Automatischer Dampfsterilisator, insbesondere für Operationswäsche, chirurgische Instrumente und dergleichen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein automatiseher Dampfsterilisator, der insbesondere zum Sterilisieren von Operationswäsehe, chirurgischen Instrumenten und dergleichen Gegenstände in Spitälern verwendet werden kann. Der Apparat ist so eingerichtet, dalS die einzelnen Phasen des Sterilisationsvorganges nach einer den Betrieb einleitenden Manipulation vollständig selbsttätig in der riehtigen Reihenfolge sich abwickeln. Zu diesem Zweeke ist ein einziges rotierendes Steuerorgan vorgesehen, das in bestimmten,
den verschiedenen Sterilisationsphasen entsprechenden Zeiten während einer einzigen Umdrehung den Drehsinn und die Gangdauer einer elek tromotoriseh betriebenen Betätigungsvorrieh der der Ventile bestimmt und sich am Ende seiner Umdrehung selbsttätig ausschaltet.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Ansieht eines automatisehen Dampfsterilisators.
Fia. 2 zeigt eine Steuerseheibe in Ansieht und
Fig. 3 dieselbe im Grundriss.
Fig. 4 ist ein Schema, in welehem die elektrischen und mechanisehen. Hauptteile dargestellt sind.
Fig. 5 zeigt den Dampfsterilisator mit den Ventilen in schematischer Vorderansieht.
In den Fig. 4 und 5 ist 1 die Sterilisations kammer des Apparates und 2 die elektrisehe Heizung. Diese ist über einen Sehaltsehütz 3 und einen Hauptschalter 4 am Starkstromnetz 25 angeschlossen. Ein Druckregler 5 steht einerseits in elektrischer Verbindung mit dem Sehaltschütz 3, anderseits wirkt er über ein Federrohr 6 auf eine Queeksilber-Sehaltwippe 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 10, die auf gleicher Hohe nebeneinander montiert sind, stehen in Verbindung mit der Dampfstrahl-Vakuumpumpe 13 einerseits und der Sterilisationskammer 1 bzw. dem Dampfmantel la des Apparates anderseits.
Das Ventil 11 stellt die Verbindung her zwisehen Dampfmantel und Sterilisationsraum.
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 aueh alle zusammen als gemeinsamer Ventilblock gegossen sein. Die Ventile haben einen federbelasteten Ventilkegel, der bei Druck auf die Ventilstange vom Ventilsitz abgehoben wird und dadurch den Durchgang öffnet.
Vor den Ventilen ist eine vertikale Spindel 1. 4 angeordnet, auf der ein passend ausgebilde- tes Stück 15 bei Drehung der Spindel auf und ab bewegt wird und dabei jeweils die Stangen der ihm gegenüberliegenden Ventile betätigt, so dass also diese geöffnet und beim Weitersehreiten des Stüekes 15 wieder geschlossen werden. Der Antrieb der Spindel 14 erfolgt durch einen Elektromotor 16 über ein Schnek- kengetriebe 17, 18. Die Spindel 14 kann aber auch mittels einer Handkurbel 19 angetrieben werden. Zur Erzielung der Auf-und Abbewegung des Betätigungsstückes 15 wird der Drehsinn des Motors 16 mittels eines Polwenders 20 gewechselt.
Dieser steht unter dem Einfluss einer Queeksilbersehaltwippe 21, die ihre Bewegungen von einer Steuerseheibe 22 erhält. Die letztere wird von einem Synehron- motor 23 über ein nicht dargestelltes Reduktionsgetriebe angetrieben.
Ein an der Wippe 21 befestigter Taster 21a schleift mit seinem freien Ende über den mit Rasten und Nocken versehenen Umfang der Steuerseheibe 22 und schaltet, je nachdem der Taster 21a in einer Rast oder auf einem Noeken steht, den Polwender 20 auf Abwärts-oder Aufwärtsgang des Motors 16 bzw. des Betätigungsstüekes 15 um.
Sehliesslieh ist noch eine Quecksilberwippe 24 als Endaussehalter vorgesehen, der die ganze Anlage ausschaltet, wenn die Sterilisation beendet ist.
Der Sterilisationsprozess zerfällt bekannt lich in folgende Abschnitte :
1. Evakuieren der Luft aus der Sterilisationskammer.
2. Periode des Ausgleiches, während welcher der in die Sterilisationskammer eingelas- sene Dampf das zu sterilisierende Gut vollständig durehdrungen und auf die Sterilisationstemperatur gebracht hat.
3. Die eigentliche Sterilisationsperiode, während welcher ständig Dampf zugeführt und in bestimmten Zeitintervallen das Auspuffventil geöffnet wird, um eine strömende Bewegung des Dampfes in der Sterilisationskammer und damit auch die Durehspülung sogenannter toter Winkel zu erreichen.
4. Das Abstellen der Dampfzufuhr und das Öffnen des Dampfauspuffventils.
5. Das Trocknen des Sterilisationsgutes dureh neuerliches Absaugen der Luft und des Dampfes aus der Sterilisationskammer und
6. die Belüftung der letzteren am Encle der Troeknungsperiode.
Die Arbeitsweise des in den Zeichnungen dargestellten und vorstehend beschriebenen automatisehen Dampfsterilisators sowie der Schalteinrichtung ist nun folgende :
Nachdem das Sterilisationsgut in den Ap- parat eingebraeht ist, wird die Heizung durch Schliessen der elektrisehen Apparate 3 und 4 eingeschaltet. Von diesem Augenbliek an hat die Bedienungsperson bis zum Schluss der Sterilisation keine Manipulationen am Apparat mehr auszuführen. Zufolge der Aufhei- zung des im Mantel la eingefüllten Wassers entwickelt sich Dampf, dessen zulässige Maxi malspannung durch den Druekregler 5 konstant gehalten wird.
Bei Erreieltung des Betriebsdruckes betätigt das Federrohr 6 die Quecksilberwippe 7, wodurch der Synehronmotor 23 eingeschaltet und die Steuerseheibe 22 in Richtung des Pfeils in Drehung verset% t wird. Gleich darauf fällt der Taster 21a in die erste Raste 22a und set. zt die untere Spule des Polwenders 20 unter Strom. Der Motor 16 setzt sich in Bewegung, und zwar im Sinne des Abwärtsganges des Betätigungsstüekes 15.
Dieses befindet sich zu Beginn einer Sterilisation zwischen den Ventilen 8 einerseits und 9, 10 anderseits. Beim Anlaufen der Steuerseheibe 22 gelangt es vor die nebeneinanderliegenden Ventile 9 und 0, öffnet diese, so dass die Dampfstrahlpumpe 13 in Gang gesetzt und die Sterilisationskammer auf den in Fig. 4 und 5 dargestellten Wegen evakuiert wird.
Diese sind : Dampfmantel des Apparates- Ventil 10-Vakummpnmpe 1. 3 ; ferner : Innenraum des Apparates-Ventil 9-Va- kuumpumpe 13.
Die Länge der Rast 99a ist so bemessen, dass der Motor 16 so lange in Drehung gehalten wird, bis das Betätigungsstüek 15 die Ventile 9 und 10 vollständig geöffnet hat. Dann wird der Taster 21a aus der Rast gehoben und läuft auf dem glatten Teil des Seheibenumfan- ges während einer der Evakuationsdauer entsprechenden Zeit. Durch das Heraustreten des Tasters 21a aus der Rast 99a unterbrieht die Wippe 21 den untern Spulenstromkreis des Polwenders 20. Dieser wird vom Netz 25 abgetrennt und der Motor 16 ausgesehaltet.
Bei Erreichung der zweiten Rast 22a durch den Taster 2] a wird der Motor im gleichen Sinne wieder in Betrieb gesetzt. Das Betäti- gungsstück 15 verlässt die Ventile 9 und 10, worauf diese geschlossen werden, und gelangt vor das Ventil 11, das nun geöffnet wird. Damit wird Dampf aus dem Mantel la in den Sterilisationsraum 1 befördert. Das Ende der zweiten Rast 22a liebt den Taster 21a auf den anschliessenden glatten Teil. des Scheiben- mlanges, wodureh dieser Zustand des Dampf übertrittes vom Mantel zur Sterilisationskam- mer bis zur dritten Rast 22a aufrechterhalten wird (Ausgleichsperiode).
Daran schliesst unmittelbar die eigentliche Sterilisationsperiode an, die eingel. eitet wird durch die dritte Ra, st 29a. Hier ist zu ergän- zen, dass die beiden Ventile 11 und 12 näher heieinanderliegen als die Ventile 8, 9 und 10 und dass das Betätigungsstüek 15 so ausgebildet ist, dass es gleiehzeitig die Ventile 11 und 12 zu betätigen vermag, während der Abstand für die Ventile 8 und (9-10) hiefiir zu gross ist.
Wird nun bei der dritten Rast 22a das Betätigungsorgan 15 weiter abwärts bewegt, bis zur Betätigung des Ventils 12, so wird durch die soeben beschriebene Beschaffenheit des Betätigungsorgans 15 das Ventil 11 ebenfalls offen gehalten, so dass also der Dampfeintritt in die Sterilisationskammer nicht unterbrochen wird, während gleichzeitig Dampf durch das Auspuffventil abgelassen wird.
(Durchstromung des Sterilisationsgutes.) Die Zeitdauer der Öffnung des Auspuffventils 12 entspricht bloss einem kleinen Bruchteil einer Minute. Unmittelbar anschliessend an die dritte Rast 22a befindet sieh ein über den glatten Scheibenrand vorstehender Noeken 22b, welcher die Wippe 21 erstmals im gegenläufi- gen Sinne bewegt, so dass nun die obere Spule des Polwenders 20 unter Strom gesetzt wird, der Motor 16 sowie die Spindel 1. 4 in entgegengesetzter Richtung als bisher laufen. Das Be tätigungsstüek 15 geht also wieder nach oben, schliesst das Auspuffventil 12, hält aber das Dampfübertrittsventil 11 immer noch offen.
Der Nocken. 22b ist nur so breit, um den Motor 16 so lange in Gang zu halten, bis'das Betätigungsstüek 15 das Ventil 12 wieder ge sehlossen hat.
Dieses Spiel der Wippe 21 und des Polwenders 20 wiederholt sich während der eigentliehen Sterilisationsperiode in abgemessenen Intervallen verschiedene Male (in unserem Beispiel viermal). Am Ende dieser Periode ist die entsprechende Rast 22c (die siebente) etwas länger gehalten als die vorhergehenden. Das bewirkt, dass nun das Betäti- guiigsstüek 1. 5 das Ventil 11 schliesst und nur noch das Auspuffventil 12 öffnet. Ein kurzes, an die Rast anschliessendes Zwisehenstüek bestimmt die Zeit, die nötig ist, um sämtlichen im Sterilisationsraum enthaltenen gespannten Dampf durch das Auspuffventil 12 ins Freie entweichen zu lassen.
Unmittelbar anschlie ssend an das Zwisehenstück folgt ein breiterer Noeken 22d, der den Motor 16 derart steuert, dass das Betätigungsstüek 15 wieder aufwärts steigt, wobei es das Ventil 1 sehliesst, beim Vorbeigehen am Ventil 11 dieses noch einmal ganz kurz öffnet und weiterläuft, bis es gegen über den Ventilen 9-10 anhält und diese öff- net, dadureh die Troeknungsperiode bzw. die zweite Evakuierung der Sterilisationskammer einleitend. Diese Periode dauert so lange, bis der letzte Nocken. 22b die Wippe 21, kurz bevor die Scheibe 22 eine ganze Umdrehung ausgeführt hat, betätigt und den Motor 16 noch- mals im Sinne des aufwärts steigenden Be tätigungsstückes 15 einschaltet.
Damit werden die Ventile 9-10 geschlossen und dafür das Belüftungsventil 8 geöffnet. Durch den Filter 8a strömt nun Luft in die Sterilisations kammer. Nachdem der letzte Noeken 22b den Taster 21a verlassen und damit die Aussehaltung des Motors 16 bzw. die Arretierung des Betätigungsstüekes 15 vor dem Belüftungsventil bewirkt hat, bleibt dieses geöffnet, bis der Druckausgleich zwisehen der Sterilisierkammer und der Aussenluft erreieht ist. In diesem Zeitpunkt wird die Wippe 24 über den Taster 24a von einem auf der Rüekseite der Steuer seheibe 22 angeordneten Ansehlag 22e umge- kippt, wobei sie den Sehütz 3 ausschaltet und die ganze Anlage ausser Betrieb setzt.
Damit ist der Zyklus eines Sterilisationsvorganges beendet, der Deckel des Apparates kann geöffnet und das Sterilisationsgut demselben entnommen werden. Die Steuerscheibe ? ? hat aber noch nicht eine ganze Umdrehung ausgeführt.
Zu Beginn einer neuen Sterilisation wird die Steuerseheibe mittels eines auf ihr ange brachten Knopfes 22f von Hand bis zur Voll endung einer ganzen Umdrehung gedreht (Marke 0). Der Anschlag 22e verlässt dadureh den Taster 24a, was die Schliessung des Stromkreises der Sehützenspule für den Beginn einer neuen Sterilisation vorbereitet.
Um dem Bedienungspersonal den Stand des Sterilisationsvorganges sichtbar zu ma ehen, ist auf dem Betätigungsstüek 15 ein Zeiger 15a angebracht, der auf einer Schriftentafel anzeigt, in welcher Periode der Sterilisiervorgang sich in dem betreffenden Augen- blick befindet. In den in der Zeichnung eingetragenen Aufschriften bedeuten B = Belüf- tung, V = Vakuum, S = Sterilisation, A = Auspuff. 26 und 27 sind Manometer für die Sterilisationskammer und den Dampfmantel und 28 ist ein Registrierinstrument, das den Druek und die Temperatur des Sterilisationsprozesses aufzeichnet und eventuelle Störungen, wie.
Ausfall der elektrischen Energie usw., sofort erkennen lässt.
Bei der angegebenen Ausführungsform ist es ohne weiteres möglieh, die Drehzahlen des Synehronmotors und der Steuerseheibe sowie die Teilung und Breite der Rasten 29a und Nocken 22b, 22c, 22d so zu wählen, dass sie den Zeiten, in denen die einzelnen Sterilisationsphasen sieh abwickeln sollen, entsprechen.
In einer andern Ausführung könnten die Ventile statt von einem in longitudinaler Richtung bewegten Betätigungsstück von verschie- denen, auf einer drehbaren Welle angeordne- ten Betätigungsorganen geöffnet und geschlos- sen werden. Diese Welle könnte, ähnlieh wie die Spindel 14, vor den in einer Reihe angeord- neten 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 Um. drehung ausführen würde.
Statt in einer Reihe längs einer Welle aufgebaut zu sein, liessen sich die Ventile aueh sternförmig um eine solehe anordnen, wobei je nach Bedarf ein oder mehrere Nocken als Be tä. tigungsorgane vorgesehen sein können.
Weiter könnten sämtliche Ventile als ein einziges Mehrwegeventil in einem einzigen Block gegossen sein und die Ventilspindel mit entsprechender ilbersetzung vom Motor 16 angetrieben werden.
Auch das Steuerorgan 22 konnte eine andere als die dargestellte Form besitzen. Zum Beispiel diejenige einer Walze. Es ist selbstverständlich, dass sie für verschiedene Sterilisationen von ungleich langer Dauer gegen andere Seheiben mit entsprechender Rasten-und Nockenteilung ausgeweehselt werden kann.
Statt einer mechanischen Anzeigevorrich- tung des jeweiligen Standes des Sterilisationsprozesses könnte auch eine akustische oder optische Einrichtung vorhanden sein, welche diese Aufgabe übernimmt.
Bei den bisher bekannt gewordenen Appa- raten mit automatischer Steuerung der einzelnen Phasen des Sterilisationsprozesses werden die verschiedenen Dampf-und Luftventile je von einem kleinen Motor betätigt und sämt- liche Motorventile sind an einem zentralen Steuerorgan angeschlossen. Da überdies bei solchen Anlagen die Stellungsanzeige der Ventile bzw. der Fortgang der Sterilisation stets auf elektrischem Wege erfolgt, ergeben sich verhältnismässig viele elektrisehe Leitungen, was die Einfachheit der Ausführung wesentlich beeinträchtigt. Vor allem aber stellt sieh zufolge der zahlreichen teuren Motorventile der Preis einer solchen Anlage relativ hoeh.
Diese nieht unwesentliehen Naehteile sind bei dem beschriebenen imd in der Zeiehnung dargestellten Dampfsterilisator nicht vorhanden. Die elektrischen Leitungen sind beträeht- lich vermindert, da bloss zwei Motoren automa- tisch gesteuert werden müssen. Die Ventile erhalten eine sehr einfache Bauart und können infolgedessen bedeutend billiger hergestellt werden als die Motorventile. Eine weitere Ver einfachung, die bei solchen Apparaten beson ders geschätzt wird, ist die mechanisierte Anzeige des Steriii. sa. tionsvorganges.
Ferner ist ohne weiteres erkenntlich, dass der beschriebene Sterilisator nicht nur elektriseh beheizt sein kann, sondern aneh unmit telbar an eine ausserhalb des Apparates stehende Dampfquelle ansehliessbar ist. Oder der Dampf im Mantel könnte auch mittels einer Gasflamme erzeugt werden. Im ersteren Falle würcle an Stelle des Sehützes 3 ein in der Dampfzuleitung liegendes Motorventil von den Steuerorganen beherrscht und im zweiten Falle eine die Gasflamme regulierende, ent- spreehend ausgebildete elektrische Einrieh tune.
Bei grösseren SteriHsationsanlagen mit Schalttableau kann die Steuerscheibe 22 unmittelbar auf diesem montiert werden, wobei ein auf ihrer Achse befestigter Zeiger das Fort schreiten bzw. den jeweiligen Stand des Ste rilisatiollsvorganges anzeigt.