< Back

Автоклав. Часть 3. Конструкция автоклава.

 

Часть 1: Автоклав. Введение.

Часть 2: Автоклав. Принцип работы и использование автоклава.

 

Конструкция вертикального автоклава.

 

Типичный вертикальный автоклав управляется вручную и очень распространен в небольших больницах. Его компоненты просты и могут быть легко отремонтированы и заменены.

 

Устройство вертикального автоклава.

 

Такой автоклав состоит из следующих частей:

• Клапан управления давлением. Клапан контроля давления открывается при достижении рабочего давления (и, соответственно, температуры). Он работает с помощью противовеса или пружины и может быть отрегулирован вручную.
• Клапан удаления воздуха. Открывается вручную по окончании процесса стерилизации. Он выпускает пар из камеры. Это может быть сделано путем открытия механического клапана или с помощью соленоида при нажатии на выключатель.
• Термометр или указатель температуры. Термометр показывает температуру внутри камеры и тем самым указывает пользователю, когда достигнута температура стерилизации и можно начинать процесс стерилизации.
• Предохранительный клапан. Предохранительный клапан открывается и выпускает давление из емкости, если клапан контроля давления выходит из строя, и давление становится слишком высоким.
• Манометр. Манометр показывает давление в емкости, но он не нужен, если в него встроен термометр.
• Крышка и прокладка крышки. Тяжелая крышка герметично закрывает сосуд. Крышка закрывается силиконовой прокладкой. Прокладку необходимо часто проверять и чистить. Негерметичная прокладка позволяет горячему пару выходить наружу и может привести к серьезным ожогам.
• Сосуд высокого давления. Камера высокого давления изготовлена из нержавеющей стали. В ней находятся стерилизуемые продукты.
• Нагревательный элемент. Нагревательный элемент (иногда три элемента при трехфазном питании) нагревает воду. Важно, чтобы он всегда был покрыт водой. Сухой нагревательный элемент перегорает в течение нескольких секунд.
• Сливной клапан. Используется для слива оставшейся воды из камеры после стерилизации и во время очистки.

 

Некоторые вертикальные автоклавы имеют двойные стенки, где стерилизуемые изделия располагаются непосредственно над нагретой водой в восходящем потоке пара, а в другой камере. Эта внутренняя камера расположена таким образом, что пар может поступать только сверху. Это помогает достичь более однородного и безопасного результата стерилизации. Поскольку в автоклаве с двойными стенками уровень воды не виден, в автоклавах этого типа имеется манометрическое стекло, которое показывает уровень воды во внешней камере.

Большинство автоклавов имеют встроенный таймер. Таймер запускается при достижении температуры стерилизации и отключает нагревательные элементы по окончании времени стерилизации. Таймер часто бывает механическим, приводимым в движение маленьким мотором. В современных автоклавах таймер представляет собой небольшую электронную схему.

 

Принципиальная схема полуавтоматизированного вертикального автоклава

 

Здесь представлена принципиальная схема типичного вертикального автоклава с некоторыми интересными функциями, такими как таймер и защита от низкого уровня воды.

 

 

Принципиальная схема вертикального автоклава.

 

Схема состоит из двух частей: слева - трехфазная силовая цепь с нагревательными элементами, а справа - однофазная цепь управления. Слева вверху находится вход сетевого питания. Контактор K1 подключен к сети питания и включает и выключает два тройных нагревательных элемента (параллельно). Катушку контактора K1 находится в правой части схемы. Эта часть работает на одной фазе (через главный выключатель, предохранитель F1 на L1). Общей точкой отсчета является N (нейтраль), которая также поступает из сети. Соленоид активируется, когда термостат S5 не закрыт, датчик давления S4 ниже точки срабатывания, таймер A1 заведен, уровень воды достаточен (S2) и автоклав включен S1. При заводке таймера выключатель A1 замыкается, нагреватель может быть запущен, но сам таймер не работает, так как таймерная часть S5 разомкнута. Выключатель замыкается только при достижении температуры стерилизации. Тогда другая часть переключателя размыкает контакторную часть. Также имеется детектор низкого уровня воды. Этот детектор состоит из двух частей, микронагревательного элемента E3 и датчика температуры S2. Этот датчик не имеет никакого отношения к температуре стерилизации. На самом деле температура выпуска явно выше, чем температура стерилизации. Этот термостат установлен непосредственно на микронагревательном элементе рядом с основными нагревательными элементами в воде. Если все в порядке, термостат не нагревается выше температуры стерилизации, но если уровень воды слишком низкий, микронагревательный элемент не может передавать тепло воде и термостат отключается полностью.

 

Конструкция настольного автоклава

 

Общий порядок работы настольного автоклава такой же, как и у ручного вертикального автоклава. Единственное отличие заключается в том, что настольный автоклав работает в полу- или полностью автоматическом режиме.

После закрытия двери автоклав можно запускать.

 

Устройство настольного автоклава

 

Открывается клапан (2), и вода поступает из резервуара (1) через фильтр (3) в камеру (4). Когда уровень воды достигает датчика уровня 6, клапан закрывается и включается нагреватель (5). Через некоторое время образуется пар. Пар поднимается вверх и выталкивает более холодный воздух через клапан (9) и конденсатор (10) из камеры. Когда температура достигает точки кипения (измеряется датчиком температуры (7), выпускной клапан (9) закрывается. Тогда давление в камере повышается (показывается манометром 8), как и температура. При достижении температуры стерилизации (датчик 7) нагревательный элемент (5) отключается. Если контроль температуры не срабатывает и давление становится слишком высоким, давление сбрасывается предохранительным клапаном (11). Для очистки и обслуживания вода может быть слита с помощью ручного клапана 12.

 

Кроме того, современные настольные автоклавы оснащены дополнительными функциями безопасности, такими как дверной замок, внутренний тестер воды и, прежде всего, всасывающий насос. Механические датчики и счетчики заменяются электронными. Электронная плата или микропроцессор управляют и контролируют процесс стерилизации.

 

Дверной замок / дверной выключатель

Только после правильного закрытия и блокировки двери можно включать стерилизатор. Микропереключатель на механизме двери передает информацию на электронную плату, а соленоид блокирует или разблокирует механизм двери.

 

Переключатель уровня воды на входе

Определенное количество дистиллированной воды поступает в камеру автоматически. Забор воды регулируется либо по времени, либо по уровню. Во втором случае необходим датчик уровня воды в камере. Обычно это просто кусок металла, который работает как датчик, вместе с небольшой электронной схемой. Эта схема измеряет электрическое сопротивление между датчиком и камерой. Когда вода достигает датчика, сопротивление становится низким, и электроника отключает впускной клапан или водяной насос.

 

Датчик температуры

Фактическая температура в камере измеряется датчиком температуры. Датчик передает результаты измерения на блок управления. Здесь сравниваются фактическая и заданная температуры и создается управляющее напряжение для переключения нагревательных элементов.

 

Нагрев камеры / термопредохранитель

Часто внешняя часть камеры также нагревается. Этот нагрев поддерживает процесс сушки после стерилизации.

Этот нагрев камеры обычно защищен от перегрева тепловым предохранителем.

 

Паровой клапан

После фазы стерилизации открывается выпускной клапан (клапан выпуска). Пар выходит из камеры, проходит через конденсатор и возвращается в виде горячей воды в резервуар.

 

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан предназначен для выпуска пара в случае, если давление в камере увеличивается сверх нормы из-за неисправности элементов управления. Без предохранительного клапана камера лопнет с катастрофическими последствиями.

 

 

Современные настольные автоклавы всегда оснащаются вакуумным насосом. При использовании вакуумного насоса необходим дополнительный вентиляционный клапан с бактериальным фильтром.

Часто настольные автоклавы также оснащены внутренним тестером качества воды. Перед подачей дистиллированной воды в камеру автоматически проверяется ее электропроводность. Если качество воды недостаточно хорошее, автоклав не может быть запущен.

 

 

Конструкция стационарного автоклава

 

Большие стационарные автоклавы, особенно если они состоят из нескольких стерилизационных камер, работают на паре от внешнего бойлера. Преимущество заключается в том, что горячий пар доступен сразу, давление в камере нарастает быстрее, а общее время стерилизации сокращается. Когда стерилизация одной партии заканчивается, следующая партия уже может быть загружена и запущена.

Кроме того, каждая камера окружена внешней оболочкой - рубашкой. Здесь циркулирует горячий пар, который предварительно нагревает камеру перед ее использованием.

Также камера нагревается после стерилизации, когда пар выходит из камеры. Это предотвращает конденсацию воды и обеспечивает сухой результат стерилизации.

 

Устройство стационарного автоклава

 

 

Когда впускной клапан (1) открыт, горячий пар из внешнего бойлера поступает в рубашку (2) автоклава. Камера предварительно нагревается. Манометр (3) показывает давление в рубашке. При открытии клапана (4) пар попадает в камеру. Более холодный воздух выходит через открытый клапан (6). Клапан представляет собой односторонний клапан с температурным контролем. Клапан закрывается, когда пар становится достаточно горячим. Теперь давление повышается до тех пор, пока оно не станет таким же высоким, как давление на входе. Давление в камере показывает манометр (8), а температуру - термометр (5). Он размещается на дне камеры, где самая низкая температура. По окончании времени стерилизации необходимо закрыть впускной клапан и открыть выпускной клапан (7). Пар выходит через дренажную трубку. Давление и температура в камере снижаются, но рубашка все еще находится под давлением горячего пара. Это способствует сушке груза. Через некоторое время пар из рубашки также можно выпустить, открыв клапан (4), или сохранить его, если нужно стерилизовать другой груз. Предохранительный клапан (9) открывается, когда давление пара слишком высокое. В принципе, этот клапан не нужен, поскольку в котле уже есть такой клапан, и давление в рубашке и камере не может быть выше, чем давление в котле.

 

Простые автоклавы с ручным управлением по-прежнему широко распространены. Они надежны и относительно легко ремонтируются. Запасные части можно найти в каждом крупном городе. Современные стационарные автоклавы полностью управляются электроникой. В них больше нет ручных клапанов, а приборы для измерения давления и температуры часто являются цифровыми. Также в стационарных автоклавах вакуумный насос обеспечивает лучший результат стерилизации и уже стал стандартом. Там, где используется вакуумный насос, необходим дополнительный вентиляционный клапан с бактериальным фильтром, чтобы обеспечить поступление в камеру только незагрязненного воздуха при выравнивании давления в конце цикла.

 

Полезные ссылки:

1. Техническая документация к автоклавам;

2. Видео об автоклавах.

 

Автор: Frank Weithöner

Источник: Frank's Equipment (www.frankshospitalworkshop.com)

Перевод: MTandIT (https://vk.com/medtechandit)