RU2074104C1

RU2074104C1 - Multipurpose cassette

Info

Publication number: RU2074104C1
Application number: RU93057848A
Authority: RU
Inventors: А.И. Грядунов; А.П. Леонов; В.Ф. Громович
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Удел"
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: materials handling; arrangement and transportation of constant-temperature containers with thermolabile biological material. SUBSTANCE: inserts are furnished with projections in lower part. Holes are made in bottom of housing to fit in insert projections. Holes are on side walls between supports. EFFECT: improved safety of transportation of thermolabile biological material. 7 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для размещения и транспортирования термостатируемых контейнеров с термолабильным биологическим материалом, например, замороженной плазмы крови, охлажденной донорской крови. The invention relates to the field of medical equipment, namely to devices for placing and transporting thermostatically controlled containers with thermolabile biological material, for example, frozen blood plasma, chilled donated blood.

Известна кассета для размещения при групповых переносках, перевозках в термостатируемых контейнерах, хранении в стационарных термокамерах емкостей различной формы полимерных пакетов типа "Компопласт", флаконов (бутылок) емкостью 250 мл и 500 мл. заполненных замороженной плазмой крови или охлажденной донорской кровью, выполненная в виде объемного каркаса из нержавеющей проволоки с посадочными местами для емкостей [1]
Недостатки известной кассеты:
низкий коэффициент использования рабочего объема при размещении емкостей различных форм и объема;
высокая вероятность порчи термолабильного материала вследствие сложности обеспечения требуемого температурного режима по объему емкостей как при групповых переносках вне специальных устройств, так и при хранении в объемах низкотемпературных термостатов.Known cassette for placement in group transfers, transport in thermostatic containers, storage in stationary heat chambers of containers of various shapes of plastic bags such as Compoplast, bottles (bottles) with a capacity of 250 ml and 500 ml. filled with frozen blood plasma or chilled donated blood, made in the form of a volumetric frame made of stainless wire with seats for containers [1]
The disadvantages of the known cassette:
low utilization of the working volume when placing containers of various shapes and volumes;
high probability of deterioration of thermolabile material due to the difficulty of ensuring the required temperature regime in terms of volume of containers both when carrying groups outside special devices and when storing low-temperature thermostats in volumes.

В кассете обеспечение требуемой степени изотермичности по объемам размещаемых контейнеров требует создания принудительной циркуляции воздуха; отсутствие последней может обусловить возникновение существенных значений градиентов температуры по объему термолабильного материала, выходящих за рамки допустимых пределов. In the cassette, ensuring the required degree of isothermal volume of containers placed requires the creation of forced air circulation; the absence of the latter can cause the occurrence of significant values of temperature gradients in the volume of thermolabile material that go beyond the permissible limits.

Необходимость создания зазоров между емкостями для обеспечения условий для циркуляции воздуха определяет низкий коэффициент использования рабочего объема при применении известной кассеты. Этому также способствует то, что размеры ее никоим образом не связаны с размерами переносимых емкостей, в кассете не сформированы места для размещения емкостей. The need to create gaps between the tanks to provide conditions for air circulation determines the low utilization of the working volume when using the known cartridge. This is also facilitated by the fact that its dimensions are in no way connected with the dimensions of the transported containers, and there are no places for placing containers in the cassette.

Кроме того, в кассете не предусматривается возможность теплового экранирования переносимых емкостей. In addition, the cassette does not provide for the possibility of thermal shielding of transported containers.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной кассете является универсальная кассета, содержащая корпус в виде полого параллелепипеда, сменные вкладыши из листового материала, снабженные посадочными местами, опоры [2]
Недостатки кассеты, принятой в качестве прототипа, состоят в низком значении коэффициента использования рабочего объема при размещении емкостей различного объема и формы и в высоких значениях потерь термолабильного материала.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed cartridge is a universal cartridge containing a housing in the form of a hollow parallelepiped, interchangeable liners of sheet material, equipped with seats, supports [2]
The disadvantages of the cartridge, adopted as a prototype, are the low value of the coefficient of use of the working volume when placing containers of various volumes and shapes and in high losses of thermolabile material.

Эти недостатки обусловлены тем, что в кассете при образовании мест для размещения емкостей различной формы сечение вкладышей оказывается перпендикулярным поверхности емкости и вкладыши контактируют с ней на незначительных участках. В свою очередь, такая конструкция кассеты определяет как невозможность эффективного теплового воздействия на поверхность емкости с целью обеспечения изотермичности, так и "рыхлую" компоновку в целом. These shortcomings are due to the fact that in the cassette, when places are created to accommodate containers of various shapes, the cross-section of the inserts is perpendicular to the surface of the container and the inserts come into contact with it in small areas. In turn, this design of the cartridge determines both the impossibility of effective thermal exposure to the surface of the container in order to ensure isothermality, and the "loose" layout as a whole.

Кроме того, в кассете не предусмотрены какие-либо меры для кратковременного поддержания заданного режима при групповых переносках емкостей вне специальных термостатирующих устройств. In addition, the cassette does not provide any measures for the short-term maintenance of a given mode during group carrying containers outside special thermostatic devices.

Целью изобретения является разработка конструкции кассеты, предназначенной для размещения и переноса емкостей с термолабильным материалом и обеспечивающей высокие эксплуатационные характеристики и сохранность материала. The aim of the invention is to develop a cartridge design designed to accommodate and transfer containers with thermolabile material and providing high performance and material safety.

Технический результат изобретения повышение коэффициента использования рабочего объема при размещении емкостей различной формы и снижение потерь термолабильного материала. The technical result of the invention is to increase the utilization rate of the working volume when placing containers of various shapes and reduce losses of heat-sensitive material.

Технический результат достигается тем, что в универсальной кассете для емкостей с термолабильным биологическим материалом, содержащей корпус в виде полого параллелепипеда, сменные вкладыши из листового материала, снабженные посадочными местами, и опоры, установлены с зеркальной симметрией и с шагом на обращенных одна к другой сторонах боковых стенок перпендикулярно дну, посадочные места выполнены с обеспечением взаимодействия с опорами и размещены на боковых сторонах, в нижней части вкладыши снабжены выступами, на дне корпуса выполнены отверстия для прохождения выступов вкладышей, а на боковых стенках между опорами выполнены отверстия. The technical result is achieved by the fact that in a universal cassette for containers with thermolabile biological material, containing a body in the form of a hollow parallelepiped, replaceable liners of sheet material, equipped with seats, and supports, are installed with mirror symmetry and in increments on the lateral sides facing one another the walls perpendicular to the bottom, the seats are made to ensure interaction with the supports and are placed on the sides, in the lower part of the liners are provided with protrusions, on the bottom of the body holes for the passage of the protrusions of the liners, and on the side walls between the supports made holes.

Кроме того, дополнительно, отличия могут состоять в том, что:
вкладыши выполнены в виде теплопроводов;
посадочные места выполнены в виде ножевых направляющих, а опоры выполнены в виде канавок;
посадочные места выполнены в виде стержневых направляющих, а опоры выполнены в виде охватывающих трубчатых элементов с продольным разрезом;
шаг между опорами выполнен кратным наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей различной формы;
введены тепловые экраны с элементами их крепления, а на внешних сторонах стенок и дна размещены установочные элементы для фиксации элементов крепления тепловых экранов;
тепловые экраны выполнены в виде теплоизолирующих пластин, охватывающих внешнюю поверхность кассеты;
тепловые экраны выполнены в виде тепловых аккумуляторов, рабочая температура которых соответствует температуре хранения термолабильного биологического материала, установленных на элементах крепления в установочных элементах с обеспечением контакта поверхности аккумуляторов с торцами выступов теплопроводных вкладышей.In addition, in addition, differences may consist in the fact that:
inserts are made in the form of heat conductors;
the seats are made in the form of knife guides, and the supports are made in the form of grooves;
seats are made in the form of rod guides, and supports are made in the form of covering tubular elements with a longitudinal section;
the step between the supports is a multiple of the largest common divider of the transverse dimensions of the containers of various shapes;
heat shields with elements of their fastening were introduced, and on the external sides of the walls and the bottom there are mounting elements for fixing the fastening elements of thermal screens;
thermal screens are made in the form of heat-insulating plates covering the outer surface of the cartridge;
thermal screens are made in the form of thermal accumulators, the operating temperature of which corresponds to the storage temperature of the thermolabile biological material installed on the fastening elements in the installation elements to ensure contact between the surface of the batteries and the ends of the protrusions of the heat-conducting liners.

На фиг. 1 представлен вид кассеты сверху без тепловых экранов; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 вкладыши и варианты выполнения их посадочных мест, соответственно в виде стержневых и ножевых направляющих; на фиг. 5 и 6 варианты выполнения опор, соответственно в виде цилиндрических (трубчатых) элементов и в виде прорезей; на фиг. 7 вид кассеты сбоку с различными модификациями тепловых экранов в виде теплоизолирующих пластин - в правой половине корпуса кассеты и в виде тепловых аккумуляторов в левой половине корпуса; на фиг. 8 и 9 фрагменты различных вариантов элементов крепления тепловых экранов и установочных элементов. In FIG. 1 shows a top view of a cartridge without thermal shields; in FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3 and 4 inserts and embodiments of their seats, respectively, in the form of rod and knife guides; in FIG. 5 and 6, embodiments of supports, respectively, in the form of cylindrical (tubular) elements and in the form of slots; in FIG. 7 is a side view of the cartridge with various modifications of the heat shields in the form of heat insulating plates — in the right half of the cartridge body and in the form of heat accumulators in the left half of the body; in FIG. 8 and 9 are fragments of various variants of fastening elements for heat shields and mounting elements.

Кассета содержит (фиг. 1 и 2) корпус в виде полого параллелепипеда, имеющего торцевые стенки 1, боковые стенки 2 и дно 3. На обращенных одна к другой сторонах боковых стенок 2 установлены опоры 4 с зеркальной симметрией и с шагом S, причем перпендикулярно дну 3 и попарно в одной плоскости параллельной стенкам 1. Опоры 4 могут быть выполнены в различных конструктивных вариантах, отраженных на фиг. 3 и 4. В опорах 4 по своим посадочным местам установлены вкладыши 5 (фиг. 3 и 4), которые могут быть изготовлены из листового теплопроводного материала. The cassette contains (Fig. 1 and 2) a body in the form of a hollow parallelepiped having end walls 1, side walls 2 and bottom 3. On the sides of the side walls 2 facing one another, supports 4 are installed with mirror symmetry and with step S, and perpendicular to the bottom 3 and pairwise in the same plane parallel to the walls 1. Supports 4 can be made in various structural variants, reflected in FIG. 3 and 4. In the supports 4, liners 5 (Fig. 3 and 4) are installed at their seats, which can be made of sheet heat-conducting material.

Между вкладышам 5 размещаются различных типов и форм емкости 6, 7, 8, 9 и 10 с термолабильным материалом, Например, емкости 6, 7 и 8 пластиковые пакеты типа "Компопласт" и "Гемакон", а емкости 9 и 10 стеклянные бутыли различного объема. Для наиболее оптимальной компоновки шаг S между опорами 4 выполнен кратным наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей 6-10. Вкладыши 5 имеют в нижней части выступы 11 для создания теплового контакта и отверстия 12 для удобства установки и вынимания. Посадочные места вкладышей 5 могут быть выполнены в различных конструктивных вариантах, например, в виде цилиндрических направляющих 13 с продольным разрезом или стержневых направляющих 14 (фиг. 3), а опоры 4 при этом выполняются в виде охватывающих направляющие 13 или 14 трубчатых элементов 15 с продольным разрезом (фиг. 5). При таком варианте выполнения увеличивается общая жесткость кассеты. Посадочные места вкладышей 5е могут быть выполнены в виде ножевых направляющих 16 (фиг. 4), а опоры 4 при этом выполняются в виде канавок 17 (фиг. 6), что обеспечивает большую простоту при изготовлении. Between the inserts 5 are placed various types and shapes of containers 6, 7, 8, 9 and 10 with thermolabile material, for example, containers 6, 7 and 8 are plastic bags of the Compoplast and Gemakon type, and containers 9 and 10 are glass bottles of various volumes . For the most optimal layout, the step S between the supports 4 is made a multiple of the largest common divider of the transverse dimensions of the tanks 6-10. The liners 5 have protrusions 11 in the lower part to create thermal contact and openings 12 for ease of installation and removal. The seats of the liners 5 can be made in various structural options, for example, in the form of cylindrical guides 13 with a longitudinal section or rod guides 14 (Fig. 3), and the supports 4 are made in the form of covering tubular elements 13 or 14 of the tubular elements 15 with a longitudinal section (Fig. 5). With this embodiment, the overall stiffness of the cartridge is increased. The seats of the inserts 5e can be made in the form of knife guides 16 (Fig. 4), and the supports 4 are in this case made in the form of grooves 17 (Fig. 6), which provides great simplicity in manufacturing.

На боковых стенках 2 между опорами 4 и в дне 3 соосно опорам 4 выполнен ряд отверстий 18, служащих для снижения аэродинамического сопротивления кассеты при нахождении ее в потоке охлаждающего воздуха и для контакта выступов 11 вкладышей 5 с охлаждающей поверхностью изделия, например с дном морозильной камеры (на фиг. не изображена). A number of holes 18 are made on the side walls 2 between the supports 4 and in the bottom 3 coaxially to the supports 4, which serve to reduce the aerodynamic resistance of the cartridge when it is in the flow of cooling air and to contact the protrusions 11 of the inserts 5 with the cooling surface of the product, for example, with the bottom of the freezer ( in Fig. not shown).

На внешних сторонах стенок 1 и 2 и дна 3 могут быть установлены тепловые экраны, выполняемые, например, в виде теплоизолирующих пластин 19 (фиг. 7), охватывающих внешнюю поверхность кассеты, или в виде тепловых аккумуляторов 20. Рабочая температура теплоаккумулирующего вещества 21. заполняющего внутренние полости тепловых аккумуляторов 20 (температура фазового перехода) соответствует температуре хранения термолабильного биологического материала, находящегося в емкостях 6-10. Тепловые аккумуляторы 20, хотя и более сложны по конструкции, чем теплоизолирующие пластины 19, но обеспечивают более длительный срок поддержания температурного режима хранения. On the outer sides of the walls 1 and 2 and the bottom 3 can be installed heat shields, performed, for example, in the form of heat insulating plates 19 (Fig. 7), covering the outer surface of the cassette, or in the form of heat accumulators 20. The operating temperature of the heat storage substance 21. filling the internal cavity of the heat accumulators 20 (phase transition temperature) corresponds to the storage temperature of the thermolabile biological material in containers 6-10. Thermal batteries 20, although more complex in design than the insulating plates 19, but provide a longer period of maintaining the temperature storage.

Для крепления тепловых экранов 19 и тепловых аккумуляторов 20 на стенках 1, 2 и дне 3 корпуса кассеты расположены установочные элементы, в простейшем случае круговые отверстия 22 с прорезью сверху (фиг. 8) и стержни 23 со шляпкой, фиксируемые на элементах крепления, например, тепловых аккумуляторов 20, или отверстия 24 и пружинящие стержня 25 со шляпкой, например, для фиксации теплоизолирующих пластин 19. For fastening the heat shields 19 and heat accumulators 20 on the walls 1, 2 and bottom 3 of the cassette housing, mounting elements are located, in the simplest case, circular holes 22 with a slot on top (Fig. 8) and rods 23 with a cap, fixed on the fastening elements, for example, heat accumulators 20, or holes 24 and spring rods 25 with a cap, for example, for fixing heat-insulating plates 19.

Кассета снабжена крышкой 26 (фиг. 7), которая может быть конструктивно совмещена с одним из тепловых экранов, например, с теплоизолирующей пластиной 19. The cassette is provided with a cover 26 (Fig. 7), which can be structurally combined with one of the heat shields, for example, with a heat-insulating plate 19.

Для переноски кассеты на корпусе установлена ручка 27. A handle 27 is mounted on the case for carrying the cartridge.

Кассета используется следующим образом. The cassette is used as follows.

В соответствии с видом емкостей 6-10, необходимых для переноски, устанавливают вкладыши 5 с тем или иным видом направляющих 13 или 14 по соответствующим посадочным местам элементам 15 и канавкам 17 в опорах 4. Выбирают тип тепловых экранов, теплоизолирующие пластины 19, тепловые аккумуляторы 20, устанавливают их посредством элементов крепления на стенки 1 и 2 и дно 3. In accordance with the type of containers 6-10 needed for carrying, install the liners 5 with one or another type of guides 13 or 14 on the corresponding seats, the elements 15 and the grooves 17 in the supports 4. Choose the type of heat shields, heat insulating plates 19, heat accumulators 20 , install them by means of fasteners on the walls 1 and 2 and the bottom 3.

Вынимают из стационарного устройства длительного хранения биоматериала требуемые емкости 6-10 и закладывают их в сформированные посредством вкладышей 5 ячейки внутри кассеты. При использовании тепловых аккумуляторов 20 необходимо убедиться в наличии контакта выступов 11 вкладышей 5 с поверхностью аккумуляторов 20. После этого закрывают кассету сверху крышкой 25 и, взяв ее за ручку 26, осуществляют переноску емкостей 6-10. The required capacities 6-10 are removed from the stationary device for long-term storage of biomaterial and placed in cells formed inside the cassette by means of inserts 5. When using thermal accumulators 20, it is necessary to make sure that the protrusions 11 of the inserts 5 are in contact with the surface of the batteries 20. After that, close the cassette from the top with the lid 25 and, taking it by the handle 26, carry out the containers 6-10.

Применение кассеты может быть реализовано и в других вариантах:
без тепловых экранов при переносках и перевозках емкостей с нетермолабильным материалом;
без тепловых экранов в виде теплоизолирующих пластин 19, но с тепловыми аккумуляторами 20 при хранении в объеме стационарного устройства.The use of cassettes can be implemented in other versions:
without heat shields when carrying and transporting containers with non-thermolabile material;
without heat shields in the form of heat-insulating plates 19, but with heat accumulators 20 when stored in the volume of a stationary device.

Данная кассета обладает рядом преимуществ перед известными:
в кассете обеспечивается плотная компоновка емкостей различной формы и соответственно высокий коэффициент использования рабочего объема за счет выбора шага между порами для вкладышей, разделяющих объем кассеты на секции для емкостей, кратного наибольшему общему делителю поперечных размеров емкостей различной формы;
кассета имеет низкое аэродинамическое сопротивление в потоке охлаждающего воздуха, вследствие чего достигаются минимальные значения градиентов температуры по объему кассеты, за счет выполнения отверстий в боковых стенках и в дне корпуса;
использование вкладышей в виде теплопроводов обеспечивает снижение значений объемных градиентов температуры и при отсутствии обдува;
применение тепловых экранов теплоизолирующих пластин и тепловых аккумуляторов позволяет обеспечить поддержание требуемого температурного режима хранения емкостей с термолабильным биологическим материалом в течение всего процесса переноски.This cartridge has several advantages over the well-known:
the cassette provides a tight arrangement of containers of various shapes and, accordingly, a high utilization rate of the working volume due to the choice of the step between the pores for inserts dividing the volume of the cartridge into sections for containers, which is a multiple of the largest common divider of the transverse dimensions of containers of various shapes;
the cassette has a low aerodynamic resistance in the flow of cooling air, as a result of which the minimum temperature gradients are achieved over the volume of the cassette due to the holes in the side walls and in the bottom of the housing;
the use of liners in the form of heat conductors reduces the volumetric temperature gradients and in the absence of blowing;
the use of heat shields of heat-insulating plates and heat accumulators makes it possible to maintain the required temperature regime for storing containers with thermolabile biological material throughout the entire process of transportation.

Таким образом, конструкция кассеты позволяет полностью решать задачи, определенные целью настоящего изобретения. Thus, the design of the cartridge allows you to fully solve the tasks defined by the purpose of the present invention.

Данная кассета может найти применение при создании звеньев цепи температурно и размерно взаимосвязанных между собой стационарных и транспортных аппаратов для хранения охлажденной донорской крови и ее замороженных компонентов. This cartridge can be used to create chain links for temperature and dimensionally interconnected stationary and transport devices for storing chilled donated blood and its frozen components.

Claims

1. A universal cassette mainly for containers with thermolabile material, comprising a hollow parallelepiped housing, equipped with seats, replaceable liners from sheet material, liner supports mounted with mirror symmetry and with a step on the sides of the side walls facing each other perpendicular to the bottom, interacting with the seats, characterized in that in the lower part of the liners are provided with protrusions, holes are made at the bottom of the housing for passing the protrusions of the inserts, and on the side The holes were made between the supports.

2. The cartridge according to claim 1, characterized in that the liners are made in the form of heat conductors.

3. The cartridge according to claim 1, characterized in that the seats are made in the form of rod guides, and the supports are made in the form of exciting tubular elements with a longitudinal section.

4. The cassette according to claim 1, or 3, or 4, characterized in that the step between the supports is a multiple of the largest common divisor of the transverse dimensions of containers of various shapes.

5. The cassette according to claim 1, characterized in that it further comprises thermal shields with fastening elements mounted on them and mounting elements located on the outer sides of the walls and bottom for fixing the fastening elements of the heat shields.

6. The cartridge according to claim 1 or 5, characterized in that the thermal screens are made in the form of heat-insulating plates covering the outer surface of the cartridge.

7. The cassette according to claim 1 or 6, characterized in that the heat shields are made in the form of heat accumulators, the working temperature of which corresponds to the storage temperature of the thermolabile biological material installed on the fastening elements in the installation elements to ensure contact between the surface of the batteries and the ends of the tabs of the liners.