高精度降温设备的制作方法

本实用新型涉及降温装置领域，具体涉及一种高精度降温设备。

背景技术：

利用液氮进行深低温保存（-196℃）已成为目前生命科学和医学领域保存具有生命活性细胞和组织最常用的保存方式。由体温或室温降低到稳定的保存温度的方式有许多种，目前除配子和胚胎的保存过程通常使用快速玻璃化降温以外，绝大部分细胞、组织深低温保存的降温过程以缓慢降温方式为主，通常以程序降温的方式最为普遍。

程序降温就是利用先进的仪器设备和电脑程序的精确控制，使用多种介质对需要冷冻保存的生物样本按照预设的程序进行精确降温的一种冷冻方式。程序降温较目前常用的玻璃化冷冻、简易程序降温盒降温、冰箱二步法或三步法逐级降温等降温方式更具可操控性，关键温控阶段更精确，同时实现过程的随时监测。而根据相变温度等关键热物理学性质而实现精确冷冻过程的控制，成为在减少或避免降温过程冰晶的形成，降低对细胞和组织的损伤，成为决定生物样品保存效果的关键。

目前科研和临床用液氮喷射式程序降温仪已有很大发展，已有较多的进口品牌产品应用于多种不同的生物样本的保存领域，尤其在以脐带血干细胞保存为主的干细胞保存领域应用广泛。该种程序降温仪主要采用1-2个温度传感器的信号反馈来控制1个低温电磁阀控制液氮喷射流量，并通过风扇形成液氮蒸汽对样本进行降温。

近年来随着诸多生物样本库和临床样本库的建设，多种较大体积的临床细胞样本的保存和临床需求日趋增多，更多组织、器官的深低温研究和保存探索不断增加，越来越多的较大组织和器官如皮肤、肺叶、肝脏、长骨乃至断指（趾）、断肢等都需要在经过冷冻保护处理后进行程序降温。常规的程序降温仪体积上通常只有不足40L，内部空间较小，且液氮单向喷射或者风扇发散喷洒，冷冻仓内部温度无法完全均一，样本的表面间以及表面和内部之间温度不够均匀，冷冻效果差异性较大，无法满足众多组织器官的保存需求。同时，由于固定的温度传感器无法测量样本内部或者难以全面测量样本各处温度，从而无法全面监控和反馈样本的冷冻过程，尤其是样本内部温度的变化过程，使组织/器官的深低温研究大打折扣。

技术实现要素：

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种可以使生物实验样本得到均匀快速冷冻的高精度降温设备。

本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种高精度降温设备，包括箱体以及通过若干压紧器密封安装于箱体上端开口处的箱盖，还包括水平安装于箱体内底部的底板、分别竖直安装于箱体内前后两侧的网眼板、间隔设置于箱体内的若干U型管、设置于箱体内部的若干温度传感器以及安装于箱体底部的进液管，所述进液管头端通过液氮管道连接于液氮补充罐，各个U型管分别通过电磁阀连接于进液管，所述底板上设置有若干透气孔，所述U型管的管壁上间隔设置有若干喷孔，所述U型管的水平端位于底板下方，其两侧的竖直端分别位于同侧的网眼板的后方。

上述温度传感器的数量与U型管的数量相同，每一个温度传感器安装位置靠近相邻的U型管。

为了确保液氮单向流入，上述进液管头端设置有两个进液口，每个进液口通过止回阀经液氮管道连接于液氮补充罐。

为了便于液氮喷射降温过程中的空气排出，上述箱盖上端设置有排气孔。

为了进一步提高箱体内部温度的均匀性，上述U型管的两侧的竖直端上设置的喷孔分别倾斜设置，位于箱体前端的U型管的竖直端上喷孔的倾斜方向与位于箱体后端的U型管的竖直端上喷孔的倾斜方向相反。

为了便于移动，上述箱体下端四个边角处分别安装有万向脚轮。

为了便于加盖或移除箱盖，上述箱盖的四周设置有若干提手。

为了进一步提高密封效果，上述密封胶条为双层硅胶条。

本实用新型的有益效果是：液氮补充罐内的液氮进入进液管，箱体内的各个温度传感器对其区域内的温度进行监控，当温度过高时，连接该区域的U型管的电磁阀开启，进液管中的液氮进入该U型管内，液氮蒸汽通过U型管竖直端喷出，进一步通过网眼板的网眼进入箱体内部空间，同时液氮蒸汽也通过U型管水平端向上喷出，从底板上的透气孔中进入，实现对该区域降温，精确控制的液氮蒸汽不会直接喷射到生物实验样本表面，避免造成在样本局部的积聚和冷冻损伤。当温度达到要求时，电磁阀关闭。通过对不同区域的U型管的分别控制，实现了生物实验样本多位置不同层次的温度监测，同时做到实验样本均匀快速的冷冻。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视剖面结构示意图；

图3为本实用新型的俯视结构示意图；

图中，1.箱体 2.箱盖 3.密封胶条 4.排气孔 5.万向脚轮 6.提手 7.压紧器 8.进液管 9.进液口 10.止回阀 11.电磁阀 12.U型管 13.底板 14.网眼板。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2、附图3对本实用新型做进一步说明。

一种高精度降温设备，包括箱体1以及通过若干压紧器7密封安装于箱体1上端开口处的箱盖2，还包括水平安装于箱体1内底部的底板13、分别竖直安装于箱体1内前后两侧的网眼板14、间隔设置于箱体1内的若干U型管12、设置于箱体1内部的若干温度传感器以及安装于箱体1底部的进液管8，进液管8头端通过液氮管道连接于液氮补充罐，各个U型管12分别通过电磁阀11连接于进液管8，底板13上设置有若干透气孔，U型管12的管壁上间隔设置有若干喷孔，U型管12的水平端位于底板13下方，其两侧的竖直端分别位于同侧的网眼板14的后方。将箱盖2打开后即可将大体积生物实验样本放置到底板13上，之后将箱盖2盖到箱体1上并通过压紧器7压紧。液氮补充罐内的液氮进入进液管8，箱体1内的各个温度传感器对其区域内的温度进行监控，当温度过高时，连接该区域的U型管12的电磁阀11开启，进液管8中的液氮进入该U型管12内，液氮蒸汽通过U型管12竖直端喷出，进一步通过网眼板14的网眼进入箱体内部空间，同时液氮蒸汽也通过U型管12水平端向上喷出，从底板13上的透气孔中进入，实现对该区域降温，精确控制的液氮蒸汽不会直接喷射到生物实验样本表面，避免造成在样本局部的积聚和冷冻损伤。当温度达到要求时，电磁阀11关闭。通过对不同区域的U型管12的分别控制，实现了生物实验样本多位置不同层次的温度监测，同时做到实验样本均匀快速的冷冻。

进一步的，温度传感器的数量与U型管12的数量相同，每一个温度传感器安装位置靠近相邻的U型管12。温度传感器靠近U型管12安装可以精确监测改U型管12附近的温度，从而精准控制该U型管12 的电磁阀11开闭，使该局部的控温更加精准。箱体1与箱盖2之间设置有密封胶条3，以提高密封性。优选的，密封胶条3为双层硅胶条。

进液管8头端设置有两个进液口9，每个进液口9通过止回阀10经液氮管道连接于液氮补充罐，通过设置止回阀 10，可以确保液氮从液氮补充罐向进液管8单向流动，进一步提高了可靠性。通过设置两个进液口9可以同时连接两个液氮补充罐，当一个液氮补充罐中液氮消耗完毕后，另一个液氮补充罐可以无缝衔接，便于更换液氮补充罐过程中不间断供应。箱盖2上端可以设置有排气孔4，实现使箱体1内的气压与外界气压平衡，从而便于将箱盖2打开。U型管12的两侧的竖直端上设置的喷孔分别倾斜设置，位于箱体1前端的U型管12的竖直端上喷孔的倾斜方向与位于箱体1后端的U型管12的竖直端上喷孔的倾斜方向相反。U型管12两个竖直端相互倾斜的各个喷孔喷出的液氮可以在箱体1内形成液氮蒸汽涡流，从而使箱体内部的温度更加均一。

优选的，箱体1下端四个边角处分别安装有万向脚轮5，通过万向脚轮5可以方便移动箱体1，进一步提高操作便利性。箱盖2的四周设置有若干提手6，当需要加盖或移除箱盖2时，通过提手6可以便于操作。