ТЕРМОКОНТЕЙНЕР Российский патент 2004 года по МПК F25D3/08 F25B21/02 B65D81/38 

Изобретение относится к биотехнологической и медицинской промышленности, а именно к оборудованию, предназначенному для хранения и транспортировки различных биологических объектов с сохранением их свойств, и может быть использовано для хранения и доставки проб, отбираемых в ходе биологической разведки.

Предшествующий уровень техники
Известно устройство для хранения биологических объектов в вакууме и при низких температурах. Устройство содержит два концентрично установленных стакана из вакуум-плотного материала, между которыми помещена вакуумно-порошковая теплоизоляция. Зазор между стаканами закрыт сверху дистанционным кольцом, снабженным обратным клапаном. Крышка устройства имеет штуцер для подключения вакуум-насоса. В штуцере установлен обратный клапан /патент РФ 2132522, F 25 D 3/00, 1999/.

Недостатком этого устройства является невысокая стабильность поддержания температуры хранения биологического объекта.

Известен теплоизолирующий контейнер, предназначенный для хранения и транспортировки горячих и охлажденных пищевых продуктов и лекарственных препаратов и состоящий из основания, крышки с ручкой, корпуса, размещенного между основанием и крышкой, и сменного компенсатора для хранения и транспортировки емкостей различного размера. В качестве теплоизоляционного материала используют вспененный полистирол. При этом основание контейнера выполнено с возможностью размещения в нем автономного или сетевого нагревательного элемента /патент РФ 2098997, А 47 J 41/02, В 01 D 46/02, 1997/.

Недостатком этого контейнера является невысокая степень термостатирования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является термостатическая транспортная емкость, содержащая корпус с теплоизоляцией, крышку и средство для поддержания в емкости заданной температуры, включающее термоэлектрический холодильный агрегат, охлаждающий элемент которого расположен с обеспечением теплового контакта. Емкость, содержащая металлический сосуд с тепловой изоляцией из пенополиуретана, закреплена на платформе автомобиля /патент РФ 2053465, F 25 D 3/08, В 65 D 81/38, 1996/.

Недостатками известного термоконтейнера являются неравномерность и невысокая степень термостатирования хранимого и транспортируемого продукта.

Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании компактного мобильного термоконтейнера для транспортировки и хранения биологических объектов с сохранением их свойств с возможностью работы устройства автономно и от электросети.

Технический результат заключается в повышении степени и времени термостатирования.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в термоконтейнере, содержащем корпус с термоизоляцией, внутренней камерой и крышкой с уплотнением, термоэлектрическую установку и блок электропитания, корпус снабжен ручкой и скобой, соединенными между собой посредством двух тяг, крышка выполнена полой и заполнена термоизоляционным материалом, внутренняя камера снабжена съемной кассетой для теплопередающей среды, содержащей, по меньшей мере, одну ячейку для размещения емкостей для термостатируемого материала, термоэлектрическая установка содержит два термоэлемента, установленные на скобе, и снабжена блоком термостатирования, при этом термоконтейнер может быть снабжен футляром с термоизоляцией. Корпус, внутренняя камера, крышка, съемная кассета и емкости для термостатируемого материала выполнены из коррозионно-стойкого материала или с антикоррозионным покрытием. Крышка снабжена термометром, датчик которого размещен в верхней части внутренней камеры. Термоэлементы состоят из двух проводников или полупроводников. Кассета для теплопередающей среды преимущественно содержит 9 ячеек для размещения емкостей для термостатируемого материала, а в качестве теплопередающей среды используют воду.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 схематически изображен общий вид термоконтейнера; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - кассета для теплопередающей среды; на фиг.4 - вид по А на фиг.3; на фиг.5 - емкость для термостатируемого материала.

Для большей наглядности соотношение размеров между отдельными блоками и элементами устройства изменено.

Термоконтейнер, предназначенный для хранения и транспортировки различных биологических объектов с сохранением их свойств (фиг.1 и фиг.2) содержит корпус 1 с внутренней камерой 2 и крышкой 3 с уплотняющей герметизирующей прокладкой 4, например резиновой. Крышка 3 представляет собой полый корпус, заполненный, так же как и пространство между корпусом 1 и внутренней камерой 2, термоизоляционным материалом 5, в качестве которого, например, используют вспененный полистирол, пенополиуретан и др. , и снабжена в верхней части цифровым термометром 6, датчик которого 7 размещен в верхней части внутренней камеры 2. Корпус 1 сверху до внутренней камеры 2 закрыт кольцом из текстолита 8 и снабжен подвижной ручкой 9 и скобой 10, соединенными между собой посредством двух тяг 11. Для поддержания заданной температуры термоконтейнер содержит термоэлектрическую установку, состоящую из двух термоэлементов 12, выполненных из двух проводников или полупроводников, вентилятора 13, блока электропитания 14 и блока термостатирования 15 с терморезистором 16, установленным на наружной поверхности внутренней камеры 2.

Внутренняя камера 2 снабжена съемной кассетой 17 (фиг.3 и 4) для теплопередающей среды, например воздуха, воды и др., выполненной в виде металлического корпуса 18 с горловиной 19 и крышкой 20 и содержащей, по меньшей мере, одну, а преимущественно девять, ячеек 21 для размещения емкостей для термостатируемого материала 22. Емкость для термостатируемого материала 22 (фиг. 5) выполнена в виде металлического стакана с цилиндрическим корпусом 23, который через металлическую шайбу 24 и резиновую прокладку 25 закрыт крышкой 26 с резьбой.

Термоконтейнер может быть снабжен футляром с термоизоляцией (на чертежах не показан).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Термоконтейнер работает следующим образом.

Основой термоконтейнера является термоэлектрическая установка, содержащая два термоэлемента 12, выполненные из двух проводников или полупроводников, вентилятора 13, блока электропитания 14 и блока термостатирования 15 с терморезистором 16.

В работе термоэлементов 12 использовано явление Пельтье (эффект Пельтье): выделение или поглощение (в зависимости от направления тока) теплоты при пропускании постоянного электрического тока через контакт двух различных проводников. При прохождении термотока в цепи термоэлемента в горячем спае теплота Пельтье поглощается, а в холодном - выделяется; для поддержания постоянного термотока необходимо к горячему спаю термоэлемента непрерывно подводить извне теплоту, а от холодного спая - непрерывно отводить теплоту.

Для поддержания низких температур, для непрерывного отвода теплоты от холодного спая, в термоэлектрической установке используют вентилятор 13, установленный, как и термоэлементы 12, на скобе 10.

Опуская ручку 9 термоконтейнера - ручка служит для переноски термоконтейнера, а также для перемещения термоэлементов 12 - его переводят в "Рабочий режим", при этом термоэлементы 12, расположенные на скобе 10, приводимой в движение посредством тяг 11, перемещаются до контакта с дном внутренней камеры 2. Включают блок электропитания 14 в сеть. Напряжение питания может быть от сети переменного тока частотой 50 Гц - 220 В или от сети постоянного тока - 24 В или 12 В. Блок электропитания 14 для работы термоэлементов при включении в электрическую сеть переменного тока с напряжением 220 В должен быть снабжен преобразователем (для преобразования переменного тока в постоянный с напряжением 24 В). Напряжение питания термоэлементов 12 составляет 12 В, поэтому при работе термоконтейнера от 24 В оба термоэлемента включены последовательно, а при работе от 12 В - параллельно.

В результате охлаждения (или нагревания) термоэлементов происходит охлаждение (или нагревание) внутренней камеры 2. Для поддержания заданной температуры внутри камеры 2 предусмотрен блок термостатирования 14 с терморезистором 15. Блок термостатирования 14 выполнен на печатной плате, а терморезистор 15 закреплен на наружной поверхности камеры. Переменный резистор 15 отрегулирован на поддержание в камере 2 заданной температуры. При понижении температуры ниже заданной - термоэлементы отключаются, а при повышении - вновь включаются. Таким образом, в термоконтейнере поддерживают режим термостатирования.

Биологические пробы, отобранные в результате, например, биологической разведки, помещают в емкости для термостатируемого материала 22, например, выполненные в виде металлического стакана с цилиндрическим корпусом 23, который через металлическую шайбу 24 и резиновую прокладку 25 герметично закрывают крышкой 26 с резьбой. Предпочтительно, что емкости 22 выполняют из коррозионно-стойкого материала или покрывают антикоррозионным покрытием. Емкости 22 помещают в ячейки 18 съемной кассеты 17, которую устанавливают во внутреннюю камеру 2, в которой поддерживают заданную температуру.

Поднимая ручку 9 термоконтейнера, его переводят в "Автономный режим" (при отключенном питании). В автономном режиме дополнительным аккумулятором холода служит съемная кассета 17, в которую через горловину 19, в качестве теплопередающей среды, заливают, например, воду для предварительного охлаждения кассеты 17 и герметично закрывают крышкой 20. Кассету 17 с пробами биологического материала, помещенными в емкости 22, расположенные в ячейках 18, и заполненную водой охлаждают, например, в бытовом холодильнике до образования льда, а затем охлажденную кассету помещают во внутреннюю камеру 2 термоконтейнера и плотно закрывают его крышку 3. Термоизоляцию обеспечивают за счет того, что пространство внутри крышки 3 и между корпусом 1 и внутренней камерой 2 заполнено термоизоляционным материалом 5, в качестве которого, например, используют вспененный полистирол, пенополиуретан и др. По показаниям цифрового термометра 6, расположенного в верхней части крышки 3, определяют температуру внутри камеры 2. Поскольку датчик 7 термометра 6 размещен в верхней части внутренней камеры 2, то реальная температура кассеты с пробами на 2-3 градуса ниже показаний термометра. Для лучшей герметичности крышку 3 снабжают резиновой прокладкой 4. Крышку термоконтейнера 3 могут опечатывать мастичной печатью.

В конструкции может быть предусмотрен футляр с термоизоляцией, который предохраняет термоконтейнер от механических повреждений в процессе транспортировки, а также позволяет в автономном режиме сохранять необходимую температуру в камере выключенного термоконтейнера более длительное время.

Для работ по хранению и доставке проб, отбираемых в ходе биологической разведки, корпус, внутренняя камера, крышка, съемная кассета и емкости для термостатируемого материала должны быть выполнены из коррозионно-стойкого материала. Кроме того, все элементы должны быть выполнены без острых углов, что обеспечивает безопасность работы оператора в средствах индивидуальной защиты, например резиновых перчатках, с сохранением их целостности.

Промышленная применимость.

Устройство просто и надежно в эксплуатации, обладает низкой энергоемкостью и может быть изготовлено для хранения и транспортировки проб различного биологического материала при различных заданных температурах.

Предложенное изобретение представляет собой компактное, мобильное устройство для хранения и транспортировки биологических объектов с сохранением их свойств, работающее от электросети и автономно, с высокими степенью и временем термостатирования.

Использование: в биотехнологической и медицинской промышленности для хранения и транспортировки различных биологических объектов с сохранением их свойств, в частности, для хранения и доставки проб, отбираемых в ходе биологической разведки. Сущность изобретения: позволяет повысить степень и время термостатирования за счет того, что в термоконтейнере, содержащем корпус с термоизоляцией, внутренней камерой и крышкой с уплотнением, термоэлектрическую установку и блок электропитания, корпус снабжен ручкой и скобой, соединенными между собой посредством двух тяг, крышка выполнена полой и заполнена термоизоляционным материалом, внутренняя камера снабжена съемной кассетой для теплопередающей среды, содержащей, по меньшей мере, одну ячейку для размещения емкостей для термостатируемого материала, термоэлектрическая установка содержит два термоэлемента, установленных на скобе, и снабжена блоком термостатирования, при этом термоконтейнер может быть снабжен футляром с термоизоляцией. Корпус, внутренняя камера, крышка, съемная кассета и емкости для термостатируемого материала выполнены из коррозионно-стойкого материала или с антикоррозионным покрытием. Крышка снабжена термометром, датчик которого размещен в верхней части внутренней камеры. Термоэлементы состоят из двух проводников или полупроводников. Кассета для теплопередающей среды преимущественно содержит 9 ячеек для размещения емкостей для термостатируемого материала, а в качестве теплопередающей среды используют воду. 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Термоконтейнер, содержащий корпус с термоизоляцией, внутренней камерой и крышкой с уплотнением, термоэлектрическую установку и блок электропитания, отличающийся тем, что корпус снабжен ручкой и скобой, соединенными между собой посредством двух тяг, крышка выполнена полой и заполнена термоизоляционным материалом, внутренняя камера снабжена съемной герметичной кассетой для теплопередающей среды, содержащей по меньшей мере одну ячейку для размещения емкостей для термостатируемого материала, термоэлектрическая установка содержит два термоэлемента, установленных на скобе, и снабжена блоком термостатирования.2. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что снабжен футляром с термоизоляцией.3. Термоконтейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус, внутренняя камера, крышка, съемная кассета и емкости для термостатируемого материала выполнены из коррозионно-стойкого материала или с антикоррозионным покрытием.4. Термоконтейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что крышка снабжена термометром, датчик которого размещен в верхней части внутренней камеры.5. Термоконтейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что термоэлементы состоят из двух проводников или полупроводников.6. Термоконтейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что кассета содержит 9 ячеек для размещения емкостей для термостатируемого материала.7. Термоконтейнер по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве теплопередающей среды используют воду.