Криохранилище "Капсула" для долгосрочного хранения крупных биообъектов

Полезная модель относится к криогенной технике, в частности к устройствам для длительного (многолетнего) хранения крупных объектов при низких температурах. Криохранилища широко используются в медицине, племенном животноводстве, для селекции и сохранению генофонда в сельском хозяйстве, для хранения биопродуктов при многолетних путешествиях.
Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным устройством признаков.
Известны устройства для хранения продуктов при низких температурах (см., например, Е.И. Микулин "Криогенная техника", изд. "Машиностроение", 1969 г., стр. 227), содержащие двустенную теплоизолированную емкость с загрузочной горловиной.
Известен сосуд Дьюара по а.с. СССР №515509, внутренние и внешние оболочки которых выполнены из металла, изолированы друг от друга вакуумированной теплоизоляцией и соединены между собой лишь в верхней части горловиной.
Известно устройство для низкотемпературного хранения по а.с. СССР №1321986, во внутреннюю оболочку которого, через горловину, с помощью телескопического устройства, поочередно закладывают и извлекают мелкие объекты.
Известно устройство для хранения продуктов по патенту РФ №2186304,содержащее теплоизолированную двустенную емкость с горловиной, теплоизолирующей пробкой и канистрами для размещения продуктов, отличающееся тем, что каждая канистра выполнена в виде подвешенного на стеклопластиковом стержне стакана, изготовленного из капиллярно-пористого материала, причем в донной части стакана выполнено, по крайней мере, одно отверстие.
Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному по техническому существу и достигаемому результату, принято в качестве его прототипа.
Недостатками данного технического решения, равно как всех других известных технических решений, является то, что при загрузке/выгрузке объектов во время открытия пробки происходит интенсивные потери холода и испарение жидкого азота. Пробки технически сложно изготовить с теплопроводностью ниже теплопроводности вакуумированной межоболочечной теплоизоляции. Поэтому и в остальное время хранения через пробку также происходят потери холода, что выражается в неэкономичном расходовании криогенной жидкости (хладагента) при длительной эксплуатации устройства
Задачей заявляемой полезной модели является создание устройства для хранения продуктов при низких температурах, которое обладало бы экономичностью при эксплуатации и обеспечивало бы длительный срок хранения продуктов при сохранении их требуемого качества.
Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Согласно полезной модели криохранилище для долгосрочного хранения крупных биообъектов, включающее внешнюю и внутреннюю стаканообразные оболочки, разделенные вакуумированным теплоизоляционным материалом, и средства для сообщения полости внутренней оболочки с атмосферой для заливки криогенного хладагента, отличающееся тем, что внешняя и внутренняя оболочка снабжены соответственно внешней и внутренней крышками выпуклой формы с вакуум-плотными присоединениями к этим оболочкам, при этом пространство между обеими крышками заполнено вакуумированным теплоизоляционным материалом, а средство для сообщения полости внутренней оболочки с атмосферой выполнено в виде узкой трубки из теплоизоляционного материала, размещенной в сквозных отверстиях крышек и уплотненной относительно них посредством вакуум-плотных присоединений.
Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что заявленное техническое решение обеспечивает снижение потерь холода и испарение жидкого азота при длительной его эксплуатации за счет того, что в заявленном криохранилище нет пробки, через которую обычно и происходят потери холода. Поскольку крышки, разделены между собой вакуумированным теплоизоляционным материалом, расход криогенной жидкости для поддержания работоспособности устройства в длительный период его эксплуатации существенно снижен.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез заявленного устройства.
Сохраняемый объект 1 размещен в полости внутренней оболочки 2, закрытой крышкой 3. Внешняя оболочка 4 закрыта крышкой 5. Полости между оболочками 2 и 4 и между крышками 3 и 5 заполнены вакуумированным теплоизоляционным материалом 6. Полость внутренней оболочки2 сообщена с атмосферой с помощью трубки 7.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Биообъект хранения 1 укладывают в открытую внутреннюю оболочку 2. Затем внутреннюю оболочку 2 закрывают крышкой 3 при помощи вакуум-плотного соединения (например, сваркой). Предварительно в крышке 3, с помощью вакуум-плотного соединения, установлена трубка 7. После этого на внешнюю оболочку 4 устанавливают крышку 5, заранее заполненную вакуумированным теплоизоляционным материалом 6 (например, экранно-вакуумной изоляцией) и осуществляют вакуум-плотное соединение с внешней оболочкой 4 и трубкой 7. Хладагент, например жидкий азот, заливают через трубку 7 в полость оболочки 2. Во время хранения жидкий азот испаряется, поэтому его пополнение производят также через трубку 7. После истечения запланированного срока хранения крышки 3 и 4 вскрывают и извлекают биообъект хранения 1.
Полезная модель предназначена для использования при длительном хранении крупных объектов биологических, пищевых и других с использованием криогенных жидкостей.
Заявленное криохранилище может быть реализовано с использованием известного оборудования, технических и технологических средств.