Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_1529_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана.pdf
Заключив область, вокруг струи в капсулу, можно создать
вакуум, который будет вытягивать воздух из выпускного отверстия.
Чем выше давление жидкости (которую называют движущей
жидкостью), тем более глубокий вакуум можно создать.
Проходя через сопло, движущая жидкость приобретает очень
высокую скорость. На выходе из сопла у нее будет высокая скорость,
но низкое давление. Поэтому на выходе из сопла создается вакуум.
Жидкость смешивается с движущей жидкостью в камере
смешивания. Затем смесь снова сжимается, проходя через диффузор,
и выходит через выпускное отверстие.
Кроме того, из-за трения между водной струей и окружающим
воздухом, воздух, непосредственно контактирующий с водой,
вымывается этой водой. В диффузорном отделе эжектора из-за
трения воздуха и воды водная струя смешивается с воздухом и в
итоге выходит из эжектора через выпускное отверстие.
Чем выше скорость струи, тем больше окружающего воздуха
выйдет вместе с ней и тем глубже будет вакуум. Но для этого
требуется большое количество воды при высоком давлении.
В некоторых стерилизаторах вода из резервуара-хранилища
циркулирует под действием насоса, обеспечивающего, таким
образом, давление воды, необходимое для работы эжектора. За счет
этого очень существенно сокращается расход воды.
Для хорошей работы эжектора нельзя, чтобы вода слишком
перегревалась, так как это вызовет закипание водяной струи во
всасывающей секции насоса, и создание вакуума будет уже
невозможно.
Если несколько циклов следуют один за другим, то в воду
потребуется долить холодной воды. В современных стерилизаторах,
где используется такая система, это делается автоматически.
Эжектор — это очень простой прибор, в котором нет
движущихся деталей. Циркуляционный насос — это обычный
центробежный насос, продаваемый по относительно низкой цене.
Поскольку эжектор работает со струей воды, насосы такого типа
называют водоструйными.
Применение водоструйного насоса (эжектора) для создания
вакуума в стерилизационной камере за счет использования
холодной воды. Для создания давления, необходимого для работы
эжектора, используется простой и недорогой центробежный насос.
239
Эжектор (пароструйный питательный насос)
Вместо струи воды для создания вакуума можно также
использовать сжатый пар. Принцип действия такого пароструйного
насоса тот же, что и водоструйного насоса. В этом случае через сопло
под высоким давлением пропускается пар, достигая очень высокой
скорости и отсасывая при этом окружающий воздух. Пароструйный
насос тоже называют эжектором (паровым) .
Для работы пароструйного насоса может использоваться пар из
того же источника, что и для стерилизации загрузок. Для генерации
пара для пароструйного насоса воды требуется гораздо меньше, что
для водоструйного.
Не нужно воды под высоким давлением. Однако, чтобы
генерировать дополнительный пар для работы пароструйного насоса,
необходимо вскипятить больше воды, следовательно, для генерации
нужного количества пара требуется больше энергии(газа или
электричества). Позже мы увидим, как на самом деле выглядит
автоклав, в котором используется пароструйный насос.
5.3.7.2. Водокольцевой насос
Обычный кольцевой вакуумный насос — это водокольцевой
насос, который работает от электрического мотора. Его действие
основано на центробежной силе, возникающей при вращении.
Чтобы ощутить эту силу, возьмите веревочку, привяжите к ней
какой-нибудь груз и покрутите его. Вы почувствуете: чем быстрее вы
будете его крутить, тем большая сила будет тянуть вас за руку. Если
веревочку отпустить, она улетит.
Чтобы понять, как действует насос, рассмотрим корпус насоса,
частично наполненного водой. В центре располагается насосное
колесо (импеллер). Корпус и насосное колесо концентричны.
Если мотор не вращается, вода будет находиться на дне корпуса,
а над ней — воздух или газ. Вращаясь с помощью мотора, колесо
приводит воду в движение, и под действием центробежной силы она
будет выбрасываться, ударяясь о стенку корпуса.
Таким образом, образуется водяное кольцо, которое вращается
вместе с насосным колесом. Между ступицей насосного колеса и
водяным кольцом образуются воздушные камеры. Поскольку вал
имеет тот же центр, что и корпус, то все камеры одинакового размера.
240
Камеры отделяются друг от друга водяным кольцом, лопастями
насосного колеса и корпусом насоса.
Насосное колесо выдвинуто немного вверх: оно расположено в
корпусе насоса эксцентрично. При вращении насосного колеса
также образуется водяное кольцо. Однако камеры вокруг ступиц есть
не везде, и они не одинаковы по размеру. При движении насосного
колеса от A к камера становится больше, а при движении от B к A она
снова уменьшается. Когда камеры увеличиваются в размере, это
вызывает всасывание. Там, где они становятся меньше, давление
будет расти.
Рис. Принцип действия кольцевого насоса
Как вы видите на представленном рисунке, в корпусе
предусмотрены два отверстия. С той стороны, где камеры
увеличиваются, воздух или газ всасывается. С другой стороны, где
размер камер уменьшается, этот воздух сжимается и, достигнув
выпускного отверстия, выпускается под давлением наружу. Так
производится откачивающее действие.
Насосы с водяным кольцом, работающие на этом принципе,
называются водокольцевыми насосами. Разумеется, в кольце могут
использоваться и другие жидкости, поэтому их еще называют
жидкостнокольцевыми насосами.
241
На самом деле, по принципу действия этот насос очень похож на
поршневой насос, если принять во внимание, что вода, заключенная
между двумя лопатками, выполняет функцию поршня. По мере того,
как этот «поршень» движется по корпусу, размер камеры над ним то
увеличивается, то уменьшается, вызывая всасывающее действие.
Охлаждающая вода
В автоклавах кольцевой насос используется для откачивания
пара из камеры. Пар нагревает воду в насосе. Для работы насоса
необходим непрерывный приток свежей воды. Чтобы насос работал,
через него всегда должна проходить свежая вода.
Если воды недостаточно, чтобы проходить через насос, пар будет
нагревать воду и из-за вакуума может даже вызвать ее закипание, и
тогда откачивание прекратится. Следовательно, степень разрежения
вакуума зависит от температуры охлаждающей воды. Например, если
водяное кольцо имеет температуру 60ºC, то вода закипит уже при 0,6
бар.
Если водяное кольцо действительно закипит, вакуум нарушится,
откачивающее действие прекратится. Поэтому для надлежащей
работы насоса абсолютно недопустимо закипание воды в кольце.
Следовательно, температура воды должна быть достаточно
низкой, и воду следует подавать в достаточных количествах. Явление
закипания воды в насосе из-за вакуума называется кавитацией.
Кавитацию необходимо предотвращать всеми средствами.
Более подробные сведения об этом вы можете получить из
инструкции по эксплуатации вашего насоса.
Повышение эффективности кольцевого насоса
с помощью холодильника
Чтобы уменьшить вероятность кавитации и тем самым повысить
эффективность кольцевого насоса, пар, выходящий из камеры,
обычно сначала охлаждают в холодильнике, где большая его часть
превращается в воду.
Остается лишь незначительное количество воды, грязь и
неконденсируемые газы. Температура существенно уменьшается.
Водяное кольцо нагревается не так сильно, и, таким образом, можно
получить гораздо более глубокий вакуум.
Прежде чем пар попадет из камеры в насос, он охлаждается в
холодильнике.
242
Вакуумная система для стерилизаторов, предназначенных
для больниц с ограниченными ресурсами
Для работы кольцевого насоса нужна подача охлаждающей воды.
Если установлен холодильник, для него требуется дополнительная
вода. Из-за этого может быть израсходовано непроизводительно
большое количество воды.
Кроме того, для работы мотора нужно, чтобы всегда было
доступно электропитание. Поэтому такой тип вакуумных насосов не
рекомендуется для автоклавов, используемых в отдаленных регионах
с ограниченными ресурсами.
Для ограничения расхода воды охлаждающую воду можно
собирать, хранить в резервуаре, охлаждать и использовать повторно.
Можно также подумать, не использовать ли другую вакуумную
систему, с внешним резервуаром для конденсации, охлаждаемым
водой или воздухом.
5.3.9.
Конструкция автоклавов с вакуумной системой
В этом разделе мы увидим, как на самом деле выглядят
автоклавы с вакуумной системой. Это во многом зависит от
следующего:
-
генерируется ли пар в самом автоклаве или используется
централизованная подача пара;
-
от конструкции и расположения парогенератора;
-
от типа вакуумного насоса.
5.3.9.1.
Ручной автоклав с пароструйным насосом
Базовая конструкция показана на представленном ниже рисунке.
Чтобы разобраться в этой конструкции, обратимся к рисунку.
Парогенератор обхватывает камеру; он называется рубашкой.
Рубашка окружает камеру подобно тому, как рубашка окружает наше
тело.
Между рубашкой и камерой есть соединение, которое
открывается и закрывается с помощью клапана. Еще один клапан
используется для спуска пара. Между ними установлен пароструйный
насос. Если правильно эксплуатировать клапаны, то можно отвести
пар из рубашки в камеру и тоже создать вакуум.
После получения конечного вакуума для сушки атмосферное
давление, действуя на крышку, не позволит ей открыться. Чтобы
243
снять вакуум, в камеру надо впустить воздух. Для этого к камере
подсоединен дополнительный впускной клапан для воздуха.
Некоторые производители называют клапан впуска воздуха клапаном
аэрации, или клапаном нарушения вакуума.
Перед впуском в камеру воздух проходит через фильтр для
предотвращения контаминации стерилизованных изделий
нестерильным внешним воздухом. Запорный (обратный) клапан не
дает воздуху входить через спускную трубу для пара. Весь конденсат,
образуемый в камере, выходит через конденсатоотводчик.
Манометр
рубашка
чашка
Рис. Ручной втоклав в рубашке с пароструйным насосом
Несколько производителей выпускают автоклавы,
действие
которых основано на этом принципе. Их конструкции несколько
различаются (подробности узнайте из предоставляемых
производителем инструкций по эксплуатации).
244
Характеристики
1.
Эта модель очень гибкая; если использовать
клапаны
правильно, можно осуществлять разные процессы, например:
-
базовые процессы без вакуума (для
стерилизации
неупакованных инструментов и жидкостей);
-
процессы с форвакуумом и импульсной подачей пара для
удаления воздуха и поствакуумом для сушки (для
пористых
загрузок).
Поэтому данную модель можно использовать для упакованных
инструментов и пористых загрузок.
2.
Управление ручное, таким образом, используется базовая
технология. Это делает возможным ремонт и обслуживание в
местностях, где высокотехнологичные запасные части недоступны и
нет квалифицированных инженеров-электронщиков.
3.
Если имеется вакуумная система, расход воды ограниченный.
4.
Есть возможность работы на любом источнике тепла. (Нет
зависимости от электричества).
5.
Благодаря конструктивному решению с рубашкой достигается
хорошее распределение температуры внутри камеры и относительно
короткая продолжительность циклов.
6.
Однако данная конструкция не удовлетворяет международным
стандартам стерилизация, поэтому более не допускается
для
стерилизации медицинских изделий там, где
приняты
международные стандарты. Однако эта конструкция представлена в
данной книге, чтобы дать представление о базовых автоклавах с
вакуумной системой.
Если вы поймете, как работает эта модель, то сможете
разобраться во всех других моделях, основанных на том
же
принципе.
Действие автоклава
Параметры процесса:
-
Форвакуум— 2 минуты.
-
3 импульса подачи пара до 1,8 бар
g
(максимум) и до
атмосферного давления или близкого к нему (0–0,1 бар
g
) давления
(минимум).
-
Стерилизация при 2,1 бар
g
(134°C) в течение 10 минут.
-
Вакуум для сушки (15 минут).
245
1.
Подготовка/загрузка. Закрыть все клапаны (кроме стопорного
(запорного) клапана водомерного стекла; его надо закрывать, только
если манометр разбит). Открыть кран наполнения (C) и наполнить
рубашку водой через воронку до метки (около 2/3 глубины).
Включить нагреватель (электричество или газ). Загрузить в камеру
изделия, подлежащие стерилизации, и плотно закрыть крышку с
помощью крыльчатых гаек.
2.
Генерация пара в рубашке. Теперь в рубашке нагревается
вода, и повышается давление. Давление отображается на манометре
(A).
3.
Форвакуум. Когда нужное давление достигнуто, открыть по
очереди клапаны (E) и (D). В результате в камере через трубку
создастся вакуум. Характеристики вакуума показывает
мановакуумметр (B). Вакуум достигнет приблизительно –0,7 бар
g
.
Выдерживать вакуум около 2-х минут.
4.
Первый импульс подачи пара. Закрыть клапан (E). Пар будет
отводиться в камеру, и давление внутри начнет расти. Когда давление
достигает 1,8 бар
g
, закрыть клапан D и открыть клапан E; дождаться,
пока давление в камере достигнет0.
5.
Второй импульс подачи пара. Закрыть клапан (E) и открыть
клапан D. Пар снова поступает в камеру, и давление растет. Когда
давление достигает 1,8 бар
g
, закрыть клапан D и открыть клапан E,
дождаться, пока давление в камере достигнет 0.
6.
Третий импульс подачи пара. Закрыть клапан(E) и открыть
клапан D. Пар снова поступает в камеру, и давление растет. Когда
давление достигает 1,8 бар
g
, закрыть клапан D и открыть клапан E ,
дождаться, пока давление в камере достигнет 0.
7.
Повышение давления для стерилизации. Закрыть клапан (E)
и открыть клапан D. Пар снова поступает в камеру, и давление
растет.
8.
Стерилизация. Когда будет достигнуто давление
стерилизации 2 бар
g
(134°C), начинается собственно стерилизация.
9.
Выпуск пара из камеры. Когда время стерилизации истечет,
выпустить пар из камеры путем закрытия клапана (D) и открытия
клапана E. Давление упадет до нуля.
10.
Сушка (поствакуум). Снова максимально увеличить нагрев.
Теперь нужно открыть клапан (D). Начнет создаваться вакуум для
сушки. Держать вакуум приблизительно15 минут.
246
11.
Впуск воздуха. Закрыть клапаны по очереди (D) и (E) и
открыть клапан аэрации (F) (клапан снятия вакуума). Свежий воздух
будет всасываться через фильтр в камеру, и через некоторое время
давление вырастет до уровня нормального атмосферного давления.
12.
Выгрузка. Когда манометр (B) покажет ноль, отключить
нагревание и освободить крыльчатые гайки. Дать автоклаву постоять
15 минут, чтобы остыть, а затем вынуть содержимое.
5.3.9.2.
Автоклав с кольцевым насосом
Автоклавы для использования в крупных больницах часто
оснащают кольцевым насосом. Однако для эксплуатации таких
автоклавов больница должна быть обеспечена следующими
ресурсами:
1.
Стабильным электроснабжением.
2.
Стабильной подачей больших объемов воды при достаточном
давлении.
Кольцевые насосы обычно устанавливаются в автоматических
автоклавах. Пример такой модели описан в следующем разделе.
5.3.9.3.
Конструкция автоклава для центрального
стерилизационного отделения больницы
Большинство современных автоклавов, предназначенных для
стерилизации инструментов и текстильных изделий в центральных
стерилизационных отделениях больниц, производятся в соответствии
со следующим базовым планом.
1.
Горизонтальная камера. Делает загрузку и выгрузку более
удобной. Загрузка может быть упакована на скользящие поддоны на
тележке. Тележку можно поставить перед открытой камерой
автоклава и легко столкнуть скользящие поддоны с загрузками в
камеру.
2.
Двухдверная система. Камера имеет две двери: одна сторона
используется для загрузки нестерильных материалов. Через дверь с
другой стороны вынимают стерильные материалы. Обычно
стерилизатор встраивается в стену. За счет этого достигается четкое
разграничение стерильной и нестерильной зон и сокращается
вероятность реконтаминации стерильных изделий.
3.
Наличие рубашки. Благодаря двойным стенкам тепло
удерживается в автоклаве, а также способствует сушке материалов
247
после фазы стерилизации. Камера остается горячей для приема
следующей партии, и, таким образом, сокращается образование
конденсата, что, опять же, улучшает сушку материалов.
4.
Вакуум создается кольцевым насосом.
5.
Отдельный парогенератор или централизованная подача
пара. В более крупных больницах может быть централизованная
подача пара. Давление обычно чересчур высокое, и, чтобы довести
его до уровня чуть выше рабочего давления автоклава, обычно
используют редукционный клапан. В нашем примере установлен
парогенератор. Производить нагрев можно с помощью электричества
или другого источника теплоты (техническое масло, газ, и т.д.).
6.
Полностью автоматизированное управление процессом.
Международные стандарты требуют полностью автоматизированного
управления, чтобы процесс был воспроизводимым. [См. главу,
посвященную стандартам ИСО и EКС (ISO/CEN) о паровых
стерилизаторах]. Клапаны и другие действующие устройства
управляются электрически или пневматически (сжатым воздухом)
посредством электрических и электромеханических систем
управления.
Рис. Типичный современный автоклав, какие используются в
крупных центральных стерилизационных отделениях больниц.
248