ПОРТАТИВНЫЙ ТЕРМОСТАТ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Российский патент 2007 года по МПК F25D3/14 G05D23/30 

Изобретение относится к ветеринарии и медицине, в частности к портативным термостатам для биологических исследований, и может быть использовано в биологических лабораториях, в учебном процессе в высших и средних учебных заведениях и в качестве мини-инкубатора в домашнем хозяйстве.

Уровень техники

Известен термостат, содержащий корпус с внутренней емкостью и внутренней вакуумной полостью и крышку с вакуумными полостями, которая установлена в верхней части корпуса, над его внутренней емкостью, при этом он снабжен заполненным гидридообразующим веществом контейнером с нагревательным элементом и термодатчиком с аккумулятором тепла, в корпусе выполнены заливная полость с заливным и выходным отверстиями и внешняя вакуумная полость, при этом заливная полость расположена между внутренней и внешней вакуумированными полостями, а внутренняя емкость корпуса соединена с внутренней вакуумированной полостью трубопроводом, причем термодатчик с аккумулятором тепла закреплены на крышке, с ее внутренней стороны.

В термостате термодатчик с аккумулятором тепла выполнены в виде корпуса с верхней пробкой с заливным отверстием в его нижней части и с нижней пробкой в нем, с рабочим веществом внутри него, в виде первой накидной гайки с подвижным контактным элементом в ее верхней части и в виде второй накидной гайки с контактным элементом, установленным вдоль ее вертикальной геометрической оси с помощью регулирующей пружины с помощью регулирующей пружины, причем верхняя часть корпуса соединена с первой накидной гайкой, а через гибкий элемент - с верхней пробкой, которая через пружину соединена с внутренними стенками первой накидной гайки, подвижный контактный элемент которой соединен в его нижней части с верхней пробкой, при этом верхняя часть первой накидной гайки соединена со второй накидной гайкой.

В термостате в качестве рабочего вещества использовано вещество, температура плавления которого соответствует температуре термостатирования. Термостат снабжен источником напряжения и реле, подвижный контактный элемент первой накидной гайки и контактный элемент второй накидной гайки последовательно через источник питания включены в управляющую цепь реле, контакты которого совмещены с контактами нагревательного элемента (см. пат. РФ №2009622, кл. Н05К 7/20, G12В 15/00, опубл. 15.03.1994 г.).

Недостатком данного термостата является сложность конструкции, большие затраты на изготовление.

Известен низкотемпературный термостат для хранения термолабильного биологического материала, содержащий теплоизолированную рабочую камеру с размещенным в ней блоком охлаждения, разделенную полками на отсеки, датчик температуры, стационарный блок питания и контейнеры с теплоаккумулирующим веществом, при этом в него введены пороговый блок аварийной сигнализации, электрический аккумулятор, многоканальный переключатель и n-1 датчиков температуры, где n число отсеков, при этом контейнеры с теплоаккумулирующим веществом и датчики температуры установлены в каждом отсеке, теплоаккумулирующее вещество выбрано с возможностью плавления в температурном интервале: Т_max.доп, Т_ст ^±ΔТ, заданные температура и точность статирования, Т_ст и ^ΔТ - максимальное значение допускаемой температуры, при которой может сохраняться биоматериал, причем выходы датчиков температуры соединены с информационными входами порогового блока аварийной сигнализации и измерителя температуры через многоканальный переключатель, шина питания электрических узлов термостата соединена с выходом аккумулятора и выходом стационарного блока питания, а управляющий вход порогового блока аварийной сигнализации соединен с выходом стационарного блока питания. В термостате многоканальный переключатель содержит мультиплексор, генератор тактовых импульсов, пороговый блок, элемент ручного управления опросом и коммутатор режимов опроса, через который генератор тактовых импульсов соединен с тактирующим входом мультиплексора, при этом первый и второй управляющие входы коммутатора режимов опроса соединены соответственно с выходом порогового блока и с элементом ручного управления опросом, информационный вход порового блока через выключатель связан с выходом, являющимся выходом многоканального переключателя, группой входов которого является группа входов мультиплексора.

Термостат содержит дополнительный датчик температуры, расположенный в емкости с теплофизическим эквивалентом сохраняемого биоматериала, установленный в рабочей камере и соединенный выходом с одним их входов многоканального переключателя и с разъемом для подключения устройства автоматической регистрации температуры.

Термостат содержит развязывающий элемент, включенный между шиной питания и выходом стационарного блока питания.

В термостате развязывающий элемент выполнен в виде диода (см. пат. РФ №2049344, кл. G05D 23/30, опубл. 27.11.1995 г.).

Недостатком данного термостата является сложность конструкции, невысокая надежность, большие затраты на изготовление.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является переносной термостат для транспортировки биологических субстанций, содержащий термоизолированный корпус с крышкой и рабочую камеру, термоэлектрический модуль, блок автоматического управления с пультом, радиатор, вентилятор и вентиляционное окно в корпусе с предохранительной решеткой, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена из коррозионно-стойкого металла, радиатор и вентилятор размещены под днищем рабочей камеры, а нижняя часть корпуса термостата снабжена приспособлением, включающим опоры для его крепления на транспортном средстве с образованием зазора для обеспечения прохода воздуха в вентиляционное окно, а крышка термостата снабжена блоком, включающим люк для соединения с дренажными средствами жизнеобеспечения донорских органов (см. пат. РФ №2054608, кл. F25D 3/14, опубл. 20.02.1996 г.).

Недостатком данного термостата является сложность конструкции, использование дорогостоящих комплектующих и трудности в организации массового производства.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является разработка упрощенной конструкции переносного термостата для использования его в биологических и химических лабораториях там, где требуется сравнительная низкотемпературное термостатирование. Этот переносной термостат может быть использован на лабораторных занятиях, например, при определении активности ферментов в высших и средних учебных заведениях, при определении биологической активности тканевых препаратов, а также в фермерских хозяйствах в качестве миниинкубатора.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению устройства, повышению надежности и уменьшению установленной мощности с одновременным снижением материалоемкости и стоимости.

Технический результат достигается с помощью портативного термостата для биологических исследований, содержащего термоизолированный корпус с крышкой и рабочую камеру, электровентилятор, расположенный под днищем рабочей камеры, при этом он снабжен расположенными под днищем камеры электронагревателем, датчиком и задатчиком температуры, блоком коммутации, шинами для сетевого электропитания, усилителем постоянного тока, фильтром питания, блоком регулирования, понижающим трансформатором, причем электровентилятор и электронагреватель подключены к выходу блока коммутации, последний подключен к шинам для сетевого электропитания и выходу усилителя постоянного тока, который подключен к фильтру питания и выходу блока регулирования, входы последнего подключены к датчику и задатчику температуры и фильтру питания, вход которого соединен с выходом выпрямителя, вход выпрямителя подключен к вторичной обмотке понижающего трансформатора, первичная обмотка которого соединена с шинами сетевого электропитания, а рабочая камера снабжена технологическими полками, длина которых несколько меньше, чем внутреннее пространство рабочей камеры с возможностью образования воздушных каналов, причем крышка выполнена в виде теплоизолированной двери.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 дан портативный термостат для биологических исследований, общий вид.

На фиг.2, то же, разрез по А-А.

На фиг.3 дана структурная электрическая схема стабилизации и регулирования температуры.

Осуществление изобретения

Портативный термостат для биологических исследований состоит из корпуса 1 с теплоизоляцией 2, внутри которого размещается рабочая камера 3, доступ к которой осуществляется через теплоизолированную дверь 4, внутри рабочей камеры 3 располагаются технологические полки 5, по длине несколько меньше чем внутреннее пространство рабочей камеры 3, которые образуют воздушные каналы, воздух по которым из рабочей камеры 3 обтекает датчик температуры 6 за счет электровентилятора 7 и нагревается электронагревателем 8. Последние подключаются к выходу блока коммутации 9, который подключается к шинам 10 сетевого электропитания и выходу усилителя постоянного тока 11, который подключается к фильтру питания 12 и выходу блока регулирования 13, входы последнего подключены к датчику 6 и задатчику 14 температуры и фильтру питания 12, вход которого соединяется с выходом выпрямителя 15, вход которого подключается к вторичной обмотке понижающего трансформатора 16, первичная обмотка которого соединяется с шинами 10 сетевого электропитания (не показано).

Портативный термостат для биологических исследований работает следующим образом.

При подключении сетевого электропитания напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора 16 и понижается до требуемой величины, далее с помощью выпрямителя 15 пониженное напряжение выпрямляется и сглаживается фильтром 12. Выпрямленное напряжение поступает к блоку регулирования 13 и усилителю постоянного тока 11. Блок регулирования 13 представляет собой одноуровневый компаратор напряжения, на выходе которого напряжение зависит от напряжений с датчика 6 и задатчика температуры 14 согласно соотношению

Следовательно, при уменьшении температуры воздуха рабочей камеры 3 ниже заданной температуры напряжение с датчика 6 уменьшается и согласно соотношению (1) напряжение на выходе блока регулирования 13 увеличивается и, усиливаясь усилителем постоянного тока 11, поступает на блок коммутации 9, который подключает электровентилятор 7 и электронагреватель 8 к шинам 10 сети. Происходит нагрев воздуха внутри рабочей камеры 3. При достижении заданной температуры напряжения и будут равны на выходе блока регулирования 13, будет присутствовать нулевое напряжение, следовательно, блок коммутации 9 отключит электровентилятор 7 и электронагреватель 8 от сети, нагрев прекратится.

Регулируя напряжение задатчика 14, можно устанавливать различную температуру стабилизации. Точность поддержания температуры рабочей камеры 3 определяется параметрами обратной связи блока регулирования 13.

Предлагаемое изобретение, по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями, имеет следующие преимущества:

- повышение надежности;

- упрощение конструкций;

- уменьшение установленной мощности с одновременным снижением материалоемкости и стоимости;

- широкие функциональные возможности, а именно возможность использования на лабораторных занятиях в высших и средних учебных заведениях, при определении биологической активности тканевых препаратов по дрожжевому тесту, а также в фермерских хозяйствах в качестве мини-инкубатора.

Изобретение относится к ветеринарии и медицине. Технический результат сводится к упрощению устройства, повышению надежности и уменьшению установленной мощности с одновременным снижением материалоемкости и стоимости. Портативный термостат для биологических исследований состоит из корпуса с теплоизоляцией, внутри которого размещается рабочая камера, доступ к которой осуществляется через теплоизолированную дверь, внутри рабочей камеры располагаются технологические полки, по длине несколько меньше, чем внутреннее пространство рабочей камеры, которые образуют воздушные каналы, воздух по которым из рабочей камеры обтекает датчик температуры за счет электровентилятора и нагревается электронагревателем, также введены блок коммутации, подключенный к шинам сетевого электропитания, усилитель постоянного тока, фильтр питания, блок регулирования, задатчик температуры, выпрямитель, понижающий трансформатор. 3 ил.

Портативный термостат для биологических исследований, содержащий термоизолированный корпус с крышкой и рабочую камеру, электровентилятор, расположенный под днищем рабочей камеры, отличающийся тем, что он снабжен расположенными под днищем камеры электронагревателем, датчиком и задатчиком температуры, блоком коммутации, шинами для сетевого электропитания, усилителем постоянного тока, фильтром питания, блоком регулирования, понижающим трансформатором, причем электровентилятор и электронагреватель подключены к выходу блока коммутации, последний подключен к шинам для сетевого электропитания и выходу усилителя постоянного тока, который подключен к фильтру питания и выходу блока регулирования, входы последнего подключены к датчику и задатчику температуры и фильтру питания, вход которого соединен с выходом выпрямителя, вход выпрямителя подключен к вторичной обмотке понижающего трансформатора, первичная обмотка которого соединена с шинами сетевого электропитания, а рабочая камера снабжена технологическими полками, длина которых несколько меньше, чем внутреннее пространство рабочей камеры с возможностью образования воздушных каналов, причем крышка выполнена в виде теплоизолированной двери.