Устройство для программируемого замораживания биообъектов Советский патент 1985 года по МПК F25D3/10 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно, к установкам для программируемого замораживания малых образцов биологических материалов, преимундественно яйцеклеток и ранних зародышей животных. Целью изобретения является уменьшение расхода хладагента и электроэнергии и повышение надежности работы устройства. На чертеже представлена схема устройства для программируемого замораживания биообъектов. Устройство состоит из тенлоизолированной камеры замораживания 1 (заполненной теплоносителем), снабженной испарителем-теплообменником 2, трубопровода 3, подводяшего хладагент из емкости 4 для жидкого хладагента, снабженной трубкой 5 для подключения реле давления 6, дополнительного теплообменника 7, погруженного в водяную ванну 8, вентиля 9, электромагнитных клапанов: нормально открытого 10 и закрытого 11, регулируемого пневмосопротивления 12, приводящегося в действие сервомотором 13, электрического термометра 14, с датчиком температуры 15, расположенным непосредственно на испарителе 2, программного блока 16, позволяюш,его задавать начальную температуру и скорость снижения температуры по заданной программе и блока сравнения и управления 17. Устройство работает следующим образом. В камеру замораживания 1 заливают в качестве промежуточного теплоносителя незамерзающую жидкость, например этиловый спирт. В емкость 4 для жидкого хладагента наливают хладагент - жидкий азот, после чего емкость 4 герметично закрывают. По мере естественного испарения жидкого азота (или при необходимости при нагреве извне с помощью источника тепла, не показанз, в емкости 4 создается избыточное давление, величина которого поддерживается при помощи реле давления 6 на уровне примерно 30 кПа. Такое давление будет и в теплообменниках 2 и 7 и в трубопроводе 3 до вентиля 9. Запуск процесса замораживания осуществляется открыванием вручную вентиля 9. Этим внутрен72ние полости теплообменников 2 и 7 через нормально открытый электромагнитный клапан и пневмосопротивление 12 соединяют с атмосферой и давление в системе падает. Жидкий азот под действием избыточного давления в емкости 4 по трубопроводу 3 поступает в испаритель-теплообменник 2. Благодаря большому градиенту между температурой жидкого азота и теплообменника 2, азот быстро испаряется, давление б системе (трубопровод 3, теплообменники 2 и 7) поднимается и препятствует дальнейшему поступлению хладагента. Газообразный азот после отдачи холода в испарителееплообменнике 2 проходит через дополнительный теплообменник 7, погруженный в ванну с водой 8, где дополнительно нагревается до О-40°С и через открытый клапан 10 и пневмосопротивление 12 сбрасывается в атмосферу. Давление в системе снижается и в испаритель-теплообменник 2 вновь поступает азот. Расход хладагента определяется давлением в емкости 4 и пропускной способностью регулируемого пневмосопротивления 12. Электромагнитные клапаны 10 и 11 и сервомотор 13 пневмосопротивления 12 приводятся в действие от блока сравнения и управления 17. Этот блок 17 сравнивает сигнал фактической температуры в камере замораживания 1, получаемый от электрического термометра 14 с датчиком температуры 15, с опорным сигналом из программного блока 16. При больших рассогласованиях этих сигналов срабатывают электромагнитные кЛапаны 10 или 11, которые резко меняют скорость подачи хладагента, при небольших - срабатывает сервомотор 13, который увеличивает пропускную способность пневмосопротивления 12. При подаче хладагента в количестве, обеспечивающем установленный на программном блоке 16 режим замораживания, электромагнитные клапаны 10 и 11 обесточены. Все манипуляции управления режимом замораживания сосредоточены на программном блоке 16, где имеется возможность установить начальную температуру замораживания (температуру кристаллизации), скорость снижения температуры и запустить процесс замораживания - снижение температуры по заданной программе.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ БИООБЪЕКТОВ, содержащее теплоизолированную камеру замораживания, систему подачи хладагента под давлением, регулятор подачи хладагента и электронный блок уп-; равления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента и электроэнергии, повышения надежности в работе, устройство дополнительно содержит теплообменник, установленный на выходе камеры замораживания, а регулятор подачи хладагента установлен на выходе теплообменника и снабжен двумя подключенными к нему на входе последовательно и параллельно электромагнитными клапанами. (Л ;о СП сд