一种气相低温氮气制冷装置的制作方法

本实用新型涉及一种气相低温氮气制冷装置，属于生物样本存储设备技术领域。

背景技术：

近年来生物医疗行业的发展，在各大科研、医疗单位、生物科学院校、研究单位、生物公司等单位，动物或植物细胞作为科学研究中必不可少的对象。科研、实验等过程中细胞的冻存是必不可少的。这就使冷冻保存的细胞样本逐年大量增加。如何实现细胞样本的最大化存放，如何对众多的样本进行科学化管理，不至于影响到科研工作的进度，成了摆在研究者面前迫切需要解决的问题。

综合来看，对于样本自动化存储设备需求越来越大，要求也越来越高，细胞样本直接暴露于存储设备工作区中，进行样本存与取的操作，因此为满足细胞样本暴露温度仍然低于细胞安全温度(即细胞生理代谢停滞温度)，为维持存储设备工作区处于低于-80℃以下低温，成熟、稳定的制冷装置显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种气相低温氮气制冷装置，解决了如何维持存储设备工作区处于低于-80℃以下低温的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种气相低温氮气制冷装置，其特征在于，设于用于生物样本存储的液氮存储设备或相同型低温存储设备后舱内，包括设于液氮存储设备或相同型低温存储设备后舱内的制冷机构，制冷机构连接液氮补给管的一端，液氮补给管的另一端延伸至液氮存储设备或相同型低温存储设备的后舱保温层以外，液氮补给管上设有可控制液氮补给量的电磁阀。

优选地，所述的电磁阀通过不锈钢保温软管与液氮补给罐连接，液氮补给罐设于液氮存储设备外。

优选地，所述的制冷机构包括盘管，盘管的一端与液氮补给管的一端连接，盘管周围设有增加接触面积的吸热板，盘管的另一端与三通接头的第一个接头连接，三通接头的第二个接头与不锈钢软管的一端连接，三通接头的第三个接头与温度传感器连接，不锈钢软管的另一端通过不锈钢管接头与液氮补给管连接。

优选地，所述的吸热板包括第一吸热板、第二吸热板、第三吸热板，第一吸热板、第二吸热板、第三吸热板均固定于盘管上。

优选地，所述的吸热板上开有增加接触面及冷气流动的均匀孔。

优选地，所述的温度传感器设于盘管前面。

本实用新型通过液氮补给进入制冷机构中的盘管中，由液态汽化成气态，吸收后舱空间的热量使后舱冷却，后舱降温后工作区热量会被后舱吸走，导致工作区也实现制冷效果，制冷效果保证工作区空间温度达到低于-80℃以下。

附图说明

图1为一种气相低温氮气制冷装置的示意图；

图2为一种气相低温氮气制冷装置的剖视图；

图3为一种气相低温氮气制冷装置的部件组合图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型为一种气相低温氮气制冷装置，放置于用于生物样本存储的液氮存储设备100或相同型低温存储设备后舱内，液氮存储设备100内设有液氮存储罐101。如图1-图3所示，其包括安装于液氮存储设备100或相同型低温存储设备后舱内的制冷机构1，液氮补给管2的一端连接制冷机构1，液氮补给管2的另一端延伸至液氮存储设备100或相同型低温存储设备的后舱保温层以外，并于液氮补给管2上加装有可在深低温条件下(即温度范围从常温到-196℃)使用之电磁阀3，电磁阀3用于液氮补给量控制。

制冷机构1安装于液氮存储设备100或相同型低温存储设备后舱内侧面，使用螺钉或栓接旋紧、铆接等方式固定；制冷机构1包括不锈钢管接头4、不锈钢软管5、三通接头6、温度传感器7、盘管8、第一吸热板9、第二吸热板10、第三吸热板11；

把盘管8、第一吸热板9、第二吸热板10和第三吸热板11组装成一体形成组合件。之后把不锈钢软管5和三通接头6在安装到该组合件上，然后把整个组合件放置到液氮存储设备100后舱内，再把不锈钢管接头4的一端安装于不锈钢软管5的一端，不锈钢管接头4的另一端与液氮补给管2配好；液氮补给管2在穿出后舱保温层的时候需要做分段，因此分段处需要采用充惰性气体自动焊接，并保证焊接质量；在液氮补给管2上装好电磁阀3，并进行电磁阀3控制测试。

盘管8的一端与液氮补给管2的一端连接，盘管8周围设有增加接触面积的吸热板(吸热板为第一吸热板9、第二吸热板10、第三吸热板11)，盘管8的另一端与三通接头6的第一个接头连接，三通接头6的第二个接头与不锈钢软管5的一端连接，三通接头6的第三个接头与温度传感器7连接，不锈钢软管5的另一端通过不锈钢管接头4与液氮补给管2连接。

液氮存储设备100中，含有液氮存储罐101；本实用新型在正常工作时，其外部有大容量液氮补给罐，为其工作损耗的液氮进行补给。

在液氮存储设备100外放有大容量的液氮补给罐，液氮补给罐与电磁阀3之间使用不锈钢保温软管连接，液氮通过电磁阀3补给至制冷机构1，电磁阀3控制液氮补给进量；液氮进入盘管8前安装有温度传感器7，用于检测液氮进入实时温度，通过温度反馈进行液氮补给量的调节；液氮补给进入制冷机构1中的盘管8中，通过多层叠加盘绕后把吸热板热量吸走，吸热板开有均匀孔增加接触面及冷气流动；吸热板安装于盘管8周围增加接触面积，吸热使液氮完全汽化成氮气，吸热板冷却后也同步吸收后舱内热量；后舱热量被吸走后冷却，后舱降温后工作区热量会被后舱吸走，致使工作区也实现制冷效果，制冷效果保证工作区空间温度达到低于-80℃以下。

不锈钢管接头4，可直接外购成品或委外加工，当外购选用材质不锈钢304类型，委外同样使用不锈钢304加工制作，同时所选材料必须保证在深低温下维持良好材料特性，加工质量符合设计图纸技术要求，接头一头连于液氮补给管2、一头连于不锈钢软管5，保证接头与补给管、不锈钢软管5连接稳固；

不锈钢软管5，可直接外购成品，软管需要多长依据实际需求来，用于保证三通接头6前不能产生过多冰霜影响温度传感器7使用；

三通接头6，可直接外购成品或委外加工，当外购选用材质不锈钢304类型，委外同样使用不锈钢304加工制作，同时所选材料必须保证在深低温下维持良好材料特性，加工质量符合设计图纸技术要求，接头一头连于盘管8、一头连于不锈钢软管5、一头连接温度传感器7，保证接头与盘管8、不锈钢软管5、温度传感器7连接稳固；

温度传感器7，直接外购成品，温度检测范围：+10℃～-200℃2，同时温度检测精度高于5℃以上，可以转化成输出信号，便于控制反馈，联动电磁阀3补给控制；

盘管8，可直接外购成品或委外加工，当外购选用材质不锈钢304管或铜管等可快速导热类型，委外同样使用不锈钢304或铜管等可快速导热材料加工制作，同时所选材料必须保证在深低温下维持良好材料特性，加工质量符合设计图纸技术要求，盘管8和吸热板组合一体固定于后舱侧面上；

第一吸热板9、第二吸热板10、第三吸热板11，均委外加工使用不锈钢304或铝板等可快速导热材料加工制作，板上开有分布均匀之孔，同时所选材料必须保证在深低温下维持良好材料特性，加工质量符合设计图纸技术要求，并使用螺钉或栓接旋紧、铆接等固定方式，固定于盘管8上；

液氮补给管2，用于连接电磁阀3与制冷机构1，使用不锈钢304管或铜管等可快速导热材料加工制作，同时所选材料必须保证在深低温下维持良好材料特性。

电磁阀3，用于控制液氮补给量大小，最低工作温度达-196℃，保证结冰结霜情况下不影响工作。