一种生化分析系统及其制冷装置的制作方法

本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及一种生化分析系统及其制冷装置。

背景技术：

生化分析仪所用的诊断试剂大部分含有酶蛋白，一部分试剂还含有抗体，待测样本一般为血清或尿液，为了保证试剂及样本的稳定性，通常需要对试剂和样板进行冷藏。

生化分析仪常用压缩机压缩蒸汽循环制冷。一方面，压缩制冷剂蒸汽的制冷方式在技术上比较成熟，其制冷系数可以比较容易达到3.0或更高，且功耗小、散热量少；另一方面，压缩蒸汽的制冷方式可以实现较低的制冷温度，受环境的影响小。

鉴于此，现有技术中通常采用压缩机压缩蒸汽制冷循环的制冷方式，由压缩机直接给冷水箱制冷，冷水箱中盛有防冻液，在循环泵的作用下，低温防冻液在冷水箱与试剂的中空夹层间循环，通过这种方法维持试剂仓的低温环境。

为实现防冻液的循环，试剂仓通常做成中空的夹层，靠循环防冻液来冷却试剂仓，但这种试剂仓的制造与加工难度较大，成本较高；而且，试剂仓一般采用导热较好的不锈钢或铝制成，被冷却的试剂仓与其中存放的试剂瓶之间通过辐射和自然对流来传热，不仅试剂仓中所存放试剂的冷却速度低，还使得试剂仓较易结露。

因此，如何设计一种生化分析系统的制冷装置，以便在提高冷却效率的同时，降低试剂仓和样板仓的制造难度和成本，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种生化分析系统及其制冷装置，能够提高冷却效率，同时降低对试剂仓和样本仓的要求，进而降低试剂仓和样板仓的制造难度以及成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种制冷装置，用于生化分析系统中试剂仓和/或样本仓的冷却，包括承载有冷源的冷源箱，还包括具有换热腔的换热器，所述换热腔中设有与所述冷源箱连通的冷源换热件，所述换热腔与所述试剂仓和/或所述样本仓连通，所述换热腔与所述试剂仓和/或所述样本仓的连通路径设有驱动气体流动的驱动件。

本实用新型的制冷装置，设有换热器，该换热器的换热腔中设有冷源换热件，能够将冷源箱中的冷源引入换热腔中；同时，将换热腔与试剂仓和/或样本仓连通，则试剂仓与样本仓中的空气即可进入换热腔中，与换热腔中的冷源进行热交换，并通过驱动件实现空气的快速循环流动，从而实现对试剂仓和样本仓的冷却。

一方面，无需将试剂仓和样本仓设置为具有中空夹层的结构，从而简化了试剂仓和样本仓的结构，降低了制造难度和成本；另一方面，与现有技术中的辐射和对流传热相比，通过换热器进行热交换的效率较高，进而提高了冷却效率；而且，这种通过换热器进行冷却的方式使得空气处于流动状态，可以防止试剂仓和样本仓结露。

本实用新型还提供了一种生化分析系统，包括试剂仓和样本仓，以及对所述试剂仓和/或样本仓进行冷却的制冷装置，所述制冷装置为上述的制冷装置。

附图说明

图1为本实用新型所提供制冷装置在一种具体实施方式中的结构示意图；

图2为图1中所示制冷装置中换热器在一种设置方式中的组装分解立体图；

图3为图2所示换热器的组装完成立体图。

图1-3中：

试剂仓1、样本仓2、冷源箱3、换热器4、冷源换热件5、驱动件6、压缩机7、冷凝器8、制冷剂换热件9、膨胀阀10、冷源驱动件11、第一温度传感器12、第二温度传感器13、探测器14、第一风道15、第二风道16。

具体实施方式

本实用新型提供了一种生化分析系统及其制冷装置，能够提高冷却效率，同时降低对试剂仓和样本仓的要求，进而降低试剂仓和样板仓的制造难度以及成本。

以下结合附图，对本实用新型的生化分析系统及其制冷装置进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型提供了一种生化分析系统，包括试剂仓1和样本仓2，以及对试剂仓1和/或样本仓2进行冷却的制冷装置，制冷装置能够对试剂仓1和/或样本仓2中的空气进行冷却，以通过空气对流的方式实现热交换，进而提高换热效率；而且，由于采用空气制冷，无需对试剂仓1和/或样本仓2的结构、材质等进行限定，简化了试剂仓1和/或样本仓2的结构，降低了制造难度和成本。

本实用新型的制冷装置，包括承载有冷源的冷源箱3以及具有换热腔的换热器4，冷却时，具体是将换热腔与试剂仓1和/或样本仓2连通的；换热腔中设有冷源换热件5，该冷源换热件5与冷源箱3连通，从而将冷源引入换热腔中，在换热腔与试剂仓1和/或样本仓2的连通路径设有驱动件6，用于驱动气体在换热腔与试剂仓1之间、和/或换热腔与样本仓2之间循环流动，进而将试剂仓1和/或样本仓2中的空气引入换热腔中；此时，冷源换热件5中的冷源作为一种换热介质，与试剂仓1和/或样本仓2中引出的空气构成的另一种换热介质，在换热腔内实现换热。空气被冷源冷却后通过驱动件6的驱动回流至试剂仓1和/或样本仓2中，使得试剂仓1和/或样本仓2内的温度维持在较低的水平，满足试剂和样本的冷藏需求。通常，试剂和样板需要进行2-8℃的冷藏温度。

通常情况下，试剂仓1和样本仓2内填充的气体为空气，故换热腔与试剂仓1和/或样本仓2连接后，进入换热腔中的气体为空气，故冷源与空气进行热交换，实现对空气的冷却。但是，可以理解，如果试剂仓1和样本仓2内填充的是其他气体，如惰性气体等，进入换热腔内进行冷却的气体就不再是空气，而是相应的气体；而这种气体的替换基本上不会对制冷装置的结构产生较大影响，本领域技术人员可以根据需要调整冷源的种类或者温度等，以满足不同气体的冷却需求。本文仅以空气为例进行说明。

当仅需要对试剂仓1和样本仓2中的任意一者进行冷却时，可以直接将制冷装置的换热腔与需要冷却的仓进行连通；当需要对两者均进行冷却时，可以采用串联的方式将两者与制冷装置的换热腔连通，或者采用并联的方式与制冷装置的换热腔连通。图1所示的实施例中，试剂仓1和样本仓2并联地接入制冷装置的换热腔并与之连通，三者形成了一个循环系统，空气能够在三者之间循环流动。

为便于描述，下文以制冷装置对试剂仓1和样本仓2进行冷却为例进行说明。当存在两个以上的试剂仓1和样本仓2时，各试剂仓1和样本仓2可以具有与换热腔的进口连通的空气出口，以及与换热腔的出口连通的空气入口，进而将各试剂仓1和样本仓2中的空气引入换热腔中，并将冷却后的空气输送至各试剂仓1和样本仓2，实现空气的循环流动。可以理解，本文对于换热腔的进口和出口、空气入口、空气出口的定义均是以换热腔、试剂仓1和样本仓2内的空气流向为参照进行定义的，可以通过驱动件6控制空气的流向，则当空气流向改变时，换热腔的进口和出口、空气入口、空气出口也会发生相应变化。

驱动件6可以为轴流风扇，具体可以使得轴流风扇的转轴在大致平行于换热腔的出口方向延伸，则轴流风扇产生的驱动力指向换热腔的出口，便于冷却后的空气沿出口流出，而进入试剂仓1和样本仓2。一方面，可以提高驱动力的利用率，使得驱动力集中用于驱动冷却后的空气流出，进而加快空气流速，提高换热效率；另一方面，轴流风扇的驱动力方向较易控制，结构较为简单，能够根据需要进行配置。

驱动件6还可以为鼓风机或者其他能够实现气体驱动的动力部件，不限于轴流风扇的具体形式。

冷源换热件5可以为换热管，该换热管具体可以为U型盘管，以U型管作为一个单元进行连续回转弯折，以形成若干个U型管连接而成的U型盘管。其中，U型管的回转弯折方向也可以称为U型盘管的盘绕方向，该方向平行于U型管的两侧壁，此时，换热腔内气体的流动方向可以大致垂直于该盘绕方向，以使得冷源在冷源换热件5内的流动方向与换热腔内气体的流动方向大致垂直，进而提高换热效率以及换热的充分性。

所述大致垂直是指可以相对垂直方向偏离一定较小角度，如可以偏离10度以内，以起到与垂直时大致相同的功能。

冷源换热件5还可以为板式换热件或列管式换热件等，不限于U型盘管的具体形式。当冷源换热件5的结构发生相应变化时，其在换热腔中的位置也可以根据需要进行调整。

在上述基础上，本实用新型的制冷装置还可以包括压缩机7和冷凝器8，冷源箱3内可以设有制冷剂换热件9。压缩机7、冷凝器8与制冷剂换热件9可以依次连通，以使得制冷剂在三者之间依次循环流动，制冷剂在冷源箱3内与冷源发生热交换，对冷源进行冷却，以便冷却后的冷源进入换热腔内与空气进行换热。

可以采用冷却水作为冷源，也可以采用防冻液作为冷源，当冷源与换热腔内的空气发生热交换后，冷源吸热而升温、空气放热而降温，升温后的冷源无法满足循环换热的需求，故可以在冷源箱3内设置制冷剂换热件9，通过制冷剂对冷源箱3中的冷源进行冷却，以使得升温后的冷源回流至冷源箱3后得到及时冷却，冷源箱3即可持续地向外输出低温的冷源，以供给换热腔内的冷源换热件5使用，实现对进入换热腔内的空气的持续冷却，保证试剂仓1和样本仓2维持所需的冷藏温度。

为使得冷源在冷源箱3与冷源换热件5之间循环流动，还可以设置冷源驱动件11，冷源驱动件11可以为循环泵，提供冷源循环流动的动力，则冷源经由冷源箱3流入冷源换热件5，在冷源换热件5所处的换热腔中实现与空气的换热，对空气进行冷却，然后回流至冷源箱3中，与冷源箱3内的制冷剂换热件9进行换热，从而释放所吸收的空气中的含热量，形成可使用的冷源再次进入冷源换热件5，如此循环地对进入换热腔中的空气进行冷却。

该冷源驱动件11还可以根据冷源形式的不同进行调整，如冷源还可以为冷风等非液体的物质，此时，冷源驱动件11可以为鼓风机等实现风力循环的部件。冷源还可以为固体部件，通过相态变化实现对空气的冷却。

为改善制冷效果，还可以在冷凝器8与制冷剂换热件9的连通管路设置膨胀阀10，以便通过压缩机7—冷凝器8—膨胀阀10—制冷剂换热件9实现压缩—冷凝—膨胀—蒸发的制冷循环，使得制冷剂在冷源箱3内的制冷剂换热件9内进行蒸发，以吸收冷源的热量，对冷源进行冷却处理。

制冷剂换热件9可以为螺旋形盘管，当设有膨胀阀10时，该制冷剂换热件9的两端可以分别与压缩机7和膨胀阀10连通，以使得压缩机7—冷凝器8—膨胀阀10—制冷剂换热件9形成一个闭合回路，在压缩机7的驱动下，制冷剂在管路中循环进行热力学状态的变化，并在制冷剂换热件9中与冷源进行热交换，从冷源中吸热，由冷凝器8将热能释放。

需要说明的是，通常，制冷剂由冷凝器8至制冷剂换热件9的流动过程中即存在膨胀，但是膨胀阀10的设置可以加速并增大膨胀，进而改善制冷效果。除膨胀阀10外，本领域技术人员还可以采用其他能够起到膨胀作用的部件对制冷剂进行膨胀处理，如膨胀管等。

此外，本实用新型还可以设置第一温度传感器12，用于对冷源箱3内的冷源温度进行检测，可以将第一温度传感器12与压缩机7信号连接，进而根据冷源的检测温度启闭压缩机7。

详细地，可以设定冷源温度的上限值和下限值，当第一检测件检测到冷源温度高于该上限值时，启动压缩机7，使得压缩机7—冷凝器8—膨胀阀10—制冷剂换热件9这一闭合回路进行冷却作业；当检测到冷源温度低于下限值时，使得压缩机7停止工作，即将上述闭合回路停止进行冷却作业。如此，可以将冷源的温度控制在一定范围内。

同时，本实用新型还可以设置第二温度传感器13，用于对试剂仓1和样本仓2内的气体温度进行检测，如空气温度；第二温度传感器13可以与驱动件6信号连接，以便根据气体的检测值启闭驱动件6；第二温度传感器13还可以与冷源驱动件11信号连接，并根据气体的检测温度启闭冷源驱动件11。

详细地，可以设定气体温度的上限值和下限值，当检测到的气体温度高于气体温度的上限值时，开启驱动件6和冷源驱动件11，以便对试剂仓1和样本仓2内的气体进行冷却降温；当检测到的气体温度低于气体温度的下限值时，关于驱动件6和冷源驱动件11。应该可以理解，如果以冷源温度的上限值和下限值之间的区域为其目标温度区，以气体温度的上限值和下限值之间的区域为其目标温度区，则冷源的目标温度区通常低于气体的目标温度区，或者说，冷源温度的上限值通常低于气体温度的下限值。

另外，本实用新型还可以设置探测器14，用于检测冷源箱3内的冷源量，以采用冷却水作为冷源为例，探测器14可以为液位探测部件，当液位的检测值低于安全液位值时，可以发出报警信号，提醒操作人员添加或者更换；还可以停止驱动件6和冷源驱动件11的运行，以便对冷源驱动件11进行保护。

探测器14的种类可以根据冷源的具体形式进行设置，当采用不同物质作为冷源时，探测器14也可以进行适应性调整，只要能用于检测冷源量即可，不限于液位探测部件。

结合图2和图3可知，换热器4的两端可以分别连通有第一风道15和第二风道16，第一风道15可以与试剂仓1和样本仓2的空气出口连通，第二风道16与空气入口连通，此时，第一风道15与换热腔的入口连通，第二风道16与换热腔的出口连通。具体可以将第一风道15开设在换热腔的侧向，将第二风道16开设在换热腔的一端，然后将轴流风扇作为驱动件6连接在第一风道15与第二风道16之间，并可以使得轴流风扇的转轴处大致平行于换热腔的出口连通，以便于轴流风扇驱动冷却后的空气经由第二风道16输出；同时，由第一风道15引入的待冷却空气则大致垂直于轴流风扇的转轴方向进入，能够在进入换热腔后产生紊流，以便在换热腔中进行充分的换热。

需要指出的是，采用本实用新型的制冷装置，只需设置风道等连接管路实现换热腔与试剂仓1和样本仓2的连通即可，无需对试剂仓1和样本仓2进行改造，当然也就无需设置用于换热的中空夹层，也无需采用导热材料制造试剂仓1和样本仓2，此时的试剂仓1和样本仓2甚至可以采用塑料制成。而且，对试剂仓1和样本仓2中的空气进行冷却时，需要实现空气的循环流动，提高了冷却均匀性，可以避免试剂仓1和样本仓2结露。

以上对本实用新型所提供生化分析系统及其制冷装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。