基于半导体制冷片的适用于全自动生物药品生产用冰箱的制作方法

本发明涉及一种全自动生物药品生产用冰箱，全自动解决生产过程中微生物的冷藏、解冻、转运、操作等，同时冰箱能全自动除霜。

背景技术：

生物药品处在快速发展期，在生物制药过程中，某些微生物需要在低温下冷藏，正式投入使用前，需要对其进行解冻。由于低温冷藏环境中水蒸气的存在，低温冷藏空间内会结霜，影响对微生物的存储、转运和操作。同时，人工智能在生物制药中将得到广泛应用，希望生物制药过程中微生物的冷藏、解冻、转运、操作等能实现全自动化，减少手动参与。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于半导体制冷片的适用于全自动生物药品生产用冰箱，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于半导体制冷片的适用于全自动生物药品生产用冰箱，包括电机、转轴、冰箱盖、冰箱盖外壳、密封圈、微生物储存容器、低温腔、微生物容器储存支架、冷热面交换半导体制冷片、冷却水槽、保温材料、冷却水管、冷却风扇以及散热器，所述保温材料的内部设有冷却水槽，所述冷却水槽的顶端设有冷热面交换半导体制冷片，所述冷热面交换半导体制冷片的顶端设有微生物容器储存支架，所述微生物容器储存支架的顶端设有低温腔，所述微生物容器储存支架上支撑有若干个微生物储存容器，所述微生物储存容器的顶端设有冰箱盖，所述冰箱的一侧设有电机，所述电机与冰箱盖之间通过转轴连接，所述冷却水槽的一侧通过冷却水管连接有散热器，所述散热器的底部设有冷却风扇。

进一步的，其功能如下：

电机：电机通过转轴带动冰箱盖翻转，实现冰箱的自动化开关门；

转轴：转轴将电机的动力传给冰箱盖；

冰箱盖：包括硬质保温材料、冰箱盖保温层、冰箱盖外壳，和保温材料一起实现低温腔与外界环境的隔热，当机械手需要抓取低温腔内的微生物存储容器或者除霜时，电机工作，打开冰箱盖，抓取或除霜结束后，冰箱盖关上；

密封圈：隔开低温腔与外界环境的空气交换；

微生物存储容器：微生物存储在微生物存储容器中，微生物存储容器上有便于成像系统识别的特征，放置在微生物存储容器支架上，保持在固定位置，便于机械手识别和夹取；

低温腔：冰箱的低温腔室，微生物冷藏在该腔室中；

微生物存储容器支架：微生物存储容器存放的支架；

冷热面交换半导体制冷片：该半导体制冷片可通过电源正负极的交换实现冷热面的交换；

冷却水槽：冷热面交换半导体制冷片制冷时，其热面紧贴冷却水槽，热面的热量传递到冷却水槽，通过冷却水管、散热器和冷却风扇散发；

保温材料：和冰箱盖一起实现低温腔与外界环境的隔热；

冷却水管：连接冷却水槽和散热器，冷却液循环的通道；

冷却风扇：对散热器强制对流，加速散热；

散热器：散发冷却液带来的冷热面交换半导体制冷片产生的热量。

进一步的，所述冰箱盖外壳包裹在冰箱盖保温层的外围，所述硬质保温材料设在低温腔的顶端。

进一步的，所述低温腔与硬质保温材料之间设有密封圈。

进一步的，所述冷却水槽与散热器之间通过冷却水管相连通。

进一步的，该冰箱具有以下特点：

冰箱盖的开关由电机驱动，无须人工操作，适用于机器人操作；

微生物存储容器上有便于成像系统识别的特征，放置在微生物存储容器支架上，保持在固定位置，便于机械手识别和夹取；

冰箱盖和低温腔之间密封，防止冷热面交换半导体制冷片制冷时低温腔内为低温时，外界空气中的水蒸气进入低温腔内，产生过多冷凝水或结霜；

冷热面交换半导体制冷片的电源正负极交换后，可以对低温腔加热，实现微生物存储容器内物质的解冻和低温腔的除霜；

低温腔处于硬质保温材料、冰箱盖保温层和保温材料的保温中，与外界隔热；

冷热面交换半导体制冷片制冷时产生的热量，通过冷却水槽、冷却水管里的冷却液循环转移到散热器上，并用冷却风扇强制对流散热。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、全自动操作，实现在全自动生产过程中的整合。

2、能自动化除霜。

3、高性能的密封结构，尽可能减少空气中水蒸气进入低温腔冷凝。

4、低温腔可形成完全密闭空间，灭菌后可以保持无菌环境。

附图说明

图1为本发明基于半导体制冷片的适用于全自动生物药品生产用冰箱的示意图。

附图标记说明如下：

图中：1、电机；2、转轴；3.1、硬质保温材料；3.2、冰箱盖保温层；3.3、冰箱盖外壳；4、密封圈；5、微生物储存容器；6、低温腔；7、微生物储存容器支架；8、冷热面交换半导体制冷片；9、冷却水槽；10、保温材料；11、冷却水管；12、冷却风扇；13、散热器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种基于半导体制冷片的适用于全自动生物药品生产用冰箱，包括电机1、转轴2、冰箱盖、冰箱盖外壳3.3、密封圈4、微生物储存容器5、低温腔6、微生物容器储存支架7、冷热面交换半导体制冷片8、冷却水槽9、保温材料10、冷却水管11、冷却风扇12以及散热器13，所述保温材料10的内部设有冷却水槽9，所述冷却水槽9的顶端设有冷热面交换半导体制冷片8，所述冷热面交换半导体制冷片8的顶端设有微生物容器储存支架7，所述微生物容器储存支架7的顶端设有低温腔6，所述微生物容器储存支架7上支撑有若干个微生物储存容器5，所述微生物储存容器5的顶端设有冰箱盖，所述冰箱的一侧设有电机1，所述电机1与冰箱盖之间通过转轴2连接，所述冷却水槽9的一侧通过冷却水管11连接有散热器13，所述散热器13的底部设有冷却风扇12。

实施例，请参照图1，其功能如下：

电机1：电机1通过转轴2带动冰箱盖翻转，实现冰箱的自动化开关门；

转轴2：转轴2将电机1的动力传给冰箱盖；

冰箱盖：包括硬质保温材料3.1、冰箱盖保温层3.2、冰箱盖外壳3.3，和保温材料10一起实现低温腔6与外界环境的隔热，当机械手需要抓取低温腔6内的微生物存储容器或5者除霜时，电机1工作，打开冰箱盖，抓取或除霜结束后，冰箱盖关上；

密封圈4：隔开低温腔6与外界环境的空气交换；

微生物存储容器5：微生物存储在微生物存储容器5中，微生物存储容器5上有便于成像系统识别的特征，放置在微生物存储容器支架7上，保持在固定位置，便于机械手识别和夹取；

低温腔6：冰箱的低温腔6室，微生物冷藏在该腔室中；

微生物存储容器支架7：微生物存储容器5存放的支架；

冷热面交换半导体制冷片8：该半导体制冷片可通过电源正负极的交换实现冷热面的交换；

冷却水槽9：冷热面交换半导体制冷片8制冷时，其热面紧贴冷却水槽9，热面的热量传递到冷却水槽9，通过冷却水管11、散热器13和冷却风扇12散发；

保温材料10：和冰箱盖一起实现低温腔6与外界环境的隔热；

冷却水管11：连接冷却水槽9和散热器13，冷却液循环的通道；

冷却风扇12：对散热器13强制对流，加速散热；

散热器13：散发冷却液带来的冷热面交换半导体制冷片8产生的热量。

所述冰箱盖外壳3.3包裹在冰箱盖保温层3.2的外围，所述硬质保温材料3.1设在低温腔6的顶端。

所述低温腔6与硬质保温材料3.1之间设有密封圈4。

所述冷却水槽9与散热器13之间通过冷却水管11相连通。

实施例2，请参照图1，该冰箱具有以下特点：

冰箱盖的开关由电机1驱动，无须人工操作，适用于机器人操作；

微生物存储容器5上有便于成像系统识别的特征，放置在微生物存储容器5支架上，保持在固定位置，便于机械手识别和夹取；

冰箱盖和低温腔6之间密封，防止冷热面交换半导体制冷片8制冷时低温腔6内为低温时，外界空气中的水蒸气进入低温腔6内，产生过多冷凝水或结霜；

冷热面交换半导体制冷片8的电源正负极交换后，可以对低温腔6加热，实现微生物存储容器5内物质的解冻和低温腔6的除霜；

低温腔6处于硬质保温材料3.1、冰箱盖保温层3.2和保温材料10的保温中，与外界隔热；

冷热面交换半导体制冷片8制冷时产生的热量，通过冷却水槽9、冷却水管11里的冷却液循环转移到散热器13上，并用冷却风扇12强制对流散热。

操作流程密封圈6的形式可以为任意能实现密封的形状或结构。

冰箱盖3可以为任意能现保温的结构形式。

可以不用冷却风扇12。

微生物存储容器5上便于成像系统识别的特征可以为任意形式。

微生物存储容器支架7可以为任意能保持微生物存储容器5在固定位置的结构，也可以与低温腔6做成一体。

冷热面交换半导体制冷片8和冷却水槽9之间可以填充导热硅脂或其他任意加强导热的物质，也可以不填充。

低温腔6中存储的微生物存储容器5的数量可以为1件或其他任意数量。

可以多组低温腔6同时使用，同时使用的多组低温腔6可以相互之间隔热，也可以相互之间不隔热。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、全自动操作，实现在全自动生产过程中的整合。

2、能自动化除霜。

3、高性能的密封结构，尽可能减少空气中水蒸气进入低温腔冷凝。

4、低温腔可形成完全密闭空间，灭菌后可以保持无菌环境。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。