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Apparat zum Sterilisieren, insbesondere von Operationswäsche, chirurgischen
Instrumenten u. dgl.
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Die Ertindurlg bezieht sich auf Dampfsterilistatoren, hei denen die
zur Durchführung der aufeinanderfolgenden Phasen des Sterilisationsvorganges erforderlichen
Ventile durch eine kraftbetriebene Vorrichtung zwangsläufig 111 der richtigen Reihenfolge
und zur richtigen Zeit selbsttätig bewegt sverdell und bezweckt, die Selbsttätigkeit
eines solchen Apparates verläßlicher zu gestalten und gleichzeitig seine Bauart
wesentlich zu vereinfachen.
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Bei einem bekannten Apparat dieser Art wird z. B. jedes der verschiedenen
Dampf- und Luftventile von einem eigenen kleinen Motor betätigt und sind sämtliche
Motorventile an ein zentrales Steuerorganangeschlossen. Da überdies hei solchen
Anlagen die Steilungsanzeige der Ventile bzw. der Fortgang der Sterilisation stets
auf elektrischem Wege erfolgt, ergeben sich viele elektrische Leitungen, was die
Einfachheit der Anlage wesentlich beeinträchtigt. Vor allem aber stellt sich wegen
der zahlreichen Motorventile der Preis einer solchen Anlage hoch.
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Es gibt ferner Apparate, bei denen zwar die Ventile von einem gemeinsamen
kraftbetriebenen Betätigungsorgan aus geöffnet und geschlossen werden, bei denen
aber die Steuerung dieses Betätigungsorgans durch mehrere miteinander zusammenwirkende
Kantrollvorrichtungen, wie Thermostaten, Manostaten usw., und durch ein Uhrwerk
kompliziert und durch die Trägheit in der Funknov solcher Nebenapparate in ihrer
Verläßlichkeit beeinträchtigt wird. Es sind Fehlschaltungen möglich.
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Die Erfindung setzt es sich zum Ziel, einen wirklich brauchbaren,
unbedingt verläßlichen vollautomatischen Dampfsterilisator einfachstmöglicher Bauart
zu schaffen. Zu diesem Zweck wird die
Zahl der Motoren auf zwei,
einen für das zentrale Steuerorgan und einen für die Betätigungsvorrich. tung für
sämtliche Ventile, reduziert und bestimmt ein einziges, rotierendes Steuerorgan
in bestimmten, den aufeinanderfolgenden Sterilisationsphasen entsprechenden Zeiten
den Drehsinn und die Gangdauer einer elektromotorisch betriebenen Betätigungsvorrichtung
der Ventile. Durch Mittel, welche die Ingangsetzung des Steuerorgans erst bei Er
Erreichung des vollen Betriebsdruckes bzw. der richtigen Temperatur des Dampfes
bewirken, und durch weitere Mittel, welche die Anlage nach einer der Sterilisationsdauer
entsprechenden Umdrehung der Schaltscheibe ausschalten. wird die Gewähr für eine
volle und dauernd befriedigende Erfüllung der Aufgabe des Apparates gegeben.
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Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in schematischer Darstellung. Es stellt dar Abb. 1 die Ansicht des Sterilisators,
Abb. 2 die Steuerscheibe in Ansicht, Abb. 3 den Grundriß dazu, Abb. 4 ein Schema
der Anlage mit deren elektrischen und mechanischen Hauptteilen, Abb. 5 ein Schema
des Apparates mit den Ventilen und Anzeigevorrichtungen allein.
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In den Abb. 4 und 5 ist 1 die Sterilisationskammer des Apparates
und 2 die elektrische Heizung. Diese ist über einen Schaltschütz 3 und einen Hauptschalter
4 am Starkstromnetz 25 angeschlos. sen. Ein Druekregler 5 steht einerseits in elektrischer
Verbindung mit dem Schaltschütz 3, andererseits wirkt er über ein Federrohr 6 auf
eine Quecksilberschaltwippe 7. Die Dampf- und Luftventile des Apparates sind in
einer Reihe übereinander angeordnet und dienen folgenden Zwecken: Ventil 8 ist ein
Belüftungsventil; die Ventile 9 und lo, die auf gleicher Höhe nebeneinander montiert
sind, stehen in Verbindung mit der Dampf. strahlvakuumpumpe 13 einerseits und der
Sterilisationskammer 1 bzw. dem Dampfmantel 1a des Apparates andererseits. Das Ventilll
stellt die Verbindung her zwischen Dampfmantel und Sterili sationsraum. 12 ist ein
Auspuffventil, mit welchem der Dampf im Sterilisationsraum ins Freie abgelassen
wird. Sämtliche Ventile können einzeln auf einem passenden Träger montiert sein.
Sie können aber auch alle zusammen als gemeinsamer Ventilblock gegossen sein. Die
Ventile haben einer federbelasteten Ventilkegel, der bei Druck auf die Ventilstange
vom Ventilsitz abgehoben wird und dadurch den Durchgang öffnet.
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Vor den Ventilen ist eine vertikale Spindel 14 angeordnet, auf der
ein passend ausgebilde.tes Stück 15 bei der Drehung der Spindel auf und ab bessegt
wird und dabei jeweils die Stangen der ihm gegenüberliegenden Ventile betätigt,
so daß also diese geöffnet und beim Weiterschreiten des Stückes 15 wieder geschlossen
werden. Der Antrieb der Spindel 14 erfolgt durch einen Elektromotor 16 über ein
Schneckengetriebe 17, 18. Die Spindel 14 kann aber auch mittels einer Handkurbel
19 an getrieben werden. Zur Erzielung der Aufundabbewegung des Betätigungsstückes
15 wird der Drehsinn des Motors 16 mittels eines Polwenders 20 gewechselt. Dieser
steht unter dem Einfluß einer Quecksilberschaltwippe 21, die ihre Bewegungen von
einer Steuerscheibe 22 erhält. Die letztere wird von einem Synchronmotor 23 über
ein nicht dargestelltes Reduktionsgetriebe angetrieben.
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Ein an der Wippe 21 befestigter Taster 2 1a schleift mit seinem freien
Ende über den mit Rasten und Nocken versehenen Umfang der Steuerscheibe 22 und schaltet
je nachdem der Taster 21a in eine Rast oder auf einem Nocken steht, den Polwender
20 auf Abwärts- oder Aufwärtsgang des Motors 16 bzw. des Betätigungsstückes 15 um.
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Schließlich ist noch eine Quecksilberwippe 24 als Endausschalter
vorgesehen, der die ganze Anlage ausschaltet, wenn die Sterilisation beendet ist.
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Der Sterilisationsprozeß zerfällt bekanntlich in folgende Abschnitte:
t. Evakuieren der Luft aus der Sterilisationskammer; 2. Periode des Ausgleichs.
während welcher der in die Sterilisationskammer eingelassene Dampf das zu sterilisierende
Gut vollständig durchdrungen und auf die Sterilisationstemperatur gebracht hat;
3. die eigentliche Sterilisationsperiode, während welcher ständig Dampf zugeführt
und in bestimmten Zeitintervalien das Aus puffventil geöffnet wird um eine strömende
Bewegung des Dampfes in der Sterilisationskammer und damit auch die Durchspülung
sog. toter Winkel zu erreichen; 4. das Abstellen der Dampfzufuhr und das Öffnen
des Dampfauspuffventils; 5. das Trocknen des Sterilisationsgutes durch neuerliches
Absaugen der Luft und des Dampfes aus der Sterilisationskammer und 6. die Belüftung
der letzteren am Ende der Trocknungsperiode.
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Die Arbeitsweise des in den Zeichnungen dargestellten und vorstehend
beschriebenen Apparates sowie der Schalteinrichtung ist nun folgende: Nachdem das
Sterilisationsgut in den Apparat eingebracht ist, wird die Heizung 2 durch Schließen
der elektrischen Apparate 3 und 4 eingeschaltet.
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Von diesem Augenblick an hat die Bedienungsperson bis zum Schluß der
Sterilisation keine Manipulationen am Apparat mehr auszuführen. Zufolge der Aufheizung
des im Mantel la eingefüllten Wassers entwickelt sich Dampf, dessen zulässige Maximalspannung
durch den Druckregler 5 konstant gehalten wird. Bei Erreichung des Betriebsdruckes
betätigt das Federrohr 6 die Quecksilber- -wippe 7, wodurch der Synchronmotor 23
einge schaltet und die Steuerscheibe 22 in Drehung versetzt wird. Gleich darauf
fällt der Taster 2 1a in die erste Raste 22 und setzt die untere Spule des Polwenders
20 unter Strom. Der Motor 16 setzt sich in Bewegung, und zwar im Sinne des Abwärts
ganges des Betätigungsstückes 15. Dieses befindet sich zu Beginn einer Sterilisation
zwischen den Ventilen 8 einerseits und 9, 10 andererseits. Beim Anlaufen der Steuerscheibe
22 gelangt es vor die nebeneinanderliegenden Ventile 9 und 10, öffnet diese, so
daß die Dampfstrahlpumpe 13 in Gang gesetzt und die Sterilisationskammer auf den
in Abb. 4 und 5 dargestellten Wegen evakuiert wird.
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Die Länge der Rast 22a ist so bemessen, daß der Motor 16 so lange
in Drehung gehalten wird, bis das Betätigungsstück I5 die Ventileg und 10 vollständig
geöffnet hat. Dann wird der Taster 21a aus der Rast gehoben und läuft auf dem glatten
Teil des Scheibenumfanges während einer der Eva kuationsdauer entsprechenden Zeit.
Durch das Heraustreten des Tasters 2Ia aus der Rast 22a und terbricht die Wippe
21 den unteren Spulenstromkreis des Polwenders 20. Dieser wird vom Netz 25 abgetrennt
und der Motor 16 ausgeschaltet.
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Bei Erreichung der zweiten Rast 22a durch den Taster 2 1 wird der
Motor im gleichen Sinne wieder in Betrieb gesetzt. Das Betätigungsstück 15 verläßt
die Ventile 9 und lo, worauf diese geschlossen werden, und gelangt vor das Ventil
1 1, das nun geöffnet wird. Damit wird der Dampf aus dem Mantel laien den Sterilisationsraum
1 befördert.
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Das Ende der zweiten Rast 22" hebt den Taster 2 1a auf den anschließenden
glatten Teil des Scheibenumfanges. wodurch dieser Zustand des Dampfübertrittes vom
Mantel zur Sterilisationskammer bis zur dritten Rast 22 aufrechterhalten wird (Ausgleichsperiode)
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I)aran schließt ullmittelbar die eigentliche Sterilisationsperiode
all. die eingeleitet wird durch die dritte Rast 22a. Hier ist zu ergänzen, drall
die l>eiden Ventile 1 1 und 12 näher beieinander liegen als die Ventile X, ()
und lo und daß das Betätigungsstück 15 so ausgebildet ist, daß es gleichzeitig die
Ventile 1 l und 12 zu betätigen vermag, während der Abstand für die Ventile 8 und
9, lo hierfür zu groß i.st. Wird nun bei der dritten Kast 2211 das Betätigungsorgan
15 weiter abwärts beivegt, bis zur Betätigung des Vcntils 1 2, So wird durch die
stelzen beschriebene Beschaffenheit von 15 das Ventil 11 ebenfalls oífen gehalten,
so daß also der I)ampfeintritt in die Sterilisationskammer nicht unterbrochen wird,
während gleichzeitig Dampf durch das Auspuffventil abgelassen wird (Durchströmung
des Sterilisationsgutes). Die Zeitdauer der Öffnung des Auspuffventils 1 2 entspricht
bloß einem kleinen Bntchteil einer Minute. Unmittelbaranschließend an die dritte
Rast 22a befindet sich ein über den glatten Scheibenrand vorstehender Nocken 22",
welcher die Wippe 2 1 erstmals im gegenläufigen Sinne bewegt, so daß nun die obere
Spule des Polwenders 20 unter Strom gesetzt wird, der Motor 16 sowie die Spindel
14 in entgegengesetzter Richtung als bisher laufen. Das Betätigungsstück 15 geht
also wieder nach oben, schließt das Auspuffventil 12, hält aber das Dampfübertrittsventil
11 -immer noch offen. Der Nocken 22/2 ist nur so breit, um den Motor 16 so lange
in Gang zu halten, bis das Betätigungsstück 15 das Ventil 12 wieder geschlossen
hat.
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Dieses Spiel der Wippe 21 und des Polwenders 20 wiederholt sich während
der eigentlichen Sterilisationsperiode in abgemessenen Intervallen verschiedene
Male (in unserem Beispiel viermal). Am Ende dieser Periode ist die entsprechende
Rast 22 (die siebente) etwas länger gehalten als die vorhergehelldell. Das bewirkt,
daß nun das Betätigungsstück 15 das Ventil 1 1 schließt und nur noch das Auspuffventil
12 öffnet. Ein kurzes an die Rast anschließendes Zwischenstück bestimmt die Zeit,
die nötig ist, um sämtlichen im Sterilisationsraum enthaltenen gespannten Dampf
durch das Auspuffventil 12 ins Freie entweichen zu lassen. Unmittelbar anschließend
an das Zwischenstück folgt ein breiterer Nocken 22d, der der, Motor 16 derart steuert,
daß das Betätigungsstück 15 wieder aufwärts steigt, wobei es das Ventil 12 schließt,
beim Vorbeigehen am Ventil 1 1 dieses noch einmal ganz kurz öffnet und weiterläuft,
bis es gegenüber den Ventileng, lo anhält und diese öffnet, dadurch die Trocknungsperiode
bzw. die zweite Evakuierung der Sterilisationskamlmer einleitend. Diese Periode
dauert so lange, bis der letzte Nocken 22 die Wippe 21, kurz bevor die Scheibe 22
eine ganze Umdrehung ausgeführt hat, betätigt und den Motor 16 nochmals im Sinne
des aufwärts steigenden Betätigungsstückes 15 einschaltet. Damit werden die Ventile
9, 10 geschlossen und dafür das Belüftungsventil 8 geöffnet. Durch den Filter 8a
strömt nun Luft in'die Sterilisationskammer. Nachdem der letzte Nocken 22 den Taster
2 1a verlassen und damit die Ausschaltung des Motors 16 bzw. die Arretierung des
Betätigungsstückes 15 vor den Belüftungsventil bewirkt hat, bleibt dieses geöffnet,
bis der Druckausgleich zwischen der Sterilisierkammer und der Außenluft erreicht
ist. In diesem Zeitpunkt wird die Wippe 24 über den Taster 24a von einem auf der
Rückseite der Steuerscheibe 22 angeordneten Anschlag 22' umgekippt, wobei sie den
Schütz 3 ausschaltet und die ganze Anlage außer Betrieb setzt.
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Damit ist der Zyklus eines Sterilisationsvor.-ganges beendet, der
Deckel des Apparates kann ge-' öffnet und das Sterilisationsgut demselben entnommen
werden. Die Steuerscheibe 22 hat aber noch nicht eine ganze Umdrehung ausgeführt.
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Zu Beginn einer neuen Sterilisation wird die Steuerscheibe mittels
eines auf ihr angebrachten Knopfes 22/ von Hand bis zur Vollendung eimer ganzen
Umdrehung gedreht (Marke o). Der Anschlag 22e verläßt dadurch den Taster 24a, was
die Schließung des Stromkreises der Schützenspule für den Beginn einer neuen Sterilisation
vorbereitet.
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Um dem Bedienungspersonal den Stand des Sterilisationsvorganges sichtbar
zu machen, ist- auf dem Betätigungsstück 15 ein Zeigerlsn angebracht, der auf einer
Schriftentafel anzeigt, in welcher Perinde der Sterilisiervorgang sich in dem betreffenden
Augenblick befindet. In den in der Zeichnung eingetragenen Aufschriften bedeuten
B Belüftung, V Vakuum, S Sterilisation, A Auspuff. 26 und 27 sind Manometer für
die Sterilisationskammer und den Dampfmantel, und 28 ist ein Registrierinstrument,
das den Druck und die Temperatur des Sterilisationsprozesses aufzeichnet und eventuelle
Störungen, wie Ausfall der elektrischen Energie usw., sofort erkennen läßt.
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Bei der angegebenen Ausführungsform ist es ohne weiteres möglich,
die Drehzahlen des Synchrcritnotors und der Steuerscheibe sowie die Tei
lung
und Breite der Rasten 22a und Nocken 22', 22c, 22d so ZU wählen, daß sie den Zeiten,
in denen die einzelnen Sterilisationsphasen sich abwickeln sollen, entsprechen.
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In -einer andern Ausführung des Erfindungsge gen standes könnten
die Ventile statt Voll einem in longitudinaler Richtung bewegten Betätigungsstück
von verschiedenen, auf einer drehbaren Welle angeordneten Betätigungsorganen geöffnet
und geschlossen werden. Diese Welle könnte. ähnlich wie die Spindel 14, vor den
in einer Reihe angeordneten Ventilen angebracht sein und jedes der Betätigungsorgane
ein Ventil steuern. Die Ventile 9 und 10 müßten dann allerdings statt nebeneinander
auch übereinanderliegen, und die Übersetzung der Drehzahl vom Motor 16 auf die Welle
müßte so groß sein, daß sie für eine vollständige Sterilisation bloß eine Umdrehung
ausführen würde.
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Statt in einer Reihe längs einer Welle ausgebaut zu sein, ließen
sich die Ventile auch sternförmig um eine solche anordnen, wobei je nach Bedarf
ein oder mehrere Nocken als Betätigungsorgane vorgesehen sein können.
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Weiter könnten sämtliche Ventile als ein einziges Mehrwegeventil
in einem einzigen Block gegossen sein und die Ventilspindel mit entsprechender Übersetzung
vom Motor 16 angetrieben werden.
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Auch das Steuerorgan 22 könnte eine andere als die dargestellte Form
besitzen, z. B. diejenige einer Walze. Es ist selbstverständlich, daß sie für verschiedene
Sterilisationen von ungleich langer Dauer gegen andere Scheiben mit entsprechender
Rasten-und N ockenteilung ausgewechselt werden kann.
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Statt einer mechanischen Anzeigevorrichtung des jeweiligen Standes
des Sterilisationsprozesses könnte auch eine akustische oder optische Einrich tung
vorhanden sein, welche diese Aufgabe übernimmt.
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Gegenüber den bekannten vollautomatischen Sterilisierapparaten, insbesondere
gegenüber den in der Beschreibungseinleitung envähnten Apparaten mit Motorventilen,
ist die Zahl und Ausdehnung der elek trischen Leitungen beträchlich vermindert,
da bloß zwei Motoren automatisch gesteuert werden müssen.
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Die Ventile erhalten eine sehr einfache Bauart und könnten infolgedessen
bedeutend billiger hergestellt werden als die Motorventile. Eine weitere Vereinfachung.
die bei solchen Apparaten besonders geschätzt wird, ist die mechanisierte Anzeige
des sSterilisationsvorganges.
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Ferner ist es ohne weiteres erkenntlich, daß mit der beschriebenen
und in den Zeichnungen dar. gestellten Vorrichtung nicht nur elektrisch beheizte
Sterilisationsapparate automatisch gesteuert werden können, sondern auch solche,
die unmittelbar an einen außerhalb des Autoklaven stehenden Dampfentwickler angeschlossen
sind, oder auch solche, bei denen der Dampf im Apparat mittels Gasheizung erzeugt
wird. Im ersteren Falle würde an Stelle des Schützes 3 ein in der Dampfzuleitung
liegendes Motorventil von den Steuerorganen beherrscht und im zweiten Falle eine
die Gasflamme regulierende, entsprechend ausgebildete elektrische Einrichtung.
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Bei eingebauten Sterilisationsanlagen kann die Steuerscheibe 22 unmittelbar
auf das Schalttableau montiert werden wobei ein auf ihrer Achse befestigter Zeiger
das Fortschrcitcn bzw. den jewelligen Stand des Steril isationsvorganges anzeigt.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vollautomatischer Dampfsterilisator, insbesondere
für Operationswäsche, chirurgische Instrumente u. dgl., bei dem die zur Durchführung,
der verschiedenen Phasen des Sterilisationsvorganges erforderlichen Ventile durch
eine kraftbetriebene Vorrichtung zwangsläufig in der richtigen Reihenfolge und zur
richtigen Zeit selbsttätig betätigt werden, dadurch gekennieichnet, daß ein einziges
rotierendes Steuerorgan (22) iii bestimmten. den verschiedenen Sterilisationsphasen
entsprechenden Zeiten während einer einzigen Umdrehung dieses Steuerorgans den Drehsinn
und die Gangdauer einer elektromotorisch betriebenen Betätigungsvorrichtung (14
bis 16) der Ventile bestimmt und sich am Ende seiner Umdrehung selbsttätig ausschaltet.