CN109644986A - 一种液氮罐 - Google Patents

Abstract

本发明属于超低温保存技术领域，具体公开了一种液氮罐，包括第一罐体和第二罐体，第一罐体包括第一罐口、玻璃窗和推杆；第二罐体包括转盘、底盘和中心轴，沿着转盘的周向放置有若干用于放置冻存支架的放置框，放置框的下方固定连接有波纹管，波纹管通过气管连接有位于第一罐体中的气泵，气泵向波纹管中充氦气，波纹管膨胀驱动冻存支架上升到第一罐体中，驱动推杆推取样样品，无需操作人员伸手取用，能防止液氮冻伤操作人员，防止液氮泄露。

Description

一种液氮罐

技术领域

本发明属于超低温保存设备技术领域，具体公开了一种液氮罐。

背景技术

随着科学技术的不断发展，液氮的用途越来越广泛，液氮罐的使用率也越来越高。液氮罐主要是用于储存和运输液氮的容器，除此之外，还在医疗手术制冷、生物样本的活性保存、金属材料的深冷处理等方面有诸多的应用。液氮保存时间长，适用于静置室内长时间保存活性生物材料；需要使用时，解冻复温即可使用。

目前，现有的液氮罐在实际使用时存在以下问题：操作人员挑选冻存样品时需要打开罐盖，伸手将冻存支架提取出来，再挑选出需要的样品管，然后再将冻存支架放回罐体中。这样的存取方式，会使整个冻存支架都暴露在常温环境中，影响其他冻存样品的生物活性，且由于样品管的温度较低，很容易冻伤操作人员；另外，现有的液氮罐的罐口通常较大，打开罐盖取放样品管时，罐口敞开，液氮很容易挥发泄露，导致液氮大量损耗，需要经常补充新鲜的液氮，增加了经济成本。

发明内容

本发明的目的在提供一种液氮罐，以解决现有液氮罐中冻存的样品管不方便取用，以及取用时液氮容易泄露造成浪费的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种液氮罐，包括罐体，罐体包括上下相连的第一罐体和第二罐体，所述第一罐体的罐顶设有第一罐口；所述第二罐体的罐顶将第一罐体和第二罐体隔开，第二罐体整体设有绝热保温层，用于冻存样品，第二罐体中设有转盘、底盘和中心轴，中心轴的下端转动连接在第二罐体的罐底上，中心轴的上端伸出第二罐体位于第一罐体中，转盘和底盘均固定连接在中心轴上，且转盘位于底盘的上方，沿着转盘的周向方向设有若干放置框，放置框中放置有冻存支架，第二罐体的罐顶设有与放置框位置相对应的第二罐口；放置框的底部均固定连接有波纹管或气囊，转盘上设有若干个与放置框位置相对应的通孔，波纹管或气囊的下端穿过通孔固定连接在第二罐体的罐底底盘上；所述中心轴为空心轴，空心轴的下端内部设有环状的凹槽，波纹管或气囊上均设有进气管，每根进气管均伸入凹槽中，空心轴中并列设置有若干根输气管，输气管的一端穿过空心轴与波纹管或气囊能与进气管相连通，输气管的另一端连接有能对波纹管或气囊进行充气和抽气的抽真空充气装置，抽真空充气装置连接有储气罐，储气罐中的气体沸点低于液氮的沸点。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：

1、本方案通过设置第一罐体和第二罐体，第二罐体中充有液氮，样品管平时放置在冻存支架上，冻存在第二罐体中；需要取用样品时，先打开第一罐口，驱动中心轴转动使放置框对应第二罐口，然后打开第二罐口并及时关闭第一罐口，通过抽真空充气装置向波纹管或气囊充气，使波纹管或气囊逐渐膨胀变高，从而驱动放置框上升，使冻存支架升到第一罐体中，再取用样品管，这样无需操作人员将手直接伸进液氮罐中去提取冻存支架，从而防止液氮冻伤操作人员。

2、由于第一罐体的存在，取用样品管时，冻存支架不会直接暴露在常温环境中，这样就不会影响其他样品管中生物材料的活性；同时，由于第一罐体密封，能够有效减少液氮的泄漏，降低液氮的损耗。

进一步，所述储气罐中的气体为氦气。氦气属于完全惰性气体，不会与任何物质发生反应，相比具有燃烧爆炸性的氢气来说，具有更高的安全性和可操作性。

进一步，所述空心轴的上端内部设有竖向的螺旋槽，螺旋槽中滚动连接有滚球，滚球连接有用于驱动滚球运动的支杆。通过支杆驱动滚球在螺旋槽中运动，可以驱动空心轴转动，从而不用增设其他的动力机构驱动空心轴转动，可节约能源，降低成本。

进一步，所述中心轴的上端的周向设有若干分别与每个放置框的位置相对应的标记。操作人员可以通过标记确定样品的存放位置，通过转动中心轴，改变第二罐体中放置框与第二罐口的相对位置，实现取用不同冻存支架上的样品管的目的，避免取用样品错误，减少挑选所花费的时间和取用次数，从而进一步降低液氮的损耗。

进一步，所述波纹管的外部套设有伸缩管，伸缩管的顶端与放置框的底部固定连接。伸缩管用于支撑波纹管，如果上方的冻存支架太重，波纹管变长时可能会弯曲，无法支撑好冻存支架，使其保持平稳，伸缩管会随着波纹管的伸长与之同步变长，且其一般采用硬质材料制成，能使波纹管保持竖直状态，从而让冻存支架能够顺利地平稳上升。

进一步，所述冻存支架包括从上至下依次排列的若干层放置层，每层放置层中均放置有用于存放样品管的放置盒。

进一步，所述第一罐体上设有用于将放置盒从冻存支架的放置层上推下来的推杆。通过推杆可将冻存支架上的放置盒推下来，待其在第一罐体中放置一段时间后，再取用，不会冻伤手。

进一步，所述第一罐体的侧面设有便于观察的玻璃窗。操作人员可以通过观察窗确定需要取用的目标样品的冻存支架，并正确的推动放置盒。

附图说明

图1为本发明液氮罐的纵向剖视图；

图2为图1中中心轴的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一罐体1、第一罐口101、第二罐体2、第二罐口201、转盘202、中心轴203、凹槽2031、螺旋槽2032、滚球2033、支杆2034、底盘204、放置框205、冻存支架3、放置层301、放置盒302、波纹管4、伸缩管5、进气管6、输气管7、抽真空充气装置8、储气罐9。

实施例基本如附图1所示：本发明提供了一种液氮罐，包括罐体，罐体包括上下相连的第一罐体1和第二罐体2，第一罐体1的罐顶中心设有第一罐口101，第一罐体1不设绝热保温层，便于传递热量使待取用的样品管快速升温，便于操作人员快速取用，并降低设备成本，第一罐体1的侧面还设有便于观察的玻璃窗(图中未示出)；第二罐体2的罐顶上设有第二罐口201，并将第一罐体1和第二罐体2隔开，第二罐体2整体设有绝热保温层，用于冻存样品，绝热保温层可以采用普通的液氮罐所采用的绝热保温材料制成，如玻璃纤维、真空板等。

第二罐体2中设有转盘202、底盘204和中心轴203，中心轴203的下端转动连接在第二罐体2的罐底上，中心轴203的上端伸出第二罐体2位于第一罐体1中，转盘202和底盘204均固定连接在中心轴203上，且转盘203位于底盘204的上方，沿着转盘202的周向方向设有若干放置框205，第二罐体2的罐顶设有与放置框205位置相对应的第二罐口201，放置框205中放置有冻存支架3，冻存支架3包括从上至下依次排列的若干层放置层301，每层放置层301中均放置有用于存放样品管的放置盒302，冻存支架3可随着转盘202的转动变换位置；放置框205的底部均固定连接有波纹管4(波纹管4也可以采用气囊代替)，转盘202上设有若干个与放置框205位置相对应的通孔，波纹管4的下端穿过通孔固定连接在底盘204上；另外，波纹管4的外部套设有伸缩管5，伸缩管5的上端与放置框205的底部焊接，伸缩管5的下端与底盘204焊接，具体的，伸缩管5由若干根伸缩节组成，伸缩节由硬质材料制成，硬质材料可采用不锈钢和铝合金等材料。

结合图2所示，中心轴203为空心轴，空心轴的下端内部设有环状的凹槽2031，空心轴的上端内部设有竖向的螺旋槽2032，螺旋槽2032中滚动连接有滚球2033，滚球2033连接有用于驱动滚球运动的支杆2034。波纹管4上均设有进气管6，每根进气管6均伸入凹槽2031中，空心轴中设有输气管7，输气管7的下端能与进气管6连通，具体的，当空心轴转动时，输气管7保持固定不动，输气管7的下端能与不同的进气管6对接并连通起来；输气管6的上端连接有能对波纹管4进行充气和抽气的抽真空充气装置8，具体的，抽真空充气装置8采用PSJXC型SF6气体充气和抽真空装置，主要由真空泵、指针式真空表、调节阀、输气管6以及维护SF6断路器的必须的阀门和仪表控制部件组成，其结构坚固，能调压充气和快速抽气。

抽真空充气装置8连接有储气罐9，储气罐9中的气体沸点低于液氮的沸点，具体的，储气罐9中的气体为氦气。氦气的沸点为-267℃，在液氮环境(-196℃)中仍为气体，且氦气属于完全惰性气体，不会与任何物质发生反应，相比具有燃烧爆炸性的氢气(氢气的沸点为-253℃)来说，具有更高的安全性和可操作性。

此外，中心轴203的上端设有若干个周向分布的标记(图中未示出)，且每个标记分别与每个放置框205的位置相对应，标记可以按数字、字母等顺序编号；第一罐体1上设有用于将放置盒302从冻存支架3的放置层301上推下来的推杆(图中未示出)。

具体实施过程如下：

需要取用样品管时，首先打开第一罐口101，通过支杆2034驱动滚球2033在螺旋槽2032中运动，从而使中心轴203转动，根据中心轴203上端的标记确定需要取用的样品管的所在位置，使待取的冻存支架3转动到对应第二罐口201，同时相对应的进气管6也转动到与输气管7对接并连通；打开第二罐口201并马上关闭第一罐口101，启动抽真空充气装置8的充气功能，向对应的波纹管4充氦气，波纹管4膨胀变高，驱动放置框205和冻存支架3上升，同时，伸缩管5也会伸长，使波纹管4保持竖直；随着波纹管4的上升，冻存支架3从第二罐口201进入第一罐体1中，当从玻璃窗观察到需要取用的放置盒302时，推动推杆将该放置盒302从放置层301上推下来，放置盒302被推到第一罐体1中；取完后，启动抽真空充气装置8的抽气功能，将波纹管4中的氦气抽回去，波纹管4被压缩，冻存支架3下降复位，此时可打开第一罐口101及时关闭第二罐口201；待需取用的放置盒302在第一罐体1中放置一段时间，温度回升后，再取走使用。使用本液氮罐，操作人员不用伸手提取冻存支架3，避免操作人员直接接触低温的样品管而被冻伤，且不会使整个冻存支架3都暴露在常温环境中，影响其他冻存样品的生物活性，还能减少液氮的泄露，降低液氮损耗。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种液氮罐，其特征在于：包括罐体，罐体包括上下相连的第一罐体和第二罐体，所述第一罐体的罐顶设有第一罐口；所述第二罐体的罐顶将第一罐体和第二罐体隔开，第二罐体整体设有绝热保温层，用于冻存样品，第二罐体中设有转盘、底盘和中心轴，中心轴的下端转动连接在第二罐体的罐底上，中心轴的上端伸出第二罐体位于第一罐体中，转盘和底盘均固定连接在中心轴上，且转盘位于底盘的上方，沿着转盘的周向方向设有若干放置框，放置框中放置有冻存支架，第二罐体的罐顶设有与放置框位置相对应的第二罐口；放置框的底部均固定连接有波纹管或气囊，转盘上设有若干个与放置框位置相对应的通孔，波纹管或气囊的下端穿过通孔固定连接在底盘上；所述中心轴为空心轴，空心轴的下端内部设有环状的凹槽，波纹管或气囊上均设有进气管，每根进气管均伸入凹槽中，空心轴中设有输气管，输气管的一端能与进气管相连通，输气管的另一端连接有能对波纹管或气囊进行充气和抽气的抽真空充气装置，抽真空充气装置连接有储气罐，储气罐中的气体沸点低于液氮的沸点。

2.根据权利要求1所述的一种液氮罐，其特征在于：所述储气罐中的气体为氦气。

3.根据权利要求2所述的一种液氮罐，其特征在于：所述空心轴的上端内部设有竖向的螺旋槽，螺旋槽中滚动连接有滚球，滚球连接有用于驱动滚球运动的支杆。

4.根据权利要求3所述的一种液氮罐，其特征在于：所述中心轴的上端设有若干个周向分布的标记，且每个标记分别与每个放置框的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的一种液氮罐，其特征在于：所述波纹管的外部套设有伸缩管，伸缩管的上端与放置框的底部固定连接，伸缩管的下端与底盘固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种液氮罐，其特征在于：所述冻存支架包括从上至下依次排列的若干层放置层，每层放置层中均放置有用于存放样品管的放置盒。

7.根据权利要求6所述的一种液氮罐，其特征在于：所述第一罐体上设有用于将放置盒从冻存支架的放置层上推下来的推杆。

8.根据权利要求7所述的一种液氮罐，其特征在于：所述第一罐体的侧面设有便于观察的玻璃窗。