Центробежное устройство для замораживания биоматериалов

 

ЦЕНТРОКЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРAKIIBAHIW 15ШЙ1АТЕРИАЛОВ, содер . жацее тсплоизолиропанную ванну для .. хладоносителя с размещенными в ней испарителем и подставкой для Ллакона с биоматериалом, снабженной фиксиру тгшми пластинами с плоскими пружинами , крьпаку со смонтированш-м на ней приводом, на валу которого закреплена державка, отличаюц в е с я тем, что, с целью обсспе ют1Я равномерности слоеобразования замораживаемого материала за счет повмшения точности центрирования и жесткости фиксации флакона, державка выполнена в виде цилиндрического пальца для прижатия к пробке флакона вдоль его оси, укрепленного внутри эластичного кояуха посредством радиальных перемычек, кожух имеет форму обратного усеченного конуса, а полость кокуха заполнена шарообi разньши. телами, при этом снаружи фик (Л сируюцго: пластин установлено стяжное кольцо.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (II).

А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТНЯТИЙ

I (21) 3434621/28-13 (22) 12.03,82 ,(46) 15.11.83. Бюл. Р 42 (72) В.N. Кравченко и А.Г. Тараненко (71) Всесоюзный научно-исследователь- . ский ящурный институт (53) б21,5б5.4(088.8) (5e) 1. Лвторское свидетельство СССР

1!9 578533, кл. F 25 0 3/10, 1975.

2. Проспект AHpMbl USI FROI0 на установку марки "СС-10". Франция, 19б0, с. 13-14, (прототип). (54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ВЛИОРЛИИВЛНИЯ БИОИАТЕРИАЛОВ, содер. жацее теплоизолированную ванну дпя хладоноситепя с размещенными в ней испарителем и подставкой для флакона с биоматериалом, снабженной фик3д11:F 25 D 3/10; В 04 В 5/00 сируггщимн пластинами с плоскими пружинами, KpbHIIKv со смонтированньгм на ней приводом, на валу которого з»креплена державка, о т л и ч а ю— ,)й1 е е с я тем, что, с целью обеспе::чения равномерности слоеобразования вамораживаемого материала за счет повышения точности центрирования и жесткости ггиксации г1глакона, державrà вьгполнена в виде цилиндрического пальца для прижатия к пробке флакона вдоль его оси, укрепленного внут ри эластичного кожуха посредством радиальных перемычек, кожух имеет г .горму обратного усеченного конуса, а полость кожуха заполнена шарообразными телами, при этом снаружи фик сируюг их пластин установлено стяжное кольцо.

54637 2

1 1О

Изобретение относится к центробежным устройствам, предназначенным для замораживания различных влагосодержащих материалов, и может быть использовано в микробиологической, гледиггинской, ветеринарной и других отраслях биотехнологической промышленности.

Известно устройство для замораживания биоглатериалов, преимущественно крови, содержащее теплоизолированную ванну для криогенной жидкости, крьппку со смонтированным на ней приводом, На валу привода укреплен контейнер для биоматериала, подлежащего замора><иванию. Контейнер закрепляют в крьпчке, а замораживание производят приводя во вращение контейнер. Для обеспечения послойного рав-, номерного замора><ивания выбирагот режигл, сочетающий >вращение и останов><у с выдер><кой И .

Однако, данное устройство является дорогостоящим, поскольку использует криогенные жидкости: жидкий азот или воздух.

Кроме того, равномерность получения слоев этим устройством не достигается, так как контейнер не имеет опоры снизу и возможен перенос относительно оси вращения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемоглу результату является центробежное устройство для замораживания био. материалов, содержащее теплоизолированную ванну для хладоносителя с размещенными в ней испарителем и подставкой для флакона с биоматериалом, снабженной фиксирующими пластинами с плоскими пружинами, крышку со смонтированным на ней приводом, на валу которого закреплена державка. Державка выполнена по диаметру горлышка флакона, При осуществлении замораживания„. высушиваемых материалов между подставкой и державкой устанавливается закрытый резиновой пробкой флакон е замораживаемым материалом. При закрытии крышки теплоизолированной ванны державка, выполненная в виде усеченного конуса, прижимается через резиновую прокладку к пробке по линии окружности, в результате чего при вращении верхней дер>кавки крутящий момент приводного устройства передается флакону (2) .

При передаче крутящего момента происходиг пробуксовка державки по линии контакта с пробкой по причине их весьма слабого сцепления, что приводит к.изменению числа оборотов флакона и снижению скорости теплообмена между материалом и хладоно-. сителем, преждевременному срабатыванию пробки и прокладки за счет их истирапия, засорению хладоносителя резиновой крошкой, в результате чего сии>кается скорость теплообмена между глатериалом и хладоносителем и повышаются расходы электроэнергии на охла><дение материала.

Кроме того, в данном устройстве приводная державка через вал привода связана с крышкой и вместе с ней совершает криволинейное движение при ее открывании и закрывании. При этом приводная державка своей внутренней конической частью прилегает по линии окружности к пробке фла- е кона с верхней стороны только в строго горизонтальном положении крышки корпуса.

Однако допускаемые отклонения размеров флаконов отечественного производства как по их высоте, так и по диаметру горлышка приводят к тому, что крышка при криволинейном закрывании и, как следствие, приводная дер><авка отклоняются от горизонтальной оси вверх или вниз, поэтоглу державка прилегает только частью своей окружности к боковой поверхности пробки флакона, что существенно ь нарушает центрирование флакона относительно вертикальной оси и при вращении вызывает его вибрацию, следствием чего является образование неравномерного слоя намороженного материала. Это требует его оттаивания и повторного замораживания.

Замена резиновых прокладок привода для каждого флакона требует много времени и сложна по выполнению.

Причем подставка не замыкает радиальные усилия на себя, снижает жесткость центровки, так как при установке флакона давление через плоские пружины передается пластинам и они отклоняются от вертикальной оси, а при вращении под действием центробежньг< сил флакон смещается относительно вертикальной оси, что приводи к несоосности флакона в верхней и нижней державке, а это также приводит к вибрации флакона и неравномерному образованию намороженного слоя.

Целью изобретения является обеспечение равномерности слоеобразова55

3 10546 ния заморюа»ваемого материала за счет повышения точности центрирования и 7<есткости фиксации флакона.

Поставленная цель достигается тем, что в центробежном устройстве для замораживания биоматериалов, со держащем теплоизолированную ванну для хладоносителя с размещенными ,в ней испарителем и подставкой для флакона с биоматериалом, снабженной 10 фиксирующими пластинами с плоскими пружинами, крышку со смонтированным на ией приводом, на валу которого закреплена державка, последняя выполнена в,виде цилиндрического пальца для прижатия к пробке флакона вдоль его оси, укрепленного внутри эластичного кожуха посредством радиальных перемычек, кожух имеет форму обратного усеченного конуса, а полость кожуха

20 заполнена шарообразными телами, при этом снаружи фиксирующих пластин установлено стяжное кольцо.

Благодаря такому выполнению державки и наличию полости, разделенной

25 перемычками и заполненной шарообразнь»ми телами, при вращении под дейст4 вием последних происходит натяжение кожуха, тег» самым увеличивается сцепление державки с поверхностью пробки, а перемычки с»<ииаются при входе проб- З0 ки в горльпчко флакона, повышая жесткость центрирования флакона.

Пластины подставки замкнуты кольцом, которое принимает на себя радиальное усилие пружин. Одновременно усилие пружин передается на основание флакона, повышая также жесткость

его центрирования.

На фиг. 1 изображено устройство с вырезом, вид спереди; на фиг. 2 — 40 то же, с разрезом; на фиг. 3 — державка, вид спереди; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — подставка, вид спереди; на фиг. 6 — то же, вид сверху. 45

Устройство содержит теплоизолированную ванну 1 с .помещенным в ней испарителем 2, служащим для охлаждения хладоносителя. Ванна 1 устрой ства .снабжена крышкой 3, смонтиро;ванной с возможностью поворота по криволинейной траектории. На крьппке

3 ванны 1 установлен привод 4, на валу 5 которого смонтирована державка. 6 ° В ванне 1 установлена подставка 7. В державке 6 и подставке 7 закреплен флакон 8 с пробкой 9.

Державка 6 имеет диск 10 с выступом ll, служащим для стабилизации

37 4 державки 6 по вертикали. Выступ 11 сг»абжен винтовой нарезкой. На выступ

11 навинчен цилиндрический палец 12, уста»»овленньп» в эластичном кожухе 13 посредством радиальнь»х перемычек 14.

Стенки кожуха 13 и цилиндрического пальца 12 образуит кольцевую полость

15, разделенную перемычками 14 и заполненную шарообразными телами 16, которые при вращении державки 6 под действием центробежных сил создают натяжение кожуха 13, увеличивая сцепление державки 6 с поверхностью пробки 9, прижимают ее к горльппку флакона 8 изнутри, а перемычки 14 придают жесткость державке 6 при входе в пробку 9, повышая сцепление с горлышком флакона 8.

Подставка 7 выполнена в виде четырех пластин 17 с плоскими пружинами

18 на концах. Пластины 17 в верхней своей части замкнуты кольцом 19, ко- торое воспринимает давление пластин

17 и пружин 18 на себя, повышая жесткость центрирования основания флакона 8 относительно вертикальной оси.

Пластины 17 укреплены на бобышке 20, установленной на оси 21.

Устройство работает следующим образом.

Открывают крьнпку 3 устройства.

Флакон 8, например с плазмой крови, устанавливают на подставку 7, при этом пружины 18 разжимаются и центри" руют флакон 8 относительно вертикальной оси. Кольцо 19 исключает разгибание пластин 17, так как радиальные усилия пружин 18 замыкаются на кольце 19. Крышку 3 закрывают по кри волинейной траектории, при этом верхняя державка 6 под действием веса крынки 3 входит конической частью ко>хуха 13 в пробку 9 и прогибает ее посредством пальца 12, прижиглая к горлышку флакона 8 изнутри. При отклонении разг»ера горлышка флакона 8 державка 6 сжимается или расширяется за счет полости 15 и упругости перемычек 14 и центрирует флакон 8 по вертикальной оси, причем крышка 3 постоянно остается в горизонтальном положении, а оси крышки 3 и флакона

8 пересекаются под углом 90 о

Вкличаит привод 4 и державка 6 приводится во вращение. При этом шарообразные тела 16 под действием центробежной силы смещаются к резиновому г<ожуху 13 и оттягивают его, увеличивая сцепление с поверхностью

1() 54637

1а

20 пробки 9, обеспечивая за счет этого постоянное, число оборотов флакона R.

8 результате повьш1ения жесткости центрирования и устранения нарушений соосностн флакона, следствием чего является существенное снижение вибрации флакона 8, на его внутренней поверхности образуется более рав номерньп слой намороженного материала, что создает условия практически одновременного обезвоживания этого слоя при последующей сублимации.

При разгрузке устройства открывают крышку 3,. при этом державка 6 выходит иэ зацепления с пробкой 9.

Затем берут флакон 8 за горлышко и извлекают его из морозильной ванны, а взамен ставят другой флакон, заполненный замораживаемым материалом.

Предлагаемое устройство, отличается более высокой надежностью в работе и обеспечивает: существенное повышение сцепления державки с пробкой флакона, что исключает пробуксовку и замораживание материала на дне флакона; более точное и надежное центрирование флакона, обеспечивающее более равномерное слоеобраэование при замораживании материала на внутренней поверхности флакона; существенное увеличение срока службы державки, исключение загрязнения хладоносителя резиновой крошкой и снижение периодичности профилактических осмотров.и текущего ремонта замораживающего устройства; повышение производительности труда и сокращение затрат электрической и других видов энергии.

1 () 54637

17

1054637

18

БНИИПИ Закан 9078/44 Тираж 530 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4