Устройство для консервации биологических объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее камеру консервадаи, соединенную . . трубопроводом с резервуаром для жидкого хладагента, включающим в себя нагреватель, датчик температуры биологического объекта, размещенный в камере консервации, электромагиитньй клапан и блок управления, соединен ный с нагревателем, датчиком температуры и электромагнитным клапаном и включакяций в себя задатчик программы консервации, соединенный с элементом сравнения, и генератор пилообразного напряжения, соединенный с широтноимпульсным модулятором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения сохраняемости консервируемого биологического объекта при расширении диапазона низких температур консервации, в нем блок управления дополнительно содержит детектор, включенньй между элементом сравнения и широтно-импульсным модулятором, последовательно соединенные компаратор , инвертор, первый и второй элементы совпадения, причем вторые входы обоих элементов совпадения Соединены параллельно с выходом широтно-импульсного модулятора, S вход компаратора соединен с выходом элемента сравнения выход компаратора одновременно соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с нагревателем , а выход второго элемента совпадения соединен с -электромагнитным клапаном, размещенным в дополнительно установленный трубопровод, соединякшщй камеру консервации с резерву аром для хладагента. X) Сдд 00

(19) (1! ) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 А 01 N 1/ОЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕЛ=НИЙ И ОТНРЫТИЙ

Я » »» Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „.," ., /

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ""4 (21) 3579972/28-13 (22) 11.04.83 (46) 15.09.85. Бюл. В 34 (72) С.И.Ткаченко и В.Н.Тельнюк (7f) Специальное конструкторскотехнологическое бюро с опытным производством Института проблем криобиологии и криомедицины АН УССР (53) 615.012 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 722527, кл. А 01 N f/02, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее камеру консервации, соединенную трубопроводом с резервуаром для жидкого хладагента, включающим в себя нагреватель, датчик температуры биологического объекта, размещенный в камере консервации, электромагнитный клапан и блок управления, соединен ный с нагревателем, датчиком температуры и электромагнитным клапаном и включающий в себя задатчик программы консервации, соединенный с элементом сравнения, и генератор пилообразного напряжения, соединенный с широтноимпульсным модулятором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения сохраняемости консервируемого биологического объекта при расширении диапазона низких температур консервации, в нем блок управления дополнительно содержит детектор, включенный между элементом сравнения и широтно-импульсным модулятором, последовательно соединенные компара тор, инвертор, первый и второй элементы совпадения, причем вторые входы обоих элементов совпадения

Соединены параллельно с выходом широтно-импульсного модулятора, вход компаратора соединен с выходом элемента сравнения выход компаратора одновременно соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с нагревателем, а выход второго элемента совпадения соединен с электромагнитным клапаном, размещенным в дополнительно установленный трубопровод, соединяющий камеру консервации с резервуаром для хладагента.

1178378

Изобретение относится к биологической и медицинской технике и предназначено для низкотемпературной консервации биологических объектов, например костного мозга,ядросодержащих 5 клеток крови, микроорганизмов, спермы животных и т.д., путем их замораживания.

Цель изобретения - обеспечение сохраняемости консервируемого биоло- 10 гического объекта при одновременном расширении диапазона низких температур консервации.

На фиг. 1 представлена структурная схема; на фиг. 2 — графики, по- 15 ясняющие работу устройства.

Устройство для консервации биологических объектов содержит (фиг.1) резервуар 1 для жидкого хладагента, трубопровод 2 подачи жидкого хлад- 20 агента, подключенный к камере 3 консервации трубопровод 4, соединяющий через электромагнитный клапан 5 полость резервуара 1 для жидкого хладагента с камерой 3. В камере 3 раз- 25 мещен датчик 6 температуры объекта, датчик 6 подключен к одному входу элемента 7 сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчи" ка 8 программы консервации. Выход элемента 7 сравнения через детектор

9 подключен к первому входу широтноимпульсного модулятора 10, второй вход которого соединен с выходом генератора 11 пилообразного напря35 жения. Выход широтно-импульсного модулятора 10 подключен к первым. входам элементов 12 и 13 совпадений.

Выход элемента 7 сравнения через компаратор 14 подключен к второму входу элемента 12 совпадений и через инвертор 15 ко второму входу элемента 13 совпадений.

Выход элемента 12 совпадений соединен с нагревателем 16, размещен-< ным в резервуаре 1, а элемента 13 совпадений — с управляющим входом электромагнитного позиционного клапана 5.

Элементы 7-15 образуют блок 17 ,управления.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на один вход элемента 7 сигнал от датчика 6 каме- 55 ры 3, а на другой вход элемента 7 задающего сигнала от программного задатчика 8, пропорционального теку- щему значению температуры биообъекта, размещенного в камере 3 замораживания, на выходе элемента 7 формируется сигнал рассогласования (фиг. 2а). Этот сигнал через детектор 9 поступает на первый вход широтно-импульсного модулятора 10 (фиг. 2б, кривая 1), на другой вход которого с выхода генератора 11 пилообразного напряжения поступает пилообразный сигнал (фиг. 2б, кривая 2).

На выходе широтно-импульсного модулятора 10 при этом формируется импульсный сигнал (фиг. 2,в), длительность которого пропорциональна сигналу рассогласования). Этот сигнал поступает на первые входы элементов 12 и 13 совпадений. Сигнал рассогласования с выхода элемента 7 поступает также на вход компаратора

14.

При этом, если сигнал рассогласования, например, положителен или равен нулю, то на выходе компаратора 14 присутствует единичный сигнал, если отрицателен — нулевой (фиг.2,г) .

При наличии на выходе компаратора

14, а значит и на втором входе элемента 12 совпадений, единичного сигнала, элемент 12 совпадений с приходом каждого импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 10 открывается, что приводит к подаче питающего напряжения на нагреватель 16 испарителя (фиг. 2,д) . Элемент 13 совпадений при этом заблокирован проинвертированным инвертором 15 выходным сигналом компаратора 14, т.е. на второй вход элемента 13 совпадений поступает. нулевой сигнал и электромагнитный клапан 5 закрыт.

При этом трубопровод 4 отключен от камеры 3. Тепловая мощность, выделяющаяся на нагревателе 16 испарителя, приводит к испарению жидкого азота и появлению в воздушной полости резервуара 1 для жидкого азота избыточного давления (фиг. 2,ж).

Под действием этого давления жидкий азот начинает поступать через тру" бопровод 2 в камеру 3, что приводит к изменению (понижению) температуры размещенного в ней биообъекта.

По мере понижения температуры биообъекта сигнал рассогласования уменьшается, что приводит к умень" шению мощности, рассеиваемой нагре378 з 1178

/ вателем t6 испарителя в среде жид-,кого азота, а значит и к уменьшению скорости возрастания давления в воз-, душной полости резервуара 1 с жидким азотом. При сигнале рассогласования, равным нулю, количество жидкого азота, поступающего в камеру 1 за.мораживания, обеспечивает замораживание биообъекта с заданной скоростью. Если в процессе регулирования 10 скорость замораживания превъппает заданную, то сигнал рассогласования изменяет знак, на выходе компаратора 14 устанавливается нулевой сигнал, элемент 12 совпадений заблокируется, нагреватель 16 испарителя отключится.

Лмнульсы с выхода широтно-импульсного модулятора 10 через элемент 13 совпадений, приготовленной разрешающим единичным уровнем сигнала с,выхода инвертора 15, поступают на электромагнитный клапан 5.

Открываясь на время, пропорциональное сигналу рассогласования (фиг. 2,е), клапан 5 постепенно стравливает избыточное давление в воздушной полости резервуара 1 с жидким азотом через трубопровод 4 до уровня, обеспечивающего расход жидкого азота, при котором скорость охлаждения биообъекта соответствует заданной. Детектирование сигнала рассогласования обеспечивает при этом нормальное функционирование широтно-импульсного модулятора 10 вне зависимости от полярности этого сигнала. Стравливание паров азота в камеру 3 позволяет использовать их энергию для дополнительного охлаждения биообъекта.

1178378

Составитель Ф.Рогожанский

Редактор А.Долинич Техред Л.Микеш Корректор О.Луговая

Заказ 5577/3 Тираж 743 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4