УНИВЕРСАЛЬНАЯ КАССЕТА Российский патент 1997 года по МПК B65D25/10 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для размещения и транспортирования термостатируемых контейнеров с термолабильным биологическим материалом, например, замороженной плазмы крови, охлажденной донорской крови.

Известна кассета для размещения при групповых переносках, перевозках в термостатируемых контейнерах, хранении в стационарных термокамерах емкостей различной формы полимерных пакетов типа "Компопласт", флаконов (бутылок) емкостью 250 мл и 500 мл. заполненных замороженной плазмой крови или охлажденной донорской кровью, выполненная в виде объемного каркаса из нержавеющей проволоки с посадочными местами для емкостей [1]
Недостатки известной кассеты:
низкий коэффициент использования рабочего объема при размещении емкостей различных форм и объема;
высокая вероятность порчи термолабильного материала вследствие сложности обеспечения требуемого температурного режима по объему емкостей как при групповых переносках вне специальных устройств, так и при хранении в объемах низкотемпературных термостатов.

В кассете обеспечение требуемой степени изотермичности по объемам размещаемых контейнеров требует создания принудительной циркуляции воздуха; отсутствие последней может обусловить возникновение существенных значений градиентов температуры по объему термолабильного материала, выходящих за рамки допустимых пределов.

Необходимость создания зазоров между емкостями для обеспечения условий для циркуляции воздуха определяет низкий коэффициент использования рабочего объема при применении известной кассеты. Этому также способствует то, что размеры ее никоим образом не связаны с размерами переносимых емкостей, в кассете не сформированы места для размещения емкостей.

Кроме того, в кассете не предусматривается возможность теплового экранирования переносимых емкостей.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной кассете является универсальная кассета, содержащая корпус в виде полого параллелепипеда, сменные вкладыши из листового материала, снабженные посадочными местами, опоры [2]
Недостатки кассеты, принятой в качестве прототипа, состоят в низком значении коэффициента использования рабочего объема при размещении емкостей различного объема и формы и в высоких значениях потерь термолабильного материала.

Эти недостатки обусловлены тем, что в кассете при образовании мест для размещения емкостей различной формы сечение вкладышей оказывается перпендикулярным поверхности емкости и вкладыши контактируют с ней на незначительных участках. В свою очередь, такая конструкция кассеты определяет как невозможность эффективного теплового воздействия на поверхность емкости с целью обеспечения изотермичности, так и "рыхлую" компоновку в целом.

Кроме того, в кассете не предусмотрены какие-либо меры для кратковременного поддержания заданного режима при групповых переносках емкостей вне специальных термостатирующих устройств.

Целью изобретения является разработка конструкции кассеты, предназначенной для размещения и переноса емкостей с термолабильным материалом и обеспечивающей высокие эксплуатационные характеристики и сохранность материала.

Технический результат изобретения повышение коэффициента использования рабочего объема при размещении емкостей различной формы и снижение потерь термолабильного материала.

Технический результат достигается тем, что в универсальной кассете для емкостей с термолабильным биологическим материалом, содержащей корпус в виде полого параллелепипеда, сменные вкладыши из листового материала, снабженные посадочными местами, и опоры, установлены с зеркальной симметрией и с шагом на обращенных одна к другой сторонах боковых стенок перпендикулярно дну, посадочные места выполнены с обеспечением взаимодействия с опорами и размещены на боковых сторонах, в нижней части вкладыши снабжены выступами, на дне корпуса выполнены отверстия для прохождения выступов вкладышей, а на боковых стенках между опорами выполнены отверстия.

Кроме того, дополнительно, отличия могут состоять в том, что:
вкладыши выполнены в виде теплопроводов;
посадочные места выполнены в виде ножевых направляющих, а опоры выполнены в виде канавок;
посадочные места выполнены в виде стержневых направляющих, а опоры выполнены в виде охватывающих трубчатых элементов с продольным разрезом;
шаг между опорами выполнен кратным наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей различной формы;
введены тепловые экраны с элементами их крепления, а на внешних сторонах стенок и дна размещены установочные элементы для фиксации элементов крепления тепловых экранов;
тепловые экраны выполнены в виде теплоизолирующих пластин, охватывающих внешнюю поверхность кассеты;
тепловые экраны выполнены в виде тепловых аккумуляторов, рабочая температура которых соответствует температуре хранения термолабильного биологического материала, установленных на элементах крепления в установочных элементах с обеспечением контакта поверхности аккумуляторов с торцами выступов теплопроводных вкладышей.

На фиг. 1 представлен вид кассеты сверху без тепловых экранов; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 вкладыши и варианты выполнения их посадочных мест, соответственно в виде стержневых и ножевых направляющих; на фиг. 5 и 6 варианты выполнения опор, соответственно в виде цилиндрических (трубчатых) элементов и в виде прорезей; на фиг. 7 вид кассеты сбоку с различными модификациями тепловых экранов в виде теплоизолирующих пластин - в правой половине корпуса кассеты и в виде тепловых аккумуляторов в левой половине корпуса; на фиг. 8 и 9 фрагменты различных вариантов элементов крепления тепловых экранов и установочных элементов.

Кассета содержит (фиг. 1 и 2) корпус в виде полого параллелепипеда, имеющего торцевые стенки 1, боковые стенки 2 и дно 3. На обращенных одна к другой сторонах боковых стенок 2 установлены опоры 4 с зеркальной симметрией и с шагом S, причем перпендикулярно дну 3 и попарно в одной плоскости параллельной стенкам 1. Опоры 4 могут быть выполнены в различных конструктивных вариантах, отраженных на фиг. 3 и 4. В опорах 4 по своим посадочным местам установлены вкладыши 5 (фиг. 3 и 4), которые могут быть изготовлены из листового теплопроводного материала.

Между вкладышам 5 размещаются различных типов и форм емкости 6, 7, 8, 9 и 10 с термолабильным материалом, Например, емкости 6, 7 и 8 пластиковые пакеты типа "Компопласт" и "Гемакон", а емкости 9 и 10 стеклянные бутыли различного объема. Для наиболее оптимальной компоновки шаг S между опорами 4 выполнен кратным наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей 6-10. Вкладыши 5 имеют в нижней части выступы 11 для создания теплового контакта и отверстия 12 для удобства установки и вынимания. Посадочные места вкладышей 5 могут быть выполнены в различных конструктивных вариантах, например, в виде цилиндрических направляющих 13 с продольным разрезом или стержневых направляющих 14 (фиг. 3), а опоры 4 при этом выполняются в виде охватывающих направляющие 13 или 14 трубчатых элементов 15 с продольным разрезом (фиг. 5). При таком варианте выполнения увеличивается общая жесткость кассеты. Посадочные места вкладышей 5е могут быть выполнены в виде ножевых направляющих 16 (фиг. 4), а опоры 4 при этом выполняются в виде канавок 17 (фиг. 6), что обеспечивает большую простоту при изготовлении.

На боковых стенках 2 между опорами 4 и в дне 3 соосно опорам 4 выполнен ряд отверстий 18, служащих для снижения аэродинамического сопротивления кассеты при нахождении ее в потоке охлаждающего воздуха и для контакта выступов 11 вкладышей 5 с охлаждающей поверхностью изделия, например с дном морозильной камеры (на фиг. не изображена).

На внешних сторонах стенок 1 и 2 и дна 3 могут быть установлены тепловые экраны, выполняемые, например, в виде теплоизолирующих пластин 19 (фиг. 7), охватывающих внешнюю поверхность кассеты, или в виде тепловых аккумуляторов 20. Рабочая температура теплоаккумулирующего вещества 21. заполняющего внутренние полости тепловых аккумуляторов 20 (температура фазового перехода) соответствует температуре хранения термолабильного биологического материала, находящегося в емкостях 6-10. Тепловые аккумуляторы 20, хотя и более сложны по конструкции, чем теплоизолирующие пластины 19, но обеспечивают более длительный срок поддержания температурного режима хранения.

Для крепления тепловых экранов 19 и тепловых аккумуляторов 20 на стенках 1, 2 и дне 3 корпуса кассеты расположены установочные элементы, в простейшем случае круговые отверстия 22 с прорезью сверху (фиг. 8) и стержни 23 со шляпкой, фиксируемые на элементах крепления, например, тепловых аккумуляторов 20, или отверстия 24 и пружинящие стержня 25 со шляпкой, например, для фиксации теплоизолирующих пластин 19.

Кассета снабжена крышкой 26 (фиг. 7), которая может быть конструктивно совмещена с одним из тепловых экранов, например, с теплоизолирующей пластиной 19.

Для переноски кассеты на корпусе установлена ручка 27.

Кассета используется следующим образом.

В соответствии с видом емкостей 6-10, необходимых для переноски, устанавливают вкладыши 5 с тем или иным видом направляющих 13 или 14 по соответствующим посадочным местам элементам 15 и канавкам 17 в опорах 4. Выбирают тип тепловых экранов, теплоизолирующие пластины 19, тепловые аккумуляторы 20, устанавливают их посредством элементов крепления на стенки 1 и 2 и дно 3.

Вынимают из стационарного устройства длительного хранения биоматериала требуемые емкости 6-10 и закладывают их в сформированные посредством вкладышей 5 ячейки внутри кассеты. При использовании тепловых аккумуляторов 20 необходимо убедиться в наличии контакта выступов 11 вкладышей 5 с поверхностью аккумуляторов 20. После этого закрывают кассету сверху крышкой 25 и, взяв ее за ручку 26, осуществляют переноску емкостей 6-10.

Применение кассеты может быть реализовано и в других вариантах:
без тепловых экранов при переносках и перевозках емкостей с нетермолабильным материалом;
без тепловых экранов в виде теплоизолирующих пластин 19, но с тепловыми аккумуляторами 20 при хранении в объеме стационарного устройства.

Данная кассета обладает рядом преимуществ перед известными:
в кассете обеспечивается плотная компоновка емкостей различной формы и соответственно высокий коэффициент использования рабочего объема за счет выбора шага между порами для вкладышей, разделяющих объем кассеты на секции для емкостей, кратного наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей различной формы;
кассета имеет низкое аэродинамическое сопротивление в потоке охлаждающего воздуха, вследствие чего достигаются минимальные значения градиентов температуры по объему кассеты, за счет выполнения отверстий в боковых стенках и в дне корпуса;
использование вкладышей в виде теплопроводов обеспечивает снижение значений объемных градиентов температуры и при отсутствии обдува;
применение тепловых экранов теплоизолирующих пластин и тепловых аккумуляторов позволяет обеспечить поддержание требуемого температурного режима хранения емкостей с термолабильным биологическим материалом в течение всего процесса переноски.

Таким образом, конструкция кассеты позволяет полностью решать задачи, определенные целью настоящего изобретения.

Данная кассета может найти применение при создании звеньев цепи температурно и размерно взаимосвязанных между собой стационарных и транспортных аппаратов для хранения охлажденной донорской крови и ее замороженных компонентов.

Использование: размещение и транспортирование термостатируемых контейнеров с термолабильным биологическим материалом. Сущность изобретения: в нижней части вкладыши снабжены выступами. На дне корпуса выполнены отверстия для прохождения выступов вкладышей. На боковых стенках между опорами выполнены отверстия. 6 з.п. ф-лы. 9 ил.

1. Универсальная кассета преимущественно для емкостей с термолабильным материалом, содержащая корпус в виде полого параллелепипеда, снабженный посадочными местами, сменные вкладыши из листового материала, опоры для вкладышей, установленные с зеркальной симметрией и с шагом на обращенных одна к другой сторонах боковых стенок перпендикулярно дну, взаимодействующие с посадочными местами, отличающаяся тем, что в нижней части вкладыши снабжены выступами, на дне корпуса выполнены отверстия для прохождения выступов вкладышей, а на боковых стенках между опорами выполнены отверстия. 2. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что вкладыши выполнены в виде теплопроводов. 3. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что посадочные места выполнены в виде стержневых направляющих, а опоры выполнены в виде захватывающих трубчатых элементов с продольным разрезом. 4. Кассета по п.1, или 3, или 4, отличающаяся тем, что шаг между опорами выполнен кратным наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей различной формы. 5. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тепловые экраны с установленными на них элементами крепления и размещенные на внешних сторонах стенок и дна установочные элементы для фиксации элементов крепления тепловых экранов. 6. Кассета по п.1 или 5, отличающаяся тем, что тепловые экраны выполнены в виде теплоизолирующих пластин, охватывающих внешнюю поверхность кассеты. 7. Кассета по п.1 или 6, отличающаяся тем, что тепловые экраны выполнены в виде тепловых аккумуляторов, рабочая температура которых соответствует температуре хранения термолабильного биологического материала, установленных на элементах крепления в установочных элементах с обеспечением контакта поверхности аккумуляторов с торцами выступов вкладышей.