WO2024028494A1 - Pumpensystem und sterilisationsverfahren unter verwendung eines solchen - Google Patents

Pumpensystem und sterilisationsverfahren unter verwendung eines solchen Download PDF

Info

Publication number
WO2024028494A1
WO2024028494A1 PCT/EP2023/071721 EP2023071721W WO2024028494A1 WO 2024028494 A1 WO2024028494 A1 WO 2024028494A1 EP 2023071721 W EP2023071721 W EP 2023071721W WO 2024028494 A1 WO2024028494 A1 WO 2024028494A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cleaning system
bypass
aperture
drain pipe
steam chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/071721
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Feurhuber
Frank Müller
Original Assignee
Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh filed Critical Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Publication of WO2024028494A1 publication Critical patent/WO2024028494A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/04—Heat
    • A61L2/06—Hot gas
    • A61L2/07—Steam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/12—Apparatus for isolating biocidal substances from the environment
    • A61L2202/122—Chambers for sterilisation

Definitions

  • the invention relates to a cleaning system with a reduced risk of cavitation and a method using such a cleaning system.
  • Sterilization processes are used to sterilize products, such as medical devices, before use, i.e. to remove potentially harmful germs.
  • sterilization methods are steam sterilization, hot water spray sterilization, hot air sterilization, autoclaving, gamma sterilization, electron steel sterilization, ethylene oxide sterilization and plasma sterilization.
  • Components for filter systems, in particular water filter systems for medical applications are also understood to be medical products, for example water filter bags that have a volume in the single-digit liter range.
  • Sterilization usually takes place in a closed sterilization chamber of a sterilization device, into which the product to be sterilized is placed.
  • pure water vapor and boiling liquid hereinafter referred to as pure steam, are introduced into the sterilization chamber.
  • the sterilization chamber for example an autoclave, is heated to a temperature above the boiling temperature, for example to 130 ° C or to even higher temperatures, especially if there is excess pressure in the sterilization chamber.
  • the objects to be sterilized are then placed in the sterilization chamber and sterilized.
  • the sterilization chamber is then cooled down and the sterilized objects can be removed again.
  • some of the water vapor condenses as condensation water, which in turn is pumped out.
  • water vapor will also be pumped out, for example if more condensation water has been pumped out than new condensation water has condensed or because condensation water is retained in the object to be sterilized.
  • a water-steam mixture enters the pump, causing cavitation in the pump.
  • this presents an uneven resistance to the conveying elements of the pump, that is, in accordance with the different densities, a steam particle with a lower density presents a lower resistance to the conveying elements and a water particle with a higher density presents a higher resistance to the conveying elements.
  • shocks or blows in turn lead to high levels of wear on the pump and in particular on the rapidly moving or rotating conveying elements. This often leads to damage to the pump system and corresponding failures, ie increased downtimes of the sterilization systems.
  • the object of the present invention is therefore to provide a robust and less wear-prone cleaning system with which downtimes can be reduced.
  • a cleaning system has a pump system with an inlet, an outlet and a delivery unit, a steam chamber with a first inlet and an outlet, the outlet being connected to the inlet of the pump system, and a drain pipe, the drain pipe being connected to the outlet of the pump system is, wherein the cleaning system further has an aperture arranged in the drain pipe.
  • the steam chamber is in particular a steam cleaning chamber, i.e. there is steam and condensed water in the chamber.
  • the steam chamber can also be a sterilization chamber or a separate condensation chamber downstream of the sterilization chamber.
  • the drain is connected to the inlet of the pump system in particular via a fluid line, for example via a pipe.
  • condensed water can also be fed into a return system via the drain pipe. In this way, the effectiveness of the cleaning system can be increased.
  • the aperture can be designed with a variably adjustable passage area, whereby the cleaning system as a whole has a higher variability, especially with regard to changing delivery quantities or a desired dynamic pressure.
  • the aperture can also be designed with a fixed passage area, whereby a simple and cost-effective cleaning system can be provided. The smaller the passage area is, the greater the back pressure generated at the outlet of the pump system, but this also increases the pump power required to transport the condensed water.
  • the dynamic pressure generated at the outlet of the pump system can be adjusted by means of the distance between the orifice and the outlet of the pump system. The closer the orifice is to the outlet of the pump system, the greater the back pressure.
  • the aperture can be varied in such a way that the constriction formed perpendicular to the main direction of the drain pipe is formed abruptly or with an increase along the main direction of the drain pipe, i.e. steadily increasing.
  • the dynamic pressure generated is greatest, but at the same time turbulence is also generated.
  • the ratio of the passage area of the aperture to the passage area of the drain pipe is less than 1:1.5, in particular less than 1:1.75 and particularly preferably less than 1:2.
  • this allows a sufficiently high dynamic pressure to be generated, which can increase the robustness of the cleaning system.
  • the back pressure is not so high that the pump system primarily delivers fluid against the back pressure, i.e. that the pump system remains operational, which can increase the efficiency of the cleaning system.
  • the passage area of the drain pipe increases in the fluid direction behind the aperture, in particular continuously, in order to avoid an abrupt change in the flow diameter.
  • the fluid direction is referred to as the main fluid direction, ie the flow direction of the fluid delivered by the pump system during normal operation, ie essentially the main flow direction of the condensed water.
  • the main fluid direction ie the flow direction of the fluid delivered by the pump system during normal operation
  • Enlargement of the passage area of the drain pipe in the fluid direction after the aperture is not only understood to mean the enlargement of the passage area that results anyway after the end of the aperture, but rather one that is also formed in the drain pipe itself without an aperture arranged at this point or near this point. What can be achieved in this way is that the desired pressure before and after the pump can be set very well with the aperture. Furthermore, this increase ensures that the same flow velocity occurs after the orifice as in front of the orifice, only with reduced fluid pressure.
  • the ratio of the passage area of the drain pipe in the fluid direction after the enlargement to the passage area of the drain pipe in the fluid direction in front of the orifice is greater than 1.5:1, in particular greater than 1.75:1 and particularly preferably greater than 2:1.
  • This enlargement can also be used to ensure that a desired flow speed in the system is guaranteed. This allows quieter operation of the entire system to be achieved.
  • the cleaning system further has a bypass pipe and the steam chamber has a second inlet, the bypass pipe being connected in the fluid direction behind the orifice to the drain pipe and to the second inlet.
  • the bypass pipe being connected in the fluid direction behind the orifice to the drain pipe and to the second inlet.
  • condensed water can be returned to the cleaning chamber, which can prevent there being too little condensed water or no more condensed water in the cleaning chamber.
  • This can additionally reduce cavitation in the pump system, which can increase the robustness of the cleaning system.
  • This can also prevent the pump from having to be switched off for safety reasons, which can increase the efficiency of the cleaning system.
  • gentle operation of the pump system can be made possible by means of the bypass pipe, i.e. it is prevented that the pump system works against a closed fluid line, which would expose the components of the pump system to increased stress. In this way, the robustness of the cleaning system can be increased.
  • the cleaning system preferably also has a bypass valve, the bypass valve being arranged in the bypass pipe, the bypass valve being designed to close the bypass pipe in a fluid-tight manner.
  • the cleaning system preferably also has a bypass diaphragm arranged in the bypass pipe.
  • a dynamic pressure is generated in relation to the fluid direction directly in front of the bypass orifice, which prevents an excessive pressure drop in the drain pipe due to the provision of the bypass pipe.
  • the volume flow that flows back into the steam chamber via the bypass can also be regulated as required. This can increase the efficiency of the cleaning system.
  • the bypass orifice is arranged behind the bypass valve in the fluid direction. This ensures that when the bypass valve is blocked, the backflow occurs with the shortest possible delay.
  • the bypass valve can also be arranged as close to the drain pipe as desired.
  • the ratio of the passage area of the bypass panel to the passage area of the bypass pipe is less than 1:20, in particular less than 1:15 and particularly preferably less than 1:10. In this way, the proportion of fluid that is returned to the steam chamber can be controlled even more precisely, which can further increase the overall efficiency of the cleaning system.
  • the bypass panel has a plurality of through holes, which in particular have different through areas. These through holes are preferably provided at regular intervals around the circumference. This means the flow can be distributed more evenly over the entire pipe diameter and turbulence can be reduced.
  • the cleaning system preferably also has a control valve, the control valve being arranged behind the aperture in the fluid direction and, if this is present, behind the bypass pipe in the fluid direction.
  • the control valve is moved to a more closed position.
  • the control valve is moved to a more open position. This makes it possible to ensure a constant filling level in the steam chamber and prevent cavitation in all fluid lines or Pipes of the cleaning system and the conveyor unit can be reduced, which in turn can increase the robustness of the cleaning system.
  • a method according to the invention using a cleaning system as described above has the steps of i. Heating the steam chamber, ii. Introducing pure steam into the steam chamber, and iii. if necessary, cooling the steam chamber.
  • step iii. the pump system is switched off.
  • the pressure in the steam chamber is higher than in the rest of the cleaning system, allowing pure steam to flow out of the steam chamber. If this pure steam emerging independently from the steam chamber were to enter the running pump system, cavitation could occur.
  • the pump system is not exposed to this additional risk of cavitation, which can increase the service life of the cleaning system, especially the pump system.
  • the pump system is preferably switched on again after a short rest period. This makes it possible to return the pump system to normal operation, thereby increasing the efficiency of the process.
  • the rest period of the pump system is preferably ended when the steam chamber or its steam or sterilization load needs cooling. In this way, a cooling effect of the steam chamber can be generated in a simple and quick manner, whereby the efficiency of the process can be increased.
  • the method is used to sterilize at least one contaminated object, in particular a water filter bag, and further comprises the steps of i.i. introducing the contaminated object into the steam chamber, and ii.i. Sterilizing the contaminated object in the steam chamber, step i.i. between steps i. and ii. is carried out and step ii.i. during or after step ii. is performed.
  • contaminated objects can be sterilized efficiently and easily using the cleaning system.
  • Fig. 1 a shows a cleaning system in a schematic view.
  • Fig. 1 b shows another cleaning system in a schematic view.
  • Fig. 2a shows a panel of the cleaning system shown in Fig. 1 in a front view.
  • Fig. 2b shows an alternative panel of the cleaning system shown in Fig. 1 in a frontal view.
  • Fig. 3a shows a bypass panel of the cleaning system shown in Fig. 1 in a front view.
  • Fig. 3b shows an alternative bypass panel of the cleaning system shown in Fig. 1 in a front view.
  • Fig. 3c shows a further alternative bypass panel of the cleaning system shown in Fig. 1 in a front view.
  • Fig. 4 shows a diagram with a pressure curve.
  • Figure 5a shows a method using a cleaning system.
  • Figure 5b shows another method using a cleaning system.
  • FIG. 6 shows a diagram with a first curve of the accumulated cavitation time and a second curve of the accumulated cavitation time.
  • Fig. 1 a shows a cleaning system 100 in a schematic view.
  • the cleaning system 100 has a steam chamber 300 with a first inlet 310 and an outlet 330, and a line 110.
  • the line 110 is connected to the inlet 310 and is designed to direct fluid, in particular water vapor, into the steam chamber 300 coming from an inflow 120 or along a fluid direction 150.
  • the cleaning system 100 has a further line 112, which is connected to the drain 330 and is designed to drain fluid, in particular condensed water, from the steam chamber 300 along the fluid direction 150.
  • the cleaning system 100 also has a pump system 200 with an inlet 210, an outlet 220 and a delivery unit 230.
  • the conveying unit 230 is designed to convey fluid, in particular condensed water, along the fluid direction 150 or through the arrangement and shape of the Delivery unit 230 results in the fluid direction 150.
  • the line 112 is connected to the inlet 210, which makes it possible for fluid emerging at the outlet 330 to be pumped out.
  • the cleaning system 100 further includes a drain pipe 400 connected to the outlet 220.
  • the cleaning system 100 further has a cover 410 which is arranged in the drain pipe 400. Fluid can be drained from the cleaning system 100 along the fluid direction 150 via a drain 130 located at the end of the drain pipe 400.
  • Fig. 1 b shows another cleaning system 100 in a schematic view.
  • the cleaning system 100 shown in FIG. 1 b is based on the cleaning system 100 shown in FIG. 1 a.
  • the steam chamber 300 also has a second inlet 320.
  • the passage area of the drain pipe 400 or its diameter increases along the fluid direction 150 after the aperture 410.
  • the cleaning system 100 also has a bypass pipe 500 with a bypass valve 520 and a bypass aperture 510, which extends from or with the drain pipe 400 after this diameter increase the drain pipe 400 is connected.
  • the bypass pipe 500 is connected to the second inlet 320, so that fluid can be introduced into the steam chamber 300 via the bypass pipe 500.
  • the cleaning system 100 also has a control valve 420 which is arranged in the area of the drain 130.
  • the aperture 410 has an outer diameter 416 that corresponds to the inner diameter of the drain pipe 400 at the location where the aperture 410 is arranged in the drain pipe 400.
  • the aperture 410 also has an inner diameter 418, which corresponds to the outer diameter of the through hole 412 and from which the passage area of the aperture 410 results.
  • the ratio of the squared inner diameter 418 to the squared outer diameter 416 corresponds to the ratio of the passage area of the aperture 410 to the passage area of the drain pipe 400.
  • Fig. 2b shows an alternative aperture 410 of the cleaning system 100 shown in Fig. 1 in a frontal view, ie against the fluid direction 150.
  • the aperture 410 shown in Fig. 2b has a smaller inner diameter 418 than the aperture shown in Fig. 2a 410. Accordingly, the ratio of the passage area of the aperture 410 shown in Fig. 2b to the passage area of the drain pipe 400 is smaller than the corresponding ratio of the aperture 410 shown in Fig. 2a.
  • 3a shows the bypass aperture 510 of the cleaning system 100 shown in FIG.
  • the bypass panel 510 can further have eight second through holes 514, which are arranged in particular evenly around the first through hole 512, specifically circumferentially and/or radially.
  • the bypass aperture 510 has an outer diameter 516 that corresponds to the inner diameter of the bypass pipe 500 at the location at which the bypass aperture 510 is arranged in the drain pipe 500.
  • the bypass panel 510 further has a first inner diameter 518, which corresponds to the outer diameter of the first through hole 512.
  • the bypass panel 510 also has eight second inner diameters 519, each of which corresponds to the outer diameter of the associated second through hole 514. Based on the first inner diameter 518 and the eight second inner diameters 519, the passage area of the bypass aperture 510 is obtained.
  • the ratio of the sum of the squared first inner diameter 518 and the eight squared second diameters 519 to the squared outer diameter 516 corresponds to the ratio of the passage area of the bypass aperture 510 to Passage area of the drain pipe bypass pipe 500.
  • Fig. 3b shows an alternative bypass panel 510 of the cleaning system 100 shown in Fig. 1 in a frontal view, i.e. against the fluid direction 150.
  • the bypass panel 510 has three second through holes 514.
  • the second inner diameter 519 of the bypass diaphragm 510 shown in FIG. 3b corresponds to the second inner diameter 519 of the bypass diaphragm 510 shown in FIG. 3a. Accordingly, the bypass diaphragm 510 shown in FIG .
  • the ratio of the passage area of the bypass aperture 510 shown in Fig. 3b to the passage area of the bypass pipe 500 is smaller than the corresponding ratio of the bypass aperture 510 shown in Fig. 3a.
  • FIG. 3c shows a further alternative bypass panel 510 of the cleaning system 100 shown in FIG. 1 in a frontal view, ie against the fluid direction 150.
  • the bypass panel 510 has four second through holes 514.
  • the second inner diameter 519 of the bypass aperture 510 shown in Fig. 3c corresponds to the second inner diameter 519 of the bypass aperture 510 shown in Figs. 3a and 3b.
  • the bypass aperture 510 shown in Fig. 3c has a smaller passage area than that in Fig. 3a Bypass aperture 510 shown, but a larger passage area than the bypass aperture 510 shown in FIG. 3b. Accordingly, the ratio of the The passage area of the bypass aperture 510 shown in FIG.
  • Both the aperture 410 and the aperture 510 can be designed with an adjustable flow cross section, i.e. the flow rate of the fluid through the aperture 410, 510 is variable.
  • an adjustable flow cross section i.e. the flow rate of the fluid through the aperture 410, 510 is variable.
  • this can be accomplished by a panel comprising two disks, each of which includes a central through hole 412, 512 and also outer through holes 514.
  • the two disks are then designed to be rotatable relative to one another, so that the outer through holes lie exactly one above the other in a maximum flow position and are blocked by the other disk in a minimum flow position.
  • a variable aperture are also possible, for example a aperture with a louvre shutter, which can then close the through hole or holes with fan-like elements.
  • Fig. 4 shows a diagram with a pressure curve 602.
  • the pressure curve 602 corresponds to the pressure applied on a pressure axis 610 via a path axis 620 in the drain pipe 400 immediately before and after the aperture 410 (see Fig. 1).
  • the path plotted on the path axis 620 runs essentially along the fluid direction 150.
  • the pressure increases until the aperture 410 is reached; in the area of the aperture 410 the pressure drops abruptly. After aperture 410, the pressure remains at a constant level.
  • the pressure profile 602 shows how the pressure in the drain pipe 400 and thus also in the pump system 200 can be increased by using an orifice 410.
  • Fig. 5a shows a method 800 using the cleaning system 100 (see Figs. 1 a and 1 b).
  • the procedure has steps i. 810, ii. 820 and ill. 830 on.
  • the process begins with step i. 810, the heating of the steam chamber 300.
  • step ii. 820 carried out, the introduction of pure steam into the steam chamber 300.
  • the method 800 is optionally carried out with step III. 830 completed, the cooling of the steam chamber 300.
  • FIG. 5b shows another method 800 using the cleaning system 100 (see FIGS. 1 a and 1 b).
  • the method 800 shown in FIG. 5b is based on the method 800 shown in FIG. 1a and further comprises steps ii 815 and ii.i. 825 on.
  • Step ii 815 occurs between steps i. 810 and ii. 820 and consists of introducing the contaminated object into the steam chamber 300.
  • Step ii.i. 825 will be during or after step ii 820 and consists in sterilizing the contaminated object in the steam chamber 300.
  • FIG. 6 shows a diagram 700 with a first course of the accumulated cavitation time 702 and a second course of the accumulated cavitation time 704.
  • the two courses of the accumulated cavitation time 702, 704 each correspond to the cavitation time in the pump system 200 plotted on a cavitation time axis 710 over a cycle time axis 720
  • Five phases are entered on the cycle time axis 720, which overall correspond to an operating cycle carried out in the same way for both courses of the accumulated cavitation time 702, 704.
  • This operating cycle begins with a heating phase 721, which occurs during step i shown in FIGS. 5a and 5b. 810 takes place. This is followed by a sterilization phase 722, which occurs during step ii.i. shown in FIG. 5b.
  • the operating cycle is ended by a loading and unloading phase 724.
  • the first course of the accumulated cavitation time 702 was determined in a cleaning system 100 without using the aperture 410 and the second course of the accumulated cavitation time 704 in a cleaning system 100 with the use of the aperture 410. It can be seen that by using the aperture 410 the accumulated Cavitation time can be reduced to a large extent.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

Offenbart ist ein Reinigungssystem (100) aufweisend ein Pumpensystem (200) mit einem Einlass (210), einem Auslass (220) und einer Fördereinheit (230), eine Dampfkammer (300) mit einem ersten Zulauf (310) und einem Ablauf (330), wobei der Ablauf (330) mit dem Einlass (210) des Pumpensystems (200) verbunden ist, und ein Abflussrohr (400), wobei das Abflussrohr (400) mit dem Auslass (220) des Pumpensystems (200) verbunden ist, wobei das Reinigungssystem (100) ferner eine in dem Abflussrohr (400) angeordnete Blende (410) aufweist.

Description

Pumpensystem und Sterilisationsverfahren unter Verwendung eines solchen
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Reinigungssystem mit einem verminderten Kavitationsrisiko und ein Verfahren unter Verwendung eines solchen Reinigungssystems.
Stand der Technik
Sterilisationsverfahren werden angewendet, um Produkte, bspw. Medizinprodukte, vor Ihrer Verwendung zu sterilisieren, also von potenziell schädlichen Keimen zu befreien. Bekannte Sterilisationsverfahren sind die Dampfsterilisation, die Heißwasserberieselungssterilisation, die Heißluftsterilisation, das Autoklavieren, die Gammasterilisation, die Elektronenstahlsterilisation, die Ethylenoxidsterilisation und die Plasmasterilisation. Als Medizinprodukte werden insbesondere auch Komponenten für Filteranlagen, insbesondere Wasserfilteranlagen für medizinische Anwendungen verstanden, bspw. Wasserfilterbeutel, die ein Volumen im einstelligen Literbereich aufweisen. Die Sterilisation erfolgt zumeist in einer geschlossenen Sterilisationskammer eines Sterilisationsgeräts, in welche das zu sterilisierende Produkt eingebracht ist. Bei dem Autoklavieren wird reiner Wasserdampf und siedende Flüssigkeit, im Folgenden als Reindampf bezeichnet, in die Sterilisationskammer eingebracht. Vor dem Sterilisieren wird die Sterilisationskammer, bspw. ein Autoklav, auf eine Temperatur über der Siedetemperatur aufgeheizt, bspw. auf 130 °C bzw. auf noch höhere Temperaturen, insbesondere wenn Überdruck in der Sterilisationskammer herrscht. Anschließend werden die zu sterilisierenden Objekte in die Sterilisationskammer eingebracht und sterilisiert. Danach wird die Sterilisationskammer abgekühlt und die sterilisierten Objekte können wieder entnommen werden. Während des gesamten Vorgangs kondensiert ein Teil des Wasserdampfes als Kondenswasser, das wiederum abgepumpt wird. Dabei besteht das Risiko, dass neben dem Kondenswasser auch Wasserdampf abgepumpt wird, bspw. wenn mehr Kondenswasser abgepumpt wurde, als währenddessen neues Kondenswasser kondensiert ist oder weil Kondenswasser in dem zu sterilisierenden Objekt zurückgehalten wird. In diesem Fall dringt ein Wasser-Dampf-Gemisch in die Pumpe ein und verursacht so Kavitation in der Pumpe. Dieses setzt insbesondere den Förderelementen der Pumpe einen ungleichmäßigen Widerstand entgegen, d.h. entsprechend der unterschiedlichen Dichten setzt ein Dampfpartikel mit niedrigerer Dichte den Förderelementen einen geringeren Widerstand entgegen und ein Wasserpartikel mit höherer Dichte setzt den Förderelementen einen höheren Widerstand entgegen. Daraus können Stöße bzw. Schläge resultieren, die wiederum zu einem hohen Verschleiß der Pumpe und insbesondere der schnell bewegten bzw. rotierten Förderelemente führen. Dadurch kommt es häufig zu Schäden am Pumpensystem und entsprechenden Ausfällen, d.h. erhöhten Stillstandzeiten der Sterilisationsanlagen.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein robustes und weniger verschleißanfälliges Reinigungssystem bereitzustellen, mit dem Stillstandzeiten reduziert werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Reinigungssystem gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren unter Verwendung eines solchen Reinigungssystems gemäß Patentanspruch 11. Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen enthalten.
Ein erfindungsgemäßes Reinigungssystem weist ein Pumpensystem mit einem Einlass, einem Auslass und einer Fördereinheit, eine Dampfkammer mit einem ersten Zulauf und einem Ablauf, wobei der Ablauf mit dem Einlass des Pumpensystems verbunden ist, und ein Abflussrohr, wobei das Abflussrohr mit dem Auslass des Pumpensystems verbunden ist, auf, wobei das Reinigungssystem ferner eine in dem Abflussrohr angeordnete Blende aufweist.
Die Dampfkammer ist insbesondere eine Wasserdampfreinigungskammer, d.h. in der Kammer befindet sich Wasserdampf und kondensiertes Wasser. Die Dampfkammer kann aber auch eine Sterilisationskammer sein oder eine der Sterilisationskammer nachgeschaltete separate Kondensationskammer.
Über den Zulauf wird Wasserdampf und siedendes Wasser in die Dampfkammer geleitet.
Der Ablauf ist insbesondere über eine Fluidleitung mit dem Einlass des Pumpensystems verbunden, bspw. über ein Rohr.
Vorzugsweise kann über das Abflussrohr ferner kondensiertes Wasser in ein Rücklaufsystem eingespeist werden. Derart kann der Nutzeffekt des Reinigungssystems gesteigert werden.
Mittels der in dem Abflussrohr und insbesondere in der Nähe des Auslasses des Pumpensystems angeordneten Blende wird am Auslass des Pumpensystems ein Staudruck erzeugt, wodurch der Eigendruck in dem Pumpensystem erhöht wird. Derart kann Kavitation in der Pumpe verhindert oder zumindest stark verringert werden. Dadurch kann die Anzahl an abrupten Belastungswechseln verringert werden, wodurch wiederum der Verschleiß des Reinigungssystems reduziert werden kann und dementsprechend dessen Robustheit gesteigert werden kann.
Die Blende kann mit variabel einstellbarer Durchgangsfläche ausgebildet sein, wodurch das Reinigungssystem insgesamt eine höhere Variabilität aufweist, insbesondere im Hinblick auf wechselnde Fördermengen oder einen gewünschten Staudruck. Die Blende kann aber auch mit fix eingestellter Durchgangsfläche ausgebildet sein, wodurch ein einfaches und kostengünstiges Reinigungssystem bereitgestellt werden kann. Je kleiner die Durchgangsfläche ausgebildet ist, desto größer ist der am Auslass des Pumpensystems erzeugte Staudruck, wobei dadurch aber auch die zur Beförderung des kondensierten Wassers notwendige Pumpenleistung steigt.
Weiterhin kann der am Auslass des Pumpensystems erzeugte Staudruck mittels des Abstands der Blende zum Auslass des Pumpensystems eingestellt werden. Je näher die Blende an den Auslass des Pumpensystems angeordnet ist, desto größer ist der Staudruck.
Des Weiteren kann die Blende derart variiert werden, dass die senkrecht zu der Hauptrichtung des Abflussrohrs ausgebildete Verengung, entlang der der Hauptrichtung des Abflussrohrs abrupt oder mit einem Anstieg ausgebildet ist, d.h. stetig zunehmend. Bei einer abrupten Verengung ist der erzeugte Staudruck am größten, gleichzeitig werden aber auch Verwirbelungen erzeugt. Diese Verwirbelungen können bei einer stetigen Zunahme reduziert werden, jedoch sinkt dann auch der erzeugte Staudruck.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Blende zur Durchgangsfläche des Abflussrohres kleiner ist als 1 :1 ,5, insbesondere kleiner als 1 :1 ,75 und besonders bevorzugt kleiner als 1 :2. Dadurch kann einerseits ein ausreichend ein hoher Staudruck erzeugt werden, wodurch die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden kann. Andererseits ist der Staudruck nicht derart hoch, dass das Pumpensystem hauptsächlich gegen den Staudruck Fluid fördert, d.h. dass das Pumpensystem lauffähig bleibt, wodurch die Effizienz des Reinigungssystems gesteigert werden kann.
Vorzugsweise vergrößert sich die Durchgangsfläche des Abflussrohrs in Fluidrichtung hinter der Blende, insbesondere kontinuierlich, um eine abrupte Änderung des Flussdurchmessers zu vermeiden. Als Fluidrichtung wird erfindungsgemäß die Hauptfluidrichtung bezeichnet, d.h. die sich im Normalbetrieb ergebende Flussrichtung des vom Pumpensystem geförderten Fluids, d.h. im Wesentlichen die Hauptflussrichtung des kondensierten Wassers. Als Vergrößerung der Durchgangsfläche des Abflussrohres in Fluidrichtung nach der Blende wird nicht lediglich die nach dem Blendenende ohnehin resultierende Vergrößerung der Durchgangsfläche verstanden, sondern eine solche, die auch ohne an dieser Stelle bzw. in der Nähe dieser Stelle angeordnete Blende im Abflussrohr selbst ausgebildet ist. Derart kann erreicht werden, dass mit der Blende der gewünschte Druck vor und nach der Pumpe sehr gut eingestellt werden kann. Des Weiteren sorgt diese Vergrößerung dafür, dass sich nach der Blende die gleiche Strömungsgeschwindigkeit wie vor der Blende einstellt, nur mit verringertem Fluiddruck.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche des Abflussrohres in Fluidrichtung nach der Vergrößerung zur Durchgangsfläche des Abflussrohres in Fluidrichtung vor der Blende größer ist als 1 ,5:1 , insbesondere größer als 1 ,75:1 und besonders bevorzugt größer als 2:1. Derart kann erreicht werden, dass eine kontinuierliche, gleichmäßig verlangsamte Strömung durch die Anlage strömt. Mittels dieser Vergrößerung kann zusätzlich dafür gesorgt werden, dass eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit in der Anlage zu gewährleistet wird. Damit kann ein ruhigerer Betrieb der gesamten Anlage erreicht werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner ein Bypassrohr auf und die Dampfkammer einen zweiten Zulauf auf, wobei das Bypassrohr in Fluidrichtung hinter der Blende mit dem Abflussrohr und mit dem zweiten Zulauf verbunden ist. Derart kann kondensiertes Wasser in die Reinigungskammer zurückgeführt werden, wodurch verhindert werden kann, dass sich in der Reinigungskammer zu wenig kondensiertes Wasser bzw. kein kondensiertes Wasser mehr befindet. Damit kann zusätzlich Kavitation in dem Pumpensystem verringert werden, wodurch die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden kann. Außerdem kann damit zusätzlich verhindert werden, dass die Pumpe aus Sicherheitsgründen ausgeschaltet werden muss, wodurch die Effizienz des Reinigungssystems gesteigert werden kann. Des Weiteren kann, wenn kein kondensiertes Wasser mehr aus dem Reinigungssystem abgeführt wird (bspw. wenn die entsprechende Fluidleitung verschlossen ist), mittels des Bypassrohres ein schonender Betrieb des Pumpensystems ermöglicht werden, d.h. es wird verhindert, dass das Pumpensystem gegen eine verschlossene Fluidleitung arbeitet, wodurch die Komponenten des Pumpensystems einer erhöhten Belastung ausgesetzt würden. Derart kann die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner ein Bypassventil auf, wobei das Bypassventil in dem Bypassrohr angeordnet ist, wobei das Bypassventil dazu ausgebildet ist, das Bypassrohr fluiddicht zu verschließen. Derart kann es ermöglicht werden, dass nur bei Bedarf und nicht permanent kondensiertes Wasser in die Dampfkammer zurückgeführt wird, wodurch abgesichert wird, dass ausreichend kondensiertes Wasser in der Reinigungskammer vorhanden ist, um ein Ansaugen von Dampf durch die Pumpe zu vermeiden und die Gefahr einer Kavitation weiter zu verringern. Die Effizienz des Reinigungssystems kann somit gesteigert werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner eine in dem Bypassrohr angeordnete Bypassblende auf. Derart wird in Bezug auf die Fluidrichtung unmittelbar vor der Bypassblende ein Staudruck erzeugt, der einen zu starken Druckabfall im Abflussrohr durch die Bereitstellung des Bypassrohrs verhindert. Mit dieser Bypassblende kann zusätzlich je nach Bedarf der Volumenstrom geregelt werden, der über den Bypass zurück in die Dampfkammer strömt. Damit kann die Effizienz des Reinigungssystems gesteigert werden.
Vorzugsweise ist die Bypassblende in Fluidrichtung hinter dem Bypassventil angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Sperren des Bypassventils der Rückstau mit geringstmöglicher Verzögerung entsteht. Ferner kann das Bypassventil auch so nah wie gewünscht an das Abflussrohr angeordnet werden.
Vorzugsweise ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Bypassblende zur Durchgangsfläche des Bypassrohres kleiner ist als 1 :20, insbesondere kleiner als 1 :15 und besonders bevorzugt kleiner als 1 :10. Derart kann der Anteil an Fluid, das in die Dampfkammer zurückgeleitet wird, noch genauer gesteuert werden, wodurch insgesamt die Effizienz des Reinigungssystems noch weiter gesteigert werden kann.
Vorzugsweise weist die Bypassblende mehrere Durchgangslöcher auf, die insbesondere unterschiedliche Durchgangsflächen aufweisen. Diese Durchgangslöcher sind vorzugsweise umfänglich in regelmäßigen Abständen vorgesehen. So kann der Durchfluss gleichmäßiger über den gesamten Rohrdurchmesser verteilt und Verwirbelungen reduziert werden.
Vorzugsweise weist das Reinigungssystem ferner ein Regelventil auf, wobei das Regelventil in Fluidrichtung hinter der Blende und, sofern dieses vorhanden ist, in Fluidrichtung hinter dem Bypassrohr angeordnet ist. Derart wird es ermöglicht, die Menge an aus dem Reinigungssystem abgeführtem Fluid an die Menge des tatsächlich kondensierten Wassers bzw. tatsächlich durch das Pumpensystem geförderten Fluids anzupassen, d.h. wird weniger Wasser in der Dampfkammer kondensiert, wird das Regelventil in eine geschlossenere Stellung versetzt. Wird hingegen mehr Wasser in der Dampfkammer kondensiert, wird das Regelventil in eine offenere Stellung versetzt. Damit wird es ermöglicht, in der Dampfkammer einen konstanten Füllstand zu gewährleisten, und Kavitation in allen Fluidleitungen bzw. Rohren des Reinigungssystems und der Fördereinheit reduziert werden kann, wodurch wiederum die Robustheit des Reinigungssystems gesteigert werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Verwendung eines wie vorstehend beschriebenen Reinigungssystems, weist die Schritte des i. Aufheizens der Dampfkammer, ii. Einbringens von Reindampf in die Dampfkammer, und iii. gegebenenfalls Abkühlens der Dampfkammer auf.
Vorzugsweise wird zu Beginn des Schrittes iii. das Pumpensystem abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Dampfkammer höher als in dem restlichen Reinigungssystem, wodurch Reindampf aus der Dampfkammer ausströmen kann. Würde dieser selbstständig aus der Dampfkammer austretende Reindampf in das laufende Pumpensystem eintreten, könnte bei dieser Kavitation auftreten. Indem das Pumpensystem zu Beginn des Schrittes iii. das Pumpensystem abgeschaltet wird, wird das Pumpensystem diesem zusätzlichen Kavitationsrisiko nicht ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer des Reinigungssystems, insbesondere des Pumpensystems, gesteigert werden kann.
Vorzugsweise wird das Pumpensystem nach einer kurzen Ruhezeit wieder eingeschaltet. Dadurch wird es ermöglicht, das Pumpensystem wieder in einem normalen Betrieb laufen zu lassen, wodurch die Effizienz des Verfahrens gesteigert werden kann.
Vorzugsweise wird die Ruhezeit des Pumpensystems dann beendet, wenn die Dampfkammer bzw. deren Dampf- oder Sterilisationsladung einen Kühlbedarf hat. Derart kann auf einfache und schnelle Weise eine Kühlwirkung der Dampfkammer erzeugt werden, wodurch die Effizienz des Verfahrens gesteigert werden kann.
Vorzugsweise wird das Verfahren zur Sterilisation zumindest eines kontaminierten Gegenstandes angewandt, insbesondere eines Wasserfilterbeutels, und weist ferner die Schritte des i.i. Einbringens des kontaminierten Gegenstandes in die Dampfkammer, und ii.i. Sterilisierens des kontaminierten Gegenstandes in der Dampfkammer auf, wobei der Schritt i.i. zwischen den Schritten i. und ii. ausgeführt wird und der Schritt ii.i. während bzw. nach dem Schritt ii. ausgeführt wird. Derart können kontaminierte Gegenstände mit Hilfe des Reinigungssystems auf effiziente und einfache Weise sterilisiert werden.
Kurze Beschreibuno der Zeichnunoen
Fig. 1 a zeigt ein Reinigungssystem in einer schematischen Ansicht. Fig. 1 b zeigt ein weiteres Reinigungssystem in einer schematischen Ansicht.
Fig. 2a zeigt eine Blende des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
Fig. 2b zeigt eine alternative Blende des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
Fig. 3a zeigt eine Bypassblende des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
Fig. 3b zeigt eine alternative Bypassblende des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
Fig. 3c zeigt eine weitere alternative Bypassblende des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems in einer Frontalansicht.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm mit einem Druckverlauf.
Fig. 5a zeigt ein Verfahren unter Verwendung eines Reinigungssystems.
Fig. 5b zeigt ein weiteres Verfahren unter Verwendung eines Reinigungssystems.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm mit einem ersten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit und einem zweiten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Fig. 1 a zeigt ein Reinigungssystem 100 in einer schematischen Ansicht. Das Reinigungssystem 100 weist eine Dampfkammer 300 mit einem ersten Zulauf 310 und einem Ablauf 330, und eine Leitung 1 10 auf. Die Leitung 1 10 ist an den Zulauf 310 angeschlossen und dazu ausgebildet, von einem Zufluss 120 kommend bzw. entlang einer Fluidrichtung 150 Fluid, insbesondere Wasserdampf, in die Dampfkammer 300 zu leiten. Das Reinigungssystem 100 weist eine weitere Leitung 112 auf, die an dem Ablauf 330 angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, entlang der Fluidrichtung 150 Fluid, insbesondere kondensiertes Wasser, aus der Dampfkammer 300 abzuleiten. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Pumpensystem 200 mit einem Einlass 210, einem Auslass 220 und einer Fördereinheit 230 auf. Die Fördereinheit 230 ist dazu ausgebildet, Fluid, insbesondere kondensiertes Wasser, entlang der Fluidrichtung 150 zu fördern bzw. durch die Anordnung und Ausprägung der Fördereinheit 230 ergibt sich die Fluidrichtung 150. Die Leitung 112 ist mit dem Einlass 210 verbunden, wodurch es ermöglicht wird, dass am Ablauf 330 austretende Fluid abzupumpen. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Abflussrohr 400 auf, das mit dem Auslass 220 verbunden ist. Das Reinigungssystem 100 weist ferner eine Blende 410 auf, die in dem Abflussrohr 400 angeordnet ist. Über einen am Ende des Abflussrohres 400 befindlichen Abfluss 130 kann entlang der Fluidrichtung 150 Fluid aus dem Reinigungssystem 100 abgeleitet werden.
Fig. 1 b zeigt ein weiteres Reinigungssystem 100 in einer schematischen Ansicht. Das in Fig. 1 b dargestellte Reinigungssystem 100 basiert auf dem in Fig. 1 a dargestellten Reinigungssystem 100. Die Dampfkammer 300 weist ferner einen zweiten Zulauf 320 auf. Die Durchgangsfläche des Abflussrohres 400 bzw. dessen Durchmesser vergrößert sich entlang der Fluidrichtung 150 nach der Blende 410. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Bypassrohr 500 mit einem Bypassventil 520 und einer Bypassblende 510 auf, das nach dieser Durchmesservergrößerung von dem Abflussrohr 400 abgeht bzw. mit dem Abflussrohr 400 verbunden ist. Das Bypassrohr 500 ist mit dem zweiten Zulauf 320 verbunden, sodass über das Bypassrohr 500 Fluid in die Dampfkammer 300 eingeleitet werden kann. Das Reinigungssystem 100 weist ferner ein Regelventil 420 auf, das im Bereich des Abflusses 130 angeordnet ist.
Fig. 2a zeigt die Blende 410 des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Blende 410 weist ein Durchgangsloch 412 auf, dass in Bezug auf den Querschnitt der Blende 410 zentriert in derselben angeordnet ist. Die Blende 410 weist einen Außendurchmesser 416 auf, der dem Innendurchmesser des Abflussrohres 400 an der Stelle entspricht, an der die Blende 410 in dem Abflussrohr 400 angeordnet ist. Die Blende 410 weist ferner einen Innendurchmesser 418 auf, der dem Außendurchmesser des Durchgangslochs 412 entspricht und anhand dem sich die Durchgangsfläche der Blende 410 ergibt. Das Verhältnis von dem quadrierten Innendurchmesser 418 zum quadrierten Außendurchmesser 416 entspricht dem Verhältnis von der Durchgangsfläche der Blende 410 zur Durchgangsfläche des Abflussrohres 400.
Fig. 2b zeigt eine alternative Blende 410 des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht., d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die in Fig. 2b dargestellte Blende 410 weist einen geringeren Innendurchmesser 418 auf, als die in Fig. 2a dargestellte Blende 410. Dementsprechend ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der in Fig. 2b dargestellten Blende 410 zur Durchgangsfläche des Abflussrohres 400 kleiner, als das entsprechende Verhältnis der in Fig. 2a dargestellten Blende 410. Fig. 3a zeigt die Bypassblende 510 des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Bypassblende 510 weist ein erstes Durchgangsloch 512 auf, das in Bezug auf den Querschnitt der Bypassblende 510 zentriert in derselben angeordnet ist. Die Bypassblende 510 kann ferner acht zweite Durchgangslöcher 514 aufweisen, die insbesondere gleichmäßig um das erste Durchgangsloch 512 herum angeordnet sind und zwar umfänglich und/oder radial. Solche zweiten Durchgangslöcher können auch bei der Blende 410 vorgesehen werden. Die Bypassblende 510 weist einen Außendurchmesser 516 auf, der dem Innendurchmesser des Bypassrohres 500 an der Stelle entspricht, an der die Bypassblende 510 in dem Abflussrohr 500 angeordnet ist. Die Bypassblende 510 weist ferner einen ersten Innendurchmesser 518 auf, der dem Außendurchmesser des ersten Durchgangslochs 512 entspricht. Die Bypassblende 510 weist außerdem acht zweite Innendurchmesser 519 auf, die jeweils dem Außendurchmesser des dazugehörigen zweiten Durchgangsloches 514 entsprechen. Anhand des ersten Innendurchmessers 518 und der acht zweiten Innendurchmesser 519 ergibt sich die Durchgangsfläche der Bypassblende 510. Das Verhältnis von der Summe des quadrierten ersten Innendurchmessers 518 und der acht quadrierten zweiten Durchmesser 519 zum quadrierten Außendurchmesser 516 entspricht dem Verhältnis von der Durchgangsfläche der Bypassblende 510 zur Durchgangsfläche des Abflussrohres Bypassrohres 500.
Fig. 3b zeigt eine alternative Bypassblende 510 des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Bypassblende 510 weist drei zweite Durchgangslöcher 514 auf. Der zweite Innendurchmesser 519 der in Fig. 3b dargestellten Bypassblende 510 entspricht dem zweiten Innendurchmesser 519 der in Fig. 3a dargestellten Bypassblende 510. Dementsprechend weist die in Fig. 3b dargestellte Bypassblende 510 eine geringere Durchgangsfläche auf, als die in Fig. 3a dargestellte Bypassblende 510. Dementsprechend ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der in Fig. 3b dargestellten Bypassblende 510 zur Durchgangsfläche des Bypassrohres 500 kleiner, als das entsprechende Verhältnis der in Fig. 3a dargestellten Bypassblende 510.
Fig. 3c zeigt eine weitere alternative Bypassblende 510 des in Fig. 1 dargestellten Reinigungssystems 100 in einer Frontalansicht, d.h. entgegen der Fluidrichtung 150. Die Bypassblende 510 weist vier zweite Durchgangslöcher 514 auf. Der zweite Innendurchmesser 519 der in Fig. 3c dargestellten Bypassblende 510 entspricht dem zweiten Innendurchmesser 519 der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Bypassblenden 510. Dementsprechend weist die in Fig. 3c dargestellte Bypassblende 510 eine geringere Durchgangsfläche auf, als die in Fig. 3a dargestellte Bypassblende 510, jedoch eine größere Durchgangsfläche, als die in Fig. 3b dargestellte Bypassblende 510. Dementsprechend ist das Verhältnis von der Durchgangsfläche der in Fig. 3c dargestellten Bypassblende 510 zur Durchgangsfläche des Bypassrohres 500 kleiner, als das entsprechende Verhältnis der in Fig. 3a dargestellten Bypassblende 510, jedoch größer, als das entsprechende Verhältnis der in Fig. 3b dargestellten Bypassblende 510.
Sowohl die Blende 410 als auch die Blende 510 können mit einem verstellbaren Durchflussquerschnitt ausgebildet sein, d.h. die Durchflussmenge des Fluids durch die Blende 410, 510 ist variabel. Bspw. kann dies bewerkstelligt werden, indem eine Blende zwei Scheiben umfasst, die jeweils ein mittiges Durchgangsloch 412, 512 und auch äußere Durchgangslöcher 514 umfassen. Die beiden Scheiben sind dann relativ zueinander verdrehbar ausgebildet, so dass die äußeren Durchgangslöcher in einer Maximaldurchflussposition genau übereinander liegen und in einer Minimaldurchflussposition von der jeweils anderen Scheibe gesperrt sind. Aber auch andere Möglichkeiten einer variablen Blende sind möglich, bspw. eine Blende mit Lamellenverschluss, der dann das oder die Durchgangslöcher mit fächerartigen Elementen verschließen kann.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm mit einem Druckverlauf 602. Der Druckverlauf 602 entspricht dem auf einer Druckachse 610 über eine Wegachse 620 aufgetragenen Druck in dem Abflussrohr 400 unmittelbar vor und nach der Blende 410 (vgl. Fig. 1 ). Der auf der Wegachse 620 aufgetragene Weg verläuft dabei im Wesentlichen entlang der Fluidrichtung 150. Bis zum Erreichen der Blende 410 steigt der Druck an, im Bereich der Blende 410 fällt der Druck abrupt ab. Nach der Blende 410 bleibt der Druck auf einem konstanten Niveau. An dem Druckverlauf 602 ist erkennbar, wie der Druck im Abflussrohr 400 und damit auch im Pumpensystem 200 durch den Einsatz einer Blende 410 erhöht werden kann.
Fig. 5a zeigt ein Verfahren 800 unter Verwendung des Reinigungssystems 100 (vgl. Fig. 1 a und 1 b). Das Verfahren weist die Schritte i. 810, ii. 820 und ill. 830 auf. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt i. 810, dem Aufheizen der Dampfkammer 300. Anschließend wird der Schritt ii. 820 ausgeführt, das Einbringen von Reindampf in die Dampfkammer 300. Das Verfahren 800 wird gegebenenfalls mit dem Schritt ill. 830 abgeschlossen, dem Abkühlen der Dampfkammer 300.
Fig. 5b zeigt ein weiteres Verfahren 800 unter Verwendung des Reinigungssystems 100 (vgl. Fig. 1 a und 1 b). Das in Fig. 5b dargestellte Verfahren 800 basiert auf dem in Fig. 1 a dargestellten Verfahren 800 und weist ferner die Schritte i.i. 815 und ii.i. 825 auf. Der Schritt i.i. 815 wird zwischen den Schritten i. 810 und ii. 820 ausgeführt und besteht im Einbringen des kontaminierten Gegenstandes in die Dampfkammer 300. Der Schritt ii.i. 825 wird während bzw. nach dem Schritt ii 820 ausgeführt und besteht im Sterilisieren des kontaminierten Gegenstandes in der Dampfkammer 300.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm 700 mit einem ersten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 702 und einem zweiten Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 704. Die beiden Verläufe der akkumulierten Kavitationszeit 702, 704 entsprechen jeweils der auf einer Kavitationszeitachse 710 über eine Zykluszeitachse 720 aufgetragenen Kavitationszeit in dem Pumpensystem 200. Auf der Zykluszeitachse 720 sind fünf Phasen eingetragen, die insgesamt einem für beide Verläufe der akkumulierten Kavitationszeit 702, 704 in gleicher Weise durchgeführten Betriebszyklus entsprechen. Dieser Betriebszyklus beginnt mit einer Aufheizphase 721 , die während dem in den Fig. 5a und 5b dargestellten Schritt i. 810 stattfindet. Es folgt eine Sterilisierphase 722, die während dem in Fig. 5b dargestellten Schritt ii.i. 825 stattfindet. Anschließend folgt eine Kühlphase 723, die während dem in den Fig. 5a und 5b dargestellten Schritt ill. 830 stattfindet. Der Betriebszyklus wird durch eine Be- und Entladephase 724 beendet. Dabei wurde der erste Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 702 bei einem Reinigungssystem 100 ohne Einsatz der Blende 410 bestimmt und der zweite Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit 704 bei einem Reinigungssystem 100 mit Einsatz der Blende 410. Es ist erkennbar, dass durch den Einsatz der Blende 410 die akkumulierte Kavitationszeit in hohem Umfang reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste
100 Reinigungssystem
110 Leitung 112 Leitung 120 Zufluss 130 Abfluss 150 Fluidrichtung 200 Pumpensystem 210 Einlass 220 Auslass 230 Fördereinheit 300 Dampfkammer 310 erster Zulauf 320 zweiter Zulauf 330 Ablauf 400 Abflussrohr 410 Blende
412 Durchgangsloch
416 Außendurchmesser
418 Innendurchmesser
420 Regelventil
500 Bypassrohr
510 Bypassblende
512 erstes Durchgangsloch
514 zweites Durchgangsloch
516 Außendurchmesser
518 erster Innendurchmesser
519 zweiter Innendurchmesser
520 Bypassventil
600 Diagramm
602 Druckverlauf
610 Druckachse
620 Wegachse
700 Diagramm
702 Erster Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit
704 Zweiter Verlauf der akkumulierten Kavitationszeit
710 Kavitationszeitachse
720 Zykluszeitachse
721 Aufheizphase
722 Sterilisierphase
723 Kühlphase
724 Be- und Entladephase
800 Verfahren
810 Schritt
815 Schritt
820 Schritt
825 Schritt
830 Schritt

Claims

Patentansprüche Reinigungssystem (100) aufweisend ein Pumpensystem (200) mit einem Einlass (210), einem Auslass (220) und einer Fördereinheit (230), eine Dampfkammer (300) mit einem ersten Zulauf (310) und einem Ablauf (330), wobei der Ablauf (330) mit dem Einlass (210) des Pumpensystems (200) verbunden ist, und ein Abflussrohr (400), wobei das Abflussrohr (400) mit dem Auslass (220) des Pumpensystems (200) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem (100) ferner eine in dem Abflussrohr (400) angeordnete Blende (410) aufweist. Reinigungssystem (100) nach Anspruch 1 , wobei das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Blende (410) zur Durchgangsfläche des Abflussrohres (400) kleiner ist als 1 :1 ,5, insbesondere kleiner als 1 :1 ,75 und besonders bevorzugt kleiner als 1 :2. Reinigungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Durchgangsfläche des Abflussrohrs (400) in Fluidrichtung (150) nach der Blende (410) vergrößert. Reinigungssystem (100) nach Anspruch 3, wobei das Verhältnis von der Durchgangsfläche des Abflussrohres (400) in Fluidrichtung (150) nach der Vergrößerung zur Durchgangsfläche des Abflussrohres (400) in Fluidrichtung (150) vor der Blende (410) größer ist als 1 ,5:1 , insbesondere größer als 1 ,75:1 und besonders bevorzugt größer als 2:1 . Reinigungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reinigungssystem (100) ferner ein Bypassrohr (500) aufweist und die Dampfkammer (300) einen zweiten Zulauf (320) aufweist, wobei das Bypassrohr (500) in Fluidrichtung (150) hinter der Blende (410) mit dem Abflussrohr (400) und mit dem zweiten Zulauf (320) verbunden ist. Reinigungssystem (100) nach Anspruch 5, wobei das Reinigungssystem (100) ferner ein Bypassventil (520) aufweist, wobei das Bypassventil (520) in dem Bypassrohr (500) angeordnet ist, wobei das Bypassventil (520) dazu ausgebildet ist, das Bypassrohr (500) fluiddicht zu verschließen.
7. Reinigungssystem (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Reinigungssystem (100) ferner eine in dem Bypassrohr (500) angeordnete Bypassblende (510) aufweist.
8. Reinigungssystem (100) nach Anspruch 7, wobei das Verhältnis von der Durchgangsfläche der Bypassblende (510) zur Durchgangsfläche des Bypassrohres (500) kleiner ist als 1 :20, insbesondere kleiner als 1 :15 und besonders bevorzugt kleiner als 1 :10.
9. Reinigungssystem (100) nach Anspruch 8, wobei die Bypassblende (510) mehrere Durchgangslöcher (512, 514) aufweist, die insbesondere unterschiedliche Durchgangsflächen aufweisen.
10. Reinigungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reinigungssystem (100) ferner ein Regelventil (420) aufweist, wobei das Regelventil (420) in Fluidrichtung (150) hinter der Blende (410) und, sofern dieses vorhanden ist, in Fluidrichtung (150) hinter dem Bypassrohr (500) angeordnet ist.
11. Verfahren (800) unter Verwendung eines Reinigungssystems (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte des i. (810) Aufheizens der Dampfkammer (300), ii. (820) Einbringens von Reindampf in die Dampfkammer (300), und ill. (830) gegebenenfalls Abkühlens der Dampfkammer (300).
12. Verfahren (800) nach Anspruch 11 , wobei zu Beginn des Schrittes ill. (830) das Pumpensystem (200) abgeschaltet wird.
13. Verfahren (800) nach Anspruch 11 oder 12 angewandt zur Sterilisation zumindest eines kontaminierten Gegenstandes, insbesondere eines Wasserfilterbeutels, ferner aufweisend die Schritte des i.i. (815) Einbringens des kontaminierten Gegenstandes in die Dampfkammer (300), und ii.i. (825) Sterilisierens des kontaminierten Gegenstandes in der Dampfkammer (300), wobei der Schritt i.i. (815) zwischen den Schritten i. (810) und ii. (820) ausgeführt wird und der Schritt ii.i. (825) während bzw. nach dem Schritt ii. (820) ausgeführt wird.
PCT/EP2023/071721 2022-08-04 2023-08-04 Pumpensystem und sterilisationsverfahren unter verwendung eines solchen WO2024028494A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022119667.4 2022-08-04
DE102022119667.4A DE102022119667A1 (de) 2022-08-04 2022-08-04 Pumpensystem und Sterilisationsverfahren unter Verwendung eines solchen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024028494A1 true WO2024028494A1 (de) 2024-02-08

Family

ID=87571756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/071721 WO2024028494A1 (de) 2022-08-04 2023-08-04 Pumpensystem und sterilisationsverfahren unter verwendung eines solchen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022119667A1 (de)
WO (1) WO2024028494A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1040501A (en) * 1964-02-07 1966-08-24 William Murray Improvements in and relating to rotating impeller pumps
DE2524079A1 (de) * 1974-06-05 1975-12-18 Drayton Castle Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren von gegenstaenden in einem autoklaven
DE3308914A1 (de) * 1983-03-12 1984-09-13 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg Einrichtung zum vermeiden oder wesentlichen vermindern von teillast-kavitationsschaeden bei einer kreiselpumpenanlage
DE10260895A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-08 Melag Ohg Interne Dampfversorgung für Dampfsterilisatoren
US10758106B2 (en) * 2015-08-16 2020-09-01 Aseptium Limited Reprocessing apparatus and a method of reprocessing a load in a reprocessing apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054161B4 (de) 2009-11-04 2012-11-08 Clemens Erlen Vorrichtung zum Reinigen und Desinfizieren von Reinigungsgut und Verfahren zur Desinfektion einer Vorrichtung der vorgenannten Art
DE102013208060A1 (de) 2013-05-02 2014-11-06 Meiko Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Reinigungsvorrichtung für Behälter für menschliche Ausscheidungen
DE102020125913A1 (de) 2020-10-02 2022-04-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Vorrichtung zur Dampfsterilisation von Gegenständen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1040501A (en) * 1964-02-07 1966-08-24 William Murray Improvements in and relating to rotating impeller pumps
DE2524079A1 (de) * 1974-06-05 1975-12-18 Drayton Castle Verfahren und vorrichtung zum sterilisieren von gegenstaenden in einem autoklaven
DE3308914A1 (de) * 1983-03-12 1984-09-13 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg Einrichtung zum vermeiden oder wesentlichen vermindern von teillast-kavitationsschaeden bei einer kreiselpumpenanlage
DE10260895A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-08 Melag Ohg Interne Dampfversorgung für Dampfsterilisatoren
US10758106B2 (en) * 2015-08-16 2020-09-01 Aseptium Limited Reprocessing apparatus and a method of reprocessing a load in a reprocessing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022119667A1 (de) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3873725T2 (de) Verfahren und einrichtung zur kontinuierlichen waermebehandlung eines gemisches aus feststoffen enthaltender fluessigkeit.
DE102010008448A1 (de) UHT-Anlage und Verfahren zur Behandlung hitzeempfindlicher flüssiger Nahrungsmittelprodukte
WO2015135844A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen virusinaktivierung
EP2952091A1 (de) Tropfbewässerungsrohr mit darin eingesetzten Dosierelementen
DE102017004213A1 (de) Verfahren und Anlage zur Steuerung und/oder Regelung der Behandlung hitzeempfindlicher flüssiger Nahrungsmittelprodukte
EP2135667A1 (de) Kavitator
DE3002578C2 (de) Vorrichtung zum Entgasen einer Flüssigkeit
WO2024028494A1 (de) Pumpensystem und sterilisationsverfahren unter verwendung eines solchen
DE2159963C3 (de) Kavitationsmindernde Drosselvorrichtung
DE102013010296B4 (de) Verfahren und Injektor zum Einleiten eines dampfförmigen Wärmeträgers in ein flüssiges Produkt
DE3428535A1 (de) Verfahren und vorrichtung, insbesondere zur konditionierung von abwaesserschlaemmen
CH625031A5 (de)
WO2010086004A1 (de) Vorrichtung zur einflussnahme auf die strömung im bereich einer rohrträgerplatte eines rohrbündel-wärmeaustauschers
DE3210718A1 (de) Vorrichtung zur durchflussregulierung
AT514205B1 (de) Verfahren zum Dämpfen von Druckpulsationen
EP3653288B1 (de) Dampfsterilisator und verfahren zu dessen betrieb
DE3428540C2 (de)
EP4367066A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur behandlung von flüssigkeiten
DE1642910A1 (de) Vorrichtung zum Behandeln von Fluessigkeiten in duennen Schichten
DE102016103719B4 (de) Vorrichtung zur Fluidführung
DE102009007423A1 (de) Dosiereinrichtung und Verfahren zum Zuführen eines Fluids in einen Fluidstrom
EP4186602B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reinigung von rohrleitungen oder systemen mittels modulierenden druckgasimpulsen
EP0172333A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Fluiden mit unterschiedlichen Dampfdrücken
EP3485169B1 (de) Verfahren und anlage zur behandlung hitzeempfindlicher flüssiger nahrungsmittelprodukte und zentrifugalpumpe für eine solche anlage
DE202015106349U1 (de) Fluidstrom-Regulationsvorrichtung und Flüssigkeitslageranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23754735

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1