专利名称：每个填充预定量生物物质的多个包装管的冷冻方法和实施这类方法的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物物质冷冻的一般领域，特别是涉及多个包装管的冷冻方法，其中 每个包装管被填充有预定量的生物物质。
这些包装管例如是又被称为“小塑胶管(paillette)”的毛细管。
本发明还涉及用于实施这类方法的冷冻系统。
背景技术：
已知通过这样的冷冻系统来实施的冷冻方法所述冷冻系统具有机架在其中水平 地布置的常规冷冻机的形状，这些机架配有用于接纳预先填充有一定量的生物物质的小塑 胶管的位区。作为变型，每个小塑胶管被引入圆柱形管或六边形管中，这些圆柱形管或六边 形管中的一些被引入一杯状储器中，多个杯状储器竖直地布置和叠置在筒罐内部，而至于 筒罐，它竖直地布置在冷冻机中。
还从美国专利US 4，227，381已知一种冷冻系统，特别是填充有生物物质的小塑 胶管的冷冻系统，所述冷冻系统配有冷却围腔，冷却剂流穿过冷却围腔，冷却剂流从输入管 进入该围腔中和从输出管离开该围腔。所述围腔具有内部空间，在该内部空间中引入单一 容器，所述单一容器具有多个包装盒，所述多个包装盒在容器内部被有序地存放即并肩排 齐和叠置。在每个包装盒中存放一预先填充有待冷冻生物物质量的小塑胶管或安瓿瓶。
容器、引入该容器中的包装盒以及每个均填充有一生物物质量和弓I入所述包装盒 中的小塑胶管或安瓿瓶，按照与在其入口接头和其出口接头之间确定的方向相似的方向， 布置在冷却围腔中。
系统此外还配有带动冷却围腔绕自身转动的驱动单元。为此，冷却围腔是允许在 其入口接头处被带动转动的机械互嵌式的。该冷却围腔此外是允许在其出口接头处转动的 机械互嵌式的，所述出口接头与冷却剂流的输出管相连接。
为冷冻小塑胶管，使冷却围腔绕自身转动和冷却剂流沿着封闭的容器流动，该容 器包括一些包装盒，而每个包装盒都容纳有一小塑胶管。小塑胶管因此被驱动转动，同时被 保持在包装盒中，而这些包装盒被保持在单一的容器中。发明内容
本发明涉及一种冷冻方法，该冷冻方法旨在以简单的、实用的和经济的方式改进 现有技术的方法的冷冻性能。
根据第一方面，本发明的对象因此在于多个包装管的冷冻方法，每个包装管被填 充有预定量的生物物质，所述冷冻方法包括这样的步骤将每个所述包装管直接布置在包 装单元中，将所述包装单元安置在冷却围腔中，继而使冷却剂流穿过所述冷却围腔和同时 地带动所述包装单元转动；所述方法的特征在于，该方法包括这样的步骤为所述包装单 元配设大于所述多个包装管的容量；将每个所述包装管直接布置在包装单元中的步骤通过将所述多个包装管安置到所述包装单元中来进行；并且，带动所述包装单元转动的步骤通 过使每个所述包装管相对于所述包装单元和相对于其它所述包装管运动来实施。
多个包装管布置在同一包装单元中，该包装单元因此是与上文所述的系统的每个 单独的包装盒相同的包装管的主容器，使包装单元转动以使得填充有预定量生物物质的每 个包装管相对于包装单元和也相对于其它包装管被施以运动的事实，允许操作多个包装管 的搅动。
这种搅动允许获得对于冷冻包装管而言特别令人满意的热交换。
允许影响热交换的参数是包装单元的填充率、包装单元的转速和冷却剂流的速度。
会观察到的是，在已知的系统中，包装管的有序存放(换句话说一定的存放均匀 性)被视为是对这些包装管的冷冻均匀性而言不可缺少的步骤。
发明者们所进行的工作实际上已揭示出以出人意料的方式，包装管在包装单元 中的搅动不仅不会妨碍冷冻的均匀性，相反地还会利于这种均匀性。
进一步可以观察到的是，在根据本发明的方法中，包装管可杂乱地放置在包装单 元的内部。
因此，根据本发明的这类包装管的冷冻方法特别是实施简单和方便的。
根据按本发明的方法的优选的、简单的、实用的和经济的特征
—所述包装单元被带动绕自身转动；
一所述包装单元具有至少一纵向侧壁和一内部空间；和所述多个包装管安置在所 述内部空间中，以使得每个所述包装管沿所述至少一侧壁延伸的纵向方向纵向地延伸；
一所述包装单元安置在所述冷却围腔中，以使得所述冷却剂流触碰到所述至少一 侧壁；和/或
一所述方法包括将所述至少一包装单元引入所述冷却围腔中的步骤。
根据第二方面，本发明的对象还在于多个包装管的冷冻系统，其中每个包装管被 填充有一预定量的生物物质，所述冷冻系统用于实施如前所述的冷冻方法，并包括至少一 包装单元，其配有大于所述多个包装管的容量和被构造成直接地容纳所述多个包装管；一 冷却围腔,其被构造成接纳所述至少一包装单元和用于被冷却剂流穿过；和一转动驱动单 元，其被构造成带动所述至少一包装单元转动和使每个所述包装管相对于所述至少一包装 单元和相对于其它所述包装管运动。
根据按本发明的系统的优选的、简单的、实用的和经济的特征
—所述至少一包装单元构造成被带动绕自身转动；
一所述至少一包装单元具有至少一纵向侧壁和一内部空间，所述内部空间被构造 成沿所述至少一侧壁的所述纵向方向容纳所述多个包装管；
一所述至少一包装单元被构造成布置在所述冷却围腔中，以使得所述冷却剂流触 碰到所述至少一侧壁；
一所述至少一包装单元具有至少一纵向侧壁，所述纵向侧壁配有内侧表面，所述 内侧表面被构形以当所述至少一包装单元转动时，其使每个所述包装管相对于所述纵向 侧壁和相对于其它所述包装管运动；和/或
一所述至少一包装单元具有至少一凸起，所述凸起布置在所述内侧表面上，所述凸起被构造成当所述至少一包装单元转动时，其使每个所述包装管相对于所述纵向侧壁 和相对于其它所述包装管运动。
根据按本发明的系统的优选的、简单的、实用的和经济的其它特征，所述至少一包 装单元具有至少一侧壁，该侧壁配有至少一开口，所述冷却剂流可经所述至少一开口通过。
借助所述开口，这些包装管同时经受热对流现象和热传导现象，以冷冻在每个这 些包装管中存在的预定量的生物物质。实际上，当包装管与包装单元的内部相接触时，由于 冷却剂流也与该包装单元(在外侧表面上)相接触，因而产生热传导现象；和当该冷却剂流 穿过所述开口和直接地与包装管相接触时，产生热对流现象。
进一步根据按本发明的系统的优选的、简单的、实用的和经济的其它特征
一所述至少一开口具有沿所述纵向方向延伸的窗口的形状；
一所述至少一开口由一系列孔隙形成，该系列孔隙是贯通的和沿所述纵向方向相 继地布置，每个孔隙具有与所述纵向方向不同的主方向；
一所述至少一包装单元包括为金属的可拆卸罩盖；和所述至少一包装单元配有至 少一磁性机构，所述至少一磁性机构允许将所述可拆卸罩盖通过磁化固定在所述至少一包 装单元上；
一所述冷却围腔具有平行六面体的形状和被分为下区及上区，排出装置布置在下 区中，所述至少一包装单元布置在上区中，所述排出装置被构造成将所述冷却剂从所述下 区排向位于所述上区中的所述至少一包装单元；
一所述冷却围腔由多个区域形成，所述多个区域布置在一导路(veine)中和所述 多个区域中的至少一个区域是冷冻区域，所述至少一包装单元被引入所述冷冻区域中和所 述转动驱动单元安装在所述冷冻区域上；和/或
一所述冷冻系统包括所述至少一包装单元的保持机构，所述保持机构配有至少一 辊子，所述至少一辊子能绕自身转动活动，和所述包装单元被构造成在使包装单元绕自身 转动时靠置在所述辊子上。
现在，将参照附图通过对一些实施例的说明继续对本发明进行陈述，所述说明在 下文以非限定性示意方式给出，附图中
一图1以透视图示意性示出根据第一实施方式的冷冻系统，所述冷却系统部分地 被去除，以显示其内部和特别是布置在其中的包装单元；
—图2是图1系统的后视一图3是沿图2上的III所得的剖视一图4是按照图3上的IV所得的细部—图5用透视图和以独立方式示意性表示图1的包装单元；
一图6是沿图5上的VI所得的剖视—图7用透视图和以分解的方式示意性表示图5的包装单元；
一图8到图10是与图5到图7相似的视图，示出包装单元的一变型；
一图11示意地表示根据第二实施方式的冷冻系统，所述冷冻系统包括一冷冻区 域，多个包装单元引入到该冷冻区域中；
一图12用透视图和以独立方式示意性表示在图11上可见的冷冻区域；
一图13用透视图和以分解的方式示意性表示图12的冷冻区域；
一图14是图12的冷冻区域的正视—图15和图16是沿图14上的XV和XVI所得的剖视图；和
一图17示意地表示多个包装管的冷冻组件，其中每个包装管填充有一生物物质 量。
具体实施方式
参照图1到图3和图11，可以看见两个冷冻系统3和203，所述冷冻系统被构造成 冷冻包装管5，每个包装管填充有一预定少量的生物物质。
冷冻的概念这里包含在该术语的一般含义中和因此表示温度下降到0°C以下的负温度。
待冷冻的生物物质这里例如由精液或甚至组织样本形成。所述生物物质需要被带 到低于其玻璃转化范围的负温度，以便能够对于其所含有的生物细胞以最小风险对其进行 操作。
冷冻概念这里因此涵盖可降低直到_140°C的温度，甚至低于_150°C的温度。
这种生物物质的冷冻需要遵循温度动力学，以将其带到低于其玻璃转化范围的负温度。
通过实施第一所谓平衡的阶段和第二所谓冷冻的阶段，这种温度动力学是可能 的，而第二所谓冷冻的阶段可分为多个子冷冻阶段。
例如，在周围环境温度下填充包装管之后，在确定的第一时期例如几个小时的期 间，这些包装管以大约+4°C的温度布置，以使它们静息。这就是平衡阶段。然后，这些包装 管首先以大约_5°C /min的节奏(pas)经受第一次温度下降，从+4°C下降到_10°C ;然后以 大约-40°C /min的节奏经受第二次温度下降，从-10°C下降到_140°C。这分别是冷冻阶段 所包括的第一子冷冻阶段和第二子冷冻阶段。
为进行这种动力学，需要具有一冷冻组件1，该冷冻组件包括一平衡系统2和多个 冷冻系统3。这类冷冻组件在图17上是可看见的。
图17示出如上所定义的冷冻过程。
当然，一些预备步骤和后续步骤是必需的。
首先，这里被称为小塑胶管5的包装管每个在专门的填充机器中被填充以一预定 量的生物物质(未显示的填充步骤)，这里是在周围环境温度即大约20°C进行填充。为实施 该填充步骤，小塑胶管通常平置在输送器上。
在对小塑胶管5进行填充的填充步骤之后，如上文所定义的冷冻过程可开始于这 样的引入步骤将一定数目的小塑胶管5引入到一包装单元6中，该包装单元形成在以下说 明中被称为鼓筒的储存器。也被称为鼓筒6的填充阶段的该步骤在图17上标记为E1，和在 鼓筒6的填充站4上执行。
小塑胶管5杂乱地放置在包装单元6中。换句话说，在该步骤并不寻求小塑胶管 5的任何有序存放。
此外，可以观察到的是，多个小塑胶管引入该包装单元6中，例如在大约50个到大约200个小塑胶管之间，这占为鼓筒容量的大约10%到大约30%的鼓筒6填充容积。
因此，鼓筒容量比所述多个小塑胶管更大。
通过在平衡系统2中执行的平衡步骤E2来继续冷冻过程，该平衡步骤也被称为平 衡阶段或甚至第一阶段。
该平衡系统2通常包括冷柜(未显示)，容纳小塑胶管5的鼓筒6被引入该冷柜中。
如上文所指出的，冷柜处于预定的第一温度，例如大约+4°C。鼓筒6在第一预定 时期例如几个小时的期间，被布置在该冷柜中。
通过对于也称为第一子冷冻阶段的第一冷冻步骤E3的从平衡系统2取出鼓筒6 和将该鼓筒6布置在第一冷冻系统3中，来继续所述冷冻过程。
第一冷冻系统3处于第二预定温度，例如同样是大约+4°C，和该第一冷冻系统3此 外被构造成借助如气态氮的冷却剂流，以大约-5°C /min的节奏使该第二预定温度下降直 到例如-10°C。
还通过对于也称为第二子冷冻阶段的第二冷冻步骤E4的从第一冷冻系统3取出 鼓筒6、继而将该鼓筒6插入第二冷冻系统3 (与第一冷冻系统3相似)中，来继续所述冷冻 过程。
该鼓筒6布置在处于第三预定温度、例如大约-10°C的第二冷冻系统3中。
第二冷冻系统3被构造成借助如同样是气态氮的冷却剂流的循环，以大约_40°C / min的节奏，使该第三预定温度降低直至达到例如_140°C、甚至_150°C。
如上文所定义的冷冻过程在步骤E4末结束。
在步骤El到E4的过程中，仅仅对小塑胶管5的操控是必需的，因为继而正是鼓筒 6同在内部的小塑胶管5 —起被操控。
通常实施一后面的储存步骤。该储存步骤需要从第二冷冻系统3取出鼓筒6和将 鼓筒6直接地安置到储存系统(未显示)中，储存系统例如由填充有冷却剂如液态氮的、将直 接容纳鼓筒6的贮槽形成。作为变型，将小塑胶管5从鼓筒6中取出并将它们直接浸没在 该液态氮贮槽中；或将小塑胶管5从鼓筒6取出，并将它们以更大数量引入到一特定的杯状 储器中，所述杯状储器浸没在液态氮贮槽中。
图1到图3示出冷冻系统3。
冷冻系统3具有与常规冷冻机的形状相似的长方体形状。
冷冻系统3具有箱体7，铰接于该箱体7的罩盖8置于所述箱体之上。
箱体7具有形成冷却围腔9的内部空间。罩盖8具有允许看见该围腔9内部的镶 有玻璃的开口 10。
冷却围腔9形成分为下区11和上区12的冷室。
下区11是从其液态转变到其气态的如氮的冷却剂的进入和排出区。
冷冻系统3此外具有局部分隔板13，其形成在上区12和下区11之间的分界面； 以及排出装置14，如配有叶片的透平，其布置在分隔板13下、于下区11中。
分隔板13配有贯穿的圆形孔16，所述圆形孔通到透平14的中心。
冷冻系统3此外具有呈液态形式的氮的行进管道15，其通到孔16的中心。
该管道15作为注入装置的组成部分，注入装置特别是配有电动阀(未显示)，电动 阀被构造成用于给送在特定容器中存在的氮和用于调节注入到冷却围腔9中的液态氮的流量。
在图1上还可看见的是，小塑胶管5 (不可见)插入其中的鼓筒6被引入到冷冻系 统3的上区12中。
此外，冷冻系统3具有引导板17，引导板17挨靠内壁18固定在上区12中。
该引导板17邻近鼓筒6布置和具有特定的形状，所述形状被构造成引导冷却剂 流，如在下文将描述的。
此外,冷冻系统3具有转动驱动单元19,转动驱动单元19这里由与减速器22相连 接的电动机21形成。
该转动驱动单元19固定在箱体7的后表面20上，即在冷却围腔9外(图2到图 4)。
该转动驱动单元19此外配有转动轴23，转动轴23自减速器22起延伸，穿过设在 箱体7的后表面20中的贯通孔24，该贯通孔24通到上区12中。
转动轴23具有与减速器22相对的端部，该端部布置在上区12中，所述端部配有 支撑件25，支撑件25这里由在该转动轴23上成形的凸肩形成。
支撑件25在其中心具有磁性部分26。
支撑件25和其磁性部分26构成的组件形成鼓筒6的连接界面。
当然，冷冻系统3被构造成使得上区12至少部分地不透气态流体，即便存在贯通 孔24。
在图3和图4上可以看见的是，鼓筒6直接地固定在由支撑件25和其磁性部分26 形成的连接界面上。
因此,鼓筒6被构造成通过转动驱动单元19的转动轴23被带动转动。
鼓筒6这里是金属的、可拆卸的，和借助磁性部分26通过磁化以非持久性的方式 固定在支撑件25上。
现在将参照图5到图7对鼓筒6进行更为详细的描述。
鼓筒6具有总体的圆形形状、甚至圆柱形状。
鼓筒6配有圆柱形侧壁27、前壁28和底壁29 ;这些壁27、28和29确定鼓筒6的 表示其容量的内部空间30。
圆柱形侧壁27沿总体的纵向方向延伸。
侧壁27这里具有第一端部31和与第一端部31相对的第二端部32。
鼓筒6此外具有三个开口，每个开口具有设在侧壁27中的窗口 33的形状。
这些窗口 33同时纵向地和在该侧壁27的轮廓上延伸。
这三个窗口 33规则地分布在侧壁27的轮廓上和通过在该侧壁27的轮廓上的臂 34被相互分隔开。
侧壁27此外在其第一端部31具有三个凹口 35，这三个凹口规则地分布在该端部 31的轮廓上。
前壁28具有圆形板的形状，形成可拆卸罩盖，和该前壁28是金属的。
三个凸销36从该前壁28的轮廓凸伸出，这三个凸销规则分布和被构造成接纳在 侧壁27的凹口 35内；因此允许由前壁28形成的可拆卸罩盖与侧壁27的良好装配。
该前壁28此外具有在其中心设置的矩形孔37。
底壁29也具有圆形板的形状和该底壁29是金属的。
连接元件39从该底壁29在中心凸伸出。该连接元件39具有矩形的形状和在中 心开有孔。
鼓筒6此外具有三个纵向的板叶40，每个板叶具有大约120°C弯折的板的形状。
这三个板叶40在相应的臂34处纵向地被固定在侧壁27的内侧表面38上。
每个板叶40具有朝向鼓筒6内部的折痕(pli)。
如将在下文中更详细地看到的，这三个板叶40将侧壁27的内侧表面38成形，以 使引入鼓筒6中的小塑胶管5相对于彼此和相对于包装单元6的侧壁27运动，换句话说， 当鼓筒以与侧壁27共轴的转动轴线绕自身转动时，搅动这些小塑胶管5。
鼓筒6此外具有三个这里由触柱形成的磁性机构41。
这些触柱41每个都布置在一板叶40和侧壁27的内侧表面38之间，邻近该侧壁 27的第一端部31。
形成可拆卸罩盖的前壁28因此可挨靠侧壁27的内侧表面38布置(换句话说，布 置在该侧壁27的内部)和借助磁性触柱41通过磁化被保持。
相反地，底壁29在侧壁的第二端部32处持久地被固定于侧壁27。
可以注意到，与同侧壁27的第二端部平齐安装的底壁29相反的是，前壁28安装 在侧壁27的第一端部31附近，但并不与该第一端部31相平齐。
现在将借助冷冻系统3描述小塑胶管5的冷冻方法。
如已参照图17看见过的，期望实施小塑胶管的整个冷冻过程的使用者应选择预 定数量或非预定数量的小塑胶管5，和将这些小塑胶管5引入鼓筒6的内部空间30中(步骤 E1)。
小塑胶管5杂乱地、但在侧壁27延伸的纵向方向上纵向地布置。
当然，由鼓筒6的前壁28形成的可拆卸罩盖被安置到位，以便在前部封闭鼓筒6， 以使小塑胶管5不会从鼓筒6的内部空间30脱出。
可以注意到的是，小塑胶管5具有的长度应适合于鼓筒6的长度，以使这些小塑胶 管不会经窗口 33脱出。
然后，通过预先已打开罩盖8，这里是可拆卸的鼓筒6被引入冷冻系统3的上区12中。
鼓筒6面对转动轴23的支撑件25水平布置，借助是金属的前壁和支撑件25所包 括的磁性部分26，该前壁28通过磁化被固定在支撑件25上。
可以注意到的是，这里，鼓筒6与转动轴23共轴安装。因此，鼓筒6的转动轴线也 与侧壁27共轴，鼓筒6因此被构造成被带动绕自身转动。
继而，使用者可使转动驱动单元19运转，即给电动机21供电，以使转动轴23转动 和因此使鼓筒6自转。
使鼓筒6自转，借助三个板叶40,允许使布置在鼓筒6中的小塑胶管5以在上文 中所指出的方式投入运动。
使用者继而可使冷却剂流在上区12中经过，以便该冷却剂流触碰鼓筒6和冷冻生 物物质量。
气态氮所取的流体通路在图1上用箭头表示出。
为此，使注入装置(未显示)运行，以通过管道15将液态氮在透平14的中心注入到 下区11中。
在设于分隔板13中的孔16处，液态氮在透平14的上方和中心被注入。
因此，液态氮被引导至基本处于大气压力的下区11中。
为此，液态氮由于其预先地承压而经受膨胀现象，该膨胀现象使液态氮从其液相 转变到其气相，使得透平14的叶片通过首先使气态氮流在分隔板13下方行进，将气态氮流 排到上区12中。
实际上，该气态氮流首先在分隔板13下流动，继而触碰到圆形壁(未显示)，圆形壁 将气态氮流从下区11导向上区12，以使得气态氮流朝自转的鼓筒6的方向在上区12中上升。
气态氮流继续其行进直到触碰到引导板17的下表面，该引导板被构造成使得气 态氮流直接地被引向鼓筒6。
因此，该气态氮流触碰到鼓筒6和更为特别地，气态氮流相继地和直接地触碰到 侧壁27的外侧表面42和由于气态氮流经窗口 33通过触碰到小塑胶管5(和因此气态氮流 也触碰到内侧表面32)。
这里，气态氮流横向地触碰到鼓筒6，即气态氮流基本垂直地碰到侧壁27和经窗 口 33也基本垂直地进入内部空间30中。
该冷冻步骤(或子冷冻步骤)在预定的时期中实施。
这里，在小塑胶管5中存在的生物物质量受益于良好的热交换，这是同时由于对 这些小塑胶管5的搅动、由于它们通过侧壁27所经受的传导现象和由于它们借由窗口 33 所经受的对流现象。
如在上文中已看到的，对于使用者来说，可以在越来越低的温度的其它冷冻系统 中重复该冷冻步骤。
现在将参照图8到图10描述鼓筒的一实施变型。
一般性地，对于类似元件，使用与对于在图5到图7上所示出的鼓筒6所使用的相 同的标记，但要加上数100。
鼓筒106，更一般性地被称为包装单元，基本具有与鼓筒6相同的总体形状和基本 具有与鼓筒6相同的特征。
实际上，鼓筒106具有圆柱形的总体形状，带有由圆柱形侧壁127、前壁128和底壁 129所确定的内部空间130。
此外，鼓筒106以与鼓筒6相似的方式具有三个板叶140，这三个板叶挨靠侧壁 127的内侧表面138布置；以及三个磁性触柱141，每个磁性触柱布置在一板叶140和所述 内侧表面138之间。
与鼓筒6不同的是，鼓筒106具有这里由一系列孔隙144形成的开口，它们穿过侧 壁127贯通和沿鼓筒106的纵向方向相继地布置。
此外，每个孔隙144具有与纵向方向不同的主方向，和这里特别地，这些孔隙144 每个都沿垂直于纵向方向的方向延伸。
鼓筒106的每个开口具有十二个相同的孔隙144,和同鼓筒6 —样,鼓筒106具有 规则分布在侧壁127的轮廓上的三个开口。
此外，至于鼓筒106的侧壁127，该侧壁在其第一端部131处未设有凹口。
鼓筒106此外具有握持部分143，握持部分143从前壁128在中心凸伸设置，以代 替设在鼓筒6的前壁28上的孔37。
至于底壁129，其是实心金属板和不具有如鼓筒6的底壁29的连接元件39的连接 元件。
同鼓筒6 —样,鼓筒106的前壁128是可拆卸的和借助触柱141和借助该前壁是 金属的事实通过磁化进行安装；该前壁128挨靠侧壁127的内侧表面138安装在第一端部 131附近，但不与第一端部131平齐。
与鼓筒6不同的是，鼓筒106的底壁129并不与侧壁127的第二端部132相平齐 安装，而是如前壁128 —样，底壁129挨靠侧壁127的内侧表面138安装在第二端部132附 近。
该底壁129持久地被固定于侧壁127。
图11到图16示出冷冻系统的第二实施方式。
一般性地，对于类似元件，使用与对于图1到图4的冷冻系统3所使用的相同的标 记，不过要加上数200，和使用与对于图5到图7的鼓筒6所使用的相同的标记，不过还要加 上数200。
冷冻系统203具有在图11上相当示意地示出的气流导路的形状。
该气流导路203包括冷却围腔209、离心风机250和注入来自外部容器(未显示) 的液态氮的注入装置的一部分215。
冷却围腔209由冷却剂流(气态氮)的引导通道251形成，静态矫直器 (redresseur) 253被引入通道251中、在冷冻区域252附近。
借助其所具有的蜂窝状或格栅状结构，静态矫直器253允许适当地引导气态流和 同时允许朝冷冻区域252的方向加速该气态流。
冷冻系统203此外具有布置在冷冻区域252之下的回收区域254。
气态氮所取的流体通路在图11上通过箭头示出。
冷冻区域252被构造成接纳在图12到图16上可见的多个鼓筒206。
冷冻区域251具有在其入口和其出口的气态流的引导肋217、259和260以及鼓筒 206的保持机构265，如在下文中将详细地看到的。
回收区域254被构造成一旦生物物质量被冷冻，就对这些鼓筒206进行回收。该回 收区域254由具有鼓筒206的接纳盘(未显示)的可拆卸滑屉形成，接纳盘将该回收区域分 为两部分一下部分，液态氮存在于下部分中；和另一上部分，气态氮存在于该上部分中， 以不会在冷冻步骤、回收步骤和储存步骤之间产生过大的温度梯度。
冷冻系统203此外具有转动驱动单元219 (在图11上不可见)，该转动驱动单元安 装在冷冻区域252外。
现在将参照图12到图16更详细地描述冷冻区域252。
冷冻区域252具有金属框架256，金属框架256由相对的两侧板257和258与也是 相对的两支撑件259和260 (它们形成引导肋)形成(图12和图16)，每个支撑件接合两侧 板 257 和 258。
每个侧板在其中心具有一圆形孔261以及一孔隙262，孔隙262设置在每个侧板257,258的高度的一部分上并且通到每个侧板257、258的各自下边部263上。
冷冻区域252此外具有气态氮流的引导板217 (也形成引导肋)，所述引导板217 与支撑件259和260相面对、在与侧板257、258的下边部263相对向上布置在侧板257和 258之间。
冷冻区域252这样装配好后，就具有用于接纳三个鼓筒206的内通道264。
可以注意到，这些鼓筒206与图5到图7上所示的鼓筒6是相同的。
这三个鼓筒206布置在冷冻区域252中，特别地沿纵向方向排成直线地布置在内 通道264中。
这些鼓筒206借助所述鼓筒在它们各自的前壁228中所具有的孔237、和借助所述 鼓筒在它们各自的底壁229上所具有的连接元件239 (图15和图16)，两两固定在一起。
冷冻区域252的保持机构265由两个辊子266和267形成，所述两个辊子能绕自 身转动活动和由圆弧形壁268支撑。
该保持机构265此外具有枢转构件269，被构造成使该保持机构265枢转的作动筒 270固定在该枢转构件上。
借助该作动筒270，保持机构265被构造成容许两种构型支撑构型，在该支撑构 型，三个鼓筒206靠置在两个辊子266和267上；和卸载构型，在该卸载构型，鼓筒206不再 靠置在辊子266和267上，从冷冻区域252落下以在回收区域254中其分隔板上滑动。
如在下文中将看到的，当鼓筒206绕自身转动时，则处于该支撑构型。
该保持机构256被构造成布置在两侧板257和258之间，刚好在内通道264的下 方；至于枢转构件，其则被构造成与作动筒270 —起布置在侧板257外。
该保持机构265通过固定爪271固定于侧板257和侧板258。
冷冻区域252还包括温度探测器272，温度探测器272位于侧板257外和配有进入 所述冷冻区域252的内部空间中的杆。
至于转动驱动单元219，其与在图2到图4上可见的转动驱动单元19相似。
因此，该转动驱动单元219配有电动机221、减速器222、转动轴223和配有磁性部 分(未显不)的支撑件225。
该转动驱动单元219固定在接口板273上，接口板273本身固定在侧板257上。
所述鼓筒206之一被构造成通过磁化固定在转动驱动单元219的支撑件225上， 所述支撑件225被构造成经侧板257的孔261通过。
冷冻区域252此外具有磁塞275，磁塞275与支撑件225相对就位和被构造成承靠 所述鼓筒206中的另一鼓筒(其与固定在支撑件225上的鼓筒206相对就位)，以保持三个 鼓筒206排成直线和相互挨靠布置。
现在将描述冷冻系统203的使用。
这里不重复用生物物质量填充小塑胶管的填充步骤，也不重复用小塑胶管对鼓筒 进行部分填充的步骤，因为鼓筒206与鼓筒6是相同的和鼓筒206以与上文所述的相同比 例和相同的方式局部地被填充有小塑胶管。
与上文所述的方法不同的是，三个鼓筒206这里以纵向排齐的方式被插入冷冻区 域252中。
为此，这三个鼓筒相互挨靠安置，即从第一鼓筒206的底壁229凸伸出的连接兀件239被接纳在第二鼓筒的前壁228的孔237中，且从第二鼓筒206的底壁229凸伸出的连接 元件239被接纳在第三鼓筒206的前壁228的孔237中。
三个鼓筒206被插置在冷冻区域252的内通道264中，直到第一鼓筒206挨靠转 动驱动单元219的支撑件225,它们则一起通过磁化被固定于此。
三个鼓筒206通过侧板258的孔261被插入到冷冻区域252中，磁塞275继而通 过孔262局部地被插入，直到与第三鼓筒206的底壁相接触；使得这三个鼓筒206以紧固的 方式插置在磁塞275和支撑件225之间。
在此时刻，保持机构265处于其支撑构型中和三个鼓筒206靠置在两个辊子266 和267上。
然后，运转所述转动驱动单元219，使得带动三个鼓筒206自转，它们各自的转动 轴线与它们各自的侧壁是共轴的。
鼓筒206绕自身转动，和由于这些鼓筒通过活动的辊子266和267支撑，因而这些 辊子也绕自身转动。
最后，氮通过注入装置的部分215输入，发生膨胀以变成气态，在通道251中行进， 经过静态矫直器253继而向冷冻区域252行进，直到由该冷冻区域252的支撑件260和引 导板217所形成的肋引导、和因此直接地被输送到该冷冻区域252的内通道264处，包括小 塑胶管的鼓筒206自转地布置在该处。
由于鼓筒206与鼓筒6相似，因而引入鼓筒的小塑胶管相对于彼此和相对于包装 单元6的侧壁27运动，换句话说，小塑胶管被搅动，和通过同时借助设在这些鼓筒206中的 窗口经受对流现象和借助这些鼓筒206的侧壁经受传导现象，受益于相当良好的热交换。
气态氮流继而从冷冻区域252离开，以到达离心风机250和因此重新被送到通道 251 中。
一旦鼓筒的小塑胶管被冷冻，则启动作动筒270，使得其作用在枢转构件269上， 以便使保持机构265、特别是圆弧形壁268枢转和因此降低辊子266。
通过这种方式，鼓筒206不再被两个辊子266、267支撑，这些鼓筒206从冷冻区域 252落下和落到以可拆卸滑屉形成的回收区域254的分隔板上。
在这些小塑胶管被放置到储存处之前，将鼓筒206回收到滑屉254中，这些鼓筒在 滑屉内处于气态氮中，其中在储存处，小塑胶管被浸没在液态氮中。
在一些未显示的变型中
一气态氮流并不如图1到图17上的情形那样垂直于鼓筒的侧壁，而是气态氮流略 微倾斜；这可能缘于这样的事实鼓筒的转动轴线与侧壁不是共轴的和因此鼓筒所经的轨 迹更确切的是锥形的；
一鼓筒的转动轴线不是共轴的，而更确切的是偏心的；
一开口不同于窗口或孔隙，而是这些开口具有格栅的形状或由设在侧壁中的一系 列孔洞形成，这些孔洞具有相同的形状或形状不同；
一鼓筒包括比附图上所示的更多或更少的孔隙和/或窗口；
一包装单元容纳更多或更少的小塑胶管，只要其容量保持大于所述多个小塑胶 管；
一包装单元不具有设在纵向侧壁上的开口 ；
一由鼓筒形成的包装单元不是可拆卸的，而是在转动驱动单元的转动轴上固定 的；
一由鼓筒形成的包装单元并不是通过磁化固定在转动轴上，而是以自紧固的方式 或通过夹具或通过钳具安装；
一由鼓筒形成的包装单元包括布置在纵向侧壁上的侧罩盖，而不是包括由该鼓 筒的前壁形成的罩盖；
—包装单元的凸起不是由板叶形成,而是由具有其它形状的突起或杆形成,或者 不存在凸起；
一包装单元具有圆形形状之外的其它形状，甚至圆柱形状，例如，包装单元具有矩 形的截面，或更为一般性地具有多边形的、甚至椭圆形的截面；
一温度动力学是不同的，因为小塑胶管的填充直接地在大约4°C的温度执行和因 此平衡步骤不是必需的，小塑胶管直接布置在冷冻系统中；
一箱体7未配有具有允许看到围腔9内部的镶有玻璃的开口的罩盖；
一小塑胶管的填充在大约+4°C的温度进行，因此，不需要任何平衡步骤，小塑胶管 因此直接杂乱地被弓I入鼓筒中，该鼓筒再被弓I入冷冻系统中；
一冷冻系统没有受益于强制类型的对流，而是自然对流；和/或
一转动驱动单元并不固定于冷却剂流在其中循环的冷却围腔，而是冷冻系统具有 隧道窑的形状，具有在不同温度的一系列区域，并带有输送器，用以使包装单元相继地在不 同区域中通过(当然，例如凯芙拉(kevlar)纤维制成的小幕帘般的分隔元件被设置在不同 区域之间和该分隔元件随着包装单元的经过退开)；和输送器例如按位置具有转动的辊子， 包装单元靠置在这些辊子上，以使包装单元绕自身转动。
更为一般性地，需要提醒的是，本发明并不局限于所描述的和所示出的示例。
权利要求
1.多个包装管的冷冻方法，其中每个包装管被填充有一预定量的生物物质，所述冷冻方法包括这样的步骤将每个所述包装管(5)直接布置在包装单元(6 ；106 ;206)中，将所述包装单元安置在冷却围腔(9 ；209)中，继而使冷却剂流穿过所述冷却围腔(9 ；209)和同时地带动所述包装单元(6 ；106 ；206)转动； 所述多个包装管的冷冻方法的特征在于，其包括这样的步骤为所述包装单元(6 ;106 ;206)配设大于所述多个包装管(5)的容量；将每个所述包装管(5)直接布置在包装单元(6 ；106 ;206)中的步骤通过将所述多个包装管(5)安置到所述包装单元(6 ；106 ;206)中来进行；并且，带动所述包装单元(6 ；106 ;206)转动的步骤通过使每个所述包装管(5)相对于所述包装单元(6 ；106 ；206)和相对于其它所述包装管(5)运动来实施。
2.根据权利要求1所述的多个包装管的冷冻方法，其特征在于，所述包装单元(6；106 ；206)被带动绕自身转动。
3.根据权利要求1或2所述的多个包装管的冷冻方法，其特征在于，所述包装单元(6；106 ;206)具有至少一纵向侧壁(27 ;127)、和一内部空间(30 ;130);所述多个包装管(5)安置在所述内部空间中，使得每个所述包装管(5)沿所述至少一侧壁(27 ;127)延伸的纵向方向纵向地延伸。
4.根据权利要求3所述的多个包装管的冷冻方法，其特征在于，所述包装单元(6；106 ;206)安置在所述冷却围腔(9 ;209)中，使得所述冷却剂流触碰到所述至少一侧壁(27 ；127)。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的多个包装管的冷冻方法，其特征在于，所述多个包装管的冷冻方法包括将至少一包装单元(6 ；106 ;206)引入所述冷却围腔(9 ;209)中的步骤。
6.多个包装管的冷冻系统，其中每个包装管被填充有一预定量的生物物质，所述多个包装管的冷冻系统用于实施根据权利要求1到5中任一项所述的多个包装管的冷冻方法，并包括至少一包装单元(6 ；106 ;206)，其配有大于所述多个包装管(5)的容量和被构造成直接地容纳所述多个包装管(5);—冷却围腔(9 ;209)，其被构造成接纳所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)和用于被冷却剂流穿过；和一转动驱动单元(19 ;219)，其被构造成带动所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)转动和使每个所述包装管(5)相对于所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)和相对于其它所述包装管(5)运动。
7.根据权利要求6所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)构造成被带动绕自身转动。
8.根据权利要求6或7所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)具有至少一纵向侧壁(27 ;127)、和一内部空间(30 ;130)，所述内部空间被构造成沿所述至少一纵向侧壁(27 ；127)的纵向方向容纳所述多个包装管(5)。
9.根据权利要求8所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)被构造成布置在所述冷却围腔(9 ；209)中，使得所述冷却剂流触碰到所述至少一侧壁(27 ;127)。
10.根据权利要求6到9中任一项所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)具有至少一配有内侧表面(38 ；138)的纵向侧壁(27 ;127)，所述内侧表面被构形以当所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)转动时，所述内侧表面使每个所述包装管(5)相对于所述纵向侧壁(27 ；127)和相对于其它所述包装管(5)运动。
11.根据权利要求10所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)具有至少一凸起(40 ;140)，所述凸起设在所述内侧表面(38 ;138)上，所述凸起被构造成当所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)转动时,所述凸起使每个所述包装管(5)相对于所述纵向侧壁(27 ；127)和相对于其它所述包装管(5)运动。
12.根据权利要求6到11中任一项所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)具有至少一个配有至少一开口(33 ；144)的侧壁(27 ;127)，所述冷却剂流能经所述至少一开口通过。
13.根据权利要求12所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一开口具有沿所述纵向方向延伸的窗口(33)的形状。
14.根据权利要求12或13所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一开口由一系列孔隙(144)形成，该系列孔隙是贯通的和沿所述纵向方向相继地布置，每个孔隙(144)具有与所述纵向方向不同的主方向。
15.根据权利要求6到14中任一项所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述至少一包装单元(6 ；106 ；206)包括为金属的可拆卸罩盖(28 ；128 ；228);并且，所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)配有至少一磁性机构(41 ; 141 )，所述至少一磁性机构允许将所述可拆卸罩盖(28 ；128 ;228)通过磁化固定在所述至少一包装单元(6 ；106 ;206)上。
16.根据权利要求6到15中任一项所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述冷却围腔(9)具有平行六面体的形状和被分为下区(11)及上区(12)，排出装置(16)布置在所述下区中，而所述至少一包装单元(6)布置在所述上区中，所述排出装置(16)被构造成将所述冷却剂从所述下区(11)排向在所述上区(12 )中的所述至少一包装单元(6 )。
17.根据权利要求6到16中任一项所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述冷却围腔(209)由多个区域(251，252，250，254)形成，所述多个区域布置在一导路中和所述多个区域中的至少一个区域是冷冻区域(252)，所述至少一包装单元(206)被引入所述冷冻区域中和所述转动驱动单元(219)安装在所述冷冻区域上。
18.根据权利要求6到17中任一项所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述多个包装管的冷冻系统包括用于保持所述至少一包装单元(206)的保持机构(265)，所述保持机构(265)配有至少一辊子(266 ;267)，所述至少一辊子能绕自身转动活动，所述包装单元(206 )被构造成在该包装单元绕自身转动时靠置在所述至少一辊子上。
19.根据权利要求18所述的多个包装管的冷冻系统，其特征在于，所述保持机构(265)包括两个辊子(266 ;267)，所述保持机构是枢转的和容许两种构型支撑构型，在该支撑构型，所述至少一包装单元(206)绕自身转动和靠置在所述两个辊子(266，267)上；和卸载构型，在该卸载构型，所述保持机构(265)枢转，使得所述至少一包装单元(206)不再靠置在所述两个辊子(266，267)上而能被卸载。
全文摘要
本发明涉及多个包装管的冷冻方法，每个包装管被填充有预定量的生物物质，所述冷冻方法包括这样的步骤将每个所述包装管直接布置在包装单元(6)中，将该包装单元安置在冷却围腔(9)中，继而使冷却剂流穿过所述冷却围腔(9)和同时地带动所述包装单元(6)转动；所述方法包括这样的步骤为所述包装单元(6)配设大于所述多个包装管的容量；将每个所述包装管直接布置在包装单元(6)中的步骤通过将所述多个包装管安置到所述包装单元(6)中来进行；并且，带动所述包装单元(6)转动的步骤通过使每个所述包装管相对于所述包装单元(6)和相对于其它所述包装管运动来实施。
文档编号B65B61/00GK103010534SQ201210351750
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者C·博, A·加缪, E·施米特 申请人:Imv技术股份有限公司