DE19913417C1 - Sterilisierbehälter - Google Patents

Abstract

Bei einem Sterilisierbehälter ist die Ventilanordnung derart ausgebildet, daß das für den Medienaustausch vorgesehene Ventil bis in die Belüftungsphase hinein offen bleibt und dann vor Erreichen des Druckausgleichs bei einem vorbestimmten Differenzdruck geschlossen wird und geschlossen bleibt, bis der Behälter zwecks Entnahme und Benutzung der in ihm enthaltenen Instrumente geöffnet wird. DOLLAR A Die Ventilbetätigung erfolgt über eine Schnappscheibenanordnung, deren Schnappscheiben bei vorbestimmten Schalttemperaturen in ihren entgegengesetzten Wölbungszustand übergehen und hierdurch eine vorbestimmte Ventilsteuerung bewirken. Eine vorzeitige Rückschaltung bestimmter Schnappscheiben, die durch die durch Verdampfung des Kondensats bewirkte Abkühlung erfolgen könnte, wird dadurch verhindert, daß der Schnappscheibenaufbau in einem thermisch abgeschirmten Gehäuse untergebracht ist. DOLLAR A Ein vorzeitiges Schließen des Ventils durch den Strömungsmitteldruck in einem ansteigenden Druckast des Sterilisationszyklus wird durch einen Formschlußanschlag verhindert, der das Ventil geöffnet hält, bis er in der Trocknungsphase über eine Schnappscheibenbetätigung wirkungslos gemacht wird. DOLLAR A Durch eine spezielle Anordnung und Auswahl der Schnappscheiben bezüglich ihrer Schalttemperaturen und Hysteresefunktionen kann erreicht werden, daß der Sterilisierbehälter für unterschiedliche Sterilisiertemperaturen von beispielsweise 120 DEG C und 134 DEG C einsetzbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sterilisierbehälter mit einer Ventilanordnung, die einen Medienaustausch innerhalb eines Sterilisators bis in die Vakkum-Trockenphase hinein ermög­ licht und in der letzten Belüftungsphase schließt, so daß der zu diesem Zeitpunkt im Behälterinneren herrschende Unterdruck aufrechterhalten und der Behälter hermetisch verschlossen bleibt, wobei die Ventilanordnung einen dem Strömungsdruck ausgesetzten Ventilkörper aufweist.

Derartige Sterilisierbehälter, wie sie z. B. in der DE 41 11 075 C2 beschrieben sind, haben den Vorteil, daß das Sterili­ siergut im Behälter dauerhaft ohne die Gefahr einer Konta­ mination aufbewahrt werden kann, weil der äußere atmosphä­ rische Druck den Behälter hermetisch geschlossen hält, bis eine willkürliche Belüftung erfolgt. Der Ventilkörper steht unter Federvorspannung, die das Ventil in Offenstellung hält, bis in der letzten Belüftungsphase der Druck im Sterilisator ansteigt und den Ventilkörper auf seinen Ventilsitz drückt, wodurch der zur Zeit des Schließens im Behälter herrschende Unterdruck aufrechterhalten wird.

Bei der Ventilanordnung muß jedoch mit Sicherheit verhin­ dert werden, daß der Ventilkörper durch den einströmenden Dampf vorzeitig auf den Ventilsitz gedrückt wird, weil sonst keine zuverlässige Sterilisation stattfinden und der Behäl­ ter unter Umständen sogar implodieren könnte. Es hat sich gezeigt, daß die Federvorspannung des Ventilkörpers in die Öffnungsstellung insbesondere dann nicht zuverlässig ein vorzeitiges Schließen verhindern kann, wenn dieser dem Strö­ mungsmitteldruck ausgesetzte Ventilkörper eine erhebliche Flächenausdehnung besitzt. Die Gefahr eines vorzeitigen Schließens besteht ladungsabhängig durch die hohen Einström­ geschwindigkeiten. Je mehr Sterilisiergut im Behälter befind­ lich ist, desto mehr Dampfkonsum ist in gleicher Zeit er­ forderlich. Der Sterilisator ist einem zeitlich geregelten Druckanstieg ausgesetzt, d. h. in der Umgebung des Behälters steigt der Druck konstant an, und er dringt auch in den Be­ hälter ein, wobei eine sofortige Kondensation stattfindet (Phasenübergang gasförmig-flüssig setzt Wärme frei). Ent­ sprechend muß Dampf in den Behälter "nachgeschoben" werden - der aber sofort wieder kondensiert . . . solange, bis die durch ständige Kondensation erreichte Erwärmung dazu führt, daß kein Dampf mehr kondensieren kann.

Sterilisiert man also einen leeren Behälter, wird "innen" kaum mehr Dampf benötigt als "außen" (um auf 134° zu kommen): das Ventil wird dann nicht wesentlich mit Strömungsdruck be­ lastet.

Sterilisiert man Ladung, wird innen - je nach Gesamtgewicht und Wärmekapazität der Ladung - wesentlich mehr Dampf "kon­ sumiert": es muß also - in der gleichen, vom Sterilisator vorgegebenen Zeit - wesentlich mehr Dampf durch den Ventil­ spalt als im leeren Zustand. Bei größeren Ladungen besteht demgemäß die Gefahr des Zuschlagens.

Bei den gattungsgemäßen Sterilisierbehältern erfolgt die Ventilsteuerung zweckmäßigerweise über wenigstens einen Temperatursensor mit Hystereseverhalten. Dieser Temperatur­ sensor kann mit einer Schnappscheibenanordnung ausgerüstet sein, wie dies in der DE 41 11 075 C2 beschrieben ist. Ein solcher Sterilisierbehälter steht nach Öffnung und Entnahme des Sterilgutes sofort wieder für einen erneuten Sterilisier­ vorgang zur Verfügung, ohne daß eine manuelle Ventilbetäti­ gung erforderlich wäre. Um dies zu gewährleisten, muß der Temperatursensor nach Entnahme des Sterilisierbehälters aus dem Sterilisator automatisch wieder in den Ursprungszustand zurückschalten. Bei Temperatursensoren mit einer Schnappschei­ benanordnung erfolgt die Rückschaltung durch das Hysterese­ verhalten des Thermobimetalls. Die Temperatursensoren mit Schnappscheiben, aber auch andere Temperatursensoren, werden daher so ausgelegt, daß die Rückschaltung in einem Tempera­ turbereich erfolgt, in dem das vom Sensor gesteuerte Vakuum­ ventil mit Sicherheit geschlossen ist, d. h. die Rückschaltung darf nicht vor Abschluß der Belüftungsphase erfolgen. Bei Schnappscheibenanordnungen wird als Rückschalttemperatur im allgemeinen eine Temperatur von 30 bis 50°C angenommen, d. h. eine Temperatur, die normalerweise erst nach Entnahme aus dem Sterilisator und nach Abkühlung des Sterilisierbehälters auf Raumtemperatur erreicht wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Schalttemperaturen von vorzugsweise 35 bis 40°C unter gewissen Umständen bereits während einer Trocknungsphase innerhalb des Sterilisators erreicht werden können. Diese vorzeitige Abkühlung kann bei der Sterilisation von schweren Stahlladungen auftreten, weil diese Stahlladungen sehr große Kondensatmengen erzeugen, wo­ durch die Sensoranordnung mit kondensiertem Dampf benetzt werden kann. Setzt nun eine Vakuumtrocknung ein, erfolgt eine Rückverdampfung von Kondensat mit der Folge eines Energieverbrauchs und einer Abkühlung an jenen Stellen, wo eine Verdampfung der Feuchtigkeit eintritt. Erfolgt eine solche Abkühlung im Bereich der Temperatursensoren, so wird das Ende des Sterilisiervorganges vorgetäuscht, und es kann eine vorzeitige Rückschaltung erfolgen, was eine fehlerhafte Schaltung des Vakuumventils zur Folge hätte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuver­ lässige Vakuumversiegelung beliebiger Ladungen des Sterili­ sierbehälters, auch schwerer Stahlladungen, zu gewährleisten.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale, soweit es die ladungs- bzw. verfahrensbedingten Probleme betrifft und durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 2 ange­ gebenen Merkmale, soweit es die ladungs- bzw. verfahrensbe­ dingten Kondensationsprobleme bzw. die Problematik des vor­ zeitigen Abkühlens des Temperatursensors betrifft.

Die thermische Abschirmung ergibt auch eine zuverlässige Abschirmung gegen eine Befeuchtung durch herabtropfendes Kondensat und führt zu einer Isolation, wodurch die vor­ handenen Temperatursensoren nahezu ideal der Sattdampf­ kurve folgen, d. h. es erfolgt eine Abkühlung auf Raumtem­ peratur im wesentlichen allein durch Konvektion. Anstelle der Anordnung der Temperatursensoren von oben/außen auf dem Ventilkörper sind die Sensoren in das Innere des Gasraumes des Wellbalges verlegt. Dies ergibt eine perfekte Abschir­ mung gegen Befeuchtung von herabtropfendem Kondensat.

Der komplette Sensor ist nach dem Zuschalten jetzt gasdicht auch gegen den Balgraum abgesperrt. Im Sensorraum herrscht zu diesem Zeitpunkt die Rücksprungtemperatur von ca. 95°, so daß innerhalb des Sensorraumes die Temperaturfühler nicht weiter abkühlen können (es kann nichts mehr verdampfen); der Sensorraum selbst "konserviert" eine vergleichsweise hohe Temperatur von 95° während der gesamten Trocknung. Dadurch wird es möglich, die Vakuumtrocknung beliebig lange in einem beliebig niedrigen Vakuum durchzuführen, ohne daß innerhalb des Sensorraumes vorzeitig die Rücksprungtemperatur erreicht wird. Dadurch wird ein frühzeitiges unerwünschtes Schalten des Sensors zuverlässig verhindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die anhand der Zeichnung näher erläutert wird, ist der vorzugsweise mit Schnappscheiben ausgerüstete Temperatursensor in das Innere eines Gasraumes eines Faltenbalges verlegt, wodurch sich eine perfekte Abschirmung gegen Befeuchtung und Wärme ergibt. Dabei werden Maßnahmen getroffen, die die Belüftung durch das Temperaturstellglied hindurchführen.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß jede beliebige Ladung des Sterilisators beliebig lange trocknen kann, ohne daß die beschriebene zu frühe Abkühlung der Tempe­ ratursensoren zu einer Fehlfunktion führen kann.

In der Sterilisiertechnik arbeitet man mit unterschiedli­ chen Sterilisiertemperaturen von beispielsweise entweder 120°C oder 134°C. Bisher hat man die Sterilisierbehälter mit Temperatursensoren ausgerüstet, die nur auf eine der beiden gängigen Sterilisiertemperaturen abgestimmt waren und bei denen Fehlfunktionen nicht auszuschließen waren, wenn mit einer nicht angepaßten Dampftemperatur sterili­ siert wurde.

Der Erfindung liegt daher weiter die Aufgabe zugrunde, einen Sterilisierbehälter mit einer Ventilanordnung zu schaffen, die die gewünschten Schaltvorgänge mit Sicher­ heit und unabhängig davon durchführt, mit welcher Dampf­ temperatur sterilisiert wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 3 angegebenen Merkmale. Die konstruktive Ausbildung und Anordnung der Schnappscheiben ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen und dem anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung kann an irgendeiner Stelle im Sterilisierbehälter, d. h. im Deckel oder an den Seitenwänden der Wanne angeordnet werden. Bevorzugt wird das Ventil jedoch am Boden der Wanne an einem tiefsten Punkt derart angeordnet, daß während des Sterilisiervor­ ganges, bei dem das Vakuumventil offen ist, das Kondensat­ wasser also abfließen kann. Die Ableitung von Kondensat ermöglicht somit eine Trocknung des Behälterinhaltes ohne die Notwendigkeit energieverzehrender Rückverdampfung des Kondensats. Erst dadurch wird es möglich, Sterilisierbe­ hälter herzustellen, ohne dabei auf Wärmeleitfähigkeit oder Wärmekapazität des verwendeten Werkstoffs Rücksicht nehmen zu müssen, so daß z. B. auch Behälter aus Kunststoff Anwendung finden können.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt eines erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Sterilisier­ behälters;

Fig. 2 ist eine Ansicht der Wanne des Steri­ lisierbehälters nach Fig. 1 (im rech­ ten Teil von oben her betrachtet, im linken Teil von unten her betrachtet);

Fig. 3 ist in größerem Maßstab gezeichnet die in Fig. 1 mit X bezeichnete Einzelheit der Deckeldichtung;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht des in den Boden der Wanne eingesetzten Ventils in Offen­ stellung;

Fig. 5 im größeren Maßstab gezeichnet eine Schnitt­ ansicht der Ventilsteuervorrichtung in der Stellung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Steuerglieder tragenden Deckplatte der Ventilsteuervorrichtung;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht der Aus­ laßdichtung der Ventilsteuervorrichtung;

Fig. 8 ist eine Ansicht des in Offenstellung gegen einen Anschlag überführten Ventil­ körpers;

Fig. 9 ist in größerem Maßstab eine der Fig. 8 entsprechende Ansicht;

Fig. 10 ist eine Ansicht der Ventilsteuervor­ richtung, die diese nach Temperaturan­ stieg auf eine erste Temperatur (von z. B. 115°C) einnimmt;

Fig. 11 ist eine Schnittansicht der Ventil­ steuervorrichtung, die diese bei Tempe­ raturanstieg nach Erreichen einer zwei­ ten Temperatur (von z. B. 117°C) ein­ nimmt;

Fig. 12 ist eine Schnittansicht der Ventilsteu­ ervorrichtung nach einer Abkühlungs­ phase;

Fig. 13 ist eine Schnittansicht des Ventils in Schließstellung;

Fig. 14 ist eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Ventilsteuervorrich­ tung in einer Betriebsstellung gemäß Fig. 5;

Fig. 15 ist eine Schnittansicht der Ventil­ steuervorrichtung gemäß Fig. 14 in Ventilschließstellung gemäß Fig. 13.

Der Sterilisierbehälter besteht aus der Wanne 10 und dem Deckel 12. Die Wanne weist einen Gefälleboden 14 und einen umlaufenden Standrahmen 16 auf. Zwischen dem oberen Rand der Wanne 10 und dem Deckel 12 ist ein im Querschnitt L-förmiger Dichtungsring 18 angeordnet. Dieser Dichtungsring ist mit seinem nach innen weisenden Schenkel in eine umlaufende Nut 20 des Deckels 12 unverlierbar eingesetzt und bewirkt eine Abdichtung nach unten und außen. Der Dichtungsring 18 hat demgemäß einen Formschluß in der Horizontalen, so daß nicht geklebt werden muß, sondern ohne jeden Aufwand vor Ort die Dichtung gewechselt werden kann. Selbst wenn die Dichtung nach langer Lagerung leicht an der Wanne "anklebt", erlaubt der Formschluß das Abnehmen des Deckels, ohne daß die Dichtung sich von diesem löst. Die Dichtung hat einen doppelten Dichtsitz: einerseits (speziell anfangs - wenn der Behälter nicht unter Vakuum steht, sondern nur mit den Verschlüssen verschlossen ist) eine stirnseitige Auflage, aber bei Erhöhung der Anpreßkraft (bei sich aufbauen­ dem Differenzdruck) eine gezielte Verdrängung der Dichtung in den umlaufend eingeschlossenen Hohlraum derart, daß auch die vertikalen Flächen dicht werden.

Die Wanne 10 weist im tief gelegenen Mittelabschnitt Perfora­ tionslöcher 22 auf, die dem Medienaustausch und dem Ablauf des Kondensats dienen. In diesem Mittelbereich des Behälter­ bodens 14 ist eine Ventilanordnung 24 vorgesehen, die einen Dichtring 26 aufweist, der mit einem ringförmigen Ventilsitz 28 zusammenwirkt, welcher vom Boden der Wanne gebildet wird und außerhalb der Perforationslöcher 22 liegt, so daß nach Schließen des Ventils 26, 28 der Behälterinhalt gegenüber der äußeren Atmosphäre abgedichtet ist. Der Dichtring wird von einer dem Strömungsdruck ausgesetzten Ventilplatte getragen und bildet zusammen mit dieser den Ventilkörper.

Der Wannenboden 14 weist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, im Be­ reich der Ventilanordnung 24 einen konischen Wandabschnitt 30 mit den Perforationslöchern 22 auf. Er ist derart ausge­ bildet, daß die Ventilanordnung über der Standfläche des Standrahmens 16 untergebracht werden kann. Im zentralen fla­ chen Abschnitt 32 ist ein Loch 34 ausgebildet, in das von unten her ein Ventildeckel 36 eingesetzt ist, der aus einem rotationssymmetrischen Edelstahlteil besteht und mittels eines Drehverschlusses 38 und mittels eines Seegerringes 40 an dem Wandabschnitt 32 mechanisch festgelegt ist. Der Drehver­ schluß 38 ist ein oval geformter drehbarer Verschluß, der mit­ tels des Seegerringes 40 am Ventildeckel gehaltert ist. Nach Verdrehen des Drehverschlusses 38 um 90° wird der Ventildeckel 36 am Wannenboden arretiert. Die Einrastung erfolgt durch erhöhte Knöpfe 42. Ein unter dem flachen Abschnitt 32 verlau­ fender Ventildeckelflansch 44 ist unten umlaufend gasdicht mit einem axial komprimierbaren Well- oder Faltenbalg 46 ver­ schweißt. Ein nach außen gerichteter Ringflansch 48 am unteren Ende des Faltenbalges 46 ist mit der aus Edelstahl bestehenden Ventilplatte 50 über einen Zwischenring 52 verschweißt. Die Ventilplatte 50 trägt an ihrem äußeren Umfang den Dichtring 26. Ein unter den Perforationslöchern 22 konisch nach außen und unten verlaufendes Leitblech 54 ist auf die Ventilplatte aufgesetzt, damit aus den Perforationslöchern 22 heraustropfen­ des Kondensat nach außen abgeleitet wird und sich nicht auf der Ventilplatte 50 ansammelt. Der Ventildichtring 26 besteht aus einem Elastomer, z. B. Silikon und ist auf der Ventilplatte 50 aufgeklebt oder aufvulkanisiert.

Dieser Dichtungsring könnte auch am Ventilsitz 28 am Boden der Wanne aufgebracht sein. Die Ventilplatte 50 weist eine Entlüftungsöffnung 56 auf, die durch eine Dichtungsscheibe 58 verschlossen ist, welche durch eine an der Ventilplatte 50 angeschweißte Blattfeder 60 dichtend angedrückt wird. Diese Teile wirken als Rückschlagventil, das eine Entlüftung des Ventilinnenraums, d. h. des Raumes innerhalb des Falten­ balgs 46, ermöglicht. Innerhalb des vom Faltenbalg 46 umschlos­ senen Raumes ist auf der Ventilplatte 50 ein mit Innengewinde versehener Napf 62 aufgeschweißt. Der Boden dieses Napfes 62 weist eine Mittelöffnung 64 auf, die mit einer Belüftungsöff­ nung 66 in der Ventilplatte 50 fluchtet. Diese Belüftungsöff­ nung 64, 66 ist durch eine Auslaßdichtungsscheibe 68 abgedeckt, die auf dem Boden des Napfes 62 liegt und gemäß Fig. 7 ausge­ bildet ist. Sie weist zwei Öffnungen in Form von Kreisabschnit­ ten auf, zwischen denen der die Belüftungsöffnung 64, 66 ab­ deckende Steg liegt.

In das Innengewinde des Napfes 62 ist die mit Außengewinde versehene Ringwand 72 eines Deckels 74 eingeschraubt. Die untere Stirnringfläche der Ringwand 72 wird dichtend gegen den Rand der Auslaßdichtungsscheibe 68 verspannt. Diese Dich­ tungsscheibe 68 hat demgemäß eine Doppelfunktion, indem sie einerseits die Belüftungsöffnung 64, 66 bei innerem Über­ druck im Ventil absperrt und andererseits eine Dichtung der miteinander verschraubten Teile 62, 72 bewirkt.

Der Deckel 74 besitzt ein Mittelloch 76 mit Einstich für einen Dichtungsring 78. Über diese Mittelöffnung erfolgt die Belüftung des Ventilinnenraums. Auf dem Deckel 74 ist eine Federstahlplatte 80 aufgeschweißt, aus der eine Blockadefeder 82 ausgestanzt und in der aus Fig. 6 ersicht­ lichen Weise derart umgebogen ist, daß sie einen Ausschnitt 84 der Scheibe 80 übergreift, der über der Mittelöffnung 76 des Deckels liegt. Diese als Blattfeder ausgebildete Blockade­ feder 82 trägt einen V-förmig gekerbten Blockadestift 86, der das Zuschlagen des Ventils durch Strömungsdruck verhindert, wie dies weiter unten noch ausführlich beschrieben wird. Der Blockadestift 86 ist mit der Blattfeder 82 über einen Einpreß­ pin 88 verbunden, der nach unten in die Mittelöffnung 76 ein­ steht und mit einer polierten Ventilkugel 90 zusammenwirkt, deren Ventilsitz durch den Dichtungsring 78 gebildet wird.

Das von Napf 62 und Deckel 74 gebildete, den Temperaturfühler umschließende Gehäuse bildet, zusammen mit dem Ventildeckel 36 und dem Faltenbalg 46, eine thermische Abschirmung für den Temperaturfühler und verhindert ein Eindringen von herab­ tropfendem Kondensat und damit eine vorzeitige Schaltung des Schnappscheibentemperatursensors. Dieser könnte mit nur einem Schnappscheibentyp realisiert werden, der das Ventil offen­ hält, bei Erreichen der Stelltemperatur "heiß" das Ventil ver­ schließt (Entlüftung über das Rückschlagventil), und dann erst - geschützt durch den isolierten Einbau - nach erfolgter Ver­ siegelung (Vakuum) und Abkühlung des Behälters wieder öffnet (um das Ventil auf die nächste Verwendung vorzubereiten).

Denkbar wären z. B. folgende Schalttemperaturen des Temperatur­ sensors:

• - 134° bei Erwärmung/30-50° bei Abkühlung: dieses Ventil würde in jedem Sterilisationsprogramm "funktionieren", das 134° erreicht. Nachteil: Es würde aber nicht schalten, wenn z. B. ein 120°- Programm gefahren wird (da es ja dann nie "ZU"-schalten würde.
• - 120° bei Erwärmen/30-50° bei Abkühlung: dieses Ventil würde in einem 120°-Programm funktionieren, und bedingt auch in einem 134°-Programm - jedoch mit Risiken ver­ bunden:
  wenn das Ventil bei 120° schließt, ist ein weiterer Druckanstieg im Gasraum des Wellbalges nicht mehr mög­ lich (nur noch dessen Entlüftung . . .): bei 120° herrscht (Sattdampfkurve) aber erst ein Druck von 2,1 HPa. Wird ein Behälter nun in einem 134°-Programm sterlisiert, er­ folgt ein weiterer Druckanstieg auf 3,2-3,4 HPa. Dieser Druckanstieg (Differenz ist 1,1-1,3 HPa) würde den Well balg zusammendrücken, könnte also nicht in den Behälter eindringen - mit dem Ergebnis, daß entweder innerhalb des Behälters die korrekten Sterilisationsbedingungen nicht erreicht werden, oder daß der Behälter die Druckdifferenz nicht aushält und impoldiert.

134°- und 120°-Programme sind die beiden Standard-Temperatur­ niveaus bei der Krankenhaussterilisation. Ein Anwender müßte also über verschiedene Ventile verfügen (für 120°- oder 134°-Niveau) und diese vor Verwendung auch anbringen bzw. austauschen. Das ist denkbar, aber umständlich und fehleran­ fällig. Die nachstehend beschriebene Schnappscheibenanord­ nung vermeidet diesen Nachteil, indem das Ventil so gestal­ tet wird, daß es bei allen gängigen Sterilisationsniveaus verwendet werden kann.

Die Ventilkugel 90 wird von einer kalottenförmig nach oben konvex verlaufenden Edelstahlscheibe getragen, mit der sie verschweißt ist. Diese Edelstahlscheibe 92 erhält ihre Form unabhänging von Temperatur- und Druckänderungen bei und ver­ schiebt sich lediglich innerhalb des durch die Ringwand 72 begrenzten Raumes, indem sie mit den nachstehend beschriebe­ nen Schnappscheiben zusammenwirkt. Diese Schnappscheiben be­ stehen aus Thermobimetall und sind dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer vorbestimmten Erwärmungstemperatur in ihren entgegengesetzten Wölbungszustand umschalten und bei Abkühlung mit einer Hysterese behaftet bei einer niedrigeren Schalttempe­ ratur zurückschnappen. In Fig. 5 sind die nachstehend be­ schriebenen Schnappscheiben in ihrem Wölbungszustand gezeich­ net, den sie bei Raumtemperatur einnehmen. Die der Edelstahl­ scheibe 92 benachbarte Schnappscheibe 94 ist entgegen der Stahlscheibe 92 gewölbt und nach oben konkav. Diese Schnapp­ scheibe 94 hat typischerweise die folgenden Umschalttempera­ turen:

Bei Erwärmung erfolgt bei 115°C ein Umschnappen von der kon­ kaven Lage in die konvexe Lage. Beim Abkühlen erfolgt ein Rückschnappen von der konvexen in die konkave Lage bei 95°C.

Der Schnappscheibe 94 benachbart liegt eine weitere Schnapp­ scheibe 96 mit einer gegenüber der Schaltcharakteristik der Schnappscheibe 94 anderen Schaltcharakteristik. Die Einbau­ lage der Schnappscheibe 96 entspricht jener der Schnappscheibe 94, und sie liegt nach oben konvex der Schnappscheibe 94 voll­ flächig an. Die Thermobimetall-Schnappscheibe 96 hat typi­ scherweise die folgenden Schalttemperaturen: Bei Erwärmung erfolgt ein Umschnappen von der konkaven Lage in die konvexe Lage bei 117°C. Beim Abkühlen erfolgt ein Rückschnappen von der konvexen Lage in die konkave Lage bei 35 bis 50°C.

Benachbart zu der Schnappscheibe 96 liegt eine weitere Edel­ stahlscheibe 98, die nach oben konkav ausgebildet ist und der Wölbung der eingesetzten Schnappscheiben entspricht; sie ändert ihre Form nicht, sondern nur ihre Lage.

Benachbart zur Edelstahlscheibe 98 liegt eine nach oben konvex gekrümmte Schnappscheibe 94A mit gleicher Schalt­ charakteristik wie die Schnappscheibe 94. Benachbart zu dieser Schnappscheibe 94A liegt eine ebenfalls nach oben konvex gewölbte Schnappscheibe 96A, die die gleiche Schalt­ charakteristik besitzt wie die Schnappscheibe 96. Die Schnappscheibe 96A wird von einer weiteren formbeständigen Edelstahlscheibe 99 abgestüzt, die nach oben konvex gewölbt ist und in ihrer Wölbung genau der Wölbung der Schnappschei­ ben entspricht. Diese Edelstahlscheibe ist mit Löchern zur Verbesserung des Dampfeinlasses versehen und am Umfangsrand auf der Auslaßdichtungsscheibe 68 abgestüzt. Der Zwischen­ ring 52 bildet eine Beilagescheibe zur Schaffung einer Distanz zwischen dem Ringflansch 48 des Faltenbalges 46 und der Ventilplatte 50 und ist mit diesen Teilen je­ weils gasdicht durch Verschweißung, Verklebung oder Ver­ schraubung verbunden.

In der Zeichnung ist der Übersichtlichkeit wegen jeweils nur die die Funktion bestimmende Schnappscheibe dargestellt. In der Praxis kann es zweckmäßig sein, jeweils mehrere gleiche und gleichgerichtet eingebaute Schnappscheiben zu benutzen.

Die Funktion der Ventilanordnung 24 wird im folgenden an­ hand der Fig. 4 bis 13 beschrieben:

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Stellung der Schnapp­ scheiben bleibt bei Erwärmung bis auf 115°C erhalten. Bei 115°C schalten die Schnappscheiben 94 und 94A in ihre ent­ gegengesetzte Wölbungsstellung gemäß Fig. 10 um. Die Gesamt­ höhe und damit die Lage der Ventilkugel 90 ändert sich da­ bei nicht.

Bei Erreichen der zweiten Umschalttemperatur von 117°C schalten zusätzlich die Schnappscheiben 96 und 96A in ihre entgegengesetzte Wölbungsstellung um, wie dies aus Fig. 11 ersichtlich ist. Die Gesamthöhe des Stapels und die Lage der Ventilkugel 90 bleibt unverändert, so daß der Ventilring 26 von seinem Ventilsitz 28 abgehoben bleibt, d. h. das Ventil bleibt offen, so daß der Medienaustausch ungehindert weiter erfolgen kann.

Gemäß der Erfindung sind Vorkehrungen getroffen, um das Ventil auch dann in der Offenstellung zu halten, wenn wäh­ rend des Sterilisiervorganges ein Strömungsdruck auf dem von der Ventilplatte 50 gebildeten Ventilkörper lastet, der das Ventil gegen die Federvorspannung zu schließen trachtet. Die Fig. 8 und 9 lassen erkennen, daß ein auf der Ventilplat­ te 50 von unten nach oben wirkender Druck die Ventilplatte und die von ihr getragenen Teile nur so weit verschoben hat, bis der durch die Feder 82 in Schrägstellung gehaltene Blockade­ stift 86 gegen die Stufe 100 des Ventildeckels 36 anschlägt. Diese Anschlagstellung ist aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich. Auch in dieser Stellung wird ein Strömungsspalt zwischen dem Ventilsitz 28 und dem Ventilring 26 aufrechterhalten, so daß der Medienaustausch weiter unbehindert vonstatten gehen kann. Es wird daher ein Zuschlagen des Behälters mit Sicherheit ver­ hindert, so daß man beliebige Ladungen in beliebig schnellen Sterilisatoren sterilisieren kann, ohne daß der Behälter zer­ stört werden kann.

Während der Abkühlungsphase schalten bei ca. 95°C die Schnappscheiben 94 und 94A in die Stellung gemäß Fig. 12 um, während die Wölbung der Schnappscheiben 96 und 96A noch unverändert bleibt. Dies ergibt ein Expandieren des Schnapp­ scheibenpakets und damit ein Anheben der Ventilkugel 90, die in dieser Stellung gemäß Fig. 12 dem Dichtungsring 78 anliegt und den Ventilraum von oben her abschließt. Bei der Aufwärts­ bewegung der Kugel 90 hat diese den Blockadestift 96 über den Einpreßpin 88 angehoben und, wie aus Fig. 12 ersichtlich, ge­ radegestellt, so daß der Blockadestift frei in den Ventildeckel 36 einlaufen kann. Während des Druckabfalls im Sterilisator nimmt der Außendruck gegenüber dem Innendruck im Behälter und im Ventilraum zunehmend ab, und es erfolgt ein Druckausgleich über das immer noch offene Ventil 26, 28, wobei der Druckaus­ gleich innerhalb der Ventilkammer über das Rückschlagventil 58 bzw. die Entlüftungsöffnung 56 erfolgen kann. Ein weiteres Verdampfen - und damit Vakuumkühlen - innerhalb des Tempera­ tursensors kann jetzt nicht mehr stattfinden, so daß ein frühzeitiges, unerwünschtes Schalten des Sensors zuverlässig verhindert wird.

Sobald in der letzten Belüftungsphase der Druck im Sterilisa­ tor wieder ansteigt, wird infolge der sich aufbauenden Druck­ differenz der Faltenbalg zunehmend zusammengepreßt und das Ventil 26, 28 wird geschlossen, wobei der Blockadestift 86, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, in das Innere des Ventil­ deckels 36 einlaufen kann. Bei diesem Vorgang wird der Fal­ tenbalg 46 zusammengepreßt. Diese Schließstellung des Ventils 26, 28 bleibt während der weiteren Abkühlung und auch nach Entnahme des Sterilisationsbehälters aus dem Sterilisator er­ halten, weil im Inneren des Sterilisierbehälters ein Unterdruck aufrechterhalten bleibt und der atmosphärische Druck das Ven­ til geschlossen hält. Durch entsprechende Dimensionierung des Ventilspaltes bzw. des Faltenbalges (Querschnitt und Feder­ konstante) kann die Höhe des eingeschlossenen Unterdrucks in weiten Grenzen variiert werden.

Bei Abkühlung auf die Schalttemperatur der Schnappscheiben 96, 96A (z. B. 35 bis 50°C) schnappen diese in ihre ent­ gegengesetzte Wölbungsstellung um, wodurch die Ventilkugel 90 von ihrem Sitz abgehoben wird. Der Ventilraum wird dabei über die Belüftungsöffnung 66 belüftet, nicht aber der Be­ hälterinnenraum. Die Ventilanordnung selbst verbleibt in der Schließstellung, bis über ein zusätzliches, in der Zeichnung nicht dargestelltes Belüftungsventil und einen diesem vorge­ schalteten Filter der atmosphärische Druck in den Sterilisier­ behälter eindringen kann. Dann kehrt infolge der Federwirkung des Faltenbalges 46 und durch Schwerkraft die Ventilanordnung in die Stellung gemäß Fig. 4 und 5 zurück, und der Sterilisier­ behälter ist für den nächsten Sterilisiervorgang ohne manuelle Manipulation einsetzbar.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 14 und 15 dargestellt. Die Funktion der hier dargestellten Ventilanord­ nung entspricht im wesentlichen der Funktion bei dem gemäß Fig. 1 bis 13 dargestellten Ausführungsform. Abgewandelt ge­ genüber dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Ven­ tilanordnung insofern, als anstelle der Auslaßdichtungsscheibe 68 ein zweites Kugelventil angeordnet ist. Dieses besteht aus einem in die Belüftungsöffnung 66 eingesetzten und durch eine Scheibe 102 gesicherten Ventilsitzring 104, der mit einer Ventilkugel 106 zusammenwirkt, die mit der konvex ge­ wölbten Edelstahlscheibe 99 verschweißt ist. Diese Scheibe 99 ist durch Federn 108 vorgespannt, wodurch die Ventilkugel 106 von ihrem Sitz abgehoben wird. Weitere Federn 110 wirken auf die obere Edelstahlscheibe 92, wodurch die Ventilkugel 90 in die Öffnungsstellung vorgespannt wird. Hierdurch wird bewirkt, daß die Belüftungsöffnung 66 ständig geöffnet ist, während das Ventil offen ist. Erst nach Umschalten in die Stellung gemäß Fig. 15, die der Stellung nach Fig. 12 ent­ spricht, wird die Belüftungsöffnung geschlossen. Der Unter­ schied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht dem­ gemäß darin, daß nach Schalten der Schnappscheiben das Schnapp­ scheibengehäuse komplett in beiden Richtungen abgesperrt ist.

Bezugszeichenliste

10

Wanne

12

Deckel

14

Gefälleboden

16

Standrahmen

18

Dichtungsring

20

Nut

22

Perforationslöcher

24

Ventilanordnung

26

Dichtring, Ventilring

28

Ventilsitz

30

konischer Wandabschnitt

32

flacher Abschnitt

34

Loch

36

Ventildeckel

38

Drehverschluß

40

Seegerring

42

Knöpfe

44

Ventildeckelflansch

46

Well- oder Faltenbalg

48

Ringflansch

50

Ventilplatte

52

Zwischenring

54

Leitblech

56

Entlüftungsöffnung

58

Dichtungsscheibe

60

Blattfeder

62

Napf

64

Mittelöffnung

66

Belüftungsöffnung

68

Auslaßdichtungsscheibe

70

Öffnungen

72

Ringwand

74

Deckel

76

Mittelöffnung

78

Dichtungsring

80

Federstahlplatte

82

Blockadefeder

84

Ausschnitt

86

Blockadestift

88

Einpreßpin

90

Ventilkugel

92

Edelstahlscheibe

94

,

94

A Schnappscheibe

96

,

96

A Schnappscheibe

98

Edelstahlscheibe

99

Edelstahlscheibe

100

Stufe

102

Scheibe

104

Ventilsitzring

106

Ventilkugel

108

Federn

110

Federn

Claims (25)

1. Sterilisierbehälter (10, 12) mit einer Ventilan­ ordnung (26; 28), die einen Medienaustausch innerhalb eines Sterilisators bis in die Vakuum-Trockenphase hinein ermög­ licht und in der letzten Belüftungsphase schließt, so daß der zu diesem Zeitpunkt im Behälterinneren herrschende Unter­ druck aufrechterhalten und der Behälter hermetisch verschlos­ sen bleibt, wobei die Ventilanordnung einen dem Strömungsdruck ausgesetzten Ventilkörper (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (50) durch einen Anschlag (86, 100) gegen ein Schließen gesperrt ist und daß der Anschlag vor oder während der letzten Belüftungsphase durch die auftretende Druckdifferenz unwirksam gemacht wird.

2. Sterilisierbehälter mit einer Ventilanordnung (26; 28), die einen Medienaustausch innerhalb eines Sterilisators bis in die Vakuum-Trockenphase hinein ermöglicht und in der letzten Belüftungsphase schließt, so daß der zu diesem Zeit­ punkt im Behälterinneren herrschende Unterdruck aufrechter­ halten und der Behälter hermetisch verschlossen bleibt, wobei die Ventilanordnung (24) wenigstens einen Temperatursensor mit Hystereseverhalten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor gegen eine vorzeitige Abkühlung durch eine Abschirmung (62, 74; 46) geschützt ist.

3. Sterilisierbehälter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Temperatursensor von einem Schnappscheibenpaket gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schnappscheibentypen (94, 96) mit unterschiedlichem Temperaturverhalten in einem Schnapp­ scheibenpaket vorgesehen sind.

4. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (26, 28) an einer vertieften Stelle des Behälterbodens als Kondensatablaß­ ventil angeordnet ist.

5. Sterilisierbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden einen zentralen, konisch nach oben verlaufenden Wandabschnitt (30) mit Perfora­ tionslöchern (22) aufweist, und daß der Behälterboden in einem die Perforationslöcher (22) umschließenden Ringabschnitt einen Ventilsitz (28) bildet, der mit einem Ventilkörper in Gestalt eines Ventilringes (26) zusammenwirkt, der von einer Ventil­ platte (50) getragen wird.

6. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (50) in ihrem Mittelabschnitt ein Gehäuse (62, 72, 74) trägt, das das Schnapp­ scheibenpaket (94, 96) aufnimmt, welches eine Ventilkugel (90) steuert, die mit einem Ventilsitzring (78) zusammenwirkt.

7. Sterilisierbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnappscheibengehäuse (62, 72, 74) von einem Faltenbalg (46) umschlossen ist, der im unteren Teil mit der Ventilplatte (50) verbunden ist und mit seinem oberen Abschnitt an einem Ventildeckel (36) festgelegt ist, der seinerseits im Bereich einer Bodenöffnung (34) des Sterilisierbehälters lösbar befestigt ist.

8. Sterilisierbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der napfartig ausgebildete Ventil­ deckel (36) durch die Bodenöffnung (34) gesteckt und dort lös­ bar fixiert ist.

9. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (74) des Schnappschei­ bengehäuses eine Blockadefeder (82) mit Blockadestift (86) trägt, der mit einem Ventildeckelanschlag (100) als Schließ­ sperre des Ventils (26, 28) zusammenwirkt.

10. Sterilisierbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Blockadestift (86) durch die Ventilkugel (90) des Schnappscheibenpaketes in die Freigabe­ stellung überführbar ist.

11. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Schnappscheibenge­ häuses eine Auslaßdichtungsscheibe (68) trägt, die über einer Belüftungsöffnung (66) der Ventilplatte (50) als Rückschlag­ ventil anliegt.

12. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte in dem vom Falten­ balg (46) umschlossenen Raum eine Entlüftungsöffnung (56) auf­ weist, die durch eine von einer Blattfeder (60) in Dichtungs­ stellung vorgespannten Dichtungsscheibe (58) als Rückschlag­ ventil verschließbar ist.

13. Sterilisierbehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnappscheibengehäuse einen napfartigen Unterteil (62) mit Innengewinde aufweist, in das eine Ringwand (72) des Deckels (74) einschraubbar ist, die mit ihrer unteren Stirnseite gegen die Dichtungsscheibe (68) wirkt.

14. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Blockadefeder (82) ge­ tragene Blockadestift den Pin (88) trägt, der in den Bewegungs­ bereich der Ventilkugel (90) eingreift.

15. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Innere des Schnappschei­ bengehäuses führende Belüftungsöffnung (66) durch eine Ventil­ kugel (106) verschließbar ist, die am Boden des Schnappschei­ benpaketes angeordnet ist.

16. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (50) ein koni­ sches Leitblech (54) als Kondensatabweiser unter den Perfora­ tionslöchern (22) des Behälterbodens aufweist.

17. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheiben (94, 96) unter­ schiedlicher Temperaturcharakteristik paarweise angeordnet sind, die bei Raumtemperatur eine gleiche Wölbungskonfiguration auf­ weisen.

18. Sterilisierbehälter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Schnappscheibengehäuse zwei Schnappscheibenpaare (94, 96) angeordnet sind, von denen das eine Paar nach oben konkav gewölbt und das andere Paar nach oben konvex gewölbt ist.

19. Sterilisierbehälter nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß über dem oberen Schnappscheiben­ paar (94, 96) eine nach oben konvex gekrümmte Edelstahlscheibe (92) mit unveränderbarer Krümmung liegt, die im Mittelteil die Ventilkugel (90) trägt.

20. Sterilisierbehälter nach den Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Schnappscheibenpaar (94A, 96A) durch eine nach oben konvex gewölbte, in ihrer Form unveränderbare Edelstahlscheibe (99) abgestützt ist, und daß zwischen den Schnappscheibenpaaren (94, 96, 94A, 96A) eine nach oben konkav gekrümmte Edelstahlscheibe (98) liegt.

21. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 17 bis 20 dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils obere Schnappscheibe (94, 94A) jedes Schnappscheibenpaares bei Erwärmung einen Um­ schnapp-Punkt bei etwa 115°C aufweist und bei Abkühlen unter Hysterese ein Rückschnappen bei 95°C bewirkt.

22. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils untere Schnappscheibe (96, 96A) jedes Schnappscheibenpaares bei Erwärmung einen Um­ schnapp-Punkt von mehr als 115°C, vorzugsweise 117°C, aufweist und bei Abkühlen unter Hysterese ein Rückschnappen erst bei 35 bis 50°C bewirkt.

23. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 15 und 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Belüftungsöffnung (66) zusammenwirkende Ventilkugel (106) von der unteren Edelstahl­ scheibe (99) getragen wird.

24. Sterilisierbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem unteren Ringflansch (48) des Faltenbalgs (46) und der Ventilplatte (50) ein Distanz­ stück (52) vorgesehen ist.

25. Sterilisierbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Behälterdeckel (12) und Wanne (10) ein im Querschnitt L-förmiger Dichtungsring (18) angeordnet ist, der mit seinem radial nach innen stehenden Schenkel in eine Umfangsnut (20) des Behälterdeckels einge­ setzt ist und mit einer radialen und horizontalen Ringfläche des Wannenoberrandes zusammenwirkt.