DE4111077C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kondensatablaßventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Derartige Ventile sind aus den DE-PS 16 42 161 und 32 02 430 bekannt. Ein solches Kondensatablaßventil gewährleistet, daß unabhängig von der Masse der zu sterilisierenden Instrumente stets eine voll­ ständige Trocknung auch dann gewährleistet ist, wenn die Trockenzeit der Vakuumphase nicht mehr ausreicht, um das Konden­ sat durch Wiederverdampfung zu entfernen. Dadurch, daß das Kondensat durch das Ablaßventil schon bei seiner Entstehung abfließen kann, wird eine Wiederverdampfung und Abführung durch die Filtertücher oder die Medienaustauschventile weitgehend überflüssig.

Bei den in den vorgenannten Patentschriften beschriebenen Kondensatablaßventilen wird als Steuerglied und Temperatur­ sensor ein Bimetallstreifen benutzt, der mit einer Ventilscheibe verbunden ist.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Funktion weiter zu ver­ bessern und das Ventil insbesondere geeignet zur Verwendung in einem Sterilisierbehälter zu machen, der nach vollendetem Sterilisiervorgang ein Restvakuum enthält, wodurch der Deckel über seine Deckeldichtung auf das Unterteil dauerhaft dichtend vorgespannt bleibt. Für diesen Zweck ist es notwendig, daß auch das Kondensatablaßventil dauerhaft gasdicht schließt.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs­ teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Durch die Schnapp­ scheibenanordnung kann eine genau definierte Temperatursteuerung bei relativ hohem Steuerdruck erreicht werden. Bei entsprechen­ der Anordnung der Schnappscheiben läßt sich ein hoher Dichtungs­ druck erreichen, der das Restvakuum im Sterilisierbehälter auf­ rechterhält.

Das erfindungsgemäße Kondensatablaßventil hat gegenüber bekann­ ten Ausführungen u. a. folgende Vorteile:

• - schlagartiges Öffnen eines definierten Spaltes erst bei Überschreitung einer wählbaren Grenztemperatur, bis dahin Versiegelung. Das verbessert das Ausfließverhalten des Kondensates, das bisher durch einen langsam mit der Temperatur größer werdenden Spalt austropfen mußte;
• - hohe Sicherheit: die Grenztemperatur zum Öffnen kann sehr hoch gelegt werden (z. B. fast Sterilisations­ temperatur), aber ab deren einmaliger Überschreitung ist das Ventil auch offen, wenn diese Temperatur wieder unterschritten wird (und läßt Kondensat ausfließen) - nämlich bis zur Unterschreitung der unteren Schalt­ temperatur. Die Breite dieser Hysterese ist nahezu beliebig bestimmbar (Delta T 20° bis 100°). Dieser Effekt ist mit konventionellen Bimetallen, die ja keinen Hystereseeffekt haben, niemals zu erreichen;
• - schlagartiges Schließen zu einem definierten Zeitpunkt mit sofortigem, hohen Anpreßdruck der Dichtung und gasdichter Versiegelung. Dies ermöglicht überhaupt erst den Einsatz von Kondensatventilen in Behältern, die vakuumversiegelt werden sollen. Mit einem konventionel­ len Bimetall ist ein definierter Schließpunkt bei gleichzeitig hoher Verschlußkraft (die baut sich ja erst langsam auf) nicht zu finden;
• - die gesamte Ventileinheit ist gekapselt: sie kann, ohne wie bei den bisherigen Lösungen beim Abnehmen in Einzel­ teile zu zerfallen, problemlos abgenommen, z. B. gerei­ nigt und wieder aufgesetzt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Sterilisierbehälters mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kondensatablaßventil, welches in Öffnungsstellung befindlich ist;

Fig. 2 in größerem Maßstab das Kondensatablaßventil in Öffnungsstellung, die bei einer Temperatur von z. B. 120°C geschaltet wird und infolge des Hystereseverhaltens dann auch bei niedrigeren Temperaturen aufrechterhalten bleibt;

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Sterili­ sierbehälters mit geschlossenem Kondensatablaßventil;

Fig. 4 in größerem Maßstab das Kondensatablaßventil in Schließstellung, die bei einer Temperatur von z. B. 100°C geschaltet wird und bei niedrigeren Temperaturen aufrechterhal­ ten bleibt.

Der Sterilisierbehälter weist ein Behälterunterteil 10, einen Deckel 12 sowie einen Zwischendeckel 14 auf, und zwischen diesen Deckeln ist eine Ventilanordnung 16 untergebracht, die einen Medienaustausch während des Sterilisiervorganges zuläßt und in der Belüftungsphase am Ende der Vakuumphase den Deckel dichtend abschließt, so daß ein Restvakuum im Sterilisierbehälter erhalten bleibt. Diese Ventilanordnung 16 ist in einer gleich­ zeitig mit vorliegender Anmeldung eingereichten Patentanmeldung (Anwaltsakte 19 026) beschrieben.

Das Behälterunterteil 10 weist einen nach der Mitte hin ab­ fallenden Boden 18 auf, der von einem Sockel 20 getragen wird. Über der tiefsten Stelle des Bodens 18 ist das den Gegenstand der Erfindung bildende Kondensatablaßventil 22 angeordnet. Konstruktion und Arbeitsweise dieses Kondensatablaßventils 22 sind am deutlichsten aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich. Über einer Kondensatablauföffnung 24 an der tiefsten Stelle des Bodens 18 befindet sich eine Ventilscheibe 26, die in Schließ­ stellung (Fig. 4) die Öffnung 24 abdichtet. Die Ventilscheibe 26 ist am Boden eines Bechers 30 befestigt, der ein Schnapp­ scheibenpaket 28 aufnimmt, das die temperaturabhängige Ventil­ steuerung bewirkt. Diese Schnappscheiben bestehen aus Thermo- Bimetall und sind unter der Bezeichnung "CLICKFLEX" verfügbar. Sie sind dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer vorbestimmten Temperatur in ihren entgegengesetzten Wölbungszustand um­ schnappen und bei Abkühlung mit einer Hysterese behaftet, bei einer niedrigeren Schalttemperatur zurückschnappen. Für den Zweck der Steuerung eines Kondensatablaßventils wird die obere Schalttemperatur auf vorzugsweise etwa 120°C und die untere Rückschalttemperatur auf vorzugsweise etwa 100°C eingestellt. Andere Einstellungen sind jedoch möglich und sollen für die Erfindung vorbehalten bleiben. Im Schnappscheibenpaket sind die einzelnen Schnappscheiben zweckmäßigerweise mit entgegengesetz­ ter Wölbung aneinandergefügt, d. h. in jedem Schaltzu­ stand sind zwei konkave oder zwei konvexe Wölbungen benachbart, wobei andere Anordnungen, z. B. auch in Verbindung mit durch Wärme nicht deformierbaren Platten, vorbehalten bleiben sollen.

Im Behälterboden ist um die Ablauföffnung 24 herum ein mit Innengewinde versehener Trägerring 32 fixiert, der benachbart zum Boden 18 in der Zeichnung nicht dargestellte Durchlässe zum Durchfluß des Kondensats aufweist. Anstelle dieses Träger­ ringes können auch im Winkelabstand zueinander auf einem Kreis um die Ablaßöffnung 24 herum Distanzbolzen angeordnet sein, die zwischen sich das Kondensat am Boden nach der Ablauföffnung 24 ablaufen lassen und die gleiche Funktion wie der Trägerring 32 haben. Dieser Trägerring (oder die Distanzbolzen) haltert eine starre Hülse 38, die mit Gewinde in den Ring 32 oder auf diesen aufgeschraubt oder auf andere Weise fixiert sein kann. Diese starre Hülse 38 ist mit einem nach außen abgebogenen Flansch an der Unterseite einer Abdeckkappe 34 festgelegt, die zum Schutz des Kondensatablaufventils so angeordnet ist, daß noch ein schmaler Ablaufschlitz 33 von wenigen mm zwischen dem unteren Rand der Kappe und dem Behälterboden 18 verbleibt. Diese Abdeckkappe verbleibt ständig in der aus Fig. 1 und 3 ersichtlichen Stellung.

An der Innenseite trägt die Abdeckkappe 34 einen Führungsstopfen 36, der in den Becher 30 einsteht und an dem der Becher während des Schaltvorganges entlanggleitet. Der Becher weist einen nach außen weisenden Flansch 40 auf, an dessen Unterseite sich eine den Becher umschließende Druckschraubenfeder 42 abstützt, deren unteres Ende gegen den Trägerring 32 bzw. die Distanzbolzen abgestützt ist.

Das erfindungsgemäße Kondensatablaßventil arbeitet wie folgt:
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist bei Erwärmung bis zum oberen Schaltpunkt von z. B. 120°C und bei Abkühlung unterhalb des unteren Schaltpunktes von z. B. 100°C ist das Ventil geschlossen (Fig. 3 und 4). Die Schnappscheiben 28 haben in diesem Zustand ihre größte axiale Erstreckung. Sie stützen sich gegen den Führungsstopfen 36 ab und drücken die Ventilscheibe 26 mit einer erheblichen Vorspannung von ca. 40 bis 50 N gegen den Ventilsitz am Rand der Abflußöffnung 24. Dieser Schließdruck, der gegen die Feder 42 wirkt, reicht für eine gasdichte Abdichtung aus, auch wenn im Behälter ein Restvakuum vorhanden ist und der demgegen­ über erhöhte Atmosphärendruck auf die Ventilscheibe 26 wirkt.

In der Sterilisierphase schalten die Schnappscheiben 28 bei einer Temperatur von ca. 120°C in ihren entgegengesetzten Wölbungszustand um (Fig. 1 und 2), in welchem sie ihre ge­ ringste axiale Erstreckung haben. Dadurch kann die Schrauben­ feder 42 den Becher 30 über dessen Flansch 40 anheben, wodurch die Ventilscheibe 26 ebenfalls angehoben wird und die Ablauf­ öffnung 24 schlagartig freigibt. Nunmehr kann das von dem darüber stehenden Instrumentenkorb abgetropfte Kondensat, das sich an der tiefsten Stelle des Bodens angesammelt hat, frei durch die Öffnungen des Trägerringes 32 und die Ablauföffnung 24 ablaufen. Wenn während der Vakuumphase die Temperatur auf ca. 100°C abgefallen ist, schalten die Schnappscheiben wiederum in die aus Fig. 4 ersichtliche Schließstellung um, in der die Ventilscheibe 26 die Öffnung 24 abschließt. Diese Schließstellung bleibt auch erhalten, nachdem in der Belüftungsphase die Ventilanordnung 16 den Behälter von oben her gasdicht abgeschlossen hat. Auf diese Weise kann der Sterilisierbehälter, der noch ein Restvakuum aufweist, längere Zeit aufbewahrt werden, und der Lufteintritt beim Öffnen gibt die Gewißheit, daß dieses Restvakuum bis zur Wiederbenutzung erhalten geblieben ist.

Das in den Fig. 2 und 4 dargestellte Kondensatablaufventil kann, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt, direkt mit einer Ablauf- Öffnung 24 im Behälterboden 18 zusammenwirken. Es kann aber auch dazu benutzt werden, die Einlauföffnung eines getrennten, in den Sterilisierbehälter einsetzbaren Kondensatsammelbehälters zu öffnen bzw. zu schließen.

In der Schließstellung wird die Dichtungsscheibe 26 durch die definierten Abstände über die Kompression der Schnappscheiben gasdicht auf den Ventilsitz gepreßt. Die Schnappscheiben wirken wie Tellerfedern, und die Verschlußkraft ist freibestimmbar durch die Materialstärke der Schnappscheiben. Sie liegt in der Praxis bei 40 bis 50 N. Die Kompression darf jedoch nicht soweit erfolgen, daß die Schnappscheiben temperaturunabhängig bereits beim Zusammendrücken umschalten. Durch Einstellen der Abstände, der Materialwahl und der Zahl der eingesetzten Schnappscheiben kann dies verhindert werden. Bei Erreichen der oberen Schalt­ temperatur wird durch das Umschnappen die Kompression plötzlich weggenommen und die Feder 40 schiebt den Becher 30 und damit die Dichtungsscheibe 26 in die Öffnungsstellung. Bei Abkühlung unter die untere Schalttemperatur wird die Kompression fast schlagartig wieder aufgebaut und eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht.

Claims (8)

1. Kondensatablaßventil (22) für einen Sterilisierbehälter mit einem Temperatursensor, der bewirkt, daß der Ventilkörper (26) des Kondensatablaßventils (22) nach Erwärmung über eine erste vorbestimmbare Temperatur öffnet und den Ventilkörper geöffnet hält und in der Trocknungsphase bei Unterschreiten einer zweiten vorbestimmten Temperatur schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor aus einer Schnappscheibenanordnung (28) besteht, die ein Hystereseverhal­ ten zeigt, und die erste vorbestimmbare Temperatur höher ist als die zweite vorbestimmte Temperatur.

2. Kondensatablaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheibenanordnung (28) einerseits gegen eine den Ventilkörper bildende Ventilscheibe (26) und andererseits gegen ein ortsfest im Behälter angeordnetes Widerlager (36) abgestützt ist.

3. Kondensatablaßventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheiben (28) in einem Becher (30) angeordnet sind, der die Ventilscheibe (26) trägt und der axial beweglich geführt ist.

4. Kondensatablaßventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ventilscheibe (26) tragende Becher (30) in die Ventilöffnungsstellung vorgespannt ist.

5. Kondensatablaßventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (30) axial durch einen an Behälterboden (18) rings um die Ablauföffnung (24) angeord­ neten Trägerring (32) von außen her und durch einen ortsfesten Stopfen (36) von innen geführt ist, wobei die Öffnungsfeder (42) als Druckschraubenfeder ausgebildet ist, die den Becher (30) umschließt und einerseits gegen den Trägerring (32) und andererseits gegen einen nach außen weisenden Flansch (40) des Bechers (30) abgestützt ist.

6. Kondensatablaßventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring (32), der in Boden­ nähe mit Ablauföffnungen versehen ist, eine starre Hülse (38) trägt, die ihrerseits eine das Ventil (22) schützende Abdeckkappe (34) trägt, deren Unterrand in einem festen Abstand von ca. 3 bis 4 mm vom Behälterboden (18) entfernt angeordnet ist.

7. Kondensatablaßventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstopfen (36) an der Innenseite der Abdeckkappe (34) angeformt ist.

8. Kondensatablaßventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Trägerringes (32) auf einem die Abflußöffnung (24) umschließenden Kreis Distanz­ bolzen angeordnet sind, die die starre Hülse (38) tragen und den Becher (30) führen.