SU1631237A1

SU1631237A1 - Thermostat for biological materials storing

Info

Publication number: SU1631237A1
Application number: SU894646958A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Кудряш; Виктор Петрович Гальчанский; Михаил Васильевич Зубец; Владимир Михайлович Зорин; Владимир Борисович Волгин; Виталий Борисович Близниченко
Original assignee: Институт Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Изобретение относитс к биологическому оборудованию дл охлаждени , хранени и транспортировки биологических материалов и предназначено дл повышени точности стабилизации температуры биологических материалов. После заполнени межстенной полости 4 камеры 2 хладо- носителем 5, например водой, температура кристаллизации которой равна температуре хранени биоматериала, в двустенную камеру 2 помещают биоматериал 3, закрывают крышкой 6 и создают в теплоизолированной емкости I дл хранени криоагента избыточное давление, необходимое дл поступлени его по трубопроводу 7 через отверсти коллектора 8 в хладоноситель 5. Криоагент из отверстий перемешивает и охлаждает наход щийс в полости 4 хладоноситель 5. При охлаждении последнего до температуры начала кристаллизации хладоноситель 5 затвердевает в первую очередь в зоне отверсти , что предотвращает дальнейшее поступление криоагента и переохлаждение хладоносител ниже температуры кристаллизации . При та нии твердой фазы хладоносител 5 отверсти освобождаютс от льда, и возобновл етс поступление криоагента в хладоноситель 5 до следующего превращени ее в твердую фазу. 2 ил. СЛThe invention relates to biological equipment for cooling, storing and transporting biological materials, and is intended to improve the accuracy of stabilizing the temperature of biological materials. After filling the interwall cavity 4 of chamber 2 with refrigerant 5, for example, water, the crystallization temperature of which is equal to the storage temperature of the biomaterial, the biomaterial 3 is placed in the double wall chamber 2, closed with a lid 6 and in the thermally insulated container I for storing the cryoagent create an overpressure necessary for its entry through the pipeline 7 through the openings of the collector 8 into the coolant 5. The cryoagent from the holes mixes and cools the coolant 5. It is cooled to the temperature n Chal crystallization refrigerant 5 solidifies primarily in the opening zone, which prevents further flow of cooling agent and subcooling the coolant below the crystallization temperature. When the solid phase of the coolant 5 melts, the orifices are freed from ice, and the cryoagent returns to the coolant 5 until the next transformation into the solid phase. 2 Il. SL

Description

Фиг. 1FIG. one

Изобретение относитс к биологическому оборудованию, в частности к установкам дл охлаждени , хранени и транспортировки биологических материалов.The invention relates to biological equipment, in particular to installations for cooling, storing and transporting biological materials.

Цель изобретени - повышение точности стабилизации температуры биологических материалов.The purpose of the invention is to improve the accuracy of stabilizing the temperature of biological materials.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый термостат дл хранени биологических материалов; на фиг,2 - варианты исполнени коллектора.FIG. Figure 1 shows schematically the proposed thermostat for storing biological materials; Fig. 2 shows collector versions.

Термостат дл хранени биологических материалов содержит теплоизолированную емкость 1 дл криоагента, наход щегос под избыточным давлением (РИзб.), двустенную камеру 2 дл биологического материала 3, полость 4 между стенками которой заполнена хладоносителем 5, в качестве которого использовано вещество, температура кристаллизации которого равна заданной температуре хранени биологического материала. Термостат снабжен крышкой 6 дл извлечени биоматериала 3. Емкость I и межстенна полость 4 сообщены трубопроводом 7 подачи криоагента, конец которого выполнен в виде замкнутого коллектора 8 с отверсти ми 9 дл подачи криоагента в слой хладоносител 5.A thermostat for storing biological materials contains a thermally insulated capacity 1 for a cryogenic agent that is under excess pressure (FIRM), a double-walled chamber 2 for biological material 3, the cavity 4 between which walls are filled with a coolant 5, for which the substance used is the crystallization temperature of which is equal to storage temperature of biological material. The thermostat is provided with a lid 6 for extracting the biomaterial 3. The container I and the interwall cavity 4 are connected by a supply line 7 for a cryoagent, the end of which is made in the form of a closed collector 8 with openings 9 for supplying the cryoagent to the coolant layer 5.

Форма коллектора трубопровода, а также количество и расположение отверстий 9 на нем определ ютс из услови обеспечени равномерного охлаждени хладоносител 4.The shape of the manifold of the pipeline, as well as the number and location of the openings 9 on it, are determined from the conditions for ensuring uniform cooling of the coolant 4.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Дл хранени биоматериала 3 при температуре 0° С в межстенную полость 4 заливают жидкий хладоноситель, температура кристаллизации которого равна температуре хранени биоматериала 3, например воду с температурой кристаллизации 0° С. В камеру 2 помещают биоматериал 3, закрывают крышкой 6 и создают в теплоизолиро- ванной емкости 1 дл криоагента избыточное давление (Ризб.), необходимое дл поступлени криоагента, например жидкого азота, в трубопровод 7. Избыточное давление может создаватьс одним из известных способов, например от постороннего источника давлени или с помощью нагревател , помещенного внутрь теплоизолированной емкости I. Криоагент проходит по трубопроводу 7 и выходит изTo store the biomaterial 3 at a temperature of 0 ° C, liquid coolant is poured into the interstitial cavity 4, the crystallization temperature of which is equal to the storage temperature of the biomaterial 3, for example, water with a crystallization temperature of 0 ° C. The overpressure (Hose) of the tank 1 for the cryoagent required for the entry of the cryoagent, for example liquid nitrogen, into the pipeline 7. The overpressure can be generated by one of the known methods, for example, from extraneous pressure source or by means of a heater placed inside an insulated vessel I. The cryoagent passes through conduit 7 and exits

коллектора 8 через отверсти 9 и перемешивает и охлаждает наход щийс в полости 4 хладоноситель 5. При охлаждении до температуры начала кристаллизации хладоноситель 5 затвердевает, причем в первую очередь, в зонах отверстий 9, так как здесь температура выход щего криоагента наименьша . Таким образом предотвращаетс дальнейшее поступление криоагента и переохлаждение хладоносител ниже температуры кристаллизации. Известно свойство кристаллизующихс жидкостей сохран ть температуру кристаллизации до полного та ни твердой фазы (так, дл воды 0° С температура тающего льда).the collector 8 through the holes 9 and mixes and cools the coolant 5 located in the cavity 4. When cooled to the temperature of the onset of crystallization, the coolant 5 solidifies, and first of all, in the zones of the holes 9, since here the temperature of the outgoing cryoagent is the smallest. This prevents further entry of the cryoagent and overcooling of the coolant below the crystallization temperature. It is a known property of crystallizing liquids to maintain the crystallization temperature until the solid phase is complete (for example, for water 0 ° C, the temperature of thawing ice).

При та нии твердой фазы хладоносител 5 в результате теплоподвода извне через сам хладоноситель и через стенки трубопровода 7 отверсти 9 освобождаютс от льда иIn case of solidification of the coolant 5 as a result of heat supply from the outside through the coolant itself and through the walls of the pipeline 7, the openings 9 are freed from ice and

возобновл етс поступление криоагента в хладоноситель 5 до следующего превращени хладоносител 5 в твердую фазу.The supply of the cryogenic agent to the coolant 5 is resumed until the next conversion of the coolant 5 to the solid phase.

Таким образом, в полости 5 посто нно находитс хладоноситель 5 при температуре кристаллизации, причем эта температура поддерживаетс автоматически до полного израсходовани криоагента, т.е. точность поддержани температуры не зависит от технического исполнени термостата, а определ етс только физическими свойствами хладоносител , которые не мен ютс в процессе их использовани в термостате и обеспечивают необходимую точность стабилизации температуры.Thus, in the cavity 5, the coolant 5 is constantly at the crystallization temperature, and this temperature is maintained automatically until the cryogenic agent is consumed, i.e. the accuracy of temperature maintenance does not depend on the technical design of the thermostat, but is determined only by the physical properties of the coolant, which do not change during their use in the thermostat and provide the necessary accuracy of temperature stabilization.

Claims

Invention Formula

A thermostat for storing biological materials, containing a heat insulated cryoagent container, a double-walled chamber for biological materials,

a cavity between the walls of which is filled with a coolant, and a cryoagent supply pipeline, characterized in that, in order to improve the accuracy of stabilizing the temperature of biological materials,

As a coolant, a substance was used, the crystallization temperature of which is equal to the specified storage temperature of biological materials, with the end of the pipeline for supplying the cryogenic agent located in the interwall cavity and made in the form of a closed collector with openings for supplying the cryogenic agent to the coolant layer.

-eight

-GG

FIG. 2