Устройство для консервации биологических объектов Советский патент 1980 года по МПК A01N1/02 F25D3/10 

1

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для замораживания таких биологических объектов как костный мозг и ядросодержащие клетки

КрОВИо

Известно устройство для консервации биологических объектов, содержащее последовательно соединенные резервуар для жидкого хладагента, трубку забора хладагента и камеру замораживания, а также нагреватель испарителя и последовательно соединенные регулятор и электромагнитный позиционный клапан l Однако известное устройство обеспечивает низкую выживаемость консервируемого биологического объекта, а также низкую охлаждающую эффективность использования жидкого хладагента.

Цель изобретения - ликвидация этих недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен имеритель да&ления в воздушной полости резервуара для жидкого хладагента, п{)ичем выход

измерителя давления соединен со входо нагревателя испарителя, а регулятор co-i держит щиротно-импульсный модулятор, генератор пилообразного напряжения, сравнивающий блок и задатчик программы, причем задатчик программы подключен через сравнивающий блок и щиротноимпуйьсный модулятор к электромагнитному позиционному клапану, а выход генератора пилообразного напряжения соединен со вторым входом широтно- импульсного модулятора. Трубка забора хладагента размещена на дне резервуара с жидким хладагентом.На фиГ. 1 изображено устройство для консервации биологических объектов; на фиг. 2 - эпюры напряжений.

Устройство для консервации биологических объектов содержит камеру 1 замораживания, регулятор 2, состоящий из задатчика 3 программы, сравнивающего блока 4, генератора 5 пилообразного напряжения, щиротно-импульсного модулятора 6, электромагнитнь й позиционный клапан 7, резервуар 8 для жидкого хладагента, например аэота, трубка 9 забора хладагента, измеритель 10 давления, соединенный со входом нагревателя 11 испарителя хладагента. Трубка 9 забора хладагента одним концом опущена на дно резервуара 8 для жидкого хладагента, другой конец трубки 9 подключен ко входу электромагнитного позиционного клапана 7, выход которого подключен к камере 1 замораживания. К одному входу сравнивающего блока 4 регулятора 2 подключена цепь сигнала обшей обратной связи от камеры 1 замо раживания, ко Второму - выход задатчик 3 программы. Выход сравнивающего бло ка 4 подключен к первому входу щиротно импульсного модулятора 6, ко второму входу широтно-импульсного модулятора 6 подключен выход генератора 5 пилообра: ного напряжения. Выход широтно-импульс ного модулятора б подключен к управляю щей обмотке электромагнитного позиционного клапана 7. Воздушная полость над поверхностью жидкого хладагента в резервуаре 8 соединена со входом иэмерителя 1О давления, выход которого подключен к нагревателю 11 испарителя Устройство работает следующим об- раооМо При поступлении на входы сравнивающего блока 4 задающего сигнала от задатчика 3 программы, пропорционального заданной температуре, и сигнала обратной связи от камеры 1 замораживания, пропорционального текущему значению температуры в камере 1, на выходе срав нивающего блока 4 формируется сигнал. Этот сигнал поступает на вход щиротноимпульсного модулятора 6, где происходит его сравнение с пилообразным напря жением (кривая II ), поступающим на другой вход щиротно-импульсного модуля тора 6 с выхода генератора 5 пилообра ного. напряжения. В момент времени i-i соответствующий началу формирования пилообразного напряжения, на выходе широтно-импульсного модулятора 6 формируется напряжение U, , которое присутствует до момента времени t2 соответствующего равенству выходного напряжения блока 4 и пилообразного напряжения. От момента времени t 3 до t, на выходе широтно-импульсиого моду лятора 6 присутствует нулевое напряж ние. Напряжение на выходе щиротно-импульсного модулятора 6 управляет работой электромагнитного позиционного кла724 11а1ш 7, обеспечивая его открыт ос- состояние D точение отрезка времени от 12 И згжрытое состояние от Ig до 11 . Время открытия клапана пропорционально величине напряжения на выходе сравнивающего блока 4, т.е. раэности задающего сигнала и сигнала общей обратной связи (иначе говоря, сигналу рассогласования системы автоматическо1Х) управления). Поскольку жидкий азот подается в камеру 1 замораживания из резервуара 8 через заборную трубку 9 и позиционный клапан 7 лищь в течение времени, соответствующего открытому состоянию клапана, то регулирующее воздействие на объект управления (камеру замораживания) пропорционально сигналу рассогласования системы автоматического управления, т.е„ реализуется пропорциональное импульсное регулирование процесса замораживания. По мере изменения сигнала рассогласования регулятора (кривая I ) уменьщается время открытия клапана (фиг. 2сГ1 и средний расход Q жидкого хладагента, т.е. уменьщается регулирующее воздействие. При отличии избыточного давления над поверхностью жидкого хладагента i в резервуаре 8 от давления настройки измерителя 10 давления, регулятор осуществляет включение и выключение на-. гревателя 11 испарителя, стабилизируя разницу давлений между воздушной полостью резервуара 8 с жидкик хладагентом и камерой 1 замораживания, что обеспечивает постоянство удельного расхода жидкого хладагента через заборную трубку 9 и клапан в камере 1 замораживания. Так как заборная трубка 9 расположена на дне резервуара 8 с жидким хладагентом, то под действием избыточного давления через заборную трубку 9 и электромагнитный позиционный клапан 7 в камеру 1-замораживания поступают не пары, а собственно жидкий хладагент. Это обеспечивает участие в процессе охлаждения скрытой теплоты парообразования, равной для азота 47,7 ккал/кг. Таким образом дост 1Гается наиболпе эффективное использование хладагента дли низкотемпературного консервщхэвания биологическ1цс объектов, увеличивает ::я выход жизнеспособного ко1 ссфви юваиного биологического материала ;.ю счет более

точной реализации

сидаиных программ эамороживалия.

Формула изобретения

1, Устройство для консервации биологических объектов, содержащее последовательно соединенные резервуар для жидкого хладагента, трубку забора хладагента и камеру замораживания, а также нагреватель испарителя и последователь но соединенные регулятор и электромагнитный позиционный клапан, о т л и - чающеес я тем, что, с целью повышения выживаемости консервируемого биологического объекта, в устройство введен измеритель давления в воздушной полости резервуара для жидкого хладагента, причем выход измерителя давления соединен со входом нагревателя

,9

1

6

испарителя, а регулятор сод-.ржит широтно-имп 71ьсный модулятор, 1х:норатор пилообразного напряжения, сравнивающий блок и задатчик программы, причем за- датчик программы подключен через сравнивающий блок и широтно-импульсный модулятор к электромагнитному поз1щион- ному клапану, а выход Г1Л1ератора пилообразного напряжения соединен со вторым входом широтно-импульсного модулятора,

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования жидкого хладагента, трубка забора хладагента размещена на дне резервуара с жидким хладагентом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 288232, кло А 01 N 1/О2, 1970 (прототип).