RU200610U1

RU200610U1 - Устройство для заморозки и холодовой транспортировки биологических объектов

Info

Publication number: RU200610U1
Application number: RU2019120946U
Authority: RU
Inventors: Денис Александрович Добрынин; Глеб Андреевич Папилин; Семён Валерьевич Кузнецов
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-11-02

Abstract

Устройство относится к медицине, в частности к области судебной медицины и судебной генетики, а также применимо в практической криминалистике при производстве неотложных следственных действий.Предлагаемое в качестве полезной модели устройство позволяет транспортировать следы биологического происхождения, а также образцы ДНК в оптимальном холодовом температурном режиме на значительные расстояния для производства молекулярно-генетических судебно-экспертных исследований.Принцип действия устройства основывается на эффекте Пельтье и, как следствие возможности в течение короткого промежутка времени (в пределах нескольких минут) обеспечить заморозку: при прохождении через термоэлектрический преобразователь постоянного электрического тока между сторонами элемента Пельтье образуется перепад температур - одна сторона охлаждается до максимально достигаемого значения в -30 градусов по Цельсию, а другая сторона нагревается до максимального значения в +60 градусов по Цельсию. При питании устройства через USB-разъем от портативного аккумулятора, равно как от автомобиля или портативного компьютера, можно достичь более длительную бесперебойную работу, а также более сильную заморозку. При подключении источника питания к устройству, модуль Пельтье начинает охлаждаться, осуществляя заморозку содержимого внутреннего короба устройства. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Устройство относится к медицине, в частности, к области судебной медицины и судебной генетики, а также применимо в практической криминалистике при производстве неотложных следственных действий.

Предлагаемое в качестве полезной модели устройство позволяет транспортировать следы биологического происхождения, а также образцы ДНК в оптимальном холодовом температурном режиме на значительные расстояния для производства молекулярно-генетических судебно-экспертных исследований.

Известны устройства сохранения низкой температуры для хранения пищевых продуктов и медицинских препаратов, предназначенные для использования в быту, которые теоретически могут быть применены в практической следственной и судебно-экспертной деятельности, но имеют ряд недостатков:

- К примеру, для указанных криминалистических целей иногда используются термосумки, к коим можно отнести «Сумку-холодильник для хранения и транспортировки медицинских и биологических материалов», раскрытую в документе RU 80436 U1, опубликованном 10.02.2009. Рассматриваемое устройство представляет собой короб с крышкой, стенки корпуса которого образованы двумя слоями полимерного материала и теплоизолирующим материалом, размещенным между ними. Обязательным элементом устройства является наличие внутри его расходных охлаждающих элементов (аккумуляторов холода). Недостатком данного устройства является отсутствие функции заморозки, а также функции поддержания заданной температуры в течение длительного времени, при одновременной необходимости наличия охлаждающих элементов.

- Известны также электрифицированные решения, такие как «Системы охлаждения на основе элементов Пельтье с эффективным соотношением геометрических размеров», раскрытые в документе RU 2008130087 А, опубликованном 10.02.2010. В настоящем аналоге изложены принципы полупроводникового устройства теплоотвода на основе эффекта Пельтье, содержащего по меньшей мере одну пару полупроводниковых элементов, размещенных определенным образом. Недостатком данного технического решения является отсутствие необходимых блоков, обеспечивающих безопасное хранение и транспортировку биологических объектов, а также элементов, обеспечивающих продолжительную работу устройства.

Таким образом, на сегодняшний день не решена проблема адекватного доставления изъятых с мест происшествий вещественных доказательств биологической природы в молекулярно-генетические лаборатории, расположенные на значительных расстояниях от региона обнаружения и изъятия того или иного биологического объекта [Кузнецов С.В. Порядок назначения и организации производства судебно-генетических экспертиз: опыт ЭКО Управления криминалистики ГСУ СК России по г. Санкт-Петербургу / С.В. Кузнецов // Библиотека криминалиста. Научный журнал. 2018. №1(36). С.364-366]. Основными недостатками существующих способов является то, что транспортировка биологических объектов в используемых устройствах осуществляется либо в недостаточно охлажденном состоянии (температура не достигает тех отрицательных величин, которые необходимы для сохранности генетического материала), либо предполагает изначальную дополнительную заморозку биологического объекта в холодильном оборудовании, что далеко не всегда возможно в условиях осмотра места происшествия.

В основу предлагаемого в качестве полезной модели устройства положена необходимость решения ряда криминалистических задач:

1) защита от агрессивного воздействия окружающей среды следов биологического происхождения, изъятых с места их обнаружения;

2) обеспечение безопасной холодовой транспортировки следов биологического происхождения от места производства следственного действия до места хранения и исследования вещественных доказательств;

3) временное хранение изъятых при производстве следственных действий следов биологического происхождения при невозможности быстрой их транспортировки до места постоянного хранения.

Решение поставленных задач обеспечивается работой предлагаемого в качестве полезной модели устройства для заморозки и холодовой транспортировки биологических объектов. Настоящее устройство выполнено из внешнего корпуса, представляющего собой деревянный короб. К внутренней стороне стенки внешнего короба герметично прикреплен внутренний короб, предназначенный для помещения биологических объектов, состоящий из трех стенок и крышки из термоизоляционного пеностекла. Внутренний короб устройства дополнительно обернут теплоизоляционной оболочкой, внутри которой в свою очередь расположены гранулы сухого силикагеля, обеспечивающие предельно низкий уровень влажности внутри короба. При этом теплоизоляция внутреннего короба и гранулы силикагеля минимизирует воздействие окружающей среды на помещаемые в него биологические объекты.

В стенке внешнего короба, где примыкает внутренний короб, содержится отверстие, в котором герметичным способом расположен термоэлектрический элемент Пельтье. Данный элемент размещен таким образом, что его охлаждающая сторона направлена внутрь внутреннего короба, а нагревающая сторона соединена термопастой с металлическим ребристым радиатором и вентилятором 12 В, расположенными снаружи на стенке внешнего короба. Охлаждающая сторона элемента Пельтье охлаждает температуру воздуха во внутреннем коробе до необходимой температуры. При этом радиатор и вентилятор расположены таким образом, что позволяют в достаточной мере отводить тепло от нагревающей стороны элемента Пельтье, тем самым гарантировать охлаждение воздуха во внутреннем коробе.

Для отвода тепла от внешней стороны элемента Пельтье используются: - металлический радиатор, размерами 70×50×17 мм, который соединен с элементом Пельтье термопастой (для увеличения теплопроводности), одновременно с этим радиатор соединен с вентилятором;

- вентилятор, размерами 50×50×10 мм, который подает воздух на ребра радиатора, не позволяя элементу Пельтье перегреваться и отдавать тепло со своей нагревающей стороны на охлаждающую.

Для регулирования температуры воздуха во внутреннем коробе устройство оснащено цифровым встраиваемым термостатом, расположенным в стенке внешнего короба. Данный термостат снабжен выносным датчиком по типу «Smartmodule» STH0024 версии 3.0, который выведен во внутренний короб. Таким образом, термостат позволяет отслеживать и поддерживать точную температуру воздуха во внутреннем коробе.

Питание термостата и вентилятора 12 В осуществляется от батарейки по типу «Крона», которая помещается в батарейный отсек №1, расположенный снаружи на одной из стенок внешнего короба, и регулируется микротумблером «Питание», расположенным снаружи на одной из стенок внешнего короба.

Питание элемента Пельтье осуществляется от батарейки по типу «Крона», которая помещается в батарейный отсек №2, расположенный снаружи на той же стенке внешнего короба, где размещен батарейный отсек №1, либо от дополнительно выведенного разъема USB. Регулируется питание элемента Пельтье микротумблером «Заморозка», который расположен снаружи на одной из стенок внешнего короба.

Полезная модель поясняется фиг. 1, на которой представлены основные составные элементы предлагаемого устройства: внешний корпус устройства - больший деревянный короб [1]; внутренний короб, снабженный теплоотражающей оболочкой (фольга или пеностекло) [2]; крышка внутреннего короба из термоизоляционного пеностекла [3]; Цифровой встраиваемый термостат с выносным датчиком температуры по типу «Smartmodule» STH0024 версии 3.0 [4]; модуль (элемент) Пельтье термоэлектрический 40×40 мм, 6.3А, 65 Вт, 16.7 В [5]; металлический радиатор 70×50×17 мм, 6.8 дюйм*градус/Вт [6]; вентилятор 12 В, 50×50×10 мм с подшипником скольжения 5000 об/мин [7]; микротумблер «Питание» по типу «ON-OFF» SPST 2Р 250В/3А [8]; микротумблер «Заморозка» по типу «ON-OFF» SPST 2Р 250 В/ЗА [9]; батарейный отсек с элементом питания по типу «Крона» (2 шт. ) [10]; разъем USB [11]; реле термостата [12].

Таким образом, устройство представлено двумя электрическими цепями. Одну цепь составляют: элемент питания (батарейка по типу «Крона») [10], микротумблер «Питание» [8], термостат [4], вентилятор [7]. Вторую цепь составляют: элемент питания (USB [И] или батарейка по типу «Крона» [10]), микротумблер «Заморозка» [9], реле термостата [12], модуль (элемент) Пельтье [5]. Разные подключения позволяют контролировать напряжение на элементе Пельтье [5] и постоянно отслеживать температуру внутреннего короба [2] (в том числе и при отключении режима заморозки). Температура воздуха внутреннего короба определяется выносным датчиком температуры термостата [4]. Закрытие крышки внутреннего короба [2], обеспечивает герметичность последнего и исключает внешнее воздействие на находящийся внутри биологический материал.

Такая схема питания позволяет обеспечивать работу устройства в беспроводном режиме в течение 5-6 часов от батарейки по типу «Крона» [10], либо в течение 10 и более часов от разъема USB [11], в зависимости от емкости подключаемого к разъему USB портативного аккумулятора, при этом имеется возможность, используя USB-разъем, подключить устройство к сети 220 В, а также использовать в автомобиле, снабженным USB-разъемом.

Принцип действия устройства основывается на эффекте Пельтье и, как следствие, возможности в течение короткого промежутка времени (в пределах нескольких минут) обеспечить заморозку: при прохождении через термоэлектрический преобразователь постоянного электрического тока между сторонами элемента Пельтье [5] образуется перепад температур - одна сторона охлаждается до максимально достигаемого значения в -30 градусов по Цельсию, а другая сторона нагревается до максимального значения в +60 градусов по Цельсию. При питании устройства через USB-разъем [11] от портативного аккумулятора, равно как от автомобиля или портативного компьютера, можно достичь более длительную бесперебойную работу, а также более сильную заморозку. При подключении источника питания к устройству, модуль Пельтье [5] начинает охлаждаться, осуществляя заморозку содержимого внутреннего короба устройства [2].

Работа устройства реализуются следующим образом: после включения термостата [4] определяется температура, необходимая для целей использования устройства. Нужная температура устанавливается на термостате [4]. После этого во внутренний короб [2] помещается упакованный по правилам криминалистической упаковки биологический след и закрывается крышкой [3]. Затем включается микротумблер «Заморозка» [9], охлаждающий внутреннюю сторону элемента Пельтье [5]. Когда температура достигает необходимых значений, элемент Пельтье [5] автоматически отключается. Термостат [4] и вентилятор [7] в это время продолжают работать. Термостат [4] с датчиком позволяет отслеживать актуальную температуру содержимого внутреннего короба [2], а вентилятор [7] отводит остаточное тепло на радиаторе [6], в том числе, не позволяя последнему нагреваться.

Предлагаемое устройство отличается от известных способов тем, что позволяет не только поддерживать уже имеющуюся минусовую температуру, но и самостоятельным образом в пути следования осуществлять заморозку биологических объектов, а также в необходимых случаях хранить их, регулируя режим заморозки до тех или иных отрицательных величин, в зависимости от клеточного (тканевого) состава биологического объекта.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется портативностью, простотой в использовании и дешевизной в своей комплектации, а главное обеспечивает сохранность генетического материала, находящегося в изъятых с мест происшествий биологических объектах, при доставлении последних на судебно-генетическую экспертизу.

Claims

1. Устройство для заморозки и холодовой транспортировки биологических объектов, состоящее из внешнего короба и содержащее элемент Пельтье термоэлектрический, размещенный во внутреннем коробе, снабженном теплоизоляционной оболочкой, а также термостат с выносным датчиком температуры, отличающееся тем, что устройство содержит два разъема для батареек по типу «Крона» и USB-разъем для продолжительной работы, при этом элемент Пельтье соединен своей нагревающей стороной с помощью термопасты с радиатором, одновременно с этим радиатор соединен с вентилятором.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешний короб выполнен из дерева, внутренний короб выполнен из пеностекла.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренний короб содержит крышку и три стенки и примыкает к внутренней стороне стенки внешнего короба.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крышка внутреннего короба выполнена из термоизоляционного пеностекла.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что во внутреннем коробе размещен выносной датчик термостата.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент Пельтье герметичным способом размещен в отверстии стенки внешнего короба, к которой примыкает внутренний короб.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управление устройством осуществляется через два микротумблера «Питание» и «Заморозка», установленных на внешней стороне внешнего короба.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разъемы для батареек выполнены из батарейных отсеков для батареек по типу «Крона».

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что работа устройства может осуществляться от дополнительно выведенного во внешний короб USB-разъема.