DE69735468T2

DE69735468T2 - Anordnung zur Anpassung eines Systems zur Erzeugung und Wiedergewinnung von Gasen an einem bestimmten Volumen

Info

Publication number: DE69735468T2
Application number: DE69735468T
Authority: DE
Inventors: Leon M. Perth Amboy Heredia
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: ATE320273T1; EP0847762B1; PT847762E; JPH10257879A; US5961936A; EP0847762A3; DK0847762T3; AU4761997A; DE69735468D1; ES2260779T3; MX9710131A; CA2224395C; EP0847762A2; CA2224395A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Vorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen, Verabreichen, Extrahieren und Wiedergewinnen von Sterilisationsgas zum Sterilisieren und/oder Dekontaminieren von umschlossenen Räumen, wie beispielsweise Innenräumen von mikrobiellen Isolatoren, und ebenfalls Komponenten, die mit solchen Vorrichtungen und Verfahren verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
Historisch ist eine große Vielzahl von umschlossenen Räumen zur Unterstützung der Handhabung, Inspektion, Analyse und/oder Produktion von verschiedenen Materialien in einer sterilen und/oder dekontaminierten Umgebung entwickelt worden. Beispiele solcher umschlossenen Räume sind (jedoch nicht begrenzt darauf): mikrobielle Isolatoren, sterile Transfergestelle, industrielle Räume, enthaltende Volumina, mikrobielle „Kleintransfer"-Isolatoren (wie solche mit einem Volumen von etwa 0,7 m³ (25 Kubikfuß), mikrobielle Isolatoren mit großen flexiblen Arbeitsstationen (wie solche mit einem Volumen zwischen etwa 10 m³ (350 Kubikfuß) und etwa 11,3 m³ (400 Kubikfuß) mit zwei oder mehreren flexibel passenden Arbeitsstationen), mikrobielle Autoklavkopplungsisolatoren, industrielle Räume, die eine Sterilisation erfordern (wie Glasräume und aseptische Verarbeitungsisolatoren von industriellem Maßstab) und sterilisierte umschlossene Räume, die in der Nahrungsmittelindustrie für verschiedene Funktionen (zum Beispiel für die Sterilisation von Gewürzen, Mehlbleichung, Oberflächendekontamination von gegebenen Produkten, etc.) verwendet werden.
Einige bekannte „handschuhartige" Isolatoren, die lange Handschuhe in der Form eines menschlichen Unterarms bereitstellen, und die sich nach innen von der Außenseite eines Isolators in den umschlossenen Raum selbst erstrecken, werden beispielsweise von „la Calhene" aus Velizy, Frankreich, und Laminar Flow, Inc. aus Ivyland, Pennsylvania, hergestellt. Ferner ist „la Calhene" dafür bekannt, halb-passende Isolatoren herzustellen, wie die „Reihe iso 2100", die einen luftdichten Anzug in Form eines menschlichen Torsos und sich wegerstreckende Armbereiche einschließt, ebenfalls einschließend einen Helmbereich, und der sich von der Bodenfläche des umschlossenen Raums und in den umschlossenen Raum selbst erstreckt. Mehrere andere Arten von umschlossenen Räumen, einschließend vollständige sterile Räume, sind im „Clean Rooms"-Magazin, Band 10, Nr. 5, Mai 1996 offenbart.
Im allgemeinen sind zwei Arten von Isolatoren verfügbar gewesen, nämlich solche mit Seiten oder Wänden, die im allgemeinen als „flexibel" betrachtet werden können, und solche mit Seiten oder Wänden, die im allgemeinen als „starr" betrachtet werden. Historisch sind diese als praktisch austauschbar miteinander und/oder äquivalent in ihrer Leistung, Funktion und Betrieb betrachtet worden, und deren Verwendung und gewünschte Verwendung ist häufig beherrscht worden von nicht weniger als der Betrachtung der Kosten.
Um historisch die tatsächliche Sterilisation oder Dekontamination von umschlossenen Räumen, wie den oben beschriebenen, zu bewirken, sind zahlreiche Vorrichtungen zum Bereitstellen in solchen umschlossenen Räumen von geeigneten Mengen an Sterilisationsgas, in geeigneten proportionalen Konzentrationen von verschiedenen Verbindungen, die bekannt sind, um einen Sterilisations- oder Dekontaminationseffekt bereitzustellen, vorgeschlagen worden.
In letzter Zeit haben sich viele Anstrengungen auf folgendes gerichtet: die Erzeugung eines Gases oder einer Verbindung, von der angenommen wird, dafür geeignet zu sein, bei der Ausführung einer Sterilisation oder Dekontamination innerhalb des fraglichen Raumes zu helfen; die effiziente Beaufschlagung eines solchen Gases oder einer solchen Verbindung an den zu sterilisierenden oder zu dekontaminierenden Raum; und die umweltsensible Entsorgung und/oder Wiedergewinnung solcher Gase oder Verbindungen, sobald sie für die Zwecke einer Sterilisation oder Dekontamination des fraglichen Raumes verwendet worden sind.
Eine Notwendigkeit ist ebenfalls häufig beobachtet worden in Verbindung mit der Bereitstellung von Sterilisations/Dekontaminationsvorrichtungen, die nicht notwendigerweise eine permanente Anfügung an einen gegebenen umschlossenen Raum benötigen, das heißt die ausreichend tragbar und vielseitig sind, um mit einem einzelnen umschlossenen Raum oder eines Typs eines umschlossenen Raums verbindbar oder lösbar zu sein.
Ferner ist eine Notwendigkeit beobachtet worden in Verbindung mit der Bereitstellung einer Sterilisations/Dekontaminationsvorrichtung, die ausreichend tragbar und vielseitig ist, um zu unterschiedlichen Anlässen mit unterschiedlichen umschlossenen Räumen oder Typen von umschlossenen Räumen verbindbar oder lösbar zu sein.
Obwohl viele unterschiedliche Typen von Gasen oder Verbindungen zur Verwendung als Sterilisationsmittel oder Dekontaminationsmittel im oben beschriebenen Zusammenhang vorgeschlagen worden sind, sind viele als nicht so effektiv wie gewünscht gefunden worden oder sind selbst nicht geeignet, um eine umweltsichere Entsorgung oder Wiedergewinnung zu erleichtern, sobald die Sterilisations/Dekontaminations-Verfahren beendet worden sind. Über die Jahre ist die Verwendung von Chlordioxidgas als ein Sterilisationsagens in breitem Maße anerkannt worden. Seine Verwendung in einer solchen Kapazität ist beispielsweise in US-A-5,326,546; US-A-5,290,524; US-A-5,234,678; US-A-5,110,580; US-A-4,681,739 und US-A-4,504,442 beschrieben worden. Arten zum Erzeugen von Chlordioxidgas in einer solchen Menge sind ebenfalls in den zuvor genannten Patenten beschrieben worden. Jedoch ist eine Notwendigkeit erkannt worden, um Chlordioxidgas als ein Sterilisationsmittel in einer effizienten Weise zu verwenden, die effektive Sterilisations- oder Dekontaminationsfähigkeiten bereitstellt, die selbst geeignet ist, um ein Ausströmen in die Umgebungsatmosphäre auf eine umweltsichere Art und Weise sowie eine effiziente Wiedergewinnung eines bezeichneten aktiven Bestandteils oder von Bestandteilen zu ermöglichen, und die in einer Weise gesteuert werden kann, die am meisten förderlich ist, um die Sterilisations- oder Dekontaminationsaufgabe, die ansteht, vorzunehmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine modulare Vorrichtung zum Dekontaminieren wenigstens eines Bereichs eines umschlossenen Raumes bereitgestellt, wobei die modulare Vorrichtung umfaßt:
einen modularen Abschnitt (A), welcher Mittel umfaßt zum:
selektiven Verabreichen des Dekontaminationsgases an den umschlossenen Raum; und
selektives Rezirkulieren des Gases zurück zum umschlossenen Raum; und
Mittel, ausgewählt aus Mitteln zum Messen der Konzentration des Dekontaminationsgases, Mitteln zum Messen der Temperatur/Feuchtigkeit des Gases und Mitteln (1560) zum Messen des Drucks des Gases, und
wenigstens eines von:
einem modularen Abschnitt (B), der Mittel zum Erzeugen eines Dekontaminationsgases umfaßt; und
einem modularen Abschnitt (C), der Mittel zum selektiven Extrahieren von Dekontaminationsgas weg aus dem umschlossenen Raum; Mittel zum Annehmen von Dekontaminationsgas, das dem umschlossenen Raum verabreicht worden ist; und Mittel zum Wiedergewinnen wenigstens eines Bestandteils aus Dekontaminationsgas, das durch das Annahmemittel angenommen worden ist, umfaßt,
wobei das Wiedergewinnungsmittel Mittel zum Einführen eines Mediums zum Wechselwirken mit dem angenommenen Dekontaminationsgas und zum Erlauben der Wiedergewinnung daraus von wenigstens einem vorgegebenen Bestandteil umfaßt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die modulare Vorrichtung wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (B) und Mittel zum Koppeln des modularen Abschnitts (A) in Fluidkommunikation mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (B).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die modulare Vorrichtung wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (C) und Mittel zum Koppeln des modularen Abschnitts (A) in Fluidkommunikation mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (C).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die modulare Vorrichtung wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (B) und wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (C) und Mittel zum Koppeln des modularen Abschnitts (A) in Fluidkommunikation mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (B) und einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (C).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung und ihre gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen werden durch Bezugnahme auf die unten gegebene detaillierte O ffenbarung und die beigefügten Zeichnungen besser verstanden, in denen:
1 eine schematische Veranschaulichung einer herkömmlichen Sterilisationsvorrichtung und eines damit gekoppelten umschlossenen Raums ist;
2 im wesentlichen die gleichen Ansicht wie 1 ist, jedoch weiter ein Verbindungsschema zwischen der Sterilisationsvorrichtung und dem umschlossenen Raum veranschaulicht;
3 schematisch einen herkömmlichen Isolator und damit verbundene Komponenten veranschaulicht;
4 schematisch einen Isolator mit herkömmlichen Modifikationen veranschaulicht, um eine Gassterilisation aufzunehmen;
5 eine alternative Isolatoranordnung zeigt, die gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
6 in perspektivischer Ansicht ein Gaserzeugungs- und Wiedergewinnungssystem zeigt, das gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
7 schematisch ein Konzept von modularen, austauschbaren und selektiv integrierbaren Abschnitten zeigt;
8 im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 6 ist, jedoch ebenfalls drei getrennte Abschnitte des Systems zeigt;
9 im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 8 ist, jedoch eine alternative Anordnung zum Druck- und Feuchtigkeitsmessen zeigt;
10 ein Gaswiedergewinnungssystem zeigt, das gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
11 eine optionale Anordnung zeigt, die auf der in 10 gezeigten Ausführungsform basiert;
12 eine alternative Wiedergewinnungsanordnung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Nahbereichsansicht einer gepackten Säule mit einem Wiedergewinnungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Querschnitts- und Längsansicht eines optischen Gasmeßsystems ist;
15, ebenfalls im Längsquerschnitt, eine alternative Ausführungsform eines optischen Gasmeßsystems zeigt;
16, in perspektivischer Ansicht, die allgemeine Konstruktion eines Ventilkörpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ein angetriebenes Element zur Verwendung mit dem in 16 gezeigten Ventilkörper zeigt;
18 eine vergrößerte Ansicht eines vollständigen Ventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
19 eine alternative Ansicht einer in 18 gezeigten Spule ist;
20 eine Aufsicht eines Ventils in einer „offenen" Position ist;
21 eine vergrößerte Ansicht eines Ventils in einer „offenen" Position ist;
22 eine Aufsicht eines Ventils in einer „geschlossenen" Position ist;
23 eine vergrößerte Ansicht eines Ventils in einer „geschlossenen" Position ist;
24 eine pneumatische Variantenkonstruktion eines Ventilkörpers zeigt;
25 ein angetriebenes Element zur Verwendung mit dem in 24 gezeigten Ventilkörper zeigt;
26 eine vergrößerte Ansicht eines vollständigen Ventils gemäß der Variantenausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 24 und 25 gezeigt ist, ist;
27 eine vergrößerte Ansicht eines Ventils in einer „geschlossenen" Position ist;
28 eine Aufsicht auf ein Ventil in einer „geschlossenen" Position ist;
29 eine vergrößerte Ansicht eines Ventils in einer „offenen" Position ist;
30 eine Aufsicht auf ein Ventil in einer „offenen" Position ist;
31 eine Variante zeigt, bei der ein Ventilgehäusekörper der Form nach zylindrisch ist;
32 ein Ventil wie dasjenige, das in 31 gezeigt ist, in einer „geschlossenen" Position zeigt;
33 ein Ventil wie das in 31 gezeigte in einer „offenen" Position zeigt;
34 eine einfache Pendelventilanordnung in einer ersten Position zeigt;
35 die gleiche Ventilanordnung wie in 34, jedoch in einer zweiten Position zeigt;
36 in perspektivischer Ansicht einen Pendel zur Verwendung mit dem Pendelventil, das in 34 und 35 gezeigt ist, veranschaulicht;
37 eine Ventil- und Gebläse-Anordnung in einer „entleerten" Konfiguration zeigt;
38 die gleiche Ventil- und Gebläse-Anordnung wie in 37, jedoch in einer „zirkulierenden" Konfiguration zeigt;
39 in schematischer Form eine mögliche Betriebsumgebung zeigt, die die in 37 und 38 veranschaulichte Ventil- und Gebläse-Anordnung einsetzt;
40 eine alternative Ansicht der in 39 gezeigten Anordnung zeigt;
41 eine Sterilisations/Dekontaminationsvorrichtung zeigt, die gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
42 in schematischer Form einen „zirkulierenden Fluß"-Betriebsmodus des in 41 gezeigten Systems zeigt;
43 im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 42 ist, jedoch einen „Gasinjektionsfluß"-Betriebsmodus zeigt;
44 im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 42 ist, jedoch einen „Aufnahmefluß"-Betriebsmodus zeigt;
45 im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 42 ist, jedoch einen „Luftspülungsfluß"-Betriebsmodus zeigt;
46 im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 41 ist, jedoch zusätzlich eine Steueranordnung zeigt;
47 schematisch ein Konzept von modularen, austauschbaren und selektiv integrierbaren Abschnitten gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
48 eine Ansammlung der Komponenten gemäß den durch 47 veranschaulichten Prinzipien zeigt;
49 eine mögliche externe Konfiguration einer Ansammlung der Komponenten der vorliegenden Erfindung ist;
50 eine alternative Ansicht der in 49 gezeigten Anordnung ist;
51 ein Variantenkonzept der modularen, austauschbaren und selektiv integrierbaren Abschnitte zeigt;
52 in einer Leiterlogik ein „Funktions"-programmierendes Templat gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
53 (a bis c) in einer Leiterlogik verschiedene „Schritt-Zeit"-Voreinstellungen zeigt;
54 (a bis c) in einer Leiterlogik Warneinrichtungen zeigt, die die in 53 (a bis c) gezeigten Voreinstellungen verwenden;
55 in einer Leiterlogik einen „Zeit-in-Schritt"-Zeitgeber zeigt;
56 in einer Leiterlogik einen „Gutzeit"-Zeitgeber zeigt;
57 in einer Leiterlogik ein Schrittsteuerschema zeigt; und
58 in einer Leiterlogik ein „Abbruchschritt"-Steuerschema zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Allgemeiner Überblick
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung und im Rahmen der gesamten vorliegenden Offenbarung kann angenommen werden, sofern es nicht anderweitig erwähnt wird, daß die Begriffe „Sterilisationsmittel", „sterilisieren" und andere basierend auf den Wurzelformen „Sterilisation-„ und/oder „steril-„ im weitesten Sinne Konzepte umfassen können, die mit einer Sterilisation verbunden sind, jedoch nicht notwendigerweise exakt äquivalent sind. Solche Konzepte sind nicht notwendigerweise begrenzt auf Dekontamination, Reinigung, Schmutzstoffdurchspülung, Desinfektion und anderen Konzepten von im wesentlichen äquivalenter Natur und äquivalentem Umfang.
Typischerweise, wie schematisch in 1 veranschaulicht ist, kann eine Sterilisationsvorrichtung 30 bereitgestellt werden, um die Luft oder das Gas, die bzw. das innerhalb eines gegebenen umschlossenen Raums 34 vorliegt, zu sterilisieren, und ebenso irgendeinen Gegenstand oder Gegenstände, die darin enthalten sind. Beispiele solcher umschlossenen Räume schließen ein (sind jedoch nicht begrenzt auf): mikrobielle Isolatoren; sterilisierte Räume; sterilisierte Räume im Zusammenhang mit der Herstellung von Gegenständen, die eine Sterilisation oder Dekontamination erfordern (wie Gewürze, Nahrungsmittel, pharmazeutische Produkte oder elastische Bandagen); und sterilisierte Räume in chirurgischen Operationsräumen. Eine detailliertere Diskussion solcher umschlossenen Räume wird am Beginn dieser Offenbarung bereitgestellt.
Wie in 1 gezeigt, liegt der allgemeine Zweck einer Sterilisationsvorrichtung 30 im wesentlichen darin, die Bereitstellung eines Sterilisationsgases in und eine Extraktion desselben aus dem umschlossenen Raum 34 zu ermöglichen. Für diesen Zweck werden chrarakteristischerweise geeignete Leitungen 38 und 42 bereitgestellt, die jeweils Luft oder Sterilisationsgas aus der Sterilisationsvorrichtung 30 zum umschlossenen Raum 34 leiten können und dann solche Luft oder Sterilisationsgas aus dem umschlossenen Raum 34 extrahieren. Die Leitung 42 wird ebenfalls verwendet, um Luft oder Gas zu sammeln, das anfänglich im umschlossenen Raum 34 vorliegt.
2 ist eine etwas detailliertere Veranschaulichung der in 1 gezeigten Anordnung. Sofern es für entweder die Sterilisationsvorrichtung 30 oder den umschlossenen Raum 34 oder beides denkbar ist, um eigenständig und tragbar zu sein, zeigt 2 schematisch insbesondere die Möglichkeit, daß solche Komponenten selektiv miteinander zu einzelnen Anlässen integrierbar sind.
Somit kann die Sterilisationsvorrichtung 30 als mit einem Auslaßbereich 38a bzw. einem Einlaßbereich 42a betrachtet werden, für die Zwecke eines Verbreitens des Sterilisationsmittels oder des Gases nach außen und zum Aufnehmen desselben zurück in ihr Inneres. In ähnlicher Weise kann der umschlossene Raum 34 betrachtet werden als einschließend einen Einlaßbereich 38b zum Aufnehmen von Luft oder Sterilisationsgas aus einer äußeren Quelle, wie Sterilisationsvorrichtung 30, und einen Auslaßbereich 42b zum Zurückbringen von sterilisierter Luft oder Gas zur äußeren Quelle (oder anfängliches Bereitstellen von Luft oder Gas zur äußeren Quelle, bevor es sterilisiert wird). Sofern die Sterilisationsvorrichtung 30 und der umschlossene Raum 34 als getrennt zu betrachten sind, können somit Verbindungsschemata 46 und 50 zum Ermöglichen der Verbindbarkeit der Sterilisationsvorrichtung 30 und des umschlossenen Raumes 34 miteinander bereitgestellt werden.
Daher kann ein erstes Verbindungsschema 46 vorliegen, um den Auslaßbereich 38a der Sterilisationsvorrichtung 30 mit dem Einlaßbereich 38b des umschlossenen Raumes 34 zu koppeln. Ferner kann ein zweites Verbindungsschema 50 vorliegen, um die Verbindung des Auslaßbereichs 42b des umschlossenen Raumes 34 mit dem Einlaßbereich 42a der Sterilisationsvorrichtung 30 zu ermöglichen. Wie weiter unten diskutiert, erwägt die vorliegende Erfindung gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform eine tragbare Sterilisations- oder Dekontaminationsvorrichtung, die selektiv mit irgendeinem eines großen Bereichs an umschlossenen Räumen verbindbar ist.
Die Offenbarung wird sich nun einer kurzen Beschreibung einiger herkömmlicher umschlossener Räume zuwenden, gefolgt von einer kurzen Beschreibung eines Typs eines umschlossenen Raums, der vorteilhaft in Verbindung mit einer Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
3 veranschaulicht schematisch einen herkömmlichen Isolator 110 (wie einen mikrobiellen Isolator) und damit verbundene Komponenten.
Typischerweise kann ein solcher Isolator 110 einen Einlaßbereich (im allgemeinen mit 114 bezeichnet) und einem Auslaß- oder Ausgangsbereich (im allgemeinen mit 118 bezeichnet) einschließen, wobei der Zweck und die Funktion der Abschnitte unten vollständiger erkannt wird. Solche Einlaß- und Auslaßbereiche können zur Verbindung mit einer getrennten, externen Vorrichtung, wie einer Sterilisationsvorrichtung, konfiguriert werden, um zu erlauben, daß das Innere des Isolators 110 sterilisiert werden kann.
Typischerweise kann der Einlaßbereich 114 ein Gebläse 122 einschließen, das Luft durch einen Filter 126 in den Isolator 110 leitet. Ein Druckregulator 130 kann mit dem Gebläse 122 verbunden sein und kann ebenfalls über eine geeignete Leitung 134 mit dem Isolator 110 verbunden sein. Es kann ebenfalls eine Auslaßleitung 138 am Ausgangsbereich 118 geben, die durch einen weiteren Filter 142 vom Isolator 110 wegführt. Filter 126 und 142 können denkbar durch solche verkörpert werden, die gemäß „HEPA"-Spezifikationen (d.h. High Efficiency Particulate Filter) hergestellt werden.
4 veranschaulicht schematisch einen Isolator 110 mit einigen herkömmlich bekannten Modifikationen. Ein Systemkasten (nicht im größeren Detail gezeigt) weist wegführend davon eine Leitung 146 auf, die selbst durch ein Gebläse 122 in ein Ventil 150 führt. Wie in der in 3 gezeigten Anordnung ist ein Druckregulator 130 mit dem Gebläse 122 verbunden. Eine Leitung 154, die von Ventil 150 wegführt, führt ebenfalls durch einen Filter (wie einen „HEPA"-Filter) 126 in den Isolator 110. Jedoch können einige Unterschiede im Vergleich mit 3 gefunden werden, als daß abgedeckte Verbindungen für eine Gase sterilisierende Vorrichtung bereitgestellt sind. Abgedeckte Verbindung 160 liefert einen Einlaß für Sterilisationsgas, während abgedeckte Verbindung 158 einen Auslaß für Sterilisationsgas bereitstellt.
Ein weiterer Unterschied in Bezug auf 3 ist derjenige, obwohl es eine Auslaßleitung 138 gibt, die durch einen Filter (wie einen „HEPA"-Filter) 142 führt, daß ebenfalls am Ausgangsbereiche 118 ein weiteres Ventil 170 gefunden wird, was zu einer weiteren Leitung 174 führt, die selbst, wenn sie mit einer Sterilisationsvorrichtung verbunden wird, so entworfen ist, um zum zuvor genannten Systemschrank zu führen.
Im Gegensatz dazu veranschaulicht 5 eine alternative Isolatoranordnung 110, die gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. In perspektivischer Ansicht sind Gebläse 122, Filter 126 und 142 ebenso wie Einlaß- und Auslaßbereiche 114 und 118 gezeigt.
6 veranschaulicht in perspektivischer Ansicht ein Gaserzeugungs- und Wiedergewinnungssystem 210, das gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Ein „Luft ein"-Bereich, der mit 212 bezeichnet ist, führt zu einem Ventil 218, das in einer Weise konfiguriert sein kann, die unten vollständiger zu beschreiben ist, und welches gegenwärtig als ein „Steuerventil" bezeichnet wird.
Es werden bevorzugt ein Einlaß 222 und ein Auslaß 226 bereitgestellt, die jeweils mit geeigneten Leitungen einer externen Vorrichtung, wie eines mikrobiellen Isolators, verbindbar sind. Bevorzugt wird eine Leitung, die von Steuerventil 218, und dem „Luft ein"-Bereich 212 wegführt, zu einer Mündungsstelle in der Nähe des Auslasses 226 führen.
Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Einlaß 222 bevorzugt so konfiguriert, um Luft oder Gas aus einem mikrobiellen Isolator (oder einem anderen umschlossenen Raum) anzunehmen. Demzufolge wird der Auslaß 226 bevorzugt so konfiguriert, um Luft oder Gas, das so sterilisiert ist, zurück zum mikrobiellen Isolator (oder einem anderen umschlossenen Raum) zu führen, um den Isolator oder den umschlossenen Raum zu sterilisieren.
Eine Verzweigungsleitung 234, die zwischen Leitungen übergreift, die mit Einlaß 222 und 226 verbunden sind, kann einen Feuchtigkeitssensor 238 einschließen. Auf jeder Seite des Feuchtigkeitssensors 238, positioniert entlang der Leitung 234, können geeignete Ventile 242 vorliegen.
Fortfahrend entlang der „Einlaß"-Leitung, im allgemeinen mit 246 bezeichnet, kann bevorzugt ein Drucksensor 250, gefolgt von einem Temperatursensor 254 und einer Querflußzelle 258 bereitgestellt sein. Wie im größeren Detail weiter unten beschrieben wird, könnte die Querflußzelle 258 als eine geeignete Stelle für ein optisches Gasmeßsystem dienen.
Für das, was als der Gasgeneratorbereich 260 der Vorrichtung (siehe 8) bezeichnet werden kann, kann eine Leitung 266 bereitgestellt werden, die aus einer Gasversorgung (nicht gezeigt) stammt. Diese kann wiederum anschließend zu einem Ventil 270 und einem Gasgenerator 274 führen. Von dem Gasgenerator 274 kann eine weitere Leitung zum Befördern von Chlordioxidgas 278 zu einem weiteren Ventil 282 und dann in die zugehörige Systemrohrleitung führen.
Eine weitere Leitung 286, die sich zwischen den „Einlaß"- und „Auslaß"-Seiten der Vorrichtung überspannt, für den Zweck des Zurückführens von zirkulierender Luft oder zirkulierendem Gas von der „Einlaß"-Seite der Vorrichtung zu der „Auslaß"-Seite der Vorrichtung, kann, beginnend beim „Einlaß"-Bereich, ein Steuerventil 290 (möglicherweise ähnlich im Aufbau und der Funktion zu dem zuvor genannten Steuerventil 218) und einen Befeuchter 298 einschließen. Der Befeuchter 298 wird bevorzugt konfiguriert sein, um die Feuchtigkeit des zirkulierenden Gases durch irgendwelche geeigneten Mittel variabel zu steuern (beispielsweise durch Erhöhen des Wassergehalts des Gases über einen herkömmlichen Zerstäuber oder Verdampfer und/oder durch Absenken des Wassergehaltes des Gases durch Zufügen von trockener Luft).
Bevorzugt wird es eine „Wäscherverzweigungsleitung" (im allgemeinen mit 302 bezeichnet) geben, die von einer Mündungsstelle mit der Querleitung 286 wegführt. Unmittelbar anschließend an diese Mündungsstelle kann ein Steuerventil 306 bereitgestellt sein, welches möglicherweise ähnlich im Aussehen und der Funktion zu dem zuvor genannten Steuerventil 218 sein kann. Die Leitung 302 wird dann bevorzugt in eine Wiedergewinnungsanordnung führen, die schematisch über gepunktete Linien mit 310 bezeichnet ist. Diese Wiedergewinnungsanordnung 310 wird ebenfalls im größeren Detail weiter unten beschrieben.
Fortschreitend von einer Mündungsstelle 314, in einer Richtung im Uhrzeigersinn in Bezug auf 6, können bevorzugt bereitgestellt sein: Einlaß 316, ein Wäscher 334, ein Nachwäscher 330, ein Ventil 326, ein Chlordioxidsensor für niedrigen Gehalt 322 und ein weiteres Ventil 318. Bevorzugt wird der Nachwäscher 330 in geeigneter Fluidkommunikation mit einem Wäscher 334 sein.
Vom Boden des Wäschers 334 wird eine Leitung 338 bevorzugt in eine Pumpe (oder ein geeignetes Äquivalent) 342 führen, die selbst bevorzugt über eine Leitung 346 zurück zum oberen Teil des Wäschers 334 führen wird. Bevorzugt in unmittelbarer Nähe des Punktes, an dem Leitung 346 in den oberen Teil des Wäschers 334 eintritt, wird es ein Ventil 350 und einen „Füll"-Bereich 354 geben.
7 veranschaulicht schematisch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Konzept von modularen, austauschbaren und selektiv integrierbaren Abschnitten. Bezeichnet mit 260 ist ein Generatorsystem, das beispielsweise dem in 8 (weiter unten) gezeigten entsprechen könnte, das Komponenten enthält, die sich auf die Erzeugung eines Sterilisationsgases beziehen. Abschnitt 215 kann auf der anderen Seite als eine „Adapteranordnung" bezeichnet werden, und der beispielsweise dem in 8 (weiter unten) gezeigten Abschnitt entsprechen könnte, der Komponenten enthält, die zum Verabreichen von Gas aus einem Isolator oder einem anderen umschlossenen Raum dienen, es daraus extrahieren und entweder rezirkulieren oder zur Wiedergewinnungsanordnung 310 leiten. Ferner könnte Wiedergewinnungssystem 310 als noch weiterer modularer Abschnitt verkörpert werden und könnte beispielsweise dem korrespondierenden gepunkteten Abschnitt 310, der in 6 gezeigt ist, entsprechen.
Somit wird auf diese Weise unter fortführender Bezugnahme auf 7 erkannt werden, daß eine modulare Anordnung mit mehreren Bereichen in Erwägung gezogen wird, in welcher jede der drei zuvor genannten modularen Komponenten (Generatorsystem 260, Adapteranordnung 215 und Wiedergewinnungssystem 310) einzelne, getrennte Einheiten sein können, die selektiv miteinander und mit anderen kompatiblen modularen Komponenten integriert werden können. Zu diesem Zweck wird jede modulare Komponente bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema tragen, damit es leicht mit anderen modularen Komponenten integriert werden kann. Somit wird das Generatorsystem 260 bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema 260a aufweisen, das eine erleichtern Verbindung mit einer Schnittstelle oder einem Verbindungsschema 215a der Adapteranordnung 215 ermöglicht. Ebenfalls wird die Adapteranordnung 215 -bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema 215b aufweisen, das eine erleichtern Verbindung mit einer Schnittstelle oder einem Verbindungsschema 310a eines Wiedergewinnungssystem erlaubt. Schließlich wird die Adapteranordnung 215 bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema 215c aufweisen, das eine erleichtern Verbindung mit einer Schnittstelle oder einem Verbindungsschema 1310a eines gegebenen Zielvolumens 1310 (d.h. einem mikrobiellen Isolator oder einem anderen umschlossenen Raum) erlaubt.
Sich nun wieder beziehend auf 6 als ein nicht beschränkendes Beispiel wird verstanden, daß die Schnittstellenbildung der Verbindungsschemata 260a und 215a (siehe 7) beispielsweise an einer Stelle zwischen Ventil 282 und der Überschneidung mit Querleitung 286 auftreten könnte. Ferner könnte die Schnittstellenbildung der Verbindungsschemata 215b und 310a (siehe 7) beispielsweise an einer Stelle zwischen Ventil 306 und Mündungsstelle 314 auftreten. Verbindungen können in jeder geeigneten Weise verkörpert werden, wie über herkömmliche Rohrleitungskopplungen (die bevorzugt lösbar sind, um eine selektive Lösung und Wiederverbindung zu erleichtern).
In jedem Falle wird verstanden, daß die allgemeine Anordnung der modularen Komponenten und Verbindungsschemata, die in 7 veranschaulicht sind, im breiten Maße einen großen Bereich an Verbindungsschemata und Modularitäten in Erwägung zieht, die im wesentlichen in jeglicher An und Weise, die als geeignet erachtet wird, konfiguriert und angeordnet werden können. Eine weitere allgemeine Diskussion dieses Konzepts wird weiter unten unter Bezugnahme auf 47 bis 51 bereitgestellt.
Es wird nun verstanden, daß als ein nicht beschränkendes Beispiel des „Modularitäts"-Prinzips, das in 7 veranschaulicht ist, 8 im wesentlichen das gleiche System zeigt, das in 6 gezeigt ist, jedoch ebenfalls drei getrennte Abschnitte des Systems zeigt. Somit stellt in 8 der gepunktete Abschnitt, der mit 215 bezeichnet ist, den „Adapter"-Abschnitt dar, der gepunktete Abschnitt, der mit 260 bezeichnet ist, stellt den „Gasgenerator"-Abschnitt dar, und der gepunktete Abschnitt, der mit 310 bezeichnet ist, stellt, wie bereits erwähnt, den „Gaswiedergewinnungs"-Abschnitt dar. Wie oben in Bezug auf 7 diskutiert worden ist, können die drei Abschnitte 215, 260 und 310, die in 8 gezeigt sind, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als selektiv verbindbar und lösbar in Bezug aufeinander und austauschbar mit anderen modularen Abschnitten betrachtet werden, um selektiv und variabel solche modularen Abschnitte auf eine Weise zusammenzubauen, um eine größere Sterilisationsvorrichtung 210 unter Berücksichtigung einer Anpassung der kollektiv zusammengesetzten Sterilisationsvorrichtung 210 zur Verwendung mit einem bestimmten Zielvolumen (zum Beispiel einem mikrobiellen Isolator oder einem anderen umschlossenen Raum) zu konstruieren.
Demzufolge wird unter Bezugnahme auf eine oder beide 7 und 8 verstanden, daß beispielsweise ein gegebener Adapterabschnitt 215 bevorzugt so konfiguriert und angeordnet werden kann, um einen großen Bereich an Gasgeneratorabschnitten 260 und/oder Wiedergewinnungssystemen 310 aufzunehmen. Obwohl beispielsweise ein Chlordioxidgaserzeugungssystem spezifisch hierin diskutiert und veranschaulicht wird, ist es denkbar, mit dem veranschaulichten Adapterabschnitt 215 selektiv andere Arten von Gasgeneratoren zu integrieren. Obwohl ebenfalls spezifische Arten von Wiedergewinnungsystemen 310 hierin beschrieben und veranschaulicht werden, ist es denkbar, mit der Adapteranordnung 215, die in einer oder beiden 7 und 8 veranschaulicht ist, einen großen Bereich an anderen Arten von Wiedergewinnungssystemen selektiv zu integrieren, jeweils denkbar geeignet für ein korrespondierendes Gaserzeugungssystem 260. Wiederum können solche unterschiedlichen Permutationen von Adaptersystem 215, Gaserzeugungssystem 260 und Wiedergewinnungssystem 310 spezifisch für das bestimmte Zielvolumen angepaßt werden, an das das Adaptersystem 215 angebunden werden soll (d.h. über Einlaß- und Auslaßbereiche 222/226).
9 veranschaulicht im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 8, zeigt jedoch einen Adapterabschnitt 215, der eine alternative Anordnung zum Druck- und Feuchtigkeitsmessen enthält. Wie in 9 gezeigt, ist der Drucksensor 250, der in 6 und 8 gezeigt ist, insbesondere zugunsten eines Differentialdrucksensors 250a eliminiert worden, der Leitungen aufweist, die sich von dem Sensor selbst zu sowohl dem Einlaßbereich 222 des Adapters 250 als auch zum Auslaßbereich 226 erstrecken. Differentialdrucksensoren per se würden als bekannt für Fachleute auf dem Gebiet erscheinen und werden hierin weiter diskutiert. Bevorzugt wird der Differentialdrucksensor 250a, über den hierin nachgedacht wird, die Fähigkeit zum Detektieren von beträchtlichen Druckunterschieden zwischen Einlaß- und Auslaßbereichen 222 und 226 erlauben, die beispielsweise ein Leck irgendwo im System oder eine lockere Verbindung zwischen Einlaß- oder Auslaßbereich 222 oder 226 und korrepondierenden Verbindungen des Zielvolumens anzeigen könnten.
Ebenfalls in 9 gezeigt ist die Verwendung eines optischen Meßsystems 258b anstelle des zuvor veranschaulichten und beschriebenen Feuchtigkeitssensors 238 (wobei der ursprüngliche optische Sensor 258 nun mit 258a bezeichnet wird). Wie weiter unten in Bezug auf 14 und 15 diskutiert wird, können optische Sensoren 258a und 258b jeweils entsprechend zum Messen einer Sterilisationsgaskonzentration und einer Wasserkonzentration innerhalb des in der Sterilisationsvorrichtung 210 zirkulierenden Gases konfiguriert werden. Beispielsweise wird der Sensor 258a bevorzugt geeigneterweise zum Messen der Konzentration des Sterilisationsmittels im Sterilisationsgas konfiguriert, das durch das System gefördert wird, während der Sensor 258b bevorzugt geeigneterweise zum Messen der Konzentration von Wasser (d.h. der Gesamtfeuchtigkeit) innerhalb des Systems konfiguriert wird.
Gaswiedergewinnungssystem
10 veranschaulicht ein Gaswiedergewinnungssystem 310, das gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Zunächst ist es zu verstehen, daß ein Gaswiedergewinnungssystem, wie ein solches, das mit 310 in 10 bezeichnet ist, gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in das in 6 veranschaulichte System integriert werden kann. In einem solchen Zusammenhang wäre der Zweck eines Gaswiedergewinnungsystems 310, über Leitung 302 (siehe 6) eine Gasmischung aufzunehmen, die bereits durch einen mikrobiellen Isolator zirkuliert worden ist, und die in einer umweltsicheren Weise abgegeben und/oder in einer Weise behandelt werden muß, die die Wiedergewinnung eines oder mehrerer Bestandteile (wie aktive Bestandteile) erleichtert. Denkbar unter Bezugnahme auf beide 6 und 10 könnte der effektive Einlaß in das Wiedergewinnungssystem 310 durch ein Rohrleitungssegment 316 dargestellt werden.
Nun sich 10 zuwendend führt Einlaß 316 bevorzugt in den zugehörigen Wäscher 334. Der Einlaß 316 wird auf diese Weise bevorzugt die äußere Wand des Wäschers 334 durchdringen und gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform sich im wesentlichen in einem rechten Winkel in einer abwärts gerichteten Weise biegen. Wie durch die Pfeile bezeichnet, wird der Fluß von Abgas somit bevorzugt durch diesen Einlaßbereich 316, durch den rechten Winkel und in das Innere des zugehörigen Wäschers 334 fortschreiten.
Bevorzugt wird das Innere des Wäschers 334 so konfiguriert sein, um dem ankommenden Abgas eine Menge an Waschlösung zur Wechselwirkung damit zu präsentieren. Solche Waschlösungen sind den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt und werden hierin nicht weiter diskutiert. Es genügt jedoch darauf hinzuweisen, daß solche Waschlösung in der Lage sein wird zur Wechselwirkung mit dem Abgas auf eine solche Weise, um Verfahrensterilisationsgas, das im Abgas vorhanden ist, wiederzugewinnen, bevor das Gas in die Umgebungsatmosphäre entweicht.
Damit dem eintretenden Abgas eine geeignete Menge an Waschlösung präsentiert wird, wie diejenige, die gerade beschrieben wurde, ist bevorzugt innerhalb des Inneren des Wäschers 334 eine gepackte Säule 336 von Ringen angeordnet. Das Layout und die Funktion solcher Ringe werden im größeren Detail unten beschrieben.
Im wesentlichen ist es zu verstehen, daß das Packungsmaterial, das in der gepackten Säule 336 verwendet wird, nicht notwendigerweise auf hierin diskutierte Ringe beschränkt sein muß. Im allgemeinen kann im wesentlichen jede Form oder Größe (von individuellen Packungskomponenten) verwendet werden, die die Präsentation von großen Oberflächenbereichen für die Akkumulation von Waschlösung darauf ermöglicht, und mit einer Form, die es für sie selbst ermöglicht, erleichtert gestapelt zu werden. Ferner sollte das Packungsmaterial bevorzugt eine geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber Luftströmung darstellen. Obwohl ringförmige Elemente hierin als eine Möglichkeit genannt worden sind, ist es ebenfalls möglich, beispielsweise leicht gekrümmte oder wellenartige „Ravioli"-Formen oder einfache prismatische Formen (wie dreieckige oder geradlinige Formen mit hohlen Mittelteilen, die die Ansammlung von Waschlösung auf inneren Oberflächen ermöglichen) zu verwenden.
Am oberen Teil des Wäschers 334 gibt es bevorzugt einen Auslaß 332, der zu einem Nachwäscher 330 führt. Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Nachwäscher 330 bevorzugt ein Soda-Kalk-Nachwäscher sein. Solche Nachwäscher sind Fachleuten auf dem Gebiet ebenfalls gut bekannt und werden als solche hierin nicht im weiteren Detail beschrieben. Es genügt darauf hinzuweisen, daß eine Hauptfunktion eines solchen Nachwäschers darin liegt, wenigstens einen Bestandteil aus dem fraglichen Abgas wiederzugewinnen, bevor das Gas in die Umgebungsatmosphäre entweicht. Im Zusammenhang mit Chlordioxidgas könnte beispielsweise der zurückerhaltene Bestandteil ein aktiver Bestandteil, wie Chlorid oder Chlorit, sein, jeder von diesen kann anschließend für die Erzeugung von neuem Sterilisationsgas verwendet werden.
Der Nachwäscher 330 wird bevorzugt einen oder mehrere Abgasbereiche 331 aufweisen (von denen einer in 10 gezeigt ist), durch welche Abgas oder Luft fließen kann.
Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bereitstellung der Waschlösung bevorzugt über eine austauschbare Versorgung stattfinden. Bevorzugt sich erstreckend von dem Boden des Wäschers 334 ist daher eine Leitung 338, die zu einem geeigneten Behälter 340 führt, der Waschlösung enthält, und bevorzugt wegführend von dem Behälter 340 ist eine weitere Leitung 341, die zu einer Pumpe oder zu einem anderen geeigneten Fördermittel oder einer Antriebsanordnung 342 führt. Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Fördermittel 342 eine korrosionsresistente Pumpe sein.
Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird daher ein Rezirkulationssystem bevorzugt in Bezug auf die Waschlösung bereitgestellt, als daß Waschlösung, die aus Behälter 340 stammt, bevorzugt zum oberen Teil des Wäschers 334 über Leitung 346 transportiert wird, an welcher Stelle sie in das Innere des Wäschers 334 eingeführt wird. Sobald sie eingeführt ist, wird sie bevorzugt nach unten durch das Innere des Wäschers 334 über einen „Durchsickerungs"-Effekt, der unten vollständiger zu beschreiben ist, fortschreiten, und wird somit bevorzugt aus dem Wäscher 334 über die zuvor genannte Leitung 338 austreten. Bei Rückkehr zum Behälter 340 kann die so zirkulierte Waschlösung denkbar wiederum in anderen nachfolgenden Zyklen zum Bereitstellen von Waschlösung an das Innere des Wäschers 334 eingesetzt werden, in einem Ausmaß (d.h. durch eine Anzahl von Zyklen), das durch den Betreiber vorgegeben ist und/oder als für die bevorstehende Waschaufgabe geeignet erachtet wird.
Zum Zwecke des Förderns der Waschlösung nach oben durch Leitungen 341 und 346 ist es denkbar, eine Quelle kompressierter Luft anstelle einer Pumpe einzusetzen.
Somit kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung rezirkulierende Waschlösung bevorzugt von Pumpe 342 (über eine weitere Leitung 346) zu einem oberen oder dem oberen Bereich des Wäschers 334 gelangen. Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Leitung 346 bevorzugt in den Wäscher 334 an einem Bereich eintreten, der vertikal über der gepackten Säule 336 angeordnet ist.
Wie zuvor diskutiert, wird die so in das Innere des Wäschers 334 eingeführte Waschlösung bevorzugt zum Boden des Wäschers 334 über einen „Durchsickerungs"-Effekt (d.h. durch die Behinderung der Packungsringe 336a, die unten in Bezug auf 13 diskutiert werden) voranschreiten, sie wird bevorzugt den Wäscher 334 über Leitung 338 verlassen und wird im Behälter 340 gesammelt.
Das Oberteil des Behälters 340 wird bevorzugt mit Eintauchrohren 340a und 340b ausgerüstet, wie es in 10 veranschaulicht ist. In diesem Zusammenhang könnte das Eintrittsrohr 340a beträchtlich kurz sein, um ein Füllen des Behälters 340 zu erleichtern, während Ausgangsrohr 340b beträchtlich lang sein könnte, um den Abzug des Fluids aus dem Behälter 340 zu vereinfachen. Das Oberteil wird bevorzugt durch ein Schnelllösungssystem gesichert.
Falls und wenn die Waschlösung ihre Wirksamkeit verliert (d.h. durch wiederholte Verwendung), oder wenn es einfach gewünscht ist, irgendeine Waschlösung aus anderen Gründen zu ersetzen, kann der Behälter 340, der die verbrauchte Waschlösung enthält, gegen einen neuen Behälter ausgetauscht werden. Es ist wünschenswert, daß eine Abdeckung vom neuen Behälter verwendet werden kann, um die Inhalte des alten Behälters zu sichern, um eine sichere Handhabung zu gewährleisten. Auf diese Weise kann die Abdeckung, die zuvor für den alten Behälter verwendet worden ist, bereits aufweisend Eintauchrohre 340a und 340b, die durch diese angeordnet sind, leicht auf dem neuen Behälter angeordnet werden (z.B. durch Aufschrauben).
Nachwäscher 330 wird bevorzugt das Abgas filtrieren und gewährleisten, daß mitgerissene Tröpfchen nicht das System verlassen. Für einen Betrieb mit Chlordioxid ist gefunden worden, daß lose gepackter Soda-Kalk in dem Nachwäscher im wesentlichen jegliche und alle Spuren des Gases entfernen wird.
11 veranschaulicht eine optionale Anordnung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in 11 veranschaulichte Option bereitgestellt werden, wenn es beispielsweise gewünscht wird, den Gehalt an Chlordioxid (oder einer anderen Substanz) zu überwachen, die zur Umgebungsatmosphäre abgegeben wird.
Das Öffnen von Ventilen 318 und 326 wird es einer geeigneten Menge an Abfluß ermöglichen, aus Mündungsstelle 314 zu entweichen, um so durch einen geeigneten Sensor 322 gemessen zu werden. Denkbar könnte ein solcher Sensor 322 durch ein optisches Gasmeßsystem des unten in Bezug auf 14 und/oder 15 zu beschreibenden Typs verkörpert werden. In einem Szenario, wenn der Sensor 322 einen beträchtlich niedrigen Gehalt an Chlordioxid (d.h. niedriger als ein vorgegebener Grenzwert) detektiert, ist es für eine Anzeige, dann zu einer Steueranordnung (siehe 46, beispielsweise) gesandt zu werden, die die Wirkung eines anschließenden Bypassbildens des gesamten Abflusses zu einer Belüftung aufweist, während die Wiedergewinnungsanordnung 310 umgangen wird. Wenn alternativ die gemessene Chlordioxidkonzentration unannehmbar hoch ist, könnte der Abfluß jeglichen Chlordioxidgases in die Umgebungsatmosphäre verhindert werden.
Bevorzugt werden Ventile 326 und 318 geschlossen, wenn es gewünscht wird, keine Messungen über Sensor 322 zu unternehmen; in dieser Weise kann der Sensor 322 von extremen Gehalten an Chlordioxid geschützt werden, was anderweitig die Effektivität des Sensors 322 beeinträchtigen würde und unter anderem erforderlich machen würde, daß sich der Sensor 322 nach einer ausgedehenten Zeitdauer „erholen" muß.
Als ein weiteres Beispiel, wenn zu Beginn der Gehalt an Chlordioxid (oder einer anderen Substanz) in dem potentiellen Abfluß anfänglich oberhalb eines vorgegebenen Niveaus ist, ist es denkbar, es dem Abfluß zu ermöglichen, durch das Wiedergewinnungssystems 310 fortzuschreiten, bis zu einer solchen Zeit, wo der Sensor 322 anzeigt, daß der Chlordioxidgehalt (oder der Gehalt einer anderen vorgegebenen Substanz) unter einen angenommenen Grenzwert reduziert worden ist.
12 veranschaulicht eine alternative Wiedergewinnungsanordnung 310 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die alternative Anordnung 310, die in 12 veranschaulicht ist, ist für eine „vollständigere" Entsorgungsanordnung veranschaulichend. Während in der in 10 veranschaulichten Anordnung ein austauschbarer Behälter für Waschlösung bereitgestellt wird, schließt die in 12 gezeigte Anordnung den Austausch von Waschtank 334 (mit anwesender Waschlösung und Packungsmaterial 336) in größerem Maßstab gegenüber einem anderen Waschtank ein, wenn es notwendig erscheint.
Wie in 12 gezeigt, kann sich eine Verzweigung 317 über ein rechtwinkliges „T" weg vom Einlaß 316 und vertikal abwärts in den zugehörigen Waschtank 334 erstrecken, bevorzugt parallel zur zentralen Längsachse des Tanks. Ferner kann sich eine abgedeckte Erstreckung 319 ebenfalls vom Einlaß 316 abzweigen. Bevorzugt kann eine Rezirkulationspumpe 342 zur Rezirkulation von Waschlösung bereitgestellt werden. Ferner kann die Einlaßleitung 338 vom Boden des Waschtanks 334 wegführen, Flüssigkeit nach oben leiten und dann hinab zur Pumpe 342 führen. Die Leitung 346 kann bevorzugt weg von der Rezirkulationspumpe 342 in einen Sprühkopf 350 am oberen Teil des Tanks 334 führen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die in 12 gezeigte Ausführungsform die Wartung eines begrenzten Reservoirs an Waschlösung erlauben, mit einer Höhe H am Boden der Packungssäule 336. Bevorzugt wird ein Abstand zwischen der Reservoirhöhe H und der Mündung des Einlasses 310 bewahrt.
Wie zuvor beschrieben, werden die Packungsringe in Säule 336 jeweils bevorzugt durch etwas der Waschlösung abgedeckt, die vom Sprühkopf 350 verströmt worden ist. Es ist jedoch möglich, eine begrenzte Reservoirhöhe H am Boden des Waschtanks 334 solange zu bewahren, bis die Mündung des Einlasses 317 nicht durch die Reservoirhöhe H getroffen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Pumpeneinlaßleitung 338 Waschlösung vom Boden des Tanks 334 mittels einer Erstreckung 338a rezirkulieren. Die Erstreckung 338a, wie sie gezeigt ist, kann sich bevorzugt nahezu über den gesamten Weg zum Boden des Tanks 334 erstrecken und kann auf diese Weise Waschflüssigkeit nach oben zum oberen Teil des Tanks 334 und dann über die Pumpe 342 abziehen.
Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Packungsringe 336a (siehe 13) aus Polypropylen hergestellt werden, können der Form nach zylindrisch sein und können einen Durchmesser von 15,9 mm (5/8") aufweisen. Mit solchen Abmessungen für die Packungsringe 336a kann der Tank 334 eine vertikale Abmessung, von der Oberseite zum Boden (mit dem Ausschluß des Ausflusses 332) von etwa 575 mm (22,63 Inch) und einen Durchmesser von 365 mm (14,00 Inch) aufweisen. Selbstverständlich werden diese Abmessungen lediglich als Beispiele bereitgestellt, sind jedoch im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als besonderes effektiv für die Zwecke zum Ermöglichen der effektiven Reinigung, Wiedergewinnung und/oder Abgabe von Gas, das mit Chlordioxid infundiert ist, bevorzugt worden, das durch eine Sterilisationsapparatur und einen angefügten umschlossenen Raum zirkuliert worden ist. Obwohl es denkbar ist, Abmessungen zu verwenden (für jeden der drei zuvor genannten Parameter), die von den oben genannten Abmessungen verschieden sind, jedoch im Umfang ähnlich sind, wird es verstanden, daß die gerade erwähnten spezifischen Abmessungen (oder Abmessungen in der Nähe derselben) eine Größenökonomie ermöglichen im Zusammenhang einer Waschvorrichtung, die zuvor nicht realisierbar hat sein können.
Andere in Bezug genommene Komponenten, die in 12 gezeigt sind, egal ob sie hierin beschrieben worden sind oder nicht, können als im wesentlichen ähnlich zu in ähnlicher Weise bezeichneten Komponenten in 10 betrachtet werden.
13 veranschaulicht eine Nahaufnahmenansicht einer gepackten Säule 336 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt wird die gepackte Säule 336 eine beträchtliche Menge an einzelnen Packungen 336a (von denen lediglich einige wenige aus Einfachheitsgründen gezeigt sind) einschließen. Die einzelnen Packungen 336a werden jeweils bevorzugt mit der Waschlösung aus dem Behälter 340 (siehe 10) benetzt. Auf diese Weise wird der Abgasweg nicht ausschließlich durch Flüssigkeit führen, sondern wird flüssige Waschlösung lediglich insoweit umfassen, wie die Lösung auf den Oberflächen der Packungen 336a vorhanden ist. Bevorzugt werden die Packungen 336a so konfiguriert und dimensioniert, um in der Summe eine optimale Verbundoberfläche zum Tragen der flüssigen Waschlösung darauf und zur Präsentation derselben gegenüber dem Abgasstrom bereitzustellen.
Somit wird die Waschlösung bevorzugt durch ein Fördermittel 342 (wie es in 10 gezeigt ist) zirkuliert, um folglich zur Oberseite des Wäschers 334 (wie er in 10 gezeigt ist) zu fließen und anschließend über die Packungen 336a gesprüht. Das Sprühen kann bevorzugt durch irgendeine geeignete Öffnungsanordnung erreicht werden, die dazu dient, um Waschlösung in das Innere des Wäschers 334 einzuführen; eine einzige Sprühöffnung ist denkbar, ebenso eine Vielzahl solcher Öffnungen, die über die Peripherie des Wäschers in einer gewünschten Weise verteilt sind.
Es ist zu verstehen, daß innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung es möglich ist, eine Anordnung oder Anordnungen zu verwenden, die von den zuvor beschriebenen Packungsmaterialien verschieden ist bzw. sind (ein nicht beschränkendes Beispiel von diesen ist in 13 gezeigt), um die Fähigkeit zu erlauben, daß das über gebundenes Oberflächenmaterial geführt werden kann und gleichzeitig das gebundene Oberflächenmaterial mit einem wechselwirkenden Medium kontaktieren kann, um das Volumen an benötigtem wechselwirkendem Medium zu minimieren. Als nicht beschränkende Beispiele könnte ein solches wechselwirkendes Medium durch die zuvor beschriebene Waschlösung verkörpert werden. Ferner könnte das gebundene Oberflächenmaterial durch einen anderen Typ einer Packungsanordnung verkörpert werden, wie eines regulären Netzes oder Gewebes, das zum Halten eines wechselwirkenden Mediums geeignet ist, wie einer Waschlösung, darauf, oder könnte durch Arten von mehreren Packungsmaterialien verkörpert werden, wie solchen, die zuvor beschrieben worden sind.
Optisches Gasmeßsystem
14 veranschaulicht ein optisches Gasmeßsystem 410 für einen großen Bereich, das gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Wie zuvor kurz erwähnt, können nicht begrenzende Beispiele geeigneter Stellen für ein solches System die folgenden sein: In der Nähe der Querflußzelle 258, die in 6 veranschaulicht ist; oder an den Stellen, die mit 258a und 258b in 9 bezeichnet sind. Wie jedoch unten diskutiert, sind andere Stellen möglich. Ferner könnte dieses optische Gasmeßsystem denkbar Anwendungen finden im Zusammenhang außerhalb der Sterilisationswissenschaften.
Ein Rohr mit großem Durchmesser ist mit 414 in 14 bezeichnet. Im allgemeinen kann das Meßsystem hauptsächlich umfaßt sein von einem Rohr 418, das sich über den Durchmesser des Rohres 414 spannt. Bevorzugt weist das Rohr 418 einen Schlitz 422, um es dem Gasfluß zu erlauben, quer durch das Rohr 418 und in den optischen Weg der Strahlungsanordnung, die unten beschrieben wird, zu fließen.
Bevorzugt kann das Rohr 418 auf einer Seite des Rohres 414 an einem Interferenzfilter 426 enden. Bevorzugt benachbart zu dem Filter 426 ist ein Ultraviolettphotorezeptor 430 angeordnet. Bevorzugt kann der Photorezeptor 430 auf einer „Preamp-Karte" 434 oder einem anderen geeigneten Montagebrett montiert sein. Ferner kann der Interferenzfilter 426 ebenfalls in Bezug auf diese Karte über eine geeignetes Trägerelement oder -elemente 438a/b montiert sein. Gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können solche Trägerelemente durch eine ringförmige Manschette 438a, die sich von der Karte 434 erstreckt, und einen scheibenförmigen Halter 438b für Filter 426 gebildet sein.
Für physikalische Schutz- und Versiegelungszwecke kann ein O-Ring 442 oder dergleichen zwischen dem Filter 426 und der äußeren Oberfläche des Rohres 414 bereitgestellt werden. Gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der vorgenannte Photorezeptor 430 durch einen Phototransistor verkörpert werden.
An der gleichen Seite des Rohres 414 kann bevorzugt ein Photorezeptor 446 in der Nähe der Karte 434 und ebenfalls eine Bestrahlungsanordnung, die kollektiv mit 450a–c bezeichnet ist, bereitgestellt werden. Der Photorezeptor 446 wird bevorzugt durch eine geeignete Photodiode, Photoresistor, Phototransistor oder dergleichen verkörpert. Gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Photorezeptor 446 durch eine kleine Photodiode verkörpert werden.
Bevorzugt in Verbindung mit der Strahlungsanordnung 450a–c ist eine intensitätsabhängige Lampenenergieversorgung 454 (die selbst auf der Preamp-Karte 434 montiert ist). Ein geeignetes Faseroptikkabel 450c verbindet bevorzugt die Strahlungsquelle 450a (die beispielsweise durch eine geeignete Lampe verkörpert werden könnte) mit Emitter 450b (der beispielsweise durch ein geeignet geformtes und konfiguriertes Ende des Faseroptikkabels 450c verkörpert werden könnte). An diesem Bereich der Vorrichtung, d.h. dem Bereich, der in der Nähe desjenigen Bereichs der äußeren Wand des Rohres 414 angeordnet in Richtung auf die rechte Seite von 14 angeordnet ist, gibt es Außengewinde 462. Bevorzugt passend mit den Außengewinden ist eine abdichtende Gewindescheibe 466 und, ähnlich zur anderen Seite, kann es bevorzugt einen O-Ring 470 geben.
Es wird verstanden, daß durch Montage der Strahlungsquelle 450a in der gleichen allgemeinen Nähe wie Energieversorgung 454 und der Photorezeptor 430 im wesentlichen alle Komponenten unmittelbar zugänglich sind und die Notwendigkeit für die Bereitstellung eines zweiten Montagemediums (z.B. einer weiteren Karte oder eines weiteren Brettes) ausgeschlossen wird.
Bevorzugt wird die Strahlungsanordnung 450a–c durch Komponenten verkörpert, die für das Absorptionsspektrum des zu quantifizierenden Gases geeignet sind. Im Falle von Ultraviolettmessungen, im Zusammenhang des Messens der Chlordioxidkonzentration, kann eine Quarzhalogenlampe verwendet werden als Strahlungsquelle 450a (ähnlich zu solchen, die in der Mikroskopie verwendet werden), da für diese gefunden worden ist, besonders reich an UV-Strahlung zu sein und in vor-fokussierten Glühbirnen erhältlich sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Filter 426 bevorzugt so montiert, daß er entfernt werden kann. In einem solchen Zusammenhang ist es möglich, die Austauschbarkeit der Filter zu erlauben, so daß die gesamte Meßvorrichtung für unterschiedliche Zusammenhänge angepaßt werden kann. Obwohl es beispielsweise wünschenswert ist, im Zusammenhang der Chlordioxidmessung einen Filter 426 einzusetzen, der Licht verbreitet, das im UV-Bereich sein wird, kann es willkommen sein, daß die Messung anderer Gase Filter erfordern kann, die Licht im Infrarotbereich verbreiten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es sogar möglich, die veranschaulichte Meßvorrichtung zu verwenden, um Feuchtigkeit zu messen (ein detaillierteres Beispiel derselben wird weiter unten beschrieben), in welchem Falle der Filter 426 konfiguriert sein könnte, um Licht zu verbreiten, daß im Absorptionsspektrum von Wasser ist. Beispielsweise würden Infrarotwellenlängen so erscheinen, um mit dem Messen der Wasserkonzentration (d.h. dem Messen der Feuchtigkeit) kompatibel zu sein. Somit könnte der Filter 426 konfiguriert sein, um Wellenlängen in der Nachbarschaft von etwa 360 nm im Falle des Messens der Chlordioxidkonzentration oder von etwa 1800 nm im Falle des Messens der Wasserkonzentration zu verbreiten.
Obwohl Standardinterferenzfilter normalerweise zur Verwendung als Filter 426 ausreichen, ist es denkbar, im wesentlichen jedes geeignete Äquivalent, wie ein Diffraktionsgitter, einzusetzen.
Ein Standardspannungsregulator 454 wird bevorzugt eine stabilisierte Spannungsversorgung für die Strahlungsquelle 450a bereitstellen. Ein kleiner Photorezeptor 446, bevorzugt benachbart der Strahlungsquelle 450a montiert, kann bereitgestellt werden, um die tatsächliche Intensität der Strahlungsquelle 450a zu überwachen. Die so überwachte Intensität wird in den Spannungsregulator 454 eingegeben, der wiederum eine korrigierende Antwort an die Strahlungsquelle 450a zum Zwecke des Aufrechterhaltens einer konstanten Intensität der Strahlungsquelle 450a bereitstellt. Eine solche Antwort kann ebenfalls verwendet werden, um das System von alleine auf Null zu stellen (d.h. das System ohne Betreiberintervention auf Null zu stellen).
Somit wird geschätzt werden, daß im Gegensatz zu herkömmlichen optischen Meßvorrichtungen, die auf den Prinzipien einer stabilisierten Spannungseingabe an eine Strahlungsquelle fungieren, die vorliegende Erfindung gemäß wenigstens einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform eine praktisch konstante Intensität der Strahlungsquelle 450a während einer gegebenen Betriebsperiode bereitstellt, was wiederum in mehreren Vorteilen resultiert. Zum einen wird eine konsistente Strahlungsintensität zu genaueren Messungen führen. Ferner wird der Mangel an gelegentlichen „Stößen" der Bestrahlungsintensität (wie es im Zusammenhang einer Strahlungsquelle mit fluktuierender Intensität erwartet werden kann) in längeren Betriebsdauern für die fragliche Strahlungsquelle 450a resultieren.
Ein weiterer Vorteil wird geschätzt werden, da es möglich ist, zu Beginn der Betriebsdauer einer Strahlungsquelle 450a eine niedrigere Spannung zu verwenden als ansonsten verwendet werden könnte in Zusammenhang mit herkömmlichen Anordnungen. Als ein Ergebnis wird geschätzt werden, daß die niedrigere Spannung das geeignete Strahlungsspektrum der Strahlungsquelle „strecken" wird, anstelle einer Konzentration des geeigneten Strahlungsspektrums in einem begrenzten Wellenlängenbereich. Da ferner eine Verschlechterung der Strahlungsquelle 450a über eine lange Zeit erwartet wird, ist es lediglich notwendig, daß die Spannung, die auf die Strahlungsquelle 450a beaufschlagt wird, allmählich mit der Zeit erhöht wird, um die gewünschte Intensität zu bewahren.
Bevorzugt werden der Spannungsregulator 454 und der Photorezeptor 446 geeignet kalibriert, um sie in der oben beschriebenen Weise zu betreiben. Dies wird bevorzugt in einem konstanten „Nullwert" in der Gegenwart eines freien optischen Weges resultieren. Zusätzlich kann eine einfache Programmierungssoftware eine Kompensation für einen physikalischen Verschluß des optischen Weges bereitstellen.
Das Brett 434 ist bevorzugt eine abgeschirmte gedruckte Schaltplatte. Der Filter 426 wird bevorzugt für das zu messende Gas (wie oben diskutiert) sachgerecht sein. Bevorzugt sollte der Filter 426 genug des aktiven Spektrums durchlassen, um das Signal zu maximieren, jedoch inaktive Wellenlängen eliminieren, um so das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Zur Verwendung als Photorezeptor oder Phototransistor 430 sind eine Anzahl von Photodioden und Phototransistoren kommerziell erhältlich, die ein breites Spektrum abdecken, wie von etwa 190 bis etwa 2000 nm. Es ist ebenfalls hoch wünschenswert, einen Niederrauschvorverstärker 471 zu verwenden, der eine Ausgabe mit kalibrierenden Einrichtungen antreibt, wie eine Ausgabe von bis zu 10 Volt. Es kann wünschenswert sein, Widerstandsheizvorrichtungen 473a/b in der Nähe der verschiedenen optischen Komponenten bereitzustellen, um die optischen Komponenten bei Temperaturen zu halten, die adäquat sind, um eine Kondensation zu verhindern.
Wie in 14 gezeigt, kann es bevorzugt eine Linse 458, wie eine Quarzlinse, geben, die zwischen Emitter 450b und dem Rest des Durchgangs 422 angeordnet ist. Gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dies entweder eine speziell entwickelte Linse für den bezeichneten Zweck zum Sammeln jeglicher divergenter Strahlen vom Emitter 450b und Konzentrieren derselben in einem im wesentlichen geraden Weg durch den Schlitz 422 oder ein einfacher Formling sein, der den Weg der Strahlen nicht beträchtlich beeinflußt und lediglich als eine „Blockierung" im Durchgang zum Schutz des Emitters gegen das Eindringen irgendwelchen Materials von innerhalb des Rohres 414 dient, das ansonsten den Emitter 450b befleckt und seine Effizienz vermindert. Da gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die in 14 gezeigte Vorrichtung 410 vorteilhaft für die Detektion von hohen Gehalten einer gegebenen Komponente im Rohr 414 verwendet werden kann, muß das Rohr 418 nicht sehr lang sein, wodurch die Notwendigkeit für eine Linse an der Stelle 458 verringert wird, die divergente Strahlen konzentriert (und somit nicht mehr als die Verwendung eines „Formlings", wie er gerade beschrieben worden ist, garantiert). Im Falle eines sehr langen Rohres wäre die erstere (d.h. eine Linse, die divergente Strahlen konzentriert) jedoch wahrscheinlich zu bevorzugen.
15 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform, bei der das System 410 im wesentlichen lediglich auf einer Seite eines Rohres (nicht gezeigt) montiert ist. In diesem Falle können im wesentlichen alle zuvor diskutierten Komponenten in Bezug auf das System 410 lediglich auf einer Seite des Rohres bereitgestellt werden. Ähnliche Komponenten sind mit ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bevorzugt kann eine Bestrahlungsanordnung, die kollektiv mit 450a und 450b bezeichnet wird, in ähnlicher Weise zur Ausführungsform nach Figur 14-eine geeignete Strahlungsquelle 450a und einen geeigneten Emitter 450b (wie eine Glühbirne) einschließen. Jedoch wird in der in 15 veranschaulichten Ausführungsform geschätzt werden, daß diese zwei Komponenten im wesentlichen direkt benachbart zueinander sein können, wodurch die Notwendigkeit für eine Anordnung, wie dem Faseroptikkabel 450c, das in 14 gezeigt ist, ausgeschlossen wird. Im Bezug auf die in 15 gezeigte Ausführungsform kann das Rohr 422 bevorzugt geeigneterweise perforiert oder ansonsten in geeigneter Weise mit Öffnungen und/oder Löchern bereitgestellt werden, um so den Gasfluß durch dieses zu erlauben, wenigstens in einer Weise, um es einer ausreichenden Gasmenge zu erlauben, von dem Weg von emittierter Strahlung von Strahlungsquelle/Emitter 450a/b (einschließend den Rückweg, der von einem Spiegel 447, wie unten beschrieben, reflektiert wird) für die Zwecke einer hierin beschriebenen Messung abgefangen zu werden.
Außengewinde 462 können bevorzugt in einer zu derjenigen in 14 beschriebenen ähnlichen Weise bereitgestellt werden. Jedoch wird das Rohr 422 bevorzugt nicht so lang sein (oder entsprechend lang), wie es in 14 veranschaulicht ist; vielmehr wird es bevorzugt an einem in geeigneter Weise positionierten Spiegel 474 oder einem anderen geeigneten Reflektionsmedium enden. Anstelle der Positionierung von Transmissions- und Aufnahmekomponenten an gegenüberliegenden Seiten des fraglichen Rohres, ist es somit denkbar, Gasmessungen zu unternehmen, während alle Komponenten auf im wesentlichen einer Seite des fraglichen Rohres angeordnet sind, so daß das transmittierte Licht über den Spiegel 474 zurück reflektiert wird zu den aufnehmenden Komponenten 426 und 430. Der Emitter 450b wird bevorzugt auf Spiegel 474 in einer Weise „gerichtet", um eine genaue Transmission der konzentrierten Strahlungsausgabe von der Strahlungsquelle 450a zum Filter 426 zu erleichtern. Alternativ kann der Spiegel 474 selbst in geeigneter Weise gewinkelt sein, um diesen Zweck zu erfüllen.
Wie in 15 gezeigt, kann es bevorzugt eine Linse 458 geben, die ähnlich ist zu derjenigen, die in Bezug auf 14 beschrieben und veranschaulicht worden ist. Wie im Falle von 14 wird die Länge der Vorrichtung 410 wahrscheinlich bestimmen, ob eine Linse, die divergente Strahlen konzentrieren kann, an der Stelle 458 benötigt wird oder ein „Formling" ausreichend wäre.
Die Ausführungsformen eines optischen Gasmeßsystems 410, wie sie in 14 und 15 veranschaulicht sind, können als ein Meßsystem im breiten Bereich zum Messen von Komponentengehalten von im wesentlichen jedem optisch aktiven Fluid dienen.
Folglich ist es denkbar, die in 15 veranschaulichte Anordnung in einer Umgebung einzusetzen, in welcher sich beispielsweise die Vorrichtung 410 durch eine Wand erstreckt, wie beispielsweise um die Konzentration einer gegebenen Komponenten von Luft oder anderem Gas in einem Raum zu messen. Es ist ebenfalls denkbar für die in 14 und 15 veranschaulichten Anordnungen verwendet zu werden, um Komponenten in einer Flüssigkeit (wie in einer Flüssigkeit, die durch ein Rohrsystem zirkuliert) anstelle eines Gases zu messen. Zusätzlich wird es geschätzt werden, daß die Meßsysteme, über die hier nachgedacht wird, nicht nur zum Messen der Konzentration einer gegebenen Komponente in einem Fluid (d.h. Gas oder Flüssigkeit), das sich bewegt, sondern ebenfalls in einem Fluid, das statisch ist, geeignet sind.
Es wird geschätzt werden, daß die Meßsysteme, über die hier nachgedacht wird, eine einzigartige Dualität zeigen, die in herkömmlichen Meßsystemen fehlt. Auf der einen Seite gewährleistet die Fähigkeit einer kontinuierlichen selbstkorrigierenden Antwort insbesondere, daß die fragliche Strahlungsquelle 450a mit einer konstanten oder im wesentlichen konstanten Intensität emittieren wird, wodurch gelegentliche Stöße der Intensität vermieden werden, die ansonsten die Lebensdauer der Strahlungsquelle 450a vermindern könnten, oder gelegentliche Intensitätsmängel, die ansonsten die Genauigkeit der Messungen behindern könnten. Die selbstkorrigierende Antwortvorrichtung liefert ebenfalls die Fähigkeit zum eigenen Nullabgleich (oder sogar die Einrichtung der Strahlungsquelle mit einer gegebenen, vorbestimmten Nicht-Null-Intensität) vor der Initiierung eines neuen Betriebs. Keine Betreibereingaben sind erforderlich, um das System auf Null zu stellen. Im Gegensatz dazu haben herkömmliche Vorrichtungen typischerweise nicht zwischen dem kontinuierlichen Überwachen und der Antwort der Strahlungsquellenintensität unterschieden, die stattfindet während eines gegebenen Betriebs, und den Langzeiteinstellungen, die von Zeit zu durchgeführt werden müssen, um eine Verschlechterung der Strahlungsquelle zu kompensieren.
Aus dem Vorangehenden wird geschätzt werden, daß ein System, über das gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachgedacht wird, eine fixierte Intensität bereitstellt und ebenfalls sich selbst auf Null stellend ist, wodurch gewährleistet wird, daß keine Betreiberintervention notwendig ist (im Gegensatz zu Anordnungen, in denen ein Betreiber periodisch extensiv im Nullabgleich der Vorrichtung involviert werden muß). Ferner kann die Festphasentechnologie, die hierin erwähnt wird zur Verwendung als die optischen Komponenten und Meßkomponenten, dazu dienen, die Anzahl und das Ausmaß der verwendeten Teile zu reduzieren, was zu reduzierten Herstellungskosten beiträgt.
Dichtlose oder schaftlose Steuervorrichtung
Die Offenbarung wendet sich nun Beispielen der Ventilanordnungen zu, die gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Ventilanordnungen, die unten in Bezugnahme auf 16 bis 33 beschrieben und veranschaulicht werden, könnten gemäß wenigstens einer Ausführungsform in dem in 6 veranschaulichten Gaserzeugungssystem an den Stellen der Ventile 218, 290 und 360, unter anderen, positioniert werden.
16 veranschaulicht eine allgemeine Konstruktion eines Ventilkörpers. Bevorzugt bereitgestellt sind: ein extrudierter Körper 610, Seitenplatten 614 und 618 und Löcher 622 und 626, die bevorzugt im Körper 610 angeordnet sind. Bevorzugt sind die Löcher 622 und 626 so bereitgestellt, um den Durchfluß von Fluid zu erlauben, wenn das Ventil offen ist.
17 veranschaulicht ein angetriebenes Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, kann ein größerer Materialblock 628 darin eingebettet eine magnetische Armatur 630 und einen kleineren Permanentmagneten 634 aufweisen. Dieser Block 628 wird bevorzugt innerhalb des Körpers 610, der in 16 veranschaulicht ist, sitzen.
In einer unten vollständiger zu beschreibenden Weise wird die magnetische Armatur 630 bevorzugt dazu dienen, den Block 628 in entweder eine öffnende Richtung oder eine schließende Richtung (wie es durch die Pfeile gezeigt ist) in Ansprechung auf die abwechselnde Aktivierung der magnetischen Spulen anzutreiben.
18 veranschaulicht das Äußere eines vollständigen dichtlosen Ventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Ventilkörper 610 und Fluidverbindern 654. Die Verbinder 654 werden bevorzugt so konfiguriert und angeordnet sein, um in Fluidkommunikation mit Röhren oder Leitungen in einer Sterilisationsvorrichtung (zum Beispiel an den Stellen der Ventile 218, 290 und 306, die in 6 veranschaulicht sind) in Eingriff zu kommen. Ferner werden sich die Verbinder 654 jeweils entsprechend in die Löcher 622 und 626 des Ventilkörpers 610 öffnen (siehe 16), um so den Durchfluß des Fluids durch den Ventilkörper 610 zu ermöglichen, wenn das darin angeordnete angetriebene Element (wie dasjenige, das in 17 veranschaulicht ist) in der „offenen" Position gehalten wird. Ebenfalls veranschaulicht sind eine „offene" Spule 638 und eine „geschlossene" Spule 642, die jeweils in einer Weise funktionsfähig sind, die vollständiger unten beschrieben wird. Bevorzugt erstrecken sich magnetische Kernbereiche 646, 650 von jeder der Spulen 638, 642. In einer Weise, die unten vollständiger verstanden wird, wird der Mittellinienabstand der Spulen 638, 642 im wesentlichen die Länge des Wegs des angetriebenen Elements, das innerhalb des Ventilkörpers 610 angeordnet ist, bestimmen.
19 ist eine alternative Ansicht der „geschlossenen" Spule 642 und des Kerns 646, die in 18 gezeigt sind; es wird geschätzt werden, daß die „offene" Spule 638 und der damit verbundene Kern 646, die in 18 gezeigt sind, in ähnlicher Weise angeordnet und konfiguriert sein können.
20, 21, 22 und 23 veranschaulichen jeweils: eine Aufsicht auf einen Ventilkörper 610, mit einem eingeschlossenen angetriebenen Element 628, in einer „offenen" Position; eine Seitenansicht desselben in der „offenen" Position; eine Aufsicht desselben in der „geschlossenen" Position; und eine Seitenansicht desselben in der „geschlossenen" Position. Ferner veranschaulicht sind ein „offener" Schalter 670 und ein „geschlossener" Schalter 674.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ventilanordnung, die den Körper 610 und das angetriebene Element 628 einschließt, in einer solchen Weise gesteuert werden, daß, wenn die „offene" Spule 638 (siehe 18) mit Energie beaufschlagt ist, die magnetische Armatur 630 (siehe 17) gewährleisten wird, daß das angetriebene Element 628 in einer offenen Position wie in 20 und 21 bleibt, um den gleichzeitigen Durchfluß des Fluids durch die Verbinder 654 zu erlauben. Wenn die „geschlossene" Spule 642 (siehe 18) mit Energie beaufschlagt ist, wird ebenfalls die magnetische Armatur 630 (siehe 17) gewährleisten, daß das angetriebene Element in einer geschlossenen Position bleibt, um gleichzeitig den Durchfluß des Fluids durch die Verbinder 654 wie in den 22 und 23 zu verhindern.
Wie in 20 bis 23 gezeigt ist, wird es geeignet positionierte Schalter 670, 674 geben, die zum Detektieren der Gegenwart eines permanenten Magneten 634 konfiguriert sind. Auf diese Weise kann die Ausrichtung des Magneten 634 mit jedem der Schalter 670, 674 begründen, daß der Block 628 genau in der offenen oder geschlossenen Position gehalten wird. In dem Falle, daß die Ausrichtung des Permanentmagneten 634 mit jedem Schalter 670, 674 nicht richtig ist, kann eine geeignete „Einstellungsantwort"-Anordnung eine Erhöhung der Spannung auf entweder die „offene" Spule 638 bzw. „geschlossene" Spule 642 (siehe 18) anregen, um zu gewährleisten, daß der Block 628 sich anschließend ausreichend bewegt, um in einer vollständigen Ausrichtung des Magneten 634 mit den fraglichen Schaltern 670 oder 674 zu resultieren, und somit zu gewährleisten, daß das Ventil definitiv geöffnet oder geschlossen ist. Zusätzlich können die Schalter 670, 674 in Reihe mit den Spulen 638, 642 (siehe 18) verdrahtet sein in einer Weise, um Antriebsspannung von jeder Spule zu entfernen, wenn das angetriebene Element 628 definitiv „in Position" ist.
Der Ventilkörper 610 ist bevorzugt ein einfaches, hohles, rechtwinkliges Prisma, hergestellt aus einem geeigneten festen und beständigen Material, wie „PVC" (Polvinylchlorid), wobei Seitenbereiche 614, 618 (siehe 16) daran durch Quellschweißung angefügt sein können. Ferner können Schalter 670, 674 durch irgendeine geeignete Schalteranordnung, wie Reed-Schalter, verkörpert werden.
Bevorzugt wird eine Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung so angeordnet und konfiguriert, um in geeigneter Weise die verwendete Rohrleitung in der fraglichen größeren Vorrichtung aufzunehmen. Beispielsweise können Verbinder 654 (siehe 18) konfiguriert werden, um ein PVC-Rohr mit ID-Plan 40 von zwei Inch mit einer engen Gleitpassung aufzunehmen, während ebenfalls ein solches Rohr an den Ventilkörper 610 angeschweißt ist. In diesem Zusammenhang könnte der Ventilkörper 610 durch einen Abschnitt von extrudiertem rechtwinkligem 3/8 Inch PVC-Flächenschnitt verkörpert werden.
24 bis 33 veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die einen pneumatischen Antrieb eines Ventils verwenden.
24 veranschaulicht daher eine allgemeine Konstruktion eines Ventilkörpers, die ähnlich ist zu derjenigen, die in 16 gezeigt ist, jedoch zusätzlich Öffnungen 676 und 678 für die Einführung und/oder Abführung von kompressierter Luft (oder anderem geeigneten Gas) in und aus dem Körper 610 veranschaulicht. Ähnlich zu der in 16 gezeigten Anordnung sind Löcher 622 und 626 bereitgestellt, um den Durchfluß des Fluids zu erlauben, wenn das Ventil geöffnet ist; im Gegensatz zu 16 sind die Löcher jedoch zentraler positioniert (d.h. entlang der Längsrichtung des Körpers 610).
25 zeigt ein angetriebenes Element in einem doppelwirkenden pneumatischen System, einschließend eine magnetische Positionsrückmeldung 634, einen Block 628 und ein Durchgangsloch 658. Somit könnte in der in 24 gezeigten Ausführungsform der Blcok 628 pneumatisch von jedem Ende angetrieben werden. In diesem Falle wird der Ventilkörper 610 wahrscheinlich verglichen zu dem Falle, in welchem das angetriebene Element aus 17 verwendet wird, verlängert, so daß, wenn das Ventil in einer „offenen" Position ist (d.h. wenn der Block 628 sich in Richtung auf die linke Seite bewegt hat), das Loch 658 mit den Löchern 622 und 626 ausgerichtet wird, wie es in 24 veranschaulicht ist.
26 veranschaulicht einen Körper 610, der ähnlich ist zu demjenigen, der in 24 gezeigt ist, jedoch zusätzlich mit der Bereitstellung von Verbindern 654 (ähnlich zu denjenigen, die in Bezug auf 18 beschrieben und veranschaulicht worden sind). Jedoch ist zu erwähnen, daß die in 26 gezeigten Verbinder 654 im wesentlichen zentral in Bezug auf die Längsrichtung des Körpers 610 positioniert sind, um so leicht das Durchgangsloch 658 des Blocks 628 (siehe 25) aufzunehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden „offene" und „geschlossene" magnetische Positionssensoren, die mit 670 bzw. 674 bezeichnet sind, bevorzugt bereitgestellt, um die Gegenwart des kleinen Permanentmagneten 634, der in 25 gezeigt ist, zu spüren. Daher werden zum Zwecke der Rückmeldungssteuerung die Sensoren 670 und 674 im wesentlichen in ähnlicher Weise verglichen mit der in 16 bis 23 gezeigten Ausführungsform fungieren, Jedoch werden sie in dieser Ausführungsform die pneumatische Vorrichtung bei Verwendung bewegen, einem Block 628 in geeigneter Weise zu betätigten, in einer Weise, um den Magneten 634 in vollständige Ausrichtung mit den fraglichen Schaltern 670 oder 674 zu bringen.
Die Betätigung des Blocks 628 (siehe 25) kann im wesentlichen in jeglicher Weise stattfinden, die als geeignet erscheint. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Luft (oder anderes geeignetes Gas) zu jeder der Öffnungen 676/678 beaufschlagt und davon abgezogen werden, abhängig von der Richtung, in welcher der Block 628 betätigt wird. Um beispielsweise den Block 628 aus einer „offenen" zu einer „geschlossenen" Position zu verschieben, kann Luft bevorzugt durch die Öffnung 676 bereitgestellt und gleichzeitig aus der Öffnung 678 abgegeben werden. Um den Block 628 aus einer „geschlossenen" Position zu einer „offenen" Position zu verschieben, kann im Gegensatz dazu Luft bevorzugt durch Öffnung 678 bereitgestellt und gleichzeitig aus Öffnung 676 abgegeben werden. Beispiele einer pneumatischen Vorrichtung (zum Beispiel einer Vorrichtung zum Bereitstellen und Abgeben von Luft in der gerade beschriebenen Weise) sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt und werden hierin nicht im weiteren beschrieben.
27, 28, 29 und 30 veranschaulichen jeweils: eine Seitenansicht eines Ventilkörpers 610, mit einem eingeschlossenen angetriebenen Element 628, in einer „geschlossenen" Position; eine Aufsicht desselben in der „geschlossenen" Position; eine Seitenansicht desselben in der „offenen" Position; und eine Aufsicht desselben in der „offenen" Position. Ferner veranschaulicht sind Luftöffnungen 676 und 678.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ventilanordnung, die den Körper 610 und das angetriebene Element 628 einschließt, in einer solchen Weise gesteuert werden, daß, wenn Luft durch Öffnung 676 beaufschlagt und durch Öffnung 678 abgegeben wird, das angetriebene Element 628 in einer geschlossenen Position wie in 27 und 28 sein wird, um den gleichzeitigen Durchfluß von Fluid durch Verbinder 654 zu verhindern. Wenn Luft durch Öffnung 678 beaufschlagt und durch Öffnung 676 abgegeben wird, wird das angetriebene Element 628 ebenfalls in einer offenen Position sein, um gleichzeitig den Durchfluß von Fluid durch Verbinder 654 wie in 29 und 30 zu erlauben.
Unter Bezugnahme auf 26 werden Schalter 670, 674 bevorzugt zum Detektieren der Gegenwart eines Permanentmagneten 634 (siehe 25) konfiguriert sein. Auf diese Weise kann die Ausrichtung des Magneten 634 mit jedem der Schalter 670, 674 begründen, daß der Block 628 genau in der offenen oder geschlossenen Position gehalten wird. In dem Falle, daß die Ausrichtung des Permanentmagneten 634 mit jedem Schalter 670, 674 nicht richtig ist, kann eine geeignete Rückmeldungsanordnung eine Revision in der Bereitstellung von Luft in oder aus den Öffnungen 676 und 678 anregen, um zu gewährleisten, daß der Block 628 anschließend sich ausreichend bewegt, um in einer vollständigen Ausrichtung des Magneten 634 mit dem fraglichen Schalter 670 oder 674 zu resultieren, und somit zu gewährleisten, daß das Ventil definitiv geöffnet oder geschlossen ist.
31 veranschaulicht eine Variante, bei der ein Gehäusekörper 610a der Form nach zylindrisch ist und darin ein kompatibel geformtes angetriebenes Element 628a enthält. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Element 628a einen ersten zylindrischen Hauptbereich 682, einen zylindrischen Verbindungsbereich 684 und einen zweiten zylindrischen Hauptbereich 686 einschließen. Bevorzugt werden die Hauptbereiche 682 und 686 eine solche Größe aufweisen, um gut (jedoch gleitfähig) innerhalb des Körpers 610a zu passen, während der Verbindungsbereich 684 bevorzugt eine solche Größe aufweist, um minimal den Querfluß von Luft oder Fluid zu stören, während er noch eine adäquate Verbindung zwischen den Hauptbereichen 682 und 686 bereitstellt (eine detailliertere Veranschaulichung der Position des Verbindungsbereichs 684 im Zusammenhang des Öffnens und Schließens des Ventils ist in 32 und 33 gezeigt).
Bevorzugt können die magnetischen Positionssensoren 670a und 674a, wie gezeigt ist, an gegenüberliegenden Endbereichen des Körpers 610a angeordnet sein, und als solche können sie konfiguriert sein, um die Gegenwart von korrespondierenden Permanentmagnetelementen 688 (nicht sichtbar in der Zeichnung) bzw. 690 zu detektieren. Bevorzugt werden die Magnetelemente 688 und 690 in einer Weise fungieren, die ähnlich ist zu derjenigen des Magnetelements 634, das zuvor diskutiert worden ist, in diesem Falle werden sie jedoch bevorzugt in Tandem mit ihren jeweils entsprechenden Sensoren 670a und 670b operieren.
Öffnungen für Luft, bezeichnet mit 676 und 678, können bevorzugt bereitgestellt werden, wie es gezeigt ist.
32 zeigt ein Ventil, wie dasjenige, das in 31 gezeigt ist, in einer „geschlossenen" Position, während 33 ein Ventil, wie dasjenige, das in 31 veranschaulicht ist, in einer „offenen" Position zeigt.
Für Hochdruckanwendungen unter Verwendung irgendeiner der hierin beschriebenen und veranschaulichten Varianten in Bezug auf 16 bis 33 ist es denkbar, die Ventilanordnung zu modifizieren, so daß: das Material fest genug ist, um den Betriebsdruck mit ausreichenden Sicherheitsgrenzen zu halten; die zuvor genannten Quellschweißungen „verstiftet" werden, während sie frisch sind, um die Scherfestigkeit der Schweißungen zu verbessern; und der Ventilkörper 610 leicht zulaufend ist, um eine verkeilte Dichtung in der „geschlossenen" Position bereitzustellen (in einem solchen Falle könnte ein passender Kegel für das angetriebene Element 628 denkbar die Abdichtung verbessern, muß jedoch nicht notwendig sein).
Aus dem Vorangehenden wird bewußt sein, daß die vorliegenden Erfindung gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform eine einfache und verläßlich Anordnung zum Bereitstellen einer anordnenden Rückmeldung in Erwägung zieht, um ein im wesentlichen genaues Positionieren eines angetriebenen Elements innerhalb eines Ventilgehäuses zu gewährleisten. Ferner wird es geschätzt werden, daß die dichtlosen Ventilanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung ein einfaches, kostengünstiges Design bereitstellen, was eine Flußkontrolle innerhalb eines hermetisch dichten Ventilkörpers erlaubt. Das Gleitelement in einem abgedichteten Falle eliminiert im wesentlichen jegliche Leckagegefahr, während das Design in einem verläßlichen Ventil in einem Bruchteil der Kosten der gegenwärtig erhältlichen Ventile resultiert. Die oben beschriebenen Ventile können ebenfalls als „schaftlos" betrachtet werden, da kein äußere Schaft oder Stempel erforderlich ist, um durch das Ventilgehäuse durchzudringen.
Ein stapelbares Niederdruckpendelventilsystem
Die Offenbarung wendet sich nun einem Beispiel eines Pendelventilsystems zu, das gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Bevorzugt wird das Pendelventil (im allgemeinen mit 710 bezeichnet) zwischen zwei Positionen betreibbar sein, von denen eine, die im folgenden als „Position 1" bezeichnet wird, in 34 gezeigt ist, und wobei die andere, die im folgenden als „Position 2" bezeichnet wird, in 35 veranschaulicht ist.
Bevorzugt kann ein Pendel 714 innerhalb eines Gehäuses 718 in einer gleitfähigen Weise angeordnet werden. Bevorzugt bereitgestellt an gegenüberliegenden Enden einer Gleitkammer 722, die innerhalb des Gehäuses 718 bereitgestellt ist, sind Federn 726 und 730, während Federn 726 und 730 jeweils konfiguriert sind, um sich entsprechend zu strecken und zusammenzudrücken, wenn die andere entsprechend zusammengedrückt und gestreckt wird.
Bevorzugt umfaßt das Ventil vier Öffnungen 734, 738, 742 und 746. Bevorzugt werden Öffnungen 734 und 738 miteinander ausgerichtet, während Öffnungen 742 und 746 miteinander ausgerichtet werden. Bevorzugt schließt das Pendel 714 (das in größerem Detail in 36 gezeigt ist) einen ersten Hauptbereich 750 und einen zweiten Hauptbereich 754 ein, die durch einen Enghalsbereich 758 miteinander verbunden sind. Demzufolge resultiert die Abnahme des Durchmessers des Enghalsbereichs 758 in Bezug auf die Hauptbereiche 750 und 754 bevorzugt in der Bildung eines ringförmigen Zwischenraums 762 (siehe 34 und 35). Demzufolge kann in „Position 1", wie sie in 34 veranschaulicht ist, das Pendel 714 bevorzugt maximal in Richtung auf die linke Seite der Figur verschoben werden, so daß der ringförmige Zwischenraum 762 mit den Öffnungen 734 und 738 ausgerichtet ist. Im Gegensatz dazu wird in der „Position 2", wie sie in 35 veranschaulicht ist, das Pendel 714 bevorzugt in Richtung auf die rechte Seite der Figur maximal verschoben werden, was den ringförmigen Zwischenraum 762 mit Öffnungen 742 und 746 ausrichtet.
Bevorzugt resultiert der Enghalsbereich 758 aus einem rechtwinkligen Schnitt um den größeren Zylinder, der durch Bereiche 750 und 754 gebildet wird, so daß die Orientierung des Zylinders, der durch Bereiche 750 und 754 gebildet wird, während er im Gehäuse 718 (oder in einem Rohr) ist, nicht das Öffnen der Öffnungen beeinflußt.
Als eine Alternative zu der Zweifederanordnung, die in 34 und 35 gezeigt ist, könnte eine Feder durch eine Betätigungsvorrichtung ersetzt werden, wie eine pneumatische Verbindung zu einer Druckquelle oder eine mechanische Verknüpfung zu einer Betätigungsvorrichtung mit begrenzter Drehung.
Die Offenbarung wendet sich nun einem Beispiel einer Ventilanordnung zu unter Verwendung von pendelartigen Ventilen, wie denen, die in Bezug auf 34 bis 36 beschrieben und veranschaulicht worden sind, die für die Zwecke des Entleerens und/oder Evakuierens eines Isolators mit flexibler Wand (oder eines anderen umschlossenen Raumes) verwendet werden können, im Zusammenhang einer allgemeinen Anordnung einer Einlaßleitung, Auslaßleitung, Gebläse und Verbindungsleitungen, ähnlich zu denjenigen, die unten im Bezug auf 39 und 40 beschrieben und veranschaulicht werden.
37 veranschaulicht ein Pendel in einer „Entleerungs"-Position, in der ein Isolator mit flexibler Wand (oder ein anderer umschlossener Raum) vor einem Sterilisationsverfahren evakuiert und/oder entleert werden kann. Veranschaulicht sind tatsächlich zwei Pendelventilkörper 714a und 714b, die jeweils funktionsfähig sind, um Öffnungspaare 734a und 738a; 742a und 746a; 734b und 738b; und 742b und 746b zu öffnen und zu schließen. Wiederum ermöglicht jedes Pendel bevorzugt die Erzeugung von ringförmigen Zwischenräumen, ähnlich zum Zwischenraum, der mit 762 in 34 bezeichnet ist.
Wie gezeigt, können ein Einlaß 775 (d.h. eine Öffnung zur Annahme von Luft/Gas aus einer Sterilisationsvorrichtung, die bzw. das anschließend zu einem Isolator oder einem anderen umschlossenen Raum überführt wird) und ein Auslaß 783 (d.h. eine Öffnung zum Zurückbringen von Luft/Gas zu einer Sterilisationsvorrichtung aus einem Isolator oder einem geschlossenem Raum) mit einem Gebläse 766 verbunden werden. Insbesondere kann sich eine Öffnung 787 aus dem Einlaß 775 mit einer Öffnung 738b verknüpfen, um zu einem Einlaß des Gebläses 766 zu führen, während ein Auslaß des Gebläses 766 zu Pendelventileinlaßöffnungen 734a und 742a führen kann. Geeignete Meßfühler 774 bzw. 782, die aus einer Sterilisations/Dekontaminationsvorrichtung herrühren, können bei Einlaß 775 und Auslaß 783 einsetzbar sein.
Bezüglich der Verbindung der in 37 gezeigten Pendelventilanordnung mit einem Isolator kann die Öffnung 746a bevorzugt zu einer Isolatoreinlaßleitung 786 führen, während eine Isolatorauslaßleitung 790 zu Pendelventilöffnungen 734b und 742b führen kann. Somit wird Luft/Gas, geliefert in den Isolator über Öffnung 746a und Leitung 786, anschließend über Leitung 790 und Öffnungen 734b und 742b zurückgeführt.
Wie ebenfalls in 37 gezeigt ist, kann die Öffnung 738a dazu dienen, Luft oder Gas zur Umgebungsatmosphäre zu leiten, und Öffnung 738b kann dazu dienen, zirkuliertes Luft/Gas zum Gebläse 776 zu leiten.
Es kann nun klar werden, daß, wenn die Pendel 714a/b in der in 37 gezeigten Position sind, Luft/Gas aus dem angefügten Isolator oder dem umschlossenen Raum über Leitung 790 abgezogen wird, jedoch nicht über Leitung 786 geführt wird. Auf diese Weise kann mit der in 37 gezeigten Anordnung der Isolator oder der umschlossene Raum evakuiert werden, und im Falle von Isolatoren mit flexibler Wand entleert werden, wodurch Luft/Gas lediglich den Isolator oder den umschlossenen Raum verlassen wird, jedoch nicht nachgefüllt wird.
Unter der Abnahme, daß ein Kupplungsmeßfühler oder ein Rohr 774 verwendet wird, um eine Zuführleitung aus der Sterilisationsvorrichtung in eine Einlaßmanschette 770 zu insertieren, wird demzufolge der Meßfühler 774 bevorzugt die Öffnung 778 blockieren. Gleichzeitig wird klar werden, wenn der ringförmige Zwischenraum des Pendels 714b positioniert wird, um Fluidkommunikation zwischen Öffnungen 734b und 738b bereitzustellen, und wenn der ringförmige Zwischenraum des Pendels 714a positioniert wird, um eine Fluidkommunikation zwischen Öffnungen 734a und 738a bereitzustellen, daß der Effekt des laufenden Gebläses 766 ein solcher sein wird, um Luft/Gas aus dem Inneren des Isolators oder des umschlossenen Raums (über Leitung 790) abzuziehen und dieselbe unmittelbar zur Umgebungsatmosphäre zuzuleiten.
Im Gegensatz dazu wird nunmmehr ebenfalls klar sein, daß wenn die Pendel 714a/b in der in 38 gezeigten Position sind, Luft/Gas in den Isolator oder den umschlossenen Raum über Leitung 786 zugeführt wird und anschließend über Leitung 790 abgezogen wird. Auf diese Weise kann mit der in 38 gezeigten Anordnung eine kontinuierliche Zirkulation von Luft/Gas durch den Isolator oder den umschlossenen Raum beispielsweise während eines Sterilisationsverfahrens stattfinden.
Demzufolge wird an dieser Stelle der Meßfühler 774 bevorzugt die Öffnung 778 nicht blockieren. Gleichzeitig wird klar werden, wenn der ringförmige Zwischenraum des Pendels 714b positioniert wird, um die Fluidkommunikation zwischen Öffnungen 742b und 746b bereitzustellen, und wenn der ringförmige Zwischenraum des Ventilkörpers 714a positioniert wird, um Fluidkommunikation zwischen Öffnungen 742a und 746a bereitzustellen, daß der Effekt des laufenden Gebläses 766 ein solcher sein wird, um Luft/Gas aus der Sterilisationsvorrichtung (über Einlaßöffnung 770) abzuziehen und dieselbe zur Isolatoreinlaßleitung 786 zuzuführen. Gleichzeitig wird Luft/Gas, die bzw. das in den Isolator oder den umschlossenen Raum über Einlaßleitung 786 zugeführt wird, Luft/Gas von innerhalb des Isolators oder des umschlossenen Raums heraus durch Auslaßleitung 790 und daher zur Auslaßöffnung 782 treiben.
Zum Zwecke des Verbindens von Pendeln 714a und 714b und somit zum Gewährleisten, daß sie sich im Tandem bewegen, um so die zwei in 37 und 38 veranschaulichten Steuerpositionen zu bewirken, kann im wesentlichen jede geeignete Anordnung eingesetzt werden, wie ein kurzer zylindrischer Stangenbereich, der die zwei Ventilkörper entlang der Längsachsen der Ventilkörper verbindet.
Unter Bezugnahme auf 37 kann gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Meßfühler 774 bevorzugt konfiguriert werden, so daß beim Drücken der Pendel 714a und 714b zur linken Seite (in der Zeichnung) gegen eine Federkraft dieser an Ort und Stelle einrastet. Somit ist es denkbar, den Meßfühler 774 in einer Weise zu konfigurieren, daß, durch ledigliches Einführen desselben in die Manschette 770 bis zu einer vorgegebenen Grenzposition (definiert beispielsweise durch geeignet konfigurierte und angeordnete Stopper), er an Ort und Stelle an der vorgegebenen Grenzposition einrasten wird und, als ein Ergebnis, die Pendel 714a und 714b veranlaßt, die gezeigte Konfiguration einzunehmen. Bevorzugt wird ein fester Bereich des Meßfühlers 774 die Öffnung 778 ausreichend abdecken, um den Transfer von Gas oder Fluid aus dem Meßfühler 774 zur Öffnung 778 zu vermeiden.
Auf der anderen Seite kann, wie in 38 gezeigt ist, der Meßfühler 774 bevorzugt so konfiguriert und angeordnet sein, daß bei teilweisem Rückzug des Meßfühlers 774 aus der Manschette 770 er in einer zweiten Position korrespondierend zu einer teilweisen, jedoch nicht vollständigen Insertion des Meßfühlers 774 einrasten kann. In dieser Position werden die Pendel 714a und 714b bevorzugt die gezeigte Konfiguration annehmen und ferner, wie gezeigt ist, wird eine geeignet konfigurierte und angeordnete „Kerbe" (oder eine andere Öffnung oder eine Ausnehmung) im Meßfühler 774 den Transfer von Gas oder Fluid aus dem Meßfühler zur Öffnung 778 erlauben.
Anordnungen zum Bewirken des oben beschriebenen Typs eines „Einrastens in Position" zum Erlauben, daß der Meßfühler 774 in jeder der in 37 und 38 veranschaulichten Positionen gehalten wird, sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt und werden somit hierin nicht weiter beschrieben.
Obwohl die Pendelventile, die in Bezug auf 34 bis 38 beschrieben und veranschaulicht worden sind, hauptsächlich im Bezug auf ein Gaserzeugungssystem, wie dasjenige, das hierin beschrieben und veranschaulicht worden ist, beschrieben und veranschaulicht worden sind, ist es denkbar, diese in Umgebungen oder Zusammenhängen einzusetzen, die von Gaserzeugungssystemen verschieden sind.
Die vorliegende Erfindung zieht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Anordnung in Erwägung, die schematisch in 39 und 40 veranschaulicht ist. Wie in 39 und 40 gezeigt, kann ein Einlaß 775 (annehmend zirkulierte Luft/Gas aus einem Sterilisationsmittelgenerator) bevorzugt, abzweigend davon, Leitungen 786 und 792 aufweisen. Leitung 792 kann bevorzugt von dem Einlaß des Gebläses 766 zu Öffnungen 738b und 778 (siehe 37 und 38) führen, wobei eine Auslaßleitung 794 des Gebläses von den Pendelventilöffnungen 734a und 742a (siehe 37 und 38) wegführt. Wie gezeigt, kann die Leitung 786 dann bevorzugt zum Filter 126 und Isolator 110 führen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Gebläse 766 somit konfiguriert sein, um Luft/Gas in der Nähe des Einlasses 775 zu zirkulieren, um eine kontinuierliche Zirkulation von Luft/Gas durch den Isolator 110 und den angefügten Sterilisationsmittelgenerator (nicht gezeigt) zu erlauben.
Nach dem Gelangen durch einen Filter 142 kann zirkulierte Luft/Gas, die bzw. das aus dem Isolator 110 austritt, durch Leitung 790 in Pendelventilöffnungen 734b und 742b (siehe 37 und 38) geleitet werden, um dann entweder zum Gebläse 766 in dem „Entleerungs"-Modus (wie in 37 gezeigt) oder zur Auslaßverbindung 782 in dem „Zirkulations"-Modus (wie in 38 gezeigt) geleitet zu werden.
Es ist zu verstehen, daß die in 39 und 40 veranschaulichten Ansichten, wo es notwendig ist, in Bereichen zum Zwecke der Betonung des Gebläses 766 und seiner Verbindungen vergrößert sind. Dies berücksichtigend werden die folgenden Komponenten lediglich schematisch veranschaulicht, um die Zeichnung zu vervollständigen: Leitung 796a (die im Zusammenhang der 37 und 38 von der Öffnung 746b zum Auslaß 783 führen würde) und Leitung 796b (die im Zusammenhang der 37 und 38 zur Umgebungsatmosphäre von der Öffnung 738a führen würde).
Eine Weise zum Zirkulieren von Luft/Gas in und aus dem Isolator 110 ist vollständiger oben in Bezug auf 37 und 38 beschrieben worden. Als solche veranschaulichen 37 und 38 und die beigefügte Beschreibung eine Anordnung, bei der die Basisstruktur aus: Einlaß- und Auslaßleitungen aus einer Sterilisationsvorrichtung, Einlaß- und Auslaßleitungen in einen Isolator, ein Gebläse und Verbindungsleitungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, um einen Isolator mit flexibler Wand vor einem Sterilisationsverfahren zu entleeren und Luft/Gas in und aus dem Isolator während eines Sterilisationsverfahrens zu zirkulieren.
Es ist zu verstehen, daß die oben in Bezug auf 34 bis 40 beschriebene und veranschaulichte Anordnung gefunden worden ist, um insbesondere für eine „Einzelgebläse"-Anordnung geeignet zu sein, d.h. eine Anordnung, bei der lediglich ein Isolatorgebläse 766 zum Zirkulieren von Sterilisationsgas in einem Isolator 110 und ebenfalls durch eine angefügte Sterilisationsvorrichtung eingesetzt wird. Es ist jedoch ebenfalls denkbar für eine Sterilisationsvorrichtung selbst, ein Gebläse aufzuweisen, um die Zirkulation zu unterstützen, ein Beispiel davon ist unten in Bezug auf 41 beschrieben und veranschaulicht. In diesem letzteren Szenario, bei dem mehr als ein Gebläse verwendet werden könnte, ist es möglich, eine andere Anordnung als die in Bezug auf 34 bis 40 beschriebene und veranschaulichte Ventilanordnung einzusetzen. Insbesondere in einem solchem Kontext ist es möglich, die Pendelventilanordnung, die in Bezug auf 34 bis 40 veranschaulicht und beschrieben worden ist, im wesentlichen zu eliminieren und einfach vorhandene Ventilanordnungen einzusetzen, die bereits innerhalb der Sterilisationsvorrichtung vorhanden sind, um zuerst einen Isolator oder einen umschlossenen Raum zu evakuieren (oder im Falle eines Isolators mit flexibler Wand zu entleeren) und dann Sterilisationsgas durch den Isolator/umschlossenen Raum und die Sterilisationsvorrichtung zu zirkulieren. Daher ist es beispielsweise möglich, die zuvor genannte Evakuierung/Entleerung durch einfaches Steuern der Systemventile zu bewirken, um Luft/Gas aus einem Isolator/umschlossenen Raum abzuziehen und auf die gleiche Weise zu belüften (zum Beispiel unter Bezugnahme auf 41 durch Ventile 282, 218 und 290, die geschlossen sind, mit Ventil 306 [und möglicherweise 1222], das geöffnet ist). In ähnlicher Weise kann eine Zirkulation durch Steuern der Systemventile bewirkt werden, die unter Bezugnahme auf 44 gezeigt sind.
Aufbau und Betrieb von Gaserzeugungssystemen - Überblick
Die Offenbarung wendet sich nun verschiedenen Vorgehensweisen zu, die in Verbindung mit einem Gaserzeugungssystem gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können. Um die Diskussion solcher Vorgehensweisen zu erleichtern, wird zunächst Bezug genommen auf 41 bis 45, die vereinfachte schematische Veranschaulichungen von mehreren Basiskomponenten eines Gaserzeugungssystems gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Es wird verstanden, daß die Terminologie „Gaserzeugungssystem" betrachtet werden kann, um austauschbar mit der Terminologie „Gasgenerator" und sogar möglicherweise „Gaserzeugungs- und Wiedergewinnungssystem" zu sein.
41 veranschaulicht eine Sterilisations-/Dekontaminationsvorrichtung 210, die gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, und bezeichnet ebenfalls schematisch einen Adapterabschnitt 215, ein Gaserzeugungssystem 260 und ein Wiedergewinnungssystem 310 in einer zu 8 ähnlichen Weise.
Voranschreitend von Einlaßbereich 222 können Chlordioxidsensoren 1210 und 1214 bereitgestellt werden, die jeweils im wesentlichen ähnlich im Aufbau zu den in Bezug auf 14 und 15 beschriebenen und veranschaulichten Sensor sein können. Wie gezeigt, kann der Sensor 1210 von einer beträchtlichen Länge sein (hier gezeigt in schematischer und vergrößerter Ansicht), um die Messung von ClO₂-Konzentrationen von niedrigem Gehalt zu erleichtern, während der Sensor 1214 beträchtlich kleiner sein könnte, um die Messung von ClO₂-Konzentrationen von hohem Niveau zu ermöglichen.
Hinter dem zweiten Chlordioxidsensor 1214 könnte ein geeigneter Temperatur- und Feuchtigkeitssensor 1218 bevorzugt bereitgestellt werden.
Eine Leitung 286, ähnlich zu der in Bezug auf 6 beschriebenen und veranschaulichten, könnte sich dann zwischen den „Ein"- und „Aus"-Seiten des Gaserzeugungssystems 210 erstrecken und könnte, ähnlich zu der in 6 veranschaulichten, ein Steuerventil 290 und einen Heizer/Befeuchter 298 einschließen.
Voranschreitend hinter die Mündungsstelle mit Leitung 286 könnte eine Leitung (denkbar ähnlich zur in Bezug auf 6 veranschaulichten und beschriebenen Leitung 302) ein Steuerventil 306 einschließen. Diese Leitung könnte dann bevorzugt in eine Wiedergewinnungsanordnung 310 führen. 41 zeigt den Einschluß des Steuerventils 1222 und einer Gesamtwiedergewinnungsvorrichtung 310, die einige der Komponenten enthalten könnte, die mit einer Wäscheranordnung, die in 6 veranschaulicht ist, in Verbindung stehen.
Bevorzugt kann sich eine Belüftungsleitung 1226 weg von der Wiedergewinnungsvorrichtung 310 erstrecken und in einer geeigneten Belüftung 1230 enden.
41 veranschaulicht eine Gasversorgung 1234. Die Gasversorgung 1234 könnte einen geeigneten Tank einschließen, der beispielsweise 2% Cl₂ und 98% N₂ enthält, obwohl andere Inhaltsarten selbstverständlich denkbar sind. Diese Anordnung 1234 könnte bevorzugt in ein Steuerventil 270 führen, gefolgt von einem Drucksensor 1238 (für den Zweck der Feststellung, ob Gas aus der Versorgung 1234 fließt), und könnte dann in einen geeignet angeordneten und konfigurierten Chlordioxidgaserzeuger 274 führen. Die Ausgabe des Gaserzeugers 274 könnte in das Steuerventil 282 führen, das wiederum in eine Leitung führen könnte, die selbst zum Auslaßbereich 226 führt. Vor dem Erreichen des Auslaßbereichs 226 könnte jedoch bevorzugt und anschließend an die Mündungsstelle mit der Leitung 286 ein „Luft ein"-Bereich 212 (denkbar im wesentlichen ähnlich zu dem in Bezug auf 6 beschriebenen und veranschaulichten) sein, der selbst einen Filter 214 einschließt, der dann bevorzugt in das Steuerventil 218 und dann in die Leitung, die zum Auslaßbereich 226 führt, führen könnte.
41 zeigt ebenfalls schematisch den Einschluß eines Gebläses 1240 am Einlaßbereich 222 des Adapterabschnitts 215. Dieses Gebläse 1240 kann bereitgestellt werden, um die Zirkulation von Sterilisationsgas in Verbindung mit irgendeinem Gebläse, das mit dem Isolator oder dem umschlossenen Raum verbunden ist, zu „verstärken". In einem solchen Kontext wird es klar sein, daß das Verfahren zum Entleeren und/oder Evakuieren des Inneren des Isolators oder des umschlossenen Raums in einer hier diskutierten Weise als eine Alternative zu der in Bezugnahme auf 34 bis 40 beschriebenen und veranschaulichten Ventilanordnung stattfinden kann.
42 bis 45 veranschaulichen unterschiedliche Betriebsarten, die gemäß einem Gaserzeugungs- und Wiedergewinnungssystem, wie demjenigen, das in 41 veranschaulicht ist, verwirklicht werden können. Es wird klar sein, daß mehrere Ventile, die in 42 bis 45 veranschaulicht sind, insbesondere Ventile 218, 282, 290, 306 und 1222, alternativ veranschaulicht sind als entweder geöffnet oder geschlossen, abhängig von dem Betriebsmodus, der durchgeführt wird.
Als eine kurze Vorabübersicht wird klar sein, daß:

• ein „Zirkulationsfluß"-Betriebsmodus, wie er in 42 veranschaulicht ist, die Zirkulation im geschlossenen Kreislauf von Luft oder anderem Gas einschließen kann, die bzw. das anfänglich innerhalb Isolator 1310 enthalten ist, bevor irgendwelches Sterilisationsgas eingeführt wird, und ebenfalls die Steuerung von Systemfeuchtigkeit einschließen könnte;
• ein „Gasinjektionsfluß"-Betriebsmodus, wie er in 43 veranschaulicht ist, könnte die Injektion von Sterilisationsgas in den zugehörigen Isolator im großen Maßstab einschließen könnte, mit anschließenden Messungen, die durchgeführt werden, um zu gewährleisten, daß lediglich eine vorgegebene Menge an Sterilisationsgas tatsächlich eingeführt wird;
• ein „Expositionsfluß"-Betriebsmodus, wie derjenige, der in 44 veranschaulicht ist, die kontinuierliche Rezirkulation von Sterilisationsgas in und aus dem Isolator 1310 für eine vorgegebene Zeitdauer einschließen könnte; und
• ein „Luftspülfluß"-Betriebsmodus, wie derjenige, der in 45 veranschaulicht ist, das Spülen und/oder Wiedergewinnen von Sterilisationsgas aus dem Isolator 1310 durch Einführen von frischer Luft (oder einem anderen geeigneten Gas) in den Isolator 1310 und das Heraustreiben des gesamten Sterilisationsgases durch das Wiedergewinnungssystem 310 einschließen könnte.

42 veranschaulicht ein „Zirkulationsflüß"-Diagramm und veranschaulicht viele der in 41 gezeigten Komponenten, plus einen Filter 214 am „Luft ein"-Bereich 212. (Denkbar ist, daß der Filter 214 ein Standardantikontaminationsfilter sein kann, konfiguriert zum Entfernen von Teilchen mit beträchtlicher Größe aus dem eintretenden Luftstrom, während das Filtrieren von kleineren Teilchen über einen Filter, zum Beispiel einen „HEPA"-Filter, am Isolator 1310 stattfinden kann.) Wie gezeigt, wird im „Zirkulationsfluß"-Modus Gas bevorzugt aus dem Isolator 1310 entfernt, durch den Einlaßbereich 222 und dann zur Querleitung 286 (siehe 41) transportiert, gefolgt davon, daß es zum Isolator 1310 durch den Auslaßbereich 226 zurückgeführt wird. Bevorzugt können die geeigneten Steuerventile durch geeignete Programmierung und/oder Software gesteuert werden, um den in 42 veranschaulichten Modus zu bewirken.
43 ist im wesentlichen die gleiche wie 42, veranschaulicht jedoch einen „Gasinjektionsfluß"-Modus. In diesem Modus wird Gas bevorzugt in den Isolator 1310 über den Auslaßbereich 226 eingeführt. Überschüssiger Druck wird über den Einlaßbereich 222 abgegeben und zur Wiedergewinnungsanordnung 310 (siehe 41) geführt. Bevorzugt können die geeigneten Steuerventile durch geeignete Programmierung und/oder Software gesteuert werden, um den in 43 gezeigten Modus zu bewirken.
44 ist im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 42 und 43, veranschaulicht jedoch einen „Expositionsfluß"-Modus. Der Fluß ist im wesentlichen ähnlich zu demjenigen, der in 42 gezeigt ist. Bevorzugt können die geeigneten Steuerventile durch geeignete Programmierung und/oder Software gesteuert werden, um den in 44 veranschaulichten Modus zu bewirken und denselben für eine vorgegeben Zeitdauer zu erhalten.
45 ist im wesentlichen die gleiche Ansicht wie 42, 43 und 44, veranschaulicht jedoch einen „Luftspülfluß"-Modus. Ähnlich zu dem „Gasinjektionsfluß"-Modus, der in 43 veranschaulicht ist, wird Gas bevorzugt aus dem Einlaßbereich 222 zur Wiedergewinnungsanordnung 310 (siehe 41) voranschreiten. Im Gegensatz zum „Gasfluß"-Modus, der in 43 veranschaulicht ist, wird Luft jedoch bevorzugt in die Leitung voranschreiten, die zum Auslaßbereich 226 über den „Luft ein"-Bereich 212 führt. Bevorzugt können die geeigneten Steuerventile durch geeignetes Programmieren und/oder Software gesteuert werden, um den in 45 veranschaulichten Modus zu bewirken.
Es wird klar sein, daß das Ventil 1222, das in 41 und ebenfalls in den 42 bis 45 veranschaulicht ist, als ein „Wäscherbypassventil" betrachtet werden kann. Wenn dieses „Wäscherbypassventil" geschlossen ist, wird Gas bevorzugt direkt in den zugehörigen Wäscher gelangen (wenn es bereits das Ventil 306 passiert hat). (In der Alternative kann sich das „Wäscherbypassventil" 1222 öffnen, wenn eine ausreichende Menge von wenigstens einem aktiven Bestandteil wiedergewonnen worden ist, so daß das Gas dann das System über Belüftung 1230 verlassen kann.) Es wird klar sein, daß gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die verschiedenen Betriebsmoden, die zuvor in Bezug auf 42 bis 45 beschrieben und veranschaulicht worden sind, in einer geeigneten Weise realisiert werden können, insbesondere über eine Steuerung der geeigneten Ventile. Daher kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine automatische Anordnung zum Öffnen und Schließen jedes der Ventile 218, 282, 290, 306 und 1222 zu geeigneten Zeiten bereitgestellt werden, oder wenigstens in Ansprechung auf Aktionen, die durch einen Betreiber (z.B. über Drücken von Knöpfen) initiiert werden. Es ist ebenfalls denkbar, den Übergang von einem Betriebsmodus zum anderen maximal zu automatisieren. Beispielsweise ist es für den Übergang zwischen dem „Sterilisationsmittelinjektionsfluß"-Modus, der durch 43 veranschaulicht ist, zum „Expositionsfluß"-Modus, der in 44 veranschaulicht ist, durch automatisches Übermitteln von Daten von einem oder beiden der ClO₂-Sensoren 1210, 1214 an eine zentrale Verarbeitungseinheit denkbar, die, bei Erreichung eines annehmbaren Grenzwertes, fortfahren kann, um Wäscherventil 306 zu schließen und Zirkulationsventil 290 zu öffnen.
Es wird ferner klar sein, daß andere Komponenten eines Gaserzeugungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung in eine maximal automatisierte Vorrichtung integriert werden können. Beispielsweise kann der „Feuchtigkeitssteuerblock" 298, der in 41 bis 45 veranschaulicht ist, konfiguriert werden, um automatisch Feuchtigkeit zu regulieren. Dies kann durch geeignete Verfahren der Rückmeldung erreicht werden, die Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt sind.
46 veranschaulicht in schematischer Form eine allgemeine Steueranordnung 1510, die gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Wie gezeigt ist, kann die Steueranordnung 1510 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 1520 zum Annehmen von Eingaben vom Drucksensor 1560 (angefügt an Isolator 1310 und konfiguriert zum Messen des Druckes darin), Chlordioxidsensoren 1210 und 1214 und Temperatur-/Feuchtigkeitssensor 1218 einschließen. Wiederum schließt die Steueranordnung 1510 ebenfalls bevorzugt zugeordnete Steuerungen für die Ventile 1530, Temperatur und Feuchtigkeit 1540 und für das Systemgebläse 1550 ein. Insbesondere wird die Ventilsteuerung 1530 bevorzugt dazu dienen, selektiv ein oder alle Ventile 218, 270, 282, 1222, 306 und 290 zu betätigen; die Wärme-/Feuchtigkeitssteuerung 1540 wird bevorzugt dazu dienen, die Systemtemperatur, -wärme und -feuchtigkeit über den Wärme/Befeuchterblock 298 zu steuern; und Gebläsesteuerung 1550 wird bevorzugt dazu dienen, eine oder mehrere Komponenten einer Systemgebläseanordnung (wie diejenige, die mit 1240 bezeichnet ist) zu steuern.
Die Offenbarung wendet sich nun mehreren spezifischen Manipulationsarten der verschiedenen Komponenten eines Gaserzeugungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zu, um einen großen Bereich an Aufgaben zu erfüllen.
Ein allgemeines Schema zum Betreiben eines Gaserzeugungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Zunächst kann angenommen werden, daß die Vorrichtung von dem umschlossenen Raum getrennt ist, der sterilisiert oder dekontaminiert werden soll.
Der umschlossene Raum wird wahrscheinlich eine Einlaßverbindung und eine Auslaßverbindung aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Einlaß- und Auslaßbereiche des umschlossenen Raums ebenso wie die Einlaß- und Auslaßbereiche der Sterilisationsvorrichtung durch geeignete betriebssichere Verbindungen verkörpert werden. Im wesentlichen kann jede geeignete Art eines „betriebssicheren" Verbindungsschemas für diesen Zweck eingesetzt werden. Beispielsweise ist es in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, zwei unterschiedliche männlich weibliche Verbindungsschemata einzusetzen, in welchen obgleich die männlichen und weiblichen Bereiche zwischen der Sterilisationsvorrichtung und dem Isolator oder dem umschlossenen Raum aufgetrennt sind. Mit anderen Worten werden die Einlaß- und Auslaßbereiche der Sterilisationsvorrichtung bevorzugt eine männliche Verbindung und eine weibliche Verbindung (nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge) einschließen, und die Einlaß- und Auslaßbereiche des Isolators oder des umschlossenen Raums werden bevorzugt einen männlichen Bereich, der mit dem weiblichen Bereich der Sterilisationsvorrichtung kompatibel ist, und einen weiblichen Bereich, der mit dem männlichen Bereich der Sterilisationsvorrichtung kompatibel ist (nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge) einschließen. Vorausgesetzt, daß die richtigen männlichen und weiblichen Verbindungen an dem passenden Einlaß- oder Auslaßbereich entweder der Sterilisationsvorrichtung oder des Isolators/umschlossenen Raums bereitgestellt worden sind, kann daher ein betriebssicheres Schema erhalten werden, das, anschließend an die anfängliche Installation des Verbindungsschemas, gewährleisten wird, daß der Auslaßbereich der Sterilisationsvorrichtung immer korrekt mit dem Einlaßbereich des Isolators/umschlossenen Raums verbunden ist, und daß der Auslaßbereich des Isolators/umschlossenen Raums immer korrekt mit dem Einlaßbereich der Sterilisationsvorrichtung verbunden ist.
Es wird nun verstanden, daß die folgenden Betriebe, die durch die Sterilisationsvorrichtung und in Verbindung mit dem fraglichen umschlossenen Raum durchgeführt werden, in einer Weise voranschreiten können und mit einer Geschwindigkeit, die vom Betreiber oder den Betreibern gewünscht wird. Wenn es jedoch tatsächlich gewünscht wird, einen Sterilisationsbetrieb durchzuführen, wird einige Versicherung nötig sein, daß andere Anfahrbetriebe zuerst durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist es jedoch denkbar, entweder solche Betriebe automatisch zu sequenzieren oder jeden Einzelbetrieb mit einem manuellen Stimulus zu initiieren, wie dem Drücken eines Knopfes durch einen Betreiber. Beide Szenarien werden in der vorliegenden Diskussion behandelt.
Sobald daher die Sterilisationsvorrichtung mit dem umschlossenen Raum verbunden ist, wird wenigstens ein erster Betrieb, d.h. der „Zirkulationsfluß"-Modus, bevorzugt durchgeführt. Die tatsächliche Weise zum Steuern der Zirkulation zwischen dem Isolator und der Sterilisationsvorrichtung, wenigstens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird unten in einem weiteren Abschnitt dieser Offenbarung beschrieben.
Damit der „Zirkulationsfluß"-Modus durchgeführt wird, wie es in 42 veranschaulicht ist, unter der Annahme der gezeigten Konstruktion, müssen die folgenden Kriterien erfüllt sein:

– Wäscherventil 306 muß geschlossen werden,
– Zirkulationsventil 290 muß geöffnet werden;
– Gasventil 282 (und bevorzugt ebenfalls das Gaszuführventil 270, das in 41 gezeigt ist) muß geschlossen werden (wobei der Gasgenerator 274 bevorzugt abgesperrt ist); und
– Steuerventil 218 muß geschlossen werden.

Als ein erster Schritt im „Zirkulationsfluß"-Modus wird dann bevorzugt das Gebläse 1240 aktiviert, um somit wenigstens eine Luftzirkulation zu ermöglichen.
Im Kontext eines Isolators mit „flexibler Wand" wird es wünschenswert sein, das Ventil 290 (das „Zirkulations"-Ventil) zu schließen und das Ventil 306 (das „Wäscher"-Ventil) zum Zwecke eines Entleerens des Isolators 1310 zu öffnen, damit ein gegebenes Volumen an Sterilisationsmittel injiziert werden kann.
Sobald der Isolator 1310 in richtiger Weise entleert und/oder evakuiert worden ist, wie es durch Parameter bestimmt wird, die bevorzugt in der zentralen Verarbeitungseinheit 1520 (siehe 46) gespeichert sind, können die Ventile 218 und 306 geschlossen werden, während das Ventil 290 geöffnet werden kann; dies bewirkt den „Zirkulationsfluß"-Modus.
Im Kontext eines Isolators mit „starrer Wand" wird eine unterschiedliche Befüllungsart stattfinden, von der ein bevorzugtes Beispiel unten im Abschnitt mit dem Titel „Flußbasierter Beladungsalgorithmus..." diskutiert wird.
An dieser Stelle kann, falls gewünscht, die Zirkulation ohne die Einführung eines Sterilisationsgases fortgeführt werden, mit einem Blick auf die Einstellung der Feuchtigkeit, die innerhalb der zirkulierenden Luft vorliegt. Es ist denkbar, eine vorgegebene Anzahl an Zyklen des Flusses durchzuführen, bis ein vorgegebenes Niveau an Feuchtigkeit vorliegt, wie es durch den Feuchtigkeitssensor 1218 gemessen und wie es durch den Feuchtigkeitssteuerungsblock 298 gesteuert wird. Eine geeignete Rückmeldungsschaltung kann für diesen Zweck verwendet werden. Denkbar kann, nachdem ein gewünschtes Niveau an Feuchtigkeit erhalten worden ist, ein visuelles oder hörbares Signal bereitgestellt werden für den Betreiber, was bestätigt, daß die aktuellen Betriebe innerhalb des umschlossenen Raums oder des Isolators 1310 stattfinden können (wobei die gewünschte Feuchtigkeit innerhalb des Isolators 1310 vorliegt).
In einer Ausführungsform der Erfindung kann es einen automatischen Übergang zwischen dem „Zirkulationsfluß"-Modus und dem „Gasinjektionsfluß"-Modus geben, nachdem die Luft, die in dem System vorliegt, eine vorgegebene Anzahl von Malen zirkuliert worden ist, und nachdem bestimmt worden ist, daß es keine Leckage in dem System (oder wenigstens eine Leckage über einem vorgegebenen und vorprogrammierten Sicherheitsgrenzwert) gibt. In der Alternative könnte ein visuelles oder hörbares Signal für den Betreiber bereitgestellt werden, wenn eine solche Stufe erreicht worden ist, um so den Betreiber zu veranlassen, einen Knopf zu drücken oder einige andere mechanische oder elektronische Stimuli bereitzustellen, um die nächste Stufe zu initiieren.
Unter Bezugnahme auf 43 wird dann, entweder über automatische Überführung oder über manuelle Intervention durch den Betreiber, der Übergang zum „Gasinjektionsfluß" bevorzugt durchgeführt. Bei Initiierung dieser Stufe wird das Zirkulationsventil 290 bevorzugt geschlossen, während das Gasventil 282 bevorzugt geöffnet wird, und das Wäscherventil 306 wird bevorzugt geöffnet, wie es erforderlich ist, um den Isolatordruck oder den Systemdruck zu halten.
Der Gasgenerator 274 kann in einer herkömmlichen Weise (einschließend das Öffnen von Ventil 270) aktiviert werden und kann über den Einlaß 226 in den Isolator 1310 Sterilisationsgas, wie Chlordioxidgas, einführen. Beim Verlassen des Sterilisationsgases (gemischt mit Luft) aus dem Isolator 1310 über Verbindung 222 können Messungen der Chlordioxidkonzentration bevorzugt durch einen oder beide der Sensoren 1210 und 1214 genommen werden. Über Rückmeldungssteuerung wird bei Erreichung einer gegebenen Konzentration an Chlordioxid in dem System, bestimmt durch einen oder beide der Sensoren, ein Signal bevorzugt automatisch gesendet, um einen Übergang zum nächsten Modus zu bewirken, welcher der „Expositionsfluß"-Modus ist.
Beim Übergang zwischen dem „Gasinjektionsfluß"-Modus und dem „Expositionsfluß"-Modus wird das Wäscherventil 306 bevorzugt geschlossen, zusammen mit dem Öffnen des Zirkulationsventils 290 und dem Schließen des Gasventils 282.
Während des „Expositionsfluß"-Modus, wenn Betriebe durchgeführt werden innerhalb des Isolators 1310 wie es gewünscht ist, ist es denkbar, die Konzentration an Sterilisationsgaszirkulation innerhalb des Systems (über Chlordioxidsensoren 1210 und/oder 1214) und ebenso das Niveau an Wärme und Feuchtigkeit zu überwachen. Wenn zu irgendeiner Zeit diese Parameter außerhalb eines vorgegebenen Bereichs (wie er bevorzugt in dem zentralen Steuerungssystem gespeichert ist) streuen, könnten visuelle oder hörbare Signale für den Betreiber bereitgestellt werden, um ihn oder sie zu veranlassen, entweder den Betrieb zu stoppen oder die Parameter dementsprechend einzustellen. Alternativ könnten diese Parameter automatisch über ein geeignetes Rückmeldungssystem, gesteuert durch das zentrale Steuerungssystem, eingestellt werden.
Sobald die gewünschten Betriebe innerhalb des Isolators 1310 beendet sind und es gewünscht wird, wenigstens zeitweilig den Betrieb der Sterilisationsvorrichtung und des Isolators 1310 einzustellen, kann dann bevorzugt ein Übergang hergestellt werden in den „Luftspülfluß"-Modus, der in 45 veranschaulicht ist. Bevorzugt wird dieser Übergang manuell bewirkt, da der Betreiber wahrscheinlich wissen wird, wann der Übergang durchzuführen ist (alternativ ist es jedoch denkbar, einen automatischen Übergang zu bewirken, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, und diese könnte durch ein visuelles/hörbares Signal begleitet werden, um die Aufmerksamkeit des Betreibers anzuziehen).
Beim Bewirken des Übergangs zum „Luftspülfluß"-Modus wird das Zirkulationsventil 290 geschlossen, das Steuerventil 218 geöffnet und das Wäscherventil 306 geöffnet. An dieser Stelle wird das Wäscherbypassventil 1222 bevorzugt geschlossen, damit das gesamte austretende Gas zum Wiedergewinnungssystem 310 prozessiert werden kann.
Eine Steuerung des „Luftspülfluß"-Modus kann in einer Reihe von Wegen stattfinden, von denen einige bereits zuvor unter Bezugnahme auf das Wiedergewinnungssystem 310 beschrieben worden sind. Wie in diesem Abschnitt beschrieben, kann ein weiterer Chlordioxidsensor bereitgestellt werden, der, in einer geeigneten Weise, das Gas überwachen kann, das durch den Wäscher 334 gelangt und zur Umgebungsatmosphäre abgegeben werden wird. Es ist denkbar, für gegebene Konzentrationen an Chlordioxid in dem Gas, daß das Gas über Ventil 1222 zur Belüftung 1230 abgegeben wird. Diese An der Steuerung kann ebenfalls durch Verwendung von Sensoren 1210 und 1214 stattfinden.
Aus dem Vorangehenden wird klar werden, daß ein beträchtlicher Vorteil eines Systems gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Rückmeldungsüberwachung der Gaskonzentration (oder der Fluidkonzentration) gefunden wird. Mit einer kontinuierlichen Rezirkulation des Gases in und aus dem Zielvolumen ist es insbesondere möglich, die Gaskonzentration kontinuierlich zu überwachen und, sofern notwendig, eine Zusammenstellung durchzuführen. Wenn das System ein Leck hat, wird es daher viel schneller und verläßlicher als in einem herkömmlichen System, in dem es keine Rezirkulation gibt (durch Zusammenstellung) überwunden.
Anordnung zum Anpassen eines Gaserzeugungs- und Wiedergewinnungssystems an ein Zielvolumen
Es wird nun verstanden, daß gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung leicht mit einer großen Vielzahl an Zielvolumina integriert werden kann, wie Isolatoren oder anderen umschlossenen Räumen.
Auf diese Weise wird verstanden, daß lediglich zwei Verbindungen zum Isolator erforderlich sind_; nämlich an einen Einlaß des Isolators und an einem Auslaß aus dem Isolator. Solche Verbindungen werden beispielsweise mit 1405a und 1405b in 46 bezeichnet.
47 veranschaulicht gemäß der vorliegenden Erfindung ein Konzept von modularen, austauschbaren und selektiv integrierbaren Abschnitten. Bezeichnet mit 1710 ist ein Generatorsystem, welches beispielsweise mit dem gepunkteten Abschnitt 260, der in 8 und 41 gezeigt ist (d.h. dem Abschnitt, der Komponenten enthält, die sich auf die Erzeugung des Sterilisationsgases beziehen) korrespondieren könnte. Abschnitt 1720 kann auf der anderen Seite als eine „Adapteranordnung" betrachtet werden, die beispielsweise zu dem gepunkteten Abschnitt 215, der in 8 und 41 gezeigt ist (d.h. dem Abschnitt, der Komponenten enthält, die zum Verabreichen von Gas aus einem Isolator oder einem anderen umschlossenen Raum, zum Extrahieren desselben daraus und entweder zum Rezirkulieren desselben oder Leiten desselben in eine Wiedergewinnungsanordnung dienen) korrespondieren könnte. Ferner könnte das Wiedergewinnungssystem 1730 als noch weiterer modularer Abschnitt verkörpert werden und könnte beispielsweise zu dem gepunkteten Abschnitt 310, der in 8 und 41 gezeigt ist (d.h. dem Abschnitt, der Komponenten enthält, die zum Abgeben von verbrauchtem Gas zur Umgebungsatmosphäre und/oder zur Wiedergewinnung von vorgegebenen Teilen desselben dienen) korrespondieren könnte.
Auf diese Weise wird somit verstanden, daß eine mehrteilige modulare Anordnung in Erwägung gezogen wird, bei der jede der drei zuvor genannten modularen Komponenten (Generatorsystem 1710, Adapteranordnung 1720 und Wiedergewinnungssystem 1730) einzelne, getrennte Einheiten sein können, die selektiv miteinander und mit anderen kompatiblen modularen Komponenten integrierbar sind. Zu diesem Zweck wird jede modulare Komponente bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema tragen, das es ermöglicht, leicht mit anderen modularen Komponenten integrierbar zu sein. Somit weist das Generatorsystem 1710 bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema 1713 auf, die bzw. das eine vereinfachte Verbindung mit einer Schnittstelle oder einem Verbindungsschema 1717 eine Adapteranordnung 1720 erlaubt. Ebenfalls weist einer Adapteranordnung 1720 bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema 1723, die bzw. das eine erleichterte Verbindung mit einer Schnittstelle oder einem Verbindungsschema 1727 eines Wiedergewinnungssystems 1730 erlaubt. Schließlich weist die Adapteranordnung 1720 bevorzugt eine Schnittstelle oder ein Verbindungsschema 1725 auf, die bzw. das eine erleichterte Verbindung mit einer Schnittstelle oder einem Verbindungsschema 1813 eines gegebenen Zielvolumens 1810 (d.h. einem mikrobiellen Isolator oder einem anderen umschlossenen Raum) erlaubt.
Nun sich wieder beziehend auf 8 als ein nicht beschränkendes Beispiel wird verstanden, daß die Schnittstellenbildung der Verbindungsschemata 1713 und 1717 beispielsweise an einer Stelle auftreten könnte zwischen Ventil 282 und dem Schnittpunkt mit der Querleitung 286. Ferner könnte die Schnittstellenbildung der Verbindungsschemata 1723 und 1727 beispielsweise an einer Stelle zwischen Ventil 306 und Mündungsstelle 314 auftreten.
Ebenfalls sich beziehend auf 46 als ein nicht beschränkendes Beispiel wird verstanden, daß die Schnittstellenbildung der Verbindungsschemata 1725 und 1813 an der Stelle der Verbindungen 1405a und 1405b auftreten könnte. In jedem Falle wird verstanden, daß die allgemeine Anordnung der modularen Komponenten und Verbindungsschemata, die in 47 veranschaulicht ist, in weitem Sinne in einem breiten Bereich von Verbindungsschemata und Modularitäten in Erwägung gezogen wird, die in im wesentlichen jeglicher Art, die als geeignet erachtet wird, konfiguriert und angeordnet werden können.
Es wird nun ebenfalls verstanden, daß die hierin unter Bezugnahme auf 47 beschriebene und veranschaulichte modulare Anordnung eine enorme Flexibilität und Vielseitigkeit erlaubt, als daß eine große Vielzahl an Komponenten, verkörpernd das Generatorsystem 1710, die Adapteranordnung 1720 und das Wiedergewinnungssystem 1730, in Bezug miteinander ausgetauscht werden können, was einen großen Bereich an Permutationen beim Zusammenbau eines Gesamtsystems zum Erzeugen, Verabreichen, Extrahieren und Wiedergewinnen eines Gases (wie eines Sterilisations- oder Dekontaminationsgases) ermöglicht. Selbstverständlich werden solche Permutationen durch ihre Praktikabilität bestimmt, jedoch wird verstanden, daß ein Vielseitigkeitsgrad erreicht wird, der zuvor nicht realisiert worden ist. Im Falle, daß der eine oder andere modulare Abschnitt eine Reparatur oder einen Austausch erfordert, würde das hierin beschriebene modulare System in verminderten Kosten resultieren, als daß lediglich ein Bereich des gesamten Systems repariert oder ausgetauscht werden müßte.
Ferner können Gesamtanordnungen eines Generatorsystems 1710, einer Adapteranordnung 1720 und eines Wiedergewinnungssystems 1730 so konfiguriert und angeordnet werden, um kollektiv mit einem gegebenen Zielvolumen 1810 kompatibel zu sein.
Zusätzlich ermöglicht die Modularität des hierin beschriebenen Systems die folgenden Möglichkeiten: die Verwendung eines oder mehrerer Generatorsysteme 1710 ohne die Verwendung eines Wiedergewinnungssystems 1730; die Verwendung eines oder mehrerer Wiedergewinnungssysteme 1730 ohne die Verwendung eines Generatorsystems 1710.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind alle Instrumente zum Messen von Systemparametern, nämlich die Konzentrationssensoren 1210/1214, Temperatur/Feuchtigkeitssensor 1218 und Drucksensor 1560, die alle in Bezug auf 41 und 46 beschrieben und veranschaulicht worden sind, innerhalb der Adapteranordnung 1720 des modularen Systems enthalten. Auf diese Weise ist es für irgendein Zielvolumen 1810, mit der die Adapteranordnung 1720 zu verbinden ist nicht nötig zu gewährleisten, im Zusammenhang einer gegebenen modularen Adapteranordnung 1720, um irgendwelche solche Instrumente zu enthalten. Somit können die Instrumente in der Adapteranordnung 1720 im wesentlichen zur Verwendung in Verbindung mit irgendeiner einer beträchtlichen Anzahl an unterschiedlichen Zielvolumina 1810 angewendet werden, wodurch die Notwendigkeit entweder für eine ergänzende Instrumentierung (die als eine temporäre Zugabe zu einem verbundenen Adapter-Zielvolumensystem zugefügt würde) oder für eine Instrumentierung im Zielvolumen selbst ausgeschlossen wird, wodurch potentiell beträchtliche Kosteneinsparungen realisiert werden.
Sofern ein Zielvolumen 1810, wie ein Isolator oder ein umschlossener Raum, mit einem oder mehreren seiner eigenen Gebläse ausgerüstet sein kann, ist es denkbar gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ebenfalls ein oder mehrere Gebläse innerhalb der Adapteranordnung 1720 einzuschließen (beispielsweise in einer Weise, die ähnlich ist zu derjenigen, die in 41 in Bezug auf das Gebläse 1240 veranschaulicht ist). Auf diese Weise kann der Gasfluß innerhalb des gesamten verbundenen Systems, einschließend dem Hinein und Heraus aus dem Zielvolumen 1810 durch ein solches zusätzliches Gebläse „verstärkt" werden. Ebenfalls ermöglicht die in 47 veranschaulichte modulare Anordnung die Integration von Adapteranordnungen 1720, die keine Gebläse aufweisen, und die sich folglich auf das Isolatorgebläse alleine zur Gasförderung und -rezirkulation verlassen (diese Variante könnte beispielsweise im Zusammenhang von kleinen Zielvolumina 1810 geeignet sein, die keine großen Flußgeschwindigkeiten für die Gaseinführung, -extraktion und -rezirkulation benötigen könnten).
48 veranschaulicht daher eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Wagenanordnung gemäß den durch 47 veranschaulichten Prinzipien eingesetzt wird. In dieser Weise kann Wagen 1610 gleichzeitig geeignet konfigurierte und angeordnete modulare Abschnitte 1710, 1720 und 1730 zur Verwendung mit einem geeigneten Zielvolumen tragen. Zusätzlich kann ein Steuerungssystem 1630, geeignet konfiguriert und angeordnet für die verwendeten modularen Abschnitte 1710, 1720 und 1730, ebenfalls auf dem Wagen 1610 getragen werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen die schematisch in 48 veranschaulichten Komponenten einschließen, nämlich einen allgemeinen Rahmen 1610, ein Steuerungssystem 1630 und ein Systemgehäuse 1640.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zuvor genannte Rahmen durch einen Wagen mit Rädern (mit Rädern 1612) verkörpert werden, welcher Wagen sowohl als ein struktureller Rahmen als auch als ein Mittel zum Bewegen der Sterilisatorvorrichtung dienen kann.
Eine Steueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie diejenige, die schematisch mit 1630 in 48 und/oder 1510 in 46 gezeigt ist, kann in eine nicht leitende Box mit einer Durchsichttür angeordnet werden, und die Box kann an dem Systemwagen montiert sein.
Schließlich kann ein rostfreies Gehäuse 1640 den Systemwagen abdecken und an Ort und Stelle in Bezug dazu verschraubt sein oder anderweitig gesichert sein. Bevorzugt wird das Gehäuse 1640 so konfiguriert und angeordnet, um das System zu schützen, eine Verfälschung zu vermeiden und eine Arbeitsfläche bereitzustellen. Bevorzugt wird das Gehäuse 1640 ebenfalls mit Türen ausgerüstet, die sich öffnen, um Zugang zum Austausch irgendwelcher verbrauchbaren Komponenten des System bereitzustellen.
Zu Zwecken einer Betreiberschnittstelle kann im wesentlichen jede geeignete Anordnung verwendet werden, wie eine LCD-Platte 1650 mit 9-Inch Fläche und ein Drucker 1655. Diese beiden Komponenten können ebenfalls so konfiguriert und angeordnet sein, um leicht auf dem Systemgehäuse montiert zu werden. In einer herkömmlichen Weise könnte eine solche LCD-Platte eine markierte Touch-Fläche einschließen, die durch einen Betreiber aktiviert werden kann.
Eine mögliche externe Konfiguration wird in 49 und 50 veranschaulicht. Wie gezeigt ist, kann ein Obenaufgehäuse 1640, ein herkömmlicher CRT-Monitor 1660, Betreibertastatur oder -tastaturen 1665 und Drucker 1655 bereitgestellt werden.
51 veranschaulicht eine Anordnungsvariante, bei der ein beträchtlich großes Zielvolumen 1810 angepaßt werden könnte (z.B. ein beträchtlich großer Raum, der zur Sterilisation oder Dekontamination vorgesehen ist, oder sogar ein großer tragbarer Raum, in ähnlicher Weise bezeichnet, wie das Innere eines Laderaums eines Trucks mit 18 Rädern). In dieser Anordnungsvariante führt ein Generatorsystem 1710, in denkbarer Weise konfiguriert zum Erzeugen eines Sterilisations- oder Dekontaminationsgases, in eine erste Adapteranordnung 1720a über ein allgemeines Verbindungsschema 1715. Wiederum kann diese erste Adapteranordnung in das Zielvolumen 1810 über ein allgemeines Verbindungsschema 1775a führen. Ferner kann das Zielvolumen 1810 (über ein allgemeines Verbindungsschema 1775b) in eine zweite Adapteranordnung 1720b führen, die wiederum in das Wiedergewinnungssystem 1730 über ein allgemeines Verbindungsschema 1726 führt.
Gemäß der in 51 veranschaulichten Ausführungsform können daher zwei getrennte Adapteranordnungen eingesetzt werden. In einer Variante kann die Zufuhr aus der ersten Adapteranordnung 1720a zum Zielvolumen 1810 und dann zur zweiten Adapteranordnung 1720b unidirektional und linear sein (d.h. das gesamte Sterilisations- oder Dekontaminationsgas, das in das Zielvolumen 1810 eintritt, wird anschließend abgezogen und dann abgegeben). In einer weiteren Variante kann eine oder beide der Adapteranordnungen 1720a/b dazu dienen, Sterilisationsgas, das in das Zielvolumen 1810 eingeführt worden ist, zu rezirkulieren. Beispielsweise könnte die erste Adapteranordnung 1720a Sterilisationsgas an der oberen linken Seite des Zielvolumens 1810 (in Bezug auf die in 51 veranschaulichte Ansicht) einführen und ebenfalls dasselbe aus der linken Bodenseite des Zielvolumens 1810 extrahieren. Zusätzlich könnte die zweite Adapteranordnung 1720b Sterilisationsgas von der oberen rechten Seite des Zielvolumens 1810 extrahieren und dann in das Zielvolumen 1810 an der rechten Bodenseite desselben wieder einführen. Auf diese Weise könnte ein Muster einer „8" einer kontinuierlichen Rezirkulation für das Zielvolumen 1810 beaufschlagt werden. Für diesen Zweck, insbesondere im Kontext von beträchtlich großen Zielvolumina 1810, kann jede Adapteranordnung 1720a/1720b mit ihrem eigenen Gebläse bereitgestellt werden.
Damit jedes Steuerungssystem eine Kommunikation mit allen angefügten modularen Abschnitten (1710, 1720a, 1720b und 1730) in der in 51 gezeigten Variante hält, können im wesentlichen jede geeigneten Mittel zur Fernkommunikation eingesetzt werden (d.h. Radiotransmission, Drahttransmission, „Ethernet", etc.).
Die vorliegende Erfindung kann gemäß wenigstens einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform als im breiten Sinne berücksichtigend ein modulares System zur Dekontamination wenigstens eines Bereichs eines Ziels betrachtet werden, wobei das modulare System umfaßt:
wenigstens einen modularen Abschnitt (A), der eine Anordnung umfaßt für:
selektives Verabreichen des Dekontaminationsgases an das Ziel; und
selektives Rezirkulieren von Gas zurück zum Ziel; und
wenigstens eines von:
wenigstens einen modularen Abschnitt (B), der eine Anordnung zum Erzeugen eines Dekontaminationsgases umfaßt; und
wenigstens einen modularen Abschnitt (C), der eine Anordnung zum selektiven Extrahieren von Dekontaminationsgas weg aus dem Ziel umfaßt.
Steuerungsprogrammierungsanordnung
Die Offenbarung wendet sich nun einer Steuerungsprogrammierungsanordnung zu, die gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
Generell in Erwägung gezogen wird eine sich selbst bestätigende Anordnung, die eine genaue Ausführung der einzelnen Schritte eines Sterilisationsverfahrens gewährleistet. Alle Funktionen und Verfahrensschritte sind selbst überwachend. Jeder Fehler wird prompt gemeldet und, wo es geeignet ist, eine automatisierte Antwort ausgelöst.
Bevorzugt wird eine modulare und Templat-basierte Softwarekonstruktion den Programmierer im Zusammenhang des Aufbaus einer autonomen (d.h. angepaßten) Sterilisationsroutine bei der Einführung einer Sterilisationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in eine neue Betriebsumgebung (d.h. einen neuen Isolator oder einen anderen umschlossenen Raum) leiten. Schließlich, wenn es implementiert ist, wird das System auf zwei Niveaus selbstbestätigend sein. Auf einem Niveau werden die Elemente der Softwaretemplate eine Schritt für Schritt-Checkliste zum Testen des Systems und des Verfahrensbetriebs bereitstellen. Ferner schließt jeder Produktionszyklusschritt fest programmierte Validierungsparameter ein, wobei die Aktivierung eines bezeichneten „Validierungs"-Schalters das Systems voreinstellen wird, um eine Prozeßvalidierungsversion des nächsten zu betreibenden Zyklus auszuführen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mehrere Eigenschaften in den Softwaretemplaten eingesetzt, wie es kurz unten umrissen wird.
Die Steuerungsanordnung (wie diejenige, die mit 1510 in 46 bezeichnet ist) wird kontinuierlich alle Dienstprogramme und Instrumente überwachen. Jeder in Bezug auf irgendeinen Gegenstand detektierte Fehler wird einen Alarm auslösen und folglich den nächsten Verfahrens-„Start"-Schritt deaktivieren; im Gegensatz dazu wird bei Abwesenheit irgendeines Alarms der nächste Verfahrens-„Start"-Schritt durchgeführt.
Alle Funktionen und Schritte werden für einen erfolgreichen Aufbau und erfolgreiche Ausführung, wie es für die Funktion oder den Schritt geeignet ist, überwacht. Jeder detektierte Fehler wird einen geeigneten Alarm aktivieren, der anschließend den Fehler des Schritts oder der Funktion identifizieren wird.
Im Zusammenhang eines Sterilisationsverfahrens, das gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wird ein und lediglich ein Schritt zu jeder gegebenen Zeit aktiv sein, unter anderem insbesondere solche Schritte, die oben in Bezug auf 42 bis 45 beschrieben und veranschaulicht worden sind. Wenn für einen gegebenen Schritt detektiert wird, nicht zu einer bestimmten Zeit aktiv zu sein, oder wenn nur detektiert wird, daß mehr als ein Schritt zur gleichen Zeit gleichzeitig aktiv ist, wird dann ferner die Steuerungsanordnung (wie diejenige, die mit 1510 in 46 bezeichnet ist) bevorzugt eine Abbruchsequenz einleiten, die eine sichere Rückkehr zu einem kontrollierten Zustand garantieren wird.
Sofern jeder der Schritte, die einen Teil eines Sterilisationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, zu einem gewissen Ausmaß durch die Zeit, in der sie aktiv sind, geregelt wird, wird bevorzugt eine „Verfahrensanhalte"-Bereitstellung eingesetzt, bei der, wenn irgendein Schritt versagt, in einer maximal erlaubten Zeit beendet zu werden (und wie es beispielsweise in einem Bereich des Speichers der in 46 gezeigten CPU 1520 gespeichert ist) ein geeigneter Alarm (z.B. hörbar, visuell, gedruckt, etc.) aktiviert wird, um den Betreiber oder die Betreiber zum Eingreifen zu alarmieren.
Im Falle, daß ein solcher Alarmzustand aktiviert ist, jedoch keine Betreiberintervention über eine vorgegebene Zeitdauer stattfindet, wird die Steuerungsanordnung bevorzugt den Sterilisator dazu drängen, eine Abbruchsequenz einzuleiten, die geeignet ist für den fehlgeführten Schritt, wodurch eine sichere Rückkehr zu einem kontrollierten Zustand garantiert wird.
Wenn schließlich Bedingungen an irgendeinem Schritt im Sterilisationsverfahren vorliegen, die ansonsten die Sicherheit gefährden oder die Produktintegrität bedrohen (z. B. die Sterilität oder physikalischen Eigenschaften eines einer Sterilisation unterworfenen Gegenstands innerhalb des Isolators oder des geschlossenen Raumes bedrohen), wird das Verfahren in einer Weise abgebrochen, die für den aktiven Schritt geeignet ist.
Schritte können durch eines von zwei Verfahren aktiviert werden:

– „Sequentielle Schrittaktivierung" (SSA) gewährleistet eine absolute Steuerung einer Schrittsequenzierung in einer vorgegebenen Sequenz von Schritten. Der einzige Verfahrensschritt, der am Ende eines gegenwärtigen Schritts starten kann, ist der nächste programmierte Schritt. Zu allen Seiten kann ein vorprogrammierter Abbruchschritt leicht aktiviert werden, wenn es durch eine Verfahrensnotwendigkeit oder eine Betreibereingabe erfordert wird.
- „Zufällige Schrittaktivierung" (RSA) ermöglicht, auf der anderen Seite eine Betreiberdefinition einer Sequenz von Schritten, die eine Ad-Hoc-Gebrauchssterilisationssequenz umfassen. Die Gebrauchssequenz wird durch Assoziation des Ordnungsverfahrensschritts (1 bis m) mit einem schrittspezifischen Code erzeugt, um die erforderlichen Schrittfunktionen zu identifizieren. Verfahrens- oder Zeiteinstellungen werden mit jedem Schritt, wie es erforderlich ist, verknüpft. Wenn der Gebrauchszyklus ausläuft, wird sich jede Schrittzahl um 1 bis n erhöhen, wenn jeder Schritt erfolgreich beendet wird. Wenn ein Verfahrensabbruch erforderlich ist, wird die RSA-Sequenz deaktiviert. Der vorprogrammierte Abbruchschritt wird sich aktivieren, und das Verfahren folgt der programmierten Abbruchsequenz zu einem sicheren Zustand. Dieses Zufallsschrittaktivierungsverfahren ist für Verfahrensentwicklung und Testen geeignet. Es stellt Flexibilität bezüglich der Sicherheit bereit, ist jedoch im allgemeinen nicht für validierte Produktionssysteme geeignet.

Eine Programmierungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden 52 bis 58 verstanden werden. 52 bis 58 veranschaulichen jeweils Programmierungstemplate, die für alle Funktionen eines Sterilisierungsverfahrens verwendet werden können, und die dupliziert und bearbeitet (d.h. angepaßt) werden können, wie es erforderlich ist. Die in 52 bis 58 gezeigten Beispiele sind in herkömmlicher Leiterlogik dargestellt; jedoch ist es zu verstehen, daß die Verfahren und hierin in Erwägung gezogenen Template mit im wesentlichen jeder geeigneten Programmierungssprache verwendet werden können. Fortführende Bezugnahme wird nun auf 41 bis 46 genommen, wo es passend ist.
Zunächst wird es verstanden, daß jeder Verfahrensschritt in einem Sterilisationsverfahren (z.B. Zirkulationsfluß, Sterilisationsmittelinjektionsfluß, etc.) eine oder mehrere Funktionen einschließt. Solche Funktionen schließen beispielsweise eine Gasinjektion (d.h. das Öffnen eines Ventils, wie Ventil 282 in 41 bis 46) oder eine Vakuumerzeugung (denkbar betätigbar durch eine herkömmliche Vakuumpumpe, um das Innere eines Isolators oder eines anderen geschlossenen Raumes 1310 zu evakuieren und alternativ betätigbar durch eine Gebläseanordnung, wie diejenige, die mit 1410 in 46 bezeichnet ist) ein.
Bevorzugt wird jeder bezeichnete Schritt die geeigneten Betätigungsvorrichtungen aktivieren, oder sogar eine Steuerungsschleife, die selbst die geeigneten Betätigungsvorrichtungen aktivieren wird, um die mit dem Schritt verbundene Funktion durchzuführen. Beispielsweise wird ein „Gasinjektionsschritt" gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Steuerungsschleife, die in CPU 1520 gespeichert ist, antreiben zu: Öffnen von Ventil 282; Schließen von Ventil 290; und Öffnen von Ventil 306; über Ventilsteuerungsanordnung 1530. Ebenfalls werden geeignete Steuerungen ebenfalls den Gasgenerator 274 selbst aktivieren.
Demzufolge wird unter Bezugnahme auf 52 verstanden, daß das „Funktion"-Templat dazu dienen wird, die Funktion ausdrücklich zu definieren, sobald der Schritt aktiv ist.
Der untere Bereich von 52 veranschaulicht ein „Funktionsüberwachungs"-Schema. Da jede Funktion in einer anfänglichen Veränderung der Systemparameter resultiert, kann insbesondere eine anfängliche Änderung eingesetzt werden, um die relevante Steuerungsschleife anzutreiben, daß die Funktion tatsächlich begonnen hat. Auf diese Weise kann der mit dieser Funktion assoziierte Alarm von Anbeginn bis zu einer solchen Zeit deaktiviert werden, zu der die vorentworfenen Systemparameter verletzt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Templatanordnungen, die hier in Erwägung gezogen werden, bevorzugt so konfiguriert, daß jeder Schritt seinen eigenen Fortschritt und sein Ende überwacht. Insbesondere werden bevorzugt voreingestellte Alarme auf Zeitbasis bereitgestellt, die eine unrichtige Schrittvervollständigung oder einen Schrittfehler anzeigen. Im allgemeinen wird ein fehldurchgeführter Schritt einen Alarm aktivieren, an welcher Stelle der fragliche Schritt beendet und nicht ohne Betreiberintervention fortgeführt wird. Wenn keine Betreiberintervention innerhalb einer gegebenen Zeitdauer stattfindet, wird die vorprogrammierte Abbruchsequenz ausgeführt und das System zu einem kontrollierten Zustand zurückkehren.
Ein „einstellungsangetriebener" Schritt wird ausgeführt, bis ein vorgegebener Verfahrenswert erreicht ist. Ein Beispiel davon ist die Sterilisationsgasinjektion (siehe 43), die bevorzugt fortgeführt wird, bis eine vorgegebene Konzentration an Sterilisationsgas durch Sensoren 1210/1214 detektiert wird. Eine einfache Ungleichmäßigkeit wird den Schritt verriegeln, bis die Einstellung erfüllt ist (d.h. wenn der gemessene Parameterwert, wie die Sterilisationsgaskonzentration, nicht gleich zur vorgegebenen gewünschten Konzentration ist, wird der Schritt weiter fortfahren). 57 veranschaulicht Sollwertverriegelungen für Sollwertschritte.
Ein „zeitangetriebener" Schritt wird lediglich für eine vorgegebene Zeitdauer fortfahren und wird daher enden, wenn die vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Schrittzeitgeber für irgendein Zeitintervall deaktiviert werden, in welchem gegebene Schrittparameter nicht erfüllt sind. Wiederum wird eine einfache Ungleichmäßigkeit bevorzugt den Schritt verriegeln, bis die Zeiterfordernisse erfüllt sind (d.h. wenn die abgelaufene Zeit nicht gleich der vorgegebenen Zeit ist, wird der Schritt fortfahren). 57 veranschaulicht ebenfalls eine Verriegelung auf Zeitbasis für Schritte auf Zeitbasis.
Gewöhnlich kann ein „Verbindungs"-Schritt ebenfalls erforderlich sein, in welchem Falle der Schritt fortfahren wird, bis sowohl ein Sollwert erfüllt ist als auch eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist. Solche Schritte werden zwei Verriegelungen einschließen, eine für den Sollwert und eine für die Zeit.
53 (a bis c) veranschaulicht verschiedene Schrittzeitvoreinstellungen, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, und die anschließend eingesetzt werden können, um entsprechende Alarme zu veranlassen.
53(a) zeigt eine „Minimalzeit"-Zeitgebervoreinstellung, die dazu dient, die Aktivierung eines „Minimalzeit"-Alarms zu veranlassen, wenn ein Schritt in einer kürzeren Zeit als in einem vorgegebenen unteren Grenzwert endet.
53(b) zeigt eine „Maximalzeit"-Zeitgebervoreinstellung, die dazu dient, die Aktivierung eines „Maximalzeit"-Alarms zu veranlassen, wenn ein Schritt über eine vorgegebene maximale Zeitgrenze fortfährt.
53(c) zeigt eine „Schrittversagens"-Zeitgebervoreinstellung, die dazu dient, den durchgeführten Schritt oder sogar das gesamte Sterilisationsverfahren abzubrechen, wenn ein Schritt nach einem „maximalen Zeit"-Alarm fortfährt und keine Betreiberintervention nach einer spezifizierten Zeitdauer nach dem Alarm stattfindet (d.h. eine spezifizierte Zeitdauer in einem „Alarm"-Zustand).
54(a) bis (c) veranschaulichen tatsächliche Alarme, die die in 53(a) bis (c) gezeigten Voreinstellungen einsetzen.
Bevorzugt werden zwei Schrittzeitgeber verwendet, um die Schrittausführung zu überwachen, von denen beide zurückgestellt werden, wenn ein neuer Schritt beginnt. In 55 ist beispielsweise ein „Schrittzeit"-Zeitgeber gezeigt, der dazu dient, die Zeit aufzuzeichnen, die in dem Schritt abgelaufen ist. Auf der anderen Seite zeichnet ein „Gutzeit"-Zeitgeber, wie derjenige, der in 56 ausgedrückt ist, die kumulative Zeit auf, während welcher Schrittparametererfordernisse erfüllt werden. Diese „Gutzeit" wird dann die Basis zum Erfüllen der erforderlichen Zeit in dem Schritt bereitstellen, wie es in der Verfahrensspezifikation definiert ist.
Sich nun 57 zuwendend wird darin ein Schrittsteuerungsschema in Erwägung gezogen, das die Auswahl entweder einer sequentiellen Schrittaktivierung (SSA) oder einer Zufallsschrittaktivierung (RSA) ermöglichen kann, wie es unten erklärt wird.
Wenn SSA ausgewählt wird, wird dann Schritt X aktiviert, wenn Schritt X-1 beendet ist. In diesem Verfahren ist einer und lediglich einer von zwei Schritten in der Lage, zu aktivieren, wenn der vorangehende Schritt endet. Der normale Schritt (siehe 57) wird aktiviert, wenn der vorangehende Schritt normalerweise ohne die Abbruchzustandseinstellung beendet ist. Der Abbruchschritt (siehe 58) wird aktiviert, wenn der gegenwärtige Schritt in einem Abbruchzustand endet.
Wenn RSA ausgewählt wird, wird dann Schritt-X aktiviert, wenn der vom Betreiber ausgewählte Code richtig ist. Der Code ist einer einer Sequenz, die durch eine der folgenden Verfahren sequenziert werden kann. Andere Verfahren können verwendet werden, jedoch sind diese die häufigsten:

1. Manuelles Sequenzieren: Der Betreiber gibt den Code und die Sollwerte für den gegenwärtigen Schritt ein.
2. Laufzeittrommel: Eine Sequenz von vorkonfigurierten Codes und Sollwerten wird durch die Vervollständigung der Verfahrensschritte angetrieben.
3. Sollwertprogrammierung (SPP): Ein Programmierungswerkzeug der Honeywell Control Software System, das eine zeit- und verfahrensangetriebene Sequenz von numerischen Codes und korrespondierenden Sollwerten bereitstellt.

Um das Programmieren zu vereinfachen, wie es in 57 gezeigt ist, wird RSA programmiert, jedoch SSA nicht ausdrücklich definiert. Wenn RSA inaktiv ist (unrichtig), wird dann SSA durch Nichterfüllung aktiv.
Eine Schrittvervollständigung wird gemäß den in 57 und 58 gezeigten Schritttemplaten in Erwägung gezogen.
Wenn ein Verfahrensschritt seinen Zielsollwert erreicht hat oder wenn die Zeit im Schritt abgelaufen ist, endet der Schritt normal. Das Templat zeigt, daß der Schritt verriegelt ist, bis sowohl „Schritt Zeit" als auch „Schritt Sollwert" erfüllt sind. Beide müssen erfüllt werden, um die Verriegelung aufzubrechen, wie es für einige Schritte passend ist; für die meisten Schritte wird lediglich eine Verriegelung verwendet. Beachte, daß die Verfahrensschrittverzweigungen bei Abwesenheit der „Validierungs"-Flagge aktiv sind, und Verfahrenseinstellungen und -werte sind in Kraft.
Wenn auf der anderen Seite die „Validierungs"-Flagge durch den Betreiber gesetzt worden ist, sind die dann die normalen „Schritt/Zeit"- und „Schritt Sollwert"-Verzweigungen inaktiv, und die Validierungs-Zeit- und Validierung-Sollwert-Verzweigungen sind aktiviert. Die Schritte werden ausgeführt und enden wie es für eine normale Schrittvervollständigung beschrieben ist, jedoch sind die Validierungszeit- und Sollwertwerte in Kraft.
Beim Betreiberkommando (bevorzugt ein privilegiertes Betreiberkommando) wird die „Wirkungsschrittflagge" für einen Maschinenzyklus aktiv sein. Dies wird den gegenwärtig aktiven Schritt ohne Berücksichtigung der Zeit im Schritt- oder Verfahrenszustand beenden. Der folgende Schritt wird normal beginnen. Das Templat zeigt, daß der Schritt unverriegelt ist, wenn der „Wirkungsschritt" „richtig" ist. Die aufgebrochene Verriegelung beendet den Schritt. In einem validierten Verfahren bildet das Antreiben eines Schritts eine Verfahrensabweichung und muß mit den für das Verfahren geeigneten Vorgehensweisen behandelt werden.
Bei einem Betreiberkommando oder als Antwort auf die Verfahrenssicherheit oder die Produktintegritäterfordernisse wird die „Abbrechflagge" auf „richtig" gesetzt. Die Schritttemplate in 57 und 58 zeigen, daß irgendein Verfahrensschritt, wenn er aktiv ist, unverriegelt ist, wenn „Abbrechen" „richtig" ist, und wenn er inaktiv ist, inhibiert ist. Dies wird die vorprogrammierte Abbrechsequenz initiieren. Der gegenwärtige Schritt wird sofort enden. Für jeden Schritt in einem abgebrochenen Verfahren gibt es einen und lediglich einen möglichen nächsten Schritt, am Ende der Abbruchsequenz wird das System zu einem sicheren Zustand zurückgeführt. Ein Abbrechschritttemplat ist in 58 gezeigt. Man beachte, daß die Abbrech-Flagge sowohl einen Abbruch initiiert als auch die Zufallsschrittaktivierungsflagge auf „Aus" stellt. Die Abbruchsequenz ist eine spezielle sequentielle Schrittaktivierungssequenz, die nicht abgebrochen werden kann.
Es wird verstanden, daß ein Satz von Zeitgebern alle Schritte bedient. Zu Beginn irgendeines Schritts werden die Zeitgebervoreinstellungen durch den neuen Schritt zurückgestellt und die Zeitgeber wieder gestartet.
Sofern die oben beschriebene Sequenzierung möglicherweise durch eine manuelle Aktivierung durch einen Betreiber initiiert werden kann, wird verstanden, daß ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine solche Sequenzierung automatisch macht. Ferner wird im Zusammenhang einer automatischen Sequenzierung verstanden, daß ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung es der Sequenz oder irgendeinem der individuellen Verfahrensschritte erlaubt, im Falle eines vorgegebenen „Fehlers" abzubrechen.
Sofern eine Sterilisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dafür vorgesehen ist, leicht auf irgendeinen der großen Vielzahl von umschlossen Räumen anpaßbar zu sein, die zum Sterilisieren vorgesehen sind, wird verstanden, daß ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls eine gewisse Standardisierung der durchgeführten Verfahrenssequenzen erlaubt. Mit anderen Worten stellt die templatprogrammierende Software gemäß der vorliegenden Erfindung einen Basisrahmen bereit, von dem angenommen wird, für eine sehr große Vielzahl von Sterilisationsvorrichtungen und Verfahren üblich zu sein, welcher Rahmen jedoch gemäß den Erfordernissen der aktuellen Situation modifiziert und umgebaut werden kann.
Beispielsweise ist es denkbar, eine Steuerungsanordnung bereitzustellen, in welcher der Betreiber Parameterbereiche für die Sterilisationsvorrichtung und das Verfahren voreinstellen kann, die nicht zu verletzen sind, und, wenn sie verletzt werden, in einem Alarm und/oder einem Abbruch resultieren, wie oben diskutiert wird.
Es ist ebenfalls zu erkennen, daß es ebenfalls Parameter geben kann, die dazu tendieren, in Bereiche zu fallen, die für einen sehr großen Bereich von Sterilisationsvorrichtungen und Verfahren gemeinsam sind. In solch einem Falle können solche Parameter bereits in der fragliche Steuerungsvorrichtung vorprogrammiert werden.
Es wird verstanden, daß der „Selbstvalidierungs"-Aspekt der vorliegenden Erfindung einzigartige Vorteile im Vergleich zu bekannten Anordnungen bereitstellt. Viel der herkömmlichen Validierungssoftware tendiert insbesondere dazu, operationell von der Software abgetrennt zu werden, die tatsächlich ein Sterilisations- oder Dekontaminationsverfahren durchführt. Gemäß wenigstens einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet jedoch die „Selbstvalidierungs"- Anordnung, über die hierin nachgedacht wird, einen Teil der sehr gleichen Anordnung, die ein Sterilisations-/Dekontaminationsverfahren durchführt, als daß für die Zwecke des Durchführens eines Validierungslaufes das in 57 gezeigte Templat beispielsweise lediglich abgewandelt werden muß durch „Beflaggung" einer Validierungslaufanfrage. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Betreiber lediglich einen Knopf drückt oder eine andere An von Stimulus bereitstellt.
Es wird ferner verstanden, daß die hierin diskutierte Templatanordnung wenigstens zwei Schritte eines Sterilisierungsverfahrens erlaubt, um automatisch in einer vorgegebenen oder vorbestimmbaren Sequenz durchgeführt zu werden. Gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine „vorbestimmbare" Sequenz als eine „ad-hoc"-Sequenz betrachtet werden.
Zusätzlich wird verstanden, daß das hierin diskutierte System „deterministisch" ist, als daß es sich selbst überwachen und bestimmen kann, ob es in richtiger Weise einen Sequenzschritt ausführt.
Flußbasierter Chargenalgorithmus
Die Offenbarung wendet sich nun einer Beschreibung eines flußbasierten Chargenalgorithmus für eine Gaslieferung zu, der gemäß wenigstens einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Dieser Algorithmus kann am besten unter Bezugnahme auf 41 bis 46 verstanden werden.
Im allgemeinen kombiniert das Konzept der flußbasierten Beladung:

• Gaszugabe basierend auf einem berechneten Wert; und
• Gaszugabe als Antwort auf die Rückmeldungssteuerung,

Dieses System kann bevorzugt umfaßt sein von der durch die Pfeile in 43 bezeichneten Schleife, zusammen mit dem Drucküberwachungssensor 1560 und der Steuerung 1510, die in 46 gezeigt sind.
Wenn eine flußbasierte Beladung initiiert wird, wird das Gasventil 282 geöffnet. Das aktive Gas wird aus Gasgenerator 274 durch Ventil 282 hereingelassen, während jegliches Entlüften durch Ventil 306 stattfindet. Eine anfängliche Beladung fährt dann für eine Zeit „T" fort, wie es durch die Formel definiert wird: T = (VC/FR)K,wobei:

V: = Effektives Volumen des zu sterilisierenden Gefäßes (m³·0.0283(ft³))
C: = Sterilisierungsmittelkonzentration (mg/l)
F: = Konzentration des an Ventil 282 eingeführten Gases (mg/l)
R: = Flußgeschwindigkeit des bei Ventil 282 eingeführten Gases (m³.0.283/Minute) (ft³/Minute)
T: = Beladungszeit (Minuten).
K: = Prozentkorrektur für Kammerinhalte, oder Prozent an nicht besetztem Volumen

Folgend der anfänglichen Beladung werden bevorzugt Zirkulationsvorrichtungen innerhalb eines Isolators oder eines umschlossenen Raumes 1310 aktiviert, um das aktive Gas einheitlich zu verteilen. Wenn das Steuerungssignal vom Konzentrationssensor 1214 anzeigt, daß die Konzentration kleiner als C ist, werden Ventile 270 und 282 bevorzugt geöffnet, um zusätzliches Gas hereinzulassen.
Während der „Gasinjektions"-Phase (wie es in 43 gezeigt ist) kann Ventil 306 bevorzugt geöffnet sein, um überschüssigen Druck abzubauen. Wenn der Drucküberwacher 1560 (oder eine andere Drucküberwachungsvorrichtung) in ähnlicher Weise angibt, daß der Druck den Sollwert erreicht oder überschritten hat, wird Ventil 306 bevorzugt geöffnet, um diesen Druck innerhalb des Gefäßes (wie eines Isolators 1310) zu halten. Wenn die Konzentration C erhalten wird, wird ein Übergang zur „Expositions"-Phase bewirkt, die in 44 gezeigt ist.
Da ein Verfahren zum Einführen eines vorgegebenen Gasvolumens in einen leckagedichten Behälter in Erwägung gezogen wird, wird das System Ventile verwenden, um ein aktives Gas in den Behälter zu liefern und Gas zu entfernen, wie es erforderlich ist, um den Druck und die Konzentration zu halten. Steuerungsanordnung 1510, einschließend CPU 1520, wird die Ausführung einer vorgegebenen Sequenz von Instruktionen steuern. Das Verfahren kann alle Arten von Isolatoren einsetzen, unabhängig von ihrem beabsichtigten Innendruck (d.h. egal ob bei atmosphärischem Druck, Vakuum oder Überdruck).
Gemäß einem flußbasierten Beladungsalgorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit verstanden, daß durch Eliminierung des Problems von druckbasierten Sterilisationssystemen die gasförmige Sterilisation von in wesentlichen jedem geschlossenen Raum erlaubt ist. Kleine, druckempfindliche mikrobielle Isolatoren können ohne Schaden sterilisiert/dekontaminiert werden; dies kann ebenfalls in großen industriellen Räumen oder Behältern erreicht werden. In allen Fällen gibt es im wesentlichen keine Notwendigkeit, das Volumen des zu sterilisierenden Raumes zu evakuieren oder anderweitig zu manipulieren. Der zeitlich festgelegte Fluß des Sterilisationsgases von bekannter Konzentration mit einer bekannten Flußgeschwindigkeit ermöglicht ferner eine direkte Berechnung des gelieferten Sterilisationsmittels. Ferner wird die Konzentration durch einen Sensor (z.B. einen solchen, wie derjenige, der mit 1214 in 46 bezeichnet ist) überwacht und durch den Computer rückmeldungsgesteuert, wodurch die indirekten Berechnungen, die für Systeme auf Druckbasis üblich sind, vermieden werden.
Sofern hierin nicht anderweitig erwähnt, kann angenommen werden, daß alle Komponenten und/oder Verfahren, die zuvor beschrieben worden sind, sofern geeignet, als austauschbar mit ähnlichen Komponenten und/oder Verfahren betrachtet werden können, die an anderer Stelle in der Beschreibung offenbart worden sind, sofern eine gegensätzliche Bezeichnung nicht gemacht worden ist.
Es sollte verstanden werden, daß die Vorrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung passend für die Anwendung konfiguriert und durchgeführt werden können. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind alle lediglich als veranschaulichend und nicht beschränkend zu betrachten. Der Umfang der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche anstelle der vorangehenden Beschreibung definiert. Alle Veränderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereichs der Äquivalenz der Ansprüche kommen, sind innerhalb ihres Umfangs eingeschlossen.

Claims

Modulare Vordadurchrichtung zum Dekontaminieren wenigstens eines Bereiches eines umschlossenen Raums (1310, 1810) mit einem Dekontaminationsgas, wobei die modulare Vorrichtung umfaßt: einen modularen Abschnitt (A), welcher umfaßt Mittel (215, 1720) zum selektiven Verabreichen des Dekontaminationsgases dem umschlossenen Raum; und selektives Rezirkulieren des Dekontaminationsgases zurück zum umschlossenen Raum; und Mittel, ausgewählt aus Mitteln (1210, 1214) zum Messen der Konzentration des Dekontaminationsgases, Mitteln (1218) zum Messen der Temperatur/Feuchtigkeit des Gases und Mitteln (1560) zum Messen des Drucks des Gases, und wenigstens eines von: einem modularen Abschnitt (B), der Mittel (260, 1710) zum Erzeugen eines Dekontaminationsgases umfaßt; und einem modularen Abschnitt (C), der Mittel (310, 1730) zum selektiven Extrahieren von Dekontaminationsgas weg aus dem umschlossenen Raum; Mittel zum Annehmen von Dekontaminationsgas, das dem umschlossenen Raum verabreicht worden ist; und Mittel zum Wiedergewinnen wenigstens eines Bestandteils aus Dekontaminationsgas, das durch das Annahmemittel angenommen worden ist, umfaßt, wobei das Wiedergewinnungsmittel Mittel zum Einführen eines Mediums zum Wechselwirken mit dem angenommenen Dekontaminationsgas und zum Erlauben der Wiedergewinnung daraus von wenigstens einem vorgegebenen Bestandteil umfaßt.
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (B) und Mittel zum Koppeln des modularen Abschnitts (A) in Fluidkommunikation mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (B).
Modulare Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (C) und Mittel zum Koppeln des modularen Abschnitts (A) in Fluidkommunikation mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (C).
Modulare Vorrichtung nach Anspruch l, umfassend wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (B) und wenigstens zwei unterschiedliche modulare Abschnitte (C) und Mittel zum Koppeln des modularen Abschnitts (A) in Fluidkommunikation mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (B) und einem der wenigstens zwei unterschiedlichen modularen Abschnitte (C).