Термостат для биологических исследований Советский патент 1979 года по МПК G05D23/30 

(54) ТЕРМОСТАТ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к технике термостатирования, а именно к термостатам, предназначенным для обеспечения биологических исследований в космосе.

Известен термостат для биологических исследований 1, предназначенный для лабораторных исследований в наземных условиях, и не имеющий ограничений по весу и габаритным размерам. Ои содержит металлический брус с гнездами для пробирок, электронагреватели, датчики температуры и терморегуляторы. Этот термостат основан на принципе циркуляции теплоносителя. В условиях невесомости этот.принцип неосуществим.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является термостат для биологических исследований 2, содержащий термостатируемую камеру с теплоизоляционными стенками, в которой размещены последовательно соединенные датчики температуры, терморегулятор и плоский нагреватель.

Однако этот термостат имеет следующие недостатки: биоконтейнер находится в наклонном положении и касается платформы

в двух плоскостях (нижней и боковой), тепло к биологическим объектам переносится через эти стенки, однако в условиях невесомости биологические объекты, находящиеся в питательной жидкости, могут располагаться по всем стенкам биоконтейнера, вследствие чего происходит неравномерный нагрев биологических сред, который ухудшается еще и тем, что тепло подается последовательно - сначала нагревается нижняя часть биоконтейнера, затем боковая; вследствие выполнения теплопроводящих элементов из толстых (массивных) металлических пластин, жестко соединенных болтами, вся конструкция термостата утяжеляется, что недопустимо для космических летательных аппаратов.

Целью изобретения является уменьшение веса и повыщение экономичности термостата.

Это достигается тем, что в предлагаемом термостате нагреватель выполнен из электропроводной ткани, закрепленной на стенках термостатируемой камеры.

На фиг. 1 изображен предлагаемый термостат, разрез; на фиг. 2 - то же, общий вид; на фиг. 3 - выкройка нагревателя из ткани.

Термостат для биологических исследований содержит термостатируемую камеру 1 с теплоизоляционными стенками 2-7, плоский нагреватель 8, датчики температуры 9 и 10, терморегулятор 11. Кроме того, на фиг. 1, 2 изображены биоконтейнер 12, направляющие 13, ручки управления терморегулятора 14, сигнальная лампа 15.

В левой верхней части термостатируемой камеры 1 располагаются специальные манипуляторы (на чертежах не показаны), выведенные на переднюю панель корпуса термостата, позволяющие в процессе эксперимента на борту космического аппарата без нарушения температурного режима биообъекта выполнять определенные операции в биоконтейнере 12.

Плоский нагреватель 8 (фиг. 3) вырезан из электропроводящей ткани, которая наклеивается на теплоизоляционные стенки 2 - 7 термостатируемой камеры 1. На теплоизоляционные стенки 4, 7, перпендикудярные направляющим 13, ткань наклеивается полностью, на остальные 2, 5, 6 - по всей площади соприкосновения их с биоконтейнером 12 (фиг. 1). Сначала приклеивается дно 8-6, затем обклеиваются боковые стенки 8-2, 8-4, 8-5 и последняя часть 8-7 наклеивается на теплоизоляционную стенку 7, при этом отнощение поверхности нагревателя 8 к внутренней поверхности термостатируемой камеры 1 выбрано не менее 2 : 3.

Расчетно-экспериментальные исследования показали, что это отнощение для прямоугольных термостатируемых камер, находящихся в условиях космического полета, является оптимальным. Увеличение площади плоского нагревателя 8 почти не сказывается на улучщении тепловых параметров биологических объектов, находящихся в биоконтейнере 12, однако потребляемая мощность увеличивается..

Уменьщение поверхности нагрева значительно влияет на равномерный нагрев биологических объектов. При подготовке к космическому полету биоконтейнер 12 с биологическими объектами вставляют в термостатирующую камеру 1 с помощью параллельно расположенных направляющих 13, которые плотно прижимают биоконтейнер 12 к стенкам термостатируемой камеры 1. Закрывают термостатируемую стенку 7 плотно, прижимая ее винтами (на чертеже не показаны). Требуемую температуру биологических объектов устанавливают ручкой управления терморегулятора 14. Температура биообъектов измеряется датчиком 9, который подключен к терморегулятору 11. Второй датчик 10 расположен в толще стенки биоконтейнера и выведен через разъем на телеметрию, для увеличения надежности и безопасности температурных условий биологических объектов. Для удобства работы с биообъектами (стерилизация биоконтейнера,

помещение биообъектов Е биоконтейнер, заполнение биоконтейнера rii -ательной ср:дой) биоконтейнер 12 и.меет возможность извлекаться из термостата, а датчики температуры 9 и 10, размещенные на биоконтейнере 12, подключаются через разъем, установленный вблизи этих датчиков. Если температура биологических объектов ниже заданной температуры, терморегулятор 11 включает плоский нагреватель 8, при этом загорается сигнальная лампа 15. Ток, проходя через последовательно соединенную ткань нагревает ее. Тепловая энергия, образующаяся на плоском нагревателе 8, переносится к биологическим объектам кондукцией и излучением.

Кроме тепловой энергии, выделяемой на плоском нагревателе 8, вокруг него образуется равномерно распределенное магнитное поле, которое частично компенсирует действие ослабленного магнитного поля Земли на биологические объекты в космосе, сохраняя при этом жизнедеятельность биологических объектов в привычных для них земных условиях.

Конструктивно излучатель магнитного ПОЛЯ и плоский нагреватель 8 совмещены. Это упрощает конструкцию и повыщает его надежность. Термостат для биологических исследований приспособлен для поддержания температур биологических объектов в условиях невесомости с малым расходом энергии. Таким образом тепловая и магнитная энергия передается через прозрачную стенку биоконтейнера 12 непосредственно на биологические объекты без промежуточных элементов с малыми потерями.

Использование предлагаемого термостата обеспечивает по сравнению с прототипом экономию потребляемой электроэнергии, равномерный нагрев биологических сред в условиях невесомости, уменьщение веса

термостата, частичную компенсацию действия ослабленного магнитного поля Земли на биологические объекты в космосе.

Эти преимущества позволяют расширить биологический эксперимент в специфических условиях орбитального космического полета.

Формула изобретения

Термостат для биологических исследований, содержащий термостатируемую камеру с теплоизоляционными стенками, в которой размещены последовательно соединенные датчики температуры, терморегулятор и плоский нагреватель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и повыщения экономичности термостата, в нем нагреватель выполнен из электропроводной ткани.

закрепленной на стенках термостатируемои камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

и

/

с оооос

Г7

,

.

f/f f/f f/f /f jf/ У /f

ЬЛЛ ЛХХ ХХХХХХХХХХХХ УОУУУуУ%Л У9ЧЛЛ У

88-2

д-6

8-5

fus.Z