Лабораторная барокамера с устройством для замораживания Советский патент 1993 года по МПК A61G19/00 

Изобретение относится к области медицинской бяротехники, точнее к лабораторным барокамерам для проведения исследований в области подводной физиологии, и может быть использовано при проведении медико-биологических (физиологических, клинико-биохимических, морфологических и гистохимических) исследований и исследований по изучении динамики насыщения и рассыщения различных органов и тканей животных индифе- рентными и биологически активными газами в условиях повышенного давления.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности при исследовании процессов насыщения организма газами, что приведет к повышению эффективности медико-биологических исследований, особенно за счет значительного повышения быстродействия устройства замораживания животных,

На фиг,1 схематически-изображена- предлагаемая одноотсечная барокамера с устройством для замораживания в исходном положении при нахождении клетки с животными в крепежном механизме (в подвешенном положении); на фиг.2 - боковая проекция барокамеры в исходном положении с открытом люком; на-фиг.3 - поперечное сечение барокамеры с устройством для замораживания в момент сброса клетки с животным в кювету. Положение клетки с животными в кювете показано пунктиром; на фиг.4 - устройство и принцип действия механизма для удержания и сброса клетки с животным; на фиг.5 - устройство и принцип действия фиксатора подпружиненной крышки кюветы.

Барокамера 1 лабораторная с устройством замораживания состоит из одноотсеч- ного прочного корпуса 2, снабженного люком 3, иллюминатором 4, штуцерами 5 и гермовводами 6 для подключения систем обслуживания 7 и исследовательской аппаратуры 8. Устройство замораживания животных размещается в отсеке прочного корпуса 2 и состоит из кюветы 9, выполненной по типу сосуда Дюара и фиксировано размещаемой на днище 10 барокамеры с помощью упоров 11, охватывающих днище кюветы по его периметру, переносной клети 12 для лабораторные животных, оборудованной штырем-подвесом 13, установленным вдоль оси, проходящей через центр инерции клетки, и механизма 14 для удержания и сброса клетки 12. Механизм 14 строго определенно размещен на подволоке прочного корпуса 2 над кюветой 9.

Кювета 9 оснащена крышкой 15, выполненной в виде дпух створок 16, подпружиненных пружинами 17 на открь :-е и удерживаемых этими пружинами в обрытом положении вертикально (положенно 1 на фиг. 5.1). В закрытом положении (положение 3 на

фиг.5.1 и 5.2) одна из створок перекрывает другую и обе фиксируются с помощью дистанционно, управляемого затвори 18. выполненного в виде электромагнита с подвижным (втягивающимся) сердечником

0 19 прямоугольного сечения (что исключает его разворот в гнезде электромагнита), удерживаемым в выдвинутом (рабочем) положении пружиной 20. Открытый конец сердечника 19 имеет скос 21, обеспечивающий

5 механическое утопление (сдвиг) сердечника 19 в корпусе затвора 18 при закрытии кюветы 9 створками 16, т.е. при простом нажатии створками на скос при их закрывании (переход из положения 1 в положение 3 на фиг.

0 5.1). При плотном закрытий-створок 16 пружина 20 выталкивает сердечник 19, который и фиксирует обе створки в закрытом положении. Створки 16 открываются после подачи электросигнала на обмотки 22

5 ди.станцион-ного управляемого затвора 18, т.е. срабатывание электромагнита.

На боковых стенках кюветы 9 на шарнирах закреплены кронштейны 23, при этом шарниры обеспечивают только плоско-па0 раллельное смещение (наклон) кронштейнов 23 в продольной плоскости кюветы 9 (показано пунктиром на фиг. 1). Кронштейны 23 имеют Г-образную форму, обращены изгибами внутрь кюветы 9 и их сводные концы

5 дополнительно могут быть соединены между собой поперечинами также на шарнирах, Расстояние между сводными концами крон- . штейнов и соединяющими их поперечинами соответствует расстоянию между открыты0 ми створками кюветы.

Переносная клетка 12 выполнена из термостойкого материала, например, нержавеющей стали, при необходимости разделена на отсеки для размещения

5 отдельных животных и оборудована штырем - подвесом 13, установленным вертикально на крышке клетки вдоль оси, проходящей через центр ее инерции. Свободный (рабочий) конец штыря-подвеса 13

0 имеет скос 24 и паз 25 для фиксации штыря- подвеса 13 в механизме 14 для удержания и сброса клетки 12.

Дистанционно управляемый механизм 14 для удержания и сброса клетки 12 выпол5 нен в виде электромагнита 26 с подвижным сердечником и содержит (фиг.4) корпус 14. размещенный строго над кюветой 9 на подволоке прочного корпуса 2 камеры, и направляющую втулку 27. внутренний диаметр, который соответствует дмлметру

штыря-подвеса 13. Подвижный сердечник 28 электромагнита 26 имеет прямоугольное сечение, исключающее его разворот в гнезде электромагнита, и удерживается в выдвинутом (рабочем) положении пружиной 29 так, что его открытый конец через отверстия в корпусе 14 и втулке 27 входит во втулку 27, Открытый конец сердечника 28 имеет скос 30, рабочая поверхность которого совпадает с рабочей поверхностью скоса 24 штыря- подвеса 13 клетки 12, что обеспечивает механическое утопление (сдвиг) сердечника 28 в корпусе электромагнита 26 при перемещении штыря-подвеса 13 вверх по втулке 27 (фиг. 4.2). Обмотки 31 электромагнита 26 (также как и обмотки 22 затвора 18) получают питание по гибким проводам 32, выведенным из барокамеры через гермоввод 6 на пульт управления ЗЗ.

Выбор однотипных приводов механиз- ма 14 для удержания и сброса клетки и затвора 18 створок крышки кюветы объясняется удобствами эксплуатации, а выбор электромагнитного типа (по сравнению, например, с пневмоприводом) - про- стотой конструкции, быстродействием, надежностью.

Взаимодействие конструктивных элементов, обеспечивающих автоматическую фиксацию в механизме 14 штыря-подвеса 13 при его введении во втулку 27 предстаав- лено на фиг. 4, при этом фиг. 4.1 соответствует началу введения штыря-подвеса 13 во втулку 27; фиг. 4.2 - утопление (сдвиг) сердечника 28 в корпусе 26 электромагнита (сжатие пружины 29); фиг. 4.3 - фиксация штыря-подвеса 13 сердечником 28 за счет возврата сердечника 6 паз 25 над действием пружины 29; фиг. 4.4 - освобождение штыря-подвеса 13 при втягивании сердеч- ника 28 (подача электросигнала с пульта 33) и начало падения клетки 12 в кювету 9. :

Барокамера 1 подготавливается к эксперименту и работает следующим образом, Кювета 9 заполняется замораживающей жидкостью, створки 16 поочередно закрываются и в закрытом положении фиксируются сердечником 19 затвора 18. Кронштейны 23 наклоняются от вертикали в сторону, противоположную затвору 18. Из камеры 1 через открытый люк 3 выносятся провода 32 и подключаются к клеммам обмотки 22 электромагнита затвора 18. В таком положении экспериментатор вносит кювету 9 через открытый люк 3 в камеру 1 и устанавливает ее на днище 10 в упорах 11. Также вносит в камеру клетку 12 с подопытными животными, вводит штырь-подвес 13 в направляющую втулку 27 и поднимает клетку 12 до упора, т.е. до фиксации штыря-подвеса 13 в

механизме 14. Кронштейны поднимаются в вертикальное рабочее положение Исследовательская аппаратура 8 и пульт управления. 33 проверяются и подготавливаются в соответствии с действующей технической документацией. Крышка люка 3 закрывается. Барокамера готова к эксперименту.

В процессе эксперимента при любом необходимом давлении газовой среды в барокамере экспериментатор подает с пульта 33 первый сигнал на затвор 18, срабатывание которого освобождает подпружиненные створки 16 крышки кюветы 9. Створки 16 открываются, кювета 9 готова к приему клетки 12 с животными, Подача второго сигнала с пульта 33 на механизм 14 обеспечивает срабатывание последнего, освобождение . клетки 12 и ее падения под собственным весом в кювету 9.

Направленное падение клетки в кювету на первом этапе обеспечивается скольжением штыря-подвеса 13 в направляющей втулке 27, а затем кронштейнами 23 и открытыми створками 16, Кроме того, кронштейны 23 исключают раскачивание клетки 12 потоками газовой среды при подаче газов в барокамеру (компрессии).

После падения клетки в кювету .экспериментатор с помощью систем обслуживания 7 снижает давление в камере, открывает крышку люка 3, вручную закрывают створки 16, движением ру,ки на себя опускает кронштейны 23 и вынимает кювету из камеры, Замороженные животные п.оступают на медико-биологические исследования. Камера при необходимости вентилируется и готовится к новому эксперименту.

- Таким образом поставленная цель по обеспечению быстрого и надежного замораживания лабораторных животных в одноот- сечной барокамере при любом заданном давлении газовой среды достигается в предлагаемый авторами конструкции лабораторией барокамеры. Достижение поставленной цели подтверждено на опытном образце барокамеры лабораторной с устройством замораживания в процессе научно- исследовательской работы и изложено в научно-техническом отчете НИИ Гигиены морского транспорта (инв. № 5819 за 1989).

Технико-экономический эффект по сравнению с прототипом заключается в повышении эффективности медико-биологических исследований, быстродействии, точности и достоверности результатов, обеспечении возможности проведения экспериментов в одноотсечной барокамере, экономии дорогостоящих дыхательных газов и смесей, В численном выражении поло- жительный эффект по сравнению с

прототипом достигается: за счет быстродействия - в 45 раз (90с - прототип, 2с- предлагаемая барокамера), за счет экономии газов - в 3 раза (прототип - 150 л, предлагаемая барокамера 50 л).

ф о рмул а изо б рете н и я Лабораторная барокамера с устройством для замораживания, содержащая герметичный корпус, кювету с замораживающей жидкостью, клетку для животного, закрепленную на корпусе посредством крепежного, механизма с фиксатором и направляющим элементом в виде полого цилиндра и расположенную над кюветой, подпружиненную поворотную крышку с фиксатором, связанным с блоком управления, направляющие для перемещения клетки, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности при исследовании процессов насыщения организма газами, корпус выполнен одноотсечным, на корпусе кюветы закреплен фиксатор крышки, а на противолежащих его стенках - два дополнительно введенных поворотных Г-образных кронштейна, обращенных свободными концами навстречу друг другу, и крышка, выполненная в виде двух подпружиненных поворотных створок, установленных с возможностью взаимодей- ствия с упомянутым фиксатором крышки, при этом створки и кронштейны установлены с возможностью фиксации их в вертикальном положении, причем расстояние между свободными концами кронштейнов и внутренними поверхностями створок соответствует ширине клетки, при этом клетка снабжена.дополнительно введенным штырем, установленным с возможностью взаимодействия с направляющим элементом 0 крепежного элемента, а фиксатор клетки связан с блоком-управления.

Использование: в медицинской технике в барокамерах для исследования животных с устройствами для замораживания. Сущность изобретения: барокамера выполнена в виде одноотсечного корпуса 2 с люком 3 и системами жизнеобеспечения В корпусе фиксирование размещены друг над другом клетка 12 с животным и кювета 9 с замораживающей жидкостью. Клетка с животным закреплена посредством механизма 14 для фиксации и сброса клетки 12. Кювета имеет крышку в виде двух створок, подпружиненных на открытие и удерживаемых пружинами в вертикальном положении, В закрытом положении створки фиксируются с помощью дистанционно управляемого затвора 18. На боковых стенках кюветы 9 на шарнирах закреплены Г-образные кронштейны 23. Расстояние между свободными концами кронштейнов и между открытыми створками равно ширине клетки. Клетка 12 снабжена штырем, взаимодействующим с направляющим элементом крепежного элемента, фиксатор клетки и затвор связаны с блоком управления. 5 ил. V Ё

фиг. 2

Фиг.З

V S s 77//l//////////jf/ /yS//Js/ ////sЈ ssf///J(//////// /y//j jf ////Sj /s//r #фиг. 5.5 „