Устройство для замораживания биоматериалов

 

Изобретение относится к области криобиологического оборудования, а именно к устройствам для замораживания биоматериалов, преимущественно эмбрионов млекопитающих. Целью изобретения является снижение расхода хладагента и повышение сохранности биоматериала. Контейнеры 9 с биоматериалом размещают в рабочих каналах 8 горизонтально укрепленной камеры 2 охлаждения и через патрубок 4 вводят пары хладагента, которые в полости 13 инициируют кристаллизацию за счет переохлаждения, вызванного непосредственным контактом газообразного азота с участком контейнера 9. Далее хладагент проходит по зигзагообразному проходу секций канала 10 ввода хладагента и через канал 11 вывода хладагента, обеспечивая за счет теплопроводности перегородок 6,7 режим замораживания биоматериала. Нагревательные элементы в секциях обеспечивают регулирование температуры. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4375101/31-26 (22) 10,02.88 (46) 30.07.90. 1;юл. Ф 28 (71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро научного приборостроения AH УЗССР (72) P.Ц.Селегин (53) 621.59 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 724895, кл. Р 25 D 3/10, 1975. (54) КРИОСТЛТ (57) Изобретение относится к криогенной технике, предназначено для исследования свойств образцов при различных температурах и позволяет расширить диапазон регулирования температуры и повысить скорость ее изменения. Криостат содержит вакуумный корпус, размещенный в нем реИзобретение относится к криогенной технике и предназначено для исследования свойств образцов при различных температурах, в частности для исследования образцов оптическими и электрическими методами, например при измерении фотоэлектрических характеристик полупроводников.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования температуры и повьш|ение скорости ее изменения, На фиг.1 представлен криостат, общий вид; на фиг.2 — криостат с креплением теплового изолятора к корпусу криостата, вариант выполнения, на фиг,3 — кольцо с иглами и (51)5 Р 25 0 3/!О F 17 C 3/00 зервуар с цилиндрическим хвостовиком и держатель охлаждаемого объекта, на боковой поверхности которого размещен нагреватель. Хвостовик и держатель выполнены в виде телескопических стаканов и снабжены тепловым изолятором, содержащим кольца, установленные коаксиально хвостовику и закрепленные посредством осей и игп. Нижнее кольцо прикреплено к держателю, а верхнее — к резервуару ипи корпусу, Температуру регулируют вертикальным перемещением хвостовика и подачей напряжения на нагреватель. Тепловой изолятор позволяет исключить испарение хладагента в резервуаре и использовать все тепло от нагревателя на нагревание держателя с исследуемым объектом. 2 з,п. ф-лы, 7 ил. отверстиями; фиг. 4 — хвос тоник рез ервуара с подпружиненными кольцами; фиг.5 — узел I на фиг.4; фиг,6 узел II на фиг,4; фиг,7 - узел 1г на фиг. ", Криостат содержит вакуумный корпус 1, размещенные в нем. резервуар

2 с цилиндрическим хвостовиком 3 и держатель. 4 охлаждаемого объекта, На боковой поверхности держателя 4 размещен нагреватель 5. Цилиндрический хвостовик 3 и держатель 4 выполнены в виде телескопических стаканов и снабжены тепловым изолятором в виде колец 6, установленных коаксиально хвостовику 3 и эакреп) 581971 ленных посредством осей 7 и игл 8.

Хвостовик 3 и держатель 4 выполнены из материала с высоким коэффициен1ом теплопроводности, например из бескислородной меди. Хвостовик 3 имеет возможность перемещаться внутрь держателя 4 посредством стерж- ня 9, причем между дном резервуара

2 и хвостовиком 3 размещено вакуум- 10 йое уплотнение, позволяющее осу-. ествлять поступательное и вращательое движение хвостовику 3, Нагрева— ель 5 в лолнен, например, из танталовой ольги 10, навитой спирально, с элекроизоляцией ll из слюды.

В верхней торцовой части .хвосто— .ика 3 имеются отверстия для заполения его хладагентом из резервуара

Кольца 6, иглы 8 и оси ? выполнены из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например из нержавеющей стали. Оси 7 выполнены, например, из провода, троса или цепочки, проходят через отверстия 25 кольцах 6 с зазором и стянуты поредством болтов 12. Тепловой изоляор прикреплен посредством нижнего ольца 6 к держателю 4 и верхнего агольца — к резервуару 2, 30

Во втором примере конкретного выполнения устройства (фиг, 2) хвос(Товик 3 жестко соединен с резервуа1 ом 2, который выполнен с воэмож35 постыл поступательного перемещения

: востовика 3 внутрь держателя 4, для

1его вакуумное уплотнение установлено в крышке корпуса 1 и стержень 9 к резервуару 2. В этом случае верх»ее кольцо 6 соединено не с резервуаром 2, а с корпусом 1 посредством осей 7, шарнирно закрепленных на корпусе 1 в углах равностороннего треугольника и упирающихся в пятку

l3 проекция центра которой совпадает с центром равностороннего треугольника, Держатель 4 имеет датчик

l4 температуры. Для повышения тепло»ого контакта внешняя стенка хвосто50 вика 3 снабжена подпружиненными конусообразными кольцами или спиралью

15, подпружиненных с помощью пружины

16 величина сжатия которой регулируется гайкой 17 (фиг.4), или хвостовик 3 и держатель 4 соединен посредством винтовой резьбы 18 (фиг.7). с

d гарантированным зазором между резьбой хвостовика и резьбой держателя.

Криостат работает следующим образом.

В резервуар 2 заливается хладагент, высота нижнего уровня которого в держателе 4 определяется положением дна хвостовика 3, В случае, когда хвостовик 3 помещен в держатель 4, температуру регулируют вертикальным перемещением хвостовика 3 с помощью стержня 9 при подаче на нагреватель 5 стабилизированного постоянного напряжения (тока), в том числе и напряжения (тока), равного нулю, Возможно также регулировать температуру при фиксированном положении хвостовика 3 как в держателе

4„ так и нне его, меняя напряжение, подаваемое на нагреватель 5, Регулирование темпЕратуры в режиме ее возрастания возможно проводить, например, следующим образом, Устанавливают минимальную заданную температуру посредством установки хвостовика 3 на соответствующую высоту и подачей необходимого напряжения (тока) на нагреватель 5, затем вынимают хвостовик 3 из держателя 4 с наибольшей возможной скоростью для данного устройства и одновременно начинают регулировать температуру с помощью нагревателя 5, Регулирование температуры в режиме ее убывания возможно проводить, например, следующим образом. Устанавливают хвостовик 3 в необходимое положение относительно держателя 4 и с помощью нагревателя

5 устанавливают верхнюю заданную температуру, затем опускают хвостовик 3 на дно держателя 4 и, уменьшая напряжение (ток) на нагревателе 5, понижают температуру. За счет того, что тепловой изолятор выполнен из материала с низким коэффициентом теплопроводности и за счет малой площади контакта между иглами 8 и кольцами 6, тепло от нагревателя 5 в основном идет на нагревание держателя 4 с исследуемым объектом и не тратится на испарение хладагента в резервуаре 2, что увеличивает скорость изменения температуры.

Таким образом, использование изобретения позволяет регулировать температуру в широком диапазоне как с помощью нагревателя, так и с помощью перемещения хладагента, стабильно поддерживать промежуточные температуры во всем температурном диапазо5 158 не, а также достигать температуру исследуемого объекта, более близкую

1 к температуре кипения хладагента, эа счет большой поверхности теплового контакта телескопических стаканов.

Формула изобретения

1. Криостат, содержащий вакуумный корпус, размещенный в нем резервуар с цилиндрическим хвостовиком и жестко закрепленный держатель охлаждаемого объекта, на боковой говерхности которого размещен нагреватель, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования температуры и повышения скорости ее изменения, цилиндрический хвостовик и держатель выполнены в виде телеско1971 б пических стаканов и снабжены тепловым изолятором, выполненным в виде колец, установленных коаксиально

5 хвостовику и закрепленных посредством осей и игл, при этом нижнее кольцо прикреплено к держателю, а верхнее — к резервуару или корпусу.

2. Криостат по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения теплового контакта, внешняя стенка хвостовика снабжена подпружиненными конусообразными кольцами или спиpam»o ° ! 5 3. Криостат по и ° 1 р о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения теплового контакта, стаканы соединены посредством винтовой реэьбь|..

1581971

®

4Рцг. 8

Сос тавитель Ф. Кожаринова

Ре дактор Н.Кищтулинец Техред Л.Серд окова Корректор В.Гирняк

3аказ 2078 Тираж 447 Подписное

ЦБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101