DE3523113C1 - Sterilisation autoclave - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sterilisationsautoklaven mit einer Heizung zur Erzeugung von Wasserdampf in einem Druck­ kessel, mit einer das Druckkesselinnere mit einem Wasser­ vorratsbehälter verbindenden Leitung, in der ein Drossel­ ventil, ein Überdruckventil sowie ein schließbares, das Drosselventil umgehendes By-Passventil angeordnet sind.

Bei bekannten Autoklaven dieser Art wird der Druck des Wasserdampfes im Inneren des Druckkessels durch das Dros­ selventil gesteuert. Dieses öffnet entsprechend dem je­ weils herrschenden Dampfdruck mehr oder weniger stark und regelt dadurch den Druck auf den gewünschten Wert ein.

Zusätzlich muß ein solcher Autoklav noch mit einem Sicher­ heitsventil versehen sein, welches bei übermäßigem Druckan­ stieg öffnet. Schließlich wird regelmäßig noch eine die Ventile umgehende By-Passleitung vorgesehen, in der sich ein schließbares By-Passventil befindet. Dieses wird nach Beendigung des Sterilisationsvorganges geöffnet, um den Druck des Wasserdampfes im Druckkessel rasch abzubauen. Insgesamt ergibt sich bei bekannten Sterilisationsautoklaven damit ein recht komplizierter Aufbau für die vom Druckkes­ sel zum Wasservorratsbehälter führenden Leitungen und die darin eingeschalteten Ventile.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Sterilisationsauto­ klaven einen insgesamt vereinfachten Aufbau zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei einem Sterilisationsautoklaven der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Heizung eine von der Temperatur und dem Druck im Druckkessel abhängige Regelung zugeordnet ist und daß das Drosselventil und das Sicherheitsventil zu einem einzigen Ventil kombiniert sind, welches in geschlossenem Zustand einen Strömungsweg in Form von Kanälen mit geringem Quer­ schnitt freiläßt, während es in geöffnetem Zustand den Querschnitt des Strömungsweges vergrößert.

Durch eine direkte Regelung der Kesselheizung kann der Druck im Kessel auf einem gewünschten Niveau gehalten wer­ den, ohne daß eine zusätzliche Druckregelung durch ein weiteres Drosselventil notwendig ist. Dieses Drosselventil kann daher entfallen, es genügt, wenn gemäß der vorlie­ genden Erfindung das ohnehin vorgesehene Sicherheitsventil im geschlossenen Zustand eine Drosselstelle für den Wasser­ dampf bildet, deren Drosselwirkung aber während des Betrie­ bes unverändert bleiben kann. Nur im Falle des Auftretens von unerwünschtem Überdruck öffnet das Sicherheitsventil in der gewohnten Weise, während des Normalbetriebes ergibt sich bei geschlossenem Sicherheitsventil ein gleichbleiben­ der Drosselquerschnitt in der zum Wasservorratsbehälter führenden Leitung. Durch den Entfall des Drosselventils kann die Gesamtanordnung wesentlich vereinfacht werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß das Ventil in einem Ventilblock angeordnet ist, der Anschlüsse für eine das Ventil umgehende By-Passleitung auf­ weist, in die das By-Passventil eingeschaltet ist. Diese Aus­ gestaltung führt zu einem besonders einfachen konstruktiven Aufbau, da ein solcher Ventilblock die sonst zwischen den einzelnen Elementen notwendigen Leitungen ersetzt.

Der Ventilblock kann bei einer bevorzugten Ausführungsform mehrere gemeinsam einen U-förmigen Kanal bildende Bohrungen enthalten, wobei in einer ersten Bohrung, die sich an einer einen Ventilsitz bildenden Ringschulter verengt, der Ventil­ körper des Sicherheitsventiles in Bohrungslängsrichtung gegen die Wirkung einer Schließfeder verschiebbar gelagert ist. Es ist dabei vorteilhaft, wenn in einer zweiten Boh­ rung ein Temperaturmeßfühler eingesetzt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist eine senkrecht auf der Ebene des U-förmigen Kanals stehende Bohrung in dem Ventil­ block angeordnet, die den stromaufwärts der Ringschulter liegenden Teil des Kanals teilweise durchsetzt; an diese Bohrung ist die vom Druckkessel kommende Leitung angeschlos­ sen.

Es ist dabei günstig, wenn in die Bohrung eine Hohlschraube eingesetzt ist, die einen geringeren Durchmesser hat als die Bohrung, wenn die Hohlschraube außerhalb der Bohrung von ei­ ner Hülse im Abstand umgeben ist, in die die vom Druckkessel kommende Leitung radial einmündet, wenn durch die Hohlschrau­ be umgebende Dichtungen ein erster, die Hohlschraube im Inne­ ren des Ventilblocks umgebender, mit dem Kanal in Verbindung stehender und ein zweiter, die Hohlschraube im Inneren um­ gebender Ringraum abgeschlossen sind und wenn der hohle In­ nenraum der Hohlschraube über Durchbrüche in Form von Bohrun­ gen in der Hohlschraube sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Ringraum verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Anschlußmöglichkeit der Leitung an den Ventilblock.

Die Hohlschraube ist vorzugsweise mit ihrem freien Ende in ein zum By-Passventil führendes Anschlußgewinde in Form einer Gewindebohrung eingeschraubt, wodurch die Dichtungen an die Außenflächen des Ventilblocks bzw. der Hülse dichtend angepreßt sind. Bei dieser Lösung wird durch die Hohlschrau­ be nicht nur die Verbindung zwischen der vom Druckkessel kommenden Leitung und dem Ventilblock hergestellt, sondern gleichzeitig auch die Verbindung zu dem By-Passventil, wobei Ventilblock, Leitung und By-Passventil durch die Hohlschraube auch mechanisch zusammengehalten werden können.

Es ist günstig, wenn aus der den Ventilkörper aufnehmenden Bohrung stromabwärts der Ringschulter eine zum Wasservor­ ratsbehälter führende Leitung austritt.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß in die den Ventil­ körper aufnehmende Bohrung stromabwärts der Ringschulter die Bypassleitung eintritt. Auf diese Weise bildet der Ventilblock eine zentrale Verbindungseinheit für alle Leitungen und Baueinheiten, die zum Betrieb des Sterili­ sationsautoklaven notwendig sind.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.

Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf einen Teil eines Steri­ lisationsautoklaven;

Fig. 2: eine Schnittansicht der in Fig. 1 durch einen Kreis markierten Teile mit einem Schnitt in Höhe der Hohlschraube;

Fig. 3: eine Vorderansicht des Autoklaven in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1;

Fig. 4: eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Teiles des Sterilisationsautoklaven;

Fig. 5: eine Schnittansicht längs Linie 5-5 in den Fig. 2 und 4 mit geschlossenem Ventil;

Fig. 6: eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5 mit ge­ öffnetem Ventil und

Fig. 7: eine schematische Darstellung der zum Betrieb des Druckkessels notwendigen Elemente.

Der in der Zeichnung dargestellte Sterilisationsautoklav umfaßt einen liegenden, zylindrischen Druckkessel 1, an dessen Unterseite eine Heizung 2 angeordnet ist. Diese kann beispielsweise einen mit Heizelementen versehenen, flächig an der Unterseite des Druckkessels 1 anliegenden Metallblock um­ fassen.

An der Unterseite mündet eine Wasserzufuhrleitung 3 in den Druckkessel 1 ein, durch den die für einen Sterilisationsvor­ gang notwendige Wassermenge in den Druckkessel eingeleitet werden kann. Außerdem tritt an dieser Stelle eine Leitung 4 aus, durch welche der im Druckkessel gebildete Wasserdampf wieder zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Wasser­ vorratsbehälter zurückgeführt wird.

Diese Leitung 4 führt zunächst zu einer oberhalb des Druck­ kessels 1 an einem Befestigungswinkel 5 gehaltenen Schalt­ vorrichtung 6, welche einen Ventilblock 7, ein Anschlußstück 8 und ein magnetisch betätigbares Bypassventil 9 umfaßt.

Der Ventilblock 7 (Fig. 5 und 6) ist quaderförmig ausge­ bildet und weist drei senkrecht zu einander stehende Boh­ rungen 10, 11 und 12 auf, die gemeinsam einen U-förmigen Kanal bilden.

Eine der beiden parallelen Bohrungen, nämlich die Bohrung 10, erweitert sich stufenförmig und bildet an der Erweiterung ei­ ne als Ventilsitz wirkende Ringschulter 13 aus. In dem er­ weiterten Teil der Bohrung 10 ist in Längsrichtung verschieb­ lich ein konischer Ventilkörper 14 angeordnet, der einen aus der Bohrung 10 herausragenden Schaft 15 trägt. Der Schaft 15 wird von einer Schraubenfeder 16 umgeben, die sich einerseits an dem konischen Ventilkörper 14 und andererseits an einem Stopfen 17 abstützt, der von außen in die Bohrung 10 einge­ schraubt ist. Der Schaft 15 durchsetzt den Stopfen 17 abge­ dichtet und trägt an seiner Außenseite ein tellerförmiges Betätigungselement 18.

In die konische Dichtfläche 19 des Ventilkörpers 14 sind von oben nach unten verlaufende nutförmige Kanäle 20 eingearbei­ tet, so daß der Ventilkörper 14 bei der Anlage an der Ring­ schulter 13 (Fig. 5) den Strömungsweg durch die Bohrung 10 nicht vollständig verschließt, sondern lediglich definiert drosselt.

In den erweiterten Teil der Bohrung 10 treten zwei senkrecht auf der Ebene des U-förmigen Kanals stehende Bohrungen 21 und 22 ein. An die Bohrung 21 ist eine zum Wasservorratsbehälter führende Leitung 23 angeschlossen, in die Bohrung 22 tritt die vom Bypassventil 9 kommende Bypassleitung 24 ein.

In die parallel zur Bohrung 10 verlaufende Bohrung 12 ist dichtend ein Temperaturfühler 25 eingeschraubt, der zwi­ schen sich und der Innenwand der Bohrung 12 einen Ringraum 26 ausbildet.

Die Bohrung 11 ist mit einer weiteren Leitung 27 verbunden, die zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Druck­ fühler führt.

Der Ventilblock wird durch eine senkrecht auf der Ebene des U-förmigen Kanals stehende Bohrung 28 durchsetzt, die in den Ringraum 26 eintritt und somit eine Verbindung zur Bohrung 12 aufweist.

Wie am besten aus Fig. 2 erkennbar ist, wird in diese Boh­ rung 28 eine Hohlschraube 29 eingesetzt, deren Außendurch­ messer kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrung 28, so daß sich zwischen der Hohlschraube 29 und der Bohrung 28 ein Ringraum 30 ausbildet. Dieser Ringraum 30 wird durch eine erste, die Hohlschraube 29 umgebende Ringdichtung 31, die zwischen dem Kopf 32 der Hohlschraube 29 und der Außen­ wand 33 des Ventilblocks 7 angeordnet ist, und durch eine zweite Ringdichtung 34, die auf der gegenüberliegenden Außenwand 35 des Ventilblocks 7 anliegt, begrenzt.

In dem aus der Bohrung 28 hervorstehenden Bereich wird die Hohlschraube 29 von einer Hülse 36 im Abstand umgeben, die mit einer Stirnseite an der Ringdichtung 34 anliegt, mit der anderen Stirnseite an einer weiteren die Hohlschraube 29 umgebenden Ringdichtung 37. Die Ringdichtungen 34 und 37 definieren auf diese Weise einen zweiten Ringraum 38. In diesen mündet die radial in die Hülse 36 eintretende Leitung 4 ein.

Die Hohlschraube 29 ist mit ihrem aus der Hülse 36 hervor­ stehenden Bereich in einer Gewindebohrung 39 im Anschluß­ stück 8 eingeschraubt. Dadurch werden die Ringdichtungen 31, 34 und 37 gegen ihre Dichtflächen gedrückt, außerdem wird dadurch der gesamte Ventilblock 7 an dem Anschlußstück 8 mechanisch fixiert. Dasselbe gilt für das einmündende Ende der Leitung 4.

Die Hohlschraube weist einen zu ihrem freien Ende hin offe­ nen inneren Hohlraum 40 auf, der über radiale Bohrungen 41 und 42 mit dem ersten Ringraum 30 bzw. dem zweiten Ring­ raum 38 in Verbindung steht.

Das Anschlußstück selbst weist eine von der Gewindebohrung 39 ausgehende, das Anschlußstück durchsetzende Bohrung 43 auf, die am gegenüber liegenden Ende durch einen Gewinde­ stopfen 44 verschlossen ist. Von ihr zweigt eine weitere Bohrung 45 ab, die in einer Gewindebohrung 46 endet. In die­ se Gewindebohrung ist das Bypassventil 9 eingeschraubt (in Fig. 2 nicht dargestellt).

Die gesamte aus Anschlußstück, Bypassventil und Ventilblock bestehende Baueinheit wird dadurch am Druckkessel 1 festge­ legt, daß das Anschlußstück an dem am Druckkessel 1 be­ festigten Haltewinkel 5 angeschraubt ist; dazu weist das Anschlußstück Bohrungen 48 auf.

In Fig. 7 sind die erwähnten Teile noch einmal schematisch dargestellt.

Der Druckkessel wird zunächst über die Wasserzufuhrleitung 3 mit der gewünschten Wassermenge gefüllt. Das Wasser wird mittels der Heizung 2 verdampft, wobei die Heizung 2 von einer Regelung 49 gesteuert wird, die ihrerseits die Hei­ zung in Abhängigkeit von der Temperatur an der Unterseite des Druckkessels oder in Abhängigkeit vom Dampfdruck im Druckkessel steuert. Dazu ist die Regelung entweder mit ei­ nem Temperaturfühler 50 an der Unterseite des Druckkessels verbunden oder mit einem Druckmesser 51, der beispielsweise mit der Leitung 27 des Ventilblocks verbunden sein kann.

Durch diese Regelung wird der Druck im Druckkessel inner­ halb der gewünschten Grenzen gehalten.

Der unter Druck stehende Wasserdampf gelangt über die Leitung 4, den Ringraum 38, das Innere der Hohlschraube 29, den Ring­ raum 30 in die Bohrungen 12 und 11 des U-förmigen Kanals und passiert bei normalerweise geschlossenem Ventilkörper 14 (Fig. 5) die durch den Ventilkörper 14 gebildete Drossel­ stelle. Danach gelangt der entspannte Wasserdampf über die Bohrung 21 und die Leitung 23 zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten Wasservorratsbehälter.

Sollten wider Erwarten unerwünschte Druckspitzen auftreten, wird dadurch der Ventilkörper 14 von der Ringschulter 13 abgehoben, so daß sich der Druck über den dann erweiterten Strömungsweg schnell abbauen kann.

Die Temperatur des Dampfes kann mittels des Temperaturfüh­ lers 25 während des gesamten Betriebes bestimmt werden.

Während des normalen Betriebes ist das Bypassventil 9 geschlossen, das heißt der Dampf kann nur den eben beschrie­ benen Strömungsweg einschlagen.

Nach Beendigung des Sterilisationsvorganges wird das Bypass­ ventil 9 geöffnet, der Wasserdampf gelangt dann über das An­ schlußstück unmittelbar in den erweiterten Teil der Bohrung 10, wobei die Drosselstelle des Ventilkörpers 14 umgangen wird. Damit kann der Druck im Druckkessel rasch abgebaut werden.

Ein spezielles Drosselventil ist bei dieser Anordnung nicht vorgesehen, die Konstanthaltung des Druckes im Druckkessel wird allein durch die Regelung der Heizung erreicht. Die Vereinigung der wesentlichen Elemente in einer den Ventil­ block und das Bypassventil umfassenden Baueinheit führt zu einer Vereinfachung des Gesamtaufbaus, wobei durch die vor­ teilhafte Verbindung der Einzelteile durch eine einzige Hohlschraube, die gleichzeitig die Strömungsverbindungen herstellt, diese Baueinheit in einfachster Weise auseinander­ genommen und gewartet werden kann.

Claims (9)

1. Sterilisationsautoklav mit einer Heizung zur Erzeugung von Wasserdampf in einem Druckkessel, mit einer das Druckkesselinnere mit einem Wasservorratsbehälter ver­ bindenden Leitung, in der ein Drosselventil, ein Über­ druckventil sowie ein schließbares, das Drosselventil umgehendes By-Passventil angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Heizung (2) eine von der Tempe­ ratur oder dem Druck im Druckkessel (1) abhängige Re­ gelung (49) zugeordnet ist und daß das Drosselventil und das Sicherheitsventil zu einem einzigen Ventil (13, 14) kombiniert sind, welches in geschlossenem Zustand einen Strömungsweg in Form von Kanälen (20) mit geringem Querschnitt freiläßt, während es in ge­ öffnetem Zustand den Querschnitt des Strömungsweges vergrößert.

2. Autoklav nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13, 14) in einem Ventilblock (7) angeord­ net ist, der Anschlüsse für eine das Ventil (13, 14) umgehende By-Passleitung (24) aufweist, in die das By-Passventil (9) eingeschaltet ist.

3. Autoklav nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilblock (7) mehrere gemeinsam einen U-förmigen Kanal bildende Bohrungen (10, 11, 12) enthält, wobei in einer ersten Bohrung (10), die sich an einer einen Ventilsitz bildenden Ringschulter (13) verengt, der Ventilkörper (14) des Sicherheitsventils in Bohrungs­ längsrichtung gegen die Wirkung einer Schließfeder (16) verschiebbar gelagert ist.

4. Autoklav nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Bohrung (12) ein Temperaturmeßfühler (25) eingesetzt ist.

5. Autoklav nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine senkrecht auf der Ebene des U-förmigen Kanals (10, 11, 12) stehende Bohrung (28) in dem Ventilblock (7) angeordnet ist, die den strom­ aufwärts der Ringschulter liegenden Teil des Kanals (10, 11, 12) teilweise durchsetzt, und daß an diese Bohrung (28) die vom Druckkessel (1) kommende Leitung (4) angeschlossen ist.

6. Autoklav nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (28) eine Hohlschraube (29) eingesetzt ist, die einen geringeren Durchmesser hat als die Boh­ rung (28), die Hohlschraube (29) außerhalb der Bohrung (28) von einer Hülse (36) im Abstand umgeben ist, in die die vom Druckkessel (1) kommende Leitung (4) radial einmündet, durch die Hohlschraube (29) umgebende Ring­ dichtungen (31, 34, 37) ein erster, die Hohlschraube (29) im Inneren des Ventilblockes (7) umgebender, mit dem U-förmigen Kanal (10, 11, 12) in Verbindung ste­ hender und ein zweiter, die Hohlschraube (29) im In­ neren des Anschlußstückes (8) umgebender Ringraum (38) abgeschlossen sind, und der hohle Innenraum (40) der Hohlschraube (29) über Durchbrüche in Form von Bohrun­ gen (41, 42) in der Hohlschraube (29) sowohl mit dem ersten (30) als auch mit dem zweiten Ringraum (38) verbunden ist.

7. Autoklav nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlschraube (29) mit ihrem freien Ende in ein zum By-Passventil (9) führendes Anschlußgewinde in Form der Gewindebohrung (39) eingeschraubt ist und dadurch die Dichtungen (31, 34, 37) an die Außenflächen (33 bzw. 35) des Ventilblocks (7) bzw. der Hülse (36) dichtend angepreßt sind.

8. Autoklav nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus der den Ventilkörper (14) aufnehmenden Bohrung (10) stromabwärts der Ring­ schulter (13) eine zum Wasservorratsbehälter führen­ de Leitung (23) austritt.

9. Autoklav nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die den Ventilkörper (14) aufnehmende Bohrung (10) stromabwärts der Ring­ schulter (13) die By-Passleitung (24) eintritt.