CN111448435A - 用于自动填充、充装和分配二氧化碳雪块的方法 - Google Patents

用于自动填充、充装和分配二氧化碳雪块的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于自动分配和出售二氧化碳(CO2)雪块的方法。自动分配系统容纳具有不同体积的多个容器。用户可将CO2雪块的体积输入控制器中，诸如可编程的逻辑控制器(PLC)中。所述控制器使用所述输入的体积和过程信息来确定哪个容器用于自动填充过程。所述控制器可将所选择的容器构造成液体CO2可流入其中以生成CO2雪块的填充取向。所述容器被构造成在检测到所述填充完成时分配取向，CO2雪块从所述分配取向释放到访问区域中，用户可从所述访问区域取回所述CO2雪块。所述控制方法还可用于自动充装位于如本文所公开的充装站内的单个容器。

Description

用于自动填充、充装和分配二氧化碳雪块的方法
技术领域
本发明涉及在分配站内的所选择的容器内自动生成CO2雪块的方法，或通过自动充装到可位于充装站内的容器中来生成CO2雪块的方法。
背景技术
药物开发依然是制药工业的重要努力方向。药物开发需要通过临床试验来确立新疗法的安全性和功效。现今，单是在美国就有很多正在进行的各个阶段的临床试验。每项临床试验可涉及自愿施用某些实验性药物的数百至数千名患者。一般来讲，作为临床试验的一部分，在临床试验点(诸如医院、大学或医生诊室)从参与者采集生物样品(例如，组织、尿液、血液样品)，并且然后将这些生物样品运输到实验室进行分析，或运输到可将其冻存起来供以后分析的设施。
评估实验性药物的安全性和功效的能力需要在临床试验期间获得可重现且可靠的结果。在储存及例如诊所与实验室之间的运输期间必须稳定并保藏生物样品。现今保藏生物样品的常见方式是在存在固体二氧化碳(即，干冰)的情况下冷冻和储存生物样品。
干冰系统通常涉及在采集样品的临床试验点处将样品和干冰手动装载到绝热箱(诸如聚苯乙烯箱)中。通常由实施临床试验的制药公司或合同研究组织向临床试验点提供绝热箱。可以以组装或拆卸状态提供绝热箱部件。绝热箱的组装和干冰的装载可很耗费人力。还可存在与在临床试验点维持干冰的充分供应相关联的相当大的成本和不便。另外，未能在一定持续时间内使用此类干冰可使干冰丧失其冷却作用。此外，绝热箱通常不可重复使用，必须丢弃，从而造成了浪费。
常规绝热箱中的样品的运输还存在其他缺点。干冰在升华为二氧化碳蒸气时冷却绝热箱的内部。市面上的许多绝热箱可使冷却的内部温度保持各种持续时间，最长达四天或五天。内部样品空间在初始装满干冰后可均匀地接近干冰温度，但在干冰升华时，内部样品空间内可出现显著的温度梯度，从而潜在地影响样品质量。一般经由特快专递方法运送绝热箱以确保内部样品空间内保持足够冷的温度。然而，如果运送航线出现延迟或中断，则样品可降解。由于运送期间的此类延迟，可能需要在运输途中将额外干冰装载到箱中，这就增加了运送的成本和物流复杂性。
常规干冰运送装置的一种替代形式是基于低温液氮的蒸气容器。基于低温液氮的蒸气容器利用吸收剂保持冷氮气处于蒸气状态，并且避免氮气以其液体形式存在。然而，此类基于液氮的蒸气容器存在缺点。一个缺点是容器的制备过程涉及到时间和人力。具体地讲，用户通过以下方式制备此类容器：将液氮倾倒到容器中；等待若干小时以允许发生氮气充分吸收到吸收剂上；然后在运送之前滗析过量的液氮。需要低温液氮的大量处理，并且在使用之前需要大量时间来制备液氮运送装置。此外，与基于液氮的蒸气容器的使用相关联的成本显著高于替代的干冰容器。
鉴于这些缺点，对在储存和运输期间将样品保藏到容器中的改进方式存在尚未满足的需求。
发明内容
在一个方面，一种将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到自动分配站内的容器中的方法，所述方法包括：将对应于液体CO2的压力的第一信号接收到控制器中作为第一设定点；将待生成的所述CO2雪块的体积输入到所述控制器中作为第二设定点；所述控制器基于所述第一设定点和所述第二设定点来确定填充时间以生成所述CO2雪块的所述体积；所述控制器选择具有对应于所述第二设定点的内部体积的所述容器，所述容器位于所述自动分配站内，并且所述自动分配站包括具有不同内部体积的两个或更多个容器；使气态CO2流入填充导管中，以在处于或高于足以防止所述液体CO2相变的压力处对所述填充导管加压；当所述控制器确定所述填充导管中的压力处于或高于足以防止所述液体CO2的相变的所述压力时，所述控制器使液体CO2控制阀允许所述液体CO2沿所述填充导管流动并进入所述容器中；将所述液体CO2引入所述容器中；所述液体CO2的至少一部分经历相变以转化成所述容器内的所述CO2雪块和废气CO2；通过永久性地附连或可移除地附连到所述容器的板从所述容器抽取所述废气CO2，所述板对所述废气CO2是可透过的并且对固相CO2是至少部分地不可透过的；测量用所述液体CO2填充所述容器的实耗时间并生成对应于所述实耗时间的第二信号；将对应于所述实耗时间的所述第二信号传输到所述控制器；所述控制器(i)当所述实耗时间小于所述填充时间时，允许所述液体CO2在不存在覆盖的情况下继续流入所述容器中，以及(ii)当所述实耗时间已达到所述填充时间时，防止所述液体CO2在所述容器中流动。
在第二方面，一种将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到自动分配站内的容器中并从所选择的容器出售所述CO2雪块的方法，所述方法包括：将被用于确定所述CO2雪块填充到容器中完成的设定点输入到控制器中，所述设定点基于i)填充持续时间；(ii)CO2雪块的预定义重量、(iii)所选择的容器中的压力、(iv)所述CO2雪块的电容、(v)所述容器中的温度或(vi)板的变形，所述板永久性地附连或可移除地附连到所述容器；所述控制器容纳待生成的所述CO2雪块的体积；所述控制器选择具有内部体积的所述容器，所述内部体积能够容纳待生成的所述CO2雪块的所述体积，位于所述自动分配站内的所述容器包括具有不同内部体积的两个或更多个容器；使足量的气态CO2流入填充导管中并沿填充导管流动；所述控制器将第一信号传输到液体CO2控制阀，以使所述液体CO2沿所述填充导管流动并进入所述容器中，并且在其中经历相变以转化成CO2雪块和废气CO2；通过所述板从所选择的容器抽取所述废气CO2，所述板对所述废气CO2是可透过的并且对固相CO2是至少部分地不可透过的，并且进一步地，其中所述填充导管可操作地连接到所述容器；测量对应于所述设定点的实时变量并生成对应于所述实时变量的第二信号；将所述第二信号传输到所述控制器；当确定所述实时变量尚未达到所述设定点时，所述控制器(i)在不存在覆盖的情况下允许所述液体CO2继续流入所述容器中；并且当所述实时变量已经达到所述设定点时，控制器(ii)防止所述液体CO2在所述容器中流动，并且响应于此，所述控制器传输第三信号以将所述容器构造成分配取向，处于所述分配取向的所述容器容纳所述CO2雪块的体积。
在第三方面，一种将二氧化碳(CO2)雪块自动充装到容器中的方法，所述方法包括：将被用于确定所述CO2雪块填充到容器中完成的设定点输入到控制器中，所述设定点基于i)填充持续时间；(ii)CO2雪块的预定义重量、(iii)所述容器中的压力、(iii)所述CO2雪块的电容、(v)所述容器中的温度或(vi)板的变形，所述板永久性地附连或可移除地附连到所述容器；所述控制器执行完整性检查并确定所述完整性检查满足适用标准；并且响应于此，使足量的气态CO2从供应歧管流入到所述填充导管中；所述控制器接收对应于所述供应歧管和所述填充导管中的压力的第一信号；当所述控制器确定对应于所述供应歧管和所述填充导管中的所述压力处于或高于足以防止液体CO2的相变的压力的所述第一信号时，所述控制器将第二信号传输到沿所述供应歧管定位的液体CO2控制阀以将所述液体CO2阀构造成所述打开位置；在高于所述气态CO2压力的压力处，将所述液体CO2从CO2源抽取到所述供应歧管中，从而停止所述气态CO2通过所述填充导管的流动，所述CO2源可操作地连接在所述供应歧管的上游；通过所述填充导管将所述液体CO2引入所述容器中；所述CO2液体经历相变以在所述容器内转化成所述CO2雪块和废气CO2；从所述容器中抽取所述废气CO2；测量对应于所述设定点的实时变量并生成对应于所述实时变量的第三信号；将对应于所述实时变量的所述第三信号传输到所述控制器；其中所述液体CO2在不存在覆盖的情况下继续进入所述容器，直到所述控制器确定所述实时变量达到所述设定点。
在第四方面，一种准备容器以用于将二氧化碳(CO2)雪块自动充装到单个容器中的方法，所述方法包括：将被用于确定所述CO2雪块填充到容器中完成的设定点输入到控制器中，所述设定点基于i)填充持续时间；(ii)CO2雪块的预定义重量、(iii)所述容器中的压力、(iii)CO2雪块的电容、(v)所述容器中的温度或(vi)板的变形，所述板永久性地或可移除地附连到所述容器；所述控制器执行完整性检查并确定所述完整性检查满足适用标准；并且响应于此，所述控制器验证所述容器处于填充取向，并且如果确定所述容器不处于所述填充取向，则所述控制器(i)传输第一信号以使所述容器致动成所述填充取向，或者(ii)向用户传输将所述容器手动构造成所述填充取向的警告通知。
在第五方面，一种选择自动分配站内的容器以将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到所述容器中的方法，所述方法包括：将待生成的所述CO2雪块的体积输入到所述控制器中作为设定点；所述控制器选择具有对应于所述设定点的内部体积的所述容器，所述容器位于所述自动分配站内，并且所述自动分配站包括具有不同内部体积的两个或更多个容器；并且所述控制器验证所述容器处于填充取向，并且如果确定所述容器不处于所述填充取向，则所述控制器(i)传输信号以使所述容器致动成所述填充取向，或者(ii)向用户传输将所述容器手动构造成所述填充取向的警告通知。
附图说明
图1a示出了根据本发明原理的容器和顶板的代表性透视图，其中填充导管附接到顶板以在自动填充分配站内制备二氧化碳(CO2)雪块；
图1b示出了图1a的剖视图，其详细示出了通过顶板的网状片材的CO2的气体流；
图2a示出了根据本发明原理，用于在两种不同尺寸的容器内生成CO2雪块的自动分配站的各方面，其中每个容器以相应的空闲取向示出；
图2b示出了根据本发明的原理，图2a的自动分配站的各方面，其中两个容器中的每一个以相应的填充取向示出；
图3示出了用于从先前选择用于填充的容器中的一个分配CO2雪块并且位于自动分配站中的示例性致动机构；
图4示出了位于自动分配站内的传送系统的各方面，由此可将盒子馈送到传送系统的入口中，所述传送系统在所选择的填充有CO2雪块的容器下方传送并且倾斜成分配取向以将CO2雪块从容器转移到作为自动售货系统的一部分的盒子中；
图5示出了根据本发明的原理，用于执行自动分配站的控制方法；
图6示出了用于对装载在图8的充装站内的单个容器执行自动充装操作的控制方法。
图7示出了用于从CO2供应歧管引入CO2液体的工艺流程示意图，所述CO2供应歧管可用于容纳多个容器的自动分配站中；
图8示出了充装站，容器可装载到所述充装站中以用于自动充装CO2雪块；
图9a示出了准备从容器内分配CO2雪块的所选择的容器的起始取向；
图9b示出了由于致动器组件沿容器的侧面施加向上的力由于所选择的容器相对于图9a的位置逆时针旋转90°所产生的中间取向；并且
图9c示出了所选择的容器相对于图9b的位置逆时针旋转附加的45°的最终倾斜取向，其中CO2雪块可从容器内释放到位于所选择的容器下方的盒子中。
具体实施方式
如将描述的，在一个方面，本发明提供了一种用于自动生成可从自动分配站获得的各种尺寸的CO2雪块的方法。用户可容易地从位于分配站内的传送系统的入口和出口进入窗口触及所生成的CO2雪块。本发明的按需生成消除了用户在现场保持CO2雪块或干冰的库存的需求。
应当理解，术语“CO2雪”和“干冰”具有相同含义，并且在此处和全文中可互换使用，意指凝固CO2的颗粒。
在此处和全文中可互换使用的“CO2雪块”或“CO2块”旨在意指形成由紧密保持的颗粒组成的任何形状的基本上块状形式的CO2雪颗粒。
如本文所用，“CO2流体”意指任何相，包括液相、气相、蒸气相、超临界相或它们的任何组合。
如本文所用，“CO2源”或“CO2液体源”包括但不限于钢瓶、杜瓦瓶、瓶以及储罐或小型储罐。
如本文所用，“导管”或“导管流网络”意指足以形成一个或多个流路和/或允许流体穿过的管、管道、软管、歧管以及任何其他合适的结构。
如本文所用，除非另外指明，否则“连接”或“可操作地连接”意指在两个或更多个部件(诸如管道和组件，包括但不限于器械、阀和导管)之间的直接或间接连接，以便实现这两个或更多个部件之间的流体、机械、化学和/或电连通。
如本文所用，“物品”意指在未保持冷冻或低于一定温度时可易于发生腐败、降解和/或结构性变化或变动的任何温度敏感性商品、产品或用品，包括但不限于生物样品，诸如血液、尿液和组织样品或其成分；易腐食品，诸如肉、家禽肉、鱼肉和乳制产品；个人护理品；以及化学品。
如本文所用，“充装”意指将CO2流体从外部CO2源引入到可操作地连接到外部CO2源的容器中的过程。
如本文所用，“容器”意指能够容纳CO2流体的任何贮存、填充、递送或可运输的容器，包括但不限于模具腔、钢瓶、杜瓦瓶、瓶、罐、桶、储罐和微型储罐。
“可运输”意指能够通过任何已知方式(包括但不限于空运、陆运或水运)从用户位置搬运、运输或运送到另一个目的地的装置。可通过包括但不限于包裹邮递、
Figure BDA0002533181280000071
运送服务、
Figure BDA0002533181280000072
运送服务等各种包裹投递服务进行运输或运送。
如下所述的实施方案仅作为示例，并且本发明不限于附图所示的实施方案。还应当理解，附图未按比例绘制，并且在某些情况下省略了对于理解实施方案而言不必要的细节，诸如常规的制造和组装的细节。还应当理解，准确的导管和阀构造未按比例绘制，并且在每个附图中有意省略某些特征以更好地示出根据本发明原理的自动填充和自动充装过程的各个方面。
参照附图描述实施方案，附图中用相似的附图标记指代类似的元件。通过以下详细描述来更好地理解实施方案的各种元件的关系和功能。该详细描述设想了如在本公开的范围内的以各种排列和组合的特征、方面和实施方案。本公开因此可被指定成包括这些具体特征、方面和实施方案的任何此类组合和排列，或选择的它们中的一个或多个、由或基本上由这些具体特征、方面和实施方案的任何此类组合和排列，或选择的它们中的一个或多个组成。
在本发明的一个方面，将参考图1a、图1b、图2a、图2b、图3、图4、图5、图7、图9a、图9b和图9c讨论将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到自动分配站内的所选择的容器中的方法。图1a和图1b示出第一容器10，其与自动分配站1(图2、3、4和5)一起使用以将CO2雪块2从第一容器10出售到任何合适的用户盒中。第一容器10包括具有第一顶板15的模具腔13。模具腔13具有尺寸被设定成容纳CO2雪块2的体积的体积。将CO2雪块2的期望的体积输入自动分配站1的可编程逻辑控制器(PLC)1085中。PLC 1085仅在其确定模具腔13具有等于或大于到PLC1085中的CO2雪块2的输入的体积时，选择位于自动分配站1内的模具腔13。PLC 1085将所选择的模具腔13取向成填充取向(图2b)并且执行自动填充过程以将所需量的CO2雪块2填充到模具腔13中。填充过程优选地基于实现CO2雪块2的期望体积的填充时间。
在填充完成时，CO2雪块2从模具腔13转移到用户盒22(图4)中，该用户盒被出售给用户以进行拾取。具体地讲，用户盒22在入口窗口21处馈送，并且随后沿传送带20传送到自动分配站1的分配窗口14，以供用户访问和拾取。
第一容器10的结构细节示于图1a和1b中。模具腔13通常包括顶板15、底壁16和多个竖直取向的侧壁17。顶板15的特征在于分离阻隔支撑件，该分离阻隔支撑件仅对气态CO2是可透过的并且对CO2雪是基本上不可透过的，使得气态CO2可逸出模具腔13的内部但不显著损失CO2雪。参考图1b，分离阻隔支撑件包括支撑结构19和网状片材18。应当理解，可利用任何类型的材料来限定用于气态CO2逸出的通道。
填充导管23的一端连接到顶板15，并且另一端连接到CO2供应歧管1000。在一个优选的实施方案中，总共四个喷嘴12均匀地分布在填充导管23的一端处。每个喷嘴12与另一个喷嘴以大约90°度间隔开，并且每个喷嘴12具有相同尺寸的开口和形状。喷嘴12的结构形成了穿过其的基本上均匀的CO2流体流，这允许CO2雪块2在模具腔13内形成基本上均匀的形成物和分布。喷嘴12以相对于填充导管23的垂线成范围从约30°到60°的角度远离填充导管23的垂线取向，由此垂线垂直于模具腔13的水平表面延伸。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以设想其他喷嘴设计和取向。
图2a示出了被设计成容纳多个容器的自动分配站1。虚线表示自动分配站1的结构封装件，自动分配站内可容纳不同体积的多个容器。具体地，并且为了简单起见以更好地解释本发明的原理，仅示出了两个容器，即图1a的第一容器10以及第二容器26。第一容器10具有比第二容器26小的体积。自动分配站1可拆卸地连接到CO2供应歧管1000，其细节在图7中示出。第一容器10被示出处于空闲取向，其中第一容器10具有从第一模具腔13的顶部移除的第一顶板15。类似地，第二容器26被示出处于空闲取向，其中第二容器26具有从第二模具腔25的顶部移除的第二顶板28。处于空闲取向的第一容器10和第二容器26均不容纳CO2雪块2。竖直致动器29a和29b附接到第一顶板15并被构造成收缩以提升第一顶板15远离第一容器10以产生空闲取向。竖直致动器29a和29b被构造成延伸并导致第一顶板15下降到第一容器10上以产生图2b的填充取向。类似地，竖直致动器30a和30b附接到第二顶板28并且被构造成将第二顶板28提升远离第二容器26以产生空闲取向，并且可被重新构造成延伸并导致第二顶板28下降到第二容器26上以产生图2b的填充取向。
PLC 1085与供应歧管1000和自动分配站1的各种组件电气连通，并且因此可调节各种致动器、阀(包括自动控制阀和压力调节装置)、压力换能器和通气系统，如图7所示。图7中在PLC 1085与各种部件之间延伸的虚线表示电气连通。还应当理解，PLC 1085在PLC1085和各种部件之间连通，所述部件包括第一容器10、第二容器26和各种致动器29a、29b、30a、30b，其负责提升和降低顶板，以及其他致动器组件91a、91b，其负责将模具腔旋转成分配取向(如将参考图9a、9b和9c所解释的)。
图2b示出了处于填充取向的第一容器10和第二容器26，其中相应的顶板15和28以足够的压力降低到它们相应的模具腔13和25上以沿其相应的容器10和26的周边形成密封件。周边密封件确保模具腔13/25内的气态CO2只能分别通过第一容器10和第二容器26的网状片材18和31逸出。具体地，竖直致动器29a和29b相对于图2a延伸以导致第一顶板15以足够的压力下降到第一模具腔13上以沿第一模具腔13的周边形成密封件。竖直致动器30a和30b相对于图2a延伸以导致第二顶板28以足够的压力下降到第二模具腔25上以沿第二模具腔25的周边形成密封件。图2b示出了第一填充导管23和第二填充导管27可拆卸地连接到CO2供应歧管1000，CO2液体可沿该供应歧管从CO2源1090流动，该CO2源可包括任何合适的容器，包括但不限于钢瓶、杜瓦瓶、瓶、微型储罐或储罐。
现在将结合自动分配站1描述自动化过程。在一个优选的实施方案中，PLC 1085用于通过图5的控制方法5000控制CO2雪块2的填充和出售。PLC 1085可靠近自动分配站1定位。在该示例中，并且为了简单起见以更好地解释本发明的原理，自动分配站1容纳第一容器10和第二容器25。然而，应当理解，自动分配站1优选地被设计成容纳更多数量的不同体积的容器。在一个示例中，PLC 1085被定位成图7所示的CO2供应歧管1000的一部分。PLC1085优选地用待产生的CO2雪块2的密度预编程。PLC 1085可使用任何密度，但优选地使用50lb/ft3-65lb/ft3并且更优选地55lb/ft3-60lb/ft3。在步骤501处，PLC 1085可被致动。接下来，用户向PLC 1085中输入待生成的期望体积的CO2雪块2(步骤502)。用户还可在人机界面(HMI)上选择特定CO2雪块或容器10/26的尺寸和/或形状。PLC 1085响应于输入的体积，选择并致动自动分配站1内的合适容器，该容器具有能够生成CO2雪块2的输入的体积的体积。PLC 1085确定对应于第一容器10的模具腔13的体积小于输入的体积。PLC 1085还确定对应于第二容器26的模具腔25的体积等于或大于CO2雪块2的输入的体积。因此，PLC1085选择被用于填充CO2的第二容器26，并且因此将信号传输到第二容器26。
盒22(例如，硬纸板盒)被馈送到位于自动分配站1内的传送系统4的入口窗21(步骤503)。盒22可由用户手动地或自动地馈送。盒22具有体积，该体积的尺寸被设计成容纳将在模具腔内生成的CO2雪块2的输入的体积。
已选择适当的容器用于在其中填充CO2；并且在盒22已沿传送带20的入口21放置(步骤503)的情况下，PLC 1085准备好执行预填充完整性检查(步骤504)。许多标准必须在填充操作能够开始之前合格。PLC1085验证通风系统1050(图7)通过压力开关“PS1000”接通，所述压力开关被显示成在排气口1050和PLC 1085之间连通。具体地讲，PLC 1085验证排气系统已被接通并且用于使CO2气体和CO2废气能够通过排气导管1050从模具腔25排出并且然后排出到排气系统。PLC 1085也确定是否可保持供应歧管1000和第二填充导管27中的压力但不渗漏。如果不满足这些预填充完整性标准中的任一个，则PLC 1085中止操作并向人机界面(HMI)发送消息和状态以供用户采取适当的校正动作，直到所有预填充完整性检查合格(步骤505)。
如果已经满足预填充完整性检查中的每一个，则PLC 1085选择合适的模具腔并将所选择的合适的模具腔从空闲取向致动成填充取向(步骤506)。PLC 1085响应于的CO2雪块的输入的体积，选择自动分配站1内的合适容器，该容器具有能够生成CO2雪块2的输入的体积的体积。PLC1085确定对应于第一容器10的模具腔13的体积小于输入的体积。PLC1085还确定对应于第二容器26的模具腔25的体积等于或大于CO2雪块2的输入的体积。因此，PLC1085选择被用于填充CO2的第二容器26，并且因此将信号传输到第二容器26以结合步骤506将第二容器26从空闲取向(图2a)致动成填充取向(图2b)。图2a中的所选择的第二模具腔25被示出处于空闲取向，其中第二顶板28与第二模具腔25的顶部间隔开。在该接合部处，第二模具腔25内不容纳CO2雪块2。PLC 1085向竖直致动器30a和30b传输信号以使竖直致动器30a和30b在纵向上向下延伸(如图2b所示)，从而使第二顶板28朝向第二容器26的顶部向下移动。竖直致动器30a和30b继续向下移动，直到均匀地定位到第二模具腔25的顶部上，如图2b所示。图2b示出了第二板28已经以足够的压力降低到第二容器26的顶部上以沿第二容器26的周边形成密封件。
PLC 1085验证所选择的容器26处于填充取向，并且如果不是，则PLC 1085将中继适当的信号以将所选择的容器26取向成填充取向。在验证第二容器26被致动成如图2b所示的填充取向时，PLC 1085可如下确定CO2雪块2进入所选择的容器26的预定或预期的填充时间(步骤507)。PLC 1085从压力换能器1071(图7)接收信号，该压力换能器测量源1090的蒸气顶部空间中CO2的压力。压力换能器1071将对应于CO2的压力的信号中继到PLC 1085。基于该压力读数和第二填充导管27中的喷嘴12的总体积(其代表性示意图示于图1b中)，PLC1085可确定含CO2的液体的流的预期质量流量，其由压力对喷嘴12的总体积的查找表凭经验确定。在确定了质量流量的情况下，PLC 1085将进入所选择的第二容器26的预期填充时间(即，预定填充时间)计算为期望的CO2雪块的输入的体积与待生成的CO2雪块的预编程密度(例如，优选地55lb/ft3-60lb/ft3)的乘积除凭经验确定的质量流量。
利用PLC 1085计算预定填充时间，PLC 1085提示用户消息以致动启动按钮(步骤508)以在填充过程之前启动供应歧管1000的加压。与第二填充导管27相关联的图7的阀、仪器和部件被构造成与CO2源供应歧管1000连接并且容纳CO2气体和CO2液体，如现在将解释的。气体导管1091容纳压力换能器1071和1070、以及压力指示器1078。压力换能器1071测量CO2源1090中的顶空的压力；压力指示器1078测量由减压阀1080(“PRV 1100”)降低之后的CO2气体流的压力；并且压力换能器1070测量进入所选择的第二容器26的含CO2的液体流的压力。在CO2蒸气阀1094被构造成处于打开位置、CO2控制阀1100被构造成处于打开位置、CO2液体抽取阀1093被构造成处于关闭位置、并且CO2控制阀1200被构造成处于关闭位置的情况下，CO2气体从CO2源1090的蒸气顶部空间抽取并流入气体导管1091中。压力调节器1080(“PRV 1100”)将从CO2源1090抽取的CO2气体的压力从源压力(例如，350psig-400psig)降低到约150psig，如压力指示器1078所测量的。优选地添加一定量的CO2气体以防止含液体的CO2的压力降低至低于某一压力(例如，约150psig)，从而确保液体不降至在供应歧管1000的导管和第二填充导管27的一部分内过早地经历相变成固体和/或气体的压力。
除了对歧管1000的导管充分加压之外，可任选地添加CO2气体以流动和吹扫任何残余物和/或杂质持续任何时间量。在一个示例中，吹扫过程可持续大约30秒至约2分钟。当CO2气体流过气体导管1091的各个部分时，任何残余物和/或杂质均可被吹扫。可通过打开调节阀1301并关闭调节阀1302来将CO2气体引导到所选择的第二容器26中。在填充过程的这个阶段，容器26不含任何显著量的CO2雪颗粒或CO2雪块2。CO2气体在向下方向上流过填充导管27并进入模具腔25。CO2气体随后通过第二顶板28的网状片材31从容器26逸出(例如，在基本上竖直取向的方向上抽取，如图lb中由向上箭头更详细地示出)。
当PLC 1085确定所选择的填充导管27和CO2供应歧管1000中的压力处于或高于足以防止液体CO2的相变的压力(例如，优选地，等于或高于150psig，并且更优选地200psig最高达350psig)时，开始将CO2雪块2填充到所选择的容器26中(步骤509)。CO2蒸气阀1094可保持在打开位置；并且控制阀1100可保持在打开位置，从而确保在液体CO2填充到容器26中之前和期间歧管1000内存在足够的气体加压。为了使来自CO2源1090的液体CO2的流动开始，控制阀1302被设置处于关闭位置以确保含液体的CO2不流入第一容器10(即，由PLC1085确定的未选择的容器)中；并且控制阀1301被设置处于打开位置以允许含液体的CO2流入第二容器26中(即，由PLC 1085确定的所选择的容器)中。参见图7，来自CO2源1090的含液体的CO2沿液体导管1092流过控制阀1301，并且然后在向下方向上引入所选择的第二容器26的第二填充导管27中(如图1b所示)。止回阀1067防止含液体的CO2的压力导致导管1091内的CO2气体回流到CO2源1090中。
含CO2的液体从第二填充导管27的喷嘴12流出，以进入所选择的第二容26的所选择的模具腔25。在一个优选的实施方案中，第二填充导管27的端部具有四个喷嘴12，所述喷嘴成角度以将含CO2的液体引导或注入所选择的模具腔25中，如图1b所示。在含液体的CO2穿过喷嘴12并进入所选择的模具腔25中时发生压力和温度下降，从而在其内中产生CO2雪的固体颗粒和CO2废气。CO2废气穿过第二顶板28的网状片材18，而固体颗粒太大而不能流过网状片材18从而保持被截留在模具腔25内。颗粒和气体不沿容器26的顶部边缘逸出，因为第二容器26的周边由于致动器30a和30b在填充期间保持第二顶板28充分压贴模具腔25的顶部而被密封。当CO2废气作为排出的气体穿过网状片材31时，其具有压实CO2雪的固体颗粒以在模具腔25内形成CO2雪块2的期望效果，从而开始生成CO2雪块2。如本文相对于自动填充所用的术语“压实”是指将雪颗粒压缩成具有合适密度的CO2雪块2。压实可影响可在所选择的模具腔25内生成的CO2雪块2的量。以这种方式，本发明具有利用排出的气体的形成来改善雪颗粒的压实密度以形成CO2雪块2的能力。排出的CO2气体流过第二顶板28的网状片材31的开口，如图1b中的箭头所示，从而防止过量的压力积聚在第二模具腔25内。应当理解，气体可相对于第二填充导管27的垂线以任何角度抽取，由此垂线垂直于所选择的模具腔25的水平表面延伸。然后可将排出的气体引导到排气导管1050中，该排气导管可操作地连接到第二填充导管27。
CO2雪的颗粒继续以块状形式在所选择的模具腔25内形成。定时器可继续监测实耗时间并生成传输到PLC 1085的实耗时间的对应信号。只要实耗时间小于预定填充时间，PLC 1085就继续允许含CO2的液体沿导管1092流动(步骤510)。
当PLC 1085已确定实耗时间已经达到预定填充时间时，填充停止。具体地讲，PLC1085向控制阀1301传输信号以将其构造成关闭位置，从而防止含CO2的液体继续流入所选择的容器26中。还关闭主要液体抽取阀1093。填充过程以这种方式停止(步骤511)。响应于停止液体CO2的流动，如果需要，气态CO2可继续沿气体导管1091流动并进入填充导管807和容器中持续一段持续时间，作为用于吹扫歧管1000和/或所选择的容器26的导管内的任何杂质或残余物的方式。当CO2气体流入所选择的容器26中并且然后排出时，雪块2可变得更加压实。
歧管1000的关闭也可作为步骤511的一部分发生。可沿从控制阀1200延伸到主要液体抽取阀1093的液体导管1092的部分截留残余液体CO2。安全泄压阀1086和1087(“SRV1102”和“SRV 1200”)被设计成泄放可截留在气体导管1091和/或液体导管1092内的残余压力。由于沿着其截留的液体CO2可最终升华为CO2气体，可通过安全泄压阀1087泄放压力累积，该安全泄压阀在一个示例中被设定为在400psig下致动。安全泄压阀1086还用于在CO2气体1091导管中的压力累积达到上限(例如，400psig)时泄放压力。
在填充过程结束后，PLC 1085将所选择的模具腔25从填充取向致动成分配取向(步骤512)。首先，致动器30a和30b收缩以使顶板28以与如图2a所示类似的方式提升远离模具腔25的顶部。图3示出了容纳期望体积的CO2雪块2的所选择的模具腔25的放大图，其中移除顶板28。模具腔25准备好将CO2雪块2分配到盒22中，所述盒沿传送带20传送到位于模具腔25下方的位置，使得当所述雪块从模具腔25内落入盒22中时，所述块可接收CO2雪块2。图4示出了盒22沿传送带20的移动。具体地讲，图4示出了传送系统4，其中盒22从传送窗口的入口21移动到模具腔25下方的位置，在该位置处所述盒容纳CO2块2；并且最后至传送系统4的分配窗口，准备好拾取装载在盒内的期望的CO2块2。当确定盒22处于期望的位置时(步骤513)，倾斜模具腔25以使其中的CO2雪块2分配到盒22中，如现在将以图9a、图9b和图9c的顺序中所述的。图3和图9a示出了在分配过程开始时的模具腔25。图3示出了致动器组件91a和致动器组件91b分别可操作地连接到所选择的模具腔25的第一侧面17a和第二侧面17b。如本文所用，并且参见图3，后面跟着“a”的部件编号旨在表示模具腔25的第一侧面，并且后面跟着“b”的相同部件编号旨在表示模具腔25的第二侧面17b；并且后面未跟着“a”或“b”的相同部件编号一般旨在指当模具腔25未在透视图中示出时与模具腔25相关联的结构(例如，参见图9a、图9b和图9c)。以举例的方式，致动器组件91a是指可操作地连接到模具腔25的第一侧面17a的致动器组件，如图9a所示；致动器组件91b是指可操作地连接到模具腔25的第二侧面17b的致动器组件；并且致动器组件91一般是指模具腔25的致动器组件，如图图9a、图9b和图9c的剖视图所示。致动器组件91a和91b中的每一个通过接合到相应狭槽92a和92b中的相应销93a,93b保持接合到所选择的模具腔25的第一侧面17a和第二侧面17b。当销93a,93b沿对应的狭槽92a,92b滑动时，致动器组件91a和91b导致模具腔25旋转(如将在下文所解释的)。模具腔25能够围绕连接到支撑腿部结构90a和90b的枢轴点94a和94b枢转。支撑腿部结构90a和90b悬挂模具腔25，如图2a、图2b、图3和图4所示。应当理解，如图3所示的致动器组件的细节从图4的传送系统和示出自动分配站1的其他附图中省略，以用于结合这些附图清楚地描述本发明的突出方面。
从图3和图9a的取向开始，致动器组件91a和致动器组件91b各自被致动(例如，通过PLC 1085编程)以施加向上的力，所述力分别传输到模具腔25的第一侧面17a和第二侧面17b上的销93a,93b中的每一个。限制销93a,93b在狭槽92a,92b内向上移动。因此，销93a,93b(所述销中的每一个均与枢轴94a,94b间隔相同的距离)施加导致模具腔25逆时针旋转的扭矩。当模具腔25逆时针旋转时，狭槽92a,92b变成竖直取向，从而允许致动器组件91a,91b的相应臂沿狭槽92a,92b向上延伸。图9b示出了已围绕枢轴94a,94b逆时针旋转90度的旋转模具腔25的中间构型，其中致动器组件91a,91b的臂已部分地向上扩展到狭槽92a,92b中并且沿狭槽92a,92b部分地向上扩展。致动器组件91a,91b的臂继续通过其相应的销93a,93b施加向上的力以产生模具腔25的附加逆时针旋转，直到臂和相应的销93a,93b已行进到狭槽92a,92b的最上边缘，如图9c所示。图9c表示相对于图9b的附加45°逆时针旋转。图9c的倾斜取向可允许CO2雪块2从模具腔25内释放到盒22中(步骤515)，该盒在该接合部处定位在模具腔25下方，如图4所示。图4示出了倒置以指示CO2雪块2已释放到盒22中的模具腔25。盒22内的名称“2”旨在表示盒22容纳CO2雪块2。
在CO2雪块2从模具腔25释放并分配到盒22中的情况下，致动器臂回缩，使得销93a,93b和附接于其上的臂沿狭槽92a,92b向下行进以重新构造成图9a的取向，在该阶段，所述取向表示模具腔25的空闲取向(步骤516)。其中具有CO2雪块2的盒22沿传送带20被传送到传送系统4的出口/分配窗口14，以准备好用于拾取(步骤517)。
虽然自动填充到自动分配站1中已基于预定填充时间来执行，但自动填充也可基于其他标准来进行。例如，PLC 1085可将另一个设定点用于填充，包括(以举例的方式)CO2雪块2的预定义重量；所选择的模具腔中的压力；CO2雪块2的电容；容器中的温度；或所选择的模具腔的顶板的变形。
在另一个实施方案中，作为使用自动分配站1的替代方案，可进行将CO2雪块自动充装到充装站内的单个容器中的方法。图6示出了相关联的控制方法6000，并且图8示出了示例性充装站800。充装站800的入口连接到CO2供应歧管1000，并且充装站800的出口连接到通风系统801。CO2供应歧管1000基本上相同，不同的是自动分配站1现在被替换为图8的充装站。PLC 1085与充装站800、CO2供应歧管1000、通风系统801及其相关联的部件电连通。在致动PLC 1085(步骤600)之后，选择容器用于填充(步骤601)。容器可以为可向其中充装CO2雪块的任何合适的盒。将容器放置于充装站800内(步骤602)。如上文所述，由PLC 1085执行预填充完整性检查(步骤603)。作为附加的预填充完整性检查，门传感器确定门803是否被锁定。未能满足预填充完整性检查中的任一项将提示PLC 1085生成适当的HMI消息以供用户采取适当的动作(步骤604)。
当完成所有预填充完整性检查时，将容器从空闲取向致动成填充取向(步骤605)。以举例的方式并且不旨在进行限制，填充取向可包括通过一个或多个竖直致动器将顶板构造到容器的顶部上，所述竖直致动器被置于容器的顶部上以沿周边形成密封件。应当理解，容器不需要利用顶板和模具腔，如结合图1a、图1b、图2a和图2b所述的。因此，如果不需要如上文所述的顶板和模具腔，则填充取向可包括引入和取向合适的充装机，所述充装机可操作地连接到填充导管和容器的顶部。填充取向还提供安全联锁装置，所述安全联锁装置设置在充气站800中，使得门803在CO2充装期间保持锁定，并且容器以安全的方式装载在充装站800的内部内。
当容器被验证为处于填充取向时，用户可输入期望在容器内生成的CO2雪块2的期望体积。在步骤606处，PLC 1085确定预定填充时间，如上文相对于图5的示例中的步骤507所述的。将CO2雪块的密度(例如，55lb/ft3-60lb/ft3)预编程到PLC 1085中；并且由CO2压力相对于充装机中喷嘴的总体积的查找表凭经验确定质量流量。
用户致动启动按钮(步骤607)以启动自动充装过程。填充如下开始(步骤608)。将来自供应歧管1000的足够量的气态CO2从CO2源1090的蒸气顶部空间引入填充导管807中，所述填充导管在供应歧管1000与容器之间延伸。供应歧管1000可操作地连接到填充导管807。将CO2气体添加到导管中以将歧管1000的导管加压到一定水平，所述水平足以防止液体CO2的压力降低到一定压力以下(例如，低于约150psig)，在所述压力处，液体CO2可在歧管1000和填充导管807的导管内过早地经历到固体和/或气体的相变。PLC 1085继续监测来自压力换能器1070(图7)的供应歧管1000中的压力，所述压力换能器测量CO2和填充导管807的压力。当确定压力处于或高于一定压力使得液体CO2不改变相位时，PLC 1085向控制阀1200传输信号以将其构造成打开位置。在控制阀1200处于打开位置的情况下，来自CO2供应源1090的液体CO2被抽取被并沿导管1092流动。液体CO2的压力高于占据歧管1000的气态CO2的压力；因此，当液体CO2沿第一方向(例如，基本上竖直并向下进入容器)流入充装站800的容器中时，进入容器中的CO2的气体流停止。当CO2液体进入容器时，其经历相变以转化成CO2雪块和废气。废气逸出容器并通过排气导管1050排出。CO2液体继续进入容器，直至PLC 1085确定实耗填充时间已经达到预定时间。当实耗时间已达到预定时间时，PLC 1085将信号中继到控制阀1200以将其构造到关闭位置，从而停止从CO2源1090抽取液体CO2(步骤610)。还关闭主要液体抽取阀1093。响应于停止液体CO2的流动，如果需要，气态CO2可继续沿气体导管1091流动并进入填充导管807和容器中持续一段持续时间，作为用于吹扫歧管1000和/或容器的导管内的任何杂质或残余物的方式。当CO2气体流入容器中并且然后排出到排气导管1050中时，雪块可变得更加压实。应当理解，虽然阀1093和阀1094在图7中被示为手动阀，但是可使用自动控制阀代替阀1093和1094中的每一个。
现在可执行关闭(步骤611)。可沿从控制阀1200延伸到主要液体抽取阀1093的液体导管1092的部分截留残余液体CO2。安全泄压阀1086和1087(“SRV 1102”和“SRV 1200”)被设计成泄放可在关闭充装站800和歧管1000的各种系统部件时被截留在气体导管1091和/或液体导管1092内的残余压力。由于沿着其截留的液体CO2可最终升华为CO2气体，可通过安全泄压阀1087泄放压力累积，该安全泄压阀在一个示例中被设定为在400psig下致动。安全泄压阀1086还用于在CO2气体1091导管中的压力累积达到上限(例如，400psig)时泄放压力。
在步骤611处完成关闭之后，PLC 1085停用充装站800的安全联锁装置，使得充装站的门803可打开以触及容器并移除其中填充有CO2雪块2的容器。
应当理解，到容器中的自动充装也可基于其他标准进行。例如，PLC1085可将另一个设定点用于填充，包括(以举例的方式)CO2雪块2的预定义重量；容器中的压力；CO2雪块2的电容；容器中的温度；或可用于密封容器的顶板的变形。
虽然已经描述的具有CO2雪块2的容器可与如下文所定义的任何“物品”一起使用，但在一个优选的实施方案中，本发明尤其有助于保持与可重复地保藏生物样品所需的包装方案相符，从而避免样品降解并且允许样品恢复到其功能状态并在到达其目的地后接受适用测试。此外，优选地生成具有改善的压实密度的CO2雪块2，其与容纳通过常规技术制备的CO2干冰的标准干冰运送容器相比，可以以延长的冷却作用持续时间保持容器的必需温度。延长的冷却作用持续时间可降低运输中样品降解的风险，并且允许用户更灵活地优化本发明的可运输容器的制备和组装方面的成本和方便性；何时采集物品(包括样品，诸如生物样品)；以及可利用的运送方法的类型。
在不脱离本发明的实质的情况下，设想对本发明的多个修改。例如，可改变用于自动化填充站(图5)的控制方法中的步骤顺序，使得盒22在预填充完整性检查合格之后被定位在适当位置。关于充装站(图6)，PLC可在容器被装载到充装站中之后致动。另外，可改变进入所选择的容器中的CO2流的注入方向。例如，可以各种角度取向，向上、或横向、或向下注入含CO2的液体，其中确切角度由填充导管中的喷嘴形状、设计和几何形状来确定。类似地，可改变所选择的容器内的CO2气体和废气，以便在向下方向或侧向方向或向上且成角度的方向上排出。另外，关于自动充装站，可修改控制方法，使得用户输入雪块2的体积并选择自动分配站1的HMI上列出的容器。
可将本发明的自动化控制方法施用于任何容器。在一个实施方案中，自动化控制方法和过程可与如序列专利申请号15/645,152中所述的容器结合使用，该专利申请的细节出于所有目的全文以引用方式并入本文。此类容器可用作本发明的自动填充分配站或充装系统的一部分。
虽然已示出和描述了被认为是本发明的某些实施方案，但当然应当理解，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可轻易地对其形式或细节作出修改和改变。因此，本发明并不局限于本文所示和所述的具体形式和细节，也不局限于本文所公开的以及后文所要求的本发明整体之内的任何内容。

Claims (24)

1.一种将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到自动分配站内的容器中的方法，所述方法包括：
将对应于液体CO2的压力的第一信号接收到控制器中作为第一设定点；
将待生成的所述CO2雪块的体积输入到所述控制器中作为第二设定点；
所述控制器基于所述第一设定点和所述第二设定点来确定填充时间以生成所述CO2雪块的所述体积；
所述控制器选择具有对应于所述第二设定点的内部体积的所述容器，所述容器位于所述自动分配站内，并且所述自动分配站包括具有不同内部体积的两个或更多个容器；
使气态CO2流入填充导管中，以在处于或高于足以防止所述液体CO2的相变的压力处对所述填充导管加压；
当所述控制器确定所述填充导管中的压力处于或高于足以防止所述液体CO2的相变的所述压力时，所述控制器使液体CO2控制阀允许所述液体CO2沿所述填充导管流动并进入所述容器中；
将所述液体CO2引入所述容器中；
所述液体CO2的至少一部分经历相变以转化成所述容器内的所述CO2雪块和废气CO2；
通过永久性地附连或可移除地附连到所述容器的板从所述容器抽取所述废气CO2，所述板对所述废气CO2是可透过的并且对固相CO2是至少部分地不可透过的；
测量用所述液体CO2填充所述容器的实耗时间并生成对应于所述实耗时间的第二信号；
将对应于所述实耗时间的所述第二信号传输到所述控制器；
所述控制器(i)当所述实耗时间小于所述填充时间时，允许所述液体CO2在不存在覆盖的情况下继续流入所述容器中，以及(ii)当所述实耗时间已达到所述填充时间时，防止所述液体CO2在所述容器中流动。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
所述控制器检测达到所述填充时间的实耗时间；并且响应于此
所述控制器传输第三信号以将所述容器从填充取向构造成分配取向，处于所述分配取向的所述容器容纳所述CO2雪块的所述体积。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：
将所述CO2雪块从所述容器释放到所述自动分配站的访问区域中。
4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
将所述容器构造成所述自动分配站内的空闲取向或所述填充取向。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述板以足够的压力定位到所述容器上以沿所述容器的周边形成密封件。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
将所述液体CO2引入所述容器中但不引起所述液体CO2的显著堵塞。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
所述控制器在执行使足量的气态CO2流入到所述填充导管中的步骤之前执行完整性检查。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器被构造成将所述容器从空闲取向致动到填充取向。
9.一种将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到自动分配站内的容器中并从所选择的容器中出售所述CO2雪块的方法，所述方法包括：
将被用于确定CO2雪块填充到所述容器中完成的设定点输入到控制器中，所述设定点基于i)填充持续时间；(ii)CO2雪块的预定义重量、(iii)所选择的容器中的压力、(iv)所述CO2雪块的电容、(v)所述容器中的温度或(vi)板的变形，所述板永久性地附连或可移除地附连到所述容器；
所述控制器容纳待生成的所述CO2雪块的体积；
所述控制器选择具有内部体积的所述容器，所述内部体积能够容纳待生成的所述CO2雪块的所述体积，位于所述自动分配站内的所述容器包括具有不同内部体积的两个或更多个容器；
使足量的气态CO2流入填充导管中并沿填充导管流动；
所述控制器将第一信号传输到液体CO2控制阀，以使所述液体CO2沿所述填充导管流动并进入所述容器中，并且在其中经历相变以转化成CO2雪块和废气CO2；
通过所述板从所选择的容器抽取所述废气CO2，所述板对所述废气CO2是可透过的并且对固相CO2是至少部分地不可透过的，并且进一步地，其中所述填充导管可操作地连接到所述容器；
测量对应于所述设定点的实时变量并生成对应于所述实时变量的第二信号；
将所述第二信号传输到所述控制器；
当确定所述实时变量尚未达到所述设定点时，所述控制器(i)在不存在覆盖的情况下允许所述液体CO2继续流入所述容器中；并且
当所述实时变量已经达到所述设定点时，控制器(ii)防止所述液体CO2在所述容器中流动，并且响应于此，所述控制器传输第三信号以将所述容器构造成分配取向，处于所述分配取向的所述容器容纳所述CO2雪块的所述体积。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
所述控制器在开始将所述CO2雪块自动填充到所述容器中之前执行完整性检查。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述控制器接收对应于等于所述设定点的所述实时变量的所述第二信号，并且响应于此，所述控制器将第四信号传输到所述液体CO2控制阀以将所述液体CO2控制阀构造成关闭位置。
12.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括所述控制器验证所述容器处于填充取向，并且如果所述控制器确定所述容器不处于所述填充取向，则所述控制器(i)传输一个或多个信号以使所述容器致动到所述填充取向，或者(ii)向用户传输将所述容器手动构造成所述填充取向的警告通知。
13.一种将二氧化碳(CO2)雪块自动充装到容器中的方法，所述方法包括：
将被用于确定所述CO2雪块填充到所述容器中完成的设定点输入到控制器中，所述设定点基于i)填充持续时间；(ii)CO2雪块的预定义重量、(iii)所述容器中的压力、(iii)所述CO2雪块的电容、(v)所述容器中的温度或(vi)板的变形，所述板永久性地附连或可移除地附连到所述容器；
所述控制器执行完整性检查并确定所述完整性检查满足适用标准；并且响应于此，
使足量的气态CO2从供应歧管流入到所述填充导管中；
所述控制器接收对应于所述供应歧管和所述填充导管中的压力的第一信号；
当所述控制器确定对应于所述供应歧管和所述填充导管中的所述压力处于或高于足以防止液体CO2的相变的压力的所述第一信号时，所述控制器将第二信号传输到沿所述供应歧管定位的液体CO2控制阀以将所述液体CO2阀构造成所述打开位置；
在高于所述气态CO2压力的压力处，将所述液体CO2从CO2源抽取到所述供应歧管中，从而停止所述气态CO2通过所述填充导管的流动，所述CO2源可操作地连接在所述供应歧管的上游；
通过所述填充导管将所述液体CO2引入所述容器中；
所述CO2液体经历相变以在所述容器内转化成所述CO2雪块和废气CO2；
从所述容器中抽取所述废气CO2；
测量对应于所述设定点的实时变量并生成对应于所述实时变量的第三信号；
将对应于所述实时变量的所述第三信号传输到所述控制器；
其中所述液体CO2在不存在覆盖的情况下继续进入所述容器，直到所述控制器确定所述实时变量达到所述设定点。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
所述控制器接收对应于具有等于所述设定点的值的所述实时变量的所述第三信号；并且响应于此
所述控制器将第四信号传输到所述供应歧管中的所述液体CO2控制阀，以将所述液体CO2阀构造成所述关闭位置，从而停止将所述液体CO2从所述CO2源抽取到所述供应歧管中。
15.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
将所述容器装载到充装站中；
将所述容器可操作地连接到所述填充导管；以及
将所述容器可操作地连接到排气口。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括以下步骤：所述控制器执行所述完整性检查，并且响应于此，当所述控制器确定下列时，防止所述气态CO2和所述液体CO2自动充装到所述容器中：
(a)(i)排气未运行；或者(a)(ii)所述充装站的通道门未关闭；或者(a)(iii)所述填充导管和所述供应歧管中的所述压力低于足以防止液体CO2的相变的阈值压力；或
所述控制器执行所述完整性检查，并且响应于此，当所述控制器确定下列时，允许CO2雪块到所述容器中的自动充装继续进行：
(b)(i)所述排气正在运行；以及(b)(ii)所述充装站的通道门关闭；以及
(b)(iii)所述填充导管和所述供应歧管中的所述压力处于或高于足以防止所述液体CO2的相变的压力。
17.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括验证所述容器处于填充取向，并且如果确定所述容器不处于所述填充取向，则所述控制器(i)传输一个或多个信号以使所述容器致动成所述填充取向，或者(ii)向用户传输将所述容器手动构造成所述填充取向的警告通知。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述容器包括位于所述容器的一个或多个壁内的吸气材料。
19.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括：
继续使所述气态CO2通过所述填充歧管流动并进入所述容器中以吹扫任何残余物和/或杂质。
20.一种准备容器以用于将二氧化碳(CO2)雪块自动充装到单个容器中的方法，所述方法包括：
将被用于确定所述CO2雪块填充到所述容器中完成的设定点输入到控制器中，所述设定点基于i)填充持续时间；(ii)CO2雪块的预定义重量、(iii)所述容器中的压力、(iii)所述CO2雪块的电容、(v)所述容器中的温度或(vi)板的变形，所述板永久性地或可移除地附连到所述容器；
所述控制器执行完整性检查并确定所述完整性检查满足适用标准；并且响应于此，
所述控制器验证所述容器处于填充取向，并且如果确定所述容器不处于所述填充取向，则所述控制器(i)传输第一信号以使所述容器致动成所述填充取向，或者(ii)向用户传输将所述容器手动构造成所述填充取向的警告通知。
21.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括将供应歧管和所述填充导管加压到一定压力的步骤，所述压力处于或高于足以防止液体CO2的相变的压力。
22.一种将容器构造成适用于容纳CO2液体的填充取向的方法，所述方法包括：
将信号传输到致动器臂，所述致动器臂被构造成将板可操作地连接到所述容器，所述板永久性地附连或可移除地附连到所述容器，所述板对气相CO2是可透过的并且对固相CO2是至少部分地不可透过的；
沿所述板的周边形成密封件；以及
将所述板的填充导管可操作地连接并锁定到CO2供应歧管。
23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括：
在所述容器中生成CO2雪块；
将所述CO2雪块从所述容器释放到由用户提供的第二容器中。
24.一种选择自动分配站内的容器以将二氧化碳(CO2)雪块自动填充到所述容器中的方法，所述方法包括：
将待生成的所述CO2雪块的体积输入到所述控制器中作为设定点；
所述控制器选择具有对应于所述设定点的内部体积的所述容器，所述容器位于所述自动分配站内，并且所述自动分配站包括具有不同内部体积的两个或更多个容器；以及
所述控制器验证所述容器处于填充取向，并且如果确定所述容器不处于所述填充取向，则所述控制器(i)传输信号以使所述容器致动到所述填充取向，或者(ii)向用户传输将所述容器手动构造成所述填充取向的警告通知。
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