CN105407717B - 低温贮藏应用场合中的回收组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于减少低温贮藏装置中液态氮等制冷剂损失的回收组件，该回收组件包括锥形漏斗组件(32)，该锥形漏斗组件(32)包括支撑件(40)，用于将漏斗组件(32)安装到将至少部分地填充有制冷剂(12)的低温贮藏容器(16)的出入口。当从容器提取样品架(18)时，收集多余的制冷剂并使其通过锥形漏斗部分返回到容器中。漏斗组件可包括光阑式挡板组件(36)，用于改变漏斗组件的贯通开口的大小。可以提供至少一个向外延伸的凹部(38)，将样品架以倾斜方位支撑在挡板贯通开口上方。

Description

低温贮藏应用场合中的回收组件

技术领域

本发明涉及一种回收组件和一种低温贮藏装置，用于减小可用于低温样品低温贮藏的制冷剂的消耗和损失。因此，本发明涉及用于处理或检查低温样品以及用于将低温样品插入到样品容器中或从样品容器提取低温样品的一种组件以及一种相应的装置。

背景技术

在液氮温度(即，-196℃)下冷冻例如生物学材料等样品同时维持样品材料的活性，在生物学、医学和生物技术领域内是众所周知的。将被冷冻并且被指定为低温样品的样品习惯上在样品容器中存储和输送。这种样品容器，也称为低温箱，通常填充有液态氮。此外，这种容器是热绝缘的并且可以类似于或包括所谓的杜瓦瓶。

将样品插入到这种容器中或从这种容器提取或移走样品有时是至关重要的。尤其是当从已填充的样品容器移走或提取样品时，不可忽略的氮气量可能溢出或可能另外以相当不受控制的方式离开容器。不仅制冷剂溢出或浪费，而且周围空气变得富集有气态氮。因此，可能进一步发展成某种健康或令人窒息的风险。

文献US2006/0156753A1涉及当操纵样品和/或样品容器时防止接触周围事物或相对湿的空气的方面。其中，以不同的方式防止样品容器和/或样品上形成冰及其晶核(germination)。建议提供在操纵期间接纳样品和/或整个样品容器的保护容器。而且，提供气候控制设备，该气候控制设备连接到保护容器，以便干燥和冷却在保护容器中存在的环境气体和/或用保护性气体更换环境气体。因此，优选在保护容器中产生人造大气，以防止在样品和/或样品容器上的冰形成。

提供这种保护大气的技术设备的复杂性相当高，而且成本高。

因此，本发明的一个目的是连同一种回收组件提供一种改进的低温贮藏装置，用于减少和防止制冷剂不受控制的逃逸。而且，制冷剂的消耗和浪费应该保持在低水平或至少中等水平。一个进一步的目的是增强这种装置的操作安全性，保护操作人员不会不受控制且大量地暴露于制冷剂(例如，液态氮)。

发明内容

在第一方面中，提供了一种用于低温贮藏装置的回收组件。该回收组件包括具有支撑件的锥形漏斗组件。该回收组件特别适于并且可操作以回收低温贮藏装置的制冷剂。借助于支撑件，漏斗组件并且因此整个回收组件能够被安装在容器上或安装到容器的出入口，所述容器通常是要至少部分填充有制冷剂(例如，液态氮)的低温贮藏容器或样品容器。容器可以包括杜瓦瓶，其顶部敞开以允许布置在其中的液体制冷剂永久蒸发冷却。回收组件适于安装到容器的上出入口，用于回收制冷剂，尤其是当从容器提取样品时。

回收组件还包括朝支撑件收敛的至少一个锥形漏斗部分。因此，回收组件可以包括漏斗，该漏斗例如具有圆形形状或圆形截面，从支撑件以发散方式延伸。借助于锥形漏斗部分，在提取低温样品的过程中可能从样品或从相应的样本架滴下或流淌的多余制冷剂，能够被收集并且以受控的方式返回至容器中。

以这种方式，回收组件有助于节约制冷剂并且减少制冷剂的消耗，并且在从样品容器提取装备有一个或几个低温样品的样本架或移除样本架的情况下，回收组件允许制冷剂容易且有效地流回至样品容器中。

在一优选实施例中，回收组件的支撑件适于接纳容器的上颈部和/或上周缘。通常包括杜瓦瓶的容器可以是朝其上部的远端为锥形的。以这种方式，所述容器的上周缘或上端可以被接纳在回收组件的支撑件中，该支撑件可以与回收组件的漏斗组件一体地形成。在一个相当基本的实施例中，支撑件可以与漏斗组件的下边缘重合，因此，漏斗组件的锥形侧壁部分的下边缘可以形成支撑件。

优选的是，回收组件的支撑件和样品容器的上颈部相应地成形，从而允许回收组件和样品容器进行明确限定的相互可释放的装配。

将被安装到容器的出入口的支撑件优选的是能够与所述容器以机械方式接合。特别是，支撑件和出入口包括紧固件，通常呈相互接合的固定装置的形式，诸如强制接合锁定装置、卡口帽、螺纹连接部或相互接合的螺栓和凹槽。以这种方式，能够建立回收组件和样品容器的可靠且耐久的相互紧固和互连。

根据另一个实施例，漏斗组件进一步包括挡板组件，该挡板组件延伸横跨漏斗组件的内截面。借助于挡板组件，能够改变漏斗组件的出入口或贯通开口的有效尺寸，以便减小或增大贯通开口的大小。以这种方式，能够调节与环境的热交换并且因此能够调节制冷剂的蒸发率。而且，借助于挡板组件，能够为样品容器提供蒸汽可渗透的封闭件。以这种方式，能够有效地保护容器的出入口，不让外部物质、颗粒或物件进入，否则这些东西可能意外地进入探测容器。同时，挡板组件不阻碍制冷剂的蒸发冷却。

借助于可变挡板组件，能够增加使用制冷剂工作的操作人员的安全性。而且，借助于挡板组件，能够使周围环境中的气态制冷剂量和液体制冷剂量保持在相当低的水平。以这种方式，能够有利地减少操作员的烧伤和窒息的风险。

在一个进一步的优选实施例中，挡板组件提供并且包括贯通开口，当被装配到样品容器时，贯通开口与所述容器的出入口基本对齐。挡板组件的贯通开口具有可变大小并且可由操作员按需改变。如果操作员试图从样品容器提取样本架或低温样品或试图将样本架或低温样品存储到样品容器中，则挡板组件的贯通开口能够至少临时增加。在所述至少一个样本架连同若干低温样品仅被保存并且浸入液体制冷剂中的存储模式下，能够将挡板组件的贯通开口的大小减小到最小，以便减少制冷剂的蒸发和逃逸。

在一个进一步的优选实施例中，挡板组件包括光阑式挡板(iris blind)，用以改变其贯通开口的大小。而且，例如在光学器件领域，光阑式挡板机构分布广泛并且是可商购的。

在一个进一步的优选实施例中，挡板组件，特别是光阑式挡板组件，集成在回收组件的漏斗组件中。优选的是，可从漏斗组件外部够到致动构件，致动构件可操作以改变光阑式挡板的贯通开口的大小。特别是，致动构件从漏斗组件径向向外延伸。利用该集成化实施例，光阑式挡板组件优选以气体和/或液体密封的形式布置在漏斗组件中，使得可能最后沿着漏斗组件的内侧壁流淌的液体制冷剂，被有效地阻碍通过光阑式挡板组件泄漏。

在一个进一步的优选实施例中，漏斗组件在内壁部分处，优选位于挡板组件上方，包括至少一个向外延伸的凹槽，用以将样本架以倾斜方位接纳并支撑在挡板的贯通开口上方。凹槽可以包括斜向的或倾斜的底部，以便将提升的样本架支撑在倾斜方位上。

根据另一个实施例，漏斗组件进一步包括从其上端与向外延伸的凹槽相对地斜向延伸的另外的支撑件。以这种方式，提升的样本架能够保持于被支撑在支撑件的孔口上方和/或在挡板组件上方并且保持在倾斜方位上。该另外的支撑件可移位或可枢转地安装在漏斗组件的上边缘处。以这种方式，能够按需以样本支撑构型对支撑件进行取向和定位。如果不使用或不需要，则支撑件能够比如向内枢转而抵靠在漏斗组件的内侧壁。作为替代方式，支撑件也可以向外枢转，或者甚至可以从漏斗组件分开或卸下。

该另外的支撑件可以至少部分地径向向内延伸到漏斗组件中，以便为设在凹槽中的倾斜取向的样本架提供保持装置和支架。

在一个进一步的优选实施例中，漏斗组件包括热绝缘材料和/或热绝缘结构。因此，漏斗组件是不导热的材料。以这种方式，回收组件的操作安全性能够进一步增加。触碰或操纵漏斗组件可能不会伤害操作员的皮肤。因此，能够大量减少烧伤风险。

在一个进一步的优选实施例中，回收组件能够可释放地附接到样品容器。特别是，回收组件的支撑件和样品容器的出入口能够可释放地接合。以这种方式，回收组件可以与大量不同的样品容器任意地一起使用。在将低温样品存储在特定容器中的时候，可以拆卸回收组件，并且可以将回收组件与其它样品容器一起使用，至少用于从回收组件提取样品。因此，可以将单个回收组件与几个样品容器一起有效地使用。这里，当回收组件和样品容器包括或形成标准化互用紧固件以实现样品容器和回收组件的通用互换时，是有益的。

在又一个实施例中，挡板组件进一步包括环形框架和在框架的平面内延伸的多个径向可移位叶片(segment)。叶片通常可在径向上移位并且最后也可沿切向或周向方向移位，以便修改或改变挡板的贯通开口的大小。

甚至可想象的是，挡板的贯通开口的大小能够减小至使得贯通开口的截面或直径小于样本架的外尺寸这种程度。以这种方式，基本封闭的挡板甚至可以充当提升的样本架的支撑结构。尤其是当光阑式挡板的叶片提供充分的机械稳定性时，提升的样本架能够被放置到该基本封闭的挡板上。

在这种构型中，该至少一个、优选两个相对定位且径向向内枢转的另外的支撑件从漏斗组件的上边缘径向向内延伸，其优点是当样本架站立在密闭挡板上时将样本架保持在竖直方位上。

在本发明的又一个方面中，还涉及一种低温贮藏装置，该低温贮藏装置适于存储至少一个样本，尤其是低温样品。该低温贮藏装置包括用以接纳诸如液态氮等液体制冷剂的容器。所述容器在远侧上端上还包括出入口。而且，低温贮藏装置包括且装备有如上文所描述的回收组件。在此处，回收组件经其支撑件安装在出入口上或可以简单地可操作而安装到所述出入口。

在一个另外的且优选的实施例中，回收组件可移除地安装在出入口上，优选的是以可释放且可重构的方式。这样，无论何时须将样本或低温样品置于容器中或从容器取出，都允许将回收组件任意与各种样品容器联结。

根据一个进一步的实施例，回收组件还包括提取组件，提取组件至少用于通过出入口从容器提取样本，例如低温样品。回收组件的提取组件特别适于抓取至少一个样本，将该至少一个样本从制冷剂中提起来并且通过样品容器的出入口向上提升。

回收组件和提取组件可以可释放地联接或可以一体地形成。利用回收组件和提取组件的可释放联接，可以将回收组件与可以比如安装到房间的顶部的其它组件(例如静止不动的提取组件)一起使用。利用回收组件和提取组件的一体化布置，将回收组件安装在样品容器的出入口上立即提供提取组件相对于样品容器的适当定位。以这种方式，不需要对提取组件进行单独的定位和构造。

在一个进一步的实施例中，将提取组件附接到回收组件，提取组件可以包括至少一个支柱或类似的支撑结构，所述至少一个支柱或类似的支撑结构延伸经过回收组件的漏斗部分以支撑位于漏斗部分的上端上方的牵引装置。牵引装置可以包括柔性带或链，借助于柔性带或链，位于样品容器中的该至少一个样本能够被抓取并从样品容器提升出来。

对于本领域的技术人员来说将进一步显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和变型。此外，应注意的是，在所附权利要求中所使用任何附图标记都不应被解释为限制本发明的范围。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：

图1示意性地示出低温贮藏装置，其装备有存储构型的回收组件，

图2示出根据图1的装置，其中，样本架被从装置提取出来，

图3示意性地示出基本封闭构型的光阑式挡板组件，和

图4示出基本打开构型的光阑式挡板组件。

具体实施方式

图1和图2中所示的低温贮藏装置10包括通常被设计为杜瓦瓶(Dewar vessel)的样品容器或存储容器16。存储容器16包括基本上不导热的杜瓦氏壁结构14。因此，存储容器16的周围壁是热绝缘的。

存储容器16包括收敛颈部30，收敛颈部30可以类似于瓶颈。在其上端处，颈部30包括环形缘28，在根据图1和图2的实施例中，环形缘28用于与吊架24的钩26相接合，吊架24与样本架18互连。样本架18包括若干室或容器20以接纳各种低温样品。在如图1中所示的存储模式下，样本架18要完全浸入液体制冷剂12中，液体制冷剂12通常包括处于-196℃下的液态氮。

低温贮藏装置10进一步装备有漏斗组件32，漏斗组件32包括锥形漏斗34，锥形漏斗34将被装配在存储容器16的颈部30的出入口顶部。漏斗34包括支撑件40，支撑件40具有下边缘42，下边缘42可以与存储容器16的颈部30摩擦地相接合。因此，漏斗34的下部提供支撑结构40，借助支撑结构40能够以明确限定的方式将漏斗组件32安装在存储容器16上。

如由附图标记41所指示的，支撑结构40和颈部30可以包括相互相应的紧固，例如，强制接合锁定装置的形式，诸如卡口接头、螺纹连接件或借助于相互相应的凹槽和螺栓或销。

借助于漏斗组件32，升高和提升的样本架18能够以如图2中所示的倾斜方式取向，由此允许将多余的制冷剂12′返回到存储容器16中。由于漏斗34径向上变宽并且在向上方向上径向发散，所以，可能从提升的样本架18流淌的液体制冷剂12能够收集在与样品容器16出入口的大小相比相当大的区域上。

此外并且如图1和图2所示，漏斗34还包括从漏斗34的内壁延伸的径向向外延伸槽口或凹槽38。如图2中所示，凹槽38包括斜向的或倾斜的底部46和相应的侧壁部分44。借助于倾斜底部46，凹槽34可操作以将提升的样本架18沿倾斜方位支撑在挡板组件36的贯通开口52的上方。

当被保持在倾斜方位上时，多余的制冷剂可以从样本架18的各低温样品室20以多个液滴12′的形式滴下或流淌，如图2中所示。另外，回收组件能够设置有另外的支撑件49，另外的支撑件49比如借助于铰链可枢转地布置在漏斗34的上端或上周缘48处。

这种另外的支撑件可以被折叠以至少部分地径向向内延伸，以便当倚靠在径向向内枢转的支撑件时，将样本架18支撑、保持、以及稳定在倾斜方位上。如果未使用，则支撑件49可以径向向内枢转而抵靠漏斗组件32的内壁。作为替代方式，支撑件49可以径向向外枢转以便不阻碍漏斗组件32的内壁。作为替代方式，支撑件49可以可拆卸地或可移除地布置在上周缘48处。

此外并且如图1-4中所示，漏斗组件32进一步包括光阑式挡板组件36，光阑式挡板组件36布置在漏斗34的下边缘42上方并且延伸横跨整个漏斗34。光阑式挡板组件36包括环形框架50和从环形框架50径向向内延伸的多个光阑叶片54。这些光阑叶片54可在至少两个极限构型之间径向和/或切向移位，如图3和图4中所示。

这些光阑叶片54可以进一步与从框架50径向向外延伸的致动构件56可操作地连接并且相接合。通过使致动构件56从例如图3中所示的1点钟朝图4所示的11点钟构型扭转或移位，这些光阑叶片54能够同时径向向外移位，以便朝图4中以52′指示的最大增加的构型增加贯通开口52的大小。虽然未特别地示出，但是光阑式挡板组件36的致动构件56优选地从漏斗34径向向外地突出。

仅出于简单原因，这些光阑叶片54在图2的简图中未独立地示出。借助于具有可变大小的光阑式挡板组件36，能够调节并且能够减小液体制冷剂12的蒸发率。以这种方式，能够将环境受蒸发的或液体制冷剂12的污染降至最低，由此增加操作安全性并且减小烧伤或窒息的风险。

此外并且如图1和图2所示，漏斗34还包括从漏斗34的内壁延伸的径向向外延伸槽口或凹槽38。如图2中所示，凹槽38包括斜向的或倾斜的底部46和相应的侧壁部分44。借助于倾斜底部46，凹槽34可操作以将提升的样本架18以倾斜方位支撑在挡板组件36的贯通开口52的上方。在此处，可枢转或可移除的支撑件49对于将提升的样本架18保持在倾斜方位上是特定有用的。

另外，可想到将提升的样本架18放置到封闭的光阑式挡板组件36上面。当光阑式处于打开构型时，可以将样本架从存储容器16提出。之后，能够将光阑式挡板组件36的贯通开口52的大小减小至使得剩余的贯通开口52的直径小于样本架18的截面的程度。然后，能够将样本架18放置到光阑式挡板组件36的叶片上。在这种构型中，该至少一个支撑件49或几个支撑件49可操作以将样本架18保持在稳定方位上，例如呈竖直或倾斜构型。

当按倾斜方位保持在光阑式挡板组件36的叶片54上或在径向向外延伸凹槽38中时，多余的制冷剂可以从样本架18的各低温样品室20以多个液滴12′的形式滴下或流淌，如图2中所示。另外但是在此处未示出，回收组件可以够设置有另外的支撑件，该另外的支撑件例如借助于铰链可枢转地布置在漏斗34的上端或上周缘48处。

这种支撑件可以被折叠以至少部分地径向向内延伸，以便当倚靠径向向内枢转的支撑件时，将样本架18支撑、保持、以及稳定在倾斜方位上。

将样本架从存储容器16提出能够例如通过用操作人员的手抓取吊架24或钩26来手动地提供。作为替代方式或另外地，并且如图1所示，能够提供包括例如滑轮62的提取组件60，滑轮62充当用于链64或用于相当的柔性带的转向轮。链可以包括钩68，用以与设置在样本架18的上端处的相应的钩26相接合。

如图1中进一步所示，滑轮62被安装在顶棚66上。通过将横向、侧向或甚至向下指向的拉伸载荷施加到链64的另一个自由端，能够提升样本或试样架18，并且能够使样本或样本架18升高到漏斗组件32的上边缘48的水平上方。作为替代方式，但是在此处未示出，滑轮可以例如借助于从漏斗组件向上延伸的至少一个优选两个或三个周向分布的支柱可释放地安装并且固定到漏斗组件，为滑轮62提供支撑件。

附图标记清单

10 低温贮藏装置

12 制冷剂

14 杜瓦氏壁结构

16 存储容器

18 样本架

20 隔间

24 吊架

26 钩

28 周缘

30 颈部

32 漏斗组件

34 漏斗

36 光阑式挡板组件

38 凹槽

40 支撑结构

41 紧固件

42 边缘

44 侧壁部分

46 底部

48 边缘

49 支架

50 框架

52 贯通开口

54 光阑叶片

56 致动构件

60 提取组件

62 滑轮

64 链

66 顶棚

68 钩

Claims (18)

1.一种用于低温贮藏装置的回收组件，包括锥形漏斗组件(32)，锥形漏斗组件(32)包括支撑件(40)，支撑件(40)用于将漏斗组件(32)安装到将用制冷剂(12)至少部分地进行填充的低温贮藏容器(16)的出入口，其中，漏斗组件(32)进一步包括横跨漏斗组件(32)的内截面延伸的挡板组件(36)。

2.根据权利要求1所述的回收组件，其中，支撑件(40)适于接纳容器(16)的上颈部(30)和/或上周缘(28)。

3.根据权利要求1或2所述的回收组件，其中，锥形漏斗组件(32)朝支撑件(40)收敛。

4.根据权利要求1所述的回收组件，其中，挡板组件(36)设有大小可变的贯通开口(52)。

5.根据权利要求1所述的回收组件，其中，挡板组件(36)包括光阑式挡板。

6.根据权利要求1或4所述的回收组件，其中，挡板组件(52)的致动构件(56)延伸到漏斗组件(32)的外部或从漏斗组件(32)的外周延伸。

7.根据权利要求1所述的回收组件，其中，漏斗组件(32)在内壁部分上包括至少一个向外延伸的凹槽(38)，以将样本架(18)沿倾斜方位支撑在容器(16)的出入口上方。

8.根据权利要求7所述的回收组件，其中，凹槽(38)包括斜向的或倾斜的底部(46)。

9.根据权利要求7或8所述的回收组件，其中，所述至少一个凹槽(38)位于挡板组件(36)上方。

10.根据权利要求7或8所述的回收组件，进一步包括另外的支撑件(49)，该另外的支撑件(49)从漏斗组件(32)的上端与向外延伸的凹槽(38)相对地斜向延伸。

11.根据权利要求10所述的回收组件，其中，所述另外的支撑件(49)可移位或可枢转地安装在漏斗组件(32)的上边缘(48)处。

12.根据权利要求1所述的回收组件，其中，漏斗组件(32)包括热绝缘材料和/或热绝缘结构。

13.根据权利要求1所述的回收组件，其中，回收组件能可释放地附接到容器(16)。

14.根据权利要求1、7、12和13中任一项所述的回收组件，其中，挡板组件(36)包括环形框架(50)和在框架(50)的平面内延伸的多个径向可移位的叶片(54)。

15.根据权利要求14所述的回收组件，其中，光阑叶片(54)从环形框架(50)径向向内延伸。

16.一种用于存储至少一个样本的低温贮藏装置，该装置包括：

-容器(16)，其用以接纳液体制冷剂(12)，其中，所述容器包括在远侧上端处的出入口，和

-根据前述权利要求中任一项所述的回收组件，其中，回收组件经其支撑件(40)安装在出入口上。

17.根据权利要求16所述的低温贮藏装置，其中，回收组件可移除地安装在容器(16)的出入口上。

18.根据权利要求16或17所述的低温贮藏装置，其中，容器(16)包括杜瓦瓶。