RU2216356C2

RU2216356C2 - Steam sterilizer

Info

Publication number: RU2216356C2
Application number: RU2001124138A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Торопов; А.А. Карбин; В.И. Валентиров; А.Н. Андреев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Тюменский завод медицинского оборудования и инструментов"
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-11-20

Abstract

FIELD: disinfection and sterilization with saturated steam under pressure of materials and items. SUBSTANCE: sterilizer has working chamber closed by airtight cover chamber has holes for incoming and outgoing flows of working agents. Hole for incoming flow is communicated with water supply system by means of pipelines, valves, water pump, steam generator. Chamber hole of outgoing flow of working agent (steam, water) is communicated with pipelines, valves, condenser, vacuum pump, water vessel. Working chamber is communicated via its hole directly with atmospheric air supply line. Control unit is made in form of interconnected power supply units, microprocessor, switching members, display, printer, amplifiers, steam generator control circuits, and transducers connected with steam generator. Recording device 50 is connected to transducers in working chamber. EFFECT: higher efficiency of use of steam sterilizer due to provision of full removal of air, steam discharge and drying of sterilization chamber, higher automation. 3 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, ветеринарии и гигиены, а именно к дезинфекции и стерилизации водяным насыщенным паром под давлением материалов и предметов и в частности к дезинфекции и стерилизации хирургических инструментов и др., стекла (посуда и др.), резин (хирургические перчатки и др.), лигатурного шовного материала, изделий из текстильных материалов (хирургическое белье и др.). The present invention relates to the field of medicine, veterinary medicine and hygiene, namely to disinfection and sterilization with saturated steam under pressure of materials and objects, and in particular to the disinfection and sterilization of surgical instruments, etc., glass (dishes, etc.), rubbers (surgical gloves etc.), ligature suture material, products from textile materials (surgical underwear, etc.).

Известна установка для дезинфекции и стерилизации материалов (заявка РФ на выдачу патента на изобретение 97107406/13, М.кл. A 61 L 2/00, опубл. 1998 г. , бюл. 26), содержащая корпус, в котором расположена зона для размещения обрабатываемых материалов, нагревательные элементы парогенератора, систему конденсации воды с запорными органами и блок управления, теплообменник, включающий нагревательную камеру с установленными в ней нагревательными элементами и вентилятором, паровоздухосборник, сообщающийся с нагревательной камерой центральным отверстием, а с рабочей зоной - щелями, при этом нагревательная камера отделена от рабочей зоны перегородкой, расположенной вдоль стенок корпуса с размещенными по ее длине соплами, и сообщена с рабочей камерой через систему конденсации пара, причем паровоздухосборник выполнен в виде короба, парогенератор размещен в боковой стенке корпуса и снабжен выходной перфорированной трубкой, размещенной в нижней части зоны, а на входе сопел установлены задвижки. A known installation for the disinfection and sterilization of materials (RF application for the grant of a patent for the invention 97107406/13, Mcl A 61 L 2/00, publ. 1998, bull. 26), containing a housing in which there is a zone for placement processed materials, heating elements of a steam generator, a condensation system of water with locking elements and a control unit, a heat exchanger including a heating chamber with heating elements and a fan installed in it, a steam and air collector communicating with the heating chamber by a central hole, and with the working zone is provided with slots, while the heating chamber is separated from the working zone by a partition located along the walls of the housing with nozzles placed along its length, and communicated with the working chamber through a steam condensation system, the steam-air collector made in the form of a duct, the steam generator is placed in the side wall of the housing equipped with an output perforated tube located in the lower part of the zone, and valves are installed at the inlet of the nozzles.

Недостатком известного стерилизатора является сложность обслуживания, высокая себестоимость и материалоемкость. Это обусловлено конструктивными особенностями установки. A disadvantage of the known sterilizer is the complexity of maintenance, high cost and material consumption. This is due to the design features of the installation.

Известен стерилизатор, принятый за прототип, описанный в патенте на изобретение РФ 2156622, М.кл. A 61 L 2/00, 2/06, опубл. 2000 г. A known sterilizer adopted for the prototype described in the patent for the invention of the Russian Federation 2156622, M.cl. A 61 L 2/00, 2/06, publ. 2000 year

Стерилизатор содержит корпус, в котором расположены теплоизолированная рабочая камера для размещения в ней обрабатываемых предметов и снабженная герметичной крышкой с запорным устройством, парогенератор, блок управления. В корпусе также расположены сообщающиеся питающие емкости, системы подвода и отвода рабочего агента и элементы контроля в виде датчиков и электромагнитных клапанов. Рабочая камера снабжена системой выравнивания давления и охлаждения, выполненной в виде соединенных трубопроводом компрессора с воздушным фильтром, обратного клапана и электромагнитного клапана. Система конденсации воды выполнена в виде трубопроводов, соединяющих змеевик с проточной водой, запорных органов в виде электромагнитного клапана и крана. Система подвода рабочего агента выполнена в виде установленного на трубопроводе водяного насоса и обратного клапана. Блок управления выполнен в виде взаимосвязанных между собой блоков питания, первого и второго усилителей, коммутатора и управления парогенератором, соединенного с датчиками давления и уровня воды парогенератора, уровня воды в емкостях, контроля чистоты рабочего агента. The sterilizer contains a housing in which a thermally insulated working chamber is located for placement of processed objects and provided with a sealed cover with a locking device, a steam generator, a control unit. The housing also contains interconnected supply tanks, systems for supplying and discharging the working agent, and control elements in the form of sensors and electromagnetic valves. The working chamber is equipped with a pressure and cooling equalization system made in the form of a compressor connected to the air filter by a pipeline, a non-return valve and an electromagnetic valve. The water condensation system is made in the form of pipelines connecting the coil with running water, shutoff elements in the form of an electromagnetic valve and a tap. The supply system of the working agent is made in the form of a water pump installed on the pipeline and a check valve. The control unit is made in the form of interconnected power supplies, first and second amplifiers, a switch and a steam generator control connected to pressure sensors and the water level of the steam generator, the water level in the tanks, and the purity control of the working agent.

Блок коммутатора непосредственно связан с дисплеем, принтером, датчиками температуры рабочей камеры и чистоты рабочего агента, через блок первого усилителя связан с электромагнитными клапанами и пультом ручного управления, а через блок второго усилителя с нагревательными элементами, водяным насосом и компрессором. Отверстия в рабочей камере оснащены соплами для входящих рабочих агентов. Сообщающиеся питающие емкости заполняются рабочим агентом в виде дистиллированной воды. The switch unit is directly connected to the display, printer, sensors of the temperature of the working chamber and the purity of the working agent, through the block of the first amplifier it is connected to electromagnetic valves and a hand control panel, and through the block of the second amplifier with heating elements, a water pump and a compressor. The holes in the working chamber are equipped with nozzles for incoming working agents. Communicating feed tanks are filled with a working agent in the form of distilled water.

Недостатком известного технического решения (прототипа) является низкая эксплутационная надежность при проведении циклов стерилизации, а именно некачественного и неполного удаления воздуха, выпуска пара и сушки стерилизационной камеры, а также невысокая автоматизация проведения процесса стерилизации и контроля за ними. A disadvantage of the known technical solution (prototype) is the low operational reliability during sterilization cycles, namely poor-quality and incomplete air removal, steam release and drying of the sterilization chamber, as well as low automation of the sterilization process and their control.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков. Повышение эксплуатационной надежности достигается путем качественного и полного удаления воздуха, выпуска пара и сушки стерилизационной камеры. Повышение автоматизации процессов и контроля стерилизации достигается путем контроля за давлением в стерилизационной камере и парогенераторе, а также независимой от управления регистрацией параметров процесса стерилизации (температура, время, давление). The aim of the invention is to remedy these disadvantages. Improving operational reliability is achieved through high-quality and complete air removal, steam venting and drying of the sterilization chamber. Improving process automation and sterilization control is achieved by controlling the pressure in the sterilization chamber and the steam generator, as well as being independent of the control of recording the parameters of the sterilization process (temperature, time, pressure).

Поставленная цель изобретения достигается тем, что в известном стерилизаторе содержащем корпус, в котором расположены рабочая камера для размещения в ней обрабатываемых предметов, снабженная герметичной крышкой с запорным устройством и с выполненными отверстиями для входящих и выходящих потоков рабочих агентов, соединенными посредством трубопроводов с парогенератором, имеющим нагревательные элементы; емкость для воды, элементы контроля в виде датчиков и клапанов, систему выравнивания давления и охлаждения рабочей камеры, систему конденсации воды с запорными органами и змеевиком конденсатора, соединенными трубопроводом с линиями подвода воды и слива, систему подвода рабочего агента в виде трубопроводов и клапанов, соединенных с водяным насосом и парогенератором; блок управления в виде взаимосвязанных между собой блоков питания, микропроцессора с коммутирующими элементами, дисплея, принтера, усилителей, управления парогенератором, соединенным с датчиками давления, уровня воды в парогенераторе, уровня воды в емкости и контроля чистоты воды для парогенератора; микропроцессор с коммутирующими элементами, связанный с пультом ручного управления и через усилители связанный с водяным насосом и нагревательными элементами парогенератора, согласно изобретению стерилизатор имеет вакуумный насос, соединенный при помощи трубопроводов и клапанов с емкостью воды и линией слива, а при помощи трубопровода и клапанов - с линией конденсатора системы конденсации, которая соединена с емкостью воды. Линия подвода воздуха, системы выравнивания, через фильтр и клапаны непосредственно соединена с рабочей камерой. Блок управления дополнительно снабжен регистрирующим устройством, модемом, связанным с микропроцессором и звуковым сигнализатором, связанным с блоком управления парогенератора. Регистрирующее устройство подключено к датчикам температуры и давления рабочей камеры, звуковой сигнализатор к динамику, а модем с возможностью подключения к телефонной сети. Емкость рабочего агента снабжена поплавковым устройством. Дополнительно установлены датчик давления и температуры в рабочей камере, датчик давления в парогенераторе и дискретные датчики, связанные с микропроцессором. The object of the invention is achieved in that in a known sterilizer containing a housing in which a working chamber for accommodating workpieces is located, provided with a sealed lid with a locking device and with openings for incoming and outgoing flows of working agents, connected via pipelines to a steam generator having heating elements; water tank, control elements in the form of sensors and valves, a pressure equalization and cooling system for the working chamber, a water condensation system with shut-off bodies and a condenser coil connected by a pipeline to the water and drain lines, a working agent supply system in the form of pipelines and valves connected with water pump and steam generator; a control unit in the form of interconnected power supplies, a microprocessor with switching elements, a display, a printer, amplifiers, control of a steam generator connected to pressure sensors, the water level in the steam generator, the water level in the tank and control the purity of water for the steam generator; According to the invention, the microprocessor with switching elements connected to the hand-held control unit and through amplifiers connected to the water pump and heating elements of the steam generator, according to the invention, has a vacuum pump connected by pipelines and valves to a water tank and a drain line, and by means of a pipeline and valves to condenser line of the condensation system, which is connected to the water tank. The air supply line, leveling systems, through the filter and valves are directly connected to the working chamber. The control unit is additionally equipped with a recording device, a modem connected to the microprocessor and an audible warning device connected to the control unit of the steam generator. The recording device is connected to temperature and pressure sensors of the working chamber, an audio signaling device to the speaker, and a modem with the ability to connect to the telephone network. The capacity of the working agent is equipped with a float device. Additionally, a pressure and temperature sensor in the working chamber, a pressure sensor in the steam generator and discrete sensors associated with the microprocessor are installed.

Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует причинно-следственная связь. Between the distinguishing features and the achieved technical result, there is a causal relationship.

В отличие от известных решений и прототипа использование в предложенном изобретении "Стерилизатор" вакуумного насоса и соединения его при помощи трубопроводов, обратных клапанов с емкостью для воды и линией слива с одной стороны, а также соединения его с другой стороны при помощи трубопроводов, электромагнитного и обратного клапанов с линией конденсатора системы конденсации, которая также соединена с емкостью для воды, позволяет улучшить эксплутационную надежность и качество удаления воздуха из стерилизационной камеры, равномерность температурного поля в рабочей камере, выпуск пара из камеры после цикла стерилизации материалов, качественную сушку стерилизуемых изделий. Выполнение подвода воздуха в рабочую камеру из атмосферы через фильтр, электромагнитный и обратный клапаны по трубопроводу, соединяющему рабочую камеру с вакуумным насосом, позволяет произвести выравнивание давления в рабочей камере и предохраняет рабочую камеру от попадания воздуха при негерметичности трубопровода или клапана подачи воздуха в рабочую камеру. In contrast to the known solutions and the prototype, the use of the proposed invention “Sterilizer” of a vacuum pump and its connection using pipelines, check valves with a water tank and a drain line on the one hand, as well as connecting it on the other hand using pipelines, electromagnetic and reverse valves with a condenser line of the condensation system, which is also connected to a water tank, can improve the operational reliability and quality of air removal from the sterilization chamber, uniformity temperature field in the working chamber, steam release from the chamber after a cycle of sterilization of materials, high-quality drying of sterilized products. The supply of air to the working chamber from the atmosphere through the filter, the electromagnetic and non-return valves through the pipeline connecting the working chamber to the vacuum pump, makes it possible to equalize the pressure in the working chamber and prevents the working chamber from getting air when the pipe or air supply valve is leaking into the working chamber.

Блок управления разрешает работу вакуумнасоса при давлении в рабочей камере не более 0,02 МПа. При более высоких давлениях в рабочей камере пар или паровоздушная смесь вытекает через систему конденсации в емкость рабочего агента. Это увеличивает ресурс вакуумнасоса и предохраняет канализацию зданий, где устанавливается стерилизатор, от воздействий недопустимо высоких температур. The control unit permits the operation of the vacuum pump at a pressure in the working chamber of not more than 0.02 MPa. At higher pressures in the working chamber, steam or vapor-air mixture flows through the condensation system into the capacity of the working agent. This increases the life of the vacuum pump and protects the sewer of the buildings where the sterilizer is installed from the effects of unacceptably high temperatures.

Снабжение блока управления регистрирующим устройством, связанным с независимыми от микропроцессора датчиками температуры и давления рабочей камеры, обеспечивает дополнительный контроль за процессом стерилизации и позволяет четко отслеживать все параметры рабочих агентов. Звуковой сигнализатор, дисплей на протяжении всего процесса стерилизации дают возможность полностью контролировать процесс с пульта управления. The supply of the control unit of the recording device associated with the temperature and pressure sensors of the working chamber independent of the microprocessor provides additional control over the sterilization process and allows you to clearly monitor all parameters of the working agents. The sound signaling device and display throughout the entire sterilization process make it possible to fully control the process from the control panel.

Подключение модема к блоку управления позволяет тестировать и контролировать работу стерилизатора через телефонную линию. Connecting the modem to the control unit allows you to test and control the sterilizer through a telephone line.

При отказе микропроцессора к блоку управления может быть подключен пульт ручного управления, с помощью которого может обеспечиваться работа стерилизатора в полуавтоматическом режиме. If the microprocessor fails, a manual control panel can be connected to the control unit, with which the sterilizer can be operated in semi-automatic mode.

Поплавковое устройство обеспечивает контроль наполнения емкости рабочим агентом. The float device controls the filling of the tank with a working agent.

Для обеспечения равномерного температурного поля и необходимой точности поддержания температуры и давления в рабочей камере блок управления автоматически по сигналам датчика давления поддерживает давление в парогенераторе на необходимом уровне в зависимости от заданной программы стерилизатора. To ensure a uniform temperature field and the necessary accuracy of maintaining the temperature and pressure in the working chamber, the control unit automatically maintains the pressure in the steam generator at the required level depending on the given program of the sterilizer by the signals of the pressure sensor.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". According to the information available to the applicant, the set of essential features of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на поставленную цель и достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". According to the applicant, the essence of the claimed invention does not follow explicitly from the prior art, since it does not reveal the above effect on the goal and technical result achieved - a new property of the object - a set of features that distinguish the claimed invention from the prototype, which allows us to conclude about its compliance with the criterion of "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве стерилизаторов с получением технического результата, заключающегося в качественной, надежной и безопасной стерилизации хирургических изделий и материалов медицинских. The set of essential features characterizing the essence of the invention can be repeatedly used in the manufacture of sterilizers with obtaining a technical result consisting in high-quality, reliable and safe sterilization of surgical products and medical materials.

Сущность заявленного изобретения поясняется примером конкретного изобретения и чертежами, где:
на фиг.1 изображен стерилизатор, вид спереди с вырезом;
на фиг.2 - стерилизатор, вид с правого бока с вырезами;
на фиг.3 - стерилизатор, вид с левого бока с вырезами;
на фиг.4 - пневмогидравлическая схема;
на фиг.5 - блок управления стерилизатора (блок-схема);
на фиг.6 - циклограмма работы стерилизатора.The essence of the claimed invention is illustrated by an example of a specific invention and drawings, where:
figure 1 shows a sterilizer, front view with a cutout;
figure 2 - sterilizer, view from the right side with cutouts;
figure 3 - sterilizer, view from the left side with cutouts;
figure 4 - pneumohydraulic diagram;
figure 5 - control unit of the sterilizer (block diagram);
figure 6 - sequence diagram of the sterilizer.

Стерилизатор состоит из корпуса 1, в котором расположена теплоизолированная камера 2 для размещения в ней обработанных предметов. Камера 2 закрыта герметичной крышкой 3 с запорным устройством в виде винта 4 с двумя ручками 5. В рабочей камере 2 выполнены отверстия 6 и 7 для входящих и выходящих потоков рабочих агентов. Отверстие 7 для входящего потока соединено с системой подвода пара посредством линии 8 трубопровода, электромагнитных клапанов 9, 10, парогенератора 11 с нагревательными элементами 12, водоуказательной колонкой 13, манометра 14 и предохранительного клапана 15, водяного насоса 16 и клапана 17. Парогенератор 11 снабжен краном 18 для слива воды из парогенератора. Отверстие 6 камеры 2 выходящего потока рабочего агента соединено с системой выравнивания давления и охлаждения рабочей камеры и системой конденсации посредством трубопроводов линии 19 подвода воды охлаждения с электромагнитным клапаном 20 и линии слива 21. Конденсатора 22 со змеевиком, вакуумного насоса 23, емкости 24 для воды, электромагнитных клапанов 25, 26, обратных клапанов 27, 28, 29, 30. Рабочая камера 2 через отверстие 6 непосредственно соединена с линией 31 подвода воздуха посредством фильтра 32, электромагнитного 33 и обратного 34 клапанов. Рабочая камера 2 имеет мановакуумметр 35, емкость 24 рабочего агента снабжена поплавковым устройством 36. The sterilizer consists of a housing 1, in which a thermally insulated chamber 2 is located for placement of processed objects in it. The chamber 2 is closed by a sealed cover 3 with a locking device in the form of a screw 4 with two handles 5. In the working chamber 2 holes 6 and 7 are made for the incoming and outgoing flows of working agents. The inlet opening 7 is connected to the steam supply system via a line 8 of the pipeline, electromagnetic valves 9, 10, a steam generator 11 with heating elements 12, a water indicator column 13, a pressure gauge 14 and a safety valve 15, a water pump 16 and a valve 17. The steam generator 11 is equipped with a valve 18 to drain the water from the steam generator. The opening 6 of the chamber 2 of the output stream of the working agent is connected to the pressure equalization and cooling system of the working chamber and the condensation system through pipelines of the cooling water supply line 19 with an electromagnetic valve 20 and a drain line 21. A condenser 22 with a coil, a vacuum pump 23, a water tank 24, electromagnetic valves 25, 26, non-return valves 27, 28, 29, 30. The working chamber 2 through the hole 6 is directly connected to the air supply line 31 by means of a filter 32, electromagnetic 33 and 34 check valves. The working chamber 2 has a manovacuum meter 35, the capacity 24 of the working agent is equipped with a float device 36.

Блок управления выполнен в виде взаимосвязанных между собой блоков питания 37 (фиг.5), микропроцессора 38, коммутирующих элементов 39, дисплея 40, принтера 41, усилителей 42, схемы управления парогенератором 43, которая соединена с датчиками давления 44 и уровня воды 45 в парогенераторе 11, уровня воды 46 в емкости 24, контроля чистоты рабочего агента 47 и звуковым сигнализатором 48 с динамиком. Микропроцессор 38 связан с модемом 49 с возможностью подключения его к телефонной линии или сотовой связи (на чертеже не показаны). Регистрирующее устройство 50 подключено к датчикам температуры 51 и давления 52 рабочей камеры 2. Коммутирующие элементы 39 связаны с пультом ручного управления 53 и через усилитель 42 связаны с водяным насосом 16, вакуумным насосом 23, нагревательными элементами 12 парогенератора 11 и клапанами 9, 10, 20, 25, 26, 33. Микропроцессор 38 связан с аналоговыми датчиками 54 давления и температуры в рабочей камере, датчиком 55 давления в парогенераторе и дискретными датчиками 56. В блоке имеется вводной аппарат 57, помехоподавляющий фильтр 58 и схема контроля фаз сети 59. Пульт ручного управления 53 подключается к блоку управления стерилизации при помощи разъема 60. The control unit is made in the form of interconnected power supplies 37 (Fig. 5), a microprocessor 38, switching elements 39, a display 40, a printer 41, amplifiers 42, a steam generator control circuit 43, which is connected to pressure sensors 44 and water level 45 in the steam generator 11, the water level 46 in the tank 24, control the purity of the working agent 47 and an audible alarm 48 with a speaker. The microprocessor 38 is connected to the modem 49 with the ability to connect it to a telephone line or cellular (not shown). The recording device 50 is connected to the temperature sensors 51 and pressure 52 of the working chamber 2. The switching elements 39 are connected to a hand control 53 and through an amplifier 42 are connected to a water pump 16, a vacuum pump 23, heating elements 12 of a steam generator 11 and valves 9, 10, 20 , 25, 26, 33. The microprocessor 38 is connected to analog pressure and temperature sensors 54 in the working chamber, a pressure sensor 55 in the steam generator and discrete sensors 56. The unit has an input device 57, an interference suppression filter 58, and a network phase monitoring circuit 59 The hand control 53 is connected to the sterilization control unit via connector 60.

Устройство работает следующим образом. На стерилизаторе могут проводиться в основном два режима стерилизации: 134^oС - 5 мин, 121^oС - 20 мин. В камеру 2 загружают материал и закрывают герметичной крышкой 3. После запуска выбранного режима стерилизации открывается электромагнитный клапан 10 и водяной насос 16 через линию 8 трубопровода, обратный клапан 17 закачивает воду в парогенератор 11 до верхнего датчика уровня воды 45. После заполнения парогенератора до минимального уровня включаются электронагревательные элементы 12 парогенератора 11. По достижении максимального уровня клапан 10 и водяной насос 16 выключаются. Происходит нагрев воды и парообразование. На дисплей 40 выводится сообщение "Подготовка пара". После разогрева парогенератора открывается электромагнитный клапан 25, включается вакуумный насос 23, через линию 19 и клапан 20 подается охлаждающая вода в конденсатор 22 и происходит откачка воздуха из стерилизационной камеры 2.The device operates as follows. On the sterilizer can be carried out mainly two sterilization modes: 134 ^o C - 5 min, 121 ^o C - 20 min. Material is loaded into chamber 2 and closed with a hermetic cover 3. After starting the selected sterilization mode, the electromagnetic valve 10 opens and the water pump 16 passes through line 8 of the pipeline, the non-return valve 17 pumps water into the steam generator 11 to the upper water level sensor 45. After filling the steam generator to the minimum level the electric heating elements 12 of the steam generator 11 are turned on. Upon reaching the maximum level, the valve 10 and the water pump 16 are turned off. There is water heating and vaporization. On the display 40 the message "Steam preparation" is displayed. After warming up the steam generator, the electromagnetic valve 25 opens, the vacuum pump 23 is turned on, through the line 19 and valve 20 cooling water is supplied to the condenser 22 and air is pumped out from the sterilization chamber 2.

При работе вакуумного насоса 23 используется вода из емкости 24, через обратный клапан 28. Пополнение емкости 24 происходит через поплавковое устройство 36. После первоначальной откачки воздуха выключаются клапаны 20 и 25, вакуумный насос 23 и включается клапан 9, в камеру 2 подается пар из парогенератора 11. При достижении в рабочей камере 2 избыточного давления поступление пара в камеру прекращается, открываются клапаны 20, 26, сбрасывается избыточное давление из камеры 2, через обратный клапан 29 и клапан 26, в емкость 24 с одновременным охлаждением пара в конденсаторе 22. При этом воздух улетучивается в атмосферу, а пар конденсируется и пополняет емкость 24 водой. Затем происходит повторное удаление, теперь уже паровоздушной смеси из рабочей камеры 2. Такое удаление паровоздушной смеси осуществляется заданное программой число раз в следующей последовательности. При максимальном давлении Рmах в камере 2 паровоздушная смесь выходит через конденсатор 22, обратный клапан 29, электромагнитный клапан 26 в емкость 24 и при достижении безопасного для вакуумнасоса 23 давления в рабочей камере 2 (Р=0,2 кгс/см²) паровоздушная смесь выходит через конденсатор 22, обратный клапан 30, клапан 25, вакуумный насос 23, обратный клапан 27 и в линию слива 21. Из рабочей камеры удаляется паровоздушная смесь и создается вакуум. При глубине вакуума больше заданного программой включаются клапаны 25, 20 и вакуум насос 23.During the operation of the vacuum pump 23, water is used from the tank 24 through the non-return valve 28. The tank 24 is replenished through the float device 36. After the initial pumping of air, the valves 20 and 25 are turned off, the vacuum pump 23 is turned on and valve 9 is turned on, steam is supplied from chamber 2 to the chamber 2 11. When the overpressure in the working chamber 2 is reached, the steam supply to the chamber is stopped, the valves 20, 26 open, the overpressure is discharged from the chamber 2, through the check valve 29 and valve 26, into the tank 24 with simultaneous cooling of the steam in the condenser 22. The air escapes to the atmosphere and the vapor condenses and fills the water tank 24. Then there is a repeated removal, now the steam-air mixture from the working chamber 2. This removal of the steam-air mixture is carried out by the program specified number of times in the following sequence. At the maximum pressure Pmax in the chamber 2, the air-vapor mixture leaves through the condenser 22, the non-return valve 29, the electromagnetic valve 26 into the tank 24 and when the pressure in the working chamber 2 (P = 0.2 kgf / cm ² ) is safe for the vacuum pump 23, the air-vapor mixture leaves through a condenser 22, a non-return valve 30, a valve 25, a vacuum pump 23, a non-return valve 27 and to a drain line 21. A vapor-air mixture is removed from the working chamber and a vacuum is created. When the vacuum depth is greater than specified by the program, valves 25, 20 and vacuum pump 23 are turned on.

Одновременно в камеру 2 через клапан 9 из парогенератора поступит пар для создания избыточного давления, заданного программой, до Рmах= 0,6 кгс/см². Последующие этапы удаления паровоздушной смеси повторяются. На дисплей 40 выводится сообщение "Удаление воздуха". Таким образом, достигается качественное и надежное удаление воздуха из камеры за счет глубокого вакууммирования насосом. После этого закрываются клапаны 20, 25, 26, а при открытом клапане 9 происходит поступление пара и нагрев рабочей камеры 2 до необходимой для стерилизации температуры и давления водяного пара. На дисплей выводится сообщение "Нагрев". При достижении заданной температуры и давления происходит стерилизация (стерилизационная выдержка). На этапах нагрева и стерилизации производится периодическое кратковременное открытие электромагнитного клапана 26 для удаления конденсата из стерилизационной камеры 2 в емкость 24. На дисплей 40 выводится сообщение "Стерилизация". После стерилизации клапан 9 закрывается и поступление пара в камеру 2 прекращается, открываются клапаны 20, 26, сбрасывается избыточное давление из камеры 2 до безопасного для вакуумнасоса 23 через конденсатор 22, обратный клапан 29, клапан 26 в емкость 24. После этого происходит вакуумная откачка пара из камеры 2 (вакуумная сушка) через обратный клапан 30, клапан 25, насос 23, обратный клапан 27 в линию слива 21. Одновременно по линии трубопровода 19 через клапан 20 вода поступает в конденсатор 22, который подключается параллельно с вакуумнасосом 23. Тем самым достигается более глубокое вакуумирование и надежная вакуумная сушка. На дисплей 40 выводится сообщение "Сушка". При сбрасывании избыточного давления пара из камеры 2 в емкость 24 обеспечивается защита канализации зданий, где устанавливается стерилизатор от воздействия высоких давлений и температуры жидкости и пара. Кроме того, чистый пар конденсируется в емкость в качестве рабочего агента.At the same time, steam will enter the chamber 2 through the valve 9 from the steam generator to create the excess pressure specified by the program, up to Рmax = 0.6 kgf / cm ² . The subsequent steps of removing the vapor mixture are repeated. Display 40 displays the message "Bleeding". Thus, a high-quality and reliable removal of air from the chamber is achieved due to deep vacuum pumping. After that, the valves 20, 25, 26 are closed, and when the valve 9 is open, steam is introduced and the working chamber 2 is heated to the temperature and pressure of water vapor necessary for sterilization. The display shows the message "Heat". Upon reaching the set temperature and pressure, sterilization occurs (sterilization exposure). At the stages of heating and sterilization, a periodic short-term opening of the electromagnetic valve 26 is performed to remove condensate from the sterilization chamber 2 into the container 24. The message "Sterilization" is displayed on the display 40. After sterilization, the valve 9 closes and the flow of steam into the chamber 2 stops, the valves 20, 26 open, the overpressure is released from the chamber 2 to a vacuum pump 23 safe through the condenser 22, the non-return valve 29, and the valve 26 into the tank 24. After this, the vacuum evacuates the steam from chamber 2 (vacuum drying) through a non-return valve 30, a valve 25, a pump 23, a non-return valve 27 to a drain line 21. At the same time, water flows through a pipe 19 through a valve 20 to a condenser 22, which is connected in parallel with the vacuum pump 23. Thus deeper evacuation and reliable vacuum drying are achieved. The message “Drying” is displayed on the display 40. When excess steam pressure is released from the chamber 2 into the tank 24, the sewage system of buildings is protected, where the sterilizer is installed from the effects of high pressures and temperatures of the liquid and steam. In addition, pure steam condenses into a container as a working agent.

После выдержки заданного времени сушки выключаются клапаны 20, 25, и насос 23, открывается клапан 33 и через линию 31, фильтр 32 бактериальной очистки воздуха, обратный клапан 34 в рабочую камеру 2 поступает очищенный атмосферный воздух для выравнивания давления до атмосферного давления. На дисплей выводится сообщение "Выравнивание". Параллельно включается водяной насос 16 для подпитки очищенной водой парогенератора 11 и разогрев его для последующих циклов стерилизации. После завершения данного этапа на дисплее высвечивается сообщение "Цикл завершен". Может быть открыта герметичная крышка 3 рабочей камеры 2 и выгружен стерилизуемый материал. Для иллюстстрации принципа работы стерилизатора на определенных этапах стерилизации и происходящих процессов при этом представлена циклограмма его работы (фиг.6). After holding the set drying time, valves 20, 25, and pump 23 are turned off, valve 33 opens, and through line 31, filter 32 for bacterial air purification, check valve 34 receives purified atmospheric air into working chamber 2 to equalize pressure to atmospheric pressure. The message "Alignment" is displayed. In parallel, the water pump 16 is turned on to feed the steam generator 11 with purified water and heating it for subsequent sterilization cycles. After completing this step, the message “Cycle completed” is displayed. The airtight cover 3 of the working chamber 2 can be opened and the material to be sterilized is unloaded. To illustrate the principle of operation of the sterilizer at certain stages of sterilization and the ongoing processes, a cyclogram of its operation is presented (Fig.6).

Перед пуском пара в рабочую (стерилизационную) камеру 2 включается вакуумный насос 23 и удаляется воздух из рабочей камеры до разрежения Р₂=-0,06 МПа.Before starting the steam in the working (sterilization) chamber 2, the vacuum pump 23 is turned on and air is removed from the working chamber to a vacuum of P ₂ = -0.06 MPa.

Затем в камеру 2 из парогенератора 11 выпускается пар до давления Р=0,03 МПа, и избыток паровоздушной смеси из камеры сбрасывается в емкости 24 до давления P₁=0,02 МПа. При этом давлении в камере 2, включается вакуумный насос, который удаляет воздух из камеры 2. Этот цикл удаления воздуха повторяется не менее четырех раз. Затем производится нагрев рабочей камеры до определенной температуры t=134^oС или t=121^oС и образования давления Р=0,21 МПа или Р=0,11 МПа и стерилизация материалов при этих параметрах и заданном времени. По истечении заданного времени производится сброс пара до давления Р= 0,02 МПа из камеры в емкость 24, после чего включается вакуумный насос и осуществляется вакуумная сушка при Р=-0,095 МПа в течение заданного времени. На этом работа вакуумного насоса заканчивается, а в рабочей камере производится выравнивание давления с атмосферным. Следующий процесс стерилизации и работа вакуумного насоса осуществляются, как описано выше.Then, steam is discharged into the chamber 2 from the steam generator 11 to a pressure of P = 0.03 MPa, and the excess steam-air mixture from the chamber is discharged into the tank 24 to a pressure of P ₁ = 0.02 MPa. At this pressure in the chamber 2, a vacuum pump is turned on, which removes air from the chamber 2. This cycle of air removal is repeated at least four times. Then the working chamber is heated to a certain temperature t = 134 ^o C or t = 121 ^o C and the pressure is formed P = 0.21 MPa or P = 0.11 MPa and the materials are sterilized at these parameters and for a given time. After a predetermined time, steam is released to a pressure of P = 0.02 MPa from the chamber into the tank 24, after which the vacuum pump is turned on and vacuum drying is carried out at P = -0.095 MPa for a predetermined time. This completes the operation of the vacuum pump, and in the working chamber the pressure is balanced with atmospheric. The next sterilization process and the operation of the vacuum pump are carried out as described above.

Такое конструктивное исполнение стерилизатора и протекающие при этом стерилизационные процессы позволяют улучшить эксплутационную надежность и обеспечить качественное удаление воздуха из стерилизационной камеры в первоначальном цикле стерилизации и качественный выпуск пара из камеры после цикла стерилизации материалов и их сушки за счет глубокого вакуумирования вакуумным насосом. Such a design of the sterilizer and the sterilization processes that occur during this can improve operational reliability and ensure high-quality air removal from the sterilization chamber in the initial sterilization cycle and high-quality steam release from the chamber after the materials sterilization and drying cycle due to deep vacuum pumping.

Для настройки работы стерилизатора на расстоянии нажимается кнопка "Меню" на блоке управления, при этом на дисплее будет выведено сообщение "Настраиваем связь через модем, введите телефона". "Пользуясь цифровой клавиатурой на пульте управления вводится номер телефона для связи с учетом выхода на междугородную или международную линию, при этом на дисплее будет выведен символ "W"(автоматическая команда ожидания длинного гудка в линии). Введенный номер телефона сохраняется в памяти контроллера до следующей настройки и используется для организации связи с удаленным компьютером для передачи по телефонной линии информации о прохождении цикла стерилизации. To configure the sterilizer to work at a distance, the "Menu" button on the control unit is pressed, and the message "Configure communication through a modem, enter the telephone" will be displayed. "Using the numeric keypad on the control panel, a telephone number is entered for communication taking into account the intercity or international line, and the display will show the symbol" W "(automatic command to wait for a long beep on the line). The entered phone number is stored in the controller memory until the next settings and is used to establish communication with a remote computer to transmit information on the sterilization cycle through a telephone line.

При использовании звуковой сигнализации 48 на пульте управления нажимается кнопка и высвечивается индикатор "Звук". Автоматика стерилизатора вырабатывает звуковые сигналы, отличающиеся частотой повторения и количеством импульсов в зависимости от причины вызвавшей срабатывания звукового сигнала. Например, прерывистым звучанием с равными паузами и звуковыми импульсами при окончании цикла стерилизации. Прерывистым звучанием с увеличенными паузами между звуковыми импульсами при неисправности и т.д. When using sound alarm 48, the button is pressed on the control panel and the “Sound” indicator lights up. The automation of the sterilizer produces sound signals that differ in the repetition rate and the number of pulses, depending on the cause of the sound signal. For example, intermittent sound with equal pauses and sound pulses at the end of the sterilization cycle. Intermittent sound with increased pauses between sound pulses during a malfunction, etc.

Регистрирующее устройство 50, подключенное к независимым датчикам температуры 51 и давления 52 рабочей камеры 2, обеспечивает документирование цикла стерилизации, которое выведено на пульте управления. The recording device 50, connected to an independent temperature sensor 51 and pressure 52 of the working chamber 2, provides documentation of the sterilization cycle, which is displayed on the control panel.

Предложенный стерилизатор обладает повышенной эксплутационной надежностью, упрощенной пневмогидравлической схемой (конструкцией) стерилизатора, а также повышенной автоматизацией процесса и контроля стерилизации. The proposed sterilizer has increased operational reliability, a simplified pneumohydraulic circuit (design) of the sterilizer, as well as increased automation of the process and control of sterilization.

Основными положительными факторами работы стерилизатора являются следующие. The main positive factors of the sterilizer are the following.

Питание вакуумнасоса водой осуществляется через разрывную емкость 24 с поплавковым регулятором уровня, при этом обеспечивается защита вакуумнасоса от избыточного давления воды в водопроводе и автоматическая запитка вакуумнасоса водой (самовсасывание), использованный пар из камеры 2 через клапан 25 сбрасывается в емкость с водой для вакуумнасоса 24. Это позволяет предохранить канализацию зданий, где устанавливается стерилизатор, от воздействия воды и пара с высокой температурой и повторно использовать отработанный конденсат для вакуумнасоса. В дополнение к вакуумнасосу 23 на этапе предварительного удаления воздуха из рабочей камеры (начиная со второй пульсации) и на этапе вакуумной сушки в работу включается конденсатор 22 со змеевиком, который ускоряет создание вакуума путем конденсации пара в змеевике от контакта с холодной водой. При этом создается более глубокий вакуум, чем может создать вакуумнасос. Необходимая глубина вакуума создается быстрее (т. е. сокращается время цикла и улучшается качество сушки) и увеличивается ресурс вакуумнасоса. Подача воздуха в рабочую камеру на этапе выравнивания давления происходит через линию 31 удаления и подачи воздуха. Это исключает поступление нестерильного воздуха в камеру на этапе предварительного удаления воздуха в случае негерметичности в линии 31 или клапанов 33, 34. The vacuum pump is supplied with water through an explosive tank 24 with a float level controller, while protecting the vacuum pump from excess water pressure in the water supply system and automatically feeding the vacuum pump with water (self-priming), the used steam from chamber 2 through valve 25 is discharged into the water tank for vacuum pump 24. This allows you to protect the sewer of buildings where the sterilizer is installed, from the effects of water and steam with high temperature and reuse the used condensate for vacuum Sosa. In addition to the vacuum pump 23, at the stage of preliminary removal of air from the working chamber (starting from the second pulsation) and at the stage of vacuum drying, a condenser 22 with a coil is activated, which accelerates the creation of vacuum by condensing the vapor in the coil from contact with cold water. This creates a deeper vacuum than a vacuum pump can create. The required vacuum depth is created faster (i.e., the cycle time is reduced and the drying quality is improved) and the life of the vacuum pump increases. The air supply to the working chamber at the stage of pressure equalization occurs through the line 31 of the removal and supply of air. This eliminates the flow of non-sterile air into the chamber at the stage of preliminary air removal in case of leaks in line 31 or valves 33, 34.

Стерилизатор имеет ручное управление 53, выполненное в виде выносного пульта управления, который может подключаться к блоку управления при отказе микропроцессора или сбое в его работе, а также при необходимости выполнения не предусмотренных программным обеспечением режимов работы. Это позволяет уменьшить количество органов управления на пульте управления стерилизатором, упрощает конструкцию пульта управления и облегчает работу оператора. Поддержание давления пара в парогенераторе осуществляется по сигналам аналогового датчика давления 55 в соответствии с выбранным температурным режимом стерилизации в автоматическом режиме и с помощью перестраиваемого дискретного датчика давления 56 при работе с пультом ручного управления. Это обеспечивает высокую точность поддержания температуры и равномерность распределения температурного поля внутри рабочей камеры, а также позволяет выполнять не предусмотренные программным управлением режимы работы. The sterilizer has a manual control 53, made in the form of a remote control panel, which can be connected to the control unit in the event of a microprocessor failure or malfunction, as well as if it is necessary to perform operation modes not provided for by the software. This allows you to reduce the number of controls on the control panel of the sterilizer, simplifies the design of the control panel and facilitates the work of the operator. The steam pressure in the steam generator is maintained by the signals of the analog pressure sensor 55 in accordance with the selected temperature sterilization mode in the automatic mode and using the tunable discrete pressure sensor 56 when working with the hand control panel. This provides high accuracy of maintaining the temperature and uniform distribution of the temperature field inside the working chamber, and also allows you to perform non-programmed operating modes.

Блок управления позволяет проводить удаленное тестирование с использованием модема 49 через телефонную сеть. Это позволяет улучшить качество технического обслуживания, оперативно дать квалифицированную заочную консультацию при возникновении неисправностей. Блок управления путем анализа состояния встроенных датчиков 44, 45, 46, 47, 54, 55, 56 имеет систему обнаружения неисправностей и блокировки работы стерилизатора с выводом причины неисправности на дисплей 40 и принтер 41. Причем причина неисправности запоминается и выводится на дисплей 40 даже после повторного включения. Это упрощает локализацию и поиск неисправностей, сокращает время на ремонт и блокирует возможность использования стерилизатора при неисправностях, которые могут повлиять на качество стерилизации. The control unit allows remote testing using modem 49 via the telephone network. This allows you to improve the quality of maintenance, to quickly provide qualified correspondence consultation in case of malfunctions. The control unit by analyzing the state of the built-in sensors 44, 45, 46, 47, 54, 55, 56 has a system for detecting malfunctions and blocking the sterilizer with the output of the cause of the failure on the display 40 and printer 41. Moreover, the cause of the failure is stored and displayed on the display 40 even after re-enable. This simplifies the localization and troubleshooting, reduces repair time and blocks the possibility of using the sterilizer in case of malfunctions that may affect the quality of sterilization.

Для улучшения качества удаления воздуха из рабочей камеры, ускорения нагрева и уменьшения остаточной влажности каждая последующая пульсация вакуума выполняется более глубокой, но не более - 0,08 МПа. To improve the quality of air removal from the working chamber, accelerate heating and reduce residual humidity, each subsequent vacuum pulsation is performed deeper, but not more than 0.08 MPa.

Claims

1. A steam sterilizer, comprising a housing in which a thermally insulated working chamber for accommodating workpieces is located, provided with a sealed lid with a locking device and openings for incoming and outgoing flows of working agents, connected via pipelines to a steam generator having heating elements; water tank, control elements in the form of sensors and valves, a pressure equalization and cooling system for the working chamber, a water condensation system with shutoff elements and a condenser coil connected by pipelines to water supply and drain lines, a water supply system in the form of pipelines and valves connected to water pump and steam generator; a control unit in the form of interconnected power supplies, a microprocessor with switching elements, a display, a printer, amplifiers, a control circuit for a steam generator connected to pressure sensors, the water level in the steam generator, the water level in the tank and the water purity control for the steam generator; the microprocessor with switching elements is connected to the hand control panel and connected through amplifiers to the water pump and heating elements of the steam generator, characterized in that a vacuum pump is connected to it, connected through pipelines and valves to the water tank, drain lines and condenser line of the condensation system, which connected via valves to a water tank; the air supply line of the alignment system through the filter and valves is connected to a thermally insulated working chamber; the control unit is additionally equipped with a recording device, a modem connected to the microprocessor and connected to the telephone line, and an audible warning device connected to the control unit of the steam generator; the recording device is connected to independent temperature and pressure sensors of the working chamber, an audible warning device is connected to the speaker, while an additional pressure and temperature sensor in the working chamber is connected, an analog pressure sensor in the steam generator and a discrete pressure sensor associated with the microprocessor are connected to the recording device.

2. Steam sterilizer according to claim 1, characterized in that the water tank is equipped with a float device.

3. The steam sterilizer according to claim 1, characterized in that the manual control panel is mounted separately from the control unit and connected to it via a connector.