УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2014 года по МПК F25D3/00 F25D3/10 

Изобретение относится к медицине, медицинской технике.

Известно устройство для хранения крови - холодильная камера из одинарных полиуретановых сэндвич-панелей толщиной не менее 140 мм, облицованных снаружи оцинкованными стальными листами, а внутри нержавеющими.

Наиболее близким к предлагаемому решению (прототипом) является холодильная камера производства фирмы «Астра» из сэндвич-панелей, выпускаемая Алатырским заводом низкотемпературных холодильников Республики Чувашия (http://www.asta-medical.com/catalog_9_100.html).

Данная конструкция имеет следующие недостатки.

Обслуживающий персонал производит выгрузку/загрузку образцов, находясь внутри камеры с очень низкой температурой (-40°С), что негативно сказывается на его здоровье. Резкие перепады температур, от +40°С до -40°С, ускоряют разрушение пластика, из которого выполнены пакеты с кровью. Проход для человека с тележкой приходится выполнять внутри низкотемпературной камеры, что увеличивает ее размеры. При открывании двери и в результате инфильтрации в камеру проникает теплый воздух до +40°С с большим содержанием влаги, которая конденсируется и замерзает на металлических решетках и стеллажах, в результате чего может происходить примерзание корзин с пакетами крови к стеллажам.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение негативного воздействия на здоровье работающего персонала, предотвращение разрушения упаковочного материала и примерзания его к металлическим решеткам, а также более рациональное использование объема низкотемпературной камеры.

Технический результат достигается тем, что, во-первых, предлагаемое устройство для хранения биологических материалов состоит из двух изолированных друг от друга камер, расположенных одна в другой по принципу «матрешки».

Во-вторых, наружная высокотемпературная камера выполнена из панелей с теплоизоляционным материалом (например, пенополиуретановым наполнителем) толщиной не менее 80 мм имеет одну входную дверь; температура внутри камеры от 0°С до +5°С обеспечивается отдельной высокотемпературной холодильной машиной.

В-третьих, внутренняя низкотемпературная камера выполнена из панелей теплоизоляционным материалом (например, с пенополиуретановым наполнителем) толщиной не менее 120 мм имеет несколько дверей для доступа к конкретному стеллажу с конкретным видом хранимой продукции; стеллажи в ней расположены непосредственно у двери. Хладоснабжение этой камеры осуществляется отдельной двухкаскадной холодильной машиной, поддерживающей температуру в камере не менее -40°С.

В-четвертых, управление холодильными машинами высокотемпературной и низкотемпературной осуществляется независимо.

В-пятых, только в низкотемпературной (внутренней) камере имеются тэны подогрева двери.

Предлагаемое устройство, благодаря расположению камер, позволяет персоналу не находится в опасной низкотемпературной зоне, что снижает риск отрицательного воздействия на здоровье работающего персонала. Перепад температуры на стенках низкотемпературной камеры поддерживается постоянным 40°±5°С, что позволяет использовать менее мощную двухкаскадную холодильную машину. Воздух в наружной камере в результате предварительного охлаждения осушается, что значительно уменьшает поступление влаги в низкотемпературную камеру. Это снижает число оттаек и значительно уменьшает вероятность примерзания корзин к стеллажам и упаковки к корзинам.

Новизна предлагаемого устройства для хранения биологических материалов заключается в том, что оно состоит из двух холодильных камер вместо одной, одна из которых находится внутри другой (принцип «матрешки»). Доступ к хранимым материалам (например, к корзинам с кровью) производится непосредственно из высокотемпературной камеры без входа обслуживающего персонала в низкотемпературную камеру, что обеспечивается тем, что напротив каждого стеллажа монтируются двери, количество которых зависит от конструкции стеллажей и объема хранения материалов. Предлагаемое устройство обслуживают две холодильные машины - низкотемпературная и высокотемпературная.

Технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого нами способа, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемое устройство для хранения биологических материалов состоит из следующих составных частей (см. фиг.1).

1. Низкотемпературная камера (1) - внутренняя - предназначена непосредственно для хранения биологических жидкостей (например, крови и ее компонентов). Панели камеры выполнены из теплоизоляционного материала (например, пенополиуретана), соединенных между собой с помощью быстро открываемых замков (например, эксцентрикового крючкового замка). Внутренняя поверхность низкотемпературной камеры - хром-никелевая нержавеющая сталь, наружная поверхность стен и потолка камеры - оцинкованная сталь с светоотражающим покрытием (например, с белым лаковым покрытием типа RAL-9003). Теплоизоляционные двери низкотемпературной камеры (10) оснащены системой электроподогрева периметра примыкания. Световой проем двери - не менее 800×1900 мм.

Двери камер должны закрываться на ключ и иметь возможность аварийного выхода персонала изнутри камер при дверях, закрытых на ключ снаружи. Она имеет несколько дверей, расположенных непосредственно напротив стеллажей.

2. Высокотемпературная камера (3) - наружная, выполняющая роль тамбура, с поддержанием температуры внутри в пределах от 0°С до ±5°С. Панели камеры выполнены из теплоизоляционного материала (например, пенополиуретана), соединенных между собой с помощью быстро открываемых замков (например эксцентрикового крючкового замка). Наружная и внутренняя поверхность стен и потолка камеры - оцинкованная сталь, оцинкованная сталь со светоотражающим покрытием (например, с белым лаковым покрытием типа RAL-9003). Световой проем двери (11) - не менее 800×1900 мм.

Двери камер закрываются на ключ и обеспечивают возможность аварийного выхода персонала изнутри камер при дверях, закрытых на ключ снаружи.

3. Стеллажная конструкция (2) выполнена из нержавеющей хром-никелевой стали. Конструкция стеллажей легко разбирается для обеспечения доступа вовнутрь низкотемпературной камеры для проведения технологических работ. Стеллаж состоит из быстро переставляемых полок, которые в зависимости от размера тары хранимых материалов могут быть переставлены.

4. Компрессорно-ресиверный агрегат (4) на базе одного полугерметичного двухступенчатого компрессора (например, Bitzer (Германия) S4T-5.2Y) хладоснабжает низкотемпературную камеру

5. Выносной конденсатор (5) представляет собой теплообменник, обдуваемый встроенным вентилятором. Он устанавливается на улице и оборудован защитой от осадков, соединяется с компрессорно-ресиверной станцией медными трубопроводами.

6. Выносной компрессорно-конденсаторный агрегат (6) предназначен для хладоснабжения высокотемпературной камеры. Устанавливается на улице и оборудуется защитой от осадков; соединяется с испарителем камеры медными трубами. В качестве выносного компрессорно-конденсаторного блока может быть использована готовая сплит-система Rivacold (Италия).

7. Щит управления (7) регулирует работу обеих установок с учетом почасовой наработки. Работа системы поддержания заданного температурного режима полностью автоматизирована и не требует дополнительного вмешательства человека, обеспечивает автоматическое управление машинами и аварийное отключение.

8. Воздухоохладитель низкотемпературной камеры (8) представляет собой теплообменник со встроенным вентилятором, который его обдувает. Воздухоохладитель оснащен системой оттайки и имеет поддон с дренажным шлангом для отвода воды.

9. Воздухоохладитель высокотемпературной камеры (9) представляет собой теплообменник со встроенным вентилятором, который его обдувает. Воздухоохладитель имеет поддон с дренажным шлангом для отвода воды.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Работник, использующий устройство, подвозит тележку с биологическим материалом (например, кровью) к входной двери наружной (высокотемпературной) камеры. Рядом с ней находится шкаф управления, на котором расположены лампы-индикаторы аварийных ситуаций и дисплеи с отображением текущих температур в высокотемпературной и низкотемпературной камерах. Далее он попадает через входную дверь в высокотемпературную холодильную камеру, температура в которой поддерживается около 0°С и закрывает за собой дверь. Работник подвозит тележку к конкретной двери конкретного стеллажа, открывает ее и загружает корзины с биологическим материалом (например, кровью), находясь при этом в высокотемпературной (наружной) камере. Загрузив корзины в низкотемпературную (внутреннюю) камеру, закрывает дверь и покидает наружную (высокотемпературную) камеру.

Холодильная машина наружной камеры, пропуская воздух через свой испаритель, охлаждает его от 0 до +5°С, и на поверхности ребер конденсируется вода, которая стекает в поддон, и через дренажный шланг удаляется из камеры. Таким образом, воздух внутри наружной камеры осушается. Фильтры, установленные на всасывании испарителя, удаляют различные загрязнения (при необходимости может быть установлен антибактериальный фильтр).

Стеллажная конструкция является разборной, чтобы при необходимости работник мог пройти во внутреннюю камеру для ремонта и обслуживания испарителей хладоснабжения низкотемпературной камеры.

Стеллаж состоит из быстро переставляемых полок, которые в зависимости от размера тары хранимых материалов работник может быстро переставить.

Работа системы хладоснабжения:

Двухкаскадный компрессор, входящий в состав компрессорно-ресиверного агрегата (4) всасывает пары фреона. Сжатые пары фреона по медным трубам попадают в выносной конденсатор (5), где охлаждаются в теплообменнике обдуваемым вентилятором, конденсируются, превращаясь в жидкость.

Жидкий фреон возвращается обратно в компрессорно-ресиверный агрегат и аккумулируется в его ресивере. Из ресивера жидкий фреон по медным трубам попадает в воздухоохладитель низкотемпературной камеры (8), где дросселируется при помощи ТРВ (терморегулирующего вентиля) и в результате резкого падения давления переходит из жидкости в пар. Именно этот фазовый переход забирает тепло из низкотемпературной камеры (1), в результате чего температура в камере понижается до требуемой. Тепло камеру поступает из за теплопередачи через стенки из высокотемпературной камеры (3), а также в результате открывания дверей при выгрузки и загрузки хранимых материалов. Пар фреона попадает обратно по медным трубам в компрессорно-ресиверный агрегат (4) на линию всасывания двухкаскадного компрессора, и цикл замыкается.

Аналогичным образом происходит хладоснабжение высокотемпературной камеры. Компрессор, входящий в состав компрессорно-конденсаторного агрегата (6), всасывает пары фреона. Компрессор состоит из электродвигателя и компрессорного блока, в котором находятся поршень и шатун, закрепленные на одном валу. Компрессор всасывает пары, а затем их сжимает до требуемого давления. Сжатые пары фреона по медным трубам попадают в конденсатор, входящий в состав компрессорно-конденсаторного агрегата, где охлаждаются в теплообменнике обдуваемым вентилятором, конденсируются, превращаясь в жидкость. Жидкий фреон по медным трубам попадает в воздухоохладитель высокотемпературной камеры (9), где дросселируется при помощи ТРВ и в результате резкого падения давления переходит из жидкости в пар. Именно этот фазовый переход забирает тепло из низкотемпературной камеры (1), в результате чего температура в камере понижается до требуемой. Тепло в камеру поступает из-за теплопередачи через стенки из окружающей среды, а также в результате открывания дверей при выгрузке/загрузке хранимых материалов.

Таким образом, охлаждение низкотемпературной камеры, где непосредственно находятся контейнеры с биологическим материалом, производится по принципу двухкаскадного охлаждения.

Предлагаемое устройство предназначено для хранения различных биологических материалов (в том числе, крови и кровезаменителей).

Изобретение направлено на уменьшение негативного воздействия на здоровье работающего персонала, предотвращение разрушения упаковочного материала и примерзания его к металлическим решеткам, а также более рациональное использование объема низкотемпературной камеры. Устройство для хранения биологических материалов содержит внутреннюю, низкотемпературную, и наружную, высокотемпетатурную камеры, стеллажную конструкцию, щит управления, компрессорно- конденсаторный агрегат, выносной компрессорно- конденсаторный блок. Внутренняя и наружная камеры изолированы друг от друга и расположены одна в другой, при этом внутренняя камера со стенками из теплоизоляционного материала толщиной не менее 120 см, с холодоснабжением не менее -40˚С отдельной двухкаскадной холодильной машиной оснащена несколькими дверями. Наружная камера имеет стенки из теплоизоляционного материала толщиной не менее 80 мм, с холодоснабжением от 0˚С до +5˚С высокотемпературной холодильной машиной. Использование данного изобретения предотвращает разрушение упаковочного материала и примерзание его к решеткам и обеспечивает рациональное использование объема низкотемпературной камеры. 1ил.

Устройство для хранения биологических материалов, содержащее внутреннюю, низкотемпературную, и наружную, высокотемпературную камеры, стеллажную конструкцию, щит управления, отличающееся тем, что в состав устройства включены компрессорно-ресиверный агрегат, выносной конденсатор, выносной компрессорно-конденсаторный блок; внутренняя и наружная камеры изолированы друг от друга и расположены одна в другой, при этом внутренняя камера со стенками из теплоизоляционного материала толщиной не менее 120 мм, с хладоснабжением не менее -40°С отдельной двухкаскадной холодильной машиной оснащена несколькими дверями для доступа к конкретному стеллажу, а наружная камера имеет стенки из теплоизоляционного материала толщиной не менее 80 мм, с хладоснабжением от 0°С до +5°С высокотемпературной холодильной машиной.