DE2914754A1

DE2914754A1 - Vorrichtung und verfahren zum geregelten erwaermen einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2914754A1
Application number: DE19792914754
Authority: DE
Inventors: William Slovak
Original assignee: Arbrook Inc
Current assignee: Arbrook Inc
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1979-10-18
Also published as: CH640094A5; AT362522B; CA1120984A; BE875650A; ZA791799B; GB2019177B; FR2423946A1; GB2019177A; ATA280879A; SE7903227L; NL7902998A

Description

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Vorrichtung und Verfahren zum geregelten Erwärmen einer Flüssigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung und ein Verfahren zum geregelten Erwärmen einer Flüssigkeit in einem Behälter, insbesondere einer Sterilisier- und Desinfektionslösung, die, wenn sie erwärmt wird, bemerkenswert verbesserte Ergebnisse zeigt.

Chirurgische Instrumente, Einrichtungen und Zubehörartikel, die ständig gebraucht werden, müssen vor dem Gebrauch sterilisiert und/oder desinfiziert werden. Üblicherweise legt man solche Instrumente zum Sterilisieren und/oder Desinfizieren in Sterilisier- und Desinfizierlösungen. Man nimmt beispielsweise eine aktivierte Dialdehyd-Lösung und legt die Instrumente so in sie hinein, daß sie von der Lösung vollständig bedeckt werden. Dann läßt man sie darin eine vorgegebene Zeit liegen. Kürzere Verweilzeiten in der Lösung bringen eine Desinfizierung, längere Verweilzeiten bringen eine Sterilisierung der Instrumente. Es gibt unter dem Namen CIDEX bekannte Lösungen, die bei Raumtempe-

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ratur zufriedenstellende Sterilisierungs- und Desinfizierungseigenschaften aufweisen. Es wurde jedoch gefunden, daß beim Erwärmen mancher dieser Lösungsarten sich merklich verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Abtötung von Mikroorganismen, die an den Instrumenten hängen, ergeben.

Bei der Verwendung einer erwärmten Lösung anstelle einer bei Raumtemperatur gehaltenen Lösung sollte diese jedoch, unbeschadet ihres Typs, in ihrem üblichen Behälter verbleiben dürfen. Ein üblicher Behälter zur Aufnahme einer Sterilisier- und Desinfizierlösung ist beispielsweise eine Plastikschale aus Polycarbonat, die etwa 7 1/2 Liter der Lösung aufnehmen kann. Solche Schalen weisen üblicherweise eine langgestreckte, rechteckige Gestalt auf und sind oben offen, damit man die zu sterilisierenden Instrumente bequem in die Lösung einlegen kann. Wenn man jedoch diese Schale zum Zwecke der Erwärmung der Lösung aufheizt, dann ergeben sich einige Probleme. Wenn man die Schale auf eine Heizvorrichtung aufsetzt, deren Oberflächentemperatur überall ziemlich gleichmäßig ist, dann kann sich die Schale aufgrund ihres hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten während des Erwärmens verwerfen, so daß sich ihr Mittenbereich anhebt, wenn er mit einer solchen Heizfläche in Berührung steht. Hierdurch ergeben sich dann Ungleichmäßigkeiten in der Temperaturverteilung der Lösung in der Schale. Außerdem darf die Temperatur der Heizvorrichtung nicht allzu hoch werden, weil sonst das Plastikmaterial der Schale Schaden leidet oder gar schmilzt. Außerdem ist das Plastikmaterial der Schale ein schlechter Wärmeleiter, was die Aufheizzeit der in der Schale enthaltenen Lösung verlängert. Da andererseits der Wunsch besteht, Schalen der vorgenannten Art sowohl bei Raumtemperatur als auch bei künstlich hochgehaltenen Temperaturen zu verwenden, wird eine Heizvorrichtung benötigt, die diesen Wunsch erfüllen kann.

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Außer den genannten Problemen sollte eine solche Heizvorrichtung weitere Forderungen erfüllen. Sie sollte einen relativ schnellen Temperaturanstieg ermöglichen, ohne daß dabei Übertemperaturen erzielt werden. Die Endtemperatur soll in einem engen Bereich konstant gehalten werden, damit nicht die Sterilisierungs- und Desinfizierungseigenschaften der Lösung durch Übertemperaturen zerstört werden. Andererseits soll die Temperatur hoch genug sein, um optimale Abtötungsbedingungen für Mikroorganismen zu gewähren.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weiterhin soll auch ein Verfahren zum geregelten Erwärmen einer Flüssigkeit in einem Behälter angegeben werden. Dieses Verfahren besteht gemäß der Erfindung darin, daß man einen Behälter mit einer vorbestimmten Menge der Flüssigkeit auf die Oberfläche einer elektrisch nicht leitenden Heizplatte mit elektrisch steuerbaren, darin eingebetteten Heizeinrichtungen setzt. Die Hitze wird dem Behälter von den Endbereichen der Platte her, die allein deren beheizten Bereich bilden, zugeführt, während der Mittenbereich der Platte nicht geheizt ist. Weiterhin wird die Maximaltemperatur, auf welche die Grenzfläche zwischen dem Behälter und der Platte während des Heizvorgangs erwärmt wird, auf eine erste vorbestimmte Temperatur begrenzt. Weiterhin wird die Maximaltemperatur, auf welche während des Aufheizens der beheizte Bereich der Platte erwärmt werden kann, auf eine zweite vorbestimmte Temperatur begrenzt. Diese zweite vorbestimmte Temperatur ist höher als die erste vorbestimmte Temperatur, so daß die Flüssigkeit in dem Behälter in geregelter Weise auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt wird, die etwa der ersten vorbestimmten Temperatur entspricht.

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Zum Begrenzen der Temperaturen, auf welche die Grenzfläche bzw. der beheizte Bereich der Platte aufgeheizt werden kann, wird die Temperatur des Behälters an seiner Grenzfläche zur Platte im nicht beheizten Bereich beobachtet und es wird die weitere Wärmezufuhr jedesmal dann unterbrochen, wenn die Grenzflächentemperatur die erste vorbestimmte Temperatur erreicht. Bezüglich des beheizten Bereichs der Platte wird ebenso verfahren, indem man die Wärmezufuhr jedesmal dann unterbricht, wenn die Temperatur im beheizten Bereich der Platte die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht. Bei Unterbrechung der Stromzufuhr zu der Heizeinrichtung entweder bei Erreichen der ersten oder der zweiten Temperatur an den erwähnten Stellen wird die weitere Wärmezufuhr unterbrochen und somit Wärme vom Behälter abgegeben.

Die Heizvorrichtung nach der Erfindung besteht aus einer im wesentlichen flachen, langgestreckten Platte aus elektrisch nicht leitfähigem Material, die dazu bestimmt ist, den Flüssigkeitsbehälter auf ihrer Oberseite aufzunehmen. In die Platte ist eine elektrische Heizeinrichtung eingebettet, die so gestaltet ist, daß sie nur die Endbereiche der Platte, nicht jedoch deren Mittenbereich, erwärmt. Der Heizeinrichtung ist ein erster Temperaturfühler zugeordnet, der in dem nicht beheizten Bereich angeordnet und dazu eingerichtet ist, die Temperatur des Behälters an seiner Grenzfläche zur Heizplatte zu überwachen und auf jene zu begrenzen, die der Behälter während des Aufheizens nicht übersteigen darf. Der zweite Temperaturfühler, der ebenfalls der Heizeinrichtung zugeordnet ist, befindet sich im beheizten Abschnitt der Heizplatte und ist dazu eingerichtet, die Temperatur in diesem Bereich zu überwachen und auf jene zu begrenzen, die dort während des Aufheizens nicht überschritten werden darf. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit in dem Behälter in geregelter Weise auf die gewünschte Temperatur gebracht.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Heizplatte flexibel und besteht aus Silicongummi. Die elektrische Heizeinrichtung besteht aus einer Vielzahl von elektrischen Widerstandsheizelementen, die in die Platte eingebettet sind und dort in einer Ebene liegen. Diese Heizelemente weisen voneinander im wesentlichen gleiche Abstände auf und bilden ein Muster, das den gesamten Grundriß der Platte mit Ausnahme von deren Mittenbereich erfaßt. Der von den Heizelementen erfaßte Bereich der Platte bildet einen beheizten Bereich, während der Mittenbereich, in welchem die Heizelemente fehlen, ein nicht beheizter Bereich ist.

Mit den Widerstandselementen ist ein erster Thermostat elektrisch verbunden, der in dem nicht beheizten Bereich gelegen ist. Zusätzlich zur Überwachung der Temperatur des Behälters an dessen Grenzfläche mit der Platte unterbricht dieser erste Thermostat den elektrischen Strom in den Widerstandselementen, wenn eine vorbestimmte Temperatur an besagter Grenzfläche während des Aufheizens erreicht ist. Diese vorbestimmte Temperatur ist die Solltemperatur, auf die die im Behälter enthaltene Flüssigkeit aufzuheizen ist. Mit den Widerstandselementen ist weiterhin ein zweiter Thermostat elektrisch verbunden, der in die Heizplatte in deren beheizten Bereich eingebettet ist. Dieser zweite Thermostat überwacht zum einen die Temperatur im beheizten Bereich und unterbricht weiterhin den elektrischen Strom in den Widerstandselementen, wenn eine vorbestimmte Temperatur im beheizten Bereich während des Aufheizens erreicht wird. Diese zweite vorbestimmte Temperatur ist die Maximaltemperatur, die im beheizten Bereich nicht überschritten werden darf.

Diese Heizvorrichtung erwärmt die Flüssigkeit im Behälter in geregelter Weise auf die gewünschte Temperatur, die etwa der ersten vorbestimmten Temperatur gleichkommt. Die Heizvorrichtung ermöglicht es, daß der beheizte Bereich ein bestimmtes Temperatur-

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niveau erreicht, bevor der Strom unterbrochen wird. Von hier aus überträgt sich die Wärme entsprechend auf den auf der Platte befindlichen Behälter. Je höher die vorbestimmte Temperatur des beheizten Bereiches gegenüber der vorbestimmten Endtemperatur des Behälters gewählt ist, umso schneller erreicht der Behälter in geregelter Weise die gewünschte Endtemperatür.

Weiterhin wird von der Erfindung auch eine Vorrichtung mit einer Heizplatte der vorgenannten Art angegeben, bei welcher die Heizplatte von der Oberseite eines Tragrahmens getragen wird, der weiterhin Haltevorrichtungen aufweist, die das Abrutschen der Heizplatte und des Behälters im Gebrauch verhindern. Dieser Tragrahmen weist vorzugsweise mehrere Stützfüße und eine Außenwand auf, die das Gewicht von der tragenden Oberfläche ableiten. Dieser Tragrahmen und die vorgenannten Zusatzelemente bestehen vorzugsweise aus einer integralen, einstückigen Einheit.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung unterscheidet sich in wesentlichen Merkmalen von bekannten Heizvorrichtungen, wie sie bisher zur Erwärmung von Flüssigkeiten verwendet wurden. Beispielsweise ist der nicht beheizte Mittenbereich mit dem dort vorhandenen Thermostat ein Merkmal, das sich in keiner bekannten Heizvorrichtung befindet, wie sie beispielsweise in den US-PSen 39 82 098, 37 90 753 und 35 91 753 beschrieben sind. Dementsprechend bringt die vorliegende Erfindung eine merkliche Verbesserung auf dem Gebiete der geregelten Erwärmung von Flüssigkeiten in einem Behälter.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ein Flüssigkeitsgefäß tragend und auf einem Halterahmen befindlich;

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Fig, 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2; Fig. h einen Schnitt längs der Linie k-k von Fig. 2;

Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild der elektrischen Komponenten der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Tragrahmen, der in Fig. erkennbar ist, und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 von Fig. 6.

Die nachfolgend nur als ein mögliches Ausführungsbeispiel erläuterte Vorrichtung besteht aus einer Heizvorrichtung 10, die von einem Tragrahmen 11 aufgenommen ist. Auf der Oberseite der Heizvorrichtung 10 und innerhalb des oberen Randes des Tragrahmens 11 steht ein Behälter 12, der eine Flüssigkeit L aufnimmt. Diese Flüssigkeit vird geregelt vom Boden des Behälters her von der Heizvorrichtung 10 erwärmt. Der gesteuerte Temperaturanstieg der Flüssigkeit L ist besonders geeignet für Sterilisierungs- und Desinfektionslösungen, mit denen chirurgische Instrumente S für chirurgische Operationen vorbereitet werden. Die Heizvorrichtung 10 ist mit Hilfe eines Anschlußkabels Ik an das elektrische Stromnetz angeschlossen.

Die Figuren 2 bis h zeigen die Heizvorrichtung 10 im Detail. Die Heizvorrichtung besteht aus einer im wesentlichen flachen, langgestreckten Platte 15. Die Platte 15 besteht ihrerseits vorzugsweise aus einem flexiblen Material, wie beispielsweise einem Elastomer und speziell Silicongummi, so daß die Platte von Haus

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aus elektrisch, nichtleitend ist. Einer der Vorteile einer solchen flexiblen Platte besteht darin, daß sie sich leicht an die Bodenfläche des Flüssigkeitsbehälters 12 während des Erwärmens anpassen kann. In vielen Fällen besteht der Behälter 12 ebenfalls aud Plastikmaterial, weist somit einen hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der in dem Behälter die Tendenz zu Verwerfungen hervorruft, wenn der Behälter aufgeheizt wird. Die Flexibilität der Platte 15 erlaubt es ihr, sich dem Boden des Behälters bei Verwerfungen anzupassen. Außerdem erreicht man mit dieser Art von Heizvorrichtung auch einen besseren Wärmeübergang von Oberfläche zu Oberfläche. Die elektrisch nichtleitende Oberfläche der Platte 15 bewirkt nicht nur einen langsameren und gleichmäßigeren Wärmeübergang zum Behälter, sondern beseitigt auch die Möglichkeit elektrischer Kurzschlüsse, die bei metallischen Heizvorrichtungen immer zu befürchten sind.

In die Platte 15 ist eine elektrische Heizeinrichtung eingebettet, die aus einer Mehrzahl elektrischer Widerstandsheizelömente 16 besteht. Widerstandsheizelemente können die verschiedenste Gestalt haben, eine mögliche besteht aus einem oder mehreren dünnen Nickellegierungsdrähten, die schraubenlinienförmig um einen Glasfaden gewunden sind. Die Widerstandselemente 16 liegen in einer im wesentlichen flachen Ebene und bilden ein Muster in einer Verteilung, die von dem gewünschten Anschlußwert der Heizvorrichtung bestimmt wird. Im vorliegenden Fall verlaufen die Heizelemente quer zum Längsschnitt der Platte 15 und im wesentlichen in gleichen Abständen voneinander, um eine gleichmäßige Wärmeerzeugung zu erzielen. Die Verwendung einer Vielzahl elektrischer Widerstandselemente weist weiterhin den Vorteil auf, daß beim Ausfall eines einzelnen Elements nicht die ganze Heizvorrichtung ausfällt, sofern diese Widerstandselemente parallelgeschaltet sind. Außerdem vermeidet man die Entwicklung von Überhitzungspunkten.

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Speziell aus Fig. 3 geht hervor, daß die Widerstandselemente im wesentlichen gleichförmig über den gesamten Grundriss der Platte mit Ausnahme eines in der Mitte gelegenen Bereiches verteilt sind, d.h. die Endbereiche der Platte 15 sind mit den Widerstandselementen 16 ausgelegt, während der Mittenbereich zwischen den Endbereichen kein einziges Widerstandselement enthält. Die ausgelegten Endbereiche der Platte 15 bilden den beheizten Bereich 18, der zu beiden Seiten des mittleren, nicht beheizten Bereiches 19 gelegen ist. Um sicherzustellen, daß der nicht beheizte Bereich 19 dem Einfluß der Widerstandselemente 16 nicht ausgesetzt ist, verlaufen die die Widerstandselemente bildenden Drähte am mittleren Bereich vorbei so randnah wie möglich. Die Widerstandselemente sind mit elektrischen Anschlußdrähton 20 verbunden, die zum Kabel \h führen.

In die Platte 15 ist weiterhin ein Thermostat 22 eingebettet. Dieser Thermostat liegt in dem beheizten Bereich 18 der Platte und ist elektrisch mit den Widerstandselementen 16 verbunden. Diese elektrische Verbindung geht anschaulich aus Fig. 5 hervor. Der Zweck dieses Thermostaten 22 ist es, die Temperatur des beheizten Bereiches 18 im Betrieb der Platte zu überwachen. Im beheizten Bereich 18 wird nur ein Thermostat benötigt, weil die Verteilung der Widerstandselemente i6 in dem beheizten Bereich eine Temperaturverteilung erzeugt, die im wesentlichen an allen Stellen des beheizten Bereiches dex- Platte die gleiche ist. Der Thermostat 22 ist so dimensioniert, daß er bei einer spezifischen Temperatur anspricht» Wenn diese Temperatur im beheizten Bereich 18 erreicht ist, dann spricht der Thermostat 22 an und öffnet den elektrischen Stromkreis, in welchem die Widerstandselemente 16 liegen. Dadurch wird die Maximaltemperatur, die in dem beheizten Bereich 18 erreicht werden kann, wirksam begrenzt. Selbstverständlich kann ein leichtes Überschwingen

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ner Maximal- oder Ansprechtemperatur des Thermostaten aufgrund der in den Heizelementen noch gespeicherten Wärme auftreten. Wenn dies jedoch vorüber ist und die gespeicherte Wärme sich verringert hat, dann liegen thermostatisch geregelte Verhältnisse vor, bei denen die Temperatur innerhalb weniger gerade konstant gehalten werden kann« Die Oberflächentemperatur der Platte 15 wird auf diese Weise so geregelt, daß eine zu hohe Temperatur nicht erreicht wird.

Mit den Widerstandselementen 16 ist ein weiterer Thermostat 2k elektrisch verbunden, der jedoch im nicht beheizten Bereich 19» fern von den Heizelementen 16, liegt. Dieser zweite Thermostat 2k ist im nicht beheizten Bereich 19 so angeordnet, daß seine die Temperatur fühlende Oberfläche 25 in der gleiche Ebene liegt wie die Oberseite der Platte 15» auf welche der Behälter 12 aufgesetzt wird, so daß letzterer mit dem Thermostat 2k in Berührung treten kann. Der Zweck dieses Thermostaten 2k ist es, die Temperatur des Behälters 12 an seiner Grenzfläche mit der Platte 15 zu überwachen. Wenn die Ansprechtemperatur des Thermostaten 2k erreicht ist, dann unterbricht er den elektrischen Stromkreis, in welchem die Widerstandselemente 16 liegen. Diese Ansprechtemperatur begrenzt die Temperatur, auf welche sich der Behälter während der Aufheizung erwärmen kann. Sie ist die Solltemperatur, die für die im Behälter 12 enthaltene Flüssigkeit L gefordert wird. Auch hier kann ein leichtes kurzzeitiges tiberschwingen der Solltemperatur stattfinden, jedoch ergibt sich auch in bezug auf den zweiten Thermostaten eine Regelung in sehr engen Bereichen.

Für die Herstellung der Heizplatte 15 benötigt man mehrere Widerstandselemente 16, die Thermostaten 22 und 2k und elektrische Anschlüsse 21. Die vorgenannten Elemente werden vorzugsweise mit Silicongummi umhüllt, um ihnen einen homogenen,

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gummiartigen elektrisch nicht leitfähigen Überzug zu geben. Die Widerstandselemente 16 und der Thermostat 22 werden vollständig in die Platte 15 eingebettet, während der Thermostat Zk nur mit einer elektrisch nichtleitenden Vergußmasse 26 bedeckt wird, die seine elektrischen Anschlüsse schützt.

Fig. 5 zeigt schematisch, daß die Thermostaten 22 und 2k in Serie mit den Widerstandselementen 16 geschaltet sind. Wenn bei dieser Anordnung die Ansprechtemperatur einer der beiden Thermostaten erreicht wird, dann wird der elektrische Strom zwischen der Stromquelle und den Widerstandselementen 16 unterbrochen. Diese Unterbrechung erfolgt immer dann, wenn die Ansprechtemperatur einer der beiden Thermostaten erreicht ist, und dauert so lange, bis die Temperaturüberschwingung am Thermostat vorbei und die Temperatur auf einen Wert unter der Ansprechtemperatur gefallen ist. Auf diese Weise unterbrechen die Thermostaten 22 und Zk zyklisch den elektrischen Strom und halten die Regeltemperatur innerhalb eines sehr engen Bereiches konstant.

Die Figuren 6 und 7 zeigen einen Tragrahmen 11 für die Heizplatte. Der Tragrahmen 11 unterstützt die Heizplatte 10 und weist zu diesem Zweck eine Oberseite 30 auf, auf welche die Heizplatte 10 im Gebrauch aufgelegt wird. Diese Oberseite 30 ist im wesentlichen flach und vorzugsweise rechteckig, um mit der Heizplatte 15 übereinzustimmen. Die Oberseite 30 ist mit einem hochstehenden Rand 31 umgeben, der Teil des Tragrahmens ist. Dieser Rand 31 sichert die Platte 15 gegen seitliches Abrutschen. Sie ist auch hoch genug, um ein Abrutschen eines auf der Platte 15 befindlichen Behälters 12 zu verhindern.

Dieser Rand 31 fällt nach außen hin schräg ab und bildet eine Außenwand 32 des Tragrahmens. Sowohl diese Außenwand 32 als auch Stützfüße 3k dienen dazu, die Oberseite 30 zu stützen. Die Stützfüße Jk sind in diesem Falle kugelartige Eindrückungen an

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sechs Stellen in der Oberseite 30 des Tragrahmens. Sie werden vorzugsweise beim Herstellvorgang des Tragrahmens mit ausgeformt. Jeder Stützfuß 3k weist an seinem Boden ein durchgehendes Loch 35 auf. Solche Löcher sind gewünschtenfalls auch an anderen Stellen der Oberseite 30 vorhanden und dienen dazu, etwa verschüttete Desxnfizierungslösung abzuleiten. Seitlich ist in einer der Wände 32 eine Vertiefung J6 zum Durchtritt des Anschlußkabels 14 ausgebildet. In der Mitte weist die Oberseite 30 ein Loch 38 auf, das den Thermostaten 2k aufnimmt, der von der Unterseite der Platte 15 vorsteht, damit letztere flach auf der Oberseite 30 des Tragrahmens aufliegen kann.

Der Tragrahmen 11 kann aus den verschiedenartigsten Materialien hergestellt sein, vorzugsweise besteht er aus einem Plastikmaterial, beispielsweise Polycarbonat. In diesem Fall kann der gesamte Tragrahmen als integrierte Einheit hergestellt werden, wobei im Formvorgang die Oberseite, der Rand, die Außenseite und anderes miteinander ausgebildet werden.

Wie eingangs erwähnt, nimmt ein typischer Behälter zur Verwendung für Sterilisierungs- und Desinfektionsbehandlungen der vorgenannten Art bis zu 7 1/2 Liter Lösung auf. Um diese Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, weist der Behälter 12 eine schalenförmige Gestalt mit etwa 15 χ 61 cm Grundfläche auf. Die Platte 15 der Heizvorrichtung ist dementsprechend leicht größer, um eine ausreichende Überdeckung sicherzustellen. Die Dicke der Platte 15 beträgt in diesem Fall ungefähr 6,4 mm. Der Tragrahmen 11 ist geringfügig größer, um die Platte 15 aufnehmen zu können. Seine Materialstärke beträgt etwa 3,2 mm. Es sei hervorgehoben, daß die Abmessungen der Heizplatte, des Tragrahmens, der Schale und die Flüssigkeitsmenge hier nur beispielsweise angegeben sind.

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Im Gebrauch wird eine Schale mit der vorerwähnten Flüssigkeitsmenge von etwa 7»5 1 auf die Oberseite der Heizplatte aufgesetzt. Die Heizplatte befindet sich auf dem Tragrahmen nicht nur um dort gestützt zu werden, sondern um auch sicherzustellen, daß sich die Wärme von der Platte gut auf den Behälter überträgt. Wenn man die Heizplatte nämlich einfach auf den Tisch legen würde, dann würde dieser Tisch als Wärmesenke wirken und der Heizplatte zu viel Wärme entziehen. Sodann schließt man die Heizplatte an das Stromnetz an, worauf sie sich erwärmt. Der Thermostat 22 im beheizten Bereich der Platte ist so gewählt, daß er beispielsweise bei 93 C anspricht, während der Thermostat 2k im nicht beheizten Bereich so gewählt ist, daß er beispielsweise bei 38° C anspricht. Weil der Thermostat 22 direkt im beheizten Bereich erwärmt wird, steigt dort die Temperatur bis auf 93 C an, bevor die Temperatur an der Grenzfläche im Bereich des Thermostaten 2k auf 38 C gestiegen ist. Die Maximaltemperatur im beheizten Bereich der Heizplatte wird daher erreicht, bevor die Maximaltemperatur am zweiten Thermostaten erreicht wird. Der Thermostat 22 begrenzt daher die Oberflächentemperatur der Heizplatte so, daß sie 93° C nicht überschreiten kann, von einem kurzzeitigen Überschwingen abgesehen. Dann wird die Temperatur auf diesem Niveau konstant gehalten. Dies wird durch zyklisches An- und Abschalten des elektrischen Stromes zu den Heizelementen erreicht. Je höher die Aufheiztemperatur gegenüber jener ist, auf welche der Behälter aufgeheizt werden muß, umso schneller erreicht der Behälter die gewünschte Solltemperatur von beispielsweise 38 C. Sobald dies erreicht ist, spricht der Thermostat 2k an, der von den Heizelementen her nicht erreicht wird, sondern nur die Wärme fühlt, die an der Grenzfläche zwischen dem Behälter und der Platte gegeben ist. Dieser Thermostat 2k wirkt wie der Thermostat 22 und hält die Behältertemperatur auf seiner Ansprechtemperatur. Auf

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diese ¥eise wird die Flüssigkeit in dem Behälter in geregelter Weise auf die gewünschte Temperatur gebracht. Es versteht sich, daß die Ansprechtemperaturen der Thermostaten nach vielen Faktoren gewählt sein können, beispielsweise nach der Art der zu erwärmenden Flüssigkeit, der Größe und Gestalt der Heizplatte, des Tragrahmens und des Behälters sowie der Materialien. Auch der Zeitrahmen zum Erwärmen der Flüssigkeit spielt eine Rolle bei der Bestimmung der Ansprechtemperaturen der Thermostaten.

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Claims

ferkörner<L

D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49 D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68

ARBROOK, INC. berlin: dipl.-inq. r. müller-börner

Arlington, Texas (USA) München: d.pl.-.nq.hans-heinr.ch wey

DIPL.-INQ. EKKEHARO KÖRNER

30 580 Ansprüche

eizvorrichtung zum geregelten Erwärmen einer Flüssigkeit in einem Behälter, gekennzeichnet durch eine langgestreckte, ebene, elektrisch nicht leitfähige Platte (15) zur Aufnahme des die Flüssigkeit enthaltenden Behälters (12) mit einer Mehrzahl in sie eingebetteter Heizwiderstandselemente (i6), die in ihr in einer Ebene verlaufen und in einem solchen Muster angeordnet sind, daß im wesentlichen der gesamte Grundriß der Platte (15) erfaßt ist, durch einen ersten, elektrisch mit den Heizwiderstandselementen (16) verbundenen, im Mittenbereich der Platte (15) angeordneten Temperaturfühler (2*0 zum Erfassen der Temperatur an der Grenzfläche zum Behälter (12), und durch einen zweiten, elektrisch mit den Heizwiderstandselementen (16) verbundenen, im von den Heizelementen (16) erfaßten Bereich (i8) der Platte (15) eingebetteten Temperaturfühler (22).
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Temperaturfühler ein erster Thermostat (2k) zur Unterbrechung des Stromes in den Heizwiderstandselementen (16) ist, und daß die Abschalttemperatur die Solltemperatur ist, auf welche die Flüssigkeit (l) im Behälter (12) zu erwärmen ist.

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MÜNCHEN: TELEFON (O89) 225585 BERLIN: TELEFON (P3O) 8312O88

KABEL: PROPINDUS- TELEX O5 24 24* KABEL: PROPINDUS -TELEX OI 84O57

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3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturfühler ein zweiter Thermostat (22) zur Unterbrechung des Stromes in den Heizwiderstandselementen (16) ist, und daß die Abschalttemperatur jene ist, die die zulässige Maximaltemperatur des beheizten Bereiches (18) der Platte (15) ist.
k. Heizvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Thermostat (2k) im nicht beheizten Bereich (19) derart angeordnet ist, daß die die Temperatur erfassende Fläche in der gleichen Ebene wie die Oberseite der Platte (15) liegt.
5. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (15) flexibel ist.
6. Heizvorrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (15) aus Silicongummi besteht.
7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalttemperatur des ersten Thermostaten (2k) niedriger ist als jene des zweiten Thermostaten (22).
8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (I5) von der Oberseite (30) eines Tragrahmens (il) abgestützt wird, der Haltevorrichtungen (31) aufweist, welche ein Abrutschen der Platte (15) und des Behälters (12) vom Tragrahmen (ii) verhindern.
9. Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (11) mehrere Stützfüße (34) und eine Außenwand (32) aufweist, die als Abstützung für die tragende Oberseite (30) des Tragrahmens (ii) dienen.

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10. Heizvorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (11) aus einem Plastikmaterial besteht und die tragende Oberseite (30), die Haltevorrichtungen (31 ), die Stützfüße (3²O und die Außenwand (32) gemeinsam als einstückige Einheit ausgebildet sind.
11. Verfahren zum geregelten Erwärmen von Flüssigkeit in einem Behälter, gekennzeichnet durch Aufsetzen eines Behälters mit einer vorbestimmten Menge Flüssigkeit auf die Oberfläche einer elektrisch nicht leitenden Heizplatte mit einer darin eingebetteten, regelbaren elektrischen Heizeinrichtung, Zuführen von Wärme in den Behälter nur von den Endbereichen der Heizplatte her, die deren beheiztun Bereich bilden, während der Mittenbereich ungeheizt ist, Begrenzen der Maximaltemperatur an der Grenzfläche zwischen Heizplatte und Behälter während des Aufheizens auf eine erste vorbestimmte Temperatur, und Begrenzen der Maximaltemperatur des beheizten Bereiches der Heizplatte während des Aufheizens ■ auf eine zweite vorbestimmte Temperatur, die höher ist als die erste vorbestimmte Temperatur, wodurch die Flüssigkeit im Behälter geregelt auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird, die etwa so hoch ist wie die erste vorbestimmte Temperatur.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das bügrenzen der Grenzflächentemperatur das Beobachten der Behältertemperatur an seiner Grenzfläche mit der Heizplatte in deren nichtbeheizten Bereich und zeitweiligen Unterbrechen der Wärmezufuhr jedesmal dann, wenn die Grenzflächentemperatur die erste vorbestimmte Temperatur erreicht, umfaßt.

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13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadu-ch gekennzeichnet, daß das Begrenzen der Temperatur des beheizten Bereiches das Beobachten der Temperatur des beheizten Plattenbereiches und zeitweiligen Unterbrechen der Wärmezufuhr jedesmal dann, wenn die Temperatur des beheizten Bereiches die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht, umfaßt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß Warme vom Behälter durch Unterbrechen des elektrischen Stromes zu der Heizeinrichtung abgeführt wird, wenn entweder die erste oder die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht ist.

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