Installation pour le nettoyage d'instruments médicaux
La présente invention a pour objet une installation pour le nettoyage d'instruments médicaux, comprenant une enceinte à fermeture hermétique destinée à recevoir ces instruments, caractérisée par le fait que cette enceinte contient une turbine à eau entraînant un organe laveur, en mouvement oscillant, un générateur de vapeur sous pression relié à l'organe laveur, un dispositif pour l'alimentation en eau de cet organe, une pompe à vide reliée à l'enceinte, et un programmateur pour la commande électrique d'au moins une partie des éléments de l'installation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention:
La fig. I représentée est une vue schématique de l'ensemble.
La fig. 2 montre un détail d'un organe laveur.
La fig. 3 représente le diagramme complet d'un programme de lavage.
Les fig. 4 et 5 représentent une variante du programmateur électromécanique.
L'installation représentée à la fig. 1 comprend un organe laveur 18 logé dans une enceinte 21 et alimenté. d'une part, en vapeur par un générateur de vapeur 28 et, d'autre part, en eau soit directement par le réseau d'alimentation au travers de la vanne 26a ou par de l'eau sous pression provenant d'un réservoir 29, et un pro grammateu r électromécanique 36 commandant l'ensemble des différents organes de cette installation.
L'organe laveur 18, en forme de fourchette à cinq dents (fig. 2), est constitué par deux tubes principaux 18 et 18' qui portent chacun des tubes secondaires perforés b, c, d, e, f. respectivement b', c', d', e', f', ces perforations étant placées de sorte que les jets d'eau ou de vapeur sortant de ces perforations soient dirigés les uns contre les autres.
Les tubes principaux 18 et 18' sont reliés par un tube d'alimentation 18a, lui-même muni de deux tubes d'amenée 19, un pour l'eau l'autre pour la vapeur, ce qui permet d'utiliser l'ensemble du laveur alternativement pour dispenser soit de l'eau, soit de la vapeur, soit enfin un mélange des deux. Etant donné que le tube 18a est relié par son centre par un axe 51 à l'enceinte 21 abritant le laveur, et qu'il peut être mis en mouvement par l'ensemble d'une turbine à eau 17, il fera basculer la partie supérieure du laveur 18 vers la gauche tandis qu'au même instant la partie inférieure du laveur 18' se déplacera vers la droite et vice versa.
Les instruments à net- toyer étant placés dans un baquet perforé 52, entre la partie supérieure et inférieure 18, les jets d'eau ou de vapeur sortant des tubes 18b. 18c, 18d, 18f. respectivement 18b', 1 8c', 18d' et 18f', par les perforations, se briseront sur les instruments en se heurtant mutuellement et les gouttes d'eau ainsi produites effectueront un rinçage efficace. Ce rinçage sera d'autant plus important que les impacts des jets d'eau heurteront par le balancement des branches 18 et 18' à chaque instant un autre endroit des instruments à nettoyer. débarrassant de toute impureté également les articulations éventuelles de ces instruments.
Le rinçage par vapeur est utilisé après le rinçage d'eau pour dégraisser les instruments. On peut adjoindre un détergent issu d'une source non représentée au dessin.
La deuxième fonction importante à remplir par le laveur 18 consiste à brasser l'eau lorsque les instruments à nettoyer sont immergés dans l'enceinte 21. Le tube principal 18 se trouvant en dessous du niveau du tropplein 37, I'ensemble du laveur y compris la turbine à eau 17 sont également immergés lorsque (par fermeture de l'écoulement 7 du trop-plein), I'eau monte dans le réceptacle 21.
Le brassage de l'eau se fera par plusieurs actions simultanées :
a) par le balancement du laveur,
b) par le mouvement de rotation de la turbine 17
dont l'axe peut être muni, en plus du bras de
levier 20 entraînant par une articulation 20a le
tube transversal 19 du laveur d'une hélice non
représentée,
c) par les jets d'eau et de vapeur qui continuent à
balayer sous l'eau les instruments, le surplus d'eau
s'écoulant par le trop-plein 37 entraînant définiti
vement toute impureté résultant du rinçage.
En mélangeant dans cette phase l'eau et la vapeur, le lavage se fera donc par de l'eau chaude.
Les tubes 18b, 18c, 18d, 18e, 18f sont fermés à leur extrémité libre et leurs perforations sont dirigées en direction des instruments à nettoyer.
Les tubes d'amenée d'eau et de vapeur 19 sont reliés par des conduites flexibles aux amenées d'eau 10 et de vapeur 6. L'enceinte 21 est constituée par un réceptacle en acier inoxydable comprenant un écoulement 7, un trop-plein 37 et une ouverture latérale fermée par une porte 23. Sur une des parois sont fixés amoviblement l'ensemble du laveur 18 ainsi que la turbine à eau 17. Les parois et les soudures de l'enceinte 21 sont prévues pour résister par exemple à une pression de 5 atmosphères et un vide de 99 %.
La porte 23 est également en acier inoxydable et son cadre présente des percées 24 munies de roulements à rouleaux 53. Des pistons à plan incliné 24 entraînés par des cylindres hydrauliques à double effet 22 entrent dans ces percées et en glissant sur les rouleaux 53, leur plan incliné presse la porte 23 contre des joints 25 fixés autour de l'ouverture de l'enceinte 21. Le déplacement horizontal de la porte 23 est assuré par une charnière coulissante 26. Les joints 25 sont en caoutchouc ou toute autre matière, éventuellement gonflable à l'eau. La forme de ces joints est donnée par la forme de l'ouverture de la porte 23. Ils doivent garantir une étanchéité parfaite lors du verrouillage de la porte, L'enceinte 21 étant sous une pression de 5 atmosphères.
Les cylindres 22 sont alimentés par une pompe hydraulique 4 couplée avec une vanne solénoïde 5 à quatre voies donnant au circuit d'huile la possibilté du double effet: -fermeture-ouverture, et permettant de faire tourner la porte 4 dans un seul sens.
La pompe 4 est reliée à un réservoir d'huile 27 qui alimente les circuits hydrauliques pour le verrouillage de la porte. Ce réservoir est muni d'une ouverture d'aération.
L'installation comprend en outre un générateur de vapeur 28 dont le volume est fonction de la puissance calorifique du corps de chauffe 1 et de la réserve de pression qu'on veut obtenir. La régulation de la pression est obtenue à l'aide d'une soupape réglable 39. Dans ce cas, le volume du générateur doit être quatre ou cinq fois plus grand que celui de l'enceinte 21. En ouvrant la vanne 6, reliant le générateur de vapeur à la tubulure 19. on produit une égalisation de la pression entre l'enceinte 21 et le générateur. On peut grâce à un manomètre à contacts, fixer par exemple la pression du générateur à 10 atmosphères.
La pression nécessaire pour la stérilisation étant de 2,3 atmosphères seulement, correspondant à une température de 1340 C, le volume du générateur peut être relativement réduit, puisque compensé par un surplus de pression. Le générateur de pression est complété par une sonde 3 et une vanne d'alimentation en eau 2. La vanne solénoïde 2 est commandée par la sonde 3 lorsque le niveau d'eau du générateur 28 baisse par évaporation. Elle se ferme dès que le niveau d'eau est de nouveau instable. Le corps de chauffe 1 est mis sous courant par le commutateur 36 suffisam ment tôt avant l'emploi de l'appareil pour que la pression vapeur soit suffisante pour les différents programmes prévus.
Des moyens peuvent être prévus (manomètre à contact, pressostat) qui enclenchent et déclenchent automatiquement le corps de chauffe en fonction de la pression sélectionnée atteinte.
Entre la vanne solénoïde 6 et la tubulure d'amenée 19 est en outre disposé un clapet de retenue 6a empêchant que l'eau de la conduite 10 pénètre dans l'amenée de vapeur 6 par le laveur lorsqu'on utilise le mélange vapeur-eau pour produire de l'eau chaude lors de la phase de lavage sous l'eau.
La vanne d'écoulement 7, également constituée par une vanne solénoïde est ouverte pendant le rinçage, tandis qu'elle se ferme pour le lavage et la phase de stérilisation. Elle reste fermée à la fin de chaque programme de stérilisation pour éviter une réinjection des instruments stérilisés. La vanne est ouverte par le programmateur 38 dès le verrouillage de la porte 23, donc au début d'un nouveau programme.
La turbine à eau 17 est également alimentée par une vanne solénoïde 8 branchée sur la conduite 10 reliée au réseau d'alimentation.
L'alimentation en eau du laveur 18 se fait sous pression soit à partir du réservoir 29 soit à partir d'un quelconque réseau de distribution en eau par la vanne solé noïde 1 0a combinée avec un clapet de retenue. Cette vanne est également ouverte pour la phase de lavage avec instruments immergés, l'eau utilisée s'écoulant par le trop-plein 37. Le clapet de retenue 1 0b est destiné à éviter que la vapeur pénètre dans la conduite d'alimentation en eau lorsqu'on utilise le mélange vapeur-eau.
Le réservoir 29 est facultatif, puisque la pression d'eau qu'il doit fournir par l'intermédiaire de la pompe 11 peut être compensée par un rinçage et un lavage prolongé. Par exemple, au lieu d'un rinçage d'une minute avec une pression de 10 atmosphères on pourra utiliser la pression du réseau durant deux ou trois minutes ou davantage.
Le volume du réservoir 29 sera déterminé par le débit d'eau de la pompe hydraulique 11 qui doit assurer un rinçage avec une pression de 10 atmosphères. fl suffira de connaître le débitlminute de la pompe ainsi que la pression et le débit/minute du réseau d'eau pour calculer le volume du réservoir. I1 est complété par une conduite d'alimentation commandée par une vanne solénoïde 9 reliée au réseau, la vanne étant elle-même commandée par une sonde 12 en fonction du besoin d'eau du réservoir, et par une vanne solénoïde 54 reliant le réservoir à la pompe 11. Cette pompe doit être capable de produire une pression d'eau de 10 à 12 atmosphères destinée au rinçage des instruments.
Cette pression élevée est la meilleure garantie pour l'éclatement des gouttelettes d'eau lors de l'impact sur les instruments produisant le nettoyage et pénétrant dans les articulations éventuelles des instruments.
L'enceinte 21 est encore accompagnée d'une vanne solénoïde 13 pour l'écoulement du trop-plein 37. Cette vanne se ferme au début de la phase de stérilisation commençant par la création d'un vide dans l'enceinte.
Elle reste fermée à la fin du programme pour éviter une réinjection des instruments par l'écoulement du tropplein. Comme la vanne 7, elle s'ouvre au début d'un nouveau programme dès le verrouillage de la porte 23.
Le vide dans l'enceinte, lors de la phase de stérilisation, est assuré par une pompe à vide 14. Cette pompe doit être suffisamment puissante pour produire un vide de 99 % en une minute dans l'enceinte 21. Si elle ne garantit pas une étanchéité absolue lors de la stérilisation, elle doit être couplée avec une vanne solénoïde. Un conduit d'aération avec vanne automatique 15 est en outre prévu. Après la stérilisation du vide, L'enceinte 21 est aérée à travers le filtre 15a par l'ouverture de la vanne 15. En même temps, la pression atmosphérique se rétablit dans l'enceinte 21.
Le programmateur 38 comprend un contacteur 30 entraîné par une vis sans fin 31 et se déplaçant en face d'une carte métallique perforée 32 de l'autre cotç de laquelle est disposé un banc de contact 54.
Le contacteur 30 est constitué par un bloc mobile, coulissant sur un rail de vidange 33. Il est muni de frotteurs reliés en un point commun au secteur. En entrant en contact avec la carte 32, les frotteurs ferment les circuits correspondants aux perforations de la carte et commandent ainsi directement les vannes, moteurs, etc., et de ce fait le déroulement du programme désiré. La vis sans fin 31 est entraînée par un moteur 16 à engrenages. Le moteur est enclenché par l'introduction de la carte 32 dans une fente prévue à cet effet. En retirant la carte. son mouvement est inversé ramenant le contacteur 30 à son point de départ.
Les perforations de la carte 32 sont placées de telle sorte que les frotteurs du contacteur 30 touchent à travers des perforations, suivant le programme établi, les contacts numérotés de I à 16 du banc 54, cette numération correspondant aux indices de référence attribués à chacun des organes commandés par ces différents contacts.
Le rail de guidage 33 remplit trois fonctions : il sert d'assise à la carte 32, de guidage au contacteur 30 et il est muni d'un interrupteur non représenté sur le dessin qui enclenche le moteur 16 lors de l'introduction de la carte 32 dans le rail.
Un indicateur 34 muni de dix lampes A à K indique la progression du programme en cours, les lampes s'allumant successivement sur la phase du programme. Par exemple: B = rinçage par eau, G = stérilisation, etc.
L'indication exacte sera écrite sur le verre dépoli de la carte correspondante. Les ampoules sont allumées par un élément nécessaire au déroulement du programme correspondant. Par exemple, la fermeture de la porte 23. représentée par la lampe A, sera signalée par la vanne solénoïde 5 se trouvant alors sous tension ; la stérilisation G sera signalée par la fermeture de la vanne 2 ; le vide avant la stérilisation a F par la vanne 13. mais le vide après la stérilisation par la pompe à vide 14, ceci pour éviter que les deux lampes s'allument simultané ment; de même l'ouverture de la porte 23 < (K)) sera signalée par la pompe hydraulique 4 et non par la vanne 5.
En résumé chaque phase, même si elle se répète, doit être annoncée chaque fois par un autre élément nécessaire au déroulement de la phase signalée. Le dix-septième contact du banc 54 est relié à une ampoule 35 ou un coupe-circuit avec indicateur lumineux. qui s'allume dès que l'appareil est mis sous tension par le commutateur 36 qui enclenche également le corps de chauffe 1.
En résumé, le programmateur 38 doit pouvoir commander les programmes suivants:
a) nettoyage d'instruments encore humides, non
gras, avec stérilisation;
b) idem, sans stérilisation ou idem, instruments
gras, etc. :
c) instruments légèrement secs, non gras, avec stéri lisation;
d) idem instruments gras avec ou sans stérilisation;
e) instruments secs, non gras, avec stérilisation
f) idem, instruments gras avec ou sans stérilisation
g) instruments très secs, etc.
h) nettoyage seul;
i) stérilisation seule (instruments propres).
Si la phase de stérilisation est toujours identique, le nettoyage sera fonction de l'état des instruments ; si les instruments sont secs, un temps supplémentaire sera nécessaire pour ramollir les impuretés, alors que s'ils sont gras, un temps plus long de rinçage à la vapeur sera nécessaire ou l'adjonction d'un détergent.
En vue de rationaliser la fabrication des programmateurs on peut utiliser, en lieu et place de la carte perforée, une automate à disque imprimé double face. Un tel dispositif est représenté aux fig. 4 et 5.
Ce programmateur comprend un disque 40 portant des contacts imprimés sur sa face supérieure, contacts constitués par des pistes circulaires et concentriques 40a reliées. à travers la matière isolante du disque, par des fils électriques aux éléments électriques à commander.
Sur le disque 40 fixe est posé un disque imprimé double face 41 pour les contacts 42 imprimés sur les deux faces du disque et reliés à travers la matière isolante par un point de soudure ou un pivot métallique et qui sont constitués par des arcs de cercles homologues. Le disque 41 présente une fente radiale 41a permettant d'introduire le disque sur un axe 43 entraîné en rotation par un moteur 47 et un engrenage 46 et portant à son extrémité supérieure un bras contacteur en métal 49 pourvu de balais 48 frottant lors de la rotation du bras sur les contacts 42 du disque 41. Le contacteur 49 est en outre relié à une source d'alimentation électrique par un frotteur 50.
En posant le disque 41 sur le disque 40, les contacts 4la et 42 se touchent. Le disque 41 une fois en place actionne un interrupteur et enclenche le moteur 47. Par l'engrenage 46, l'axe 43 est entraîné en rotation, entraînant le courant contacteur 49 dont les frotteurs 48 touchent selon un programme établi d'avance les contacts 42 du disque 40.
L'exécution d'un programme complet de lavage et de stérilisation sera décrite à titre d'exemple en relation avec le diagramme de la fig. 3.
Les chiffres verticaux correspondent aux différents contacts du bac 54. c'est-à-dire aux différents organes de la fig. 1.
En enclenchant le commutateur 36 le corps de chauffe 1 est mis sous tension et produira de la vapeur dans le générateur 28. La vanne 2 sera commandée par la sonde 3 en fonction de l'eau évaporée. On attendra la mise en marche de l'appareil jusqu'à ce que le générateur ait produit suffisamment de vapeur (fonction de la puissance calorique du corps de chauffe et de la pression désirée). On introduira ensuite les instruments à nettoyer, dans un baquet spécial 52 perforé, dans le réceptacle 21. de sorte qu'ils se trouvent entre les tubes principaux 18 du laveur. En introduisant le contacteur (carte perforée. disque imprimé, etc.) dans l'automate 38, le moteur 16 respectivement 47 se mettent en marche et feront exécuter par l'intermédiaire des contacteurs le programme établi d'avance.
La pompe hydraulique 4 se mettra en marche et la vanne 5 s'ouvrira, de ce fait les pistons à plan incliné des cylindres 22 entreront dans les percées 24 de la porte 23 qu'on a rnise en place au préalable.
Les plans inclinés des pistons glisseront sur les roule ments à rouleaux des percées 24 et pousseront de ce fait la porte 23 contre le joint 25, de ce fait la porte est verrouillée hermétiquement. La pompe hydraulique 4 s'arrête et la vanne 5 se ferme. A ce moment la vanne 8 s'ouvre et met en marche la turbine à eau 17 qui donne au laveur 18 un balancement de gauche à droite et vice versa. Simultanément s'ouvrent les vannes 9 et 10 et la pompe hydraulique 1 1 se met en marche, alimentant de ce fait le laveur 18 en eau. Etant donné que l'écoulement 7 reste ouvert, l'eau, propulsée par la pompe hydraulique avec une pression de 10 atmosphères, à l'aide du laveur 18 sur les instruments à nettoyer, produit un puissant rinçage et s'écoule par l'écoulement 7 ouvert en éliminant les impuretés.
L'effet de rinçage du laveur 18 est démontré par la fig. 2. Dans ce sens l'invention consiste dans le fait que la partie supérieure du laveur va à gauche tandis que la partie inférieure va simultanément vers la droite. De ce fait l'eau, projetée sur les instruments du haut en bas et de bas en haut tout en se déplaçant latéralement produit en plan de l'écoulement des gouttelettes qui se heurtent mutuellement et qui heurtent les instruments, un effet de frottement amenant ainsi la première phase du nettoyage, le rinçage. Après un temps déterminé d'avance allant de 1 à 5 minutes par exemple et en fonction de l'état d'humidité des instruments avant le nettoyage, la vanne 10 se ferme et la pompe 1 1 s'arrête; la vanne 9 restera aussi longtemps ouverte que la sonde 12 ne touche le niveau d'eau du réservoir 29.
Simultanément avec la fermeture de la vanne 10 s'ouvre la vanne 6 alimentant à son tour le laveur 18 avec de la vapeur sous pression. Le clapet de retenue 10b empêche l'eau d'entrer dans le générateur 28. Le laveur 18, toujours en balancement propulse la vapeur sur les instruments (voir fig. 2), produisant le dégraissage et continuant le nettoyage des instruments. C'est la deuxième phase du nettoyage appelée rinçage-vapeur , sa durée sera fonction de l'état gras des instruments. Après le temps désiré écoulé la vanne 1 0a s'ouvrira, alimentant le laveur 18 en eau, mais cette fois avec la pression du réseau qui peut aller jusqu'à 5 atmosphères.
Etant donné que la vapeur et l'eau se mélangent dans le laveur 18, la vapeur sera précipitée en eau, libérant les calories nécessaires pour transformer l'eau froide du réseau en eau chaude. Au moment où la vanne 10a s'ouvre, l'écoulement et la vanne 7 se ferment. L'eau, dispensée par le laveur 18, commence à monter dans le réceptacle 21, immergeant et les instruments à laver et l'ensemble du laveur 18. Celui-ci, continuant à projeter l'eau sur les instruments et à se balancer sous l'eau, produit un lavage des instruments sous l'eau chaude, le surplus de l'eau s'écoulant par le trop-plein 37 dont la vanne 13 reste ouverte. De ce fait, les impuretés éventuelles restant après les rincages s'éliminent par la force ascensionnelle, le surplus d'eau par l'écoulement.
Non représenté dans le dessin il serait possible d'enclencher durant cette phase de lavage un (transducer) > qui, par ultra-son, assurera un nettoyage absolu. Après le temps de lavage écoulé (variable de 1 à 10 minutes par exemple), l'écoulement 7 s'ouvre et la vanne 6 se ferme. Facultativement on peut aussi fermer la vanne 10b et ouvrir les vannes 9 et 10 et enclencher la pompe 11. Ainsi le rinçage final à l'eau se fera avec une pression de 10 atmosphères au lieu de celle du réseau d'eau. Ce rinçage final à l'eau étant terminé (1 minute par exemple), les vannes correspondantes se ferment (la pompe 11 s'arrête) et la vanne 6 s'ouvre, produisant le rinçage final à la vapeur d'une durée de 30 à 60 secondes par exemple.
Après ce rinçage final à la vapeur le processus de nettoyage est terminé et l'on pourra sortir les instruments, qui sécheront par la chaleur inerte due à la vapeur pour les mettre ensuite avec d'autres matériaux à stériliser dans un autoclave plus grand. Si tel n'est pas le cas, le rinçage final à la vapeur étant terminé, la vanne 8 se ferme et arrête la turbine à eau 17 : ainsi l'ensemble du laveur 18 s'immobilise. La vanne 6 se ferme, arrêtant la propulsion de la vapeur.
Simultanément la vanne de l'écoulement 7 et celle du trop-plein 13 se ferment et la pompe à vide 14 s'enclenche. Au même moment s'ouvre à nouveau la vanne à 4 voies 5 et la pompe 4 se met en marche, car par le vide produit par la pompe à vide 14 dans le réceptacle 21, la porte 23 est aspirée fortement contre le joint 25.
La pompe hydraulique 4 poussera de ce fait les plans inclinés des pistons 22 davantage dans les percées 24 assurant la fermeture parfaite durant la stérilisation. Dès que le vide désiré est atteint, la pompe à vide 14 s'arrête et simultanément la vanne 6 s'ouvre, laissant entrer par le laveur 18 la vapeur dans le réceptacle hermétiquement fermé pour atteindre une pression de 2,3 atmosphères, ce qui produit une température de 134oC. Après le temps prévu pour la stérilisation (3 minutes et plus), la vanne 6 se ferme et la pompe à vide 14 se met de nouveau en marche, aspirant du réceptacle et la vapeur et l'humidité. Dès que le vide désiré est obtenu, la pompe à vide 14 s'arrête et la vanne 15 s'ouvre.
Le vide du réceptacle 21 aspire à travers un filtre spécial l'air depuis l'extérieur, rétablissant à l'intérieur du réceptacle la pression atmosphérique ambiante. Simultanément la pompe hydraulique 4 se met en marche et la vanne à quatre voles 5 s'ouvre, de sorte que les pistons à plans inclinés 22 soient retirés des percées 24. Dès que la pression atmosphérique ambiante est obtenue dans le réceptacle, on pourra ouvrir la porte 23 et retirer les instruments nettoyés et stérilisés. On doit pour ce faire prévoir des boîtes spéciales, stérilisées au préalable et fermées, qui permettent de saisir le baquet perforé, de a l'aspirer pratiquement à l'intérieur de ces boîtes pour mettre les instruments à l'abri d'une réinfection.