DE1131643B

DE1131643B - Automatic control device for pressure vessels

Info

Publication number: DE1131643B
Application number: DEN13619A
Authority: DE
Inventors: Oskar Neiss
Original assignee: American Sterilizer Co
Current assignee: American Sterilizer Co
Priority date: 1957-05-08
Filing date: 1957-05-08
Publication date: 1962-06-20
Also published as: CH367807A

Description

Automatische Steuereinrichtung für Druckgefäße Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Steuereinrichtung für Druckgefäße mit gesteuerten Ventilen in den Zu- und Ableitungen, bei der Druckänderungen im Druckgefäß auf einen Arbeitskolben übertragen werden.Automatic control device for pressure vessels The invention relates on an automatic control device for pressure vessels with controlled valves in the supply and discharge lines, when the pressure changes in the pressure vessel on a working piston be transmitted.

Beispielsweise ist es an einem Dampfsterilisator bekannt, die Wärmezufuhr beim Erreichen eines bestimmten Drucks mittels einer Dampfdruckschaltvorrichtung zu unterbrechen, die einen mit einem Schalter in Eingriff kommenden Kolben hat. Der Kolben ist in einem mit der Sterilisierröhre kommunizierenden Zylinder beweglich. For example, it is known to supply heat to a steam sterilizer when a certain pressure is reached by means of a steam pressure switching device to interrupt, which has a piston engaging a switch. The piston is movable in a cylinder communicating with the sterilization tube.

Beim Betrieb von Autoklaven, besonders bei Verfahren, die es erforderlich machen, wechselweise Druck oder Vakuum im gleichen Gerät im Verlauf eines Prozesses anzuwenden, müssen Ventile gesteuert werden, welche das Gerät entweder auf Druck oder auf Vakuum umschalten. Autoklaven können im Verlauf eines Prozesses evakuiert und anschließend mit irgendwelchen Gasen unter Druck gesetzt werden. Bei einem Sterilisierprozeß z. B. muß im Autoklav ein bestimmtes Vakuum erreicht sein, bevor Wasserdampf einströmt. Eine besonders schnelle Zustandsänderung im Autoklav von Druck auf Vakuum tritt besonders bei Ablauf exothermer Prozesse ein. In solchen Fällen muß das Steuerorgan in der Lage sein, die Ventile für Vakuum oder Druck trägheitslos auf oder zu zu steuern. When operating an autoclave, especially with procedures that require it make alternating pressure or vacuum in the same device in the course of a process to apply, valves must be controlled, which the device either on pressure or switch to vacuum. Autoclaves can be evacuated in the course of a process and then pressurized with any gases. During a sterilization process z. B. a certain vacuum must be reached in the autoclave before water vapor flows in. A particularly rapid change of state in the autoclave from pressure to vacuum occurs especially when exothermic processes are running. In such cases the controller must be able to open or close the valves for vacuum or pressure without inertia steer.

Es ist bekannt, solche automatischen Ventilsteuerungen auf rein elektrischer Grundlage derart durchzuführen, daß ein bestimmter Vakuum- oder Druckwert elektrisch erfaßt wird, um dann unter Zwischenschaltung von Schaltelementen z. B. Motorventile zu betätigen. Abgesehen davon, daß solche Ventile zu träge sind, sind sie für die rauhen Betriebe, in denen Feuchtigkeit, Dampf, Temperaturen und nicht zuletzt Explosionsgefahr besteht, störanfällig und teuer. Bei allen diesen erwähnten Prozessen handelt es sich darum, einen sehr genauen Vakuum- oder Druckwert zu erfassen, um dann eine schnelle Umschaltung von dem einen Zustand auf den anderen automatisch durchzuführen. It is known that such automatic valve controls are purely electrical To carry out the basis in such a way that a certain vacuum or pressure value is electrical is detected to then with the interposition of switching elements z. B. Engine valves to operate. Apart from the fact that such valves are too sluggish, they are for the harsh operations in which moisture, steam, temperatures and, last but not least, risk of explosion exists, prone to failure and expensive. All of these processes mentioned are is concerned with recording a very precise vacuum or pressure value, and then making a to carry out rapid switching from one state to the other automatically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen automatischen Steuervorgang auf mechanischer Grundlage durchzuführen. Dabei wird vorausgesetzt, daß es bekannt ist, Ventile mit einem Betriebsmittel, z. B. Luft, zu betreiben. The invention is based on the object of such an automatic Perform control process on a mechanical basis. It is assumed that that it is known to use valves with an operating medium, e.g. B. air to operate.

Erfindungsgemäß wirkt der Arbeitskolben, dessen Bewegung von einer Gegenkraft gebremst wird, auf einen Schieber ein, der bei Einwirkung einer einstellbaren Mindestkraft sprungartig von einer Endstellung in die andere schaltet und einen Druckmittel- strom steuert, der die Ventile betätigt. Hierdurch wird vermieden, daß die Steuerbewegungen schleichend ausgeführt werden, und gleichzeitig kann das von dem Arbeitskolben auf den Schieber wirkende Moment eingestellt werden. Bei Sterilisierprozessen soll die Zeiteinstellung für Dampf und Vakuum im Autoklav einstellbar sein. Bei der Erfindung ist vorteilhaft eine Regelung der Bewegung des Arbeitskolbens durch eine zeitliche Verzögerung über einen Steuerbalg vorgesehen, welcher eine Flüssigkeit durch eine einstellbare Drossel preßt. According to the working piston, the movement of which acts by a Counterforce is braked on a slide, which when an adjustable Minimum force switches abruptly from one end position to the other and one Pressure medium controls the current that operates the valves. This avoids that the control movements are carried out insidiously, and at the same time this can be done by the working piston acting on the slide torque can be adjusted. In sterilization processes the time setting for steam and vacuum in the autoclave should be adjustable. at the invention is advantageous by regulating the movement of the working piston a time delay is provided via a control bellows, which a liquid presses through an adjustable throttle.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung ist die Erfindung lediglich schematisch dargestellt. The invention is referred to in the following description explained on the drawing using an exemplary embodiment. In the drawing the invention is shown only schematically.

Der Autoklavl ist in üblicher Weise mit einer Dampfquelle2 für den Dampf und einer Vakuumpumpe 3 für die Evakuierung, Trocknung und Absaugung des Dampfes ausgerüstet. In der Dampfzuleitung zum Autoklav befindet sich ein Frischdampfventil 4 und zwischen Autoklav und Vakuumpumpe ein Vakuumventil 5. Die Ventile 4 und 5 werden durch Vakuum betrieben. Wird auf ein solches Ventil Vakuum gegeben, so zieht sich der Federkörper des Ventils zusammen und öffnet das Ventil. Bei Belüftung schließt es. Diese Schaltvorgänge werden entsprechend dem Prozeß durch einen Schieber gesteuert. Der Schieberteil 6 ist hierfür besonders ausgebildet, indem er an die Vakuumpumpe angeschlossen ist, welche durch die Leitung 7 ständig Vakuum am Schieber bereithält. Bei Bewegung des Schiebers 8 wird Vakuum auf das Frischdampfventil 4 oder auf das Vakuumventil 5 gegeben. Der Schieber 8 kann zu diesem Zweck entweder von Hand oder auch mechanisch in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen geschaltet werden. Der Schieber 8 ist so gelagert, daß er beim Überschalten von einer Stellung in die andere einen sogenannten Kippunkt überschreitet. Zur Überwindung des Kipppunktes ist ein bestimmtes Moment erforderlich. The autoclave is usually provided with a steam source2 for the Steam and a vacuum pump 3 for evacuating, drying and sucking off the steam equipped. There is a live steam valve in the steam supply line to the autoclave 4 and a vacuum valve 5 between the autoclave and vacuum pump. Valves 4 and 5 are operated by vacuum. If a vacuum is applied to such a valve, it pulls the spring body of the valve collapses and opens the valve. Closes when ventilated it. These switching operations are controlled by a slide according to the process. The slide part 6 is specially designed for this by being connected to the vacuum pump is connected, which through the line 7 constantly Vacuum on Has slide ready. When the slide 8 is moved, a vacuum is applied to the main steam valve 4 or given to the vacuum valve 5. The slide 8 can for this purpose either switched manually or mechanically depending on certain operating conditions will. The slide 8 is mounted so that it can be switched over from one position in the other exceeds a so-called tipping point. To overcome the tipping point a certain moment is required.

Dieses Moment kann entweder mechanisch oder auch elektromagnetisch erzeugt werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, wird dieses Moment beispielsweise permanentmagnetisch erzeugt. Der Arbeitskolben 9 bzw. der Steuerbalg 9 a liegen am Autoklav. This moment can either be mechanical or electromagnetic be generated. As shown in the drawing, this moment becomes an example generated permanently magnetically. The working piston 9 or the control bellows 9 a lie on the autoclave.

Bei Druck im Autoklav wird sich der Steuerbare 9 a ausdehnen und vermittels des Kolbens 9 dem Schieber 8 einen Schub erteilen. Übersteigt die Schubkraft das vorher eingestellte Moment am Schieber 8, so bewegt sich dieser sprungartig in seine Endstellung. In dieser Endstellung wird das Ventil 2 vom Vakuum getrennt und schließt, während das Vakuumventil 5 an Vakuum gelegt wird und öffnet.With pressure in the autoclave, the controllable 9 a will expand and mediate of the piston 9 give the slide 8 a thrust. If the thrust exceeds that previously set moment on slide 8, this moves suddenly into his End position. In this end position, valve 2 is separated from the vacuum and closes, while the vacuum valve 5 is placed under vacuum and opens.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich in entgegengesetzter Richtung, wenn sich der Steuerbalg9a zusammenzieht und der Schieber 8 in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Unmittelbar gekuppelt mit dem Steuerbalg 9 a ist der Steuerbalg 9 b.The same process is repeated in the opposite direction, when the control bellows 9a contracts and the slide 8 in the opposite direction Direction is moved. The control bellows is directly coupled to the control bellows 9 a 9 b.

Dieser ist mit einem Flüssigkeitsbehälter 10 unter Zwischenschaltung von Rückschlagventilen 11 und 13 und Drosseln 12 und 14 verbunden.This is with a liquid container 10 interposed of check valves 11 and 13 and throttles 12 and 14 connected.

Mit dem Ventil 15 kann der Steuerbalg9a vom Autoklav getrennt werden, um dann den Schieber 8 von Hand betätigen zu können. Parallel zum Vakuumventil 5 ist eine Drossel 16 eingebaut, deren Aufgabe es ist, ständig eine bestimmte Dampfmenge durchzulassen, auch wenn das Vakuumventil 5 während der Dampfströmung geschlossen bleibt. The valve 15 can be used to separate the control bellows 9a from the autoclave, in order then to be able to operate the slide 8 by hand. Parallel to the vacuum valve 5 a throttle 16 is installed, the task of which is to constantly maintain a certain amount of steam to let through, even if the vacuum valve 5 is closed during the flow of steam remain.

Vorzugsweise besteht die Drossel aus einem porösen Sinterwerkstoff. The throttle is preferably made of a porous sintered material.

Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Die Einrichtung wird durch einen Druckknopf zum Betrieb der Vakuumpumpe eingeschaltet. The operation of the present invention is as follows. The establishment is switched on by a push button to operate the vacuum pump.

Nachdem das Vakuum an der Pumpe einen Wert von etwa 80 0/o erreicht hat und der Schieber 8 auf Vakuumstellung steht, erhält das Vakuumventil 5 einen Antrieb und öffnet. Es wird die Luft aus dem Autoklav abgesaugt. Hierbei steht das Ventil 15 auf automatischem Betrieb, der Steuerbalg 9 a wird zusammengezogen und treibt den Schieber 8 in der Richtung an, um das Vakuum für das Vakuumventil 5 abzuschalten und das Frischdampfventil 4 durch Vakuum zu öffnen. Der hierbei zu überwindende Kippunkt wird durch ein Gegenmoment der- art eingestellt, daß dieses Moment überwunden werden kann, wenn die Kraft des Steuerbalges 9 a auf den Mitnehmer am Schieber 8 so groß ist, daß ein Umschalten möglich wird. Die Kraft am Steuerkolben 9 a entspricht dann einem Vakuum von z. B.After the vacuum on the pump reaches a value of about 80 0 / o and the slide 8 is in the vacuum position, the vacuum valve 5 receives a Drive and opens. The air is sucked out of the autoclave. Here it says Valve 15 on automatic operation, the control bellows 9 a is contracted and drives the slide 8 in the direction to switch off the vacuum for the vacuum valve 5 and to open the main steam valve 4 by vacuum. The one to be overcome here The tipping point is caused by a counter-torque of the art set to overcome this moment can be when the force of the control bellows 9 a on the driver on the slide 8 is so large that switching is possible. The force on the control piston 9 corresponds to a then a vacuum of e.g. B.

95 °/o. Nachdem der Schieber 8 in die Dampfstellung gebracht ist, erhält das Frischdampfventil 4 Vakuum und öffnet, wobei Dampf in den Autoklav einströmt, während das Vakuumventil 5 schließt. Die Drossel 16 läßt so viel Dampf durch wie z.B. zu einem Sterilisierprozeß nötig ist. Der Vorteil einer solchen Drossel besteht darin, daß das Vakuumventil 5 lediglich eine Auf-Zu-Bewegung ausübt.95 ° / o. After the slide 8 is in the steam position, the main steam valve 4 receives a vacuum and opens, with steam flowing into the autoclave, while the vacuum valve 5 closes. The throttle 16 lets through as much steam as e.g. necessary for a sterilization process. The advantage of such a throttle is there in that the vacuum valve 5 only exerts an open-closed movement.

Hierbei wird vermieden, daß hohe Dampfgeschwindigkeiten in der sehr eng eingestellten Ventilquerschnittsöffnung die Lebensdauer der Sitzflächen des Ventils herabsetzen. Die Dampfzeit wird durch den Steuerbalg 9 b geregelt, indem die Zusarnmendrükkung des Steuerbalges 9 b mit seiner Flüssigkeit von dem Drosselquerschnitt der Drossel 12 abhängig gemacht wird. Das gleiche Spiel ergibt sich beim Zurückschalten in die Evakuierungsstellung des Schiebers 8, in welcher die Drossel 14 wirksam wird. Das Ende der Vakuumphase wird dadurch herbeigeführt, daß der Schieber 8 in seiner Endstellung das Schaltschütz der Vakuumpumpe 3 betätigt und die Pumpe stillsetzt. This avoids high steam velocities in the very closely set valve cross-sectional opening the service life of the seat surfaces of the Lower the valve. The steam time is regulated by the control bellows 9 b by the compression of the control bellows 9 b with its liquid from the throttle cross-section the throttle 12 is made dependent. The same game occurs when switching back into the evacuation position of the slide 8, in which the throttle 14 becomes effective. The end of the vacuum phase is brought about that the slide 8 in his End position actuates the contactor of the vacuum pump 3 and stops the pump.

PATENTANSPRCHE: 1. Automatische Steuereinrichtung für Druckgefäße mit gesteuerten Ventilen in den Zu- und Ableitungen, bei der Druckänderungen im Druckgefäß auf einen Arbeitskolben übertragen werden, gekennzeichnet durch einen Arbeitskolben (9), dessen Bewegung von einer Gegenkraft gebremst wird und der auf einen Schieber (8) einwirkt, der bei Einwirkung einer einstellbaren Mindestkraft sprungartig von einer Endstellung in die andere schaltet und einen Druckmittelstrom steuert, der die Ventile (4, 5) betätigt. PATENT CLAIMS: 1. Automatic control device for pressure vessels with controlled valves in the supply and discharge lines, with the pressure changes in the Pressure vessel to be transferred to a working piston, characterized by a Working piston (9), the movement of which is braked by a counterforce and which opens a slide (8) acts, which when an adjustable minimum force acts switches abruptly from one end position to the other and a pressure medium flow controls, which actuates the valves (4, 5).

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized by one with the Working piston connected control bellows (9 b), which when moving the working piston (9) presses a liquid (10) through an adjustable throttle (12, 14).

3. Apparatus according to claim 1 to 2, characterized in that the vacuum valve (5) receives a throttle (16) in parallel, preferably made of sintered material with permanently adjustable passage. ~~~~~~~ Publications considered: German Patent No. 819129; U.S. Patent Nos. 2091 606, 2515 019.