CN109275657A - 一种螺旋升降式低温存储装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋升降式低温存储装置，包括低温储存罐，所述低温储存罐内的温度持续保持在一定深低温范围；所述低温储存罐内设置有驱动组件和旋转储存架，所述旋转储存架周向上可存放多个板架盒；所述驱动组件可驱动所述旋转储存架在低温储存罐内螺旋上升或螺旋下降；所述低温储存罐上开设有存取口，多个所述板架盒可随着旋转储存架的运动从而运动至与所述存取口相对应的位置；所述低温储存罐为液氮罐，所述液氮罐内的底部设置有液氮；解决现有技术中的低温存储装置存在提取过程破坏细胞活性度的安全隐患，且体积较大，存储量小，操作不便捷的问题。

Description

一种螺旋升降式低温存储装置
技术领域
本发明涉及低温存储领域，尤其涉及一种螺旋升降式低温存储装置。
背景技术
深低温生物样本库是目前医药领域和生物领域研究工作重要的基础设备，通过低温保存可以让血液、干细胞和免疫细胞等生物组织长期保持活性。目前，常见的低温存储设备为手动结构的液氮储存罐，操作人员需要提取冻存管时，需打开罐盖，伸手进罐体将整个冻存盘取出后再挑出单支冻存管，且在存入冻存管过程中，也需要打开液氮罐的罐盖后再进行冻存管的存取动作，这样的存取方式，使得整个冻存管或冻存盒都暴露在-196℃温度以上的环境中，影响其余冻存管存储细胞的生物性能，破坏细胞活性度，从而不能达到细胞存储的技术需求，以现有专利CN205854983U为例，设置有低温存储台主体，样品设置在低温存储台内的制冷箱内，需要提取样品时，需要将整个制冷箱打开，找到样品取出后，再关闭；这样在取样的过程中，整箱的样品就会暴露在常温下，影响样品的保存，无法保证整个冻存管或冻存盒都暴露在-196℃温度以下，响其余冻存管存储细胞的生物性能，破坏细胞活性度，从而不能达到细胞存储的技术需求。
虽然现有技术中也有对其进行改进的技术方案，比如现有专利EP2492663A2为例，在一个液氮罐顶部开设多个扇形提篮，每个提篮上有多个冻存盘，冻存盘上设置有冻存管；液氮罐上方设置有一个密闭过渡腔室，当需要存入或提前冻存管时，需要将整个提篮提取到密闭过渡腔室后，再提出冻存盘；虽然设置了密闭过渡腔室，但是密闭过渡腔室设置在液氮罐上方，需要对整个密闭过渡腔室也同时进行制冷，对液氮制冷要求的空间范围大大增加，无法保证密闭过度腔室的制冷性；且每次存取需要消耗大量的液氮，同时由于提篮整个首先被提取到密闭过渡腔室，也对整个提篮上的冻存管的样品受到了影响；因此现有技术中的低温存储装置存在体积较大，存储量小，耗氮量大，操作不便捷，提取率低的问题。因此，操作方式对冻存盒存放或提取增大安全隐患，影响冻存盒存放效率。
发明内容
本发明目的是提供螺旋升降式低温存储装置，解决现有技术中的低温存储装置存在提取过程破坏细胞活性度的安全隐患，且体积较大，存储量小，操作不便捷的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种螺旋升降式低温存储装置，包括低温储存罐，所述低温储存罐内的温度持续保持在一定深低温范围；所述低温储存罐内设置有驱动组件和旋转储存架，所述旋转储存架周向上可存放多个板架盒；所述驱动组件可驱动所述旋转储存架在低温储存罐内螺旋上升或螺旋下降；所述低温储存罐上开设有存取口，多个所述板架盒可随着旋转储存架的运动从而运动至与所述存取口相对应的位置。
优选的，所述低温储存罐为液氮罐，所述液氮罐内的底部设置有液氮。
优选的，还包括储存外壳，所述低温储存罐设置在所述储存外壳内部，且所述储存外壳上设置有存取门，所述存取门与所述存取口相对应。
优选的，所述驱动组件包括驱动电机、过渡齿轮组件和驱动轴组件；所述驱动电机与所述过渡齿轮组件连接，所述过渡齿轮组件与所述驱动轴组件连接，所述驱动电机可通过所述过渡齿轮组件带动所述驱动轴组件转动；所述旋转储存架圆周中心处设有上下贯穿的操作通道，所述驱动轴组件作用于所述操作通道内，且所述驱动轴组件设置有驱动连接单元，所述操作通道内设置有驱动接收单元，所述驱动轴组件可通过所述驱动连接单元作用于所述驱动接收单元上带动所述旋转储存架转动。
优选的，所述驱动轴组件包括丝杠和旋转轴套，所述过渡齿轮组件与所述旋转轴套连接；所述旋转轴套套设在所述丝杠上半部的外围，所述丝杠的下端延伸出旋转轴套；所述旋转轴套圆周外围向外延伸设有至少一个导向球，所述旋转储存架的操作通道内壁上向内凹设有至少一个导向槽，所述导向球延伸至所述导向槽内；在所述导向球与所述导向槽的配合作用下，所述旋转轴套可带动所述旋转储存架周向转动；所述旋转储存架的操作通道下端固定设置有内螺母座，所述丝杠的下端穿过所述操作通道与所述内螺母座螺纹连接。
优选的，所述导向球的个数为3个，且圆周阵列的设置在所述旋转轴套外围；所述导向槽为操作通道内壁轴向上开设的槽，且个数为3个且与所述导向球一一对应。
优选的，所述过渡齿轮组件包括主动轮和从动轮；所述主动轮与所述驱动电机的电机轴连接，所述主动轮与所述从动轮齿轮啮合连接，所述从动轮固定设置在所述旋转轴套上端外围。
优选的，所述低温储存罐还包括罐体、上盖和密封盖；所述旋转储存架设置在罐体内，所述密封盖密封设在所述罐体上端，所述上盖盖设在所述密封盖的上端面上；所述密封盖下方固定设置有固定板，所述固定板的下方固定设置有固定盘，所述从动轮设置在所述固定板与所述固定盘之间，且所述从动轮与固定板及固定盘之间均为滚珠滑动连接；所述驱动电机设置在所述上盖的上方，所述驱动电机的电机轴依次穿过上盖和密封盖与罐体内的主动轮连接。
优选的，所述旋转储存架由多列子储存架圆周周向分布设置而成，所述每列子储存架均由多个放置板将其分割成多个竖直排列的储存槽；所述板架盒设置在所述储存槽内；且所述旋转储存架的上端面及下端面均开设有多个通氮孔，且所述每个放置板均开设有通氮孔。
优选的，相邻两列子储存架之间的储存槽在轴向高度上错位设置，形成旋转储存架整体的储存槽成螺旋排列状。
优选的，所述储存外壳上开设有操作孔，所述操作孔与所述存取口相对应；
所述操作孔内过盈配合固定有过渡台，所述过渡台上开设有过渡存取通孔，所述过渡存取通孔与所述存取口相贯通；存取门设置在所述过渡台背离所述低温储存罐的一侧。
优选的，所述过渡台由保温材料制成，所述保温材料为PIR、PUR、EPP、EPS、气凝胶或真空绝热板。
可选的，还包括控制器，所述控制器与所述驱动组件电连，且对所述驱动组件进行控制。
优选的，所述存取门还包括控制器、门框、进出孔和门，所述门框上部设置有控制器，所述门框下部开设有进出孔，且所述进出孔与所述存取口及操作孔相贯通；所述控制器与所述驱动组件电连，且对所述驱动组件的驱动进行控制。
本发明具有如下有益效果：确保在提取生物样本过程中温度的稳定性，消除了破坏细胞活性度的安全隐患，实现了在有限的空间内，完成冻存管内部上升下降旋转，且存储量大，操作便捷，大大提高了冻存管的存取率。
附图说明
图1为螺旋升降式低温存储装置结构示意图；
图2为螺旋升降式低温存储装置内部结构分解图；
图3为旋转储存架结构示意图；
图4为图3主视图；
图5为驱动组件结构示意图；
图6为未显示上盖及密封盖的低温储存罐结构示意图；
图7为螺旋升降式低温存储装置半剖视图。
图中标记示意为：1-低温储存罐；2-驱动组件；3-旋转储存架；4-板架盒；5-存取口；6-存储盒底座；7-储存外壳；8-存取门；9-驱动电机；10-过渡齿轮组件；11-驱动轴组件；12-操作通道；13-驱动连接单元；14-驱动接收单元；15-丝杠；16-旋转轴套；17-导向球；18-导向槽；19-内螺母座；20-主动轮；21-从动轮；22-罐体；23-上盖；24-密封盖；25-固定板；26-固定盘；27-子储存架；28-放置板；29-储存槽；30-通氮孔；31-第一子储存架；32-第二子储存架；33-操作孔；34-过渡台；35-过渡存取通孔；36-控制器；37-门框；38-进出孔；39-门。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种螺旋升降式低温存储装置，包括低温储存罐1，所述低温储存罐1内的温度持续保持在一定深低温范围之内；所述低温储存罐1内设置有驱动组件2和旋转储存架3，所述旋转储存架3周向上可存放多个板架盒4；所述驱动组件2可驱动所述旋转储存架3在低温储存罐1内螺旋上升或螺旋下降；所述低温储存罐1上开设有存取口5，多个所述板架盒4可随着旋转储存架3的运动从而运动至与所述存取口5相对应的位置。
所述板架盒4上可设置存储盒底座6，存储盒底座6内存放冻存管，冻存管内存放有需要保存的生物组织；需要对生物组织进行存或取时，利用驱动组件2对旋转储存架3进行在低温储存罐1内螺旋上升或螺旋下降，使得需要存或取的板架盒4运动至与所述存取口5相对应的位置，达到可以从存取口5存或取出生物组织样本的目的；这样既不用打开整个低温储存罐1，确保在存或取的过程中所有冻存管内的生物组织一直处于深低温环境中，大大提高了生物组织保存的安全性；同时旋转储存架3在低温储存罐1内进行螺旋上升或螺旋下降，不需要额外的输送腔或输送通道，整体体积小巧，存储量大，操作方便。
下面以所述低温储存罐1为液氮罐为例进行进一步具体阐述，单不限于液氮罐；所述低温储存罐1为液氮罐，所述液氮罐内的底部设置有液氮。
本实施例优选的进一步实施方式，还包括储存外壳7，所述低温储存罐1设置在所述储存外壳7内部，且所述储存外壳7上设置有存取门8，所述存取门8与所述存取口5相对应。设置储存外壳7，可对低温储存罐1进行外部保护的同时，也对其进行隔热作用，提高了低温储存罐1的工作效率，需要存或取生物组织时，打开存取门8，通过存取门8贯通对应的存取口5进行存或取。当然这里不仅限于储存外壳7，也可以是对低温储存罐1进行隔热的隔热套壳或对其保护的保护套壳等等，在隔热套壳或保护套壳上设置存取门8与所述存取口5相对应；这里也不限制所述储存外壳7的形状。
以液氮罐为低温储存罐1为例，进一步公开了一种驱动组件2的实施方式，所述驱动组件2包括驱动电机9、过渡齿轮组件10和驱动轴组件11；所述驱动电机9与所述过渡齿轮组件10连接，所述过渡齿轮组件10与所述驱动轴组件11连接，所述驱动电机9可通过所述过渡齿轮组件10带动所述驱动轴组件11转动；所述旋转储存架3圆周中心处设有上下贯穿的操作通道12，所述驱动轴组件11作用于所述操作通道12内，且所述驱动轴组件11设置有驱动连接单元13，所述操作通道12内设置有驱动接收单元14，所述驱动轴组件11可通过所述驱动连接单元13作用于所述驱动接收单元14上带动所述旋转储存架3转动。所述驱动连接单元13与驱动接收单元14的配合实现了旋转储存架3的转动，因此驱动接收单元14是对驱动连接单元13进行周向上的限定，即驱动连接单元13在周向上运动时，驱动接收单元14因对其周向上的限定，受到了相反的周向力，使得旋转储存架3也受到了周向上的力，从而旋转储存架3进行旋转；这里驱动接收单元14对驱动连接单元13不做轴向上的限制。
进一步细化的具体的实施方式，所述驱动轴组件11包括丝杠15和旋转轴套16，所述过渡齿轮组件10与所述旋转轴套16连接；所述旋转轴套16套设在所述丝杠15上半部的外围，所述丝杠15的下端延伸出旋转轴套16；所述旋转轴套16圆周外围向外延伸设有至少一个导向球17，所述旋转储存架3的操作通道12内壁上向内凹设有至少一个导向槽18，所述导向球17延伸至所述导向槽18内；在所述导向球17与所述导向槽18的配合作用下，所述旋转轴套16可带动所述旋转储存架3周向转动；所述旋转储存架3的操作通道12下端固定设置有内螺母座19，所述丝杠15的下端穿过所述操作通道12与所述内螺母座19螺纹连接。
所述过渡齿轮组件10与所述旋转轴套16连接，因此所述驱动电机9作用于所述过渡齿轮组件10上带动过渡齿轮组件10运作时，旋转轴套16被带动旋转；由于旋转轴套16上向外延伸有导向球17，操作通道12内壁上向内凹设有导向槽18，在所述导向球17与所述导向槽18的配合作用下，所述旋转轴套16可带动所述旋转储存架3周向转动；当旋转储存架3转动时，设置在所述操作通道12下端的内螺母座19与丝杠15螺纹连接，从而使得旋转储存架3沿丝杠15做上或下的直线运动。
上述驱动轴组件11与旋转储存架3的设置，使得旋转储存架3在现有的空间内即可实现螺旋上升或旋转，确保了冻存管的存或取的安全性，提高冻存管内的生物组织的存取效率，整体体型小巧，也大大增加了存储空间。
这里需要说明的是上述的导向球17与导向槽18的配合实现了旋转储存架3的圆周运动，但不仅限于导向球17与导向槽18设置。比如可以在操作通道12内凹陷设置螺旋曲线导向轨道，在旋转轴套16外设置与螺旋曲线导向轨道向配合的滑动块，以此来实现旋转储存架的螺旋上升或下降等。
本实施优选的进一步实施方式，所述导向球17的个数为3个，且圆周阵列的设置在所述旋转轴套16外围；所述导向槽18为操作通道12内壁轴向上开设的槽，且个数为3个且与所述导向球17一一对应。这样设置提高稳定性，导向槽18为轴向上开设的槽，确保了导向槽18在周向上对导向球17进行限位，在轴向上并不对其限制，使得旋转储存架3可在轴向上运动，稳定性高。
这里进一步公开了一种过渡齿轮组件10的具体实施方式，所述过渡齿轮组件10包括主动轮20和从动轮21；所述主动轮20与所述驱动电机9的电机轴连接，所述主动轮20与所述从动轮21齿轮啮合连接，所述从动轮21固定设置在所述旋转轴套16上端外围。所述低温储存罐1还包括罐体22、上盖23和密封盖24；所述旋转储存架3设置在罐体22内，所述密封盖24密封设在所述罐体22上端，所述上盖23盖设在所述密封盖24的上端面上；所述密封盖24下方固定设置有固定板25，所述固定板25的下方固定设置有固定盘26，所述从动轮21设置在所述固定板25与所述固定盘26之间，且所述从动轮21与固定板25及固定盘26之间均为滚珠滑动连接；所述驱动电机9设置在所述上盖23的上方，所述驱动电机9的电机轴依次穿过上盖23和密封盖24与罐体22内的主动轮20连接。
利用密封盖24将液氮罐密封，进一步确保了液氮罐的深低温环境；驱动电机9设置在所述上盖23的上方，确保了驱动电机9不会受到深低温环境的影响。从动轮21与固定板25及固定盘26之间均为滚珠滑动连接，这里所述滚珠滑动连接，可在所述从动轮21的上端面和下端面均向外延伸凸台，在凸台上均设置滚珠，上端面凸台的滚珠与所述固定板25滑动接触，所述下端面凸台的滚珠与所述固定盘26滑动接触；固定板25和固定盘26对从动轮21的上下运动进行了限制，也同时提供了支撑力，但是通过滚珠滑动连接，并不对从动轮21的周向转动进行限制，确保稳定性。
本实施例优选的进一步公开了旋转储存架3的实施方式，所述旋转储存架3由多列子储存架27圆周周向分布设置而成，所述每列子储存架27均由多个放置板28将其分割成多个竖直排列的储存槽29；所述板架盒4设置在所述储存槽29内；且所述旋转储存架3的上端面及下端面均开设有多个通氮孔30，且所述每个放置板28均开设有通氮孔30。这样设置子储存架27圆周周向分布，充分利用空间，保证了整体体型小巧的同时，增大了储存量。液氮罐底部设置有液氮，设置通氮孔30，可保证氮气充分向上运动，实现旋转储存架3内上方及各方向均能受到氮气的影响，确保整个液氮罐处在深低温环境中，消除旋转储存架3上下的温差，增大生物样本的存活性。
本实施例优选的进一步实施方式，相邻两列子储存架27之间的储存槽29在轴向高度上错位设置，形成旋转储存架3整体的储存槽29成螺旋排列状。如图4所示，相邻两个的子储存架：第一子储存架31和第二子储存架32，第一子储存架31最上端的储存槽29的高度为X，所述第二子储存架32最上端储存槽的高度为Y，X比Y大，这样第一子储存架31与第二储存架32的起始高度不一致，使得第一储存架31的储存槽和第二存储架32的储存槽在轴向上的高度形成错位；旋转储存架3内的子储存架27依次上述设置，使得整体的储存槽27成螺旋排列状；这样在旋转储存架32旋转时更方便与存取口5相对应，方便存取。
本实施例优选的进一步实施方式，所述储存外壳7上开设有操作孔33，所述操作孔33与所述存取口5相对应；所述操作孔33内过盈配合固定有过渡台34，所述过渡台34上开设有过渡存取通孔35，所述过渡存取通孔35与所述存取口5相贯通；存取门8设置在所述过渡台34背离所述低温储存罐1的一侧。所述过渡台34由保温材料制成，所述保温材料为PIR、PUR、EPP、EPS、气凝胶或真空绝热板。
过渡台34的设置，进一步提供给了液氮罐一个稳定的温度环境。
本实施例优选的进一步实施方式，还包括控制器36，所述控制器36与所述驱动组件2电连，且对所述驱动组件2进行控制。
所述存取门8还包括控制器36、门框37、进出孔38和门39，所述门框37上部设置有控制器36，所述门框37下部开设有进出孔38，且所述进出孔38与所述存取口5及操作孔33相贯通；所述控制器36与所述驱动组件2电连，且对所述驱动组件2的驱动进行控制。
所述控制器36可包括PLC控制板，PLC控制板对驱动组件，进一步说是对驱动电机9进行电控，通过对驱动电机9的控制，来控制旋转储存架3旋转的位置，从而使需要存或取的样本进行操作。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，包括低温储存罐，所述低温储存罐内的温度持续保持在一定深低温范围；
所述低温储存罐内设置有驱动组件和旋转储存架，所述旋转储存架周向上可存放多个板架盒；所述驱动组件可驱动所述旋转储存架在低温储存罐内螺旋上升或螺旋下降；
所述低温储存罐上开设有存取口，多个所述板架盒可随着旋转储存架的运动从而运动至与所述存取口相对应的位置；
所述低温储存罐为液氮罐，所述液氮罐内的底部设置有液氮。
2.根据权利要求1所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，还包括储存外壳，所述低温储存罐设置在所述储存外壳内部，且所述储存外壳上设置有存取门，所述存取门与所述存取口相对应。
3.根据权利要求1所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机、过渡齿轮组件和驱动轴组件；所述驱动电机与所述过渡齿轮组件连接，所述过渡齿轮组件与所述驱动轴组件连接，所述驱动电机可通过所述过渡齿轮组件带动所述驱动轴组件转动；
所述旋转储存架圆周中心处设有上下贯穿的操作通道，所述驱动轴组件作用于所述操作通道内，且所述驱动轴组件设置有驱动连接单元，所述操作通道内设置有驱动接收单元，所述驱动轴组件可通过所述驱动连接单元作用于所述驱动接收单元上带动所述旋转储存架转动。
4.根据权利要求3所述螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述驱动轴组件包括丝杠和旋转轴套，所述过渡齿轮组件与所述旋转轴套连接；所述旋转轴套套设在所述丝杠上半部的外围，所述丝杠的下端延伸出旋转轴套；
所述旋转轴套圆周外围向外延伸设有至少一个导向球，所述旋转储存架的操作通道内壁上向内凹设有至少一个导向槽，所述导向球延伸至所述导向槽内；在所述导向球与所述导向槽的配合作用下，所述旋转轴套可带动所述旋转储存架周向转动；
所述旋转储存架的操作通道下端固定设置有内螺母座，所述丝杠的下端穿过所述操作通道与所述内螺母座螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述导向球的个数为3个，且圆周阵列的设置在所述旋转轴套外围；
所述导向槽为操作通道内壁轴向上开设的槽，且个数为3个且与所述导向球一一对应。
6.根据权利要求4所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述过渡齿轮组件包括主动轮和从动轮；
所述主动轮与所述驱动电机的电机轴连接，所述主动轮与所述从动轮齿轮啮合连接，所述从动轮固定设置在所述旋转轴套上端外围。
7.根据权利要求6所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述低温储存罐还包括罐体、上盖和密封盖；所述旋转储存架设置在罐体内，所述密封盖密封设在所述罐体上端，所述上盖盖设在所述密封盖的上端面上；
所述密封盖下方固定设置有固定板，所述固定板的下方固定设置有固定盘，所述从动轮设置在所述固定板与所述固定盘之间，且所述从动轮与固定板及固定盘之间均为滚珠滑动连接；
所述驱动电机设置在所述上盖的上方，所述驱动电机的电机轴依次穿过上盖和密封盖与罐体内的主动轮连接。
8.根据权利要求1所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述旋转储存架由多列子储存架圆周周向分布设置而成，所述每列子储存架均由多个放置板将其分割成多个竖直排列的储存槽；所述板架盒设置在所述储存槽内；
且所述旋转储存架的上端面及下端面均开设有多个通氮孔，且所述每个放置板均开设有通氮孔。
9.根据权利要求8所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，相邻两列子储存架之间的储存槽在轴向高度上错位设置，形成旋转储存架整体的储存槽成螺旋排列状。
10.根据权利要求2所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述储存外壳上开设有操作孔，所述操作孔与所述存取口相对应；
所述操作孔内过盈配合固定有过渡台，所述过渡台上开设有过渡存取通孔，所述过渡存取通孔与所述存取口相贯通；
存取门设置在所述过渡台背离所述低温储存罐的一侧。
11.根据权利要求10所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述过渡台由保温材料制成，所述保温材料为PIR、PUR、EPP、EPS、气凝胶或真空绝热板。
12.根据权利要求1-11任意一项所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述驱动组件电连，且对所述驱动组件进行控制。
13.根据权利要求10所述的螺旋升降式低温存储装置，其特征在于，所述存取门还包括控制器、门框、进出孔和门，所述门框上部设置有控制器，所述门框下部开设有进出孔，且所述进出孔与所述存取口及操作孔相贯通；所述控制器与所述驱动组件电连，且对所述驱动组件的驱动进行控制。
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