Медицинский термоконтейнер с поддержкой заданной температуры - RU2785192C1

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Предлагаемое изобретение относится к области транспортировки биоматериалов и может применяться в различных областях жизни человека, в том числе в области медицины при транспортировке биоматериала, сохраняющего свои свойства при температуре тела.

Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.

Ликвор - жидкость, постоянно циркулирующая в желудочках головного мозга, ликворопроводящих путях, субарахноидальном (подпаутинном) пространстве головного и спинного мозга [https://ru.wikipedia.org/wiki/Спинномозговая_жидкость#cite_note-БМЭ-3изд-ТОМ-27-2].

Микроорганизмы - собирательное название живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом [https://ru.wikipedia.org/wiki/Микроорганизмы].

Теплообмен (термин идентичен «теплопередача») - физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему, либо непосредственно (при контакте), либо через посредника (проводника) или разделяющую перегородку (тела или среды) из какого-либо материала [https://ru.wikipedia.org/wiki/Теплопередача].

Хладагент - рабочая жидкость, используемая в холодильном цикле систем кондиционирования воздуха и тепловых насосов, где в большинстве случаев они подвергаются многократному фазовому переходу из жидкого состояния в газообразное и обратно [https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.c7e7c251-62de47aa-aa76cbab-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Ice_substitute].

ПИД-регулятор - устройство в управляющем контуре с обратной связью. Используется в системах автоматического управления для формирования управляющего сигнала с целью получения необходимых точности и качества переходного процесса [https://ru.wikipedia.org/wiki/ПИД-регулятор].

Элемент Пельтье - термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого основан на эффекте Пельтье - возникновении разности температур при протекании электрического тока [https://ru.wikipedia.org/wiki/Элемент_Пельтье].

Индукционная катушка (в настоящем описании идентично «индукционный нагреватель») - элемент оборудования, используемый во всех формах индукционного нагрева. Представляет собой две катушки, в которых протекает электрический ток разного значения, подчиняющийся закону Фарадея; во второй катушке возникает ток, достаточный для нагрева самой катушки [https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.18778caf-62de4870-9f8194e9-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Induction_heater].

Аддитивные технологии - технологии послойного наращивания и синтеза объектов [https://ru.wikipedia.org/wiki/Аддитивные_технологии].

Средства САПР - автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических и программных автоматизаций его деятельности [https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_автоматизированного_проектирования].

Stl-формат - формат файла, широко используемый для хранения трёхмерных моделей объектов для использования в аддитивных технологиях; информация об объекте хранится как список треугольных граней, которые описывают его поверхность, и их нормалей [https://ru.wikipedia.org/wiki/STL_(формат_файла)].

При транспортировке биоматериалов, чувствительных к изменениям температуры, таких как ликвор или образцы микроорганизмов, особенно важны следующие требования к устройству для транспортировки:

- возможность поддерживать температуру тела, преимущественно человека;

- мобильность;

- возможность автономной работы без подзарядки.

Выявленные заявителем из исследованного уровня техники изобретения не решают эти проблемы в полной мере.

Так выявлена сумка-холодильник [https://medicrashodka.ru/termokontejnery-kak-pravilno-imi-polzovatsja-i-dlja-chego-oni-nuzhny]. Сущностью является термостатированная ёмкость, выполненная в виде термоса для предотвращения теплообмена с окружающей средой. Такая система позволяет долго сохранять образцы биоматериала при пониженной температуре.

Недостатком известных сумок-холодильников является невозможность поддержания температуры тела биоматериала при транспортировке, например, для лабораторных исследований, так как на дату представления заявочных материалов из исследованного уровня техники не выявлены сумки-холодильники, обеспечивающие возможность сохранения биоматериалов человека с температурой тела на уровне 36,6°С в течение времени, достаточного для доставки биоматериала (например, ликвор, кровь) на исследование.

Известна полезная модель по патенту RU № 80436 «Сумка - холодильник для хранения и транспортировки медицинских и биологических материалов». Сущностью является сумка-холодильник для хранения и транспортировки медицинских и биологических материалов, содержащая корпус, стенка которого образована двумя слоями полимерного материала и теплоизолирующим материалом, размещенным между ними, и который выполнен в виде короба с крышкой, а также охлаждающие элементы, размещенные внутри корпуса, отличающаяся тем, что внутри корпуса размещен одноразовый индикатор превышения заданной температуры. Сумка-холодильник по п.1, отличающаяся тем, что индикатор превышения заданной температуры имеет индикаторный слой, выполненный с возможностью изменения цвета при превышении заданной температуры, и по меньшей мере одно индикаторное окно для индикации изменения цвета этого слоя. Сумка-холодильник по п.1, отличающаяся тем, что индикатор превышения заданной температуры размещен на коробе. Сумка-холодильник по п.1, отличающаяся тем, что индикатор превышения заданной температуры размещен на крышке. Сумка-холодильник по п.1, отличающаяся тем, что на индикатор превышения заданной температуры нанесено самоклеящееся вещество. Сумка-холодильник по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один карман для размещения в нем по меньшей мере одного охлаждающего элемента. Сумка-холодильник по п.6, отличающаяся тем, что карман выполнен на внутренней стороне крышки. Сумка-холодильник по п.6, отличающаяся тем, что карман выполнен на внутренней стороне стенки короба. Сумка-холодильник по п.6, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере два кармана, которые выполнены на внутренней стороне крышки и на внутренней стороне стенки короба и из которых на внутренней стороне крышки выполнен один карман.

Таким образом, известная полезная модель представляет собой термостат, представляющий собой корпус, стенка которого образована двумя слоями полимерного материала и теплоизолирующим материалом, размещенным между ними, и который выполнен в виде короба с крышкой, а также охлаждающие элементы, размещенные внутри корпуса, внутри корпуса дополнительно размещен одноразовый индикатор превышения заданной температуры.

Недостатками известной полезной модели являются:

- невозможность поддержания температуры тела, так как есть только система охлаждения, которая не имеет системы контроля;

- отсутствие систем крепления образца.

Известны емкости с электронными системами контроля и изменения температуры. Известные ёмкости с электронными системами контроля и изменения температуры представляют термоконтейнер с электронной системой, обычно представляющей собой ПИД-регулятор и систему изменения температуры. Эта система может иметь различное устройство: элемент Пельтье, индукционные катушки для нагрева и термостаты с системами отвода тепла для охлаждения. Далее заявителем приведено описание некоторых известныхемкостей с электронными системами контроля и изменения температуры.

Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту CN113753412A «Переносная распределительная коробка для сохранения тепла» «Portable heat preservation transfer box». Сущностью является переносная теплоизоляционная раздаточная коробка, которая включает в себя: корпус коробки, крышку коробки, источник питания литиевой батареи, установленный в корпусе коробки, блок хранения постоянной температуры и блок управления; крышку и корпус коробки можно открывать и закрывать; блок сохранения постоянной температуры включает в себя: внутренний резервуар, устройство для поддержания постоянной температуры, подключенное к внутреннему резервуару с левой стороны корпуса коробки, и компонент рассеивания тепла, подключенный к устройству для поддержания постоянной температуры; узел рассеивания тепла и источник питания литиевой батареи расположены соответственно на левой и правой сторонах внутреннего бака, а блок управления расположен на передней стороне внутреннего бака.

Известное изобретение представляет собой термостат с системой отвода тепла (для этой цели используется вентилятор и ребристый радиатор), а также полупроводниковым охлаждающим элементом. Изобретение является переносным; для этого в нём есть литиевая батарея и система зарядки.

Недостатками известного изобретения являются:

- отсутствие системы нагрева образца (температура окружающей среды большую часть времени находится ниже температуры тела, поэтому образец нужно нагревать);

- отсутствие креплений для образца для поддержания его в вертикальном положении.

В качестве прототипа было выбрано изобретение по патенту RU №2487687 C1 «Термоконтейнер с автоматическим поддержанием температуры инфузионных растворов». Сущностью является термоконтейнер с автоматическим поддержанием температуры инфузионных растворов, содержащий корпус с транспортировочными ручками и плечевой ремень с накладкой, внешний чехол корпуса выполнен из влагостойкой ткани, а сам корпус выполнен в форме параллелепипеда и закрепленной над ним верхней откидной крышки корытообразной формы, стенки и днище корпуса, а также верхняя откидная крышка представляет собой жесткий термоизолирующий каркас, выполненный из утеплителя, на верхней откидной крышке закреплена термоизолирующая прокладка с теплоотражающим экраном, в полости корпуса размещены нагревательные элементы, а на передней стенке корпуса с наружной стороны расположен карман для кабеля к источнику питания и электронный блок управления, электрически подключенный к электронагревателям, с разъемом для подключения к бортовой сети транспортного средства, например автомобиля скорой помощи, и световыми индикаторами, отличающийся тем, что в полости корпуса термоконтейнера закреплена вертикальная перегородка, выполненная из утеплителя, которая делит внутренний объем корпуса на малый и большой отсеки, в каждом из которых смонтирован индивидуальный тканевый чехол соответствующего размера, в донной части которого по центру выполнено сквозное отверстие, на всей внутренней поверхности малого и большого отсеков закреплен теплоотражающий экран, при этом каждый отсек снабжен собственным термодатчиком для контроля и подержания температурного режима, а на дне каждого отсека под нагревательным элементом по центру прикреплен вентилятор, по углам отсеков под тканевым чехлом размещены подставки из пенополиэтилена или изолона, а верхняя откидная крышка термоконтейнера закреплена на корпусе с помощью застежки «молния». Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что жесткий термоизолирующий каркас корпуса выполнен из пенополиэтилена, толщиной от 20 мм до 50 мм. Термоконтейнер по п.2, отличающийся тем, что жесткий термоизолирующий каркас корпуса выполнен из пенополиэтилена изолон ППЭ НР. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что соотношение объемов малого и большого отсеков корпуса составляет 1/3 и 2/3. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что внутри каждого отсека размещены вкладыши для разделения емкостей с инфузионным раствором и исключения их взаимного контакта. Термоконтейнер по п.5, отличающийся тем, что вкладыши для разделения емкостей с инфузионным раствором выполнены из пластика ПНД (полиолефиновых листов) толщиной 2-5 мм. Термоконтейнер по п.5, отличающийся тем, что вкладыши для разделения емкостей с инфузионным раствором выполнены из фольгированного изолона, толщиной 2-5 мм. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что в полости малого отсека размещено 2, или 3, или 4 емкости с инфузионным раствором, а в полости большого отсека размещено соответственно 4, или 6, или 8 емкостей с инфузионным раствором. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что теплоотражающий экран малого и большого отсеков и термоизолирующей прокладки выполнен из фольгированного изолона 3004, толщиной 2-5 мм. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что внешний чехол корпуса термоконтейнера выполнен из материала, армированного с поливинилхлоридным покрытием «Автотент». Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что внешний чехол корпуса термоконтейнера выполнен из тентового материала ПХВ. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что между жестким термоизолирующим каркасом корпуса и внешним чехлом корпуса размещены упрочняющие пластины. Термоконтейнер по п.12, отличающийся тем, что упрочняющие пластины выполнены из пластика ПНД (полиолефиновых листов). Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент размещен по боковой поверхности и в донной части малого и большого отсека между двойными стенками соответствующего тканевого чехла, при этом в донной части каждого отсека над вентилятором закреплена вентиляторная пластина с отверстиями по центру в виде решетки. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что в донной части малого и большого отсека смонтирован радиатор, под которым закреплен нагревательный элемент, при этом в центральной части радиатора выполнены отверстия в виде решетки, а в центральной части нагревательного элемента отверстие, под которым смонтирован вентилятор с термодатчиком. Термоконтейнер по п.15, отличающийся тем, что радиатор выполнен из дюралюминия. Термоконтейнер по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности корпуса контейнера размещен светоотражающий элемент.

Таким образом, известное изобретение представляет собой корпус с толстыми стенками из утеплителя. Крышка откидная и снабжена теплоотражающим экраном. В полости корпуса расположены нагревательные элементы. Внутреннее пространство поделено на малый и большой отсеки, в каждом из которых расположен свой нагревательный элемент и свой термодатчик. Система имеет разъём для подключения к сети автомобиля и не имеет собственного аккумулятора.

Недостатками прототипа являются:

- неавтономность, так как прототип не может работать без питания от автомобиля;

- отсутствие систем для переноса пробирок в вертикальном положении, так как устройство не предназначено для этого.

Техническим результатом заявленного технического решения является разработка медицинского термоконтейнера с поддержкой заданной температуры, предназначенного для транспортировки биоматериалов с возможностью поддержания температуры тела, устраняющего недостатки прототипа и аналогов, а именно, позволяющего достигнуть:

- автономность работы;

- возможность переносить образцы в вертикальном положении;

- возможность поддерживать заданную температуру при транспортировке.

Сущностью заявленного технического решения является медицинский термоконтейнер с поддержкой температуры, включающийконус, заполненный пористым материалом, с цилиндрическим разъёмом, при этом внизу цилиндрического разъема выполнено квадратное отверстие; дно, выполненное с двумя квадратными отверстиями, одно из которых имеет ровный профиль, а другое - двуступенчатый; закручивающуюся крышку; штатив для размещения в нем пробирок; медный радиатор, имеющий с одной стороны выпуклости; и электронную составляющую, включающую термодатчик, программируемую плату, нагревательный элемент, преобразователь напряжения, источник питания, модуль защиты и выключатель; при этом дно присоединено к конусу таким образом, что квадратное отверстие цилиндрического разъёма конуса совпадает с квадратным отверстием дна с двуступенчатым профилем; медный радиатор присоединен к нагревательному элементу; элементы электронной составляющей имеют возможность контроля и поддержания температуры образцов в пробирках и связаны проводами; источник питания закреплен в квадратном отверстии дна с ровным профилем, нагревательный элемент и медный радиатор неподвижно зафиксированы в квадратном отверстии цилиндрического разъема конуса и квадратном отверстии дна с двуступенчатым профилем, термодатчик, программируемую плату, преобразователь напряжения, модуль защиты и выключатель закреплены в полости конуса; штатив помещен внутрь цилиндрического разъёма конуса, а крышка закручена сверху конуса.

Заявленное изобретение проиллюстрировано Фиг. 1-8.

На Фиг. 1 приведён внешний вид заявленного медицинского термоконтейнера (далее – термоконтейнера).

На Фиг. 2 приведён внешний вид заявленного термоконтейнера в разрезе.

На Фиг. 3 приведён вид конуса заявленного термоконтейнера в проекциях:

3а – вид сверху 3/4, 3б – вид снизу, 3в – вид сбоку, 3г – вид сверху, 3д – вид снизу 3/4.

На Фиг. 4 приведён вид дна заявленного термоконтейнера: 4а – вид сверху 3/4, 4б – вид снизу, 4в – вид сбоку, 4г – вид сверху, 4д – вид снизу 3/4.

На Фиг. 5 приведён вид крышки заявленного термоконтейнера: 5а - вид сверху 3/4, 5б - вид снизу, 5в - вид сбоку, 5г - вид сверху, 5д - вид снизу 3/4.

На Фиг. 6 приведён вид штатива заявленного термоконтейнера: 6а - вид сверху 3/4, 6б - вид снизу, 6в - вид сбоку, 6г - вид сверху, 6д - вид снизу 3/4.

На Фиг. 7 приведён вид радиатора заявленного термоконтейнера: 7а - вид сверху 3/4, 7б - вид снизу, 4в - вид сбоку, 7г - вид сверху, 7д - вид снизу 3/4.

На Фиг. 8 приведено фото электронной составляющей заявленного термоконтейнера.

Позиции на Фиг. 1-8 обозначают:

1 - конус с цилиндрическим разъёмом по центру (далее - конус);

2 - дно с двумя квадратными отверстиями (далее - дно);

3 - крышка;

4 - штатив;

5 - медный радиатор;

6 - термодатчик;

7 - программируемая плата;

8 - нагревательный элемент;

9 - преобразователь напряжения;

10 - источник питания;

11 - модуль защиты;

12 - выключатель.

Синими линиями на фигурах обозначено начало координат при моделировании.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения

Общий вид заявленного термоконтейнера приведен на Фиг. 1, Фиг. 2, отдельные элементы подробно на Фиг. 3-8.

Заявленный термоконтейнер состоит из:

- конуса 1, заполненного пористым материалом, с цилиндрическим разъёмом по центру, при этом внизу цилиндрического разъема выполнено квадратное отверстие (Фиг.3);

- дна 2, выполненного с двумя квадратными отверстиями - одно с ровным профилем, другое - с двуступенчатым профилем (Фиг. 4),

- закручивающейся крышки 3 (Фиг. 5),

- штатива 4 с возможностью размещения в нем пробирок (Фиг. 6),

- медного радиатора 5, выполненного с одной стороны с выпуклостями (Фиг. 7),

- электронной составляющей, состоящей из термодатчика 6, программируемой платы 7, нагревательного элемента 8, преобразователя напряжения 9, источника питания 10 (например, на 4 батарейки по 1,5 В), модуля защиты 11 и выключателя 12 (Фиг. 8).

При этом дно 2 присоединено, например, склеиванием, к конусу 1 таким образом, что квадратное отверстие цилиндрического разъёма конуса 1 совпадает с квадратным отверстием с двуступенчатым профилем дна 2.

При этом медный радиатор 5 присоединен к нагревательному элементу 8, например, склеиванием.

При этом элементы электронной составляющей связаны между собой не жестко проводами. При этом источник питания 10 закреплен в квадратном отверстии с ровным профилем дна 2, например, склеиванием. При этом нагревательный элемент 8 и медный радиатор 5 неподвижно зафиксированы в квадратном отверстии цилиндрического разъема конуса 1 и квадратном отверстии с двуступенчатым профилем дна 2, например, сочленением. Остальные элементы электронной составляющей закреплены в полости конуса 1, например, склеиванием.

При этом штатив 4 помещен внутрь цилиндрического разъёма конуса 1 с возможностью размещения в нем пробирок.

При этом крышка 3 закручена сверху конуса 1.

Далее приведено подробное описание элементов заявленного термоконтейнера.

На Фиг. 3 изображён конус в проекциях: 3а - вид сверху 3/4, 3б - вид снизу, 3в - вид сбоку, 3г - вид сверху, 3д - вид снизу 3/4 соответственно. Конус 1 выполнен заполненным внутри пористым материалом (не указан), для уменьшения теплопроводности за счёт пространства, заполненного пористым материалом, с перегородками для увеличения общей прочности конструкции. При этом один из отсеков выполнен большего размера по сравнению с остальными, так как в нём размещена электронная составляющая термоконтейнера (не указана). В центре конуса 1 соосно продольной оси конуса выполнена цилиндрическая полость для обеспечения возможности удержания штатива 4 с пробирками. При этом верхняя часть конуса 1 имеет резьбу для обеспечения возможности закручивания крышки 3, например, винтовым соединением. Внизу цилиндрической полости (на Фиг. не указана) выполнено квадратное отверстие с технологическими выводами для проводов питания электронной составляющей термоконтейнера, спроектированное таким образом, что нагревательный элемент 8 и медный радиатор 5 зафиксированы неподвижно в нижней части конуса 1.

На Фиг. 4 изображено дно 2 в проекциях: 4а - вид сверху 3/4, 4б - вид снизу, 4в - вид сбоку, 4г - вид сверху, 4д - вид снизу 3/4 соответственно Дно 2 выполнено в виде цилиндра с радиусом, равным большему радиусу конуса 1 и малой толщиной. В центре дна 2 расположены два квадратных отверстия - одно с ровным профилем, другое - с двуступенчатым профилем, спроектированные таким образом, что нагревательный элемент 8 зафиксирован неподвижно в верхней части дна 2. Второе квадратное отверстие служит для фиксации источника питания 10; это отверстие в сборке должно быть под наибольшим отсеком конуса 1. Также у дна 2 есть ножки (не указаны), которые нужны для предотвращения соприкосновения источника питания 10 и поверхности.

На Фиг. 5 изображена крышка 3 в проекциях: 5а - вид сверху 3/4, 5б - вид снизу, 5в - вид сбоку, 5г - вид сверху, 5д - вид снизу 3/4 соответственно. Крышка 3 выполнена в виде двух цилиндров разных диаметров, расположенных соосно в виде единого неразъёмного элемента, т.е. в виде пробки. Цилиндр меньшего диаметра имеет резьбу и диаметр, обеспечивающие возможность закручивания крышки 3 в конус 1 по типу винтового соединения. Цилиндр большего диаметра имеет радиус, равный минимальному радиусу конуса 1. При этом цилиндр большего радиуса имеет засечки на боковой грани, расположенные по осевой симметрии относительно оси цилиндров. Эти засечки нужны для исключения проскальзывания и, как следствие, для упрощения процесса закручивания и откручивания крышки.

На Фиг. 6 изображён штатив 4 в проекциях: 6а - вид сверху 3/4, 6б - вид снизу, 6в - вид сбоку, 6г - вид сверху, 6д - вид снизу 3/4 соответственно. Основание штатива (не указано) выполнено с радиусом, немного меньшим радиуса цилиндрической полости конуса 1. При этом основание имеет 4 осесимметричных отверстия (не указаны), позволяющих нагревательному элементу 8 через медный радиатор 5 прогревать внутреннее пространство цилиндрической полости конуса 1. В качестве оси симметрии штатива 4 выступает продольная ось цилиндра с кольцом наверху (не указано) (далее - осевой цилиндр). Кольцо упрощает процесс извлечения штатива 4 из конуса 1. На высоте 1/3 и 2/3 от длины осевого цилиндра осесимметрично расположены крепления для пробирок (не указано). Нижние крепления имеют меньший радиус, чем верхние, и задают минимальный радиус транспортируемых пробирок (не указано). Все крепления сделаны из пластика и имеют прорезь, что позволяет устанавливать в них пробирки большего радиуса, чем отверстия в креплениях. При этом на уровне верхних креплений есть выступающие элементы в виде параллелепипедов (не указано); они начинаются из осевого цилиндра и имеют длину, равную радиусу цилиндрической полости конуса 1. Эти выступы служат для дополнительной фиксации штатива 4 в цилиндрической полости конуса 1.

На Фиг. 7 изображён медный радиатор 5 в проекциях: 7а - вид сверху 3/4, 7б - вид снизу, 7в - вид сбоку, 7г - вид сверху, 7д - вид снизу 3/4 соответственно. Медный радиатор 5 выполнен в виде квадратной пластины с квадратными выпуклостями (не указаны). Размер квадратной пластины соответствует размерам квадратного отверстия конуса 1, а высота с учётом выпуклостей равна расстоянию от нагревательного элемента 8 до основания штатива 4. Выпуклости выполнены с целью повышения площади поверхности и соответственно с целью повышения эффективности отвода тепла от нагревательного элемента 8 к пробиркам в штативе 4.

На Фиг. 8 изображена электронная составляющая заявленного термоконтейнера. Она состоит из термодатчика 6, программируемой платы 7, нагревательного элемента 8, преобразователя напряжения 9, источника питания 10 (например, на 4 батарейки по 1.5 В), модуля защиты 11 и выключателя 12. Термодатчик 6, программируемая плата 7 с загруженным в неё програмным кодом ПИД-регулятора и нагревательный элемент 8 служат для контроля и поддержания заданной температуры образцов в пробирке в штативе 4.

Возможность переноса в вертикальном положении осуществляется за счёт штатива 4 и конуса 1 - штатив 4 удерживает пробирки (не указаны) соосно оси симметрии термоконтейнера, а конус 1, благодаря своей форме, имеющей заниженный центр тяжести, имеет минимальный шанс перевернуться по сравнению с цилиндрическим контейнером.

Возможность поддерживать температуру тела обеспечивается за счёт программы ПИД-регулятора, загруженной в программируемую плату 7, например, плату Arduino Nano производства фирмы Arduino, термодатчика 6, например, DS18B20 производства фирмы Maxim Integrated Products, и нагревательного элемента, например, элемента Пельтье 8, например, TEC1-12706 производства Wakefield-Vette.

Заявленный термоконтейнер изготавливают следующим образом.

Для всех элементов термоконтейнера, кроме электронной составляющей, создают трёхмерные модели в САПР, например в Solid Works 2020.

Для этого оператор включает программу, например, Solid Works 2020, и, используя заранее известные из эскиза размеры, последовательно строит виртуальные 3D-модели.

Далее полученные 3D-модели оператор преобразует в stl-формат и отправляет на 3D-принтер, например, на Qidi X-Plus производства компании Qidi Tech.

Далее в 3D-принтер помещают материал, из которого будет производиться печать, например, акрилонитрил бутадиен стирол (АБС) производства компании Bestfilament, после чего запускают процесс печати.

Далее полученные 3D-изделия очищают от подпорок и обрабатывают, например, ацетоном.

Далее полости конуса заполняют пористым материалом, например, пенополистиролом.

Далее в наибольшей полости вычищают место, достаточное для установки электроники.

Таким образом, процесс получения составных элементов контейнера, состоящего из конуса, дна, крышки и штатива, завершён.

Изготовление медного радиатора производят по следующему алгоритму:

Создают 3D-модель радиатора по эскизам в САПР, например, в Solid Works2020, по ключевым размерам медного радиатора и выполняют радиатор по этим размерам, например, на фрезерном станке с ЧПУ, способном работать с медью, например, в WATTSAN 0404 Safe Cabine, производства WATTSAN.

Для изготовления термоконтейнера используют готовые электронные составляющие, например:

- батарейный отсек KLS5-809-B, производства фирмы KLS electronic co ltd, такой источник питания позволяет работать заявленному термоконтейнеру в течение суток;

- плата Arduino Nano, производства фирмы Arduino с заранее загруженным программным кодом ПИД-регулятора;

- термодатчик DS18B20, производства фирмы Maxim Integrated Products;

- элемент Пельтье TEC1-12706, производства Wakefield-Vette;

- понижающий преобразователь XL4016, производства CT Retail;

- модуль защиты BMS 4S, производства Shenzhen Tuodatong Electronics Co., Ltd.;

- выключатель A14B1H10, производства EMAS.

Далее собирают термоконтейнер по следующему алгоритму:

Сначала производят сборку электронной составляющей с помощью паяльника, например, ЭПСН REXANT 12-0225, производства фирмы Rexant (Фиг.8). При этом элементы электронной составляющей связаны между собой не жестко проводами.

Затем электронную составляющую помещают в полость конуса таким образом, что нагревательный элемент 8 и приклеенный к нему, например, термопастой КПТД-1 производства фирмы ОДО «НОМАКОН», медный радиатор 5 неподвижно фиксируются в квадратном отверстии цилиндрического разъема конуса 1.

Затем снизу к конусу клеем, например, клеем Tamiya, производства компании Tamiya, приклеивают дно таким образом, чтобы нагревательный элемент 8 и медный радиатор 5 были неподвижно зафиксированы в квадратном отверстии цилиндрического разъема конуса 1 и квадратном отверстии с двуступенчатым профилем дна 2, а источник питания 10 был закреплен в квадратном отверстии с ровным профилем дна 2. В процессе установки дна выключатель оставляют снаружи.

Затем шов между источником питания 10 и дном 2 дополнительно обрабатывают клеем. Выключатель 12 приклеивают снизу ко дну 2 как можно ближе к источнику питания 10.

Затем в цилиндрическую полость конуса 1 помещают штатив 4.

Затем сверху в конус 1 вкручивают крышку 3.

Получают заявленный медицинский термоконтейнер.

Далее заявителем приведён пример использования заявленного термоконтейнера.

Заявитель поясняет, что указанные далее размеры термоконтейнера приведены в качестве иллюстрации осуществления заявленного технического решения. Возможно изготовление термоконтейнера с иными размерами в зависимости от необходимости, что не влияет на достижение заявленного технического результата.

Изготовили термоконтейнер по описанному выше алгоритму, при этом термоконтейнер выполнили, например, следующих размеров:

Конус: высота - 160 мм; верхний радиус - 45 мм; нижний радиус - 120 мм; радиус цилиндрического разъёма - 30 мм; толщина стенок - 5,54 мм.

Дно: радиус - 120 мм; толщина - 5 мм; сторона квадратного выреза - 36 мм, резко переходящая в 40 мм.

Крышка: радиус большего цилиндра - 45 мм; радиус меньшего цилиндра - 30 мм; высота большего цилиндра - 20 мм; высота меньшего цилиндра - 30 мм.

Штатив: высота - 127 мм; радиус основания - 29.5 мм; минимальный радиус пробирки - 6.5 мм.

Медный радиатор: сторона квадрата основания - 36 мм; сторона малых квадратов - 2 мм; высота основания - 1 мм; высота малых квадратов - 1 мм.

Для изготовления термоконтейнера по указанным выше размерам создали в САПР, например, в Solid Works 2020, трёхмерные модели всех элементов термоконтейнера, кроме электронной составляющей.

Далее описанные выше модели преобразовали в stl-формат.

Далее все модели в stl-формате, кроме медного радиатора, отправили на 3D-принтер, например, на Qidi X-Plus производства компании Qidi Tech.

Далее загрузили в 3D-принтер, например, акрилонитрил бутадиен стирол (АБС) производства компании Bestfilament, после чего запустили процесс печати.

Далее вынули детали из 3D-принтера, очистили их от подпорок и обработали, например, ацетоном.

Далее заполнили полости пористым материалом, например, пенополистиролом.

Далее модель медного радиатора в stl-формате отправили на фрезерный станок с ЧПУ, например WATTSAN 0404 Safe Cabine, производства WATTSAN.

Далее вынули готовый медный радиатор из станка.

Далее выполнили сборку термоконтейнера по указанному выше алгоритму.

Получили заявленный термоконтейнер.

Заявленный термоконтейнер используют, например, следующим образом.

Анализ ликвора подразумевает проведение бактериологического и микроскопического исследования, подразумевающего анализ на содержание в ликворе микроорганизмов. Следовательно, для чистоты исследования необходимо поддерживать ликвор в условиях, близких к существованию микроорганизмов.

Алгоритм использования заявленного термоконтейнера следующий:

- собирают образец, например, ликвор, и помещают его в пробирки;

- пробирки помещают в штатив;

- штатив с пробирками опускают в конус;

- крышку термоконтейнера плотно закручивают;

- на термоконтейнере нажимают выключатель, включающий электронную составляющую, при этом включается поддержание температуры, например, 36,6°С;

- термоконтейнер транспортируют в место назначения в вертикальном положении;

- после окончания транспортировки контейнер выключают;

- крышку открывают, и штатив с пробирками извлекают.

Показано, что после транспортировки в течение суток, автономно без подзарядки, ликвор сохранил заданную температуру 36,6°С.

Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно: разработан медицинский термоконтейнер с поддержкой заданной температуры, предназначенный для транспортировки биоматериалов с возможностью поддержания температуры тела, устраняющего недостатки прототипа и аналогов, а именно, позволяющего достигнуть:

- автономность работы;

- возможность переносить образцы в вертикальном положении;

- возможность поддерживать заданную температуру при транспортировке.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность признаков, приведенная в независимом пункте формулы изобретения.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность приведенных в независимом пункте формулы изобретения признаков и совокупность полученных технических результатов.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как заявленное техническое решение возможно реализовать в промышленности посредством применения известных из уровня техники материалов, оборудования и технологий.

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике. Медицинский термоконтейнер с поддержкой температуры включаетконус, заполненный пористым материалом, с цилиндрическим разъёмом, при этом внизу цилиндрического разъема выполнено квадратное отверстие; дно, выполненное с двумя квадратными отверстиями, одно из которых имеет ровный профиль, а другое - двуступенчатый; закручивающуюся крышку; штатив для размещения в нем пробирок; медный радиатор, имеющий с одной стороны выпуклости. Электронная составляющая включает термодатчик, программируемую плату, нагревательный элемент, преобразователь напряжения, источник питания, модуль защиты и выключатель. Дно присоединено к конусу таким образом, что квадратное отверстие цилиндрического разъёма конуса совпадает с квадратным отверстием дна с двуступенчатым профилем. Медный радиатор присоединен к нагревательному элементу. Элементы электронной составляющей имеют возможность контроля и поддержания температуры образцов в пробирках и связаны проводами. Источник питания закреплен в квадратном отверстии дна с ровным профилем, нагревательный элемент и медный радиатор неподвижно зафиксированы в квадратном отверстии цилиндрического разъема конуса и квадратном отверстии дна с двуступенчатым профилем, термодатчик, программируемая плата, преобразователь напряжения, модуль защиты и выключатель закреплены в полости конуса. Штатив помещен внутрь цилиндрического разъёма конуса, а крышка закручена сверху конуса. Технический результат состоит в обеспечении транспортировки биоматериалов с возможностью поддержания температуры тела. 8 ил.

Формула