一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔的制作方法

本发明涉及生物低温储存领域，具体是一种用于液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔。

背景技术：
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低温环境能够抑制生物的生化活动，降低其新陈代谢速率，因而可以达到长期保存的目的。实验研究发现，生物体保存温度越低，保存时间也就越长。利用液氮77K（-196℃）低温保存的细胞和组织，在冻存多年后复温，没有发现任何生化和功能上的变异。低温储存技术实现了生物样本、组织器官等物品的长期安全保存，为遗传物质及其种质资源的保存开拓了广阔的应用前景。

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，由液氮蒸发提供制冷量，然后排到大气中。然而这种液氮浸泡型储存罐由需要定期补充液氮，且操作时容易干扰视线。

技术实现要素：
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本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的目的是提供一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，在运行期间无需添注液氮，无冷气溢出，维护简便，特别适合无液氮供应的场所。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：包括有冷冻腔，液氮腔和盘管；盘管缠绕在冷冻腔外壁上或冷冻腔的内壁上；盘管一端连通有液氮供管，另一端连通有氮气回管；液氮供管和氮气回管分别接入液氮腔中或液氮供管和氮气回管汇合后接入液氮腔中；还包括有可以将液氮腔中氮气液化的低温制冷机。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述低温制冷机安装于液氮腔中，低温制冷机冷端连接有冷凝翅片。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述低温制冷机安装在液氮腔外，低温制冷机冷端连接有柔性导热材料，柔性导热材料的另一端连接在液氮腔内的冷凝翅片或液氮腔的外壁上。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述盘管为铜质、铝质、导热优良的光管或带翅片的强化传热管；盘管上、下两端分别连接氮气回管和液氮供管，氮气回管与液氮腔的接口位置位于液氮腔的上部，液氮供管与液氮腔的接口位置位于液氮腔的下部。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述冷冻腔为圆柱形或长方形。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：低温制冷机为G-M制冷机、斯特林制冷机、脉管制冷机或者制冷温度可达77K（-196℃）的其他类型低温制冷机；低温制冷机的安装角度不限。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述冷冻腔的外表面包有多层绝热材料。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述冷冻腔安装在冻存罐中，一个液氮腔对应一个或多个冻存罐。

一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，其特征在于：所述冷冻腔的顶部通过薄壁颈管连接到罐体上，冷冻腔和罐体之间形成有空隙，所述空隙抽成真空。

生物样本位于冷冻腔中，不与液氮直接接触。冷冻腔的顶部通过低导热的薄壁颈管连接到罐体上。冷冻腔的外表面包有多层绝热材料，与罐体之间的空隙抽成真空，以减少漏热。液氮腔中的液氮经液氮供管进入冷冻腔壁面上的盘管中，吸收漏罐体漏热及生物样本热量后，部分液氮气化，沿着氮气回管进入液氮腔气相区。液氮腔设有低温制冷机，在低温制冷机冷端连着的冷凝翅片中将氮气液化，回流到液氮中，完成一个循环，从而达到液氮的零损耗。

液氮腔可以位于冻存罐的罐体内，也可以位于外部，通过管路连接，做成分体式。

氮气回管、液氮供管可以合并，形成一个管子，既有液氮往下流，气化的氮气往上冒泡。

本发明的优点是：

本发明样品取放方便，冷冻腔壁温稳定均匀，液氮充注量低，正常运行期间无需补充液氮，维护简单，特别适合无液氮供应的场所。

附图说明：

图1为本发明中低温制冷机为卧式时的结构示意图。

图2为本发明中低温制冷机为立式时的结构示意图。

图3为本发明中液氮腔为分体式的结构示意图。

图4为一个低温制冷机冷却多个冻存罐的结构示意图。

图5为低温制冷机安装部位的放大图。

具体实施方式：

参见附图。

参见图1所示，一种液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔，包括盘管1，氮气回管2、液氮腔3，颈管4、低温制冷机5、冷冻腔6和液氮供管7，其中生物样本位于冷冻腔6中，不与液氮直接接触。盘管7即可设在冷冻腔6外壁，也可设在冷冻腔的内壁。盘管上下端分别连氮气回管2、液氮供管7。冷冻腔6的顶部通过低导热的薄壁颈管4连接到罐体上。冷冻腔6的外表面包有多层绝热材料，与罐体之间的空隙抽成真空，以减少漏热。液氮腔3中的液氮经液氮供管7进入冷冻腔6外壁的盘管7中，吸收罐体漏热及生物样本热量后，部分液氮气化，沿着氮气回管2进入液氮腔气相区。液氮腔设有低温制冷机5，在低温制冷机5冷端通过柔性导热材料8相连着的冷凝翅片中将氮气液化，回流到液氮中，完成一个循环，从而达到液氮的零损耗。

液氮零损耗生物样本冻存罐的冷冻腔的冷冻腔6外壁设有盘管1，盘管1可以是铜质、铝质或其他导热优良的光管或带翅片的强化传热管。冷冻腔6可以为圆柱形，长方形，优选圆柱形。

盘管1上下两端分别连接氮气回管2、液氮供管7，且氮气回管2与液氮腔3的接口位置位于液氮腔3的上部，液氮供管7与液氮腔3的接口位置位于液氮腔3的下部。氮气回管2、液氮供管7可以合并，形成一个管子，既有液氮往下流，气化的氮气往上冒泡。

低温制冷机5可以为G-M制冷机、斯特林制冷机、脉管制冷机，或者制冷温度可达77K（-196℃）的其他类型低温制冷机。低温制冷机5的安装角度不限，其中卧式安装如图1所示。

液氮腔3可以位于罐体内，也可以位于外部，通过管路连接，做成分体式（如图3）。液氮腔3可以为一个罐体供应液氮，也可以为多个罐体同时供应液氮，返回的冷氮气经一个或者多个低温制冷机被再次液化。

低温制冷机5冷端的冷凝换热器既可以在液氮腔3内部，也可以通过柔性导热材料8，一段连接低温制冷机5的冷端，另一端连接在液氮腔3内的冷凝翅片或液氮腔3的外壁上。

本发明的工作方式如下：生物样本位于冷冻腔6中。盘管1即可设在冷冻腔6外壁上，也可设在冷冻腔6的内壁上。盘管1上下端分别连氮气回管2、液氮供管7。液氮腔3中的液氮经液氮供管7进入冷冻腔6外壁的盘管1中，吸收罐体漏热及生物样本热量后，部分液氮气化，沿着氮气回管进入液氮腔3气相区。液氮腔3设有低温制冷机5，在低温制冷机5冷端连着的冷凝翅片中将氮气液化，回流到液相区中，完成一个循环，从而达到液氮的零损耗。

尽管上文对本发明的具体实施方式通过实例进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，本领域的技术人员可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和权力要求所记载的范围。