[Kühlvorrichtung zum Schockgefrieren von Blutplasma!
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Schockgefrieren von Blutplasma, bei der ein in herkömmlicher Form ausgebildetes Kühlsystem auch in verschiedenen an sich bekannten Modifizierungsfoniien zum Einsatz kommen kann. So sind beispielsweise mindestens ein Verdichter und ein Kondensator für Kältemittel vorhanden, um die erforderlichen sehr niedrigen Temperaturen für das Schockgefrieren von Blutplasma in relativ kurzer Zeit erreichen zu können.
Blutplasma wird für Transport und Lagerung in so genannte Blutplasmabeutel verpackt und das frische Blutplasma in solchen Blutplasmabeuteln in möglichst sehr kurzer Zeit bis auf die Schädigungen des Blutplasmas vermeidenden sehr niedrigen Temperaturen unterhalb von - 30 °C gekühlt.
Herkömmliche Systeme verwenden plattenförmige Kühlelemente, zwischen denen in mehr oder weniger dichter Packung positionierte gefüllte Blutplasmabeutel auf die erforderlichen Temperaturen herunter gekühlt werden können.
So werden die Blutplasmabeutel auf ein solches plattenförmiges Kühlelement aufgelegt und anschließend durch Schließen eines einseitig in Scharnieren gelagerten Deckels, in dem ebenfalls ein plattenförmiges Kühlelement integriert ist, eine Kühlung von oben und unten erreicht.
Dabei kann es infolge einer mehr oder weniger ungeordneten Positionierung und Schichtung von Blutplasmabeuteln zu Temperaturgradienten von mehreren Grad Celsius kommen und eine ungleichmäßige Kühlung an den verschiedenen Orten von Blutplasma erfolgen.
Außerdem können an den mit dem Deckel in Berührung kommenden Blutplasmabeuteln beim Schließen eines solchen Deckels lokal unterschiedliche Flächenpressungen auftreten. Im ungünstigsten Fall besteht aber auch die Gefahr, dass kein allseitiger Verschluss erreicht worden ist, so dass Kälteverluste auftreten und dementsprechend der Wirkungsgrad erniedrigt sowie die für die Kühlung erforderliche Energie erhöht wird. Im Extremfall kann in bestimmten Blutplasmabeuteln auch die erforderliche Kühltemperatur nicht erreicht worden sein.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beispielsweise durch Unachtsamkeit e Unfallrisiko für einen Bediener solcher herkömmlichen Kü einrichtungen auftreten kann.
Es ist daher Aufgäbe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung zum Schockgefrieren von Blutplasma zur Verfügung zu stellen, mit der eine gleichmäßige Kühlung von in Blutplasmabeuteln enthaltenem Blutplasma mit erhöhter Effizienz erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Kühlvorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen benannten Merkmalen erreicht werden.
Die erfmdungsgemäße Kühlvorrichtung zum Schockgefrieren von Blutplasma verwendet dabei mindestens zwei parallel zueinander ausgerichtete plattenförmige Kühlelemente. Durch diese plattenförmigen Kühlelemente wird das mit dem Kühlsystem entsprechend abgekühlte Kältemittel zu- und aus diesen wieder abgeführt.
Die erfmdungsgemäße Kühlvorrichtung zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass mindestens ein solches plattenförmiges Kühlelement an der Kühlvorrichtung starr befestigt ist. Mindestens ein weiteres plattenförmiges Kühlelement kann aber translatorisch in Richtung auf das starr befestigte Kühlelement hin- und herbewegt werden. Hierfür ist dieses translatorisch bewegbare Kühlelement in zwei sich diametral gegenüberüegend angeordneten ParalleMoppelführungen
geführt und für die Hin- und Herbewegung sind ebenfalls diametral gegenüberliegend angeordnete und parallel zu den Paralleldoppelführungen ausgerichtete Linearantriebe vorhanden, die antriebsseitig mit dem entsprechenden Kühlelement verbunden sind. Sinnvollerweise sind dabei die an einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung eingesetzten plattenförmigen Kühlelemente im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und das bewegbare Kühlelement kann vertikal nach oben und unten bewegt werden. So kann das Schockgefrieren von Blut-Plasmabeuteln, die zwischen diese Kühlelemente positioniert worden sind, durchgeführt werden, wenn durch eine entsprechende Bewegung des translatorisch bewegbaren Kühlelementes in Richtung auf das starr befestigte Kühlelement erfolgt ist und diese beiden Kühlelemente die dazwischen angeordneten Blutplasmabeutel quasi einklemmen.
Durch den Einsatz von ParaUeldoppelführungen und jeweils zwei Linearantrieben in diametral gegenüberliegender Anordnung kann die parallele Ausrichtung der Kühlelemente zueinander in jeder Stellung gesichert werden.
Vorteilhaft ist es, dass entsprechend starr befestigte Kühlelement oberhalb des translatorisch bewegbaren Kühlelementes anzuordnen, so dass letztgenanntes Kühlelement nach einer Beladung mit befüllten Blutplasmabeuteln vertikal nach oben bewegt und mit vorgebbaren Druckkräften gegen das starr befestigte Kühlelement beim Schockgefriervorgang gedrückt werden kann.
Eine solche Anordnung von starr befestigtem Kühlelement oberhalb eines translatorisch bewegbaren Kühlelementes ermöglicht eine erhöhte Modularität. So kann an einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ein zweites translatorisch bewegbares Kühlelement eingesetzt werden, das wiederum oberhalb des starr befestigten Kühlelementes angeordnet ist und mittels der Paralleldoppelführung an und zusätzlichen Linearantrieben zum Schockgefrieren von oben nach unten in Richtung auf das starr befestigte Kühlelement bewegt werden kann.
Dabei können befüllte Blutplasmabeutel auf eine obere Kontaktfiäche des unteren translatorisch bewegbaren Kühlelementes und auf die nach oben weisende Kontaktfläche des starr befestigten Kühlelementes aufgelegt werden. Im Anschluss daran werden die translatorisch bewegbaren Kühlelemente aufeinander zu und dementsprechend jeweils in Richtung auf das starr befestigte Kühl-
element bewegt, so dass sämtliche Blutplasmabeutel über Kontaktflächen der Kühlelemente, sowohl von oben, wie auch von unten gekühlt werden. Mit einer solchen Ausfuhrungsform kann die Kapazität einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung bei nahezu gleicher Baugröße verdoppelt werden.
Bei einer solchen Ausfuhrungsform weist das starr befestigte Kühlelement eine untere und eine obere Kontaktfläche und die translatorisch bewegbaren Kühlelemente jeweils eine obere oder untere Kontaktfläche auf. Dabei sollten der eine oder auch mehrere Kühlkanal/-Kanäle in einem solchen Kühlelement für Kühlmittel so ausgebildet sein, dass eine erhöhte Kühlleistung erreicht werden kann.
Bevorzugt sind alle übrigen Oberflächen der Kühlelemente allseitig von einer tliemiischen Isolierung umschlossen, die beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff mit reduziertem K-Wert gebildet sein kann.
Vorteilhaft ist die thermische Isolierung an den einzelnen Kühlelementen so ausgebildet, dass ein am äußeren Rand umlaufender Kragen vorhanden ist, der über die Kontaktflächen, auf denen die Blutplasmabeutel aufliegen, hinausragt, so dass beim Schockgefriervorgang durch diesen Kragen ein außenseitiger thermischer Verschluss gebildet werden kann. Dementsprechend ist an einem Beispiel mit drei Kühlelementen das mittig angeordnete starr befestigte Kühlelement mit einer tliermischen Isolierung versehen, die im Wesentlichen aus einem außenseitig umlaufenden Kragen gebildet ist, der sowohl nach oben, wie auch nach unten über die Kontaktflächen hinausragen kann.
Die Kühlelemente können vorteilhaft aus jeweils zwei ebenen Metallplatten, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind, gebildet werden. So kann eine solche stoffschlüssige Verbindung vorteilhaft durch Laserschweißen oder andere geeignete Schweißverfahren erreicht werden. Dabei sollte die stoffschlüssige Verbindung sichern, dass ein Austritt von Kältemittel, das durch einen Zwischenraum, der bevorzugt als ein in mehreren Windungen verlaufender Kühlkanal ausgebildet ist, geführtes Kältemittel nicht in die Umwelt austreten kann. Die Ausbildung eines solchen Kühlka- nals zwischen den beiden ebenen Metallplatten kann ebenfalls durch lokal gezieltes Laserschweißen erreicht werden.
Die für das Kühlsystem erforderlichen Elemente können, bis auf die bereits beschriebenen Kühlelemente können sämtlichst an einer StützkonstruMon und/oder einem diese Stützl∞nstruktion umschließenden Gehäuse befestigt und innerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
Gehäuse und Stützkonstruktion sind üblicherweise unterhalb der Kühlelemente angeordnet und da, wie bereits erwähnt, zumindest ein unterhalb des starr befestigten Kühlelementes angeordnetes translatorisch bewegbares Kühlelement für den Schockgefriervorgang von unten nach oben bewegt werden muss, ist es zur Venneidung unnötiger Kälteverluste günstig, an diesem Kühlelement eine nach unten weisende, außenseitig vollständig umlaufende Schürze vorzusehen, die in jeder Position dieses translatorisch bewegbaren Kühlelementes bis in das Innere des Gehäuses, in dem ein entsprechend umlaufend ausgebildeter Schlitz an der Oberseite des Gehäuse ausgebildet ist, hineinreicht. Mit einer solchen umlaufenden Schürze kann auch die Verletzungsgefahr reduziert werden, da kein Freiraum verbleibt, um dort hineingreifen zu können.
Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sollten die beiden an einem Kühlelement angreifenden und diametral zu einander angeordneten Linearantriebe synchron gesteuert werden, so dass gesichert werden kann, dass an den beiden Linearantrieben zu gleichen Zeiten jeweils gleiche Antriebswege realisiert worden sind und eine Neigung oder Verkantung von translatorisch bewegbaren Kühlelementen vermieden werden kann.
An solchen Linearantrieben können Endlagenschalter vorhanden sein, mit denen der Bewegungsweg in beide möglichen Richtungen von Kühlelementen begrenzt werden kann. Allein oder zusätzlich zu solchen Endlagenschaltern besteht aber auch die Möglichkeit an Linearantrieben eine Lastschutzabschaltung vorzusehen, so dass bei Überschreitung einer vorgebbaren elektrischen Leistung zwangsweise ein Ausschalten der Linearantriebe erfolgt. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn ein translatorisch bewegbares Kühlelement soweit bewegt worden ist, dass erhöhte Druckkräfte, mit denen dieses Kühlelement über dazwischen angeordnete Blutplasmabeutel gegen das starr befestigte Kühlelement wirken. Aus arbeitsschutztechnischer Sicht kann eine solche Lastschutzabschaltung aber auch Unfälle vermeiden, wenn bei der Bewegung von Kühlelementen fahrlässig ein Gegenstand oder ein Körperteil zwischen zwei Kühlelemente gelangt ist.
Das auf für das Schockgefrieren erforderliche Temperaturen abgekühlte Kältemittel kann über flexible Leitungen in die einzelnen Kühlelemente hinein und aus diesen wieder im Kreislauf rückgeführt werden, so dass die entsprechenden Abstände und Höhendifferenzen je nach Stellung der jeweiligen Kühlelemente ausgeglichen werden können.
Vor bzw. in einer solchen Leitung, über die abgekühltes Kältemittel in Kühlelemente eingeführt werden kann, kann vorteilhaft ein Expansionsventil geschaltet werden, mit dem Druck und Volumenstrom des auf für das Schockgefrieren abgekühlte Kältemittels beeinflusst werden können und demzufolge auch die Temperatur im Bereich der Kühlelemente beeinflussbar ist.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
Figur 1 in schematischer Form eine Ansicht auf eine schmalere Stirnseite eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, bei der Blutplasmabeutel in zwei Ebenen schockgefroren werden können und
Figur 2 eine Vorderansicht des in Figur 1 gezeigten Beispiels.
Bei dem mit den Figuren 1 und 2 gezeigten Beispiel einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, besteht die Möglichkeit des Schockgefrierens für Blutplasmabeutel in zwei Ebenen.
Hierzu sind an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stirnseiten der Kühlvorrichtung jeweils eine vertikal ausgerichtete Paralleldoppehührung 3 vorhanden, die an einer Stützkonstruktion 7, die wiederum im Wesentlichen aus einem Rahmen, der aus miteinander verbundenen Metallprofilen gebildet ist, befestigt sind. Die beiden ParaUeldoppelführungen 3 werden im Wesentlichen aus zwei parallel zueinander angeordneten und miteinander verbundenen rohrförmigen E- lementen gebildet. Bei dem hier gezeigten Beispiel sind insgesamt vier plattenförmige Kühlelemente 1, 2 und 2' vorhanden und mittels der Para doppelführung 3 in paralleler Form zueinander ausgerichtet.
Die mittig angeordneten Kühlelemente 1 sind starr an den Parafteldoppelführungen 3 befestigt, so dass sie weder nach oben noch nach unten bewegt werden können.
Am unteren Kühlelement 2 und am oberen Kühlelement 2' sind ebenfalls diametral gegenüberliegend Führungselemente 8 befestigt, die in Verbindung mit den ParaUeldoppelführungen 3 die gleichmäßige und parallele Auf- und Abbewegung der Kühlelemente 2 und 2' sichern können.
An der Stützkorjstruktion sind für die beiden translatorisch bewegbaren Kühlelemente 2 und 2' jeweils zwei sich ebenfalls diametral gegenüberliegend an Stirnseiten angeordnete Linearantriebe 5 und 5' vorhanden.
So greift der in Figur 1 rechts angeordnete Linearantrieb 5 am unten angeordneten translatorisch bewegbaren Kühlelement 2 an und kann dieses nach oben und unten bewegen.
Der in Figur 1 links gezeigte Linearantrieb 5' greift am hier oben angeordneten Kühlelement 2' an und kann dieses entsprechend auf- und abbewegen.
Zur verbesserten Vermeidung von Verkippungen oder Verkantungen beim Auf- und Abbewegen der Kühlelemente 2 und 2' ist es vorteilhaft, die an jeweils einem der beiden Kühlelemente 2 und 2' angreifenden Linearantriebe 5 bzw. 5' versetzt in Bezug zur Längsachse der Kühlelemente 1, 2 und 2' anzuordnen und an den jeweiligen Kühlelementen 2 und 2' angreifen zu lassen. Dementsprechend ist der Linearantrieb 5 auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Kühlvorrichtung, die hier nicht erkennbar ist, nicht rechts von der ParaUeldoppelf hrung 3, sondern links von dieser angeordnet und dies gilt selbstverständlich auch für den Linearantrieb 5', der am Kühlelement 2' auf der gegenüberliegenden Seite, hier ebenfalls nicht erkennbar, angreift.
Die Paralleldoppelfülτrungen 3 sind mittig an den Kühlelementen 1, 2 und 2', also in deren Längsachsrichtung angeordnet und orthogonal zu diesen ausgerichtet.
Die starre Befestigung der Kühlelemente 1 ist an den Paralleldoppelführungen 3 realisiert worden.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Beispiel einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung weisen das untere Kühlelement 2 eine nach oben offene Kontaktfläche zum Kühlen von Blutplasmabeuteln, die auf dieser Fläche abgelegt worden sind, auf. Dementsprechend ist eine solche Kontaktfläche am unteren stan- befestigten Kühlelemente 1 an dessen Unterseite vorhanden.
Bei dem oberen starr befestigten Kühlelement 1 ist eine solche Kontaktfläche wieder nach o- ben frei gehalten und das obere translatorisch bewegbare Kühlelement 2' hat wiederum eine nach unten weisende Kontaktfläche. Bei den Darstellungen von Figur 1 und Figur 2 wurde auf die Darstellung von an Kühlelementen 1, 2 und 2' vorhandenen thermischen Isolierungen und auch auf die Darstellung der am unteren translatorisch bewegbaren Kühlelement 2 befestigten Schürze verzichtet.
hi ebenfalls nicht dargestellter Form besteht die Möglichkeit, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits angedeutet, lediglich ein starr befestigtes Kühlelement 1 mit nach oben und unten weisenden Kontaktflächen vorzusehen.