NO800106L - Fremgangsmaate og apparat for rengjoering og sterilisering av gjenstander. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt rengjøring av små gjenstander, slik som kirurgiske-, tannlege- og laboratorie-instrumenter, spiseredskaper, mekaniske ur- og juveler-deler, som alle krever omhyggelig rengjøring og av og til sterilisering før de blir tatt i bruk.

Det er tidligere kjent rengjøringsinnretninger som benytter ultralyd-vibrering for å utføre rengjøringsoperasjoner. Disse innretninger benytter vanligvis en beholder, der en ultralydgenerator er festet utvendig på bunnen eller en vegg i beholderen.Ultralydgeneratoren kan være av typen piezoelektrisk kvarts eller av den magnetorestriktive type. Gjenstandene som skal rengjøres, plasseres i beholderen slik at de er neddykket i en væske, som avhengig av rengjøringsprosessen, kan være vann med iblandet rengjøringsmiddel eller i noen tilfeller, et organisk oppløsningsraiddel.

Det er kjent at ultralydvibrering i en væske kan medføre kompresjons- og fortynningssoner som virker mekanisk og i mikroskopisk målestokk, men ganske voldsomt på gjenstander som er neddykket i en væske. Dette fenomen blir angitt som kavitasjon. De fremmedlegemer som er til stede på overflaten av de gjenstander som skal rengjøres, blir derved løsnet fra overflatene og oppløst i væsken.

Når gjenstandene som skal rengjøres er utstyrt for medi-sinsk eller vitenskapelig bruk blir verktøyene som er rengjort på denne måte deretter ofte undergitt en steriliseringsbehand-ling. Steriliseringen utføres ved at verktøyene føres gjennom en ovn eller autoklav, eller ved neddykking i en steriliserings-væske. I noen tilfeller utføres steriliseringen ved at det indre av et kammer utsettes for aktinisk bestråling (kjemisk virksom bestråling), slik som ultrafiolett bestråling.

En steriliseringsprosess etter ultralydrengjøring vil ikke alltid være effektiv, med mindre den utføres i en autoklav. Hvis det således i de gjenstander som skal rengjøres forefinnes hulrom, vil forurensende partikler kunne avsettes i disse hulrom, der de vil være avskjermet fra den baktericide virkning fra den ultrafiolette bestråling eller fra det kjemiske middel som benyttes ved steriliseringen.

En annen ulempe med den kjente ultrasoniske rengjørings-og steriliserings-prosess er nødvendigheten av en etterfølgende

for den aktiniske bestråling er anbragt under et deksel som danner en reflektor og som er arrangert på toppen av beholderen.

Et annet trekk består i at apparatet omfatter innretninger for oppvarming av væsken, og at disse oppvarmingsinnretninger med fordel kan ha form av en motstand som er sammenbundet med beholderen ved hjelp av en silikonelastomer.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter apparatet innretninger for å fylle beholderen med væske samt innretninger som når tanken er full, setter igang en raakroskopisk sirku-lasjon av væsken i beholderen.

Ifølge enda et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter apparatet innretninger for innføring av omgivelsesluft under dekslet i beholderen i nærheten av den aktiniske strålingskilde, der luften som innføres tjener til å tørke de rengjorte gjenstander og selv blir utsatt fra steriliseringsvirkning fra bestrålingen.

Et apparat ifølge oppfinnelsen omfatter en programmeringsinnretning som automatisk regulerer rekkefølgen av operasjoner

som skal utføres etter at apparatet er slått på og dekslet er lukket. Hår syklusen settes manuelt igang foretar programmeringsinnretningen følgende arbeidstrinn: A Igangsetting av væskefylleinnretningen, oppvarmingsinnretningen, bestrålingskilden, omgivelsesluftviften og kjøleviften.

B_ Etter en forutbestemt tid dl stenges væskefylleinnretningen, og samtidig settes ultralydgeneratoren igang.

C Etter en forutbestemt tid d2 stoppes ultralydgeneratoren og væsketømmeinnretningen settes igang.

D Etter en forutbestemt tid d3 stoppes væsketømmeinn-retningen og kjøleviften.

E Etter en forutbestemt tid d4 slås bestrålingskilden og omgivelsesluftviften av og apparatet er da på nytt i ut-gangstilstanden.

Bestrålingskilden og omgivelsesluftviften kan med fordel settes igang for en ny tidsperiode d4 ved å lukke beholder-dekslet og kan stoppes ved å åpne dette. Dette arrangement gir beskyttelse mot faren for elektrisk dødelig støt på grunn av den relativt høye spenning for bestrålingskilden når denne settes igang, men dette gjør det nødvendig at det følger en periode med luftsterilisering etter innføring av den ikke sterile omgivelsesluft når dekslet åpnes.

For å gi en bedre forståelse av oppfinnelsen samt andre formål og ytterligere trekk ved denne, skal det vises til den følgende detaljerte beskrivelse når den leses i forbindelse med de medfølgende tegninger hvors Fig. 1 er et skjematisk riss som viser et apparat ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 er et funksjons/tids-diagram.

Fig. 3 er et utsnittet isometrisk riss som viser en foretrukken utførelse ifølge oppfinnelsen og

fig. 4 er et skjematisk riss som viser et modifisert arrangement for fylling og tømming av beholderen.

Det skal nå vises til fig. 1, der et apparat ifølge oppfinnelsen omfatter en metallbeholder 1 med et deksel 2 som er hengslet på en kant av beholderen.Dekslet 2 danner en reflektor med en krumming som kan være sylindrisk, parabolisk eller som har en annen form som muliggjør konsentrering av bestrålingen ned i den underliggende beholder, under dekslet 2 er det anordnet en ultrafiolett bestrålingslampe 4 som utgjør den aktiniske lyskilde. Henimot lampen 5 er det i reflektoren 2 utformet en åpning 5 som ved hjelp av en vifte 6 gjør det mulig å føre inn en strøm av omgivelsesluft mot lampen, idet denne luft tilføres inn i rommet mellom beholderen 1 og dekslet 2.

En kurv 7 er opphengt i den væske som forefinnes i tanken 1. Denne væske kan være vanlig vann, destillert vann eller demineralisert vann. Gjenstandene som skal rengjøres, slik som de som symbolsk er antydet med henvisningstallet 9, er plassert i kurven 7.

på den utvendige flate av beholderbunnen er det festet en ultralydgenerator. Denne er sammensatt av en aluminiumplate 10som er sammenbundet med bunnflaten, og denne plate tjener til å beskytte den piezoelektriske krystall og tilpasse dens frekvens til resonansfrekvensen for beholderen. Videre består ultralydgeneratoren av en pakning 11 av "Celoron" som er sammenbundet med platen 10 og tjener som varmeisolasjon, samt en transduktor 12 som er sammenbundet med pakningen og er til-formet av en piezoelektrisk krystall og dens elektroder. Et egnet adhesiv for disse sammenbindinger kan være et cyano-akryllira.

Til den utvendige flate på en vegg i beholderen er det ved hjelp av en silikonelastomer pålimt en oppvarraingsmotstand 13, som tjener til å varme opp væsken gjennom veggen i beholderen. Motstanden 13 styres av en regulator 131 som får sin start/stopp-informasjon fra en avføler 132 som er plassert på beholderen i nærheten av motstanden 13.

Ifyllings-, sirkulasjons- og tømme-innretningene for væsken omfatter en sløyfe 14, hvis ene ende er koblet til et lavt punkt 15 i beholderen for at det skal bli mulig å tømme vasken fra denne, og hvis andre ende er koblet til et punkt 16 som er plassert på en sidevegg, ikke langt fra bunnen. I sløyfen 14 er det innkoblet en pumpe 17 hvis primære hensikt er å sirkulere væsken i beholderen.Pumpen 17 er av den "positive" type, d.v.s. at når den stoppes kan ikke væsken strømme i sløyfen. Oppstrøms for pumpen 17 i sløyfen 14 er det anordnet en avgrening 18 som via en første solenoidventil 19 fører til en kloakkledning eller beholder 20.Avgreningen 18 er fortrinnsvis anbragt vertikalt på den nedre del av sløyfen 14,

slik at det blir mulig å tappe av faste partikler som er kommet inn i sløyfen på grunn av tyngdekraften.

Ifølge en på tegningene ikke vist modifikasjon er av-greningen 18 inneholdende en syklon, slik at fenomenet med tyngdekraftutfelling forøkes.Nedstrøms for pumpen 17 er det innkoblet en annen avgrening 21 som fører til en annen solenoidventil 22, som igjen står i forbindelse med en væske-tilførselskilde 23. Den ene ende på en overstrømningsledning 24 er koblet til beholderen i nærheten av den øvre ende på denne, og dens andre ende er koblet til kloakkledningen ned-strøms for solenoidventilen 19.

Apparatet omfatter også en oscillator 28 hvis funksjon er

å utvikle elektriske svingninger med en frekvens som er passende for drift av en transduktor 12 som frembringer ultralydsving-ninger. Apparatet omfatter videre en vifte 29 som virker til

å avkjøle de kraftdrevne komponenter, slik Som transduktoren 12 og oscillatoren 28 ved å blåse inn luft som kommer utenfra. Systemet omfatter også en føler, slik som en mikrobryter 38,

som registrerer om dekslet 2 er åpen eller lukket, idet bryteren blir påvirket når dekslet åpnes.

Automatisk drift av apparatet utføres ved hjelp av en programmeringsinnretning 26 som fortrinnsvis er av en type med integrert logisk krets som virker i samsvar med en rekkefølge fra en tidsbasis som enten kan være en krystalloscillator eller en annen frekvenskilde, slik som frekvensen i en vanlig kraft-linje. Programmeringsinnretningen kan også være av den elektro-mekaniske type, men i dette tilfelle vil den ha mindre flek-sibel justeringsmulighet.

programmeringsinnretningen 26 tjener til å påvirke kompo-nentene i systemet, slik som pumpemotoren, oppvarmingsmotstanden, oscillatoren etc. via en drivstasjon 27 som for eksempel kan være elektromagnetiske mikroreleer.Programmeringsinnret-ningen 26 og drivstasjonen 27 får den nødvendige kraft til driften fra en krafttilførselsboks 25, som igjen er koblet til kraftledningen via en hovedbryter 30.

De på fig. 1 viste prikkede linjer representerer de elektriske ledningsforbindelser mellom programmeringsinnretningen, drivstasjonen og de forskjellige arbeidskomponenter i systemet.Spenningstilstanden i disse ledninger er av den binære type, d.v.s. de er enten aktivert (står under spenning) eller danner en hindring (uten spenning).

Under drift vil tilstanden i ledningene i det på fig. 1 viste system i løpet av en driftssyklus være slik som vist på fig. 2. 1 dette diagram er en manuell påvirkning eller en påvirkning uavhengig av driftssyklusen angitt med et pilhode på en prikket linje, der det over pilhodet er en bokstavM*

Forløpet av en operasjonssyklus skal nå forklares med henvisning til fig. 1 og 2.Bet antas at beholderen inneholder de gjenstander som skal rengjøres og at dekslet 2 er lukket.

I det første trinn settes systemet under spenning ved å slå på bryteren 30, og derpå startes driftssyklusen ved å påvirke en trykkbryter 31 på programmeringsinnretningen 26. Derved settes ledningene 33 og 37 under spenning. Dette medfører at solenoidventilen 22 i ledningen 33 åpner, slik at væske kan strømme fra tilførselskilden 23 og inn i beholderen 1. Samtidig tennes lampen 4 og viften 6 startes, idet både lampen og viften er tilknyttet ledningen 37.

Kår ledningene 33 og 37 settes under spenning startes tidstellingen i en forutbestemt tid d^, der denne periode til-svarer den tid det tar for å fylle beholderen 1 med væske. Ved slutten av denne periode d^, avenergiseres ledningen 33, slik at solenoidventilen 22 lukker, sens ledningene 34 og 35 settes under spenning. Hår ledningen 34 aktiveres, tilføres kraft til oppvarmingsmotstanden 13 sosa begynner å varme opp væsken. Kår ledningen 35 settes under spenning, settes pumpen 17, oscillatoren 28 og viften 29 samtidig i drift. Ved aktiveringen av ledningen 35 stastes også tidstellingen for en annen forutbestemt tidsperiode d2. Ved slutten av denne andre periode blir ledningene 34 og 35 på nytt avenergisert, hvorpå ledningen 36 settes under spenning.

Den forutbestemte periode d2er den tid som antas å være nødvendig for å utføre rengjøringen og steriliseringen av gjenstandene ved den kombinerte virkning av den ultrasoniske omrøring og den ultrafiolette bestråling, ved aktiveringen av ledningen 36 startes tidstellingen for en tredje forutbestemt tidsperiode d^#og ved slutten av denne periode bringes ledningen 36 til den avenergiserte tilstand. Ved aktiveringen av ledningen 36 åpnes også solenoidventilen 19, og perioden d^er den tid som antas nødvendig for tømming av beholderen 1.

Hår ledningen 36 bringes til avenergisert tilstand startes også tidstellingen for en forutbestemt fjerde tidsperiode d^, og ved slutten av denne periode bringes ledningen 37 til avenergisert tilstand, slik at strålingen fra lampen 4 avsluttes og viften 1 stoppes. Ved slutten av denne siste periode er gjenstandene i beholderen tørre og steriliserte, hvis de har vært plassert på egnet måte i denne, og de er omsluttet av luft som er sterilisert. Ved å holde lampen 4 i drift etter at beholderen er tømt for væske i en periode d^, vil luften som fortrenger væsken i beholderen.,, bli sterilisert av de ultrafiolette stråler.

Når dekslet 2 løftes opp for eksempel for å kunne fjerne

en gjenstand, slik som et kirurgisk instrument, blir ledningen 32 satt under spenning. Ved lukking av dekslet bringes ledningen 32 til avenergisert tilstand. Denne virkning av deksel-åpningen fører til at ledningen 37 igjen blir satt under spenning for en ny periode d^, slik at lampen 4 og viften 6 blir virksomme.Beholderen 1 vil bare bli fylt på nytt i en ny driftssyklus når trykkbryteren 31 slås på på nytt.

Fig. 3 viser et apparat ifølge oppfinnelsen i en foretrukken utførelse, idet risset ikke er fullstendig med hensyn på drivkomponentene og viser bare utsnitt av beholderen og huset for denne. De elementer på fig. 3 som også inngår i det skjematiske riss på fig. 1, har samme henvisningstall som på fig. 1. Reflektoren 2 er innpasset i dekselinnfatningen 40.Reflektoren 2 er utstyrt med en rekke åpninger 5 som er plassert i nærheten av lampen 4, fortrinnsvis like over denne, viften 6 er anordnet i rommet mellom dekselinnfatningen 40 og reflektoren 2, og viften tjener til å trekke luft fra utsiden og trykke den gjennom åpningene 5.

Til den ytre flate i bunnen av beholderen er det bundet

en aluminiumpakning 10 hvortil transduktoren er bundet. Beholderen 1 opplagret inne i en innfatning 41 som igjen er opplagret på en ytterbunn 42. I rommet mellom beholderen, innfatningen 41 og ytterbunnen 42 er det anordnet forskjellige driv- og regulerings-komponenter, slik som kjøleviften 29 og en pumpe 17.Ytterbunnen 42, dekselinnfatningen 40 og beholderinnfatningen 41 kan være fremstilt av en passende polyester-harpiks som er armert med glassfibre.

I en annen utførelse av oppfinnelsen som ikke er vist på figurene er dekslet og dekselinnfatningen opplagret på en kryssarm fra en rørformet mast som er plassert på den ene side-kant på beholderinnfatningen. Masten kan samtidig gli vertikalt i innfatningen og dreie seg rundt mastaksen. Den verti-kale bevegelse og masten kan med fordel befordres ved hjelp av en motvekt eller en fjær. I denne utførelse er regulerings-innretninger og drivinnretninger innesluttet i dekselinnfatningen, der masten også tjener som en kledning for både kraft-ledninger og for luftstrømmen fra beholderinnfatningen til dekselinnfatningen og derpå til området omkring lampen.

på fig. 4 er vist en modifikasjon av et apparat 50 ifølge enhver av de foran beskrevne utførelser, og denne er utstyrt med en spesiell væskekrets som er spesielt beregnet på å sikre fylling av beholderen fra et reservoar 51 som er anordnet under et avrenningsbord 56, og for å sikre tømmingen av beholderen til et annet reservoar 52 som også ligger under avrennings-bordet 56. Et arrangement av denne type er spesielt nyttig i de tilfeller der rengjøringsvæsken er kostbar, slik som alkohol eller et organisk løsningsmiddel, og at man derfor ønsker å

gjenvinne væsken for bruk på nytt etter en behandling.

Ifølge dette arrangement er solenoidventilene på fig. 1 erstattet med drevne pumper 53 resp. 54. En pumpe 55 som er plassert i beholdersløyfen har den samme plassering og spiller den samme rolle som pumpen 17 på fig. 1. I dette arrangement kan selvsagt ikke pumpene 53, 54 og 55 drives samtidig, slik det også er for pumpen og solenoidventilene på fig. 1. Det er også lett å forstå at suge- og leverings-trykket for pumpen 54 må være stort nok til å heve væske fra reservoaret 51 til beholderen.

Selv om det er beskrevet og vist foretrukne utførelser av sonisk-aktiniske apparater for rengjøring og sterilisering av instrumenter ifølge oppfinnelsen, skal det påpekes at det kan foretas mange endringer og modifikasjoner av disse, men uten at det avvikes fra oppfinnelsestanken.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for rengjøring og sterilisering av gjenstander, slik som kirurgiske instrumenter, spiseredskaper og lignende, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: A at gjenstandene plasseres i en beholder som inneholder en rengjøringsvæskej at væsken i beholderen utsettes for en ultrasonisk omrøring for å løsgjøre forurensende smusspartikler fra gjenstandene og oppløse partiklene i væsken; og C at væsken samtidig utsettes for bestråling med aktiniske stråler for å ødelegge forurensningene i denne, slik at gjenstandene både renses og steriliseres.

2. Apparat for rengjøring og sterilisering av gjenstander, slik som kirurgiske instrumenter, spiseredskaper og lignende, karakterisert ved at det omfatter: A _ en beholder som inneholder en réngjøringsvæske»13 midler til å understøtte gjenstandene i beholderen» C_ en ultralydgenerator festet på en utvendig flate på beholderveggen for å utsette væsken i beholderen for en ultrasonisk omrøringi D en aktinisk bestrålingskilde for bestråling av væsken i beholderen? og E midler som samtidig slår på ultralydgeneratoren og bestrålingskilden, slik at forurensede partikler som blir løsgjort fra gjenstandene ved den ultrasoniske omrøring og som dispergeres i væsken, blir utsatt for bestråling for å ødelegge forurensningene.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at det omfatter organer for oppvarming av væsken.

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at oppvarmingsorganene består av en motstand som er sammenbundet med den utvendige flate på en beholdervegg ved hjelp av en silikonelastomer.

5. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at det omfatter midler for å fylle beholderen med væske og når beholderen er full å sirkulere væsken i denne, samt midler for å tømme væsken fra beholderen.

6. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at beholderen er utstyrt med et fjernbart deksel hvori bestrålingskilden er montert og at det er anordnet midler for å innføre omgivelsesluft gjennom dekslet i nærheten av bestrålingskilden, slik at luften også utsettes for en steriliseringsvirkning av bestrålingen.

7. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at bestrålingskilden består av en ultrafiolett bestrålingslampe.

8. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at ultralydgeneratoren består av en aluminiumplate som er bundet til bunnveggen i beholderen, en varmeisolerende pakning som er bundet til platen, samt en piezoelektrisk krystall som er bundet til pakningen.

9. Apparat for rengjøring og sterilisering av gjenstander, slik som kirurgiske instrumenter, karakterisert ved at apparatet omfatter» A en beholder som har et fjernbart deksel og som er beregnet for å oppta en rengjøringsvæske samt midler for å understøtte gjenstander i væsken» B en oppvarmingslnnretning festet til den utvendige flate på en beholdervegg» C en ultralydtransduktor festet til den ytre flate på en beholdervegg» D en luftvifte for å innføre omgivelsesluft gjennom hjørnet inn i beholderen» E en ultrafiolett lampe anordnet innenfor dekslet» F en kjølevlfte for å kjøle generatoren» G midler for å fylle beholderen med væske» H midler for å tømme beholderen for væske» samt en programmeringsinnretning som er drivtilkoblet de ovenfor angitte komponenter B til H som opprinnelig ikke er spenningsførende for suksessivt å utføre følgende operasjoner i løpet av en operasjonssyklusj (1) aktivere ifyllingsmidlene, oppvarmingsinnretningen, lampen, luftventilen og kjøleviften» (2) etter en første forutbestemt tidsperiode stenges ifyllingsmidlene samtidig som generatoren settes igang» (3) etter en annen forutbestemt tidsperiode stoppes generatoren og tømmemidlene aktiveres» (4) etter en tredje forutbestemt tidsperiode stoppes ifyllingsmidlene og kjøleviften» og (5) etter en fjerde forutbestemt tidsperiode slås lampen og luftviften av og apparatet er derved kommet tilbake til begynnelsestilstanden.