CN115751815A - 一种多温度储存的液氮冰箱及切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多温度储存的液氮冰箱及切换方法，包括箱主体，冰箱主体的内腔内设置有隔温板，隔温板将冰箱主体的内腔分割成第一腔室与第二腔室；冰箱主体的内部开设有冷媒管，冷媒管的内部通入有液氮，第一腔室与第二腔室内部的冷媒管通过电磁三通阀相连通，隔温板的内部也开设有冷媒管，且也与电磁三通阀相连通；冷管，贴合在第二腔室的内壁，冷管与外部的压缩机相连接，冷管与设置在靠近冰箱主体散热栅位置的热管相连通。该装置能够同时存放两种保存温度区间的生物样品，极大程度上节省了设备的成本，同时当出现制冷故障或者停电时，仍然能够在一定时间内保存内部样品的正常状态。

Description

一种多温度储存的液氮冰箱及切换方法

技术领域

本发明涉及液氮冰箱的技术领域，尤其涉及一种多温度储存的液氮冰箱及切换方法。

背景技术

对于生物样品的保存，现有的经常使用的方式包括使用液氮罐以及超低温冰箱，而对于需要在不同温度下保存的两种生物样品，经常需要在两个单独的低温保存设备进行保存，造成整体的设备成本较高，当需要拿取样品时还需要频繁的开关不同的冰箱，并且现有的生物样品保存的超低温冰箱通常是通过供电进行使用，当突然发生停电，或者制冷系统时发生故障时，则冰箱就无法正常的进行使用，导致内部的生物样品发生损坏，造成大量的损失。

现有的公开号为CN113720066B提供的生物样本液氮罐冰箱，将液氮制冷和机械式压缩制冷结合起来，并利用真空绝热层进行隔热，从而使本发明具有节能效果好、确保存储生物样本安全的特点，并且使用方式较为灵活，应用前景广阔，可以在发生停电等故障时，通过液氮保持低温，但是也只是适用于冰箱中只存放在相似或者相同保存温度区间内的样品，而当存放不同保存温度区间内的样品时，由于液氮的超低温属性，就会导致部分保存温度较高的生物样品出现病理损伤或者死亡。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种多温度储存的液氮冰箱及切换方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种多温度储存的液氮冰箱，包括冰箱主体，所述冰箱主体的内腔内设置有隔温板，所述隔温板将所述冰箱主体的内腔分割成第一腔室与第二腔室；

所述冰箱主体的内部开设有冷媒管，所述冷媒管的内部通入有液氮，所述第一腔室与所述第二腔室内部的所述冷媒管通过电磁三通阀相连通，所述隔温板的内部也开设有所述冷媒管，且也与所述电磁三通阀相连通；

冷管，贴合在所述第二腔室的内壁，所述冷管与外部的压缩机相连接，所述冷管与设置在靠近冰箱主体散热栅位置的热管相连通。

作为上述技术方案的进一步描述，所述冷媒管通过连接管与外部的液氮储罐相连通。

作为上述技术方案的进一步描述，所述电磁三通阀与外部独立的控制单元相连通，所述控制单元包括控制模块与电源模块。

作为上述技术方案的进一步描述，所述第一腔室与所述第二腔室的内部均设置有可旋转的样品放置架，且所述样品放置架的外部设置有温度传感器。

作为上述技术方案的进一步描述，所述隔温板的两侧均设置有保温层，且靠近所述第二腔室的所述保温层的厚度大于靠近所述第一腔室一侧的所述保温层的厚度。

作为上述技术方案的进一步描述，所述第一腔室的内壁也贴覆有所述保温层，所述保温层为硬质聚氨酯泡沫。

作为上述技术方案的进一步描述，所述第二腔室内部的所述温度传感器与所述控制单元为电性连接。

作为上述技术方案的进一步描述，所述冰箱主体内部的所述冷媒管为螺旋型，所述隔温板内部的所述冷媒管为S型。

作为上述技术方案的进一步描述，所述冰箱主体的外部设置有报警器，且所述报警器与所述温度传感器为电性连接。

一种多温度储存的液氮冰箱的切换方法，包括：

压缩机工作，电磁三通阀处于第一状态，冷媒管中的液氮的路径为围绕第一腔室流动，并在隔温板中的所述冷媒管流动，对所述第一腔室进行降温，所述压缩机控制冷管对第二腔室进行降温；

所述第二腔室内部的温度传感器检测温度短时间内持续升高，将信号传送到控制单元，所述控制单元控制所述电磁三通阀切换为连通所述第一腔室与所述第二腔室内壁中的所述冷媒管，液氮在所述冷媒管中流动。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过能够在同时保存两种不同温度需求的样品，减少了多使用一个冰箱的成本，同时操作也更加的方便。

2、本发明通过当冷管降温系统发生故障或者突然发生停电等情况时，第二腔室内部的温度传感器检测温度短时间内持续升高，将信号传送到电磁三通阀的控制单元，而由于控制单元的内部包括有独立的电源装置，保证电磁三通阀仍然可以正常的工作，从而使控制单元控制电磁三通阀切换为连通第一腔室与第二腔室内壁中的冷媒管，使液氮在整个冰箱主体内部的冷媒管中流动，而由于第二腔室内部的保温层的厚度可以比第一腔室内部的保温层厚度更厚，可以尽量减弱冷量的传递，因此可以使第二腔室内部保持低温状态，但是不会如第一腔室的内部一样处于超低温，同时通过电磁三通阀也可以调节液氮在第二腔室内部的冷媒管中的流量，从而达到即使发生故障，样品在短时间内也不会发生损坏。

附图说明

图1为本发明提出的一种多温度储存的液氮冰箱的立体图；

图2为本发明提出的一种多温度储存的液氮冰箱的俯视图；

图3为本发明提出的一种多温度储存的液氮冰箱的内部局部剖视图；

图4为本发明提出的一种多温度储存的液氮冰箱的电磁三通阀示意图。

图例说明：

1、冰箱主体；2、隔温板；3、第一腔室；4、第二腔室；5、冷媒管；6、电磁三通阀；7、冷管；8、压缩机；9、热管；10、液氮储罐；11、控制单元；12、样品放置架；13、温度传感器；14、保温层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图4，本发明提供的一种实施例：一种多温度储存的液氮冰箱，包括冰箱主体1，冰箱主体1的内腔内设置有隔温板2，隔温板2将冰箱主体1的内腔分割成第一腔室3与第二腔室4；冰箱主体1的内部开设有冷媒管5，冷媒管5的内部通入有液氮，第一腔室3与第二腔室4内部的冷媒管5通过电磁三通阀6相连通，隔温板2的内部也开设有冷媒管5，且也与电磁三通阀6相连通；冷管7，贴合在第二腔室4的内壁，冷管7与外部的压缩机8相连接，冷管7与设置在靠近冰箱主体1散热栅位置的热管9相连通。

根据上述技术方案，该装置在使用的过程中将两种需要不同温度保存的生物样品分别放入在第一腔室3以及第二腔室4的样品放置架12，在正常的工作状态下，电磁三通阀6将第一腔室3内壁内部的冷媒管5与隔温板2内部的冷媒管5相连通的，此时冷媒管5中的液氮通过外部的液氮储罐10只在第一腔室3的周围流动，对第一腔室3内部进行低温保存，而第二腔室4内部的冷管7在压缩机8的带动下进行降温，使第二腔室4内部的温度处于零下60°-零下10°，具体调节到某一温度程度，如零下20°，可以通过控制压缩机8功率来进行调节，而第一腔室3的内部温度可以达到零下196℃，可以用于保存生物样品，通过上述的方案可以使本装置能够在同时保存两种不同温度需求的样品，减少了多使用一个冰箱的成本，同时操作也更加的方便。

进一步地，冷媒管5通过连接管与外部的液氮储罐10相连通，液氮储罐10可以冷媒管5中通入液氮，使第一腔室3的内部可以保持低温状态。

进一步地，电磁三通阀6与外部独立的控制单元11相连通，控制单元11包括控制模块与电源模块，电源模块的容量不用特别大，因为出现故障以及发生停电的情况很少，只需保证电源模块能够控制电磁三通阀6两次或者三次的容量即可，同时当停电时间或者故障的时间很长时，控制单元11将电磁三通阀6打开后，一直保持该状态，从而保证可以长时间的对第一腔室3和第二腔室4的内部进行降温。

进一步地，第一腔室3与第二腔室4的内部均设置有可旋转的样品放置架12，且样品放置架12的外部设置有温度传感器13，通过温度传感器13可以对第一腔室3以及第二腔室4内部的温度进行实时的监控，当出现温度短时间内快速升高时，可以及时进行动作。

进一步地，隔温板2的两侧均设置有保温层14，且靠近第二腔室4的保温层14的厚度大于靠近第一腔室3一侧的保温层14的厚度，当液氮流入第二腔室4内壁的冷媒管5时，由于第二腔室4内壁上贴覆的保温层14厚度较厚，可以减少液氮的冷量传递，可以避免第二腔室4内部的温度过低，造成内部储存的生物样品出现低温损伤。

进一步地，第一腔室3的内壁也贴覆有保温层14，保温层14为硬质聚氨酯泡沫。

进一步地，第二腔室4内部的温度传感器13与控制单元11为电性连接，同时温度传感器13在正常状态下由外部总电源进行供电，当出现异常情况时，转由控制单元11内部的电源模块来进行供电。

进一步地，冰箱主体1内部的冷媒管5为螺旋型，隔温板2内部的冷媒管5为S型。

进一步地，冰箱主体1的外部设置有报警器，且报警器与温度传感器13为电性连接，当出现故障情况时，报警器进行报警，提醒工作人员进行处理。

一种多温度储存的液氮冰箱的切换方法，包括：

压缩机8工作，电磁三通阀6处于第一状态，冷媒管5中的液氮的路径为围绕第一腔室3流动，并在隔温板2中的冷媒管5流动，对第一腔室3进行降温，压缩机8控制冷管7对第二腔室4进行降温；

当冷管降温系统发生故障或者突然发生停电等情况时，第二腔室4内部的温度传感器13检测温度短时间内持续升高，将信号传送到电磁三通阀6的控制单元11，而由于控制单元11的内部包括有独立的电源装置，保证电磁三通阀仍然可以正常的工作，从而使控制单元11控制电磁三通阀6切换为连通第一腔室3与第二腔室4内壁中的冷媒管5，使液氮在整个冰箱主体1内部的冷媒管5中流动，而由于第二腔室4内部的保温层14的厚度可以比第一腔室3内部的保温层14厚度更厚，可以尽量减弱冷量的传递，因此可以使第二腔室4内部保持低温状态，但是不会如第一腔室3的内部一样处于超低温，同时通过电磁三通阀6也可以调节液氮在第二腔室4内部的冷媒管5中的流量，从而达到即使发生故障，样品在短时间内也不会发生损坏。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多温度储存的液氮冰箱，包括冰箱主体（1），其特征在于：所述冰箱主体（1）的内腔内设置有隔温板（2），所述隔温板（2）将所述冰箱主体（1）的内腔分割成第一腔室（3）与第二腔室（4）；

所述冰箱主体（1）的内部开设有冷媒管（5），所述冷媒管（5）的内部通入有液氮，所述第一腔室（3）与所述第二腔室（4）内部的所述冷媒管（5）通过电磁三通阀（6）相连通，所述隔温板（2）的内部也开设有所述冷媒管（5），且也与所述电磁三通阀（6）相连通；

冷管（7），贴合在所述第二腔室（4）的内壁，所述冷管（7）与外部的压缩机（8）相连接，所述冷管（7）与设置在靠近冰箱主体（1）散热栅位置的热管（9）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述冷媒管（5）通过连接管与外部的液氮储罐（10）相连通。

3.根据权利要求1所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述电磁三通阀（6）与外部独立的控制单元（11）相连通，所述控制单元（11）包括控制模块与电源模块。

4.根据权利要求3所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述第一腔室（3）与所述第二腔室（4）的内部均设置有可旋转的样品放置架（12），且所述样品放置架（12）的外部设置有温度传感器（13）。

5.根据权利要求1所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述隔温板（2）的两侧均设置有保温层（14），且靠近所述第二腔室（4）的所述保温层（14）的厚度大于靠近所述第一腔室（3）一侧的所述保温层（14）的厚度。

6.根据权利要求5所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述第一腔室（3）的内壁也贴覆有所述保温层（14），所述保温层（14）为硬质聚氨酯泡沫。

7.根据权利要求4所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述第二腔室（4）内部的所述温度传感器（13）与所述控制单元（11）为电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述冰箱主体（1）内部的所述冷媒管（5）为螺旋型，所述隔温板（2）内部的所述冷媒管（5）为S型。

9.根据权利要求4所述的一种多温度储存的液氮冰箱，其特征在于：所述冰箱主体（1）的外部设置有报警器，且所述报警器与所述温度传感器（13）为电性连接。

10.一种多温度储存的液氮冰箱的切换方法，其特征在于：包括：

压缩机（8）工作，电磁三通阀（6）处于第一状态，冷媒管（5）中的液氮的路径为围绕第一腔室（3）流动，并在隔温板（2）中的所述冷媒管（5）流动，对所述第一腔室（3）进行降温，所述压缩机（8）控制冷管（7）对第二腔室（4）进行降温；

所述第二腔室（4）内部的温度传感器（13）检测温度短时间内持续升高，将信号传送到控制单元（11），所述控制单元（11）控制所述电磁三通阀（6）切换为连通所述第一腔室（3）与所述第二腔室（4）内壁中的所述冷媒管（5），液氮在所述冷媒管（5）中流动。

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