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Title:
COOLING DEVICE FOR SHOCK-FREEZING BLOOD PLASMA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/073770
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling device for shock-freezing blood plasma, comprising a cooling system and at least two plate-shaped cooling elements that are parallelly aligned with one another. Cooling medium is guided through these plate-shaped cooling elements via a cooling duct. At least one cooling element (1) is rigidly attached, and at least one additional cooling element (2, 2') is guided in two diametrically opposed parallel twin guides (3) and can be moved in a translational manner toward the rigidly attached cooling element (1) by means of two linear drives (5, 5'), which are also diametrically opposed and parallelly aligned with the parallel twin guides (3).

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Inventors:
TUMPACH WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/001634
Publication Date:
September 02, 2004
Filing Date:
February 19, 2004
Export Citation:
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Assignee:
DOMETIC SARL (LU)
TUMPACH WOLFGANG (DE)
International Classes:
F25D31/00; (IPC1-7): A61M1/02; F25D31/00
Foreign References:
US1822089A1931-09-08
US4558572A1985-12-17
DE4411484A11995-10-05
DE4206705A11993-09-09
Attorney, Agent or Firm:
Grosse, Wolfgang (Bockhorni Schumache, Forstenrieder Allee 59 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kühlvorrichtung zum Schockgefrieren von Blutplasma mit einem Kühlsystem und min destens zwei parallel zueinander ausgerichteten plattenf'örmigen Kühlelementen, durch die jeweils über einen Kühlkanal Kältemittel geführt ist, dabei mindestens ein Kühlelement (1) starr befestigt ist und mindestens ein weiteres Kühlelement (2,2') in zwei sich diametral ge genüberliegend angeordneten Paralleldoppelführungen (3) geführt und mittels jeweils zwei e benfalls sich diametral gegenüberliegend angeordneten und parallel zu den Paralleldop pelführungen (3) ausgerichteten Linearantrieben (5,5') translatorisch in Richtung auf das starr befestigte Kühlelement (1) bewegbar ist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das starr befestigte Kühlelement (1) oberhalb eines translato rischbewegbaren Kühlelementes (2) angeordnet ist.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder zwei starr befestigte Kühlelement (e) (1) zwischen zwei translatorisch in Richtung auf dieses bewegbaren Kühlelementen (2,2') angeordnet ist.
4. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ParalleldoppeWührungen (3) in Längsachsrichtung der Kühlelemente (1,2, 2') an geordnet und orthogonal zu dieser ausgerichtet sind.
5. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das starr befestigte Kühlelement (1) an der Paralleldoppelführung (3) befestigt ist.
6. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekem zeichnet, dass die Linearantriebe (5, 5') jeweils eines Kühlelementes (2) oder (2') in Be zug zur Längsachse der Kühlelemente (2,2') seitenversetzt an diesen angreifen.
7. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kühlelemente (1, 2, 2') aus zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Metallplatten gebildet sind.
8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den miteinander verbundenen Metallplatten der Kühlkanal für Kältemittel ausgebildet ist.
9. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kühlelemente (n) (1, 2,2') bis auf eine oder zwei Kontaktfläche für Blutplasmabeutel von einer thermischen Isolierung allseitig umschlossen sind.
10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierung der Kühlelemente (1, 2, 2 einen umlaufenden Kragen aufweist, der über die Kontaktflächen für Blutplasmabeutel hin ausragt.
11. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an äußeren Rändern des unteren translatorisch bewegbaren Kühlelementes (2) eine Schürze vorhanden ist, die in jeder möglichen Stellung des Kühlelementes (2) bis in ein das Kühlsystem aufnehmendes Gehäuse hineinreicht.
12. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Linearantriebe (5,5') eines jeden Kühlelementes (2,2') synchron gesteuert sind.
13. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass an den Linearantrieben (5,5') eine Lastschutzabschaltung vorhanden ist.
14. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Kältemittel vom Kühlsystem im Gehäuse über flexible Leitungen zu und von den Kühlelementen (1, 2,2') geführt ist.
Description:
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 Modifizierungsfonnen 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 verpach-t und das fri- sche Blutplasma in solchen Blutplasmabeuteln in möglichst sehr kurzer Zeit bis auf die Schädigun- <BR> <BR> gen des Blutplasmas vermeidenden sehr niedrigen Temperaturen unterhalb von-3 0'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 un- gleichmäßige 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 ungüns- tigsten 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 Blutplas- mabeuteln auch die erforderliche Kühltemperatur nicht erreicht worden sein.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beispielsweise durch Unachtsamkeit ein Unfallrisiko für einen Bediener solcher herkömmlichen Kühleinrichtungen auftreten kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung zum Schockgefrieren von Blutplasma zur Verfügung zu stellen, mit der eine gleichmäßige Kühlung von in Blutplasmabeuteln enthal- tenem Blutplasma mit erhöhter Effizienz erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Kühlvorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsfortnen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen benannten Merkmalen erreicht werden.

Die erfindungsgemäße 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 erfindungsgemäße 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 bewegba- re Kühlelement in zwei sich diametral gegenüberliegend angeordneten Paralleldoppelführungen geführt und für die Hin-und Herbewegung sind ebenfalls diametral gegenüberliegend angeord- nete 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 Kühlele- mente 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 Paralleldoppelführungen und jeweils zwei Linearantrieben in diametral gege- nüberliegender 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 bewegba- ren Kühlelementes ermöglicht eine erhöhte Modularität. So kann an einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ein zweites translatorisch bewegbares Kühlelement eingesetzt werden, das wieder- um oberhalb des starr befestigten Kühlelementes angeordnet ist und mittels der Paralleldop- pelführung an und zusätzlichen Linearantrieben zum Schockgefrieren von oben nach unten in Richtung auf das starr befestigte Kühlelement bewegt werden kann.

Dabei können befällte Blutplasmabeutel auf eine obere Kontaktfläche 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 Kühl- elemente 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 Ausführungsform kann die Kapazität einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung bei nahezu gleicher Baugröße verdoppelt werden.

Bei einer solchen Ausführungsform 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 thermischen 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 Kühlele- ment mit einer thermischen Isolierung versehen, die im Wesentlichen aus einem außenseitig umlau- fenden 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 mit- einander verbunden sind, gebildet werden. So kann eine solche stoffschlüssige Verbindung vor- teilhaft 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 Laser- schweißen erreicht werden.

Die für das Kühlsystem erforderlichen Elemente können, bis auf die bereits beschriebenen Kühlelemente können sämtlichst an einer Stützkonstruktion und/oder einem diese Stützkonstruktion 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 Schockgefriervorgallg von unten nach oben bewegt werden muss, ist es zur Vermeidung 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 Kühl- elementen vermieden werden kann.

An solchen Linearantlieben können Endlagenschalter vorhanden sein, mit denen der Bewegungsweg in beide möglichen Richtungen von Kühlelementen begrenzt werden kann. Allein oder zusätz- lich zu solchen Endlagenschaltern besteht aber auch die Möglichkeit an Linearantrieben eine Lastschutzabschaltung vorzusehen, so dass bei Überschreitung einer vorgebbaren elektrischen Leis- tung 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 Stel- lung 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 Volu- menstrom 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 Bei- spiels einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, bei der Blutplasmabeutel in zwei Ebe- nen 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 Stimseiten der Kühlvorrichtung je- weils eine vertikal ausgerichtete Paralleldoppelführung 3 vorhanden, die an einer Stützkon- sh-uktion 7, die wiederum im Wesentlichen aus einem Rahmen, der aus miteinander verbundenen Metallprofilen gebildet ist, befestigt sind. Die beiden Paralleldoppelführungen 3 werden im We- sentlichen aus zwei parallel zueinander angeordneten und miteinander verbundenen rohrßnnigen E- lementen gebildet. Bei dem hier gezeigten Beispiel sind insgesamt vier plattenförzige Kühlelemente 1, 2 und 2'vorhanden und mittels der Paralleldoppelführung 3 in paralleler Form zueinander ausge- richtet.

Die mittig angeordneten Kühlelemente 1 sind starr an den Paralleldoppelführungen 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 Paralleldoppelfuhrungen 3 die gleichmäßi- ge und parallele Auf-und Abbewegung der Kühlelemente 2 und 2'sichern können.

An der Stützkonstruktion 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 be- wegbaren 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'angrei- fenden Linearantriebe 5 bzw. 5'versetzt in Bezug zur Längsachse der Kühlelemente 1, 2 und 2'anzuord- nen und an den jeweiligen Kühlelementen 2 und 2'angreifen zu lassen. Dementsprechend ist der Line- arantrieb 5 auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Kühlvorrichtung, die hier nicht erkennbar ist, nicht rechts von der Paralleldoppelfiihrmg 3, sondern links von dieser angeordnet und dies gilt selbstverständlich auch für den Linearantrieb 5', der am Kuhlelement 2'auf der gegenüberliegenden Seite, hier ebenfalls nicht erkennbar, angreift.

Die Paralleldoppelfuhrungen 3 sind mittig an den Kühlelementen 1, 2 und 2', also in deren Längsachs- richtung angeordnet und orthogonal zu diesen ausgerichtet.

Die starre Befestigung der Kühlelemente l ist an den Paralleldoppelführungen 3 realisiert wor- den. 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 starr 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.

In ebenfalls nicht dargestellter Form besteht die Möglichkeit, wie im allgemeinen Teil der Be- schreibung bereits angedeutet, lediglich ein starr befestigtes Kühlelement 1 mit nach oben und unten weisenden Kontaktflächen vorzusehen.