一种液氮生物容器

技术领域

本发明属于低温容器装置领域，尤其涉及使用肋片结构颈口的液氮生物容器。

背景技术

液氮罐，液氮生物容器和生物桶是对液氮存储容器的不同称呼。

液氮罐一般可分为液氮贮存罐、液氮运输罐两种。贮存罐主要用于室内液氮的静置贮存，不宜在工作状态下作远距离运输使用；液氮运输罐为了满足运输的条件，作了专门的防震设计。其除可静置贮存外，还可在充装液氮状态下，作运输使用。液氮罐内液氮的贮存使用液氮罐长期贮存物品时，要注意及时补充液氮。液氮液面以不低于冷藏物品为宜。

液氮罐主要用途包括：

1.动物精液的活性保存。

目前主要是用于牛、羊等优良种公畜以及珍惜动物的精液保存，以及远距离的运输。

2.生物样本的活性保存。

在生物医学领域内的疫苗、菌毒种、细胞以及人、动物的器官，都可以浸泡于液氮罐储存的液氮中，长期活性保存。需要使用时，取出解冻复温即可使用。

3.金属材料的深冷处理。

利用液氮罐中储存的液氮对金属材料进行深冷处理，可以改变金属材料的金相组织，显著提高金属材料的硬度、强度和耐磨性能。

4.精密零件的深冷装配。

将精密零件经过液氮深冷处理后进行装配，提高零件装配质量，从而提高设备或仪器的整机性能。

5.医疗卫生行业的冷藏冷冻，医疗手术制冷。

6.液氮冷冻治疗是近代治疗学领域中的一门新技术。液氮冷冻治疗是一种冷冻生物学的综合效应。正常细胞在极度冷冻的状态下，会发生不可逆转的损害。它就是通过极度冷冻的状态下，将病区细胞迅速杀死，使得病区得到正常的恢复。一般用来治疗瘊子、鸡眼以及皮肤病等。

目前市面上的液氮生物容器颈口材质为不锈钢，罐内低温传导至颈口上沿时容易形成局部低温形成颈口表面结水、结霜，从而影响使用。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服现有技术问题，提供了一种液氮生物容器，通过本液氮生物容器的结构设置，改变了传统液氮容器的颈口热力学结构，可有效解决颈口结水、结霜现象。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种液氮生物容器，所述液氮生物容器包括：外壳、内容器和颈口；所述内容器设置于所述外壳构成的腔体内部，所述颈口固定于所述外壳之上并与所述内容器的顶端连通；所述颈口的顶部设置有肋片散冷结构，所述肋片散冷结构与所述颈口之间设有导热铝箔；所述肋片散冷结构包括若干散冷单元，各散冷单元相互嵌套构成圆环状结构绕所述颈口设置。

根据一个优选的实施方式，所述肋片散冷结构还包括第一导冷环和第二导冷环，所述第一导冷环和第二导冷环为环形片状结构，分别设置于由若干散冷单元构成的圆环结构的的上侧和下侧。

根据一个优选的实施方式，所述第一导冷环和第二导冷环经螺钉与各散冷单元相连。

根据一个优选的实施方式，所述颈口的侧壁上还设有限位件；所述第二导冷环固定设置于所述限位件上方，并经螺栓与所述限位件连接。

根据一个优选的实施方式，所述散冷单元包括固定板和散冷肋片；所述固定板为圆弧形板体，各散冷肋片以平行于固定板的圆弧轴向方向的方式呈发散状结构设置于固定板的外侧。

根据一个优选的实施方式，所述固定板的板体两侧分别设置有装配限位凹槽和装配限位凸台，以完成相邻散冷单元间的装配。

根据一个优选的实施方式，所述固定板的板体上还设有装配螺孔，所述装配螺孔的设置方向与板体的圆弧轴向方向平行设置。

根据一个优选的实施方式，所述外壳与内容器之间设有真空夹层。

根据一个优选的实施方式，所述内容器外表面包覆设置有绝热层。

根据一个优选的实施方式，所述内容器内侧设有冻存托盘。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：

1.本发明液氮生物容器可有效防止颈口外表面结水、结霜(结冰)；颈口结霜(结冰)会将塞盖与颈口冻结在一起，导致无法开启塞盖提取或冻存生物样本，若冰块掉入容器内将长期存在可能会造成冻存托盘不能转动(导致卡顿)，影响正常使用。

2.使用肋片结构颈口的容器，只改变颈口温度场分布，对容器整体漏热量无影响。

3.常规的液氮生物容器使用时颈口会随着环境温度、湿度的变化出现结水、结霜、化霜的现象最终形成水滴下流弄湿地面，工作人员经过时容易滑倒摔伤，使用肋片结构颈口的容器将可以彻底规避这些问题。

4.肋片传热结构的零件尤其是散热肋片可回收重复使用。

附图说明

图1是本发明容器的罐体结构示意图；

图2是图1中I区域的放大结构示意图；

图3是本发明容器中肋片散冷结构示意图；

图4是本发明容器中第一导冷环的结构示意图；

图5是本发明容器中第二导冷环的结构示意图；

图6是本发明容器中散冷单元的结构示意图；

其中，101-外壳，102-内容器，103-冻存托盘，104-真空夹层，105-颈口，106-肋片散冷结构，201-第一导冷环，202-第二导冷环，203-限位件，204-散冷单元，301-固定板，302-装配限位凸台，303-装配限位凹槽，304-装配螺孔，305-散冷肋片。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

参考图1和图2所示，图中示出了一种液氮生物容器，所述液氮生物容器包括：外壳101、内容器102和颈口105。

内容器102设置于所述外壳101构成的腔体内部，所述颈口105固定于所述外壳101之上并与所述内容器102的顶端连通。具体地，颈口105一端与内容器102焊接，另一端与外壳101焊接。

优选地，所述外壳101与内容器102之间设有真空夹层104。具体地，内容器102与外壳101之间形成的空腔抽真空后形成高真空绝热环境。

优选地，所述内容器102外表面包覆设置有绝热层。所述绝热层由各种隔热材料形成。

优选地，所述内容器102内侧设有冻存托盘103。且冻存托盘103固定在内容器102内可自由转动。

优选地，颈口105的顶部设置有肋片散冷结构106，所述肋片散冷结构106与所述颈口105之间设有导热铝箔。使用铝箔包覆颈口外层，使颈口外表面与肋片散冷结构106的凹面紧密贴合，减小接触热阻。

优选地，参考图3所示，肋片散冷结构106包括若干散冷单元204，各散冷单元204相互嵌套构成圆环状结构绕所述颈口105设置。

优选地，参考图4和图5所示，所述肋片散冷结构106还包括第一导冷环201和第二导冷环202，所述第一导冷环201和第二导冷环202为环形片状结构，分别设置于由若干散冷单元204构成的圆环结构的的上侧和下侧。

优选地，所述第一导冷环201和第二导冷环202经螺钉与各散冷单元204相连。从而通过第一导冷环201和第二导冷环202完成了对各散冷单元204的限位。

进一步地，所述颈口105的侧壁上还设有限位件203，所述限位件203与颈口105侧壁焊接相连。所述第二导冷环202固定设置于所述限位件203上方，并经螺栓与所述限位件203连接。

优选地，参考图6所示，所述散冷单元204包括固定板301和散冷肋片305。所述固定板301为圆弧形板体，各散冷肋片305以平行于固定板301的圆弧轴向方向的方式呈发散状结构设置于固定板301的外侧。所述散冷肋片305的向外侧延伸长度基于实际需求设置。

散冷肋片305为铝合金材质，由于铝合金导热快、肋片外表面积大，可高效将颈口上沿的局部低温迅速传递至散冷肋片305表面，散冷肋片305表面与空气换热，维持散冷肋片305及颈口温度在露点温度以上，从而避免颈口形成局部低温结水、结霜(结冰)。

本散冷单元204结构经过有限元热力仿真验证，颈口及散冷肋片305温度场温差梯度小，颈口及散冷肋片305的最低温度与环境温度差值在1.5℃以内，虽然散冷肋片305结构改变了颈口温度场的分布，但容器的整体漏热量并没有提高。该种技术方案可有效解决颈口结水、结霜现象。

优选地，所述固定板301的板体两侧分别设置有装配限位凹槽303和装配限位凸台302。各散冷单元204组装成圆环的过程中，通过固定板301板体两侧装配限位凹槽303和装配限位凸台302相互嵌套卡合，以完成相邻散冷单元204间的装配。

优选地，所述固定板301的板体上还设有装配螺孔304，所述装配螺孔304的设置方向与板体的圆弧轴向方向平行设置。第一导冷环201和和第二导冷环202的连接螺钉经螺纹结构固接与所述装配螺孔304内。

本发明液氮生物容器在颈口105外部设计了肋片散冷结构106，肋片散冷结构106上部通过第一导冷环201限位，下部通过螺钉与颈口105紧固。颈口105外表面缠绕包覆一定厚度和层数的铝箔，肋片散冷结构106与颈口之间通过包覆的铝箔导冷。肋片散冷结构106的各零件采用铝材制作，铝具备优良的导冷、导热性能(导热系数218W/m.k)；肋片凸起的部分增加了肋片结构的换热面积，经计算该种肋片结构的表面积是原颈口表面积的5倍左右，增大了颈口处与空气的换热效率。

本肋片散冷结构106可迅速将颈口105上沿的局部低温迅速传递至散冷肋片305，通过散冷肋片305大面积的与空气换热将颈口105上沿的局部低温均匀分散到散冷肋片305各部位，散冷肋片305表面积大，提高了换热效率，从而始终将颈口105外表面及散冷肋片305温度维持在不低于露点温度的范围，最终实现颈口不结水、不结霜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。