Der Druckverlauf 602 entspricht dem auf einer Druckachse 610 über eine Wegachse 620 aufgetragenen Druck in dem Abflussrohr 400 unmittelbar vor und nach der Blende 410 (vgl. 1). Der auf der Wegachse 620 aufgetragene Weg verläuft dabei im Wesentlichen entlang der Fluidrichtung 150. Bis zum Erreichen der Blende 410 steigt der Druck an, im Bereich der Blende 410 fällt der Druck abrupt ab. Nach der Blende 410 bleibt der Druck auf einem konstanten Niveau. An dem Druckverlauf 602 ist erkennbar, wie der Druck im Abflussrohr 400 und damit auch im Pumpensystem 200 durch den Einsatz einer Blende 410 erhöht werden kann.
5a zeigt ein Verfahren 800 unter Verwendung des Reinigungssystems 100 (vgl. 1a und 1b). Das Verfahren weist die Schritte i. 810, ii. 820 und iii. 830 auf. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt i. 810, dem Aufheizen der Dampfkammer 300. Anschließend wird der Schritt ii. 820 ausgeführt, das Einbringen von Reindampf in die Dampfkammer 300. Das Verfahren 800 wird gegebenenfalls mit dem Schritt iii. 830 abgeschlossen, dem Abkühlen der Dampfkammer 300.
5b zeigt ein weiteres Verfahren 800 unter Verwendung des Reinigungssystems 100 (vgl. 1a und 1b). Das in 5b dargestellte Verfahren 800 basiert auf dem in 1a dargestellten Verfahren 800 und weist ferner die Schritte i.i. 815 und ii.i. 825 auf. Der Schritt i.i. 815 wird zwischen den Schritten i. 810 und ii. 820 ausgeführt und besteht im Einbringen des kontaminierten Gegenstandes in die Dampfkammer 300. Der Schritt ii.i. 825 wird während bzw. nach dem Schritt ii 820 ausgeführt und besteht im Sterilisieren des kontaminierten Gegenstandes in der Dampfkammer 300.
6 zeigt ein Diagramm 700 mit einem ersten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 702 und einem zweiten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 704. Die beiden Verläufe der akkumulierten Kavitationszeit 702, 704 entsprechen jeweils der auf einer Kavitationszeitachse 710 über eine Zykluszeitachse 720 aufgetragenen Kavitationszeit in dem Pumpensystem 200. Auf der Zykluszeitachse 720 sind fünf Phasen eingetragen, die insgesamt einem für beide Verläufe der akkumulierten Kavitationszeit 702, 704 in gleicher Weise durchgeführten Betriebszyklus entsprechen. Dieser Betriebszyklus beginnt mit einer Aufheizphase 721, die während dem in den 5a und 5b dargestellten Schritt i. 810 stattfindet. Es folgt eine Sterilisierphase 722, die während dem in 5b dargestellten Schritt ii.i. 825 stattfindet. Anschließend folgt eine Kühlphase 723, die während dem in den 5a und 5b dargestellten Schritt iii. 830 stattfindet. Der Betriebszyklus wird durch eine Be- und Entladephase 724 beendet. Dabei wurde der erste Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 702 bei einem Reinigungssystem 100 ohne Einsatz der Blende 410 bestimmt und der zweite Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 704 bei einem Reinigungssystem 100 mit Einsatz der Blende 410. Es ist erkennbar, dass durch den Einsatz der Blende 410 die akkumulierte Kavitationszeit in hohem Umfang reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste

100: Reinigungssystem
110: Leitung
112: Leitung
120: Zufluss
130: Abfluss
150: Fluidrichtung
200: Pumpensystem
210: Einlass
220: Auslass
230: Fördereinheit
300: Dampfkammer
310: erster Zulauf
320: zweiter Zulauf
330: Ablauf
400: Abflussrohr
410: Blende
412: Durchgangsloch
416: Außendurchmesser
418: Innendurchmesser
420: Regelventil
500: Bypassrohr
510: Bypassblende
512: erstes Durchgangsloch
514: zweites Durchgangsloch
516: Außendurchmesser
518: erster Innendurchmesser
519: zweiter Innendurchmesser
520: Bypassventil
600: Diagramm
602: Druckverlauf
610: Druckachse
620: Wegachse
700: Diagramm
702: Erster Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit
704: Zweiter Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit
710: Kavitationszeitachse
720: Zykluszeitachse
721: Aufheizphase
722: Sterilisierphase
723: Kühlphase
724: Be- und Entladephase
800: Verfahren
810: Schritt
815: Schritt
820: Schritt
825: Schritt
830: Schritt

Claims

Reinigungssystem (100) aufweisend ein Pumpensystem (200) mit einem Einlass (210), einem Auslass (220) und einer Fördereinheit (230), eine Dampfkammer (300) mit einem ersten Zulauf (310) und einem Ablauf (330), wobei der Ablauf (330) mit dem Einlass (210) des Pumpensystems (200) verbunden ist, und ein Abflussrohr (400), wobei das Abflussrohr (400) mit dem Auslass (220) des Pumpensystems (200) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem (100) ferner eine in dem Abflussrohr (400) angeordnete Blende (410) aufweist.
Reinigungssystem (100) nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Blende (410) zur Durchgangsfläche des Abflussrohres (400) kleiner ist als 1:1,5, insbesondere kleiner als 1:1,75 und besonders bevorzugt kleiner als 1:2.
Reinigungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Durchgangsfläche des Abflussrohrs (400) in Fluidrichtung (150) nach der Blende (410) vergrößert.
Reinigungssystem (100) nach Anspruch 3, wobei das Verhältnis von der Durchgangsfläche des Abflussrohres (400) in Fluidrichtung (150) nach der Vergrößerung zur Durchgangsfläche des Abflussrohres (400) in Fluidrichtung (150) vor der Blende (410) größer ist als 1,5:1, insbesondere größer als 1,75:1 und besonders bevorzugt größer als 2:1.
Reinigungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reinigungssystem (100) ferner ein Bypassrohr (500) aufweist und die Dampfkammer (300) einen zweiten Zulauf (320) aufweist, wobei das Bypassrohr (500) in Fluidrichtung (150) hinter der Blende (410) mit dem Abflussrohr (400) und mit dem zweiten Zulauf (320) verbunden ist.
Reinigungssystem (100) nach Anspruch 5, wobei das Reinigungssystem (100) ferner ein Bypassventil (520) aufweist, wobei das Bypassventil (520) in dem Bypassrohr (500) angeordnet ist, wobei das Bypassventil (520) dazu ausgebildet ist, das Bypassrohr (500) fluiddicht zu verschließen.
Reinigungssystem (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Reinigungssystem (100) ferner eine in dem Bypassrohr (500) angeordnete Bypassblende (510) aufweist.
Reinigungssystem (100) nach Anspruch 7, wobei das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Bypassblende (510) zur Durchgangsfläche des Bypassrohres (500) kleiner ist als 1:20, insbesondere kleiner als 1:15 und besonders bevorzugt kleiner als 1:10.
Reinigungssystem (100) nach Anspruch 8, wobei die Bypassblende (510) mehrere Durchgangslöcher (512, 514) aufweist, die insbesondere unterschiedliche Durchgangsflächen aufweisen.
Reinigungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reinigungssystem (100) ferner ein Regelventil (420) aufweist, wobei das Regelventil (420) in Fluidrichtung (150) hinter der Blende (410) und, sofern dieses vorhanden ist, in Fluidrichtung (150) hinter dem Bypassrohr (500) angeordnet ist.
Verfahren (800) unter Verwendung eines Reinigungssystems (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte des i. (810) Aufheizens der Dampfkammer (300), ii. (820) Einbringens von Reindampf in die Dampfkammer (300), und iii. (830) gegebenenfalls Abkühlens der Dampfkammer (300).
Verfahren (800) nach Anspruch 11, wobei zu Beginn des Schrittes iii. (830) das Pumpensystem (200) abgeschaltet wird.
Verfahren (800) nach Anspruch 11 oder 12 angewandt zur Sterilisation zumindest eines kontaminierten Gegenstandes, insbesondere eines Wasserfilterbeutels, ferner aufweisend die Schritte des i.i. (815) Einbringens des kontaminierten Gegenstandes in die Dampfkammer (300), und ii.i. (825) Sterilisierens des kontaminierten Gegenstandes in der Dampfkammer (300), wobei der Schritt i.i. (815) zwischen den Schritten i. (810) und ii. (820) ausgeführt wird und der Schritt ii.i. (825) während bzw. nach dem Schritt ii. (820) ausgeführt wird.