УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для воздействия на обрабатываемый объект высоким изостатическим давлением, в частности на дерму с целью ее децеллюляризации (подавления жизнеспособности клеток дермы при сохранении коллагеновых структур).
Известны устройства для изостатического прессования, включающие заполняемую сжимаемой средой (жидкостью, газом) прессовочную камеру, в которой размещают обрабатываемый объект, и пресс-поршень, оказывающий давление на сжимаемую среду (см., например, Вестник ПНИПУ Механика, №2, 2013. И.М. Березин «Создание экспериментальной установки для гидростатического сжатия пористых материалов»).
Известны устройства для изостатического прессования, используемые для воздействия на биологические объекты с целью их обработки и модификации их свойств.
Так, например, известно устройство для изостатического прессования [JPH 02171172 (A)], предназначенное для обработки давлением пищевого продукта, в частности, тунца.
Рассматриваемое устройство содержит соосно расположенные прессовочную камеру, заполняемую сжимаемой средой, в частности, жидкостью, предназначенную для размещения в ней обрабатываемого объекта, и установленный в прессовочной камере с возможностью осевого перемещения пресс-поршень, оказывающий прессующее воздействие на жидкость.
В результате указанного воздействия на помещенный в прессовочной камере продукт достигается его стерилизация.
Известно устройство для изостатического прессования [RU 198359], выбранное в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Данное устройство предназначено для воздействия на обрабатываемый объект, в частности, на дерму высоким изостатическим давлением.
Рассматриваемое устройство содержит соосно расположенные прессовочную камеру, предназначенную для заполнения ее гидравлической средой и для размещения в ней обрабатываемого объекта, а также установленный в прессовочной камере с возможностью продольного перемещения пресс-поршень, связанный со средством, с помощью которого к нему прикладывается нагрузка, обеспечивающая создание в прессовочной камере высокого гидростатического давления.
В рассматриваемом устройстве в результате воздействия на дерму высоким давлением сжимаемой среды достигается ее децеллюляризация.
Однако данное устройство не предусматривает наличия конструктивных средств, способствующих активизации насыщения клеток обрабатываемого образца сжатым газом в процессе воздействия на него высоким давлением, что является важным для интенсификации процесса децеллюляризацию дермы, осуществляемого в результате воздействия на нее высокого изостатического давления.
Технической проблемой, решаемой при реализации полезной модели, является активизация насыщения клеток обрабатываемого образца сжатым газом в процессе воздействия на него высоким давлением.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для изостатического прессования, включающем соосно расположенные прессовочную камеру, предназначенную для заполнения ее сжимаемой средой и для размещения в ней обрабатываемого объекта, а также установленный в прессовочной камере с возможностью осевого перемещения пресс-поршень, согласно полезной модели в прессовочной камере расположена горизонтально ориентированная площадка, предназначенная для размещения на ней обрабатываемого объекта, установленная на упругих опорах, нижняя концевая часть каждой из которых скреплена с дном прессовочной камеры, при этом площадка имеет расположенные на ее периферии вертикально ориентированные упоры, высота которых превышает высоту обрабатываемого объекта, предназначенные для предотвращения соприкосновения обрабатываемого объекта с пресс-поршнем при его осевом перемещении.
Наличие в заявляемом устройстве прессовочной камеры и пресс-поршня, с помощью которого передается давление на заполняющую прессовочную камеру сжимаемую среду, обеспечивают возможность обработки объекта (образца дермы) высоким изостатическим давлением с целью ее децеллюляризации.
Как показали исследования авторов, процесс децеллюляризации дермы интенсифицируется при насыщении ее клеток сжатым газом в процессе воздействия на нее высоким давлением.
Процесс диффузии сжатого газа в клетки дермы может быть осуществлен в заявляемом устройстве при обработке дермы высоким изостатическим давлением, обусловленным прессующим воздействием пресс-поршня на заполняющую прессовочную камеру двухфазную сжимаемую среду, включающую придонный слой жидкости и находящийся над слоем жидкости газ.
При этом существенную роль в интенсификации процесса децеллюляризации дермы играет расположенная в прессовочной камере и предназначенная для размещения обрабатываемого образца горизонтально ориентированная площадка, установленная на упругих опорах и снабженная вертикально ориентированными упорами, высота которых превышает высоту образца дермы.
При заполнении прессующей камеры указанной выше двухфазной средой и размещении в прессовочной камере в исходном положении площадки с образцом дермы выше слоя жидкости, в процессе перемещения пресс-поршня в газовой среде газ под действием прессующего усилия сжимается и растворяется в придонном слое жидкости, насыщая ее. При этом достигающий образца дермы сжатый газ диффундирует в жидкость клеток дермы, что способствует интенсификации процесса ее децеллюляризации.
После достижения пресс-поршнем упоров площадки она, установленная на сжимаемых упругих опорах, при перемещении пресс-поршня опускается вниз.
При дальнейшем движении пресс-поршня площадка с образцом дермы достигает уровня жидкости, а затем погружается в жидкость, в которой растворился весь газ. При этом концентрация сжатого газа в объеме жидкости оказывается чрезвычайно высокой.
На образец дермы воздействует жидкость с очень высокой концентрацией сжатого газа в ней, благодаря чему активно идет процесс насыщения внутриклеточной жидкости образца дермы сжатым газом в процессе воздействия на него высоким изостатическим давлением, что способствует интенсификации процесса ее децеллюляризации.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является активизация насыщения клеток обрабатываемого образца сжатым газом в процессе воздействия на него высоким давлением, что способствует интенсификации процесса децеллюляризации дермы.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства при перемещении пресс-поршня в газовой среде; на фиг. 2 - то же при достижении пресс-поршнем уровня упоров; на фиг. 3 - то же при погружении площадки в жидкость.
Устройство содержит соосно расположенные прессовочную камеру 1 и пресс-поршень 2. Прессовочная камера 1 предназначена для заполнения ее сжимаемой средой и для размещения в ней обрабатываемого объекта 3 (образца дермы). Пресс-поршень 2 установлен с возможностью осевого продольного перемещения в прессовочной камере 1. Пресс-поршень 2 связан со средством (на чертеже не показано) создания давления. С помощью пресс-поршня 2 давление, создаваемое прикладываемой к пресс-поршню 2 нагрузкой, передается на заполняющую прессовочную камеру 1 сжимаемую среду. В прессовочной камере 1 расположена горизонтально ориентированная площадка 4, предназначенная для размещения на ней обрабатываемого объекта 3.
Площадка 4 установлена на упругих опорах 5, нижняя концевая часть каждой из которых скреплена с дном прессовочной камеры 1, выполненных, в частности в виде цилиндрических пружин.
Площадка 1 имеет расположенные на ее периферии вертикально ориентированные упоры, высота которых превышает высоту обрабатываемого объекта 3, предназначенные для предотвращения соприкосновения обрабатываемого объекта 3 с пресс-поршнем 2 при его осевом перемещении.
Устройство работает следующим образом.
Заполняют прессовочную камеру 1 средой, включающей придонный слой жидкости 7 и занимающий оставшийся объем прессовочной камеры 1 газ 8.
Прикладывают к пресс-поршню 2 нагрузку, под действием которой он осуществляет осевое продольное перемещение в прессовочной камере 1 и оказывает прессующее воздействие на находящуюся в прессовочной камере 1 среду.
При движении пресс-поршня 2 (фиг. 1) вниз газ 8 растворяется в жидкости 7, и его концентрация в жидкости возрастает по мере опускания пресс-поршня 2. При этом достигающий клеток дермы 3 сжатый газ 8 диффундирует в жидкость клеток дермы 3.
После соприкосновения пресс-поршня 2 с упорами 6 (фиг. 2) площадка 4, установленная на сжимаемых упругих опорах 5, под действием пресс-поршня 2 опускается вниз.
При дальнейшем движении пресс-поршня 2 (фиг. 3) площадка 4 с образцом дермы 3 достигает уровня жидкости 7, а затем погружается в жидкость 7, в которой растворился весь газ 8. При этом концентрация сжатого газа 8 в жидкости 7 оказывается чрезвычайно высокой.
Благодаря описанным эффектам активно идет процесс насыщения внутриклеточной жидкости образца дермы сжатым газом в процессе воздействия на него высоким давлением, что способствует интенсификации процесса децеллюляризации дермы.