CN110436027A - 一种用于存储生物样本的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于存储生物样本的系统，其包括罐体本体，所述罐体本体具有空腔，该空腔在竖向上被保温件分隔为第一腔体和第二腔体；所述罐体本体的上端开口，并且通过保温盖封闭；所述保温件上开设有用于存放架通过的开口；所述保温件上设置有两个第一保温板，两个第一保温板之间具有一夹角，并使得所述开口位于两个第一保温板所围合的空间内。本发明的用于存储生物样本的系统通过保温件和第一保温板的设置，将罐体本体内部的空间分割为多个腔体，能够避免在提升存放架前对整个大体积的罐体内体的整体腔体进行冷却，降低液氮损耗，在存放架提升后，也能防止冷量过快耗散，以保护位于第二腔体内的生物样本。

Description

一种用于存储生物样本的系统
技术领域
本发明涉及一种生物材料保存设备，尤其涉及一种用于储存生物样本的系统。
背景技术
生物样本存储在基础医学、临床检测与转化研究各环节都有着重要的作用。在储存生物样本时，一般都是将生物样本储存在低温的环境下。
现有技术中的储存生物样本的系统，其罐体是一个完整的空间，在该空间内放置生物样本；并且在罐体上开口，用于生物样本的送入和取出；但是这种用于储存生物样本的系统，在使用时，当送入和取出生物样本时，会造成氮气的损耗，浪费大量的能量。
发明内容
本发明目的是提供一种用于存储生物样本的系统，其能够避免在提升存放架前对整个大体积的罐体内体的整体腔体进行冷却，降低液氮损耗，在存放架提升后，也能防止冷量过快耗散，以保护位于第二腔体内的生物样本。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种用于存储生物样本的系统，其包括罐体本体，所述罐体本体具有空腔，该空腔在竖向上被保温件分隔为第一腔体和第二腔体；所述第一腔体位于所述第二腔体的上方；
所述罐体本体的上端开口，并且通过保温盖封闭；
中心轴可转动地设置于所述罐体本体内，并且所述中心轴的中部穿过所述保温件，所述中心轴的下端固定有提篮组件，所述提篮组件包括多个存放架，所述多个存放架绕所述中心轴的轴向均匀分布，均位于第二腔体内，并且能够被升降机构带动实现升降运动；
所述保温件上开设有用于存放架通过的开口；所述保温件上设置有两个第一保温板，两个第一保温板之间具有一夹角，并使得所述开口位于两个第一保温板所围合的空间内。
可选的，所述罐体本体的内部设置有顶部固定板，所述顶部固定板位于所述保温盖的下方，所述顶部固定板的中心开设有通孔，中心轴的上端可转动地设置于所述顶部固定板的通孔内；
所述罐体本体的内部设置有液氮罐中心座；中心球座可转动地设置于所述液氮罐中心座上，中心轴的下端穿过所述中心球座；所述中心轴上可滑动地设置有中心旋转球，所述中心旋转球位于所述中心球座内；所述中心轴与所述中心旋转球同轴心设置；所述中心轴上套设有弹簧，所述弹簧的一端顶设在中心轴上设置的挡块上，另一端顶设在中心旋转球上。
可选的，所述中心球座的上端呈倒锥形，所述中心旋转球位于所述中心球座内的倒锥形的部分内。
可选的，所述中心旋转球的外表面为球面状，所述中心旋转球的中部设有通孔，所述中心旋转球可滑动地套设于所述中心轴上；并且所述中心旋转球也能够相对于中心轴转动。
可选的，通过两个第一保温板形成提升井；用于升降存放架的升降机构上固定有盖板，所述盖板与所述开口的形状对应，并且在升降机构将存放架提升至提升井内时，盖板位于第一保温板的上半部分，用于封闭提升井；当升降机构将存放架放入第二腔体时，所述盖板用于密封所述保温件的开口。
可选的，所述两个第一保温板的径向的外端设置有第二保温板，所述第二保温板的下端与所述保温件之间存在预设间隙。
可选的，所述罐体本体包括罐体外壁以及位于所述罐体外壁内的罐体内壁，所述罐体外壁和罐体内壁之间形成真空腔；所述罐体外壁上形成有连接管和法兰板，所述法兰板连接于保温管的一端，所述保温管的另一端连接于所述罐体内壁，并使得所述罐体内壁上开设的存取口与所述保温管的一端相对应。
可选的，所述保温管为波纹管；所述波纹管的波峰至少为2个，相邻的波峰距离为2-20mm；在所述保温管的内部设置有保温材料，所述保温材料内部形成有用于生物样本进出的通道。
可选的，所述的用于存储生物样本的系统还包括控制器和至少一个传感器，所述至少一个传感器通信连接于所述控制器，所述控制器通过传感器采集的信息建立提升井的环境条件信息；当在提升井的环境条件信息满足预设的环境条件时，控制器控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体提升至提升井。
可选的，所述至少一个传感器包括露点传感器和温度传感器，所述露点传感器和所述温度传感器分别通信连接于所述控制器，所述露点传感器和所述温度传感器设置于所述提升井内，所述控制器通过所述露点传感器和所述温度传感器采集的信息建立提升井的至少有关于温度和露点的环境条件信息；控制器控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器检测到提升井的环境条件信息不满足预设的环境条件的情况下，所述控制器控制干燥气体补充装置和/或温度调节装置调节提升井的环境条件信息，使之达到预设的环境条件之后，控制器才允许控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
可选的，所述的用于存储生物样本的系统还包括液位传感器，所述控制器连接于所述液位传感器以获取位于第二腔体的底部的液氮的液位，在控制器根据液位传感器检测到液氮的液位处于设定低位及以下时，控制器控制补液阀向第一腔体内补液直至控制器根据液位传感器检测到液氮的液位处于设定高位；在控制器控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器还控制阀门向提升井通液氮进行降温直至提升井内的温度下降至预设的准入温度及以下，此后控制器才控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
本发明具有如下有益效果：本发明的用于存储生物样本的系统通过保温件和第一保温板的设置，将罐体本体内部的空间分割为多个腔体，能够避免在提升存放架前对整个大体积的罐体内体的整体腔体进行冷却，降低液氮损耗，在存放架提升后，也能防止冷量过快耗散，以保护位于第二腔体内的生物样本。
附图说明
图1为本发明的用于存储生物样本的系统的结构示意图；
图2为本发明的用于存储生物样本的系统的结构示意图(去除罐体本体)；
图3为本发明的用于存储生物样本的系统的结构示意图(去除罐体本体)；
图4为本发明的中心轴和提篮组件的结构示意图；
图5为图4中的A部放大示意图；
图中标记示意为：101-罐体外壁；102-罐体内壁；103-保温件；104-第一保温板；105-存放架；106-盖板；107-第二保温板；108-连接管；109-法兰板；110-保温管；111-保温材料；112-保温盖；113-透气阀；114-顶部固定板；115-提篮组件116-泄压阀；221-液氮罐中心座；222-中心球座；223-中心旋转球；224-弹簧；225-挡块；226-中心轴。
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用于存储生物样本的系统，其包括罐体本体，所述罐体本体具有空腔，该空腔在竖向上被保温件103分隔为第一腔体和第二腔体，优选地，所述保温件103上设置有泄压阀116，以通过所述泄压阀116使得所述第二腔室的压力保持在合理的范围内。
所述罐体本体的上端开口，并且通过保温盖112封闭；所述保温盖112上设置有透气阀113。
所述罐体本体的内部设置有顶部固定板114，所述顶部固定板114位于所述保温盖112的下方，所述顶部固定板114的中心开设有通孔，中心轴的上端可转动地设置于所述顶部固定板114的通孔内；并且所述中心轴116的上端还传动连接于电机的输出轴，以使得所述中心轴226在电机的带动下能够实现转动；优选地，所述中心轴226的外部套设有轴体，所述中心轴226与轴体之间存在缝隙，氮气可以在所述中心轴226和轴体之间的缝隙中流动，实现对中心轴226等部件的保冷。
所述罐体本体的内部设置有液氮罐中心座221，所述中心球座222可转动地设置于所述液氮罐中心座221上，中心轴的下端穿过所述中心球座，并且所述中心球座222的上端呈倒锥形。
所述中心轴226上可滑动地设置有中心旋转球223，所述中心旋转球223位于所述中心球座222内；更优选地，所述中心旋转球223位于所述中心球座222内的倒锥形的部分内。
所述中心轴226与所述中心旋转球223同轴心设置；所述中心轴226上套设有弹簧224，所述弹簧224的一端顶设在中心轴226上设置的挡块225上，另一端顶设在中心旋转球223上。
本实施例中，所述中心旋转球223的外表面为球面状，所述中心旋转球223的中部设有通孔，所述中心旋转球223可滑动地套设于所述中心轴226上；并且所述中心旋转球223也能够相对于中心轴226转动，从而使得所述中心旋转球223被弹簧224按压保持在中心球座222的倒锥形的部分内，以稳定中心轴226。
本实施例中，使用中心旋转球和中心球座代替了轴承，且可靠性好，不易损坏，而且使用过程中，中心旋转球磨损后，也会在压缩的弹簧的推动下保持始终与中心球座保持接触，稳定性好。
所述第一腔体位于所述第二腔体的上方，所述中心轴的中部穿过所述保温件103，所述中心轴226的下端固定有提篮组件115，所述提篮组件115包括多个存放架，所述多个存放架绕所述中心轴的轴向均匀分布，位于第二腔体内，并且能够被升降机构带动实现升降运动；所述提篮组件可以采用本领域常见的结构，在此不再一一赘述。
优选地，所述保温件103上开设有用于存放架通过的开口，优选地，所述开口的形状可以为扇形。
所述保温件103上设置有两个第一保温板104，两个第一保温板104之间具有一夹角，并使得所述开口位于两个第一保温板104所围合的空间内，从而通过两个第一保温板104形成提升井，以使得存放架105通过所述提升井从第二腔体移动到第一腔体，并被输送至罐体本体的外部，或者从第一腔体移动到第二腔体，以将生物样本保存在第二腔体内。
本实施例中，用于升降存放架的升降机构上固定有盖板106，所述盖板106与所述开口的形状对应，并且在升降机构将存放架105提升至提升井内时，盖板106位于第一保温板104的上半部分，从而可以起到封闭提升井的功能；当升降机构将存放架105放入第二腔体时，所述盖板106用于密封所述保温件103的开口，并具有保温功能，即所述盖板106采用保温材料制备；本实施例中，所述升降机构可以采用电机带动滚珠丝杆的方式来实现，在此关于其详细结构不再一一赘述。
并且所述两个第一保温板104的径向的外端设置有第二保温板107，以使得所述两个第一保温板104、第二保温板107和活动保温体之间形成第三腔室，所述第二保温板107的下端与所述保温件103之间存在预设间隙，以使得保存生物样品的容器通过所述间隙进出所述罐体本体；或者所述保温件103的开口形成为存取窗口，或者所述第二保温板107的下端形成有存取窗口，以通过所述存取窗口使得保存生物样品的容器进出罐体本体。
所述罐体本体上形成有用于生物样本进出的通道；所述通道的一端与所述提升井的位置对应；优选地，所述罐体本体包括罐体外壁101以及位于所述罐体外壁101内的罐体内壁102，所述罐体外壁101和罐体内壁102之间形成真空腔，以使得所述罐体本体具有较高的保温效果。
所述罐体外壁101上形成有连接管108和法兰板109，所述连接管108的一端与所述罐体外壁101连接，所述连接管108的另一端连接于所述法兰板109上，所述法兰板109上固定有开闭门机构，以通过所述开闭门机构封闭或者打开所述连接管108。
所述法兰板109连接于保温管110的一端，所述保温管110的另一端连接于所述罐体内壁102，并使得所述罐体内壁102上开设的存取口与所述保温管的一端相对应。
优选地，所述保温管110为波纹管，即呈波纹状，波峰至少为2个，波峰距离为20mm；而且在所述保温管110的内部可以设置有保温材料111，所述保温材料内部形成有用于生物样本进出的通道，从而通过所述保温管增大导冷距离，降低液氮损耗。
本实施例中，通过保温件和第一保温板的设置，将罐体本体内部的空间分割为多个腔体，能够避免在提升存放架前对整个大体积的罐体内体的整体腔体进行冷却，降低液氮损耗，在存放架提升后，也能防止冷量过快耗散，以保护位于第二腔体内的生物样本。
优选地，所述用于存储生物样本的系统还包括控制器和至少一个传感器，所述至少一个传感器通信连接于所述控制器，所述控制器通过传感器采集的信息建立提升井的环境条件信息；当在提升井的环境条件信息满足预设的环境条件时，控制器控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体提升至提升井。
更优选地，所述至少一个传感器包括露点传感器和温度传感器，所述露点传感器和所述温度传感器分别通信连接于所述控制器，所述露点传感器和所述温度传感器设置于所述提升井内，所述控制器通过所述露点传感器和所述温度传感器采集的信息建立提升井的至少有关于温度和露点的环境条件信息；控制器控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器检测到提升井的环境条件信息不满足预设的环境条件的情况下，所述控制器控制干燥气体补充装置和/或温度调节装置调节提升井的环境条件信息，使之达到预设的环境条件之后，控制器才允许控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
具体地：在控制器控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器通过露点传感器检测提升井内的露点，在提升井内的露点高于设定的露点阈值范围的高值时，所述控制器控制干燥气体补充装置向提升井补充干燥气体置换提升井内的气体并通过露点传感器检测提升井内的露点，在提升井内的露点达到设定的露点阈值范围的低值时，所述控制器才控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
所述用于存储生物样本的系统还包括液位传感器，所述控制器连接于所述液位传感器以获取位于第二腔体的内部的液氮的液位，在控制器根据液位传感器检测到液氮的液位处于设定低位及以下时，控制器控制补液阀向第一腔体内补液直至控制器根据液位传感器检测到液氮的液位处于设定高位。
在控制器控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器还控制阀门向提升井通液氮进行降温直至提升井内的温度下降至预设的准入温度及以下，此后控制器才控制所述升降机构动作带动位于盖板下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
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 (11)

1.一种用于存储生物样本的系统，其特征在于，包括罐体本体，所述罐体本体具有空腔，该空腔在竖向上被保温件分隔为第一腔体和第二腔体；所述第一腔体位于所述第二腔体的上方；
所述罐体本体的上端开口，并且通过保温盖封闭；
中心轴可转动地设置于所述罐体本体内，并且所述中心轴的中部穿过所述保温件，所述中心轴的下端固定有提篮组件，所述提篮组件包括多个存放架，所述多个存放架绕所述中心轴的轴向均匀分布，均位于第二腔体内，并且能够被升降机构带动实现升降运动；
所述保温件上开设有用于存放架通过的开口；所述保温件上设置有两个第一保温板，两个第一保温板之间具有一夹角，并使得所述开口位于两个第一保温板所围合的空间内。
2.根据权利要求1所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述罐体本体的内部设置有顶部固定板，所述顶部固定板位于所述保温盖的下方，所述顶部固定板的中心开设有通孔，中心轴的上端可转动地设置于所述顶部固定板的通孔内；
所述罐体本体的内部设置有液氮罐中心座；中心球座可转动地设置于所述液氮罐中心座上，中心轴的下端穿过所述中心球座；所述中心轴上可滑动地设置有中心旋转球，所述中心旋转球位于所述中心球座内；所述中心轴与所述中心旋转球同轴心设置；所述中心轴上套设有弹簧，所述弹簧的一端顶设在中心轴上设置的挡块上，另一端顶设在中心旋转球上。
3.根据权利要求2所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述中心球座的上端呈倒锥形，所述中心旋转球位于所述中心球座内的倒锥形的部分内。
4.根据权利要求3所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述中心旋转球的外表面为球面状，所述中心旋转球的中部设有通孔，所述中心旋转球可滑动地套设于所述中心轴上；并且所述中心旋转球也能够相对于中心轴转动。
5.根据权利要求1所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，通过两个第一保温板形成提升井；用于升降存放架的升降机构上固定有盖板，所述盖板与所述开口的形状对应，并且在升降机构将存放架提升至提升井内时，盖板位于第一保温板的上半部分，用于封闭提升井；当升降机构将存放架放入第二腔体时，所述盖板用于密封所述保温件的开口。
6.根据权利要求5所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述两个第一保温板的径向的外端设置有第二保温板，所述第二保温板的下端与所述保温件之间存在预设间隙。
7.根据权利要求6所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述罐体本体包括罐体外壁以及位于所述罐体外壁内的罐体内壁，所述罐体外壁和罐体内壁之间形成真空腔；所述罐体外壁上形成有连接管和法兰板，所述法兰板连接于保温管的一端，所述保温管的另一端连接于所述罐体内壁，并使得所述罐体内壁上开设的存取口与所述保温管的一端相对应。
8.根据权利要求7所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述保温管为波纹管；所述波纹管的波峰至少为2个，相邻的波峰距离为2-20mm；在所述保温管的内部设置有保温材料，所述保温材料内部形成有用于生物样本进出的通道。
9.根据权利要求1所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，还包括控制器和至少一个传感器，所述至少一个传感器通信连接于所述控制器，所述控制器通过传感器采集的信息建立提升井的环境条件信息；当在提升井的环境条件信息满足预设的环境条件时，控制器控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体提升至提升井。
10.根据权利要求9所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括露点传感器和温度传感器，所述露点传感器和所述温度传感器分别通信连接于所述控制器，所述露点传感器和所述温度传感器设置于所述提升井内，所述控制器通过所述露点传感器和所述温度传感器采集的信息建立提升井的至少有关于温度和露点的环境条件信息；控制器控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器检测到提升井的环境条件信息不满足预设的环境条件的情况下，所述控制器控制干燥气体补充装置和/或温度调节装置调节提升井的环境条件信息，使之达到预设的环境条件之后，控制器才允许控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
11.根据权利要求10所述的用于存储生物样本的系统，其特征在于，还包括液位传感器，所述控制器连接于所述液位传感器以获取位于第二腔体的底部的液氮的液位，在控制器根据液位传感器检测到液氮的液位处于设定低位及以下时，控制器控制补液阀向第一腔体内补液直至控制器根据液位传感器检测到液氮的液位处于设定高位；在控制器控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动之前，所述控制器还控制阀门向提升井通液氮进行降温直至提升井内的温度下降至预设的准入温度及以下，此后控制器才控制所述升降机构动作带动位于活动保温体下方的存放架从所述第二腔体向所述提升井运动。
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