CN210960121U - 一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐 - Google Patents
一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种微蒸发过冷液氮生物样本存储罐，包括：液氮罐、制冷机、传热单元、温度传感器和控制器；所述传热单元包括直接接触式和间接接触式，其中直接接触式是将低温制冷机的冷头穿入液氮罐体与液氮接触，制冷机和液氮罐均设计有法兰，两者通过法兰连接；间接接触式是通过热管将低温制冷机与液氮罐体内部相连，热管一部分浸在液氮中，另外一部分则穿过液氮罐体和制冷机冷头相连，热管和罐体之间采用焊接密封；所述温度传感器用来测量液氮罐体内的液氮温度，温度信号反馈至控制器来控制制冷机的运行；本系统能够让液氮始终处于过冷状态，大大降低了液氮蒸发量，在生物组织冻存中将发挥重要的作用。
Description
技术领域
本实用新型属于生物低温储存领域，具体涉及到一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐。
背景技术
低温环境能够有效地抑制生化反应，当温度逐渐降低时，生化反应速率将显著变慢，在液氮温度位及其以下，由于分子动能太低而无法移动，生化反应可以认为是停止的，从而使生物材料能够在低温下长期存活。细胞和组织的低温保存是现代低温生物医学的重要研究内容，对于保存稀缺物种、器官移植有着重要意义。
目前，常用的液氮温区生物样本储存罐基本是生物样本液氮浸泡型储存罐，液氮一般处于饱和未过冷状态，蒸发损失较多需要定期补充液氮，且生物样本的冷却速率可能依然不够高，从而对生物样本的冻存造成不可逆的低温损伤。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术流程的不足，提供一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐。
本实用新型公开了一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，包括液氮罐、制冷机、传热单元、温度传感器、控制器。
所述传热单元根据制冷机冷头与液氮是否直接接触采用两种技术方案，包括直接接触式和间接接触式。其中直接接触式是将低温制冷机的冷头直接穿入液氮罐体体与液氮接触，制冷机和液氮罐均设计有法兰，两者通过法兰连接；间接接触式是通过热管将低温制冷机与液氮罐体内部相连，热管一部分浸在液氮中，另一部分则穿过液氮罐体和制冷机冷头相连，热管和液氮罐体之间采用焊接密封；
所述间接接触方案中热管的蒸发段采用倾斜盘管布置，部分绝热段和整个冷凝段位于液氮罐外，冷凝段与外界低温制冷机的冷头相连，两者均包裹保温材料防止冷量流失。
所述温度传感器设置于液氮罐的内壁面上侧，用以检测液氮罐体内的液氮温度。
所述控制器设置于液氮罐的外壁面上侧，通过电路管线与温度传感器相连，用以控制制冷机的运行。
所述制冷机冷头表面布置密集翅片从而增强换热。
所述液氮罐的盖子采用保温材料，具有良好的保温性能。
本实用新型具有以下优点：
1、高效方便：操作方便，冷却流程简单迅速，能够很快地降温至过冷温度。
2、经济节能：基本实现液氮微蒸发的状态，减少了液氮的损失。
本实用新型本系统能够让液氮始终处于过冷状态，大大降低了液氮蒸发量，在生物组织冻存中将发挥重要的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种微蒸发的过冷液氮储存系统的直接接触方案图。
图2为一种微蒸发的过冷液氮储存系统的间接接触方案图
标号说明：1、液氮罐；2、低温制冷机；3、传热单元；4、温度传感器；5、控制器；6、法兰；7、热管。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例：
如图1、2所示，一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐包括液氮罐(1)、制冷机(2)、传热单元(3)、温度传感器(4)、控制器(5)，传热单元(3)根据制冷机(2)冷头与液氮是否直接接触采用两种技术方案，包括直接接触式和间接接触式。其中直接接触式是将低温制冷机(2)的冷头直接穿入液氮罐体(1)体与液氮接触；间接接触式是通过热管(7)将低温制冷机(2)与液氮罐(1)体内部相连，热管(7)一部分浸在液氮中，另外一部分则穿过液氮罐(1)体和制冷机(2)冷头相连；
直接接触方案中液氮罐(1)的壁面一小部分凿空进而焊接一空心腔体，腔体上焊接有法兰(6)面，再将低温制冷机(2)的冷头伸入腔体，使得冷头根处焊接的另一法兰(6)面通过螺栓连接与空心腔体上的法兰(6)面紧紧贴合。同时冷头表面通过焊接布置密集翅片。
间接接触方案中热管(7)的蒸发段采用倾斜盘管布置，热管(7)与液氮罐(1)壁之间通过焊接连接。部分绝热段和整个冷凝段位于液氮罐(1)外，冷凝段与外界低温制冷机(2)的冷头通过焊接相连，两者均包裹保温材料防止冷量流失。
温度传感器(4)使用热电阻温度传感器，采用扩管安装，安装位置位于液氮罐(1)体的内壁面上侧。
控制器(5)设置于液氮罐(1)的外壁面上侧，通过电路管线与温度传感器(3)相连，用以控制制冷机(2)的运行。
液氮罐(1)的盖子使用活动连接方式，采用保温材料，具有良好的保温性能。
本实用新型的工作实施过程如下：
首先打开液氮罐(1)倒入饱和液氮，然后合上保温盖关闭液氮罐(1)。温度传感器(4)检测液氮罐(1)体内的液氮温度未是过冷目标温度，温度信号反馈至控制器(5)，低温制冷机(2)开启，通过传热单元(3)向液氮罐(1)内的液氮提供冷量。当液氮温度降低至过冷目标温度时低温制冷机(5)关闭，若是静置一段时间后液氮温度上升，低温制冷机(5)开启，从而往复循环工作，达到液氮微蒸发的目的，为生物样本的低温冻存提供了非常良好的条件。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述的储存罐包括液氮罐(1)、制冷机(2)、传热单元(3)、温度传感器(4)、控制器(5)；
所述温度传感器(4)设置于液氮罐(1)的内壁面上侧，用以检测液氮罐(1)体内的液氮温度；
所述控制器(5)设置于液氮罐(1)的外壁面上侧；通过电路管线与温度传感器(4)相连，用以控制制冷机(2)的运行；
所述的制冷机(2)通过传热单元(3)与液氮罐(1)相连。
2.根据权利要求1所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述的传热单元(3)为直接接触式传热单元，所述的制冷机(2)的冷头直接穿入液氮罐(1)体与液氮接触。
3.根据权利要求1所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述的传热单元(3)为间接接触式传热单元，通过热管(7)将低温制冷机(2)与液氮罐(1)体内部相连，热管(7)一部分浸在液氮中，另外一部分则穿过液氮罐(1)体和制冷机(2)冷头相连。
4.根据权利要求2所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述的制冷机(2)和液氮罐均设计有法兰(6)，两者之间通过法兰(6)连接。
5.根据权利要求3所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述的热管(7)和液氮罐(1)体之间采用焊接密封。
6.根据权利要求3所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述间接接触方案中热管(7)的蒸发段采用倾斜盘管布置，部分绝热段和整个冷凝段设置于液氮罐(1)外，冷凝段与外界低温制冷机(2)的冷头相连，两者均包裹保温材料。
7.根据权利要求1所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述制冷机(2)冷头表面布置密集翅片。
8.根据权利要求1所述的微蒸发的过冷液氮生物样本储存罐，其特征在于；所述液氮罐(1)的盖子采用保温材料制成的盖子。
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