ПАРОВОЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ - ПАРОВОЙ РЕЗИСТОМЕТР

Полезная модель относится к области парового испытательного оборудования для химии и применяется для испытания химических индикаторов, испытания биологических индикаторов, испытания стерилизационной упаковки в процессе производства.
Химические индикаторы контроля условия паровой стерилизации регламентируются стандартом ГОСТ Р ИСО 11140-1. Современные химические индикаторы, выпускаемые по данному стандарту, являются высокочувствительными к переменным паровой стерилизации, а именно температуре и длительности выдержки в насыщенном водяном паре. К химическим индикаторам применяются жесткие требования, а именно, некоторые классы химических индикаторов (например, класс 5 и 6) должны выявлять занижение температуры стерилизации на 1°С. Индикаторы класса 6 по своей чувствительности приближаются к контрольно измерительным приборам. По нормативным документам производство этой продукции требует испытания и калибровку на высокочувствительном оборудовании, которое называется резистометром и регламентируется стандартом ГОСТ Р ИСО 18472. На таком резистометре должны испытываться также биологические индикаторы на соответствие стандартов ГОСТ Р ИСО 11138-1 и ГОСТ Р ИСО 11138-3.
Стандарт на резистометр выдвигает жесткие требования к техническим характеристикам оборудования:
- точность поддержания значений переменных испытательного цикла во время выдержки: температуры - ±0,5°С, время выдержки - ±1% от значения выдержки,
- время выхода в режим выдержки менее чем за 10 секунд после начала подачи пара в камеру,
- время выхода из режима менее чем за 10 секунд.
Соответственно, подобные вышеизложенным изделия, в процессе производства требуют калибровки и испытания на специальном испытательном оборудовании, обеспечивающем поддержание важных для контроля за работой средств индикации нужных для стерилизации параметров с высокой точностью.
Техническое решение по данной полезной модели направлено на достижение технических характеристик испытательного оборудования, оговоренных стандартом ГОСТ Р ИСО 18472.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является паровой стерилизатор (патент на изобретение RU 2396091), содержащий водопаровую камеру с электронагревателями, стерилизационную камеру с откидной крышкой, снабженными предохранительными и рабочими клапанами, датчиками уровня воды, температуры, вакуумметром, блоком управления, вакуумного насоса мембранного типа, конденсатора.
+3
+1
По существующим стандартам ГОСТ Р 51935 (Большие паровые стерилизаторы) и ЕН 13060 (малые паровые стерилизаторы) паровые стерилизаторы должны поддерживать избыточные условия стерилизации. Например, температура 134°С, время выдержки - 5 минута.
В паровых стерилизаторах время выхода в режим и выхода из режима выдержки не регламентируются стандартами и составляет от двух до десяти минут. Паровые стерилизаторы, одним из которых является описанный в изобретении RU 2396091 стерилизатор не могут обеспечить требуемые по ГОСТ Р ИСО 18472 технические характеристики по точности поддержания переменных процесса, скорости входа в режим и выхода из режима. Для изготовления испытательного оборудования, соответствующего стандарту ГОСТ Р ИСО 18472, требуется реализация новых технических решений.
Новые технические решения в предлагаемой полезной модели позволяют обеспечить требуемые технические характеристики испытательного оборудования, а именно:
- время выхода в режим (на температуру и давление выдержки) не более 10 секунд после начала подачи пара в камеру
- точность поддержания температуры во время выдержки составляет ±0,3°С, времени выдержки - ±1 секунда.
- время выхода их режима (для снижения давления до атмосферного) - не более 10 секунд.
Технический задачей заявляемого решения является разработка простого, но надежного устройства обеспечивающего точный контроль за качеством индикаторов нарушения режима стерилизации в соответствии с государственными стандартами с одной стороны, а с другой стороны, выгодно отличающихся от существующих на рынке устройств в сторону улучшения.
Техническим результатом является разработка новой конструкции устройства контроля индикаторов нарушения процесса стерилизации отвечающей всем требованиям государственных стандартов и являющейся надежной и удобной для использования потребителем, что в итоге повышает удобство использования устройства потребителем.
Указанный технический результат достигается тем, что паровое испытательное оборудование - паровой резистометр, содержит парогенератор с вмонтированными в него датчиками - датчиком давления и/или моностатом, датчиком уровня воды, установленными предохранительным клапаном, водяным насосом и бачком для дистиллированной воды, содержит испытательную камеру имеющую дверь, датчик закрытия двери, регулирующий датчик давления, содержит линию слива с электромагнитным клапаном и обратным механическим клапаном, два паропровода большого и малого диаметров с установленными в них электромагнитными клапанами, контролер, управляющий работой исполнительных механизмов, аналого-цифровым преобразователь с независимыми термодатчиками и датчиком давления в испытательной камере и электронно-вычислительный блок, с которого задаются значения переменных процесса и регистрируются измеренные значения переменных.
Кроме того:
- для удаления воздуха из испытательной камеры используется водокольцевой вакуумный насос;
- для подачи пара в испытательную камеру используются две линии паропровода разных сечений с электромагнитными клапанами, линия большого диаметра и малого открыты в процессе выхода в режим, а в процессе выдержки открыта только линия малого сечения. Периодическим открыванием и закрыванием электромагнитного клапана (импульсная подача пара) на линии малого сечения осуществляется поддержание нужного давления пара и нужной температуры;
- для быстрого сброса пара после цикла выдержки одновременно открываются электромагнитные клапана на линии слива и вакуумной откачки. Использование водокольцевого вакуумного насоса позволяет откачивать водяной пар с высокой температурой;
- быстрый выход в режим обеспечивается за счет накопленного в парогенераторе массы пара, который по двум паропроводам быстро переносится в испытательную камеру, при этом важно соотношение объема пара в парогенераторе и испытательной камеры. Поэтому соотношение объема парогенератора и испытательной камеры должно быть не ниже 2:1. Данное обстоятельство является очень важным для быстрого заполнения всего объема испытательной камеры паром и достижения необходимого давления и температуры за время меньшее 10 с, а также использования термоэлектрических нагревателей малой мощности (не более 3 кВт), что снижает нагрузки на электрические сети.
Устройство иллюстрируется чертежом, где на Фиг.1 показана схема конкретного варианта исполнения заявляемого парового испытательного оборудования - парового резистометра в соответствии и на основании приведенного выше описания.
Позициями на чертеже обозначены:
1 Бачок с дистиллированной водой (V=5 л)
2 Водяной насос
3 Парогенератор (V=15 л)
4 Датчик уровня воды
5 Датчик давления (моностат)
6 Термоэлектрический нагреватель (W=3 квт)
7 Паропровод большого сечения с электромагнитным клапаном (⌀=12 мм)
8 Паропровод малого сечения с электромагнитным клапаном (⌀=4,5 мм)
9 Электромагнитный клапан
10 Регулирующий датчик давления (точность ±1 кПа)
11 Испытательная камера (V=6 л)
12 Линия впуска воздуха с электромагнитным клапаном (⌀=6 мм)
13 Водокольцевой насос с электромагнитным клапаном
14 Обратный клапан
15 Линия слива с обратным клапаном и электромагнитным клапаном (⌀=12 мм)
16 Измерительный независимый датчик давления (точность ±1 кПа)
17 Измерительный независимый термодатчик (термометр сопротивления платиновый класса точности А)
18 Контролллер
19 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
20 Вычислительно-регистрирующий блок (ПЭВМ IBM PC)
21 Датчик открытия двери
Работу устройства можно описать следующим образом:
При использовании предлагаемой полезной модели в бачок с дистиллированной водой (1) наливают воду, имеющийся в парогенераторе (3) датчик (4) уровня при снижении воды ниже допустимой выдает сигнал и водяной насос (2) подкачивает воду в парогенератор, при достижении верхнего уровня насос отключается. Использование водяного насоса позволяет подкачивать воду в парогенератор при повышенном давлении в нем. Тэны (6) доводят воду в парогенераторе до кипения, датчик давления (и/или моностат) (5) выдает сигнал о достижении заданного уровня давления в парогенераторе и нагрев отключается. Контроллер (18) и датчик давления (5) позволяют поддерживать постоянное давление пара в парогенераторе.
С вычислительно-регистрирующего блока (20) с программы запуска резистометра (20А) задаются значения переменных цикла испытания (длительность откачки воздуха перед циклом вакуумным насосом, температура и время выдержки, длительность сушки - работы вакуумного насоса после цикла испытания). После запуска испытательного цикла при закрытии двери камеры (датчик (21) закрытия двери отключен) включается водокольцевой вакуумный насос (13), откачивает воздух из испытательной камеры (11), после отключения водокольцевого насоса открываются электромагнитные клапана (9) на двух паропроводах (малого (8) и большого (7) сечения) и пар из парогенератора (3) подается в испытательную камеру (11). При получении сигнала с регулирующего датчика давления (10) в испытательной камере (11) о достижении 98% от значения заданного давления (температура на 1°С ниже заданного) закрывается электромгнитный клапан (9) на паропроводе большого сечения (7), а клапан (9) на паропроводе малого сечения (8) остается открытым. В процессе испытательной выдержки регулировка температуры в камере осуществляется открыванием и закрыванием клапана (9) на паропроводе малого сечения (8) с поддержанием давления с точностью ±1 кПа или температуры ±0,25°С, при этом производится импульсная подача пара. При достижении необходимого значения времени выдержки контролером (18) подается сигнал на закрытие клапана (9) на паропроводе малого сечения (8), на открытие электромагнитного клапана (9) на линии слива (15) (слив конденсата и пара), на включение водокольцевого насоса (13) для откачки пара из камеры. Удаление пара из испытательной камеры происходит одновременно по линии слива (15) и насосом (13). При достижении атмосферного давления в испытательной камере (11) обратный клапан (14) закрывает линию слива (15), а вакуумный насос (13) продолжает откачивать пар из камеры (11) в течение заданного времени, что обеспечивает снижение температуры испытуемых образцов ниже 100°С. После заданного времени вакуумный насос (13) отключается и открывается электромагнитный клапан (9) на линии впуска воздуха (12) для выравнивания давления в камере и впуска воздуха. В процессе всего испытательного цикла происходит измерение значений температуры и давления в испытательной камере (11) по независимым датчикам (16, 17), преобразование их на АЦП (19) и регистрация их в программе записи данных на вычислительно-регистрирующем блоке (20).
Описанная в данном примере и изображенная на графических материалах конструкция парового испытательного оборудования - парового резистометра не является единственно возможной для решения вышеуказанной технической задачи и не исключает других вариантов ее изготовления, содержащих совокупность признаков, включенных в формулу полезной модели.