DE971027C - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Druckhaltung in einem mit durch ein Druckmedium gesteuerten Einlass- und Auslassventilen ausgestatteten Sterilisierautoklav - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 27. NOVEMBER 1958

Sch 16977 IVa/53 c

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung der Druckhaltung in mit Ein- und Auslaßventilen ausgestatteten Sterilisierautoklaven od. dgl., bei der unabhängig von der Menge der durchtretenden Arbeitsmedien der Hub der Steuerventile sich selbsttätig einstellt und bei ständig fallender Druckcharakteristik durch eine Gegenkupplung der Ventile alle Betriebsstadien selbst bei undichten Autoklaven mit Sicherheit beherrscht werden. Dies ist gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß der Ansprechmittelwert des Einlaß- und Überströmventils nicht mehr jeder für sich, sondern gemeinsam durch ein Druckluftpolster eingestellt wird, wobei die Luftpolster unterhalb der Steuermembranen der Ventile zweckmäßigerweise durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Druckhaltungseinrichtung schematisch dargestellt.

Mit ι ist ein Autoklav bezeichnet, der bei 2 einen Drucklufteintritt und bei 3 einen Austritt aufweist. Die in den Drucklufteintritt 2 des Autoklavs ι einzuführende Druckluft von beispielsweise

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2,5 atü wird einem Druckluftspeicher 4 od. dgl. entnommen, der über eine Leitung 5 mit einer Reduzierstation 6, die mit ihrer Einstellmöglichkeit 8 einen Sollwertgeber (z. B. Reduzierventil für Preßluft) darstellt, und einer weiteren Leitung 7 in Verbindung und mit einer Anzeigevorrichtung 9 in Zusammenhang steht, von dem aus die Einstellung eines beliebigen Betriebsdrucks im Autoklav 1 erfolgt. Von der Sollwerteinstellvorrichtung 6-8 über 7 führt eine Leitung 10 in eine Abzweigleitung 11, die in einen Raum 12 unterhalb einer Membran. 13 mündet. Mit dieser Membran 13 ist durch eine Ventilstange 14 ein Ventilteller 15 verbunden, der in einem Ventilgehäuse 16 angeordnet ist. Dieser Ventilteller 15 vermag eine Rohrleitung 17 abzusperren, die unmittelbar mit dem Druckluftspeicher 4 von mehr als z. B. 2,5 atü in Verbindung steht. Aus dem Ventilgehäuse 16 führt eine durch eine von Hand zu betätigende Absperrvorrichtung 18 absperrbare Rohrleitung 19 in den Einlaß 2 des Autoklavs 1. Zwischen dem Raum 20 oberhalb der Membran 13 ist eine Verbindungsleitung 21 vorgesehen, die in die Rohrleitung 19 vor der Absperrvorrichtung 18 mündet. Die an die Rohrleitung 10 angeschlossene Abzweigleitung 11 ist weiter durch eine Rohrleitung 22 mit einem Raum 23 unter einer Membran 24 verbunden, die in einem Membrangehäuse 25 eingebaut ist. Mit der Membran 24 ist über eine Ventilstange 26 ein Ventilteller 27 verbunden, der eine aus dem Autoklav 1 kommende Auslaßleitung 28, die beispielsweise ins Freie führt, absperren kann. Durch den in der Rohrleitung 22 herrschenden Druck von 2,5 atü hält die Membran 24 den Ventilteller 27 auf seinem Sitz, so daß der Druck im Autoklav 1 nicht durch die Rohrleitung 28 austreten kann. Der über der Membran 24 vorhandene Raum 29 in dem Membrangehäuse 25 ist durch eine Verbindungsleitung 2Θ ^m^ ^ Auslaßleitung 28 des Autoklavs 1 verbunden. Gegenüber dem Austritt 3 für das Überströmventil 31 ist auf der anderen Seite des Autoklavs 1 ein Rohrstutzen 31 angeordnet, durch den von einer Rohrleitung 32 aus Kühlwasser in den Autoklav ι eingeführt werden kann. Die Kühlrohrleitung 32 ist durch ein Ventil 33 absperrbar, dessen Ventilteller 34 über einen Ventilstift 35 mit einer Membran 36 im Innern des Ventilgehäuses 37 in Verbindung steht. In das Gehäuse 37 dieser Membran 36 führt oberhalb der Membran 36 eine Umführungsleitung 38 hinein, die an die Kühlwasserrohrleitung 32 vor dem Absperrventil 33 angeschlossen, ist. In das Ventilgehäuse 37 unter der Membran 36 mündet eine Rohrleitung 39, die bei 42 an einem Steuerschalter 40 angeschlossen ist, der im wesentlichen aus einem Mehrwegehahn 41 besteht, an den außer einer Druckluft zuführenden Rohrleitung 43 drei Rohrleitungen 42, 39; 45, 47 und 46, 47 angeschlossen sind. Als Anzeigevorrichtung für die jeweilige Stellung des Mehrwegehahnes 41 dient eine Schalttafel 60 mit vier verschiedenen Stellungen A bis D.

In der Stellung^ (Nullstellung) sind die sämtlichen Rohrleitungen 42, 39; 45, 47; 46, 47 abgesperrt.

In der Stellung B des Mehrwegehahnes 41 steht die von der Reduzierstation 44 kommende Rohrleitung 43 mit der Rohrleitung 45, 47 in Verbindung, die zu einem Steuerteil 48 eines Thermostaten 49 und aus diesem über eine Rohrleitung 50 auf die Unterseite einer Membran 51 führt, an der über einen Steuerstift 52 ein Ventilteller 53 angeschlossen ist, der eine Dampfzuführungsleitung 54, die bei 55 in den Autoklav 1 mündet, abschließen kann. Zwischen dem Raum, oberhalb dieser Membran 51 und der Dampf zuführungsleitung 54 ist eine Verbindungsleitung 56 vorgesehen. Die durch die Verbindung 45, 47, 48, 50 in den Raum unter der Membran 51 eintretende Druckluft öffnet das Dampfventil 53, so daß der Dampf aus der Rohrleitung 54 und dem Anschluß stutzen 55 in den Autoklav ι zwecks Beheizung des Autoklavs eintreten kann.

In der Stellung C des Mehrwegehahnes 41 tritt die Druckluft aus der Rohrleitung 43 über die Rohrleitung 42, 39 auf die Unterseite der Membran 36 des Kühlwasserventils 33 und öffnet vermittels des Ventilstiftes 35 den Ventilteller 34, so daß das Kühlwasser aus der Rohrleitung 32 bei 31 in den Autoklav ι eintreten kann.

Wird der Mehrwegehahn 41 so umgelegt, daß er die Stellung D einnimmt, so kann über die Verbindung 46 sowohl zur Leitung 47 als auch zur Leitung 39 Druckluft zu gleicher Zeit zu dem Dampfzuführventil 53 und dem Kühlwasserventil 33 treten.

Soll der Autoklav 1 nach der Beschickung mit z. B. zu sterilisierenden Konservendosen in Betrieb genommen werden, so wird zunächst die Dampfleitung geöffnet. Die Regelung der Dampfzufuhr erfolgt von einem von Hand auf die einzuhaltende Höchsttemperatur eingestellten Thermostaten. Gleichzeitig wird auch das Absperrorgan 18 für die in den Autoklav einzuführende Druckluft geöffnet. Infolgedessen tritt durch die Leitungen 17 und 19 Druckluft in das Innere des Autoklavs 1 ein, da die über die Leitungen 5, 7, io, 11 und in den Raum 12 unter der Membran 13 wirksame Druckluft über den Stift 14 den Ventilteller 15 angehoben hat.

Nach Erreichung des durch die Sollwerteinstellvorrichtung 8 eingestellten Druckes im Autoklav 1 wird die Druckluftleitung 17 durch den Ventilteller 15 abgesperrt, da infolge des gestiegenen Druckes im Autoklav 1 über die Verbindungsleitung 21 der von unten auf die Membran 13 ausgeübte, von der Sollwerteinistellvorrichtung 8 beeinflußte Steuerungsdruck die Membran 13 nach unten durchgewölbt und daher aufgehoben wurde, so daß die Ventilstange 14 den Ventilteller 15 auf den Ventilsitz aufsetzt.

Steigt der Druck im Autoklav 1 weiter über den in der Sollwerteinstellvorrichtung 8 eingestellten Druck, z. B. durch Kondensatanfall beim direkten Einleiten von Dampf, dann wird der Druck im Autoklav ι über die Verbindungsleitungen 28, 30 auf die Oberseite der Membran 24 wirksam, und infolge der Durchwölbung der Membran 24 nach

unten öffnet der Ventilteller 27 den Durchlaß im Membrangehäuse3i, so daß der überschüssige Druck aus dem Autoklav 1 abgeblasen wird. Die gemeinsame Verbindungslei.tung 11-22 der Räume 12 und 23 stellt daher infolge der gegensätzlichen Arbeitsweise der Ventile 15 und 27 (15 schließt bei Abwärtsbewegung, 27 öffnet bei Abwärtsbewegung) eine praktisch trägheitslose hochwirksame Gegenkopplung dar, bei der die um den eingestellten SoIlwert wechselweise eintretende gegenläufige Arbeitsweise der Ventile eine im Hub vom Durchsatz unabhängige Ventilsitzeinstellung pendelungsfrei so ergibt, daß immer nur ein Ventil in Tätigkeit ist (geöffnet), während das andere Ventil hierbei geschlossen hat.

Das Druckluftventil, das Überströmventil, das Dampfventil und das Kühlwasserventil werden jeweils mit zwei variablen Größen beaufschlagt. Beispielsweise .sind die Membranunterseiten des ao Druckluft- und Überströmventils jeweils mit dem vom Sollwertgeber vorbestimmten Druckwert belastet, während die Membranoberseiten durch den Antoklavdruck beaufschlagt werden. Der Autoklavdruck ist in diesem Falle unmittelbarer Steuerimpuls.

Das neue Verfahren weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß die Ventile vom Autoklav direkt gesteuert werden, ohne daß der Druck des Autoklavs, wie bei bekannten Einrichtungen, erst umgewandelt werden muß, wodurch Verzögerungen, Verzerrungen und Betriebsunsicherheit gegeben sind.

Würde bei dem neuen Verfahren der Sollwertgeber ausfallen, dann öffnet das Überströmventil den Autoklav und bläst den Druck ab. Es wirkt also als Sicherheitsventil mit großer Ansprechgenauigkeit.

Die nach dem neuen Verfahren arbeitenden Regelvorrichtungen weisen einen einfachen Aufbau mit einem hohen Grad an Betriebssicherheit auf, gegeben, durch die Wahl großer Membranflächen.. Die Ansprechempfindlichkeit ist trotz widerstandsfähiger Bauart sehr hoch.

Die Steuerung des Dampfventils ist derart getroffen, daß bei Ausfall der Preßluft die Dampfzufuhr automatisch abgesperrt wird. Auch kann das Kühlwasserventil so ausgebildet sein, daß es in die Öffnungsstellung gelangt, wenn das steuernde Medium (Preßluft) ausfällt, so daß dann der Inhalt des Autoklavs automatisch gekühlt wird.

Das neue Verfahren ermöglicht femer, den Autoklav nicht nur im Überdruckverfahren, sondern auch im Druckkühl- und Normalsterilisationsverfahren zu betreiben. Es ergeben sich folgende Arbeitskombinationen gleichzeitig eingeschalteter Ventile:

a) Überüi uckverfahren

Heizen: Ventile 15, 27, 53 Halten: - 15,27,53

(53 durch 48 gesteuert) Kühlen: - 15,27,34

b) Druckkünlverfahren

Heizen: Ventile 27, 53

Halten: - 27,53

(Temperaturmaximum durch 48-53 und/oder 2."j gehalten)

Kühlen: - 27,34

c) Normalverfahren
Heizen:
Halten:

Fällen: Entlüftungsventil X

Kühlen: Ventil 34

wie bei Druckkühlverfahren b

Die sich aus den verschiedenen Kombinationen ergebenden Schaltungen ermöglichen nicht nur die Verwendung eines Mehrwegehahnes als Steuerorgan, sondern auch die Verwendung äquivalenter Steuerglieder. Sowohl der Mehrwegehahn als auch eine gleichwirkende Einrichtung läßt sich auch fernsteuern.

Es ist zweckmäßig·, das Überströmventil am Autoklav möglicht hoch anzubringen, damit dieses Ventil beim eingestellten Sollwert und bei weiterer Dampfzufuhr auch die gegebenenfalls im Kopfraum des Autoklavs vorhandene Luft abblasen kann, ohne daß man ein besonderes Entlüftungsventil o'd. dgl. vorsieht.

Durch die Verwendung von Preßluft als Steuermedium ist es sehr leicht möglich, den Autoklav oder eine Reihe von solchen aus der Ferne zu steuern, ohne daß man die Dampfleitung oder die Kühlwasserleitung bis zu der Zentrale und von dieser bis zu den einzelnen Autoklaven zu führen hat. Als Druckmedium kann auch Dampf verwendet werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Verfahren zur Regelung der Druckhaltung in einem mit durch ein Druckmedium gesteuerten Einlaß- und Auslaßventilen ausgestatteten Sterilisierautoklav, diadurchgekennzeichnet, daß die Ventile (15; 34, 27) für die in den Autoklav einzuführende Druckluft und das einzuleitende Kühlwasser sowie den gegebenenfalls abzuleitenden Luftüberschuß in unmittelbarer-Abhängigkeit von dem im Autoklav herrschenden Druck ohne Zwischenschaltung eines den Steuerimpuls umformenden Gliedes mittels Druckluft gesteuert werden, wobei der Ansprechmittelwert der Ventile von einem gemeinsamen Sollwertgeber aus gleichzeitig und in voller Übereinstimmung zueinander ohne Schwierigkeit auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden kann, sowie zur Regelung der Temperaturführung im Sterilisierautoklav dadurch, daß das Ventil (53) für den in den Autoklav einzuführenden Heizdampf gleichfalls mittels Druckluft gesteuert wird, und zwar in Abhängigkeit

   von der im Autoklav herrschenden Temperatur direkt über einen Thermostaten, und daß werfer auch das Ventil (34) für das in den Autoklav einzuleitende Kühlwasser durch das gleiche Druckmedium ferngesteuert wird,
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (als Ventile durch Membranen gesteuerte Ventile (15, 27) dienen und daß das vom Sollwertgeber (8) eingeschaltete Druckmedium jeweils die eine Seite der Membranen (13, 24) beeinflußt, wohingegen die anderen Seiten der Membranen durch entsprechende Rohrleitungen mit dem Autoklavinnern in Verbindung stehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume unter den Membranen (13, 24) miteinander und mit der vom Sollwertgeber (8) kommenden Druckmediumzuleitung in Verbindung stehen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an die das Druckmedium zuführendeLeitung (43) angeschlossenen Steuerschalter (40), der außer auf eine Absperrstellung (A) auf drei Betriebsstellungen (B, C, D) einstellbar ist, durch die der Dampfeinlaß (54, 53; 55). der Dampf- und Wassereinlaß (54, 53, 55; 32, 33, 31) oder der Kühlwassereinlaß (32, 33. 31) für den Autoklav (1) herbeigeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 448 163;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 539 505, 2 605

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 547/350 6.56 (809 671/5 11.58)