DE2413085A1

DE2413085A1 - Gefriergeraet

Info

Publication number: DE2413085A1
Application number: DE2413085A
Authority: DE
Inventors: Joseph Dr Barkay; Nachman Pundak; Henryk Dr Zuckerman
Original assignee: Ricor Ltd
Current assignee: Ricor Ltd
Priority date: 1973-03-23
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1974-10-03
Also published as: IL41856A; US3893308A; IL41856A0

Description

DIPL-JNG. HORST ROSS Dl?L..-ING. PETER KOSEL

3353 Bad Gandersheim, 18. MärZ 1974 Postfach 129 Hohenhöfen5 Telefon .-(05382) 2842 Telegramm-Adresse: Sisdpatent Badgandersheim

Unsere Akten-Nr. 2789/1

RICOR LTD.

Gesuch vom 18. Mars 1974

RICOR LTD.

Kibbutz En-Harod (ihud)

D. ΙΊ. Emek Yisrael, Israel G-efriergerät

Die Erfindung betrifft ein G-efriergerät, insbesondere zum Einfrieren eines Spermium enthaltenden Mediums für den G-ebrau.ch bei künstlicher Befruchtung (sowohl bei menschlicher wie auch bei tierischer); sie wird daher mit Rücksicht auf diese Anwendung beschrieben, kann jedoch mit Vorteil ebensogut auch bei einer Reihe anderer Anwendungsmöglichkeiten verwendet werden.

Es sind bereits vez'sehiedene Techniken zum Einfrieren von Spermium für die Verwendung bei künstlicher Befruchtung entwickelt worden. Eine Technik benutzt Trockeneis. Eine andere · Technik benutzt Behälter mit das Spermium enthaltenden Ampullen, welche über den Dämpfen von flüssigem Stickstoff angeordnet sind. Solche Techniken sind jedoch für die Praxis ungeeignet und erlauben im allgemeinen keine genaue Kontrolle der

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Bankkonto: Norddautsche Landssbank, Filiale Bad Gandersheim. Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

Temperatur und/oder des Gefriergrades. Gelegentlich wird ein automatisches Mehrzweck-Gefriergerät verwendet, aber ein solches Gerät ist sehr teuer und daher nicht in großem Umfang anwendbar. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gefriergerät zu schaffen, welches unter den zuvor genannten Gesichtspunkten Vorteile bietet. Das Gefriergerät soll also insbesondere einfach und preiswert herstellbar .sein, um einen hohen Verbreitungsgrad zu erreichen, und es soll betriebssicher und einfach zu handhaben sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Gefriergerät der eingangs genannten Art gelöst durch die Vervrendung einer Gefrierkammer mit einer wärmeleitenden Platte, die darin oberhalb des Bodens gehalten ist zur Bildung eines Raumes zwischen der Platte und dem Boden, durch die Verwendung eines Behälters mit einem kühlenden verflüssigten Gas und einer Versorgungsleitung, welche das Kühlgas zum Kühlen der wärmeleitenden Platte in*den Raum leitet, und durch die Verwendung einer Kontrolleinrichtung, welche die Temperatur des Raumes und der v/ärmeleitenden Platte kontrolliert.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung v/eist die wärmeleitende Platte eine Mehrzahl getrennter, ausgesparter Taschen auf zur Aufnahme je eines getrennten Anteils des einzufrierenden Mediums.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung wird die Gefrierkammer von einem oben offenen Gehäuse gebildet, das direkt auf und über dem Flüssiggas-Behälter sitzt.

In dem weiter unten beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Gefrierkammer eine zylindrische Form und die wärmeleitende Platte ist rund und wird von der zylinderförmigen Seitenwand der Kammer zwischen deren geschlossenem Boden und ihrem offenen oberen Ende getragen.

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Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die zylindrische Kammer einen unteren zylindrischen Abschnitt mit Beiestigungsmitteln an seinem o"beren Ende auf und einen oberen ringförmigen Abschnitt mit passenden Befestigungsmitteln an seinem unteren Ende, und die beiden Abschnitte besitzen Schultern, zwischen denen die wärmeleitende Platte einklemmbar ist»

Entsprechend einer anderen Weiterbildung der Erfindung besitzt der Flüssiggas-Behälter ein elektrisches Heizelement, das von der Kontrolleinrichtung gesteuert wird zur Erhöhung des Druckes innerhalb des Behälters und somit zum Heraustreiben des Gases aus diesem durch die Versorgungsleitung in den Raum der Gefrierkammer.

Ferner besitzt der Raum der Gefrierkammer vorteilhafterweise eine Temperatur-Fühleinrichtung, und die Kontrolleinrichtung weist Temperatur-Einstellmittel auf, um in Abhängigkeit von der Temperatur der Fühleinrichtung ein Ventil in der Versorgungsleitung oder im Gasauslaß der Gefrierkammer zu kontrollieren zur Aufrechterhaltung der voreingestellten Temperatur in der Gefrierkammer .

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Gasauslaß der Gefrierkammer ein einstellbares Ventil besitzt zur Kontrolle der Gasauslaßrate aus dem Raum und somit zur Kontrolle seiner Kühlrate.

Ein in Übereinstimmung mit den zuvor genannten. Ausgestaltungen aufgebautes Gefriergerät hat eine Reihe von Vorteilen, die · besonders dann Bedeutung haben, wenn das Gerät zum Einfrieren von Spermium verwendet wird. Zunächst ermöglicht das Gerät eine sehr einfache Bedienung und steht zur Verfügung, wie und wann es benötigt wird; es dauert nur ungefähr drei Minuten, bis die Gefrierkammer auf die geforderte Temperatur gebracht ist. Darüber hinaus ist das Gerät sehr einfach, kompakt und zu niedrigen Kosten herstellbar und kann daher innerhalb des Preisbereiches produziert werden, der für kleinere Laboratorien und Kranken- . häuser und sogar für private Praktiken interessant ist. Ferner

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kann die Gefriertemperatur im wesentlichen mit der gleichen Genauigkeit eingestellt werden wie bei einer wesentlich teureren, automatischen Einrichtung, und sie kann auch geändert werden zur Erzeugung irgendeines "beliebigen Gefriergrades oder einer Gefriertemperatur. Darüber hinaus kann die wärmeleitende Platte, auf der die Kügelchen oder Pillen geformt v/erden, leicht abgenommen, sum Transport oder zum Einlagern der gefrorenen Pillen benutzt und anschließend sterilisiert werden, wodurch das Problem der Isolation und Sterilisation entfällt.

Obwohl, wie eingangs bereits festgestellt, die Erfindung für die Verwendung zum Einfrieren von menschlichem und tierischem Spermium besonders geeignet ist, kann sie selbstverständlich auch auf anderen Gebieten benutzt werden zur Erzielung einzelner oder sämtlicher der zuvor genannten Vorteile.

Anschließend wird die Erfindung in einer beispielhaften Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 eine Ausführungsform des Gefriergerätes entsprechend der Erfindung,

Pig. 2 eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt, der Gefrierkammer des Gerätes nach Pig. 1,

Pig. 3 eine Draufsicht auf die wärmeleitende Platte, auf der die Pillen geformt werden, und

Pig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

Das in den Zeichnungen dargestellte Gefriergerät ist insbesondere bestimmt zum Einfrieren von Medien, welche menschliches oder tierisches Spermium enthalten zur Verwendung bei künstlicher Befruchtung. Die Spermiumprobe ist in einem an sich bekannten flüssigen Medium enthalten (welches z. B. Glyptal, Eigelb, Antibiotika und ein Perservativum wie z. B. Natriumzitrat aufweist), und wird durch das Gerät in Porm von Pillen oder Kügelchen gefroren.

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Das dargestellte Gerät "besitzt drei Hauptteile, nämlich eine Gefrierkammer 2, einen Behälter 4 mit verflüssigtem Gas und eine Kontrolleinrichtung 6.

Die Kontrolleinrichtung "besitzt drei Schalter, nämlich einen "Haupt"—Schalter 8 zum Anschluß des Gerätes an die Stromversorgung, einen "Druck"-Schalter 10 zum Einschalten des Flusses des Kühlgases vom Behälter 4 zur Gefrierkammer 2, und einen "Kühl"-Schalter 12, der die Kühltätigkeit kontrolliert. Die Kontroll-, einrichtung enthält ferner einen Handknopf 16, der eine Nadel über einer Skala 20 bewegt zum Voreinstellen einer gewünschten Gefriertemperatur. Eine weitere Nadel 22 ist über der gleichen Skala beweglich und mißt die tatsächliche temperatur innerhalb der Gefrierkammer 2.

Die Gefrierkammer 2 ist in Form eines zylindrischen Gehäuses 30 ausgebildet mit zwei Abschnitten, nämlich einem unteren zylindrischen Abschnitt 30a mit Gewindegängen 32 an seinem oberen Ende und einem oberen, ringförmigen Abschnitt 30b mit passenden Gewindegängen an seinem unteren Ende. Die beiden Abschnitte weisen Schultern 34, 36 auf (Pig. 2), um eine kreisförmige Platte einzuklemmen, wenn sie zusammengefügt werden.

Die Platte 40 ist eine wärmeleitende Platte und ist zusammengesetzt aus einer oberen, durchgehenden Metallscheibe 42 und einer darunterliegenden, mit Öffnungen versehenen Metallscheibe 44, die auf die erstere aufgeklebt ist.

Die wärmeleitende Platte 40 sitzt, wenn sie zwischen den Schultern 34, 36 der beiden Gehäuseabschnitte eingeklemmt ist, mit Abstand über dem Boden 46 der Gefrierkammer. So wird ein zylindrischer Raum 48 gebildet, dessen Deckel die wärmeleitende Platte 40 und dessen Boden der Boden 46 der Gefrierkammer ist.· Dieser Raum 48 enthält einen Einlaß 50 und einen Auslaß 52 und ferner eine Temperatur-Fühleinrichtung 54, welche mittels einer Schraube 56 an der wärmeleitenden Platte 40 befestigt ist. Der Raum 48 ist mit Metallwolle 58 gefüllt.

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Die wärmeleitende Platte 40 besitzt eine Mehrzahl eingelassener Taschen 60 jeweils zur Aufnahme einer bestimmten Menge des einzufrierenden Mediums· Bein beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die eingelassenen Waschen in Porm von sphärischen Vertiefungen, ausgebildet. Die obere Oberfläche der Platte ist zweckmäßig mit einem abstoßenden Material beschichtet, so daß, wenn das flüssige Mittel in die Taschen eingefüllt wird, dieses die Form von Pillen oder Kugeln annimmt, die naeh dem Einfrieren nicht an der Platte festkleben. An dem Hittelteil der Platte 40 ist ein -Pingergriffteil 62 befestigt, um das Abheben von Hand und den Transport der Platte zu erleichtern.

Oben ist die Gefrierkammer durch einen abnehmbaren Deckel mit einem Handknopf 66 verschlossen.

Der Einlaß 50 der .G-efrierlcamnier ist an eine Versorgungsleitung 70 angeschlossen (Pig. 1), welche sich in den Plüssiggas-Behälter 4 erstreckt. Die Gefrierkammer 2 wird von der Versorgungsleitung direkt auf dem Behälter 4 mit verflüssigtem Gas gehalten. Palis erwünscht, können andere Trag- und Befestigungsmittel zusätzlich zu oder anstelle der Versorgungsleitung 70 verwendet werden. Diese Versorgungsleitung enthält ein Magnetventil 72, das den Pluß des Kühlgases vom Behälter in den Raum 48 der frefrierkammer kontrolliert. Das Ventil 72 wird von einer Wicklung 74 betätigt, deren Erregung durch die Kontrolleinrichtung 6 über elektrische !leitungen 76 kontrolliert wird.

Der Behälter 4 für das verflüssigte Gas enthält ferner ein elektrisches Heizelement 80, dessen elektrische Leistung ebenfalls von der Kontrolleinrichtung 6 über Leiter 82 kontrolliert wird. Die Kontrolleinrichtung 6 weist ferner elektrische Leiter 84 auf, die zu der Temperatur-Pühleinrichtung 54 innerhalb des Raumes 48 der Gefrierkamnier führen.

Der Auslaß 52 aus dem Raum 48 enthält ein Ventil 86, das mittels eines Reguliergliedes 88 einstellbar ist zum Vorwählen der Ausströmrate des Gases aus dem Raum 48. Der Behälter 4 für das verflüssigte Gas enthält ein Löseventil 90 und ein -Entlüftungsventil 92.

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Das dargestellte Gerät wird folgendermaßen benutzt:

Zunächst werden die Schalter 8, 10 und 12 der Kontrolleinrichtung eingeschaltet und der Knopf 16 wird gedreht zum Einstellen der Temperaturnadel 18 auf die gewünschte Gefriertemperatur. Der Schalter 8 kontrolliert die Hauptleistung des Gerätes und der Schalter 10 diejenige Leistung, welche an die Heizung 80 in dem Behälter 4 für das verflüssigte Gas geliefert wird. Beim Erregen der letztgenannten Heizung wird ein Druck innerhalb des Behälters aufgebaut, der das darin befindliche Gas zum Ausströmen. durch das Versorgungsrohr 70 in den Raum 48 der Gefrierkammer zwingt. Der Schalter 12 erregt die Wicklung 74 des Magnetventils 72 und öffnet das Ventil, wodurch es ermöglicht wird, daß das Kühlgas durch das Rohr 70 in den Raum 48 gelangt.

Wenn das Kühlgas in den Raum 48 fließt, sinkt die Temperatur" in diesem, was durch die Temperatur-Eühleinrichtung 54 in dem Raum festgestellt und von der Nadel 22 der Kontroll einrichtung angezeigt wird. Sobald die Temperatur in dem Raum die durch die Hadel 18 eingestellte Temperatur erreicht, erregt die Kontrolleinrichtung automatisch die Wicklung 74, um das Ventil 72 zu schließen und das weitere Einfließen von Kühlgas zu blockieren.

Es dauert ungefähr zwei bis drei Minuten, bis der Raum 48 und die darin befindliche wärmeleitende Platte 40 die gewünschte Temperatur (z. B. -75°C) erreichen, wobei diese Rate veränderlich ist durch die Einstellung des Auslaßventiles 86, mit dem der Ausströmungsgrad des Gases aus dem Raum 48 verändert wird«

Wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist, wird der Deckel 64 abgenommen und das einzufrierende Medium Tropfen für Tropfen in die Aussparungen 60 der wärmeleitenden Platte 4Ö eingefüllt. Es dauert nur einige wenige Sekunden, bis das Medium in der Form von Pillen gefroren ist. Die gefrorenen Pillen können dann von der Platte 40 abgenommen werden, z. B. mittels eines Plastiklöffels; es kann auch die ganze Platte abgenommen werden durch Abschrauben des ringförmigen Abschnittes 30b und Ergreifen des Eingergriff teils 62, wodurch die Platte mit den Pillen zu einem Ka-

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nister oder einem anderen Behälter zum Tiefkühlen transportiert v/erden kann (z. B. auf eine Temperatur einer anderen Behandlung oder Lagerung.

v/erden kann (z. B. auf eine Temperatur von -196 C), oder zu

Einzelheiten des Stromkreises der Kontrolleinrichtung 6 werden hier nicht beschrieben, da solche Stromkreise bekannt sind und dem Fachmann zur Terfügung stehen. So kann der Schalter 8 ein konventioneller Leistungsschalter sein und der Schalter 10 ein beliebiger konventioneller Schalter zum Schalten-der Leistung für das Heiselement 80, Darüber hinaus sind Stromkreise bekannt, die dem Temperatur-Pühlelement 54 die Kontrolle des Ventils 72 ermöglichen, derart, daß das Ventil offen ist zur Portsetzung der Kühlung, solange die erfühlte Temperatur oberhalb der durch den Knopf 16 der Kontrolleinrichtung eingestellten Temperatur liegt, und daß das Ventil geschlossen wird zxxr Beendigung des Kühlvorganges, wenn die Temperatur unterhalb der eingestellten Temperatur liegt.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Behälter 4 für das verflüssigte Kühlgas ein 2,5 1-Behälter mit flüssigem Stickstoff sein, was für eine Gebrauchs dauer von ungefähr drei Stxxnden ausreicht. Das Gerät kann einstellbar sein auf jede gewünschte Temperatur zwischen +15⁰C und -120⁰C. Die wärmeleitende Platte 40 kann zusammengefügt sein aus einer oberen Scheibe 42 aus rostfreiem Stahl und einer darunterliegenden Scheibe 44 aus Kupfer.

Viele Abwandlungen sind möglich. Pig. 4 zeigt eine davon, bei der das von dem Tenrperatur-Pühlelement über eine Leitung und eine Wicklung 174 gesteuerte Temperatur-Kontrollventil im Kammorauslaß 152 liegt statt im Versorgungsleitungs-Einlaß 150. Auch können statt'des Gewindes 32 andere Mittel benutzt werden zum Befestigen der beiden Kammerabschnitte 30a, 30b, z. B. ein Bajonettverschluß mit Stiften und Schlitzen.

Viele Abwandlungen, Ausgestaltungen und Anwendungen des dargestellten Ausführungsbeispieles sind möglich.

Patentanwälte Dip!.-lng. Horst Röee 409840/0348 Dipl.-Ing. Peter Kosel

Claims

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPLING. PETER KOSEL

ο ι/ ι onoc

PATENTANWÄLTE £. H J J U O 3

3353 Bad Ganderslielm, 18. MärZ 1974

Postfach 129 Hohonhöfen 5 Telefon: (05382)2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim Unsere Akten-Nr. 2789/1

RIGOR LTD.
Gesuch vom 18. März 1974

Pat entansprüche

\1y Gefriergerät, insbesondere zum Einfrieren eines Spermium enthaltenden Mediums, gekennzeichnet durch eine Gefrierkammer (2) mit einer wärmeleitenden Platte (40), die darin oberhalb des Bodens (46) gehalten ist zur Bildung eines Raumes (48) zwischen der Platte und dem Boden, durch einen- Behälter (4) mit einem kühlenden, verflüssigten Gas und einer Versorgungsleitung (70), welche das Kühlgas zum Kühlen der wärmeleitenden Platte (40) in den Raum (48) leitet, und durch eine Kontrolleinrichtung (6), welche die Temperatur des Raumes (48) und der wärmeleitenden Platte (40) kontrolliert.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Platte (40) eine Mehrzahl getrennter, ausgesparter Taschen (60) aufweist zur Aufnahme je eines getrennten Anteils des einzufrierenden Mediums.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefrierkammer (2) von einem oben offenen Gehäuse (30)· gebildet wird, das direkt auf und über dem Flüssiggas-Behälter (4) sitzt.

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Bankkonto: Norddeutsche Land33bank. Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr.22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

~*f₀ 2Λ13085
4. Gerät nach einem der" Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefrierkammer (2) eine zylindrische Form hat, und daß die wärmeleitende Platte (40) rund ist und von der zylinderförmigen Seitenwand der Kammer zwischen deren geschlossenem .Boden (46) und ihrem offenen oberen Ende getragen wird.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Kammer (2) einen unteren zylindrischen Abschnitt (30a) mit Befestigungsmitteln an seinem oberen Ende aufweist und einen oberen ringförmigen Abschnitt (30b) mit passenden Befestigungsmitteln an seinem unteren Ende, und daß die beiden Abschnitte (30a, 30b) Schultern (34, 36) besitzen, zwischen denen die wärmeleitende Platte (40) einklemmbar ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum. (48) in der Gefrierkammer (2) wenigstens teilweise mit Metallwalle (58) gefüllt ist, die eine große Kühloberfläche zur Kühlung der wärmeleitenden Platte (40) bildet.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis.6, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Platte (40) aus einer oberen Metallscheibe (42) und einer darunterliegenden, mit Öffnungen versehenen Metallscheibe (44) besteht, und daß die Gefrierkammer (2) einen abnehmbaren Deckel (64) besitzt, der mit Abstand, die wärmeleitende Platte (40) überdeckt.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elüssiggas-Behälter (4) ein elektrisches Heizelement (80) besitzt, das von der Kontrolleinrichtung (6) gesteuert wird zur Erhöhung des Druckes innerhalb des Behälters (4) und somit zum Heraustreiben des Gases aus diesem durch die Versorgungsleitung (70) in den Raum (48) der Gefrierkammer (2).
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitung (70) ein Ventil (72) besitzt, und daß die Kontrolleinrichtung (6) die Temperatur des Raumes (48) durch die Kontrolle dieses Ventils (72) kontrolliert.

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10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (43) einen Gasauslaß (52) mit einem Ventil (86) "besitzt, und daß die Kontrolleinrichtung (6) die Temperatur des Raumes (48) durch die Kontrolle dieses Ventils (86)
kontrolliert.
11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rarim (48) der Gefrierkammer (2) eine Temperatur-Pühleinrichtung (54) besitzt, und daß die Kontrolleinrichtung (6) Temperatur-Einstellmittel aufweist, um in Abhängigkeit von der Temperatur der kühleinrichtung (54) das Ventil (72) zu
kontrollieren zur Aufrechterhaltung der voreingestellten Temperatur in der Gefrierkammer.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,- daß der Raum (48) der Gefrierkammer (2) einen Gasauslaß (52) besitzt mit einem einstellbaren Ventil (86) ziir Eontrolle der Gasauslaßrate aLis dem Raum (43) und somit -zur Kontrolle seiner Kühlrate.
Patentanwälte
Dipl.-Ing.
Horst Rose
Dipl.-Ing.
Peter Kosel
409840/03^8
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