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Dampfsterilisiergerät Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Sterilisieren,
einen Autoklav, mit welchem alle Materialien sterilisiert werden können. Insbesondere
ist dieser Autoklav für die klinische, ärztliche und zahnärztliche Praxis und Labor
geeignet, wobei er zur Sterilisation von Instrumenten, Spritzen, Verbandszeug, Tupfern,
Gummihandschuhen u. dgl. dient.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, das aus einem in einem
Gehäuse angeordneten heizbaren und druckfest verschließbaren Druckgefäß mit herausnehmbaren
Schalen zur Aufnahme von Sterilisationsgut und mit einem wannenartigen Raum zur
Aufnahme von Wasser besteht. Dieses Druckgefäß ist mit einem Thermoschalter und
einem Sicherheitsventil sowie einer Düsenöffnung in einer Gefäßwand versehen.
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Die Sterilisation erfolgt bekanntlich durch Einwirkung von gesättigtem,
gespanntem und nahezu luftfreiem Dampf. Bei einer Sterilisation wird zuerst das
Sterilisationsmedium, beispielsweise Wasser, angeheizt. Ferner muß die Luft aus
dem Inneren des Druckgefäßes entfernt werden. Dieses erfolgt bereits während des
Anheizens. Daraufhin steigt der Druck innerhalb des Druckgefäßes bis zum Betriebsdruck
des Gerätes, beispielsweise 2,5 atü, an. Nunmehr erfolgt die Sterilisation bei Betriebsdruck
über eine bakteriologisch bestimmte Zeit, die zum Erreichen der Sterilität erforderlich
ist. Nach Ablauf dieser Zeit muß das Wasser völlig verdampft sein bzw. noch vorhandenes
überschüssiges Wasser entfernt und die Beheizung abgestellt werden. Ferner muß der
Betriebsdruck im Druckgefäß auf den atmosphärischen Druck vermindert werden.
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Bekannte Geräte benötigen zur Durchführung bzw.
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Regelung dieser Vorgänge zusätzlich zu dem bereits oben genannten
Sicherheitsventil und Thermoschalter ein Thermometer, ein Ventil zum Entfernen der
Luft aus dem Inneren des Druckgefäßes sowie ein besonderes Einführungs- bzw. Dampfablaßventil
zum Entfernen von möglicherweise vorhandenem überschüssigem Wasser und zum Ablassen
des Dampfdruckes bis auf atmosphärischen Druck. Das an erster Stelle genannte Ventil
wird während des Anheizvorganges geöffnet, muß dann aber während des Druckanstieges
und während der Sterilisation geschlossen werden.
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Hieraus ergibt sich, daß bekannte Vorrichtungen zwei Ventile aufweisen,
die bei jedem Sterilisationsvorgang zur Regelung oder Steuerung einzelner Arbeitsvorgänge
betätigt oder eingestellt werden müssen. Hinzu kommt bei zahlreichen bekannten Vorrichtungen
auch noch eine Einrichtung, mittels welcher die Heizung von Hand bedient wird. Es
sind ferner auch Geräte in der angegebenen Ausführung bekannt, bei welchen das Sicherheitsventil
als Feder-
ventil ausgeführt ist. Diese Geräte eignen sich ebenfalls nur schlecht
für einen vollautomatischen Betrieb, da die federbelasteten Sicherheitsventile einer
Nachstellung bedürfen und darüber hinaus nicht für ständige Regelung geeignet sind,
weil sich die Federkraft in Abhängigkeit von der Betriebsdauer und den Betriebsbedingungen
ändert.
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Die Bedienung der bekannten Einrichtungen erfordert daher die ständige
Überwachung des Gerätes während des Betriebes und insbesondere eine gewisse Kenntnis
und Erfahrung in der Sterilisation. Außerdem erfordert ein derartiges Gerät, insbesondere
die Ventile u. dgl., eine pflegliche Behandlung und laufende Wartung. Bei dem häufigen
Zeitmangel des bedienenden Personals, z. B. der Helferinnen beim praktischen Arzt,
konnte bisher die mangelnde Überwachung leicht zu Fehlsterilisationen führen, so
daß der Arzt unter Umständen mit nicht sterilen Instrumenten unwissentlich Personen
in ihrer Gesundheit schädigt. Die falsche Bedienung derartiger Geräte brachte auch
sonstige nachteilige Begleiterscheinungen im Sterilisationsergebnis mit sich, z.
B. nasse, zum Rosten neigende Instrumente, feuchte Tupfer und Verbandszeug.
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Es sind ferner auch Sterilisationsgeräte bekannt, die kein Sicherheitsventil
aufweisen, sondern lediglich einen Wärmeregler, der eine bestimmte konstante Betriebstemperatur
innerhalb des Druckgefäßes durch Zu- oder Abschaltung einer Heizeinrichtung einregelt.
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Diese bekannten Geräte weisen darüber hinaus noch ein von einem Druckgefäß
bzw. von dem Druck im Inneren des Druckgefäßes betätigbaren Ausschalter für die
Heizvorrichtung auf, der anspricht, wenn die Temperatur im Inneren des Gerätes einen
vorbestimmten Wert aufzeigt.
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Diese mit einer Düse in der Druckgefäßwand ausgestatteten Geräte
eignen sich zwar auch zu einem weitgehend automatischen Betrieb. Die Betriebssicherheit
ist jedoch bei derartigen Geräten bedingt, da keine in der Art eines Sicherungsventils
ansprechende Sicherungsvorrichtung vorhanden ist, die die richtige Abführung eines
Überdruckes im Druckgefäß gewährleistet. Es ist bekannt, daß Regelvorrichtungen
bei automatischen Temperaturreglern störanfällig sind, so daß bei den zuletzt erwähnten
bekannten Geräten auch noch eine gewisse Überwachung erforderlich ist.
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Ferner erfordert dieses Gerät die Bedienung durch eine geschulte
Person, da die Dauer des Sterilisationsvorganges von der Menge des anfänglich in
das Druckgefäß eingebrachten Wassers abhängig ist.
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Diese Menge hängt jedoch weitestgehend von der Beschaffenheit des
Sterilisationsgutes und der Anfangstemperatur des Druckgefäßes sowie des eingebrachten
Wassers ab. Eine genaue Bestimmung der Sterilisationszeit - in Abhängigkeit von
dem für den jeweiligen Fall vorgesehenen Betriebsdruck des Gerätes - ist daher nur
schwer möglich und kann im übrigen nur durch die Dosierung der eingebrachten Wassermenge
bewirkt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen,
an welchem diese Nachteile nicht auftreten und bei welchem tatsächlich ein völlig
automatisch ablaufender Sterilisationsvorgang erreicht wird, bei dem auch die Sterilisationszeit
nicht von der Menge des vor Beginn des Sterilisationsvorganges in das Druckgefäß
eingebrachten Wassers abhängt. Die Erfindung ist ferner darauf gerichtet, ein Gerät
mit diesen Eigenschaften unter Verwendung nur einfacher Bauteile - die praktisch
keiner Wartung bedürfen -zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, welche
die vor Beginn der Sterilisation in das Druckgefäß eingebrachte Wassermenge beim
Erreichen des BetriebsdrucLes auf die bestimmte Menge automatisch reduziert, welche
zur Durchführung der Sterilisation erforderlich ist. Vor Beginn der Sterilisation
wird eine die erforderliche Menge iibersteigende Wassermenge in das Druckgefäß eingebracht,
welche auch für den längsten Sterilisationsvorgang ausreicht.
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Der Anschlußstutzen, der das Sicherheitsventil mit dem Innenraum
des Druckgefäßes verbindet, ist im Inneren des Druckgefäßes durch ein Rohr bis zu
einem bestimrnten Abstand zu dem Boden des Druckgefäßes in den wannenartigen Raum
zur Aufnahme des Wassers verlängert.
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Hieraus ergibt sich der besondere Vorteil, daß es nicht erforderlich
ist, die Menge des in das Druckgefäß vor dem Sterilisationsvorgang eingebrachten
Wassers genau zu dosieren, da die für den jeweiligen 5 terilisationsvorgang erforderliche
Wassermenge selbsttätig eingestellt wird. Der Abstand zwischen dem Boden des Raumes
zur Aufnahme des Wassers in dem Druckgefäß und der unteren Mündung des zu dem Sicherheitsventil
führenden Rohres ist hierbei so bemessen, daß sich unterhalb der Mündung des Rohres
genügend Wasser für den vorgesehenen Sterilisationsvorgang befindet.
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Die selbständige Einstellung der für den Sterilisationsvorgang erforderlichen
Wassermenge ergibt sich in Verbindung mit der Ausführung des Sicherheitsventils
als ein Regelventil, das in einer besonders bevorzugten Ausführungsform als Gewichtsventil
ausgebildet ist. Zur Verbesserung der Regeleigenschaften
ist dieses Gewichtsventil
in einem dichten Gehäuse mit einer eingeschnürten Auslaßöffnung angeordnet. An die
Auslaßöffnung ist in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Rohrleitung angeschlossen,
die zu einer in einem Kondensationsgefäß angeordneten Rohrschlange führt. Um die
Abströmung von Dampf auch durch die Düse in der Wand des Druckgefäßes in den freien
Raum zu verhindern, ist die Düsenmündung auf der äußeren Wandseite des Druckgefäßes
mit dem Rohr zwischen dem dampffesten Gehäuse des Sicherungsventils und der Rohrschlange
in dem Kondensationsgefäß verbunden.
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Zur Anpassung an verschiedene Betriebsbestimmungen bezieht die Erfindung
die Möglichkeit ein, das von dem Anschlußstutzen im Inneren des Geräteraums zu dem
wannenartigen Raum zur Entnahme des Wassers führende Rohr verlängerbar auszubilden,
so daß der Abstand der unteren Mündung dieses Rohres von dem Boden des Druckgefäßes
einstellbar ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, das in der Zeichnung dargestellt
ist. Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gerätes im Schnitt.
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Das Druckgefäß 1 weist eine Bedienungsöffnung auf, die mit einer
druckfesten Tür 2 abschließbar ist.
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Zum Abschluß dienen ein oder mehrere in der Zeichnung nicht dargestellte
Verschlüsse, mit welchen die Tür insbesondere mit dem die Dichtung 3 aufnehmenden
Teil auf den Rand der Offnung des Druckgefäß es 1 gedrückt wird.
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Im unteren Teil des Druckgefäßes befindet sich ein wandartiger Steg
4, der einen Raum 5 über dem Boden des Druckgefäßes begrenzt. Dieser Raum 5 nimmt
das für die Sterilisation erforderliche Wasser auf. Das Wasser wird durch die Bedienungsöffnung
des Druckgefäß es eingebracht.
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Unter dem Druckgefäß ist ein beispielsweise flach ausgeführter und
sich über den ganzen Boden des Druckgefäß es erstreckender elektrischer Heizkörper
6 vorgesehen, der vorzugsweise mittels einer Preßplatte 7 angepreßt ist. Diese Preßplatte
7 besteht beispielsweise aus einem wärmeisolierenden Stoff, so daß die von dem Heizkörper
6 entwickelte Hitze auf das Druckgefäß 1 gelenkt wird.
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An der Oberseite des Druckgefäßes ist ein Gehäuse 8 angeordnet, das
durch den Deckel 12 mit der Dichtung 13 dampffest abgeschlossen ist. Dieses Gehäuse
steht mit dem Inneren des Druckgefäßes 1 durch den Rohrstutzen 9 in Verbindung.
Der Rohrstutzen 9 ragt in das Gehäuse 8 hinein. Seine äußere Mündung dient als Sitz
für das Sicherheitsventil, dessen Ventilkegel an dem Gewichtskörper 10 angeordnet
ist, der zugleich an dem in das Innere des Gehäuses 8 ragenden Teil des Rohrstutzens
9 geführt ist. Der Gewichtskörper 10 ist ferner im oberen Bereich der zur Führung
an dem Rohrstutzen 9 dienenden Ausnehmung mit radial verlaufenden Bohrungen 11 verstehen,
durch welche das Innere des Druckgefäßes 1 durch den Rohrstutzen 9 mit dem Inneren
des druckfesten Gehäuses 8 verbunden ist, wenn der Gewichtskörper infolge des auf
die untere Seite des Ventilkegels einwirkenden Druckes so weit angehoben wird, daß
die Bohrungen 11 mit der Mündung des Rohrstutzens 9 verbunden werden.
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Das Gehäuse 8 für das Sicherheitsventil weist eine düsenartig eingeschnürte
Auslaßöffnung 14 auf, an welche das Rohr 15 angeschlossen ist. Das Durchmesserverhältnis
zwischen der düsenartigen Einschnürung 14 und dem Rohrstutzen 9, dessen Mündung
den
Sitz des Sicherheitsventils bildet, ist etwa 1 : 1,25. Beispielsweise beträgt der
Durchmesser der düsenartigen Einschnürung 14 2 mm und der des Rohrstutzens 9 2,5
mm.
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Das Rohr 15 führt zu einer Rohrschlange 16 im Inneren eines Kondensationsgefäßes
17. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Kondensationsgefäß 17 unterhalb
des Druckgefäßes 1 angeordnet.
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Das Kondensationsgefäß 17 ist vorzugsweise auf der Vorderseite des
Gerätes, beispielsweise unterhalb der Tür 2, mit einem Einfüll- und Entleerungsstutzen
18 versehen, der zum Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern oder Schmutz mittels
eines Deckels 19 abschließbar ist. Die von dem Deckel 19 abschließbare Öffnung ist
so angeordnet, daß genügend Wasser 20 in das Innere des Kondensationsgefäßes 17
eingefüllt werden kann, so daß die Rohrschlange 16 völlig mit Wasser bedeckt ist.
Lediglich das Ende 26 der Rohrschlange ist über den Wasserspiegel in dem Kondensationsgefäß
17 geführt.
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An dem Druckgefäß ist ferner ein thermisch auslösharer Schalter 21
vorgesehen. Dieser Schalter befindet sich vorzugsweise an der Oberseite des Druckgefäßes
1. Ein zum Einschalten des Schalters dienender Druckknopf 22 ist vorzugsweise von
vorn zugänglich angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druckknopf
22 über der Tür 2 aus dem Gerätegehäuse 23, das das Druckgefäß 1 und das Kondensationsgefäß
17 sowie wenigstens teilweise das Gehäuse des Sicherheitsventils 8 umschließt, herausgeführt.
Der thermisch auslösbare Schalter 21 ist vorgesehen, um den zu dem Heizkörper 6
geleiteten Strom abzuschalten, wenn das Druckgefäß 1 über die Betriebstemperatur
erhitzt wird. Zur Kontrolle der Betriebstemperatur ist beispielsweise in die Tür
2 ein Thermometer 24 eingebaut.
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Im Inneren des Druckgefäßes 1 sind auf nicht dargestellten Führungen
zwei herausnehmbare Schalen 25 vorgesehen, die zur Aufnahme des zu sterilisierenden
Gutes dienen. Der Boden dieser Schalen 25 ist perforiert, so daß der Dampf das auf
den Schalen angeordnete Gut durchdringen kann.
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Eine Wand des Druckkörpers 1 ist von der Düsenöffnung 27 durchbrochen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt diese Düse unterhalb der unteren Schale
zur Aufnahme von zu sterilisierendem Gut. Die Düse ist an der Außenseite des Druckgefäßes
1 durch ein Rohr 28 mit dem Rohr 15 verbunden, das zur Ableitung des durch das Sicherheitsventil
abgeführten Dampfes zu der Rohrschlange 16 dient.
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Bei dieser Ausführungsform ist ferner der Rohrstutzen 9 im Inneren
des Druckgefäßes 1 durch ein Rohr 29 nach unten verlängert. Das Rohr 29 reicht in
den Raum 5, welcher das Wasser zur Durchführung des Sterilisationsvorganges aufnimmt,
hinein. Die Mündung 30 des Rohres 29 liegt aber in einem bestimmten Abstand über
dem Boden des Druckgefäßes 1. Dieser Abstand wird durch die für einen bestimmten
Sterilisierungsvorgang erforderliche Wassermenge bestimmt.
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Durch diese Ausführung wird gewährleistet, daß die bakteriologisch
festgelegte Sterilisierzeit autoinatisch durch eine genau festgelegte Wassermenge,
die für diese Sterilisierzeit ausreicht, eingestellt wird.
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Diese Einstellung erfolgt hierbei ohne besondere Aufmerksamkeit der
bedienenden Person automatisch durch das Gerät. Die bedienende Person hat lediglich
dafür zu sorgen, daß genügend Wasser in das Druckgefäß, insbesondere den Raum 5
des Druckgefäßes, eingefüllt wird. Diese Gewähr ist beispielsweise ge-
geben, wenn
dieser Raum vollkommen gefüllt wird.
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Das Wasser wird beispielsweise dem Kondensationsgefäß 17 entnommen.
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Das Rohr 29 ragt in die in dem Raum 5 befindliche Wassermenge hinein.
Unterhalb der Mündung 30 des Rohres 29 befindet sich jedoch in dem Raum 5 gerade
die Wassermenge, welche für die Verdampfung während der Sterilisierzeit erforderlich
ist. Nach dem Anheizen und dem Druckanstieg im Inneren des Gerätes, wobei also das
Wasser in dem Raum 5 sowie das Druckgefäß 1 auf eine bestimmte Ausgangstemperatur
gebracht werden und das zu sterilisierende Gut auch bereits dem Wasserdampf ausgesetzt
worden ist, wird bei Erreichen des Betriebsdruckes das Gewicht 10 des Sicherheitsventils
angehoben. Durch den Dampfdruck wird nun die Wassermenge, die über der Mündung 30
des Rohres 29 steht, durch das Rohr 29 und den Rohrstutzen 9 in das Dampfableitungsrohr
15 ausgeblasen.
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Dadurch wird bei bestimmten Ausgangsbedingungen eine genaue Wassermenge
in dem Raum 5 belassen, die infolge der Anordnung der Mündung 30 gerade so groß
ist, daß sie für die vorgesehene Sterilisierzeit ausreicht.
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Die Düse 27 wird sowohl bei der Anheizung des Gerätes wirksam als
auch nach der automatischen Abschaltung der Heizeinrichtung, wenn das Sterilisationswasser
verdampft ist.
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Bei der Anheizung entweicht zunächst durch die Düse 27 die in dem
Gerät befindliche Luft. Infolge ihres kleinen Querschnitts kann sie jedoch den weiteren
Druckanstieg im Inneren des Gerätes nicht beeinträchtigen, wenn auch fortwährend
Dampf und restliche Luft durch diese Düse entweichen. Dieser Vorgang hält während
der Sterilisationszeit an, während welcher das Sicherheitsventil, dessen Gewicht
10 auf den Betriebsdruck abgestimmt ist, regelt. Wenn das Gewicht 10 durch den überschüssigen
Dampfdruck von der Mündung des Rohres 9 kurzzeitig angehoben wird, strömt Dampf
durch die horizontalen Bohrungen 11 im Gewicht 10 durch die Querschnittsverengung
14 in das Dampfableitungsrohr 15. Beim Strömen durch die Querschnittsverengung 14
entsteht ein auf das Gewicht 10 zurückwirkender Staudruck, der das Gewicht mit dem
Kegelsitz 10 auf die Mündung des Rohres 9 zurückdrückt und den Dampfstrom stoppt.
Dieser Vorgang wiederholt sich nun dauernd in kurzen Zeitabständen und bewirkt eine
präzise Konstanthaltung des Betriebsdruckes. Bei diesem Regelvorgang reißt der ausströmende
Dampf allenfalls im Inneren des Druckgefäßes vorhandene Restluft mit, und die Sterilisation
erfolgt auf sicherste Weise in strömendem, gesättigtem Dampf. Der durch das Dampfableitungsrohr
15 strömende Abdampf gelangt in die im kalten Wasser 20 liegende Rohrschlange 16,
kondensiert und tropft vom Rohrende 26 in den Wasservorrat20 ab, so daß keinerlei
Dampf vom Gerät nach außen dringt.
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Der Sterilisiervorgang dauert so lange, bis das ganze Wasser in dem
Raum 5 verdampft ist. Nunmehr wird die Wandung des Druckgefäßes, da die Heizung
noch eingeschaltet ist, über die Betriebstemperatur erhitzt. Diese Überteinperatur
löst den thermischen Schalter 21 aus, der die Heizung 6 abschaltet. Da nun die Dampfnachlieferung
aufhört, schließt das Sicherheitsventilgewicht 10. Der Dampfdruck fließt durch die
Düse 27 ab und ist nach einiger Zeit auf atmosphärischen Druck abgefallen. Bei Atmosphärendruck
zeigt das Thermometer 1000 C an zum Zeichen, daß die Sterilisation beendet ist und
die Tür geöffnet werden kann.