Прибор для поддержания газовой фазы в термостате Советский патент 1992 года по МПК C12M1/36 

Изобретение относится к биологической технике, а именно к приборам для поддержания газовой фазы при выращивании биообъектов в термостате, и может найти применение как в медицинской, так и в би- отехнической промышленности.

Известен прибор для поддержания газовой фазы в термостате, содержащий датчик концентрации С02, установленный вне термостата и подключенный к блоку управ- ления, выход которого соединен с электромагнитным клапаном, установленным на линии подачи С02.

Блок управления содержит усилитель, АЦП, средство индикации, задэтчик, усили- тель сравнения и ключ.

Датчик концентрации СОг содержит две мостовые схемы. Кроме того, в состав прибора входит насос и холодильник. Подачу СОз осуществляют через электромагнитный клапан. С помощью насоса ведут откачку пробы газовой смеси из термостата в датчик концентрации С02.

Данный прибор имеет существенный недостаток, а именно выброс в атмосферу газовой смеси из термостата, что нарушает экологию помещения, в которой эксплуатируется прибор. Кроме того, выброс некоторой части газовой смеси из термостата определенным образом нарушает его газо- вый и температурный режим, что ведет к повышенному расходу С02.

Наиболее близким к изобретению является прибор, содержащий замкнутый газовый циркуляционный контур, который состоит из последовательно соединенных смесителя, отделителя влаги, насоса, фильтра, увлажнителя и термостата (культиватора). Сам термостат находится в смесителе и непосредственно соединен со смеситель- ным патрубком, размещенным в верхней его зоне.

Циркуляция газовой фазы осуществляется по часовой стрелке, т.е. газ поступает в термостат снизу вверх.

Однако известный прибор имеет следующие недостатки: высококонцентрированный С02 подается прямо на выращиваемые биообъекты, что приводит к их нежелательным реакциям: подача С02 в нижнюю зону термостата приводит к большим неравно- мерностям и образованиям достойных зон с большой концетрацией С02, что приводит к снижению точности измерений концентрации С02 непосредственно в термостате; термостат защищен фильтром от проникновения нежелательных микроорганизмов только с одной стороны, а именно со стороны насоса (по входу газовой фазы в термостат), однако со стороны смесителя

термостат не защищен от проникновения нежелательных микроорганизмов, что снижает стерильность термостата по газовой фазе.

Цель изобретения - повышение точности измерений и повышение стерильности.

Указанная цель достигается тем, что в приборе для поддержания газовой фазы в термостате, содержащем последовательно соединенные смеситель, насос, фильтр и термостат, образующий замкнутый газовый контур, и датчик концентрации углекислого газа, вход термост та для подачи газовой питательной среды расположен в верхней его части, а выход - в нижней, при этом датчик концентрации расположен на выходе термостата.

Кроме того, прибор снабжен дополнительным фильтром, расположенным нэ выходе термостата.

На чертеже изображена блок-схема прибора.

Прибор содержит датчик 1 концентрации углекислого газа, расположенный на выходе термостата 2. Датчик подключен к блоку 3 управления, выход которого соединен с электромагнитным клапаном 4, установленным перед смесителем 5, имеющим первый 6 и второй 7 входы.

На линии подачи контролируемой газовой смеси из термостата к датчику концентрации С02 установлен насос 8, а на входе имеется фильтр 9. При этом прибор снабжен дополнительным фильтром 10, расположенным на выходе термостата. К тому же вход термостата для подачи газовой питательной среды расположен в верхней его части, а выход - в нижней.

Прибор работает следующим образом.

В исходном состоянии термостат заполняют сосудами с выращиваемыми биообъектами, в качестве которых могут быть использованы различные мелкие биологические объекты (водоросли, культуры клеток растений, грибы и т.п.). При этом при открывании двери термостата его внутренний объем самопроизвольно заполняется воздухом.

Закрывают дверь термостата и включают прибор, при этом на блоке 3 управления устанавливают желаемую концентрацию СОз. Насос 8 подает газовую смесь из термостата 2 к датчику 1. Последний измеряет концентрацию С02 и передает информацию в блок 3 управления, там эта информация сравнивается и при недостатке С02 включается электромагнитный клапан 4. Начинается поступление С02 в смеситель 5 через его первый РХОД 6. В это же время с второго входа 7 поступает газовая фаза из термостэта 2 Таким образом, в смесителе 5 происходит разбавление высококонцентрированного С02. В дальнейшем эта смесь фильтруется через фильтр 9 и поступает в верхнюю зону термостата 2.

Так как С02 тяжелее воздуха и его температура ниже температуры газовой фазы, находящейся в термостате, то он под действием гравитационных сил опускается сверху вниз и таким образом заполняет объем термостата. Прохождению этого потока содействует и насос 8, который включен таким образом, что поток откачиваемой пробы совпадает по направлению с естественной циркуляцией.

Откачиваемая насосом газовая смесь через фильтр 10 подается в датчик 1 концентрации С02. При достижении заданной концентрации СОа клзпан 4 выключается, что приводит к перекрытию поступления С02 в смеситель. Однако циркуляция газовой смеси в термостате продолжается за счет насоса 8.

В процессе выращивания биообьектов (мелкие растения или их клетки) последние поглощают газовую смесь с СОа. Таким образом концентрация С02 постепенно уменьшается. Для ее выравнивания прибор опять подает С02 в термостат. Таким образом происходит процесс поддержания СОа в термостате.

Расположение входа термостата для подачи газовой питательной среды в верхней его части, а выхода - в нижний позволяет за счет естественного и принудительного потоков, создаваемых насосом, создать хорошую конвенцию газовоздушной смеси, что приводит к исключению застойных зон и равномерности распределения газовой смеси по всему объему термостата.

Все это, а также расположение датчика концентрации на выходе, термостата позволяет повысить точность измерений концентрации СОа в газовой фазе.

Кроме того, снабжение прибора дополнительным фильтром, расположенным на выходе термостата, позволяет повысить стерильность термостата по газовой фазе.

Формула изобретения

1.Прибор для поддержания газовой фазы в термостате, содержащий последовательно соединенные смеситель, насос, фильтр и термостат, образующие замкнутый газовый контур, и датчик концентрации углекислого газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, вход термостата для подачи газовой питательной среды расположен в верхней его части, а выход - в нижней, при этом датчик концентрации расположен на выходе термостата.

2.Прибор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения стерильности, он снабжен дополнительным фильтром, расположенным на выходе термостата.

Использование: изобретение относится к биологической технике, а именно к приборам для поддержания газовой фазы при выращивании биообъектов в термостате, и может найти применение как в медицинской, так и в биотехнической промышленности. Сущность изобретения: прибор содержит датчик 1 концентрации С02, установленный вне термостата 2 и подключенный к блоку 3 управления. Выход блока 3 управления соединен с электромагнитным клапаном 4, установленным на линии подачи СОа перед смесителем 5, имеющим первый вход 6 и второй вход 7. На линии подачи контролируемой газовой смеси из термостата 2 к датчику 1 концентрации С02 установлен насос 8, а на входе и выходе термостата введено по фильтру 9 и 10. При этом вход термостата организован в верхней его зоне, а выход - в нижней. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. s Ё Х| л о ы ел