CN208987621U - 一种转轴升降式低温存储装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了种转轴升降式低温存储装置，包括储存外壳、液氮罐、驱动组件及储存架；所述液氮罐设置在所述储存外壳内；所述储存架设置在所述液氮罐内，且所述储存架上可存放多个板架盒；所述驱动组件包括轴向驱动件和周向驱动件；所述轴向驱动件可驱动所述储存架在液氮罐内进行轴向运动，所述周向驱动件可驱动所述储存架在液氮罐内进行圆周旋转运动；所述液氮罐开设有存取口；所述驱动组件可驱动所述储存架上的任意板架盒运动至与所述存取口相对应的位置；提高储存或提取生物样本过程中环境的稳定性，大大提高了生物样本存取率，储存量大的同时，实现了体积小巧，操作轻便。

Description

一种转轴升降式低温存储装置

技术领域

本实用新型涉及低温存储领域，尤其涉及一种转轴升降式低温存储装置。

背景技术

深低温生物样本库是目前医药领域和生物领域研究工作重要的基础设备，通过低温保存可以让血液、干细胞和免疫细胞等生物组织长期保持活性。目前，常见的低温存储设备为手动结构的液氮储存罐，操作人员需要提取冻存管时，需打开罐盖，伸手进罐体将整个冻存盘取出后再挑出单支冻存管，且在存入冻存管过程中，也需要打开液氮罐的罐盖后再进行冻存管的存取动作，这样的存取方式，使得整个冻存管或冻存盒都暴露在-196℃温度以上的环境中，影响其余冻存管存储细胞的生物性能，破坏细胞活性度，从而不能达到细胞存储的技术需求，以现有专利CN205854983U为例，设置有低温存储台主体，样品设置在低温存储台内的制冷箱内，需要提取样品时，需要将整个制冷箱打开，找到样品取出后，再关闭；这样在取样的过程中，整箱的样品就会暴露在常温下，影响样品的保存，无法保证整个冻存管或冻存盒都暴露在-196℃温度以下，响其余冻存管存储细胞的生物性能，破坏细胞活性度，从而不能达到细胞存储的技术需求。虽然现有技术中也有对其进行改进的技术方案，比如现有专利EP2492663A2为例，在一个液氮罐顶部开设多个扇形提篮，每个提篮上有多个冻存盘，冻存盘上设置有冻存管；液氮罐上方设置有一个密闭过渡腔室，当需要存入或提前冻存管时，需要将整个提篮提取到密闭过渡腔室后，再提出冻存盘；虽然设置了密闭过渡腔室，但是密闭过渡腔室设置在液氮罐上方，需要对整个密闭过渡腔室也同时进行制冷，对液氮制冷要求的空间范围大大增加，无法保证密闭过度腔室的制冷性；且每次存取需要消耗大量的液氮，同时由于提篮整个首先被提取到密闭过渡腔室，也对整个提篮上的冻存管的样品受到了影响；因此现有技术中的低温存储装置存在体积较大，存储量小，耗氮量大，操作不便捷，提取率低的问题。因此，操作方式对冻存盒存放或提取增大安全隐患，影响冻存盒存放效率。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种转轴升降式低温存储装置，解决现有技术中深低温样本库在存储或提取样本时存在很大破坏生物样本的风险，且体积较大，操作不方便等的问题。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种转轴升降式低温存储装置，包括储存外壳、液氮罐、驱动组件及储存架；所述液氮罐设置在所述储存外壳内，且所述液氮罐内的底部设置有液氮，使得液氮罐内的温度持续保持在一定深低温范围；所述储存架设置在所述液氮罐内，且所述储存架上可存放多个板架盒；所述驱动组件包括轴向驱动件和周向驱动件；所述轴向驱动件可驱动所述储存架在液氮罐内进行轴向运动，所述周向驱动件可驱动所述储存架在液氮罐内进行圆周旋转运动；所述液氮罐开设有存取口，所述储存外壳上设置有存取门，所述存取口与所述存取门相贯通；所述驱动组件可驱动所述储存架上的任意板架盒运动至与所述存取口相对应的位置。

优选的，所述轴向驱动件包括轴向驱动电机和丝杠，所述轴向驱动电机的电机轴与所述丝杠同轴连接；所述储存架开设有轴向运作通道，所述轴向运作通道内设置至少一个内螺母座，所述丝杠穿过所述轴向运作通道且与所述内螺母座螺纹连接。

优选的，所述轴向运作通道上端设置有第一内螺母座，所述轴向运作通道下端设置有第二内螺母座，所述第一内螺母座和所述第二内螺母座均与所述丝杠螺纹连接。

优选的，所述周向驱动件包括周向驱动电机和至少一个周向作用件；所述至少一个周向作用件作用在所述储存架上，在周向驱动电机的驱动下所述周向作用件可带动所述储存架圆周旋转运动。

优选的，所述周向驱动件还包括第一主动轮、第二从动轮和四个旋转作用轴；所述周向驱动电机的电机轴与所述第一主动轮同轴连接，所述第一主动轮与所述第二从动轮齿轮啮合连接；所述第二从动轮轴向方向上向下延伸固定有四个旋转作用轴；所述储存架上开设有四个旋转接收通道，所述四个旋转作用轴分别穿过所述四个旋转接收通道，且下端可转动的设置在所述液氮罐内。

优选的，所述轴向运作通道轴向开设在所述储存架的中心处；所述四个旋转接收通道圆周阵列开设在所述轴向运作通道的外围。

优选的，驱动组件还包括支撑底座和旋转底板；所述支撑底座固定在所述液氮罐底部，且所述支撑底座凹设有支撑槽，所述支撑槽的上端圆周向外延伸有过渡支撑台；所述四个旋转作用轴的下端固定在所述旋转底板上端面上，所述旋转底板下端面中心处向下开设有旋转过渡套，所述丝杠下端向下延伸设有丝杠过渡轴，所述丝杠过渡轴可转动的设置在所述旋转过渡套内；所述旋转过渡套可转动的设置在所述支撑槽内；所述旋转底板的下端面与所述过渡支撑台上端面通过滚珠连接。

优选的，所述液氮罐还包括上盖、密封盖和支撑板，所述密封盖盖设在所述液氮罐的上端，所述上盖盖设在所述密封盖的上端面上，所述支撑板固定在所述密封盖的下方；所述支撑板上开设有旋转支撑通道，所述第二从动轮中心处向上延伸设有旋转支撑套，所述旋转支撑套可转动的设置在所述旋转支撑通道内，且所述第二从动轮的上端面与所述支撑板之间通过滚珠滑动连接；所述轴向驱动电机与所述周向驱动电机均设置在所述上盖的上方，所述轴向驱动电机的电机轴依次穿过上盖、密封盖及支撑板在所述旋转支撑通道内与所述丝杠同轴连接；所述周向驱动电机的电机轴依次穿过上盖、密封盖及支撑板与所述第一主动轮连接。

优选的，所述储存架由多列子储存架圆周周向分布设置而成，且所述每列子储存架均由多个放置板将其分割成多个竖直排列的储存槽；所述板架盒设置在所述储存槽内；所述储存架上端面及下端面均开设多个通氮孔，且所述每个放置板均开设有通氮孔。

优选的，所述存取门包括控制器、门框、进出孔和门，所述储存外壳上开设有过渡孔，所述过渡孔与所述存取口相对应；所述过渡孔内过盈配合固定有过渡台，所述过渡台上开设有过渡存取通孔，所述过渡存取通孔与所述存取口相贯通；所述存取门设置在所述过渡台背离所述液氮罐的一侧；所述门框上部设置有控制器，所述门框下部开设有进出孔，且所述进出孔与所述存取口及过渡存取通孔相贯通；所述控制器与所述驱动组件电连，且对所述驱动组件的驱动进行控制。

本实用新型具有如下有益效果：提高储存或提取生物样本过程中环境的稳定性，大大提高了生物样本存取率，储存量大的同时，实现了体积小巧，操作轻便。

附图说明

图1为转轴升降式低温存储装置结构分解图；

图2为转轴升降式低温存储装置结构示意图；

图3为图2的半剖视图；

图4为驱动组件与储存架结构分解图。

图中标记示意为：1-储存外壳；2-液氮罐；3-驱动组件；4-储存架；5-板架盒；6-轴向驱动件；7-周向驱动件；8-存取口；9-存取门；10-轴向驱动电机；11-丝杠；12-轴向运作通道；13-第一内螺母座；14-第二内螺母座；15-周向驱动电机；16-周向作用件；17-第一主动轮；18-第二从动轮；19-旋转作用轴；20-旋转接收通道；21-支撑底座；22-旋转底板；23-支撑槽；24-过渡支撑台；25-旋转过渡套；26-丝杠过渡轴；27-上盖；28-密封盖；29-支撑板；30-旋转支撑通道；31-旋转支撑套；32-子储存架；33-放置板；34-储存槽；35-通氮孔；36-控制器；37-门框；38-进出孔；39-门；40-过渡孔；41-过渡台；42-过渡存取通孔。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种转轴升降式低温存储装置，包括储存外壳1、液氮罐2、驱动组件3及储存架4；所述液氮罐2设置在所述储存外壳1内，且所述液氮罐2内的底部设置有液氮，使得液氮罐2内的温度持续保持在一定深低温范围；所述储存架4设置在所述液氮罐2内，且所述储存架4上可存放多个板架盒5；所述驱动组件3包括轴向驱动件6和周向驱动件7；所述轴向驱动件6可驱动所述储存架4在液氮罐2内进行轴向运动，所述周向驱动件7可驱动所述储存架4在液氮罐2内进行圆周旋转运动；述液氮罐2开设有存取口8，所述储存外壳1上设置有存取门9，所述存取口8与所述存取门9相贯通；所述驱动组件3可驱动所述储存架4上的任意板架盒5运动至与所述存取口8相对应的位置。

在所述的板架盒5上设置冻存管，将生物样本存放在冻存管内；当需要存储生物样本或提取生物样本时，启动驱动组件3，先由驱动组件3中的轴向驱动件6将储存架4轴向上升或下降，至到将需要操作的冻存管提升到与存取口8相对应(或相一致)的高度后，再通过周向驱动件7驱动储存架4周向旋转，使得需要操作的冻存管运动至存取口8处，打开存取门9，从存取口8处将相应的冻存管取出或存放；这样设置，即不需要打开整个液氮罐2，保证了液氮罐2内的生物样本在上述过程中一直处在深低温环境中，不会被存放或提取这个过程所影响，从而大大提高了生物组件存放的安全性；而且操作便捷。

这里的轴向驱动件6和周向驱动件7的具体形式不做限制，只要实现轴向驱动件6对储存架4的轴向驱动，周向驱动件7对储存架4的周向旋转驱动都在此实用新型保护范围之内；例如，在液氮罐2内设置一提升装置，所述提升装置作用与所述储存架4上，可实现带动储存架4的轴向运动的提升或下降；提升装置可以为气缸或电机等；例如，在液氮罐2内设置两臂旋转机械手，第一臂设置与电机连接，第二臂与储存架4连接，第一臂的一端与第二臂的一端连接，第二臂的另一端与所述储存架4连接，在电机驱动作用下，第一臂可带动第二臂做圆周运动，从而第二臂带动储存架4做圆周运动；等方案。当然，无论是周向驱动件7还是轴向驱动件6可设置与液氮罐2的冷冻区封闭式隔离，这样互不影响，独立工作。

为了尽可能的在有限的空间内，实现体型小巧且存储量大的功能，本实施例优选的驱动组件3的实施方式为：所述轴向驱动件6包括轴向驱动电机10和丝杠11，所述轴向驱动电机10的电机轴与所述丝杠11同轴连接；所述储存架4开设有轴向运作通道12，所述轴向运作通道12内设置至少一个内螺母座，所述丝杠11穿过所述轴向运作通道12且与所述内螺母座螺纹连接。

轴向驱动电机10因与所述丝杠11同轴连接，因此轴向驱动电机10带动丝杠11转动，轴向运作通道12内设置至少一个内螺母座与丝杠11螺纹连接，从而在丝杠11与内螺母座的配合作用下，由旋转运动转化为轴向运动，从而带动储存架4轴向上升或下降，直至运动到与存取口8相对应的高度位置。

本实施例优选的进一步实施方式，所述轴向运作通道12上端设置有第一内螺母座13，所述轴向运作通道12下端设置有第二内螺母座14，所述第一内螺母座13和所述第二内螺母座14均与所述丝杠11螺纹连接。这样设置，丝杠11在转动时，第一内螺母座13和第二内螺母座14同时与丝杠11配合，使得储存架4做轴向运动，提高了储存架4运动的稳定性。

本实施例优选的进一步提供了一种周向驱动件7的实施方式，所述周向驱动件7包括周向驱动电机15和至少一个周向作用件16；所述至少一个周向作用件16作用在所述储存架4上，在周向驱动电机15的驱动下所述周向作用件16可带动所述储存架4圆周旋转运动。所述周向驱动件7还包括第一主动轮17、第二从动轮18和四个旋转作用轴19；所述周向驱动电机15的电机轴与所述第一主动轮17同轴连接，所述第一主动轮17与所述第二从动轮18齿轮啮合连接；所述第二从动轮18轴向方向上向下延伸固定有四个旋转作用轴19；所述储存架4上开设有四个旋转接收通道20，所述四个旋转作用轴19分别穿过所述四个旋转接收通道20，且下端可转动的设置在所述液氮罐2内。

周向驱动电机15带动第一主动轮17转动，第一主动轮17带动第二从动轮18转动，第二从动轮18轴向向下延伸固定有四个旋转作用轴19，四个旋转作用轴19分别与四个旋转接收通道20作用，带动储存架4轴向旋转；即当轴向驱动件6带动储存架4轴向上运动至相应的位置时，所述周向驱动电机15带动储存架4旋转，使得需要操作的冻存管运动至存取口8处。

这样设置，实现了尽可能结构占用面积小，整体体型小巧同时又可内部边升边降边旋转的功能，整个过程也一直处于深低温环境中，提高了冻存的生物样本的存取率。

本实施例优选的进一步实施方式，所述轴向运作通道12轴向开设在所述储存架4的中心处；所述四个旋转接收通道20圆周阵列开设在所述轴向运作通道12的外围。这样设置，丝杠11贯穿在轴向运作通道12内，四个旋转作用轴19分别贯穿在四个旋转接收通道20内，在丝杠11带动储存架4做轴向运动时，四个旋转作用轴19也同时与四个旋转接收通道20配合，起到轴向支撑及导向的作用，大大提高了稳定性。

本实施例优选的进一步实施方式，驱动组件3还包括支撑底座21和旋转底板22；所述支撑底座21固定在所述液氮罐2底部，且所述支撑底座21凹设有支撑槽23，所述支撑槽23的上端圆周向外延伸有过渡支撑台24；所述四个旋转作用轴19的下端固定在所述旋转底板22上端面上，所述旋转底板22下端面中心处向下开设有旋转过渡套25，所述丝杠11下端向下延伸设有丝杠过渡轴26，所述丝杠过渡轴26可转动的设置在所述旋转过渡套25内；所述旋转过渡套25可转动的设置在所述支撑槽23内；所述旋转底板22的下端面与所述过渡支撑台24上端面通过滚珠连接。

周向驱动件7带动四个旋转作用轴19进行周向转动时，同时也带动了旋转底板22转动；支撑底座21对其进行支撑作用。丝杠11下端设置的丝杠过渡轴26可转动的设置在所述旋转过渡套25内，这样设置将丝杠11与四个旋转作用轴19尽可能的最大稳定状态运作的同时，节省了空间。

本实施例优选的进一步实施方式，所述液氮罐2还包括上盖27、密封盖28和支撑板29，所述密封盖28盖设在所述液氮罐2的上端，所述上盖27盖设在所述密封盖28的上端面上，所述支撑板29固定在所述密封盖28的下方；所述支撑板29上开设有旋转支撑通道30，所述第二从动轮18中心处向上延伸设有旋转支撑套31，所述旋转支撑套31可转动的设置在所述旋转支撑通道30内，且所述第二从动轮18的上端面与所述支撑板29之间通过滚珠滑动连接；所述轴向驱动电机10与所述周向驱动电机15均设置在所述上盖27的上方，所述轴向驱动电机10的电机轴依次穿过上盖27、密封盖28及支撑板29在所述旋转支撑通道30内与所述丝杠11同轴连接；所述周向驱动电机15的电机轴依次穿过上盖27、密封盖28及支撑板29与所述第一主动轮17连接。

密封盖28将液氮罐2进行密封，确保了液氮罐2保持在深低温环境中；同时将轴向驱动电机10和周向驱动电机15隔离出深低温环境，保证了电机运作的稳定性。需要进行周向旋转时，周向驱动电机15带动第一主动轮17转动，从而带动第二从动轮18转动，从而带动储存架4转动；支撑板29对第二从动轮18起到了支撑作用，也限定了轴向上的运动，保证了其稳定性。

本实施例优选的进一步实施方式，所述储存架4由多列子储存架32圆周周向分布设置而成，且所述每列子储存架32均由多个放置板33将其分割成多个竖直排列的储存槽34；所述板架盒5设置在所述储存槽34内；所述储存架4上端面及下端面均开设多个通氮孔35，且所述每个放置板33均开设有通氮孔35。这样设置子储存架32圆周周向分布，充分利用空间，保证了整体体型小巧的同时，增大了储存量。液氮罐2底部设置有液氮，设置通氮孔35，可保证氮气充分向上运动，实现旋转储存架内上方及各方向均能受到氮气的影响，确保整个液氮罐2处在深低温环境中，消除储存架4上下的温差，增大生物样本的存活性。

本实施例优选的进一步实施方式，所述存取门9包括控制器36、门框37、进出孔38和门39，所述储存外壳1上开设有过渡孔40，所述过渡孔40与所述存取口8相对应；所述过渡孔40内过盈配合固定有过渡台41，所述过渡台41上开设有过渡存取通孔42，所述过渡存取通孔42与所述存取口8相贯通；所述存取门9设置在所述过渡台41背离所述液氮罐2的一侧；所述门框37上部设置有控制器36，所述门框37下部开设有进出孔38，且所述进出孔38与所述存取口8及过渡存取通孔42相贯通；所述控制器36与所述驱动组件3电连，且对所述驱动组件3的驱动进行控制。所述过渡台41为保温材料制成，保温材料可为PIR、PUR、EPP、EPS、气凝胶或真空绝热板等；过渡台41的设置，进一步提供给了液氮罐一个稳定的温度环境。所述控制器36可包括PLC控制板，PLC控制板对驱动组件3，进一步说是对轴向驱动件6和周向驱动件7进行电控，通过对轴向驱动件6和周向驱动件7的控制，来控制储存架4旋转的位置，从而使需要存或取的样本进行操作。

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实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种转轴升降式低温存储装置，其特征在于，包括储存外壳、液氮罐、驱动组件及储存架；

所述液氮罐设置在所述储存外壳内，且所述液氮罐内的底部设置有液氮，使得液氮罐内的温度持续保持在一定深低温范围；

所述储存架设置在所述液氮罐内，且所述储存架上可存放多个板架盒；

所述驱动组件包括轴向驱动件和周向驱动件；

所述轴向驱动件可驱动所述储存架在液氮罐内进行轴向运动，所述周向驱动件可驱动所述储存架在液氮罐内进行圆周旋转运动；

所述液氮罐开设有存取口，所述储存外壳上设置有存取门，所述存取口与所述存取门相贯通；

所述驱动组件可驱动所述储存架上的任意板架盒运动至与所述存取口相对应的位置。

2.根据权利要求1所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述轴向驱动件包括轴向驱动电机和丝杠，所述轴向驱动电机的电机轴与所述丝杠同轴连接；

所述储存架开设有轴向运作通道，所述轴向运作通道内设置至少一个内螺母座，所述丝杠穿过所述轴向运作通道且与所述内螺母座螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述轴向运作通道上端设置有第一内螺母座，所述轴向运作通道下端设置有第二内螺母座，所述第一内螺母座和所述第二内螺母座均与所述丝杠螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述周向驱动件包括周向驱动电机和至少一个周向作用件；所述至少一个周向作用件作用在所述储存架上，在周向驱动电机的驱动下所述周向作用件可带动所述储存架圆周旋转运动。

5.根据权利要求4所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述周向驱动件还包括第一主动轮、第二从动轮和四个旋转作用轴；

所述周向驱动电机的电机轴与所述第一主动轮同轴连接，所述第一主动轮与所述第二从动轮齿轮啮合连接；所述第二从动轮轴向方向上向下延伸固定有四个旋转作用轴；

所述储存架上开设有四个旋转接收通道，所述四个旋转作用轴分别穿过所述四个旋转接收通道，且下端可转动的设置在所述液氮罐内。

6.根据权利要求5所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述轴向运作通道轴向开设在所述储存架的中心处；所述四个旋转接收通道圆周阵列开设在所述轴向运作通道的外围。

7.根据权利要求6所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，驱动组件还包括支撑底座和旋转底板；

所述支撑底座固定在所述液氮罐底部，且所述支撑底座凹设有支撑槽，所述支撑槽的上端圆周向外延伸有过渡支撑台；

所述四个旋转作用轴的下端固定在所述旋转底板上端面上，所述旋转底板下端面中心处向下开设有旋转过渡套，所述丝杠下端向下延伸设有丝杠过渡轴，所述丝杠过渡轴可转动的设置在所述旋转过渡套内；

所述旋转过渡套可转动的设置在所述支撑槽内；

所述旋转底板的下端面与所述过渡支撑台上端面通过滚珠连接。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述液氮罐还包括上盖、密封盖和支撑板，所述密封盖盖设在所述液氮罐的上端，所述上盖盖设在所述密封盖的上端面上，所述支撑板固定在所述密封盖的下方；

所述支撑板上开设有旋转支撑通道，所述第二从动轮中心处向上延伸设有旋转支撑套，所述旋转支撑套可转动的设置在所述旋转支撑通道内，且所述第二从动轮的上端面与所述支撑板之间通过滚珠滑动连接；

所述轴向驱动电机与所述周向驱动电机均设置在所述上盖的上方，所述轴向驱动电机的电机轴依次穿过上盖、密封盖及支撑板在所述旋转支撑通道内与所述丝杠同轴连接；

所述周向驱动电机的电机轴依次穿过上盖、密封盖及支撑板与所述第一主动轮连接。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述储存架由多列子储存架圆周周向分布设置而成，且所述每列子储存架均由多个放置板将其分割成多个竖直排列的储存槽；所述板架盒设置在所述储存槽内；

所述储存架上端面及下端面均开设多个通氮孔，且所述每个放置板均开设有通氮孔。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的转轴升降式低温存储装置，其特征在于，所述存取门包括控制器、门框、进出孔和门，所述储存外壳上开设有过渡孔，所述过渡孔与所述存取口相对应；所述过渡孔内过盈配合固定有过渡台，所述过渡台上开设有过渡存取通孔，所述过渡存取通孔与所述存取口相贯通；

所述存取门设置在所述过渡台背离所述液氮罐的一侧；

所述门框上部设置有控制器，所述门框下部开设有进出孔，且所述进出孔与所述存取口及过渡存取通孔相贯通；所述控制器与所述驱动组件电连，且对所述驱动组件的驱动进行控制。