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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dampfsterilisier-Autoklav
mit einem napfartigen Bodenteil zur Aufnahme des zu verdampfenden Wassers, in dessen
Bereich ein von einem thermostatischen Schalter abschaltbarer elektrischer Heizkörper
angeordnet und das über ein Überdruckventil mit einem Kondensator verbunden ist.
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Bei einem derartigen bekannten Autoklav mündet die das gewichtsbelastete
Überdruckventil und daran anschließend eine Staudüse enthaltende Leitung einerseits
mit Abstand oberhalb der Sohle des napfartigen Bodenteiles und andererseits oberhalb
des Wasserspiegels im Kondensator, wobei der Leitungszug zwischen der Staudüse und
dem Kondensator über eine Düsenöffnung mit dem Dampfraum des Autoklav verbunden
ist. Durch diese Ausbildung wird zwar eine automatische Entfernung der eingeschlossenen
Luft erreicht, dafür wird aber der Nachteil hingenommen, daß nach Austreiben der
Luft ständig durch die Düsenöffnung Dampf nutzlos in den Kondensator strömt und
daß ein Teil des bereits auf Verdampfungstemperatur erhitzten Wassers in den Kondensator
gedrückt wird. Weiter ist nachteilig, daß die Sterilisationszeit nicht beliebig
wählbar ist, da nach erfolgter Verdampfung der eingebrachten Wassermenge ein fortwährender
Druckabfall wegen der Düsenöffnung eintritt.
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Es ist auch bekannt, das Überdruckventil und die Staudüse in einem
Leitungszug anzuordnen, der vom Dampfraum des Autoklav zum Kondensator führt.
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Mit einer solchen Ausbildung kann weder eine automatische Entlüftung
des Autoklav vor Eintritt des Dampf-Betriebsdruckes, noch eine automatische Rückspeisung
des Wassers aus dem Kondensator erreicht werden.
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Für größere Sterilisationsanlagen mit außenliegendem Dampferzeuger
ist es bekannt, in die zum Autoklav führenden Leitungen für den Dampfeinlaß, den
Daumpfauslaß, die Evakuierung und die Belüftung jeweils Magnetventile einzubauen
und diese Ventile durch eine Reihe von gegenseitig elektrisch verriegelten Schaltschützen
haibtautomatisch zu steuern, in deren Stromkreisen die Kontakte einer Schaltuhr
enthalten sind, welche die Sterilisationsdauer bestimmt.
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Diese bekannte Anordnung erlaubt keinen vollautomatischen Ablauf des
ganzen Sterilisationsvorganges, läßt sich bei direkt beheizten Autoklaven nicht
verwenden und erfordert zudem einen hohen technischen Aufwand, wie er insbesondere
für Kleinstefl lisatoren nicht vertretbar ist.
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Andere bekannte Dampfsterilisier-Autoklaven weisen einen von der
Sterilisationskammer getrennten und mit dieser durch ein erst bei einem bestimmten
Überdruck öffnenden Ventil verbundenen Wasser raum auf. Der Wasserraum wird durch
einen elektrischen Heizkörper erhitzt, welcher gegebenenfalls auch mit einem Teil
seiner Länge in die Sterilisationskammer einstehen kann. Erreicht werden soll hierdurch
eine schnelle Dampffreiheit der Sterilisationskammer nach -beendeter Sterilisation
sowie die Möglichkeit, Wasser höherer Temperatur für den nachfolgenden Sterilisationsvorgang
bereitzustellen.
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Eine automatische Belüftung oder Rückspiegelung des Wassers ist bei
diesem Autoklav nicht vorgesehen.
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Weitere bekannte Dampfsterilisier-Anlagen erzeugen den Stertlisationsdampf
außerhalb des Autoklavs in einem elektrisch beheizten Metallblock hoher
Wärmespeicherfähigkeit,
in den Wasser eingespritzt wird, wobei die Temperaturregelung durch ein Kontaktthermometer
erfolgt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Dampfsterilisier-Autoklav
zu schaffen, der bei geringem technischen Aufwand einen völlig selbstständigen Ablauf
des Sterilisationsvorganges einschließlich der Wiederbelüftung erreichen läßt.
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Ausgehend von einem Dampfsterilisier-Autoklav der eingangs genannten
Art wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein an sich bekanntes Sleuerorgn
vQrgesehen ist zum Abschalten der Heizung nach Erreichen einer bestimmten Temperatur
und/oder nach Ablauf einer festgelegten Zeit und zum elektrischen Anregen eines
Betätigungsgliedes beim Abschalten des Heizkörpers, wobei dieses Betätigungsglied
sowohl über eine Feder mit einer vom Dampfdruck in Schließstellung gehaltenen Entlüftungsklappe
als auch mit dem zwischen dem Bodenteil und dem Kondensator angeordneten Ventil
dergestalt mechanisch gekoppelt ist, daß bei Erregung des Betätigungsgliedes eine
Vorspannung der Feder im Öffnungssinn der Luftklappe erfolgt und das Ventil öffnet.
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Für Dampfsterilisier-Autoklaven sind bereits Selektiv-Ventile bekanntgeworden,
welche zwischen dem vom Autoklav zum Kondensator verlaufenden Leitungszug und der
umgebenden Luft eingebaut und so ausgebildet sind, daß sie sich bei mäßiger Strömungsgeschwindigkeit,
d. h. während der Verdrängung der eingeschlossenen Luft, in Öffnungsstellung befinden
und nach Erreichen einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit schließen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird in eine zwischen
dem Dampfraum und dem Wasserbehälter des Kondensators verlaufenden Leitung ein solches
an sich bekanntes bei erhöhter Durchströmungsgeschwindigkeit sich schließendes Selektiv-Ventil
eingeschaltet. Der Unterschied zum Bekannten liegt darin, daß das Selektiv-Ventil
im Leitungszug und nicht von der Leitung zur freien Atmosphäre angeordnet ist, so
daß ein starker Dampfübertritt über diesen Leitungszug in den Kondensator nicht
möglich ist.
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In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung befindet sich in der
vom Dampfraum zum Wasserbehältetverlaufenden Leitung ein Absperrorgan, das mit dem
elektrischen Betätigungsglied dergestallt gekuppelt ist, daß es gleichzeitig mit
der Vorspannung der Entlüftungsklappe schließt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden,
beispielsweisen Beschreibung einer-Ausführungsform an Hand der Zeichnungen-hervor.
In den Zçichaungen zeigt F F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Dampfsterilisier-Autoklav, Fig. 2 ein Schaltdiagramm des elektrisch betriebenen-selbsttätigen
Steuerorgans des Autoklavs, Fig. 3 einen Teil der mechanischen Kopplungsverbindungen
für die zu betätigenden Bauteile, Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Selektiv-Ventil
des Autoklavs und Fig. 5 einen Längsschnitt durch das als Sicherheitsventil ausgebildete
steuerbare Ventil.
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Der beispielsweise aus Bronzeguß hergestellte quaderförmige Körper
11 des Autoklavs besitzt auf einer seiner Stirnseiten eine mit Hilfe eines nicht
dargestellten Schraubverschlusses verschließbare Tür 12,
welche
die Türöffnung 13, die etwa dem lichten Querschnitt des Autoklavinnenraumes 14 entspricht,
abschließt.
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Der notwendige dichte Sitz der Tür wird durch einen Dichtring 15
gewährleistet. An den vertikalen Längswänden des Autoklavs sind vorstehende, nicht
dargestellte Leisten angebracht, auf denen schubfachartige Einsätze 16 bis 18 durch
die Türöffnung 13 in den Innenraum geschoben werden können. Die Böden der beiden
oberen Einsätze 16 und 17 sind durchgehend mit Löchern 19 versehen, während der
Boden des unteren Einsatzes 18 zweckmäßig nur an seinem der Tür benachbarten vorderen
Teil gelocht ist. Dadurch und weil zusätzlich zwischen dem unteren Einsatz 18 und
der Autoklavrückwand eine Abschirmplatte 20 angeordnet ist, wird erreicht, daß der
in einem napfartigen Bodenteil 21 erzeugte Dampf zunächst nur im vorderen Teil des
Autoklavs aufsteigen kann.
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Im unteren Teil derAutoklavrückwand, aber oberhalb der Abschirmplatte
20 befindet sich eine Luft-und Dampfaustrittsöffnung bzw. Wasserrückspeiseöffnung
22, an die eine Leitung 23 angeschlossen ist, welche zu einem Selektiv-Ventil 26
führt, das ein zweiteiliges Gehäuse 58 aufweist, welches einen verschieblich geführten,
in Ruhestellung von seinem Sitz 66 abgehobenen Ventilteller 61 enthält (vgl.
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Fig. 4). Von diesem Selektiv-Ventil geht eine Leitung 29 in einen
oberhalb des Autoldavkörpers 11 angeordneten Kondensator 28. Dieses auch für den
Wasserrücklauf dienende Rohr 29 ist durch einen Schieber 31 od. dgl. verschließbar,
den ein später noch näher erläutertes Gestänge 50, 51 betätigt.
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Von der Sohle des Bodenteils 21 verläuft eine Leitung 30 zu einem
Sicherheitsventil27 (vgl. Fig. 5), dessen Ventilkörper 67 außer durch Überdruck
auch durch einen Nocken mittels des Gestänges 50, 51 in Öffnungsstellung bringbar
ist. Eine vom Sicherheitsventil ausgehende Dampfaustrittsleitung 32 tritt in den
I Kondensator28 ein, wo sie eine Kühlschlange (nicht dargestellt) zur Kondensation
des den Autoklav verlassenden Dampfes bildet.
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Die Heizvorrichtung des Autoklavs besteht aus einem elektrischen
Heizkörper 33, der auf der Unterseite des Wasser enthaltenden Bodenteils 21 des
Autoklavkörpers angeordnet und durch eine Wärmeisolierschicht 34 nach außen abgedeckt
ist. Um eine Kondensation des Wassers an der Decke des Autoklavinnenraums 14 zu
verhindern, wird auch die Oberseite des Autoklavkörpers durch eine schwächere elektrische
Heizplatte 33' erwärmt.
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An der Stirnseite des Autoklavkörpers 11, welche der Tür 12 gegenüberliegt,
ist eine Öffnung 55 vorgesehen, die durch eine im Inneren des Autoklavs angeordnete
Entlüftungsklappe 54 verschließbar ist, welche durch den Dampfdruck in der Schließstellung
54 gehalten wird. Die Entlüftungsklappe ist über einen Verbindungslenker 57 mit
einem Gestänge 50, 51 dergestalt über eine einstellbare Feder 56 gekuppelt, daß
sie, wenn keine Anpressung durch den Dampfdruck vorliegt, der Verschiebebewegung
des Gestänges folgt, daß aber die durch Dampfdruck angepreßte Entlüftungsklappe
nicht gewaltsam geöffnet, sondern nur im Öffnungssinn vorgespannt wird, so daß sich
diese beim Abbau des Dampfdruckes selbsttätig öffnet. Das Gestänge 51 ist durch
die Frontseite des Autoklavs geführt und am Ende mit einem Betätigungsknopf versehen.
Weiterhin sind mit dem
Gestänge 50, 51 der Schieber 31, der den Ventilkörper 67 betätigende
Nocken sowie ein Betätigungsglied gekuppelt, das vorzugsweise aus einem elektrischen
Zugmagnet 46 besteht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß das von Hand in
Richtung des' Pfeiles 53 in eine der Schließstellung der Luftklappe 54' entsprechende
Lage verbrachte Gestänge 50, 51, bei der der Schieber 31 offen ist und der Nocken
den Ventilkörper 67 nicht anlüftet, durch den Zugmagnet bei dessen Erregung in Richtung
des Pfeiles 52 in eine der Offenstellung bzw. Vorspannung der Luftklappe entsprechende
zweite Lage verschiebt, bei der der Schieber 31 geschlossen und der Ventilkörper
67 angelüftet ist.
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Das elektrische Steuerorgan, welches wahlweise entweder nach Erreichen
einer bestimmten Temperatur oder nach Erreichen dieser Temperatur und nach Ablauf
einer vorgegebenen Zeit die automatische Steuerung auch des weiteren Betriebsablaufes
durchführt, ist in F i g. 2 dargestellt. Der Hauptstromkreis führt von einer Netzklemme
37' über den Heizkörper 33, zu dem eine Anzeigelampe 38 parallel geschaltet ist,
zum Arbeitskontakt a eines Relais 35, über dessen Kontaktbrücke 35' zu einem nur
bei geschlossener Tür 12 des Autoklavs geschlossenen Türkontakt 36 und von hier
zur anderen Netzklemme 37". Die eine Seite der Spule des Relais 35 ist mit der Netzklemme
37' verbunden, während die andere Seite über den einen Arbeitskontakt eines zweipoligen
Drucktastenschalters 40 und den Kontakt eines Drucktastenschalters 39 an der von
der Netzklemme 37"abgekehrten Seite des Türkontaktes 36 angeschlossen ist.
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Mit der genannten anderen Seite der Spule des Relais 35 ist weiterhin
der Kontakt eines einstellbaren und die Temperatur im Autoklav überwachenden Thermostaten
45 verbunden. Von diesem Kontakt führt einerseits ein Stromzweig über den weiteren
Arbeitskontakt des Drucktastenschalters 40 zu der Verbindungsstelle des Heizkörpers
33 mit der Relais-Kontaktbrücke 35', während andererseits ein Stromzweig über den
Arbeitskontakt eines Drucktastenschalters 41 zur Klemme a einer Zeitschaltuhr 49
verläuft, die während des Ablaufs der eingestellten Zeit eine Verbindung zwischen
diesem Kontakt a und seinem hinter dem Türkontakt angeschlossenen Kontakt s herstellt,
während nach Zeitablauf eine leitende Verbindung zwischen diesem Kontakt s und seinem
weiteren Kontakt eintritt, welcher über einen Ruhekontakt r und eine Kontaktbrücke
35" des Relais 35, einen thermischen Verzögerungsschalter 48, einen im unerregten
Zustand des Zugmagneten 46 geschlos senen Endschalter 47 und die Spule dieses ibugmagneten
46 mit der Netzklemme 37' verbunden ist.
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Der Drucktastenschalter 39 geht nach Betätigung wieder in seine Ausgangslage
zurück, während die Drucktastenschalter 40 und 41 mechanisch gegenseitig verriegelt
sind, so daß beim Drücken des einen Schalters der andere in seine Ausgangslage zurückgeht.
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Die Wirkungsweise des Autoklavs soll zuerst für die Einstellung des
Steuerorgans für automatische Abschaltung der Heizung nach Erreichen einer bestimmten
Temperatur erläutert werden. Hierzu wird zuerst der Drucktastenschalter 40 und dann
der Drucktastenschalter 39 gedrückt. Dadurch fließt Strom über die Netzklemme 37",
den Schalter 39, den einen Arbeitskontakt des Schalters 40 sowie über
die
Spule des Relais 35 zum anderen Netzkontakt 37', wordurch zuerst der Railaiskontakt
35" öffnet und dann der Kontakt 35' schließt, so daß einerseits der Heizkörper 33
eingeschaltet wird und andererseits über den weiteren Arbeitskontakt des Drucktastenschalters
40 und den Kontakt des Thermostaten 45 ein Stromkreis geschaffen wird, der das Relais
in erregtem Zustand hält, auch wenn der Drucktastenschalter 39 wieder geöffnet wird.
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Nach Erreichung der eingestellten Temperatur öffnet der Kontakt des
Thermostaten 45, wobei das Relais 35 entregt wird und seinen Kontakt 35' unter Abschaltung
des Heizkörpers 33 öffnet und seinen Kontakt 35" schließt. Hierdurch wird ein Stromkreis
von der Netzklemme37" über den Türkontakt36, die Kontakte s und r der nicht aufgezogenen
Zeitschaltuhr 49, den Relaiskontakt 35", den sich mit Zeitverzögerung schließenden
Verzögerungsschalter 48, den Endschalter 47 und den Zugmagnet46 zur anderen Netzklemme
37" geschlossen, wodurch der Zugmagnet 46 erregt wird und das Gestänge 50, 51 (Fig.
3) in Richtung des Pfeiles 52 verschiebt. Der Zugmagnet schaltet sich selbst nach
Erreichung seiner Endlage über den Endschalter 47 wieder ab, wobei der Schieber
31 geschlossen, das Sicherheitsventil 27 geöffnet und die Entlüftungsklappe 54 im
Öffnungssinn vorgespannt wird. Folglich wird durch den Dampfdruck im Autoklav der
Dampf und das Wasser über die Leitungen 30, 32 in den Kondensator 28 befördert,
wobei sich die Entlüftungsklappe nach Abbau des Druckes öffnet, so daß die noch
heißen, sterilisierten Instrumente vollständig austrocknen können: Wenn der Autoklav
wieder in Betrieb genommen werden soll, wird das Gestänge von Hand in Richtung des
Pfeiles 53 verschoben, wodurch das Sicherheitsventil 27 und die Luftklappe 54 schließen
und der Schieber 31 öffnet. Hierdurch kann die verdrängte Wassermenge aus dem Kondensator
in das Bodenteil 21 zurückfließen, worauf ein neuer Sterilisationsvorgang begonnen
werden kann.
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Soll die Sterilisation abhängig von einer festgelegten Zeit erfolgen,
so wird diese an der Zeitschaltuhr 49 eingestellt und dann der Drucktastenschalter
41 gedrückt. Hierdurch entsteht ein Stromkreis von der Netzklemme 37" über die Kontaktes
und-a der Zeitschaltuhr 49, den Drucktastenschalter 41, den Kontakt des Thermostaten
45 über die Spule des Relais 35 zur anderen Netzklemme 37', wobei das Relais erregt
wird, seine Kontaktbrücke 35" öffnet und über die sich schließende Kontaktbrücke
35'den Heizkörper 33 einschaltet. Während des einge'stellÜn-Zeitablaufes wird die
Temperatur durch-den Thermostaten 45 konstant gehalten. Nach Zeitablauf stellt die
Zeitschaltuhr 49 an Stelle der Verbindung von
ihrem Kontakt s zu a nunmehr eine Verbindung
von s zum Kontakt r her, wodurch das Relais 35 abfällt und der Zugmagnet erregt
wird, wobei der folgende Arbeitsablauf demjenigen entspricht, wie er für die erstgenannte
Arbeitsweise bei gedrücktem Drucktastenschalter 40 beschrieben wurde.