Результат интеллектуальной деятельности: Пластина-нагреватель для стерильного соединения пластиковых магистралей

Изобретение относится к средствам для соединения пластиковых материалов, в частности к электрическим средствам для нагрева инструмента для резки или запаивания пластиковых элементов, полимерных магистралей для пластиковых контейнеров. В частности - к устройству, пригодному для, герметичного соединения магистралей друг с другом в стерильных условиях.

Известен нагревательный элемент для стерильного соединения термопластичных трубок, состоящий из сложенного листа металла в качестве наружного слоя, в котором резистор расположен внутри сгиба указанного сложенного листа металла; слой диэлектрического клея, между внутренними поверхностями указанного сложенного листа металла и поверхностями указанного резистора; указанный резистор имеет открытые клеммы для приема электрического тока, а сложенный край указанного металлического листа является плавящейся кромкой нагревательного элемента.

(Патент США № US 4501951, МПК А61М 39/14, опубл. 26.02.1985).

Известна пластина-нагреватель для стерильного соединения, состоящая из сложенного листа металла в качестве наружного слоя, на внутренней поверхности которой нанесен слой полимера, а поверх него - электропроводящий состав в виде меандра, при этом пластину изготавливают из листовой меди методом трафаретной печати.

(Патент Японии № JPH 05326117, МПК А61М 39/146, опубл. 10.12.1993).

Известна многослойная пластина устройства для стерильного соединения термопластичных полимерных магистралей полимерных контейнеров, выполненная из сложенного листа металла в качестве наружного слоя, в виде одноразового термоэлектрического элемента из листовой меди и содержащая сплошной диэлектрический слой полимера и слой электропроводящего состава из термоотверждаемого состава на основе никеля.

(Патент РФ №2478480, МПК В29С 65/30, опубл. 10.04.2013, Бюл. №10).

Недостатки известных пластин заключаются в их недостаточной надежности из-за сложности нанесения электропроводящего состава, который имеет разный коэффициент расширения и при использовании может разрушаться, а также у этих пластин высокая себестоимость и трудоемкость изготовления.

Задачей изобретения является создание надежной пластины - нагревателя для стерильного соединения пластиковых магистралей, с низкой себестоимостью и трудоемкостью.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности пластины-нагревателя при снижении себестоимости.

Это достигается тем, что заявляемая, пластина - нагреватель для стерильного соединения пластиковых магистралей, выполненная в виде одноразового термоэлектрического элемента, имеющая внешнюю контактную нагреваемую поверхность, нагревательный элемент и контактные площадки для подачи напряжения, согласно изобретению, состоит из четырех слоев фольгированного стеклотекстолита, первый и четвертый слой используется с односторонним фольгированием, второй и третий слой формируется из стеклотекстолита с двухсторонним фольгированием, где первый и четвертый являются контактной нагреваемой поверхностью, второй и третий содержат сформированный проводящий рисунок в качестве нагревательного элемента, при этом соединение слоев производят через слой препрега путем прессования, по технологии производства многослойных печатных плат, кроме того, пластина-нагреватель имеет заклепку для электрического соединения слоев.

Заявляемая пластина - нагреватель поясняется чертежами.

На Фиг. 1 изображены слои, составляющие заявляемое устройство;

На Фиг. 2 показано совмещение слоев,

где: 1 - первый слой (контактная нагреваемая поверхность); 2 - второй слой; 3 - третий слой; 4 - четвертый слой (контактная нагреваемая поверхность); 5 - медная дорожка на втором слое; 6 - медная дорожка на третьем слое: 7 - контактные площадки для подачи напряжения; 8 - заклепка для электрического соединения слоев.

Сущность изобретения.

Пластина - нагреватель представляет собой нагревательный элемент, предназначена для стерильного соединения пластиковых магистралей и используется в аппаратах стерильного соединения. Температура нагрева составляет 230-240°С.

Пластину - нагреватель изготавливают по технологии производства многослойных печатных плат. Заявляемое устройство состоит из 4 слоев. Все слои изготавливают из фольгированного стеклотекстолита. Между слоями прокладывают изоляционный материал - нрепрег.

1 и 4 слой изготавливают с односторонним фольгированием, они являются контактной нагреваемой поверхностью, которая предназначена для горячего стерильного соединения.

2 и 3 слой изготовлены с двусторонним, фольгированием, имеют нагревательные элементы 5 и 6 соответственно в виде медной дорожки, спроектированной таким образом, чтобы иметь определенное необходимое для нагревательного элемента сопротивление, и которая, при пропускании тока через контактные площадки 7, выделяет тепловую энергию.

Заклепка 8 служит для электрического соединения слоев между собой, для последовательного соединения нагревательных элементов 5 и 6.

Слои совмещают, как показано на Фиг. 2 и спекают через слой препрега (не указан на чертежах) в вакуумном прессе при температуре 650°С по технологии производства многослойных печатных плат. После спекания пластина - нагреватель попадает на сверловку и омеднение.

Заявляемая пластина - нагреватель используется следующим образом.

При обработке доз донорской крови применяются высокоавтоматизированные последовательности операций. Следовательно, аппарат, используемый для этой цели, должен отвечать строгим требованиям в отношении стерильности. Важным этапом является соединение нескольких мешков для крови путем приваривания друг к другу трубок, ведущих от отдельных мешков. Это может быть использовано, например, для получения тромбоцитарной массы из донорской крови. Для стерильного разрезания магистралей полимерных контейнеров термоэлектрического модуля используют одноразовый термоэлектрический элемент, а именно пластину - нагреватель. Пластину - нагреватель вставляют в держатель и нагревают до требуемой температуры (обычно 230-240°С). Нагретую пластину перемещают между держателями трубок так, что сжимаемые трубки рассекаются. Обрезанные концы трубок совмещают посредством смещения одного из двух держателей трубок относительно другого держателя трубок таким образом, чтобы обрезанные концы трубок располагались симметрично противоположно обрезанным концам трубок, и тогда пластину - нагреватель можно удалить из держателя. Держатели трубок смещают друг к другу, чтобы таким образом одновременно сварить каждый обрезанный конец трубок в непрерывные трубки.

Пример выполнения пластины - нагревателя для стерильного соединения пластиковых магистралей.

В качестве базового материала использовали фольгированный стеклотекстолит, препрег Arlon 92 ML и Ro4350B. удовлетворяющий специальным условиям области применения, таким как повышенная теплопроводность, диапазон рабочих температур, и пр.

Первый и четвертый слой формировали с односторонним фольгированием, второй и третий слой - из стеклотекстолита с двухсторонним фольгированием.

После поочередного травления каждого из слоев и удаления фоторезиста, слои совмещали и спекали в вакуумном прессе при температуре 650 град.Ц. После спекания пластина попадает на сверловку и омеднение.

На последнем этапе происходит нанесение фоторизиста и формируются изоляционные кольца контактных поверхностей и заклепки. Затем фоторезист смывали, изготовление окончено.

Проведенные испытания показали более высокие прочностные и электропроводящие свойства предлагаемой пластины по сравнению со всеми известными аналогами.

Таким образом, заявляемая пластина - нагреватель имеет низкую себестоимость и при ее изготовлении не используются сложные и трудоемкие процессы.