ТЕРМОКОНТЕЙНЕР Российский патент 1994 года по МПК F25B21/02 

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к термоэлектрическим холодильным приборам, и может быть использовано как портативная емкость для хранения и ношения медицинских препаратов, с обеспечением заданных температурных режимов их хранения в диапазоне температур окружающей среды от -10 до +50^оС.

Известен автономный охлаждаемый контейнер для транспортировки пробирок с кровью [1] .

Этот контейнер содержит коробку из двух соединенных шарнирно частей и крышку. В коробке расположен изотермический колпак, выполненный из двух частей, в полости которого находятся пробирки, герметичность колпака обеспечена с помощью мембраны. Охлаждение осуществляют с помощью модуля с эффектом Пельтье, питание которого обеспечивается батареями, регулируемыми термостатом. Кроме того, этот контейнер содержит радиатор для отвода тепла.

Контейнер громоздок и сложен в изготовлении, т. к. в нем и сама коробка и холодильная камера выполнены из двух частей и отдельной мембраны, вставляемой в холодильную камеру, что при функционировании и особенно при открывании крышки создает условия для теплообмена с внешней средой и оттока холода в окружающую среду.

Известен также стационарный или передвижной термоконтейнер для охлаждения инсулина [2] .

Этот термоконтейнер содержит термоизолированную по наружной поверхности камеру для хранения продукта. Термоизоляция камеры, выполненная из слоя пенопласта толщиной 20 мм, изнутри и снаружи покрыта алюминиевой фольгой. Камера соединена через два адаптера и преобразователь энергии, работающий на эффекте Пельтье, с расположенным снаружи, вне слоя фольги, радиатором; вне слоя фольги также размещен вентилятор для охлаждения радиатора. В камере размещается кассета, в которой ампулы инсулина устанавливаются столбцом; на кассете размещена крышка, перекрывающая камеру. Термоконтейнер снабжен термодатчиком, электрически связанным со входом терморегулятора блока питания, выход которого электрически связан с преобразователем энергии, терморегулятор имеет световую сигнализацию. Для фиксации крышки предусмотрены кольцевая магнитная полоска и четыре магнита по углам крышки, что при многократном пользовании снижает надежность фиксации. Для создания необходимой теплозащиты предусмотрено также дополнительное уплотнение между преобразователем энергии и изоляцией. Наличие радиатора и вентилятора для его охлаждения и их размещение вне корпуса увеличивают габариты и усложняют эксплуатацию термоконтейнера и его конструкцию. Кроме того, принципиальная схема термоконтейнера включает электронное устройство (регулятор и выключатель сети), которое выполнено в виде отдельных блоков и входит в комплект котейнера. При этом для автономного питания требуется наличие автомобильного аккумулятора. Все вместе взятое создает неудобство в эксплуатации. При пользовании необходимо, взявшись за крышку, извлечь из камеры всю кассету и вынуть нужную ампулу. Это приводит к пребыванию всего комплекта ампул при температуре окружающей среды, что влечет за собой конденсацию влаги на всей поверхности кассеты и ампул.

В основе изобретения положена задача создания портативного термоконтейнера для хранения лекарственных и других препаратов при воздействии температур окружающей среды в диапазоне от -10 до +50^оС в походных условиях с обеспечением температурных режимов хранения в сочетании с удобством эксплуатации и упрощением конструкции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в термоконтейнере, содержащем теплоизоляционную по наружной поверхности камеру для хранения продукта, соединенную через адаптер и преобразователь энергии работающий на эффекте Пельтье, с радиатором и снабженную термодатчиком, электрически связанным со входом терморегулятора блока питания, выход которого электрически связан с преобразователем энергии, при этом терморегулятор имеет световую сигнализацию, согласно изобретению, в качестве радиатора использован корпус с крышкой, внутренняя полость которого разделена перегородкой, расположенной в плоскости, перпендикулярной его продольной оси, на две части, в одной из которых расположен блок питания, другая часть закрыта крышкой и внутри ее размещена теплоизолированная камера, при этом адаптер имеет контакт непосредственно с внутренней поверхностью корпуса. Такая конструкция позволяет выполнить корпус с развитой наружной поверхностью и его непосредственная связь с адаптером обеспечивает эффективный отвод тепла с наружной поверхности в окружающую среду.

Такое выполнение корпуса позволяет также рационально без выступания за пределы корпуса разместить в нем блок питания, отделив источник его от камеры для хранения продукта.

Таким образом, корпус кроме выполнения основных функций как силового элемента конструкции термоконтейнера выполняет функции радиатора, тем самым исключает его как самостоятельный агрегат.

Целесообразно камеру для хранения продукта выполнять в виде открытой сверху емкости, снабженной в верхней части пластиной для ее крепления в корпусе, и устанавливать донной частью на опорах, размещенных на перегородке, при этом пластина и опоры целесообразно выполнять из теплоизоляционного материала.

Такая конструкция позволяет исключить подвод тепла к камере как из окружающей среды, так и из нижней части корпуса, где расположен блок питания, кроме того, обеспечивается удобство использования при загрузке и выгрузке продукта. Целесообразно термоконтейнер снабжать по меньшей мере еще одним преобразователем энергии с адаптером, что обеспечивает равномерную температуру по объему камеры. Предпочтительно крышку снабдить уплотнением и на наружной поверхности корпуса закрепить ось с канавкой на ограниченном участке цилиндрической поверхности, при этом на оси установить с возможностью поворота диск, имеющий палец, размещенный в канавке, и эксцентричную по отношению к оси проточку со входным радиальным пазом для взаимодействия с выступом, закрепленным на наружной поверхности крышки. Такая конструкция позволяет повысить надежность уплотнения крышки с корпусом, обеспечив теплозащиту камеры при многократном открывании крышки. Желательно корпус выполнить из алюминиевого сплава с покрытием серебристого цвета. В этом случае работа корпуса как радиатора существенно улучшается при увеличении отражающей способности поверхности. Предпочтительно выполнять в камере направляющие для установки ампул и сверху закрыть ее по количеству ампул прозрачными поворотными пластинками из теплоизоляционного материала, установленными на общей оси, закрепленной в пластине для крепления камеры и снабженными отворотами. Такая конструкция обеспечивает удобство извлечения ампул потребителем и предохраняет при извлечении одной ампулы все остальные ампулы и полость камеры от воздействия окружающей среды и препятствует выпадению влаги и сохраняет стерильность.

Желательно разместить термодатчик непосредственно на внешней поверхности камеры вне зоны размещения преобразователей энергии. Это позволяет исключить влияние преобразователей на достоверность измерения температуры камеры и повысить эффективность поддержания теплового режима камеры. Выгодно терморегулятор дополнительно снабжать звуковой сигнализацией разряда аккумуляторов источника питания. Наличие звуковой сигнализации повышает надежность и удобство эксплуатации термоконтейнера. В целом конструкция термоконтейнера проста, т. к. все ее элементы размещены в едином корпусе, обеспечивается автономность и повышается удобство эксплуатации.

Существенно новым в предлагаемом решении является выполнение корпуса с развитой наружной поверхностью, позволяющей в совокупности с контактирующими с его внутренней поверхностью адаптерами и с узлами крепления камеры, выполненными в виде пластины и опор из теплоизоляционного материала, с плотно закрываемой крышкой, осуществить сброс тепла в окружающую среду, т. е. использовать корпус в качестве радиатора. Кроме того, такой корпус позволяет разместить в нем блок питания, что в целом делает конструкцию компактной, независимой от стационарного источника питания и удобной в эксплуатации.

Существенно новым являются также: выполнение поджимаемого при закрывании крышки уплотнения, что повышает надежность теплозащиты камеры; выполнение камеры с направляющими для установки ампул и закрытой сверху по количеству ампул прозрачными поворотными пластинками из теплоизоляционного материала, что обеспечивает гигиеничность камеры и препятствует выпадению росы в камере и на ампулах; использование терморегулятора, дополнительно снабженного звуковой сигнализацией разряда аккумуляторов блока питания, позволяет своевременно пользователю произвести подзарядку аккумуляторов; размещение термодатчика непосредственно на внешней поверхности камеры внешней поверхности камеры вне зоны размещения преобразователей энергии, что обеспечивает получение точных замеров температуры камеры; применение по меньшей мере еще одного преобразователя энергии с адаптером, что обеспечивает равномерную по объему камеры температуру.

На фиг. 1 изображен термоконтейнер, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - термоконтейнер, вид сверху, при снятой крышке; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 - функциональная схема термоконтейнера.

Термоконтейнер содержит корпус 1, в котором расположена камера 2 для хранения продукта, защищенная теплоизоляцией 3 и закрываемая крышкой 4. Корпус 1 прямоугольной формы состоит из передней 5, задней 6 и боковых 7, 8 панелей, плотно пригнанных друг к другу. Панели 5, 6, 7, 8 выполнены из алюминиевого сплава с покрытием серебристого цвета. Передняя 5 и задняя 6 панели удлинены по отношению к боковым панелям 7, 8. Между передней 5 и задней 6 панелями закреплена перегородка 9, расположенная в плоскости, перпендикулярной его продольной оси и делящая корпус 1 на две части. В верхней части 10, закрываемой крышкой 4, размещена камера 2 для хранения продукта. Камера 2 выполнена в виде открытой сверху емкости, закрепленной в корпусе 1 с помощью пластины 11 и опирающейся донной частью на опоры 12, размещенные на перегородке 9. В пластине 11 выполнено окно 13 в камеру 2 для хранения продукта. Пластина 11 и опоры 12 выполнены из теплоизоляционного материала.

Термоконтейнер имеет четыре отдельных преобразователя энергии 14, работающих на эффекте Пельтье. Эти преобразователи 14 равномерно расположены по наружной поверхности камеры 2 для хранения продукта. Каждый преобразователь 14 энергии имеет припаянный к нему адаптер 15. Другой стороной адаптер 15 преобразователей 14 энергии закреплены непосредственно на внутренней поверхности передней 5 и задней 6 панелей соответственно. В нижней части 16 корпуса 1 между удлиненными передней 5 и задней 6 панелями вставлен блок 17 питания, включающий источник питания в виде аккумуляторов 18 и терморегулятор 19. Терморегулятор 19 электрически связан с преобразователями 14 энергии, с термодатчиком 20, установленным на внешней поверхности камеры 2 для хранения продукта вне зоны размещения преобразователей 14 энергии. На боковой стенке блока 17 питания размещены индикатор 21 световой сигнализации включения термоконтейнера, индикатор 22 световой сигнализации питания преобразователей 14 энергии, тумблер 23 включения термоконтейнера, переключатель 24 режима термостатирования, а также электроразъем 25 для подзарядки аккумуляторов и подключения термоконтейнера к внешним источникам питания. На нижней стенке блока 17 питания размещен звуковой сигнализатор 26 разряда аккумуляторов 18.

В верхней части 10 корпуса 1 на задней панели 6 установлены петли 27 крепления крышки 4. Для надежной теплозащиты камеры 2 при многократном открытии и закрытии ее крышкой 4, последняя имеет внутри теплоизоляцию 28 и уплотнение 29. Для надежного прижима этого уплотнения 29 крышки 4 к пластине 11 крепления камеры 2 на наружной поверхности корпуса 1 (на передней панели 5) закреплена винтом 30 ось 31.

На ограниченном участке цилиндрической поверхности оси 31 выполнена канавка 32 и на оси 31 установлен диск 33. Диск 33 имеет палец 34, размещенный в канавке 32. В диске 33 имеется эксцентричная по отношению к оси 31 проточка 35 со входным радиальным пазом 36, а на наружной поверхности крышки 4 закреплен выступ 37 для взаимодействия с проточкой 35 при закрывании и открывании крышки 4. На наружной поверхности диска 33 нанесены две точки 38, соответствующие крайним положениям при повороте вокруг оси 31, определяемом проточкой 32 на цилиндрической поверхности оси 31. Ось 31 от проворота стопорится с помощью штифта 39. Для размещения в термоконтейнере ампул 40 (фиг. 5) с лекарственными препаратами внутри камеры 2 выполнены направляющие 41 для установки ампул и сверху камера 2 закрыта по количеству ампул 40 прозрачными поворотными пластинками 42 из теплоизоляционного материала. Пластинки 42 установлена на общей оси 43, которая закреплена в пластине 11 для крепления камеры 2. Для удобства извлечения ампул 40 на пластинках 42 имеются отвороты 44. Для удобства ношения термоконтейнера на боковых панелях 7, 8 закреплены ушки 45 для ремня. В данном варианте термоконтейнер прямоугольной формы, возможно выполнение его любой цилиндрической формы, определяемой хранимым продуктом или удобством потребителя.

Работа термоконтейнера заключается в следующем.

Загрузка продукта медицинских препаратов, в том числе ампул 40 в емкость камеры 2 производится при открытой крышке 4 и откинутых поворотных пластинках 42 в нормальных температурных условиях, после чего пластинки 42 отпускают, при этом они плотно прилегают к камере 2 и друг к другу. После этого закрывают крышку 4. При этом выступ 37 крышки 4 входит в радиальный паз 36 и начало эксцентричной проточки 35 диска 33. Затем вращают диск 33 на оси 31 по часовой стрелке. При его повороте палец 34 перемещается по канавке 32 оси 31, а выступ 37 крышки 4 перемещается по эксцентричной проточке 35, при этом крышка 4 прижимается к корпусу 1 и отжимает уплотнение 29. Таким образом обеспечивается плотное прилегание крышки 4 к корпусу 1. Визуально процесс закрытия крышки 4 контролируется по точкам 38 (фиг. 1) на наружной поверхности диска 33. Тем самым исключается пережатие уплотнения 29 (фиг. 3), обеспечивается одинаковое качество прижатия крышки 4 при многократном открывании и закрывании ее. Включение термоконтейнера для обеспечения термостатирования осуществляется тумблером 23, при этом загорается индикатор 21 световой сигнализации включения термоконтейнера. Изменение режима термостатирования (охлаждение-нагрев) осуществляется переключателем 25. В процессе термостатирования с помощью преобразователей 14 энергии тепловой поток от камеры 2 сбрасывается на переднюю 5 и заднюю 6 панели корпуса 1, а также на боковые панели 7 и 8, тоже являющиеся элементами радиатора. За счет выполнения их удлиненными и из алюминиевых сплава происходит аккумулирование тепла корпусом 1, равномерное его распределение по панелям 5, 6 и эффективный отвод тепла (холода) с большой площади поверхности в окружающую среду. Кроме того, покрытие серебристого цвета панелей из алюминиевого сплава, создает отражение солнечных лучей с наружной поверхности, что обеспечивает эффективную работу радиатора. Таким образом, корпус 1 термоконтейнера сочетает в себе две функции: является силовой конструкцией и радиатором одновременно, что исключает необходимость использования самостоятельного радиатора как отдельного агрегата. Наличие теплоизоляции 3 между камерой 2 и панелями 5, 6, 7, 8, теплоизоляции 28 крышки 4, выполнение пластины 11 для крепления камеры 2 и опор 12 из теплоизоляционного материала и крышка 4 в совокупности обеспечивают тепловой баланс всей конструкции термоконтейнера. Текущее значение температуры камеры 2 определяется с помощью термодатчика 20. Так как он установлен на внешней поверхности камеры 2 вне зоны размещения преобразователей 14 энергии, то полученные замеры температуры камеры 2 более точные, т. к. влияние преобразователей 14 энергии минимально. Информация о тепловом состоянии камеры 2 поступает в терморегулятор 19. В случае отклонения температуры камеры 2 от заданных значений происходит изменение величины тока, поступающего в преобразователи 14 энергии с соответствующим изменением яркости индикатора 22. При воздействии повышенной температуры окружающей среды включение светового индикатора (лампа) 22 сигнализирует о работе преобразователей 14 энергии. Таким образом, обеспечивается поддержание в заданном интервале температуры камеры 2 для хранения продукта в процессе термостатирования. При снижении напряжения аккумуляторов 18 ниже допустимого уровня срабатывает звуковая сигнализация разряда аккумуляторов 23, в этом случае необходимо произвести подзарядку аккумуляторов 18. Для этого на корпусе 1 термоконтейнера установлен электроразъем 26, который также позволяет осуществить питание термоконтейнера от внешних источников. Включение термоконтейнера после окончания термостатирования осуществляется тумблером 24, при этом гаснет индикатор 21 световой сигнализации включения термоконтейнера. При извлечении ампул необходимо диск 33 повернуть против часовой стрелки, открыть крышку 4, при этом через прозрачные закрытые пластинки 42 видны ампулы 40, размещенные в емкости камеры 2 для хранения продукта. Выбрав нужную ампулу, за отворот 44 поворачивают нужную пластинку 42, при этом остальные пластинки 42 остаются в закрытом положении, перекрывая сверху камеру 2, тем самым исключается контакт остальных ампул 40 и большей части объема камеры 2 с окружающей средой, что обеспечивает гигиеничность камеры 2 и препятствует выпадению росы в камере 2 и на ампулах 40.

Предложенный термоконтейнер имеет простую конструкцию, технологичен в изготовлении, компактен и удобен в эксплуатации. (56) Заявка Франции N 2621685, кл. F 25 B 21/02, опублик. 1989.

Заявка ЕПВ N 0248120, кл. F 25 B 21/02, опублик. 1987.

Использование: в холодильном оборудовании для медицины. Сущность изобретения: выполнение передних панелей 5 и 6 удлиненными по отношению к боковым панелям 7, 8 позволяет увеличить сброс тепла из камеры через радиатор, в качестве которого использован корпус 1, а в пространстве, образованном удлиненными панелями 5 и 6, размещен блок, включающий источник 17 питания и терморегулятор 19. 7 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. ТЕРМОКОНТЕЙНЕР, содержащий теплоизолированную по наружной поверхности камеру, соединенную через термоэлектрический преобразователь Пельтье и адаптер с радиатором и снабженную термодатчиком, электрически связанным с входом терморегулятора блока питания, выход которого электрически связан с преобразователем, при этом терморегулятор имеет световую сигнализацию, отличающийся тем, что в качестве радиатора использован корпус с крышкой, внутренняя полость которой разделена перегородкой, расположенной перпендикулярно к его продольной оси, на две части, в одной из которых размещена теплоизолированная камера, снабженная крышкой, а в другой расположен блок питания, при этом адаптер имеет контакт непосредственно с внутренней поверхностью корпуса. 2. Термоконтейнер по п. 1, отличающийся тем, что камера выполнена в виде открытой сверху емкости, снабженной в верхней части пластиной для ее крепления в корпусе и установленной донной частью на опорах, размещенных на перегородке, при этом пластина и опоры выполнены из теплоизоляционного материала. 3. Термоконтейнер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере еще одним преобразователем энергии с адаптером. 4. Термоконтейнер по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что крышка снабжена уплотнителем, а на наружной поверхности корпуса закреплена ось с канавкой на ограниченном участке цилиндрической поверхности оси, при этом на оси установлен с возможностью поворота диск, имеющий палец, размещенный в канавке, и эксцентрическую по отношению к оси проточку с входным радиальным пазом для взаимодействия с выступом, закрепленным на наружной поверхности крышки. 5. Термоконтейнер по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что корпус выполнен из алюминиевого сплава с отражающим покрытием. 6. Термоконтейнер по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что внутри камеры выполнены направляющие для установки ампул, а сверху на камере укреплены прозрачные поворотные пластинки из теплоизоляционного материала, выполненные по числу каналов, образованных направляющими, установленные на общей оси, закрепленной в пластине для крепления камеры, и снабженные отворотами. 7. Термоконтейнер по п. 1, отличающийся тем, что термодатчик размещен непосредственно на внешней поверхности камеры. 8. Термоконтейнер по п. 1, отличающийся тем, что он оборудован звуковым сигнализатором разрядки аккумуляторов.