Размораживатель криоконсервированных биологических продуктов

Полезная модель предназначена для размораживания замороженных биологических веществ, помещенных в герметичные емкости, в частности, криоконсервированных компонентов крови, например, плазмы, криопреципитата, в полимерных контейнерах. Устройство содержит корпус, теплоизолированную рабочую камеру в виде ванны с жидким теплоносителем, насос, блок регулирования температуры, с управляющими входами которого соединены выходы датчика и задатчика температуры, датчик уровня жидкости, блок коммутации, блок блокировки электропитания, блок аварийной сигнализации. При этом в состав устройства введены отрезок трубы с входным и выходным патрубками, датчик положения крышки, нагреватель установлен в отрезке трубы, входной патрубок соединен с выходом насоса, датчик температуры установлен в выходном патрубке, выходы датчика положения крышки соединены с управляющими входами блока блокировки электропитания с возможностью обеспечения подключения устройства к электропитанию при закрытой крышке и отключения устройства от электропитания при поднятой крышке, выходы датчика уровня жидкости соединены с управляющими входами блока коммутации, силовой вход которого соединен с линией электропитания, при этом первый силовой выход соединен с входом блока аварийной сигнализации, а ко второму силовому выходу параллельно подсоединены электрические входы насоса и нагревателя. Конструкция устройства обеспечивает высокую точность поддержания температуры теплоносителя, а также обеспечивает электробезопасность при работе. 2 з.п. ф-лы. 4 илл.

Полезная модель относится к области теплотехнических аппаратов медицинского назначения, а конкретно, к устройствам для размораживания замороженных биологических веществ, помещенных в герметичные емкости, в частности, криоконсервированных компонентов крови, например, плазмы, криопреципитата, в полимерных контейнерах.

Наиболее близким по техническому результату к предложенной полезной модели относится устройство для размораживания криоконсервированных продуктов крови, содержащее корпус теплоизолированную рабочую камеру в виде ванны с жидким теплоносителем, насос, блок регулирования температуры, с управляющими входами которого соединены выходы датчика и задатчика температуры, датчик уровня жидкости, блок коммутации, блок блокировки электропитания, блок аварийной сигнализации (см. полезную модель Российской Федерации №20243 U1, Кл. А61К 35/14, 27.10.2001).

Однако известное устройство не может обеспечить высокую точность поддержания температуры жидкого теплоносителя, что, в свою очередь, обусловливает снижение биологической ценности размораживаемых биологических веществ, в частности, снижение активности ряда критериальных факторов криоконсервированных компонентов крови после размораживания.

Этот недостаток обусловлен большим значением постоянной времени, в течение которого тепловая волна в ванне с теплоносителем, хаотично перемешиваемым насосом, дойдет от нагревателя до датчика температуры и обусловит определенную реакцию блока регулирования температуры.

Кроме того, недостатком известного устройства является низкий уровень электробезопасности, сопряженный с высокой степенью вероятности поражения электрическим током, обусловленный тем, что загрузка в ванну емкостей с замороженным биологическим веществом и выгрузка их в размороженном состоянии осуществляется в условиях, когда устройство постоянно подключено к электропитанию.

Задачей полезной модели является повышение степени сохранности при размораживании критериальных качеств биологического вещества посредством повышения точности поддержания температуры жидкого теплоносителя, а также повышение степени электробезопасности.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для размораживания емкостей с замороженным биологическим веществом содержит корпус, теплоизолированную рабочую камеру в виде ванны с жидким теплоносителем, насос, блок регулирования температуры, с управляющими входами которого соединены выходы датчика и задатчика температуры, датчик уровня жидкости, блок коммутации, блок блокировки электропитания, блок аварийной сигнализации, при этом в состав устройства введены отрезок трубы с входным и выходным патрубками, датчик положения крышки, нагреватель установлен в отрезке трубы, входной патрубок соединен с

выходом насоса, датчик температуры установлен в выходном патрубке, выходы датчика положения крышки соединены с управляющими входами блока блокировки электропитания с возможностью обеспечения подключения устройства к электропитанию при закрытой крышке и отключения устройства от электропитания при поднятой крышке, выходы датчика уровня жидкости соединены с управляющими входами блока коммутации, силовой вход которого соединен с линией электропитания, при этом первый силовой выход соединен с входом блока аварийной сигнализации, а ко второму силовому выходу параллельно подсоединены электрические входы насоса и нагревателя. Датчик положения крышки может быть выполнен в виде кнопочного микропереключателя со штоком кнопки, находящегося в замкнутом состоянии при нажатой кнопке и разомкнутом состоянии при отжатой кнопке, установленного в верхней части корпуса с возможностью контакта штока кнопки с крышкой в закрытом состоянии. Также датчик положения крышки может быть выполнен в виде пары взаимодействующих элементов - магнит и геркон, при этом магнит установлен в нижней части крышки, а геркон установлен в верхней части корпуса с возможностью нахождения в закрытом состоянии при взаимодействии с магнитным полем магнита в крышке, опущенной на корпус, и с возможностью нахождения в открытом состоянии при поднятой крышке. Возможно и совместное использование исполнения датчика положения крышки.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.

На фиг.1 схематично представлена конструкция предложенного устройства, на фиг.2 - вариант конструктивного исполнения датчика положения крышки в виде пары взаимодействующих элементов - геркон и магнит, на фиг.3 - вариант конструктивного исполнения датчика положения крышки в виде кнопочного микропереключателя, на фиг.4 - блок-схема устройства.

Предложенное устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, рабочую камеру, выполненную в виде ванны 3 и отделенную от корпуса 1 слоями теплоизолирующего ограждения 4.

В ванне 3 установлен насос 5, выход которого соединен с входным патрубком 6 отрезка трубы 7, закрытого с одного конца заглушкой 8. В трубе 7 установлен нагреватель 9, омываемый потоком теплоносителя 10 (дистиллированной водой), подаваемого насосом 5 во входной патрубок 6 и выходящего через выходной патрубок 11, в котором размещен датчик температуры 12.

В теплоноситель 10 погружен датчик уровня 13, выполненный в виде вертикально установленной трубки 14, в котором размещен геркон 15, а снаружи трубки на тороидальном поплавке 16 размещен тороидальный магнит 17.

Глубина установки геркона 15 в трубке 14 определяется эксплуатационными соображениями, в частности, минимальной дозой заливки теплоносителя 10, обусловливающей такое повышение уровня теплоносителя

10 при размещении для размораживания хотя бы одной емкости с замороженном биологическим веществом, при котором достигается омывание ее полной поверхности циркулирующим теплоносителем 10.

В верхней части ванны 3 установлен переливной патрубок 18, через который выливается теплоноситель 10 при избыточной дозе заливки.

В нижней части ванны 3 установлен вентиль 19, через который производится полный слив теплоносителя 10 из ванны 3 при проведении работ по дезинфекции.

В корпусе 1 под верхней горизонтальной панелью 20 установлен датчик 21 положения крышки 2, который конструктивно может быть выполнен, по меньшей мере, в двух вариантах.

На фиг.2 отражен вариант, когда датчик 21 выполнен в виде пары взаимодействующих между собой элементов: геркона 22, установленного в корпусе 1 под верхней горизонтальной панелью 20 и магнита 23, установленного в нижней части крышки 2 в зоне, непосредственно расположенной над герконом 22.

На фиг.3 отражен вариант, когда датчик 21 выполнен в виде кнопочного микропереключателя 24, установленного в верхней части корпуса 1 под горизонтальной панелью 20, шток 25 кнопки которого проходит через панель 20 с возможностью контакта с нижней горизонтальной панелью 26 крышки 2.

В электрическую схему (фиг.4) устройства входят блок 27 блокировки электропитания, входами соединенный с линиями электропитания, а выходами соединенный с входами электропитания аппарата, с управляющим входом которого соединены выход датчика 21 положения крышки 2, блок коммутации 28, силовой вход которого соединен с линией электропитания, первый силовой выход соединен с входом блока 29 аварийной сигнализации, ко второму силовому выходу параллельно подсоединены электрические входы насоса 5 и нагревателя 9, а с управляющим входом соединен выход датчика 13 уровня теплоносителя 10.

Выход нагревателя 9 соединен с силовым входом блока 30 регулирования температуры, с управляющими входами которого соединены выходы датчика 12 и задатчика 31 температуры.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Предварительно, перед началом использования, производят заливку теплоносителя 10 (дистиллированной воды) в ванну 3 до уровня, определяемого посредством индикатора заливки (на черт. не показан).

Закрывают крышку 2 и подключают аппарат к сети электропитания. В случае, когда количество теплоносителя 10, меньше необходимой нормы, блок коммутации 28 по сигналу, поступающему от датчика уровня 13, отключает от электропитания насос 5 и нагреватель 9 и подключает к электропитанию блок 30 аварийной сигнализации, генерирующий световые и звуковые сигналы.

В варианте конкретного исполнения датчика уровня 13 поплавок 16 с магнитом 17, опускаясь, доходит до такого положения на трубке 14, при котором интенсивность воздействия магнитного поля магнита 17 на геркон 15 обусловливает переход его из одного состояния (например, открытого) в

другое состояние (закрытое). Именно такое состояние геркона 15 обусловливает описанное выше состояние блока коммутации 28, при котором отключены от электропитания насос 5 и нагреватель 9 и подключен блок 29 аварийной сигнализации.

При количестве заливаемой теплоносителя 10, равном норме или превышающем ее, интенсивность воздействия магнитного поля магнита 17 на геркон 15 весьма мала; геркон 15 находится в другом (открытом) состоянии, при котором к электропитанию подключены насос 5 и нагреватель 9, а блок 29 аварийной сигнализации отключен.

Удостоверившись, что количество залитого в ванну 3 теплоносителя 10 не меньше установленной нормы, открывают крышку 2. При этом блок 28 блокировки электропитания по сигналу, поступающему от датчика 21 положения крышки 2, отключает устройство от электропитания.

Тем самым обеспечивается полная безопасность при манипуляциях по загрузке емкостей с замороженным биологическим веществом в теплоноситель 10 в ванне 3.

В одном варианте конкретного исполнения датчика 21 положения крышки 2, интенсивность воздействия магнитного поля магнита 24, установленного в крышке 2, на геркон 22, установленный в корпусе, при открытой крышке оказывается ничтожно малой, что обусловливает нахождение геркона 22, например, в открытом состоянии, и, в свою очередь, разомкнутое состояние блока 27 блокировки электропитания.

В другом варианте конкретного исполнения датчика 21 кнопочный микропереключатель 24 оказывается в разомкнутом состоянии, обусловливая разомкнутое состояние блока 27.

Загружают в ванну 3 емкости с замороженным биологическим веществом (на черт. не показаны), используя, например, специальные держатели (на черт. не показаны).

Закрывают крышку 2, при этом датчик положения крышки переходит в другое состояние, обусловливая, в свою очередь, переход блока 28 блокировки электропитания в замкнутое состояние.

В одном варианте конкретного исполнения датчика 21 магнитное поле магнита 23, находящегося при закрытой крышке 2 в непосредственной близости от геркона 22, обусловливает переход его в закрытое состояние. В другом варианте конкретного исполнения датчика 21 горизонтальная панель 26 при закрывании крышки 2 перемещает шток 25 микропереключателя 24, обусловливая замыкание его контактов. В обоих случаях переход датчика 21 в другое состояние обусловливает переход блока 27 в замкнутое состояние.

Так как количество теплоносителя 10 в ванне 3 не меньше нормы, то начинают работать нагреватель 9 и насос 5.

Поток теплоносителя 10, подаваемый насосом 5 во входной патрубок 6, проходит по трубе 7, омывает нагреватель и, нагреваясь, входит в выходной патрубок 11.

Информация о температуре теплоносителя 10, поступающего в ванну 3, в виде сигнала с датчика 12 температуры практически мгновенно выдается на

вход блока 30 регулирования температуры, который, в соответствии с величиной опорного сигнала от задатчика 31 температуры, осуществляет регулирование, например, позиционным или пропорциональным способом, тепловой мощности нагревателя 9, обеспечивая поддержание с высокой точностью температуры теплоносителя 10 в ванне 3 на заданном уровне, например, при t _ст=37°С.

Таким образом, постоянная времени системы регулирования температуры в предложенном устройстве сведена к минимально возможному значению, что позволяет обеспечивать высокую точность поддержания температуры на таком уровне, при котором достигается при размораживании максимально высокая степень сохранности критериальных биологических факторов криоконсервированных биологических веществ.

После осуществления акта размораживания емкостей с криоконсервированным биовеществом открывают крышку 2. При этом датчик 21 положения крышки переходит в противоположное состояние (в данном случае - в закрытое), обусловливая соответственный переход блока 27 блокировки электропитания из замкнутого состояния в разомкнутое.

При этом все элементы устройства, подключаемые при работе к электропитанию, обесточиваются. Ввиду этого, операции по выгрузке емкостей с размороженным биовеществом и по загрузке для размораживания новой партии емкостей с криоконсервированным биовеществом осуществляется в условиях отсутствия какого-либо риска поражения электрическим током.

При необходимости проведения дезинфекционных работ открывают вентиль 19 и сливают весь теплоноситель из ванны 3.

В дальнейшем, описанные выше этапы работы повторяются.

Предложенное устройство гарантирует после размораживания сохранность всей совокупности активных факторов, определяющих степень биологической полноценности криоконсервированных биологических веществ, например, компонентов крови, абсолютно безопасно в использовании.

1. Размораживатель криоконсервированных биологических продуктов, содержащий корпус, теплоизолированную рабочую камеру в виде ванны с жидким теплоносителем, насос, блок регулирования температуры, с управляющими входами которого соединены выходы датчика и задатчика температуры, датчик уровня жидкости, блок коммутации, блок блокировки электропитания, блок аварийной сигнализации, при этом в состав устройства введены отрезок трубы с входным и выходным патрубками, датчик положения крышки, нагреватель установлен в отрезке трубы, входной патрубок соединен с выходом насоса, датчик температуры установлен в выходном патрубке, выходы датчика положения крышки соединены с управляющими входами блока блокировки электропитания с возможностью обеспечения подключения устройства к электропитанию при закрытой крышке и отключения устройства от электропитания при поднятой крышке, выходы датчика уровня жидкости соединены с управляющими входами блока коммутации, силовой вход которого соединен с линией электропитания, при этом первый силовой выход соединен с входом блока аварийной сигнализации, а ко второму силовому выходу параллельно подсоединены электрические входы насоса и нагревателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик положения крышки выполнен в виде кнопочного микропереключателя со штоком кнопки, находящегося в замкнутом состоянии при нажатой кнопке и разомкнутом состоянии при отжатой кнопке, установленного в верхней части корпуса с возможностью контакта штока кнопки с крышкой в закрытом состоянии.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик положения крышки выполнен в виде пары взаимодействующих элементов - магнит и геркон, при этом магнит установлен в нижней части крышки, а геркон установлен в верхней части корпуса с возможностью нахождения в закрытом состоянии при взаимодействии с магнитным полем магнита в крышке, опущенной на корпус, и с возможностью нахождения в открытом состоянии при поднятой крышке.