CN117739589B - 一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐 - Google Patents

一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,涉及低温储存设备领域。所述多腔室杜瓦罐包括:罐体,所述罐体从外至内依次设置有第一外壳和多层第一隔热层;罐盖,所述罐盖与所述罐体活动连接;冷源仓,所述冷源仓设置于所述罐体的底部,用于储藏冷源;所述冷源仓的上方设置有第二隔热层;样品仓,所述样品仓设置于所述罐体内,并设置于所述冷源仓的上方;所述样品仓设置有多个冷藏腔;所述冷藏腔上设置有腔盖;多个所述冷藏腔之间设置有第三隔热层;温度调整系统,所述温度调整系统固定在样品仓的底部,用于分别调整不同冷藏腔底部的温度。所述多腔室杜瓦罐可灵活调整不同冷藏腔的保藏温度,适用性强,能耗低。

Description

一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐
技术领域
本发明涉及低温储存设备领域,特别涉及一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐。
背景技术
杜瓦罐是一种用于超低温保存生物样品的设备。在需要大量储藏生物样品的单位中,与使用多个小型杜瓦罐相比,采用一个大型的杜瓦罐能有效节能,并提高样品的管理效率。
目前的大型杜瓦罐虽然有多个样品腔,但是不同样品腔的冷藏温度范围均是相同的,无法单独控制。不同的生物样品的最佳冷藏温度有较大差异,但是目前的大型杜瓦罐无法提供多种保藏温度。
此外,由于大型杜瓦罐的体积大,罐体的取样口也相应较大,并且罐盖体积和重量较大。当存取样品时,罐盖打开或关闭的过程较长,会导致大量的热量进入,冷源损失大。
可见,现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,旨在解决现有技术中大型杜瓦罐无法提供多种保藏温度的技术问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,包括:
罐体,所述罐体从外至内依次设置有第一外壳和多层第一隔热层;
罐盖,所述罐盖与所述罐体活动连接;
冷源仓,所述冷源仓设置于所述罐体的底部,用于储藏冷源;所述冷源仓的上方设置有第二隔热层;
样品仓,所述样品仓设置于所述罐体内,并设置于所述冷源仓的上方;所述样品仓设置有多个冷藏腔;所述冷藏腔上设置有腔盖;多个所述冷藏腔之间设置有第三隔热层;
温度调整系统,所述温度调整系统固定在样品仓的底部,位于第二隔热层和样品仓之间,用于分别调整不同冷藏腔底部的温度。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述温度调整系统包括箱体、控制装置、多个分别与控制装置电连接的调温装置;所述调温装置固定在冷藏腔的底壁底面;所述箱体的顶部与样品仓的底部连通,箱体的底部封闭;所述箱体内设置有多个安装腔,多个安装腔与多个冷藏腔对应设置;相邻的两个安装腔之间设置有第四隔热层;所述控制装置设置于罐体外。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述冷藏腔的周壁和底壁均采用高导热性材料制作。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述罐体的内侧壁顶部设置有多个冷源释放孔,所述冷源释放孔位于样品仓的上方;所述冷源释放孔通过释放管道与冷源仓连接;所述释放管道设置于罐体的罐壁内。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述腔盖采用高导热性材料制作。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,罐盖从外至内依次设置有第二外壳和多层第五隔热层。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,还包括升降装置,所述升降装置的升降端与所述罐盖固定连接。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述样品仓架设于冷源仓上,并与第二隔热层活动连接;所述罐盖的中部设置有支撑管;所述支撑管从上至下穿过所述罐盖;所述支撑管的顶部设置有电动机,所述电动机的转轴穿过所述支撑管,与所述样品仓的中部卡接;所述转轴的插入端设置有多个卡块;所述样品仓的中部设置有竖管,多个所述冷藏腔以所述竖管为中心周向设置;所述竖管的内侧壁上竖向设置有多条卡槽;所述转轴插入所述竖管内;所述卡块插入卡槽内;所述罐盖上设置有取样孔,所述取样孔上覆盖有样孔盖;所述取样孔设置于所述支撑管的旁侧。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述样孔盖的下部设置有隔热结构,并插入所述取样孔内。
所述基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其中,所述温度调整系统的底部设置有多个滑轮。
有益效果:本发明提供了一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,所述多腔室杜瓦罐的样品仓和冷源仓之间设置有温度调整系统,能够在冷源仓提供固定低温的条件下,进一步对样品仓内的不同冷藏腔进行温度调整,从而使不同冷藏腔的保藏温度不同。相较于现有技术,以冷源仓提供足够的且固定的低温条件,能够有效减少制冷带来的能耗,在此基础上搭配相对低功率的温度调整系统,对保藏温度进行微调,可以使多腔室杜瓦罐在低能耗的条件下提供多种超低温保藏温度。
附图说明
图1为本发明的多腔室杜瓦罐的爆炸图。
图2为罐体和冷源仓的结构示意图。
图3为一种实施方式中多腔室杜瓦罐的结构示意图一。
图4为样品仓的结构示意图。
图5为一种实施方式中温度调整系统的结构示意图一。
图6为一种实施方式中温度调整系统的结构示意图二。
图7为一种实施方式中多腔室杜瓦罐的结构示意图二。
图8为一种实施方式中多腔室杜瓦罐的爆炸图。
图9为图8在A处的放大图。
图10为罐盖的结构示意图。
主要元件符号说明:1-罐体,11-第一外壳,12-第一隔热层,2-罐盖,3-冷源仓,31-第二隔热层,32-支撑板,33-冷源添加管道,34-冷源释放孔,35-释放管道,4-温度调整系统,41-箱体,42-控制装置,43-调温装置,411-安装腔,412-第四隔热层,5-样品仓,51-冷藏腔,52-腔盖,53-第三隔热层,21-第二外壳,22-第五隔热层,6-升降装置,23-支撑管,24-电动机,25-转轴,26-卡块,54-竖管,541-卡槽,542-线槽,27-样孔盖,271-隔热结构,28-取样孔,47-滑轮。
具体实施方式
本发明提供一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅用于描述目的,且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上。
请参阅图1、图2和图4,本发明提供一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,包括:
罐体1,所述罐体1从外至内依次设置有第一外壳11和多层第一隔热层12;
罐盖2,所述罐盖2与所述罐体1活动连接;
冷源仓3,所述冷源仓3设置于所述罐体1的底部,用于储藏冷源;所述冷源仓3的上方设置有第二隔热层31;
样品仓5,所述样品仓5设置于所述罐体1内,并设置于所述冷源仓3的上方;所述样品仓5设置有多个冷藏腔51;所述冷藏腔51上设置有腔盖52;多个所述冷藏腔51之间设置有第三隔热层53;
温度调整系统4,所述温度调整系统4固定在样品仓5的底部,位于第二隔热层31和样品仓5之间,用于分别调整不同冷藏腔51底部的温度。
具体的,所述冷源仓3内采用的冷源可以为液氮。冷源仓3可以提供-196℃的超低温,而罐盖2上方的室温环境则为常温,样品仓5的温度则处于两者的温度之间。由于罐盖2起到隔热作用,并且冷源仓3的温度远低于室温环境,因此样品仓5处于零下低温范围。由于温度过低不适用于生物样品的保藏,因此,冷源仓3的上方设置有第二隔热层31,通过第二隔热层31,可以提高样品仓5底部的温度。优选的,所述第一隔热层12和第二隔热层31可以采用低导热系数的材料制作。所述第三隔热层53用于避免不同的冷藏腔51之间互相干扰。
在冷源仓3的基础上,温度调整系统4可以进一步对不同冷藏腔51的底部温度进行升高或降低,从而使冷藏腔51的保藏温度范围升高或进一步降低。
请参阅图1-图5,一种优选的实施方式中,所述温度调整系统4包括箱体41、控制装置42、多个分别与控制装置42电连接的调温装置43;所述调温装置43固定在冷藏腔51的底壁底面;所述箱体41的顶部与样品仓5的底部连通,所述箱体41的底部封闭;所述箱体41内设置有多个安装腔411,多个安装腔411与多个冷藏腔51对应设置;相邻的两个安装腔411之间设置有第四隔热层412;每个冷藏腔51内设置有至少一个调温装置43;所述控制装置42设置于罐体1外。具体的,所述调温装置43可以是加热装置(如加热片、电阻丝),也可以是制冷装置(如半导体制冷器),还可以是加热装置和制冷装置的组合,根据实际储藏需要,通过控制装置42分别启动加热装置和制冷装置,对冷藏腔51的保藏温度进行升高或降低。所述第四隔热层412用于避免不同安装腔411的温度互相干扰,使调温装置43的温度只能经安装腔411的上方传递至对应冷藏腔51的底部。具体的,每个冷藏腔51内均设置有温度传感器,所述温度传感器与控制装置42电连接。
请参阅图1和图9,一种优选的实施方式中,所述冷藏腔51的周壁和底壁均采用高导热性材料制作。优选的,所述腔盖52也采用高导热性材料制作,腔盖52、周壁和底壁均采用高导热性材料,可以使冷藏腔51底部、周壁以及顶部的温度尽量保持一致,减少冷藏腔51内的温度差。
请参阅图1和图2,一种优选的实施方式中,所述罐体1的内侧壁顶部设置有多个冷源释放孔34,所述冷源释放孔34位于样品仓5的上方;所述冷源释放孔34通过释放管道35与冷源仓3连接;所述释放管道35设置于罐体1的罐壁内。在打开罐盖2后,冷源如液氮会挥发,并在样品仓5上方释放,形成隔热区域,可以减少样品仓5顶部的温度上升。
具体的,所述罐体1的周壁内还设置有冷源添加管道33。
优选的,冷源仓3内还设置有多个支撑板32,起结构支撑作用。
请参阅图8,一种优选的实施方式中,罐盖2从外至内依次设置有第二外壳21和多层第五隔热层22。第二外壳21可以采用不锈钢材质,起支撑作用。
请参阅图7,一种优选的实施方式中,所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐还包括升降装置6,所述升降装置6的升降端与所述罐盖2固定连接。大型杜瓦罐中,罐盖2体积大,重量大,通过升降装置6可以便捷地将罐盖2升起。
请参阅图8-图10,一种优选的实施方式中,所述样品仓5架设于冷源仓3上,并与第二隔热层31活动连接;
所述罐盖2的中部设置有支撑管23;所述支撑管23从上至下穿过所述罐盖2;所述支撑管23的顶部设置有电动机24,所述电动机24的转轴25穿过所述支撑管23,与所述样品仓5的中部卡接;
所述转轴25的插入端设置有多个卡块26;所述样品仓5的中部设置有竖管54,多个所述冷藏腔51以所述竖管54为中心周向设置;所述竖管54的内侧壁上竖向设置有多条卡槽541;所述转轴25插入所述竖管54内;所述卡块26插入卡槽541内;
所述罐盖2上设置有取样孔28,所述取样孔28上覆盖有样孔盖27;所述取样孔28设置于所述支撑管23的旁侧;所述样孔盖27的下部设置有隔热结构271,并插入所述取样孔28内。
在本实施方式中,所述样品仓5可以在电动机24的作用下转动,取样孔28设置于罐盖2的非中心区域,样品仓5转动过程中,每个冷藏腔51依次经过所述取样孔28的下方,通过在罐盖2上设置取样孔28进行取放样品,可以无需将整个罐盖2打开,有效减少冷源损失。当取放完毕后,样品仓5归位。当需要进行检修时,可以通过升降装置6将整个罐盖2升起。
优选的,竖管54的内侧壁上以及支撑管23内还竖向设置有多条线槽542,连接温度调整系统4的电线可以沿竖管54和支撑管23中的线槽542进行铺设,支撑管23的顶部侧面设有线孔供电线穿出。具体的,电线的长度需设置得较长,因为在罐盖2升高过程中,外部的电线会被拉入支撑管23内。
请参阅图8,一种优选的实施方式中,所述温度调整系统4的底部设置有多个滑轮47。所述滑轮47与第二隔热层31的顶部相接。所述温度调整系统4与样品仓5的底部固定连接,当样品仓5转动时,温度调整系统4也随之转动。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,包括:
罐体,所述罐体从外至内依次设置有第一外壳和多层第一隔热层;
罐盖,所述罐盖与所述罐体活动连接;
冷源仓,所述冷源仓设置于所述罐体的底部,用于储藏冷源;所述冷源仓的上方设置有第二隔热层;
样品仓,所述样品仓设置于所述罐体内,并设置于所述冷源仓的上方;所述样品仓设置有多个冷藏腔;所述冷藏腔上设置有腔盖;多个所述冷藏腔之间设置有第三隔热层;所述腔盖采用高导热性材料制作;
温度调整系统,所述温度调整系统固定在样品仓的底部,位于第二隔热层和样品仓之间,用于分别调整不同冷藏腔底部的温度;
所述温度调整系统包括箱体、控制装置、多个分别与控制装置电连接的调温装置;所述调温装置固定在冷藏腔的底壁底面;所述箱体的顶部与样品仓的底部连通,箱体的底部封闭;所述箱体内设置有多个安装腔,多个安装腔与多个冷藏腔对应设置;相邻的两个安装腔之间设置有第四隔热层;所述控制装置设置于罐体外;
所述罐体的内侧壁顶部设置有多个冷源释放孔,所述冷源释放孔位于样品仓的上方;所述冷源释放孔通过释放管道与冷源仓连接;所述释放管道设置于罐体的罐壁内。
2.根据权利要求1所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,所述冷藏腔的周壁和底壁均采用高导热性材料制作。
3.根据权利要求1所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,罐盖从外至内依次设置有第二外壳和多层第五隔热层。
4.根据权利要求1所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,还包括升降装置,所述升降装置的升降端与所述罐盖固定连接。
5.根据权利要求4所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,所述样品仓架设于冷源仓上,并与第二隔热层活动连接;
所述罐盖的中部设置有支撑管;所述支撑管从上至下穿过所述罐盖;所述支撑管的顶部设置有电动机,所述电动机的转轴穿过所述支撑管,与所述样品仓的中部卡接;
所述转轴的插入端设置有多个卡块;所述样品仓的中部设置有竖管,多个所述冷藏腔以所述竖管为中心周向设置;所述竖管的内侧壁上竖向设置有多条卡槽;所述转轴插入所述竖管内;所述卡块插入卡槽内;
所述罐盖上设置有取样孔,所述取样孔上覆盖有样孔盖;所述取样孔设置于所述支撑管的旁侧。
6.根据权利要求5所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,所述样孔盖的下部设置有隔热结构,并插入所述取样孔内。
7.根据权利要求5所述的基于固定冷源和调温系统的多腔室杜瓦罐,其特征在于,所述温度调整系统的底部设置有多个滑轮。
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