CN110667986A - 自动化液氮罐系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化液氮罐系统，包括：液氮罐，包括罐体、容置于罐体内的转盘组件、放置于转盘组件的多个提篮，以及能够选择地与任一提篮配合的自动盖；保温腔室，罩设于自动盖，保温腔室内设有降温模块；转盘转动模块，至少部分地设置于保温腔室内，包括第一驱动组件和转动组件，转动组件与转盘组件配合；提篮提升模块，至少部分地设置于保温腔室内，包括第二驱动组件和提升组件，提升组件与自动盖配合；至少部分地设置于保温腔室内的铲盘模块和挑管模块。技术效果：上述存取操作均在保温腔室内进行，避免了冻存管直接暴露于空气环境中，避免了生物样本受到空气环境的影响，保证了生物样本的生物活性，实现了存取操作的自动化。

Description

自动化液氮罐系统

技术领域

本发明涉及生物样本存储技术领域，特别是涉及一种自动化液氮罐系统。

背景技术

生物样本是医学研究的重要资源，生物样本的质量在很大程度上决定着研究结果的准确性和可靠性。随着基因组学、转录组学以及蛋白质组学等研究手段的飞速进步，各种分析技术对生物样本的质量也提出了更高的要求。生物样本的长期储存，通常是使用尽可能低的温度来降低生物样本的生化反应，以提高生物样本内各种成分的稳定性。

传统的生物样本的低温存储主要通过压缩机制冷存储和液氮存储来实现。压缩机制冷存储主要指超低温冰箱，其温度一般在-80℃左右，但对于不同的生物大分子活性来说，该温度下的生物活性持续时间较短，且超低温冰箱的耗电量较大。

液氮存储主要包括液相液氮存储和气相液氮存储两种。液相液氮存储通过在铝罐内加注液态液氮，使液氮完全浸没生物样本，其结构具体包括罐盖、罐体、提筒和放置于提筒内的冻存管或冻存盒。在取用生物样本时，操作人员需要先打开罐盖，人工确认冻存管或冻存盒所在的提筒位置后，将提筒和该提筒内的所有冻存管或冻存盒一并取出。

气相液氮存储通过在不锈钢液氮罐的底部加注一定量的液态液氮，通过液氮挥发和金属导冷来实现生物样本所需的存储温度，其结构具体包括罐盖、罐体、转盘、提篮以及存放于提篮内的冻存管或冻存盒。在取用生物样本时，操作人员需要先打开罐盖，人工确认冻存管或冻存盒所在的提篮位置后，手动转动转盘，将需要的提篮转动至罐口下方，将提篮拉升至所需高度后，将所需的冻存管或冻存盘取出。

上述两种液氮存储方式中，无法保证生物样本不会暴露于空气中，也就无法避免生物样本因重复冻融出现损伤。

发明内容

基于此，有必要针对传统的液氮存储方式无法保证生物样本不会暴露于空气中，也就无法避免生物样本因重复冻融而出现损伤的问题，提供一种全程低温环境下的自动化液氮罐系统。

一种自动化液氮罐系统，包括：液氮罐，包括罐体、容置于所述罐体内的转盘组件、放置于所述转盘组件的多个提篮，以及能够选择地与任一所述提篮配合的自动盖；保温腔室，罩设于所述自动盖，所述保温腔室内设有降温模块；转盘转动模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，包括第一驱动组件和由所述第一驱动组件驱动的转动组件，所述转动组件与所述转盘组件配合；提篮提升模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，包括第二驱动组件和由所述第二驱动组件驱动的提升组件，所述提升组件与所述自动盖配合；铲盘模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，用于将冻存盘从所述提升组件提取的提篮中存入或提取；挑管模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，用于将冻存管从所述铲盘模块提取的冻存盘中存入或提取。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的自动化液氮罐系统用于自动化存入和提取冻存管并存储冻存管，在液氮罐的自动盖上方罩设有保温腔室，将转盘转动模块、提篮提升模块、铲盘模块和挑管模块均至少部分地设置于保温腔室内。当需要提取冻存管时，转盘转动模块将目标提篮转动至自动盖处，提篮提升模块通过提升自动盖将目标提篮提升至保温腔室内，铲盘模块将目标冻存盘取走，挑管模块将目标冻存管从目标冻存盘中取走，存入过程与提取过程相反。上述存取操作均在保温腔室内进行，避免了冻存管直接暴露于空气环境中，避免了生物样本受到空气环境的影响，保证了生物样本的生物活性，同时，也实现了存取操作的自动化，无需人工打开罐盖和手动转动提篮。

在其中一个实施例中，自动化液氮罐系统还包括至少部分地设置于所述保温腔室内的扫码模块，用于将所述挑管模块提取的冻存管进行扫码识别。

在其中一个实施例中，自动化液氮罐系统还包括设置于所述保温腔室外的上位机，与所述上位机电连接的设置于所述罐体内的温度传感器和液位传感器。

在其中一个实施例中，所述保温腔室开设有人工操作口，所述保温腔室还设有封闭所述人工操作口的腔室盖。

在其中一个实施例中，所述液氮罐还包括手动盖和锁紧所述手动盖的快拆机构。

在其中一个实施例中，所述罐体设有自动加液口和手动加液口，所述自动加液口和所述手动加液口处形成有阀门管路，邻近所述阀门管路的位置设有接水盘。

在其中一个实施例中，所述转盘组件包括与所述转动组件连接的中心转轴，与所述中心转轴连接的转盘，与所述转盘连接的导冷桶，以及与所述中心转轴、所述导冷桶和所述转盘均连接的多个导冷板，所述提篮放置于所述导冷桶、所述转盘和所述导冷板所形成的空间内。

在其中一个实施例中，所述中心转轴包括弧面状或斜面状的转动块，所述罐体的顶部包括套设于所述转动块外的弧面状或斜面状的承载台，所述转动块架设于所述承载台。

在其中一个实施例中，所述提篮和所述冻存盘在所述罐体的底部投影呈扇形。

在其中一个实施例中，所述自动盖包括具有扇形开口的盖沿和封闭所述扇形开口的盖塞，所述盖塞与所述提升组件配合，所述盖沿锁紧于所述罐体。

附图说明

图1为本发明一实施例中自动化液氮罐系统的结构示意图；

图2为图1所示实施例中液氮罐的结构示意图；

图3为图2所示实施例中去除罐体的结构示意图；

图4为本发明一实施例中自动盖的结构示意图；

图5为图4所示实施例中自动盖的另一角度结构示意图；

图6为本发明一实施例中手动盖与快拆机构的示意图；

图7为本发明一实施例中罐体的顶部与中心转轴的配合示意图。

其中：

10、自动化液氮罐系统 100、液氮罐 110、罐体

112、保温圈 114、把手 116、脚轮

118、控制盒 120、转盘组件 121、中心转轴

122、转盘 123、第一转盘 124、第二转盘

125、导冷桶 126、导冷板 127、支撑板

130、提篮 132、冻存盘 134、冻存管

140、自动盖 142、自动口 144、盖沿

146、盖塞 150、手动盖 152、手动口

154、快拆机构 160、阀门管路 162、接水盘

164、液位传感器 166、手动阀 200、保温腔室

210、降温模块 220、人工操作口 230、腔室盖

300、转盘转动模块 400、提篮提升模块 500、铲盘模块

600、挑管模块 700、扫码模块 800、上位机

900、冻存盒 128、转动块 129、承载台

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1至图3，本发明的实施例提供了一种自动化液氮罐系统10，包括：液氮罐100，包括罐体110、容置于罐体110内的转盘组件120、放置于转盘组件120的多个提篮130，以及能够选择地与任一提篮130配合的自动盖140；保温腔室200，罩设于自动盖140，保温腔室200设有降温模块210；转盘转动模块300，至少部分地设置于保温腔室200内，包括第一驱动组件和由第一驱动组件驱动的转动组件，转动组件与转盘组件120配合；提篮提升模块400，至少部分地设置于保温腔室200内，包括第二驱动组件和由第二驱动组件驱动的提升组件，提升组件与自动盖140配合；铲盘模块500，至少部分地设置于保温腔室200内，用于将冻存盘132从提升组件提取的提篮130中存入或提取；挑管模块600，至少部分地设置于保温腔室200内，用于将冻存管134从铲盘模块500提取的冻存盘132中存入或提取。

需要说明的是，本发明的实施例所提供的液氮罐100可以是用于液相液氮制冷的铝罐，也可以是用于气相液氮制冷的不锈钢罐，对于罐体110的材质还可以使用其他不易生锈的材质。本文以气相液氮制冷为例，进行说明。图1所示为提篮130提升时和位于罐体110内时的两个状态示意图。

液氮罐100用于为生物样本提供一个低温存储环境。具体地，由于罐体110内的存储温度大致为低于零下180℃，与外界常温环境的温差较大，因此，罐体110采用双层真空结构，真空层包裹保温材料和吸附材料。同时，在罐体110的顶部也采用保温材料填充，例如，可以设置一圈保温圈112。如此设置，可以减少温度传导至外界常温环境中，也可以避免罐体110的顶部出现凝霜和结霜的现象。

罐体110外的侧部设有把手114，罐体110外的底部分布有若干个脚轮116。通过把手114和脚轮116可以实现自动化液氮罐系统10的整体转移。在若干个脚轮116中至少有两个带有刹车的脚轮116，能够实现自动化液氮罐系统10的随停，防止出现无法控制其移动和移动不到位的问题。

转盘组件120用于盛放多个提篮130，通过转动转盘组件120，可以将不同位置的提篮130转动至正对自动盖140的位置，使得自动盖140能够选择地与该位置的提篮130实现配合，此处，配合指的是自动盖140能够与提篮130实现竖直方向上的抵接，使得自动盖140能够将提篮130吊起，在水平方向上能够在提篮130转动时分离。每个提篮130沿竖直方向均匀分布有多个冻存盘132，每个冻存盘132上分布有多个冻存管134。

罐体110的顶部开设有自动口142，自动盖140用于封闭自动口142。自动盖140面对罐体110内的一侧具有挂钩，每个提篮130的顶部具有与自动盖140的挂钩在正对时呈中心对称的挂钩，挂钩通常呈L形或类L形。当提篮130转动至正对自动盖140的位置时，两组挂钩会形成能够在竖直方向上抵接的状态或移动一段距离能够在竖直方向抵接的状态，当提升自动盖140时，自动盖140通过其自身的挂钩与提篮130的挂钩配合，能够将提篮130从罐体110中提起。当不需要提起提篮130时，自动盖140封闭自动口142。

保温腔室200形成有中空的腔体，开设有连通口，通过连通口罩设于自动盖140，即，当提升自动盖140时，提篮130处于保温腔室200内，避免与外界常温环境直接接触，使得冻存管134不会直接暴露于空气环境中，提高了生物样本的生物活性。保温腔室200由保温材料和型材框架组成，在保证保温性能的同时具有一定的机械结构强度。在保温腔室200内设置有降温模块210，降温模块210用于为生物样本提供一个接近罐体110内液氮低温的环境，减少转移过程中的温度骤升，提高生物样本的生物活性。降温模块210可以采用液氮喷淋、压缩机制冷等方式。

转盘转动模块300包括第一驱动组件和由第一驱动组件驱动的转动组件，为了增加转盘转动模块300的使用寿命，第一驱动组件可以设置于保温腔室200的顶部的常温区或设置于保温腔室200的顶部外侧，如此设置，第一驱动组件可以采用普通电机，降低生产成本。当然，当第一驱动组件耐低温性能较好时，也可以安装于保温腔室200的内部。第一驱动组件包括电机和安装架等，电机具有电机轴，转动组件包括与电机轴连接的传动轴，以及用于将电机轴和传动轴连接的联轴器。传动轴用于与转盘组件120配合，此处，配合可以是连接关系，例如，焊接、螺纹锁紧等，也可以是在径向上的限位配接关系，例如，凹槽和凸起配合的方式，使得传动轴的转动能够带动转盘组件120转动。转盘组件120的转动角度可以通过传感器控制，实现较为准确的转动角度。

提篮提升模块400包括第二驱动组件和由第二驱动组件驱动的提升组件，为了增加提篮提升模块400的使用寿命，第二驱动组件可以设置于保温腔室200的顶部的常温区或设置于保温腔室200的顶部外侧，如此设置，第二驱动组件可以采用普通电机，降低生产成本。当然，当第二驱动组件耐低温性能较好时，也可以安装于保温腔室200的内部。第二驱动组件包括电机和安装架等，电机具有电机轴，提升组件可以采用链条、拉绳、皮带、同步带、齿轮齿条、滚珠丝杠等方式。提升组件与自动盖140配合，此处，配合可以是连接关系，例如，焊接、螺纹锁紧等，也可以是竖直方向的限位配接关系，例如，夹爪、卡钩等方式，使得提升组件能够将自动盖140在竖直方向上吊起。例如，提升组件包括与电机轴配合的齿轮，以及与齿轮啮合的齿条，齿条与自动盖140固定连接，通过电机带动齿条的升降，进而带动自动盖140的升降，实现提篮130的升降。

铲盘模块500包括第三驱动组件和由第三驱动组件驱动的铲盘组件，为了增加铲盘模块500的使用寿命，第三驱动组件可以安装于保温腔室200的外部，铲盘组件安装于保温腔室200内的底部，并靠近自动口142的位置。当然，当第三驱动组件耐低温性能较好时，也可以安装于保温腔室200的内部。铲盘组件包括铲盘和驱动铲盘的链条、齿轮齿条或滚珠丝杠等部件，当提篮130提升至指定高度后，铲盘将目标冻存盘132铲出，铲盘带动目标冻存盘132收回至靠近挑管模块600的位置。

挑管模块600包括第四驱动组件和由第四驱动组件驱动的挑管组件，为了增加挑管模块600的使用寿命，第四驱动组件可以安装于保温腔室200的外部，挑管组件安装于保温腔室200内，并靠近铲盘模块500背离提升组件的一侧。当然，当第四驱动组件耐低温性能较好时，也可以安装于保温腔室200的内部。挑管组件包括可移动的机械手和固定于机械手末端的取管装置，机械手可以采用链条、拉绳、皮带、同步带、齿轮齿条、滚珠丝杠等方式驱动，取管装置可以采用机械式夹爪机构或真空吸取机构，用于自动化存取冻存管134。取管装置从铲盘中提取目标冻存管134。

通过转盘转动模块300、提篮提升模块400、铲盘模块500和挑管模块600的自动化操作，在保温腔室200内完成冻存管134的自动化存取操作，无需人工打开罐盖确认提篮130位置，也无需手动转动转盘转动模块300，保证了在提篮130拉出时，冻存盘132和冻存管134不会暴露于空气环境中，减少了对生物样本的破坏，避免由于液氮罐100温度和冻存管134温度极低给人工挑管带来的安全隐患。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的自动化液氮罐系统10用于自动化存入和提取冻存管134并存储冻存管134，在液氮罐100的自动盖140上方罩设有保温腔室200，将转盘转动模块300、提篮提升模块400、铲盘模块500和挑管模块600均至少部分地设置于保温腔室200内。当需要提取冻存管134时，转盘转动模块300将目标提篮130转动至自动盖140处，提篮提升模块400通过提升自动盖140将目标提篮130提升至保温腔室200内，铲盘模块500将目标冻存盘132取走，挑管模块600将目标冻存管134从目标冻存盘132中取走，存入过程与提取过程相反。上述存取操作均在保温腔室200内进行，避免了冻存管134直接暴露于空气环境中，避免了生物样本受到空气环境的影响，保证了生物样本的生物活性，同时，也实现了存取操作的自动化，无需人工打开罐盖和手动转动提篮130。

请继续参考图1，在一些实施例中，自动化液氮罐系统10还包括至少部分地设置于保温腔室200内的扫码模块700，用于将挑管模块600提取的冻存管134进行扫码识别。每个冻存管134都带有识别码，如一维码、二维码等，当挑管模块600将冻存管134提取后，扫码模块700可以对冻存管134进行扫码识别，与所需目标冻存管134信息进行核对确认，确认无误后将冻存管134放入用于盛放目标冻存管134的冻存盒900中，实现自动化生物样本信息的识别及记录。由于保温腔室200内温度较低，扫码模块700中耐低温性能较差的机械元件或电子元件可以设置于保温腔室200外，用于扫描的部分设置于保温腔室200内，此时，需要保证扫码模块700和保温腔室200之间的密封性。同时，扫码模块700还可以将相应的冻存管134的存取信息传递并存储于上位机800中，实现样本信息的实时记录和实时存储。

作为一个具体的方案，如图1所示，扫码模块700的左侧为冻存盒900，右侧为铲盘模块500，挑管模块600包括挑管机械手，挑管机械手将冻存管134从位于铲盘模块500的冻存盘132中抓取，移动至扫码模块700的上方进行扫码识别，如果信息与目标冻存管134一致，则将抓取的冻存管134放入冻存盒900中，如果不一致，则将抓取的冻存管134放回冻存盘132中。

请继续参考图1，在一些实施例中，自动化液氮罐系统10还包括设置于保温腔室200外的上位机800，与上位机800电连接的设置于罐体110内的温度传感器和液位传感器。温度传感器可以通过手动盖150穿入到罐体110内并固定于罐体110的内壁，液位传感器可以通过预埋管路从罐体110的外部穿入，从罐体110的底部穿出。或者，温度传感器和液位传感器均可以通过转盘组件120中的转轴穿入到罐体110内。上位机800包括显示器，显示器能够实时监控显示罐体110内的液氮温度和液氮液位，如果发生异常，显示器会显示警告温度和液位。上位机800还电连接有报警模块，报警模块包括蜂鸣器和指示灯，当显示器警示时，蜂鸣器发出警报，指示灯闪烁，提醒操作人员及时地进行维护。上位机800还可以通过有线或无线的方式发送远程信息给移动客户端或桌面客户端。上位机800还包括存储模块，用于实现自动化数据管理和存储。

进一步地，自动化液氮罐系统10还集成有电磁阀和PLC控制系统。电磁阀和PLC控制系统可以集成在罐体110外的控制盒118中。当液氮液位过低时，上位机800发送指令给PLC控制系统，PLC控制系统执行指令，控制自动加液系统为罐体110自动补液。通过温度传感器和液位传感器实现实时监控，使上位机800能够及时地控制PLC控制系统，及时地补充液氮，减少生物样本的损伤。

PLC控制系统电连接于上位机800，转盘转动模块300、提篮提升模块400、铲盘模块500、挑管模块600和扫码模块700等都电连接PLC控制系统，由上位机800发送指令给PLC控制系统，PLC控制系统执行指令，控制上述自动化模块的运行，实现自动化控制和自动化操作，提高运行的准确性。

请继续参考图1，在一些实施例中，保温腔室200开设有人工操作口220，保温腔室200还设有封闭人工操作口220的腔室盖230。人工操作口220作为将挑选出来的目标冻存管134取出的通道，人工操作口220与腔室盖230之间采用密封条进行密封。当无需取出目标冻存管134时，腔室盖230封闭人工操作口220，防止外界常温环境影响生物样本的生物活性。本实施例中，自动化液氮罐系统10还包括解锁模块，用于根据数字按键、指纹识别、电子密码、人脸识别等方式确认操作人员的身份才能解锁以执行相对应的操作。当需要取出目标冻存管134时，需要验证操作人员身份后才能打开腔室盖230，将目标冻存管134从人工操作口220取出。

进一步地，在腔室盖230的下方，保温腔室200内还放置有用于盛放目标冻存管134的冻存盒900。当挑管模块600将目标冻存管134选中后，将目标冻存管134放置在冻存盒900中。当冻存盒900盛满目标冻存管134时，需要验证操作人员身份后才能打开腔室盖230，将冻存盒900取出。

请继续参考图1、图2和图6，在一些实施例中，液氮罐100还包括手动盖150和锁紧手动盖150的快拆机构154。如图6所示，A状态为快拆机构154松开时的状态，B状态为快拆机构154压紧时的状态。在罐体110的顶部开设有手动口152，手动盖150用于封闭手动口152。手动盖150作为应急方式使用，在正常存取过程中，手动盖150被快拆机构154锁紧，冻存盘132的存取操作均通过自动口142进行。当设置于保温腔室200的机械或电子运动件，例如，提篮提升模块400、铲盘模块500等出现短时间内难以修复的故障时，或者出现其他紧急情况时，才可以松开快拆机构154，打开手动盖150，将冻存盘132从手动口152存入或提取。本实施例中，自动化液氮罐系统10也可以包括解锁模块，用于根据数字按键、指纹识别、电子密码、人脸识别等方式确认操作人员的身份以执行相对应的操作。当出现紧急情况时，需要验明操作人员身份才能解锁并执行相对应的操作。

进一步地，快拆机构154包括转动件，及与转动件转动连接的压紧件。压紧件部分地压合于手动盖150的上方，部分地连接于罐体110的顶部。当转动件转动一定的角度时，可以将压紧件紧压于手动盖150的上方。当转动件转动相反的一定的角度时，压紧件与手动盖150脱离，此时，可以将压紧件拆卸下来，打开手动盖150。

请继续参考图3，在一些实施例中，提篮130和冻存盘132在罐体110的底部投影呈扇形。可以理解的是，扇形可以是标准扇形，也可以是具有扇形趋势的非标准扇形。通常罐体110的外形采用圆柱状，如果提篮130在罐体110的底部投影为矩形，多个提篮130组合后的形状为矩形，其占用罐体110的横截面的面积相对较小，空间存储率相对较小。本实施例中，将提篮130和冻存盘132在罐体110的底部投影设置为扇形，则多个提篮130组合后的形状为圆形，其占用罐体110的横截面的面积相对较大，空间存储率相对较大，能够充分地利用罐体110内的存储空间，使提篮130的密度最大化，进而使冻存盘132的密度最大化，能够存储更多的冻存管134。本实施例中，每个提篮130和每个冻存盘132都是均匀分布的，使得整体转动更加平稳。

进一步地，参考图4和图5，自动盖140包括具有扇形开口的盖沿144和封闭扇形开口的盖塞146，盖塞146与提升组件配合，盖沿144锁紧于罐体110。盖沿144通过螺丝或点焊的方式固定于罐体110的顶部，盖塞146用于在多个提篮130均处于罐体110中时封闭扇形开口。扇形开口和扇形的盖塞146用于匹配扇形的提篮130，使开口最小化，减少液氮的挥发面积，减少液氮的消耗。此时，挂钩设置于盖塞146。盖塞146和盖沿144采用保温材料制成或填充，根据提篮130的形状在一圆形状结构上挖出缺口，在盖塞146和盖沿144的表面可以采用非金属材料支撑，如此设置，能够保证制作中的可实现性，免去了非圆形口的成型模具费用，避免了直接制作非圆形口会出现塌陷变形的情况。当罐体110的内部出现卡死或掉落异物时，可以将盖塞146取下，增加可操作空间。

相对应地，手动盖150的结构组成与自动盖140的结构组成类似，在此不再赘述。自动盖140和手动盖150对称地设置于罐体110的顶部。

请继续参考图2，在一些实施例中，罐体110设有自动加液口和手动加液口，自动加液口和手动加液口处形成有阀门管路160，邻近阀门管路160的位置设有接水盘162。阀门管路160至少包括通断阀和输送液氮管。当罐体110内的液氮挥发较多时，液氮的液位下降，为了维持预设的低温环境，可以通过控制系统控制阀门管路160经由自动加液口实现自动补液。当自动加液口出现故障时，可以通过手动加液口进行补液操作。由于阀门管路160温度较低，空气中的水分子容易遇冷凝结成水滴，因此，在阀门管路160的下方设有接水盘162，用于盛放滴落的水滴，避免水滴直接滴落到地面，影响设备的移动和操作人员的走动。

进一步地，在接水盘162内还设有液位传感器164，接水盘162还连通有排水管，在排水管的接头处安装有手动阀166。当积水液面到达一定高度时，触发液位传感器164，液位传感器164将信号传递给控制系统，控制系统可以在上位机800的显示器上提示操作人员拧开手动阀166清除积水。

请继续参考图2和图3，在一些实施例中，转盘组件120包括与转动组件连接的中心转轴121，与中心转轴121连接的转盘122，与转盘122连接的导冷桶125，以及与中心转轴121、导冷桶125和转盘122均连接的多个导冷板126，提篮130放置于导冷桶125、转盘122和导冷板126所形成的空间内。中心转轴121与转动组件的传动轴通过联轴器连接，能够被传动轴带动发生转动，中心转轴121可以吊装于罐体110的顶部，罐体110的底部不承受重量，如此可以将罐体110的底部做的相对较薄，减少金属导冷，大大降低液氮消耗。转盘122与中心转轴121采用法兰盘或焊接的方式垂直连接，用于承载多个提篮130。为了减少中心转轴121将低温传导至保温腔室200内，保证罐体110内的低温环境，可以使中心转轴121局部或全部采用非金属材质。为了减少重量，可以在保证机械结构强度的前提下，将中心转轴121做成空心的。在减少金属导冷的操作下，尽可能地使罐体110内的温度在零下180℃左右。

导冷桶125垂直于转盘122设置，导冷板126连接于中心转轴121、导冷桶125和转盘122，导冷桶125、转盘122和导冷板126形成多个存放空间，可以放置多个提篮130，也能够减少生物样本的交叉感染。由于导冷桶125和罐体110的顶部之间具有一定的夹角，为了防止异物掉落，可以将导冷桶125做的尽量高，减少夹角带来的导冷桶125与罐体110的顶部之间的缝隙。导冷桶125和导冷板126用于限制相邻的提篮130发生机械碰撞，也提高了导冷速度，极大地降低了罐体110内的温度。导冷桶125和导冷板126均开设有多个开孔，用于气态液氮的扩散。

当中心转轴121吊装于罐体110的顶部时，作为一个具体的方案，如图7所示，中心转轴121包括弧面状转动块128，罐体110的顶部包括套设于弧面状转动块128的弧面状承载台129，弧面状转动块128架设于弧面状承载台129。可以理解的是，弧面状转动块128指的是转动块128的周向轮廓为弧面状，弧面状承载台129指的是承载台129的承载面呈弧面状。弧面状转动块128在竖直方向上架设于弧面状承载台129，弧面状承载台129固定连接于罐体110的顶部，弧面状转动块128可以相对于弧面状承载台129发生相对转动，弧面状承载台129限制了弧面状转动块128的径向晃动，二者的接触面为弧面，具有朝向中心转轴121的中心线定心的作用。由于低温环境中的机械性能会有不同程度的下降，而本实施例中的旋转运动副为面接触，接触应力低于滚动轴承中的点接触或线接触，大大提高了运动可靠性。此外，弧面状转动块128和弧面状承载台129可以替换为斜面状转动块128和斜面状承载台129，或者是弧面状转动块128配合斜面状承载台129，或者是斜面状转动块128配合弧面状承载台129。

承载台129可以采用润滑性能良好、耐磨性能良好的非金属材质，例如聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、超高分子量聚乙烯等，也可以采用耐磨损的金属材质，例如奥氏体不锈钢、镍钢、低合金铁素体钢、铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、铁基超合金、双相钢等。同样，转动块128也可以采用上述材质制成。

为了保证中心转轴121能够平稳地带动转盘122旋转运动，在中心转轴121的底部插入有滑套，滑套的周向轮廓连接有均匀性好的盘体或支撑体，减少转盘122的径向晃动，使得转盘122能够较好地绕中心转轴121做旋转运动。滑套的材质与上述承载台的材质相同。

此外，转盘122的重量也可以全部作用于罐体110的底部，此时需要保证中心转轴121两端的同心度。

作为一个具体的方案，如图2和图3所示，转盘122包括第一转盘123和第二转盘124，第一转盘123和第二转盘124之间均布有支撑板127固定，提篮130放置在第一转盘123上，第一转盘123以下的部分均浸没在液态液氮中。第二转盘124能够加快低温传导至第一转盘123的速度。均匀分布的支撑板127在导冷的同时能起到支撑加强的作用。在第一转盘123上设有若干个通孔，提篮130设有能够穿至通孔的定位柱，保证提篮130在转动过程中减少位置偏移。在提篮130的下方还设有支脚，当第一转盘123有轻微不平整时，可以通过调整支脚，降低对第一转盘123的平面度要求，降低工艺要求，减少加工成本。当设备使用较长时间时，罐体110内不可避免地会存在一些杂质或异物，为此，在第一转盘123上设置有可以打开的翻盖，当需要进行清洗时，将提篮130取出，打开翻盖，对罐体110的底部进行清洗。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动化液氮罐系统，其特征在于，包括：

液氮罐，包括罐体、容置于所述罐体内的转盘组件、放置于所述转盘组件的多个提篮，以及能够选择地与任一所述提篮配合的自动盖；

保温腔室，罩设于所述自动盖，所述保温腔室内设有降温模块；

转盘转动模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，包括第一驱动组件和由所述第一驱动组件驱动的转动组件，所述转动组件与所述转盘组件配合；

提篮提升模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，包括第二驱动组件和由所述第二驱动组件驱动的提升组件，所述提升组件与所述自动盖配合；

铲盘模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，用于将冻存盘从所述提升组件提取的提篮中存入或提取；

挑管模块，至少部分地设置于所述保温腔室内，用于将冻存管从所述铲盘模块提取的冻存盘中存入或提取。

2.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，还包括至少部分地设置于所述保温腔室内的扫码模块，用于将所述挑管模块提取的冻存管进行扫码识别。

3.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，还包括设置于所述保温腔室外的上位机，与所述上位机电连接的设置于所述罐体内的温度传感器和液位传感器。

4.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述保温腔室开设有人工操作口，所述保温腔室还设有封闭所述人工操作口的腔室盖。

5.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述液氮罐还包括手动盖和锁紧所述手动盖的快拆机构。

6.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述罐体设有自动加液口和手动加液口，所述自动加液口和所述手动加液口处形成有阀门管路，邻近所述阀门管路的位置设有接水盘。

7.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述转盘组件包括与所述转动组件连接的中心转轴，与所述中心转轴连接的转盘，与所述转盘连接的导冷桶，以及与所述中心转轴、所述导冷桶和所述转盘均连接的多个导冷板，所述提篮放置于所述导冷桶、所述转盘和所述导冷板所形成的空间内。

8.根据权利要求7所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述中心转轴包括弧面状或斜面状的转动块，所述罐体的顶部包括套设于所述转动块外的弧面状或斜面状的承载台，所述转动块架设于所述承载台。

9.根据权利要求1所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述提篮和所述冻存盘在所述罐体的底部投影呈扇形。

10.根据权利要求9所述的自动化液氮罐系统，其特征在于，所述自动盖包括具有扇形开口的盖沿和封闭所述扇形开口的盖塞，所述盖塞与所述提升组件配合，所述盖沿锁紧于所述罐体。

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