一种液氮罐内冻存管自动存取装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种液氮罐内冻存管自动存取装置，属于生物医学设备技术领域。


背景技术：

2.液氮冻存是生物细胞、组织、器官保存主要方法之一，常压下的液氮温度就达到
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196℃，液氮来源于空气之中，空气中所包含的主要气体成分有氧气和氮气。其中，氮气约占空气的78.09％，液氮即为液化的氮气。由于氮气的超低温性，膨胀性和窒息性，常被用于工业上。液氮罐俗称生物液氮容器，可用于医疗、生物研究、高校实验、色谱实验以及防疫单位。在医疗及科研方面主要作为存贮型液氮容器，用于室内长时间保存牛精液、胚胎、干细胞、皮肤、内脏器官、疫苗等活性生物材料。
3.目前，液氮储存罐为手动结构，操作人员挑选冻存管时需打开罐盖，伸手进罐体挑选出目标冻存管，由于一个液氮罐内往往存放有较多冻存管，人工挑管则需花费较多时间，且液氮罐内的温度极低，无法实用机械手臂，只能采用人工挑管。人工挑管存在很大风险与隐患，一方面，人工手动操作存取冻存管，人工挑管操作效率很低，错误率也较高。另一方面，因为液氮罐和冻存管温度极低，人工取出的提篮上还吸附有大量的低温状态的液氮或气态氮气，不仅容易导致操作人员冻伤，而且反复存取提篮会导致液氮罐内的液氮含量大量减少，降低其使用寿命，液氮罐不得不重新充装液氮。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种液氮罐内冻存管自动存取装置，能够代替人工挑管，自动存取冻存管，提高操作效率与准确性，避免人工手动操作导致人员冻伤的情况出现，而且能够回吹液氮，减少液氮外泄。
5.本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
6.一种液氮罐内冻存管自动存取装置，包括机架及液氮罐，所述液氮罐置于机架内，还包括安装在机架上的存取机构与液氮回吹机构；
7.所述液氮罐底部设有多个均匀分布的卡块，液氮罐内部设有多个用于放置冻存管的提篮，每个所述提篮本体上方设有叉孔，提篮本体下方设有卡槽，每个提篮均通过卡槽与所述卡块卡接；
8.所述存取机构包括伺服电机、转动托盘、升降气缸、推拉气缸以及提拉杆，所述伺服电机固定在机架底部，伺服电机驱动轴连接有转动托盘，所述液氮罐设置在转动托盘上，所述升降气缸竖直安装在机架上方，升降气缸伸缩杆端连接有安装板，所述推拉气缸水平固定在安装板上，所述安装板上设有滑轨，推拉气缸伸缩杆端连接有滑块，滑块与滑轨滑动连接，所述提拉杆固定在滑块底部且位于液氮罐上方，所述提拉杆底端固定有叉杆；
9.所述液氮回吹机构包括氮气罐、进气筒以及吹气筒，所述氮气罐固定在所述机架上，氮气罐出气端连接至进气筒进气端，所述进气筒设置在液氮罐罐口处，吹气筒设置在进
气筒内部且两者对接处密封连接，进气筒内壁与吹气筒外壁之间形成气腔，吹气筒上设有多个吹气孔。
10.作为优选实例，所述进气筒与所述吹气筒均呈环状，所述吹气孔在所述吹气筒上呈环形分布。
11.作为优选实例，每个所述吹气孔均呈倾斜状，且每个吹气孔的出气端朝向液氮罐的罐口圆心处汇聚。
12.作为优选实例，所述升降气缸采用多级液压缸。
13.本实用新型的有益效果是：
14.(1)通过本实用新型，设计一种液氮罐内冻存管自动存取装置，由伺服电机、转动托盘、升降气缸、推拉气缸以及提拉杆等组成存取机构，能够代替人工挑管，自动存取冻存管，避免操作人员冻伤，提高操作效率与准确性；
15.(2)通过本实用新型，由氮气罐、进气筒以及吹气筒组成的液氮回吹机构，能够将提篮在取出时粘附的液氮被回吹至液氮罐内，避免大量液氮溢出导致操作人员冻伤，降低液氮外泄，保证液氮罐内的液氮质量，提高其使用寿命，增大充装液氮的周期；
16.(3)通过本实用新型，将进气筒与吹气筒设计呈环状，吹气孔在吹气筒上环形分布，每个吹气孔均呈倾斜状，且每个吹气孔的出气端朝向液氮罐的罐口圆心处汇聚，能够增强液氮回吹效果，减少液氮外泄。
附图说明
17.图1为本实用新型存取装置的总体结构示意图；
18.图2为存取机构提取冻存管提篮的状态示意图；
19.图3为液氮回吹机构清除提篮上液氮的状态示意图；
20.图4为本实用新型液氮罐的结构示意图；
21.图5为存取机构与液氮回吹机构作用于液氮罐时示意图；
22.图6为本实用新型吹气筒的结构示意图；
23.图7为本实用新型提篮的结构示意图一；
24.图8为本实用新型提篮的结构示意图二。
25.图中：1、机架；101、外框；102、底座；103、隔板；2、液氮罐；201、罐盖；202、卡块；3、提篮；301、叉板；302、叉孔；303、卡槽；4、伺服电机；5、转动托盘；6、轴承；7、升降气缸；8、推拉气缸；9、安装板；10、滑块；11、提拉杆；12、叉杆；13、氮气罐；14、进气筒；15、吹气筒；16、连接软管；17、吹气孔。
具体实施方式
26.为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本实用新型。
27.实施例：
28.如图1
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图8所示，本实用新型提供一种液氮罐内冻存管自动存取装置，包括机架1及液氮罐2，液氮罐2置于机架1内，机架1由外框101、底座102以及隔板103组成，外框101设置在底座102上，隔板103安装在外框101的上部，本实用新型还包括安装在机架1上的存取
机构与液氮回吹机构。
29.液氮罐2为内外双层真空结构，外层罐和内层罐在顶部开口处焊接在一起，形成一个真空保温层，液氮罐2上密封有罐盖201，液氮罐2的内罐底部设有四个均匀分布的卡块202，卡块202呈尖锥形，液氮罐2内罐内部设有四个用于放置冻存管的提篮3，每个提篮3设有四层存储空间，每个存储空间内可容纳多个冻存管，每个提篮3本体上方固定有叉板301，叉板301上均匀开设有四个叉孔302，提篮3本体侧面下方设有卡槽303，卡槽303同样呈尖锥形，每个提篮3均通过卡槽303与卡块202卡接，便于提篮3放置在液氮罐2的固定位置。
30.存取机构包括控制器、控制开关、伺服电机4、转动托盘5、升降气缸7、推拉气缸8以及提拉杆11，控制器分别与控制开关、伺服电机4、升降气缸7以及推拉气缸8电性连接，伺服电机4固定在机架1底部的底座102内，伺服电机4的驱动轴与转动托盘5固定连接，液氮罐2放置在转动托盘5上，转动托盘5与底座102之间安装有轴承6，升降气缸7竖直安装在机架1的外框101上方，升降气缸7采用多级液压缸，升降气缸7伸缩杆端连接有一块安装板9，推拉气缸8水平固定在安装板9底部，安装板9上设有滑轨，推拉气缸8伸缩杆端连接有滑块10，滑块10与滑轨滑动连接，提拉杆11固定在滑块10底部且位于液氮罐2罐口的上方，提拉杆11底端固定有叉杆12，叉杆12数量与插孔对应。
31.液氮回吹机构包括氮气罐13、进气筒14以及吹气筒15，进气筒14与吹气筒15均呈环状，吹气筒15设置在进气筒14内部且两者对接处密封连接，氮气罐13固定在机架1上，氮气罐13由电磁阀控制开关，电磁阀与控制器电性连接，氮气罐13出气端连接至进气筒14进气端，进气筒14设置在液氮罐2罐口处，进气筒14内壁与吹气筒15外壁之间形成气腔，吹气筒15上设有多个吹气孔17，吹气孔17在吹气筒15上呈环形分布，每个吹气孔17均呈倾斜状，且每个吹气孔17的出气端朝向液氮罐2的罐口圆心处汇聚。
32.工作原理：
33.当需要提取冻存管时，工作人员按下控制升降气缸7的控制开关，升降气缸7伸缩端向下伸缩，推动安装板9以及提拉杆11向下，提拉杆11按照规定好的路径与行程伸入至液氮罐2内指定深度，提拉杆11下方的叉杆12高度恰好位于提篮3上方叉孔302的高度，当目标提篮3与当前提篮3不一致时，启动伺服电机4，伺服电机4驱动轴驱动转动托盘5转动，转动托盘5将液氮罐2按照规定的转动角度转动，将所要提取的提篮3插孔正对于叉杆12，此时启动推拉气缸8，推拉气缸8伸出带动滑块10在滑轨上移动，同时叉杆12插入叉板301上的叉孔302，然后启动升降气缸7，使其伸缩杆收缩一定长度将提篮3提起，再启动推拉气缸8，推拉气缸8收缩，将提篮3移动至液氮罐2的中心处，升降气缸7启动将提篮3提起至液氮罐2的罐口处，此时，控制电磁阀打开，氮气罐13由于内部高压，排出氮气，氮气经过连接软管16、进气筒14以及吹气筒15，最终从吹气孔17输出，对提篮3上的液氮进行吹扫清除，由于吹气孔17倾斜设计，液氮最终被快速吹回液氮罐2内，当提篮3上液氮基本清除，关闭电磁阀，工作人员能够放心拿取所需的冻存管，不用担心被冻伤的情况出现，同理，工作人员可按照上述方式存取冻存管。
34.通过本实用新型，由伺服电机4、转动托盘5、升降气缸7、推拉气缸8以及提拉杆11等组成存取机构，能够代替人工挑管，自动存取冻存管，避免操作人员冻伤，提高操作效率与准确性；由氮气罐13、进气筒14以及吹气筒15组成的液氮回吹机构，能够将提篮3在取出时粘附的液氮被回吹至液氮罐2内，避免大量液氮溢出导致操作人员冻伤，降低液氮外泄，
保证液氮罐2内的液氮质量，提高其使用寿命，增大充装液氮的周期。
35.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。