DE102017114294A1 - Device and method for dosing a liquid and washer-disinfector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie (5) für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät. Die Vorrichtung (10) zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste und eine zweite Dosierkammer (11, 21) vorhanden sind, die kaskadiert angeordnet sind, indem ein Überlauf (15) der ersten Dosierkammer (11) mit einem Einlass (13) der zweiten Dosierkammer (21) verbunden ist, und die jeweils ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit aufnehmen können, wobei im Bereich des Überlaufs (15) ein Überlaufsensor (16) vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit und ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät.The invention relates to a device (10) for dosing a liquid, in particular a process chemical (5) for a washer-disinfector. The device (10) is characterized in that a first and a second metering chamber (11, 21) are arranged, which are arranged in cascade, by an overflow (15) of the first metering chamber (11) with an inlet (13) of the second Dosing chamber (21) is connected, and each can accommodate a volume of liquid to be dosed, wherein in the region of the overflow (15) an overflow sensor (16) is provided. The invention further relates to a method for dosing a liquid and a washer-disinfector.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät, das eine derartige Vorrichtung aufweist. The invention relates to a method and a device for dosing a liquid, in particular a process chemical for a washer-disinfector. The invention further relates to a cleaning and disinfecting apparatus having such a device.
In Krankenhäusern oder Arztpraxen werden medizinische Instrumente, die zu Operationszwecken verwendet wurden, nach der Benutzung aufbereitet. Die Aufbereitung umfasst hierbei eine Reinigung, Desinfektion, Trocknung und ggf. eine sich anschließende Sterilisation. Die Schritte des Reinigen, Desinfizieren und Trocknen werden üblicherweise in einem Reinigungs- und Desinfektionsgerät durchgeführt. Dabei haben sich mit Geschirrspülmaschinen vergleichbar arbeitende Reinigungs- und Desinfektionsgeräte etabliert, bei denen über mindestens einen Sprüharm eine Reinigungsflüssigkeit in einem Spülraum versprüht wird. In hospitals or medical practices, medical instruments that have been used for surgical purposes are prepared after use. The treatment here includes a cleaning, disinfection, drying and possibly a subsequent sterilization. The steps of cleaning, disinfecting and drying are usually carried out in a washer-disinfector. In this case, dishwashers have been found to be comparable to cleaning and disinfecting devices in which a cleaning fluid is sprayed in a washing compartment via at least one spray arm.
In Reinigungs- und Desinfektionsgeräten werden der Reinigungsflüssigkeit Prozesschemikalien zugesetzt, um eine ausreichende Reinigungs- und auch Desinfektionswirkung sicher zu stellen. Diese Chemikalien werden flüssig in Vorratsbehältern bereitgestellt. Da die Prozesschemikalien hochkonzentriert sind, ist normativ eine hohe und redundant überwachte volumenbezogene Dosiergenauigkeit gefordert. Um eine genaue Dosierung zu erzielen, werden die eingangs genannten Vorrichtungen zum Dosieren von Flüssigkeiten eingesetzt. Diese können Teil eines Reinigungs- oder Desinfektionsgerätes sein oder diesen vorgeschaltet sein. In cleaning and disinfection equipment, process chemicals are added to the cleaning liquid to ensure a sufficient cleaning and disinfecting effect. These chemicals are supplied in liquid form in storage containers. Since the process chemicals are highly concentrated, a high and redundantly monitored volume-based dosing accuracy is required by standards. In order to achieve an accurate dosage, the devices mentioned above are used for dosing liquids. These may be part of a cleaning or disinfecting device or be upstream of this.
Im Betrieb eines Reinigungs- und Desinfektionsgeräts können je nach Anwendungszweck verschiedenste Prozesschemikalien eingesetzt werden, die sich in ihren Dichten und Viskositäten unterscheiden und zudem häufig unterschiedliche Temperaturabhängigkeiten dieser Parameter aufweisen. Die Vorrichtungen und eingesetzten Verfahren zum Dosieren der Prozesschemikalien müssen daher für Prozesschemikalien mit unterschiedlichen physikalischen Parametern geeignet sein. Zudem ist eine gute Entgasung der Vorrichtung notwendig, um Blasen im Volumenstrom der Prozesschemikalien zu vermeiden. When operating a washer-disinfector, various process chemicals can be used depending on the application, which differ in their densities and viscosities and also often have different temperature dependencies of these parameters. The devices and methods used for dosing the process chemicals must therefore be suitable for process chemicals with different physical parameters. In addition, a good degassing of the device is necessary to avoid bubbles in the flow of the process chemicals.
Gemäß der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Weiterhin sind Dosiersysteme bekannt, bei denen eine Pumpe, beispielsweise eine Schlauchpumpe, eine Kolbenpumpe, eine Membranpumpe oder eine Balgenpumpe in Kombination mit einem Durchflussmengensensor, beispielsweise einem Flügelradzähler oder einem gravimetrischen System eingesetzt wird. Hierbei ist die Genauigkeit der Dosierung und der Dosierüberwachung im Wesentlichen durch die Messgenauigkeit des Durchflussmengenzählers gegeben, sowie die Nachlaufeigenschaften der verwendeten Pumpe. Durchflussmengenzähler sind in der Regel jedoch nur für eingeschränkte Viskositätsbereiche der verwendeten Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit verfügbar. Zudem sind genau arbeitende Durchflussmengenzähler kostspielig.Furthermore, dosing systems are known in which a pump, for example a peristaltic pump, a piston pump, a diaphragm pump or a bellows pump in combination with a flow rate sensor, for example an impeller or a gravimetric system is used. In this case, the accuracy of the metering and metering monitoring is essentially given by the accuracy of the flow meter, as well as the trailing properties of the pump used. However, flow meters are usually available only for limited viscosity ranges of the liquids used with high accuracy. In addition, accurate flow meters are expensive.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten bereit zu stellen, das bei einfachem Aufbau für verschiedenste Flüssigkeiten in einem weiten Parameterbereich, insbesondere mit Hinblick auf die Dichte und die Viskosität der Flüssigkeit, einsetzbar ist. Die Vorrichtung und das Verfahren sollten zudem möglichst zuverlässig und störunanfällig sein, bzw. durchführbar sein. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät mit einer derartigen Vorrichtung bereit zu stellen.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for metering liquids, which can be used with a simple structure for a wide variety of liquids in a wide range of parameters, in particular with regard to the density and viscosity of the liquid. The device and the method should also be as reliable as possible and immune to interference, or be feasible. It is another object of the present invention to provide a washer-disinfector with such a device.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a device, a method and a washer-disinfector with the respective features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste und eine zweite Dosierkammer vorhanden sind, die kaskadiert angeordnet sind, indem ein Überlauf der ersten Dosierkammer mit einem Einlass der zweiten Dosierkammer verbunden ist, und die jeweils ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit aufnehmen können, wobei im Bereich des Überlaufs ein Überlaufsensor vorgesehen ist.A device according to the invention of the type mentioned above is characterized in that a first and a second metering chamber are present, which are arranged in cascade, by an overflow of the first metering chamber is connected to an inlet of the second metering chamber, and the can each accommodate a volume of liquid to be metered, wherein in the region of the overflow an overflow sensor is provided.
Die Verwendung von zwei kaskadierten Dosierkammern ermöglicht ein redundantes Abmessen der zu dosierenden Flüssigkeit. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Dosiervorgangs erhöht. Die Verwendung von Dosierkammern, die bevorzugt ein variierbares Volumen aufweisen, macht das Abmessen des zu dosierenden Volumens in weiten Bereichen unabhängig von einer Viskosität und einer Dichte der dosierten Flüssigkeit. Der Überlaufsensor wird lediglich zur Flüssigkeitsdetektion eingesetzt und nicht zur Bestimmung eines durchströmenden Volumens. Er kann daher einfach und wenig störanfällig aufgebaut sein und z.B. optisch arbeiten und durch eine Lichtschranke realisiert werden. Der Überlaufsensor dient einer Überwachung des Dosiervorgangs, wodurch sich eine erhöhte Betriebssicherheit ergibt. The use of two cascaded dosing chambers allows a redundant metering of the liquid to be dosed. This increases the reliability of the dosing process. The use of metering chambers, which preferably have a variable volume, makes the metering of the volume to be metered in wide ranges independent of a viscosity and a density of the metered liquid. The overflow sensor is only used for liquid detection and not for determining a flowing volume. It can therefore be simple and not susceptible to interference, and e.g. work optically and be realized by a light barrier. The overflow sensor serves to monitor the dosing process, resulting in increased reliability.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung bildet ein Überlauf der zweiten Dosierkammer einen Auslass für das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit. Bevorzugt ist dabei im Bereich des Überlaufs der zweiten Dosierkammer ein weiterer Überlaufsensor vorgesehen. Damit wird eine noch weitergehende Überwachung des Dosiervorgangs ermöglicht.In an advantageous embodiment of the device, an overflow of the second metering chamber forms an outlet for the volume of the liquid to be metered. In this case, a further overflow sensor is preferably provided in the region of the overflow of the second metering chamber. This allows even further monitoring of the dosing process.
Die Dosierkammern weisen bevorzugt jeweils einen verstell- oder verfahrbaren Hubkolben auf, mittels dem Flüssigkeit aus der jeweiligen Dosierkammer in den jeweiligen Überlauf gedrückt werden kann. Der verstell- oder verfahrbare Hubkolben ermöglicht zum einen das Austreiben der Flüssigkeit aus der Dosierkammer. Zum anderen kann der Hubkolben eingesetzt werden, um ein gewünschtes Volumen für den Dosiervorgang einzustellen. Dazu wird der jeweilige Hubkolben in eine Anfangsposition gebracht, in der die Dosierkammern jeweils gerade das gewünschte, zu dosierende Volumen aufnehmen können, bevor Flüssigkeit über den jeweiligen Überlauf abläuft.The metering chambers preferably each have an adjustable or movable reciprocating piston, by means of which liquid from the respective metering chamber can be pressed into the respective overflow. The adjustable or movable reciprocating piston allows on the one hand the expulsion of the liquid from the metering chamber. On the other hand, the reciprocating piston can be used to set a desired volume for the dosing. For this purpose, the respective reciprocating piston is brought into an initial position, in each of which the metering chambers can absorb the desired volume to be metered, before liquid flows out via the respective overflow.
Bevorzugt ist zur kontrollierten Verstell- oder Verfahrbarkeit jeweils ein Positionssensor für den Hubkolben vorhanden, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit über die Anfangsposition des Hubkolbens einzustellen.Preferably, a position sensor for the reciprocating piston is provided for the controlled adjustment or movability in order to adjust the volume of the liquid to be metered via the initial position of the reciprocating piston.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist die erste und/oder die zweite Dosierkammer einen in einem unteren Bereich angeordneten Ablauf auf, der zumindest in einer unteren Position des Hubkolbens ein Ablaufen der Flüssigkeit aus der Dosierkammer ermöglicht. Die erste, zweite oder beide Dosierkammern können so mit einer Spülflüssigkeit, z.B. Wasser oder entsalztem Wasser, durchspült werden, wobei die Spülflüssigkeit über den Ablauf abläuft und verworfen werden kann.In a further advantageous embodiment of the device, the first and / or the second metering chamber has a arranged in a lower region of the drain, which allows at least in a lower position of the reciprocating piston, a drainage of the liquid from the metering chamber. The first, second or both metering chambers can thus be filled with a rinsing liquid, e.g. Water or deionized water, to be rinsed, the rinse liquid runs through the drain and can be discarded.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer Prozesschemikalie für ein Reinigungs- und Desinfektionsgerät, ist für eine Vorrichtung geeignet, die eine erste und eine zweite Dosierkammer aufweist, die kaskadiert angeordnet sind, wobei ein Überlauf der ersten Dosierkammer mit einem Einlass der zweiten Dosierkammer verbunden ist, und wobei die dosierte Flüssigkeit an einem Überlauf der zweiten Dosierkammer abgegeben wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Es wird ein zu dosierendes Volumen der Flüssigkeit in die erste Dosierkammer eingefüllt, wobei sich die Flüssigkeit in der ersten Dosierkammer zwischen einem Hubkolben und dem Überlauf der ersten Dosierkammer befindet. Der Hubkolben der ersten Dosierkammer wird auf den Überlauf zu bewegt, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit von der ersten Dosierkammer über den Überlauf in die zweite Dosierkammer zu übertragen. Die Flüssigkeit befindet sich in der zweiten Dosierkammer dann wiederum zwischen einem Hubkolben und einem Überlauf der zweiten Dosierkammer. Es wird beobachtet, ob während des Bewegens des Hubkolbens ein im Bereich des Überlaufs angeordneter Überlaufsensor das Übertragen der Flüssigkeit anzeigt. Anschließend wird der Hubkolben der zweiten Dosierkammer auf den entsprechenden Überlauf zu bewegt, um das zu dosierende Volumen der Flüssigkeit abzugeben.An inventive method for dosing a liquid, in particular a Prozesschemikalie for a washer and disinfector, is suitable for a device having a first and a second metering chamber, which are arranged in cascade, wherein an overflow of the first metering chamber with an inlet of the second metering chamber is connected, and wherein the metered liquid is discharged at an overflow of the second metering chamber. The method comprises the following steps:
A volume of the liquid to be metered is introduced into the first metering chamber, the liquid in the first metering chamber being located between a reciprocating piston and the overflow of the first metering chamber. The reciprocating piston of the first metering chamber is moved towards the overflow in order to transfer the volume of liquid to be metered from the first metering chamber via the overflow into the second metering chamber. The liquid is then in turn in the second metering chamber between a reciprocating piston and an overflow of the second metering chamber. It is observed whether, during movement of the reciprocating piston, an overflow sensor located in the region of the overflow indicates the transfer of the liquid. Subsequently, the reciprocating piston of the second metering chamber is moved toward the corresponding overflow in order to deliver the volume of the liquid to be metered.
Es ergeben sich die im Zusammenhang mit der Vorrichtung genannten Vorteile. Insbesondere ist das Verfahren unabhängig von der Dichte und der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit, da über vordefinierte Volumina gemessen wird. Auch Temperaturabhängigkeiten der genannten Parameter haben einen geringen Einfluss auf das dosierte Volumen. Durch den Überlaufsensor wird eine hohe Betriebssicherheit erzielt. This results in the advantages mentioned in connection with the device. In particular, the method is independent of the density and the viscosity of the liquid to be metered, since it is measured via predefined volumes. Temperature dependencies of the mentioned parameters also have a small influence on the metered volume. The overflow sensor achieves a high level of operational safety.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Dosierfehler signalisiert, wenn während der Bewegung des Hubkolbens der Überlaufsensor ein Übertragen der Flüssigkeit nicht anzeigt. In an advantageous embodiment of the method, a metering error is signaled when during the movement of the reciprocating piston, the overflow sensor does not indicate a transfer of the liquid.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird während des Bewegens des Hubkolbens der ersten Dosierkammer und/oder während des Bewegens des Hubkolbens der zweiten Dosierkammer ein im Bereich des Überlaufs der zweiten Dosierkammer angeordneter weiterer Überlaufsensor beobachtet, der das Abgeben der Flüssigkeit anzeigt. In dem Fall kann ein Dosierfehler signalisiert werden, wenn während der Bewegung des Hubkolbens der ersten Dosierkammer der weitere Überlaufsensor ein Abgeben der Flüssigkeit anzeigt. Weiter kann ein Dosierfehler signalisiert werden, wenn während der Bewegung des Hubkolbens der zweiten Dosierkammer der weitere Überlaufsensor anzeigt, dass Flüssigkeit nicht abgegeben wird. Der weitere Überlaufsensor und die genannten Verfahrensschritte ermöglichen eine redundante Überprüfung des dosierten Volumens.In a further advantageous embodiment of the method, a further overflow sensor arranged in the region of the overflow of the second metering chamber is observed during the movement of the reciprocating piston of the first metering chamber and / or during the movement of the reciprocating piston of the second metering chamber, which indicates the dispensing of the liquid. In that case, a dosing error may be signaled if, during the movement of the reciprocating piston of the first dosing chamber, the further overflow sensor indicates a dispensing of the liquid. Furthermore, a metering error can be signaled if, during the movement of the reciprocating piston of the second metering chamber, the further overflow sensor indicates that fluid is not being dispensed. The further overflow sensor and the mentioned method steps enable a redundant check of the metered volume.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Einfüllen des zu dosierenden Volumens der Flüssigkeit in die erste Dosierkammer anhand des Überlaufsensors der ersten Dosierkammer gesteuert.In a further advantageous embodiment of the method, the filling of the volume of liquid to be metered into the first metering chamber is controlled by means of the overflow sensor of the first metering chamber.
So wird etwa in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zuerst der Hubkolben der ersten Dosierkammer soweit verfahren, dass sich zwischen dem Hubkolben und dem Überlauf der ersten Dosierkammer das zu dosierende Volumen bildet. Daraufhin wird die zu dosierende Flüssigkeit in die erste Dosierkammer eingeführt. Sobald ein Überlaufen mittels des Überlaufsensors der ersten Dosierkammer detektiert wird und die Gerätesteuerung ein Signal des Überlaufsensors erhält, wird die Zufuhr der zu dosierenden Flüssigkeit unterbrochen, beispielsweise über einen mechanischen Aufschwimmschalter, welcher den Flüssigkeitszufluss verschließt, oder durch eine Unterbrechung der Stromzufuhr der Flüssigkeits-Förderpumpe durch die Gerätesteuerung oder durch ein Verschließen eines Ventils. Thus, for example, in an advantageous embodiment of the method, first the reciprocating piston of the first metering chamber is moved so far that forms the volume to be metered between the reciprocating piston and the overflow of the first metering chamber. Then the liquid to be dispensed is introduced into the first metering chamber. As soon as an overflow is detected by means of the overflow sensor of the first metering chamber and the device controller receives a signal of the overflow sensor, the supply of the liquid to be metered is interrupted, for example via a mechanical float switch, which closes the liquid inlet, or by interrupting the power supply of the liquid feed pump by the device control or by closing a valve.
Ein erfindungsgemäßes Reinigungs- und Desinfektionsgerät, insbesondere für medizinische Geräte, zeichnet sich dadurch aus, dass es eine zuvor beschriebene Vorrichtung zur Dosierung einer Prozesschemikalie aufweist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet. A cleaning and disinfection device according to the invention, in particular for medical devices, is characterized in that it has a previously described device for metering a process chemical. The device is preferably set up to carry out the method described above.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen: The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to figures. The figures show:
In den
Die Vorrichtung
Beide Zylinder
Die erste Dosierkammer
Weiter ist ein zweiter Zulauf
Neben den beiden Zuläufen
Weiter weist die erste Dosierkammer
Im unteren Bereich der zweiten Dosierkammer
Anhand der
In einem ersten Schritt wird zunächst der Hubkolben
Als nächster Schritt wird der Hubkolben
Der Hubkolben
Während des Hochfahrens des Hubkolbens
Ein erfolgtes Übertragen der Prozesschemikalie
In einem nächsten Schritt wird der Hubkolben
Der zweite Hubkolben
In einem abschließenden Schritt kann nun optional eine Restentleerung der beiden Dosierkammern
Bezüglich des Grundaufbaus entspricht die Dosiervorrichtung
Ein Unterschied liegt in der Anordnung der Überläufe
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Abläufe
Ein Vorteil der vorgestellten Vorrichtungen liegt darin, dass nur unempfindliche Sensoren in Kontakt mit der Prozesschemikalie
Das System kann auf einfache Weise durchspült werden, um Reste der Prozesschemikalie
Da über vordefinierte Volumina gemessen wird, ist die Vorrichtung im Wesentlichen unabhängig von der Dichte und der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit. Temperaturabhängigkeiten dieser Parameter haben einen geringen Einfluss auf das dosierte Volumen. Weiter sind die Innenräume der ersten und der zweiten Dosierkammer
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spülraum Wash cabinet
- 22
- Zulauf Intake
- 33
- Pumpe (Prozesschemikalie) Pump (process chemical)
- 44
- Zulaufventil (Prozesschemikalie) Inlet valve (process chemical)
- 3‘3 '
- Pumpe (Spülflüssigkeit) Pump (rinsing liquid)
- 4‘4 '
- Zulaufventil (Spülflüssigkeit) Inlet valve (rinsing liquid)
- 55
- Prozesschemikalie process chemical
- 66
- Ablauf (zum Verwerfen) Expiration (for discarding)
- 1010
- Vorrichtung contraption
- 1111
- erste Dosierkammer first dosing chamber
- 1212
- Hubkolben reciprocating
- 1313
- Zulauf (Prozesschemikalie) Feed (process chemical)
- 13‘13 '
- Zulauf (Spülflüssigkeit) Inlet (rinsing liquid)
- 1414
- Ablauf procedure
- 15 15
- Überlaufoverflow
- 1616
- Überlaufsensor Overflow sensor
- 2121
- zweite Dosierkammer second metering chamber
- 2222
- Hubkolben reciprocating
- 2323
- Zulauf Intake
- 2424
- Ablauf procedure
- 2525
- Überlauf overflow
- 2626
- Überlaufsensor Overflow sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012108974 A1 [0005] DE 102012108974 A1 [0005]
- DE 102011104290 A1 [0006] DE 102011104290 A1 [0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R084 | Declaration of willingness to licence |