[發(fā)明專利]一種三重制冷三重保護(hù)及隔熱技術(shù)的生物樣本液氮罐冰箱

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011268248.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112097428A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靈溪
• 申請（專利權(quán)）人: 金西盟（天津）人工智能有限責(zé)任公司
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10;F25D19/04;F25D23/06
• 代理公司: 天津市尚儀知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12217
• 代理人: 王山

1.一種三重制冷三重保護(hù)及隔熱技術(shù)的生物樣本液氮罐冰箱，其特征在于：包括由內(nèi)罐體（2）和外罐體（3）組合而成的液氮罐冰箱主體（1），所述內(nèi)罐體（2）和外罐體（3）之間設(shè)有真空絕熱層（4），所述真空絕熱夾層（4）中設(shè)置有分別包覆在內(nèi)罐頂部、罐身和底部的上封頭包覆被、罐身包覆被和下封頭包覆被，且三者均由包覆在內(nèi)罐外壁上的若干層絕熱紙和若干層鋁箔層間隔疊加而成,所述液氮罐冰箱主體（1）內(nèi)設(shè)有三重制冷系統(tǒng)（5），所述三重制冷系統(tǒng)（5）包括雙重的壓縮機(jī)機(jī)械制冷系統(tǒng)（7）以及纏繞設(shè)置在內(nèi)罐體（2）的內(nèi)壁蒸發(fā)器冷卻盤管（6），所述蒸發(fā)器冷卻盤管（6）上的一端穿過外罐體（3）經(jīng)過冷凝蒸發(fā)器（28）且與壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)（7）的出口連通，所述蒸發(fā)器冷卻盤管（6）上的另一端穿過外罐體（3）且與壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)（7）的入口連通；除了所述的雙壓縮機(jī)機(jī)械制冷系統(tǒng)（5）還創(chuàng)新設(shè)置了第三重液氮制冷系統(tǒng)（8），所述液氮制冷系統(tǒng)（8）包括注入在內(nèi)罐體（2）底部的液氮制冷層（10），通過外罐體頂部穿過真空夾層進(jìn)入內(nèi)罐體底部的液氮注入管（36）以及罐體外部的液氮控制閥和液氮供給系統(tǒng)組成，所述內(nèi)罐體（2）內(nèi)設(shè)有樣本旋轉(zhuǎn)放置架（11）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三重制冷三重保護(hù)及隔熱技術(shù)的生物樣本液氮罐冰箱，其特征在于，此創(chuàng)新發(fā)明把壓縮機(jī)機(jī)械制冷技術(shù)／液氮制冷技術(shù)／真空絕熱技術(shù)有機(jī)創(chuàng)新的結(jié)合起來，就如同油電混的汽車發(fā)明，此發(fā)明為珍貴的生物樣本提供了三重安全保護(hù)同時(shí)，又極大的節(jié)省了電能，所述三重制冷系統(tǒng)包括機(jī)械雙制冷系統(tǒng)及第三重液氮制冷系統(tǒng)（7），壓縮機(jī)雙機(jī)械方式包括內(nèi)設(shè)置有主壓縮機(jī)（21）和輔助壓縮機(jī)（22），壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)（7）正常制冷時(shí)，主壓縮機(jī)（21）和輔助壓縮機(jī)（22）同時(shí)工作，共同達(dá)到-86℃制冷的目的，當(dāng)其中主壓縮機(jī)（21）和輔助壓縮機(jī)（22）的某一個(gè)故障時(shí)，另一個(gè)獨(dú)立工作到達(dá)-70℃ — -80℃制冷功效，實(shí)現(xiàn)對樣本雙重安全保護(hù)；當(dāng)遇到停電或者主壓縮機(jī)（21）和輔助壓縮機(jī)（22）都故障時(shí)，則在液氮制冷系統(tǒng)（8）的保護(hù)下，從而實(shí)現(xiàn)對生物樣本的第三重安全保護(hù)，液氮罐冰箱即可以長期采用機(jī)械制冷方式，也可以長期采用液氮制冷方式，但是普通冰箱不是真空絕熱的保溫方式，液氮制冷只是緩解和暫時(shí)保護(hù)樣品使用，無法提供長期液氮樣本存儲和保護(hù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三重制冷三重保護(hù)及隔熱技術(shù)的生物樣本液氮罐冰箱，其特征在于：真空絕熱技術(shù)在我們發(fā)明的液氮罐冰箱的應(yīng)用，普通低溫冰箱采用的是聚氨酯發(fā)泡技術(shù)及機(jī)械制冷，我們發(fā)明的是可采用壓縮機(jī)機(jī)械制冷的同時(shí)，我們在液氮冰箱上采用了真空絕熱技術(shù)及液氮制冷，所述的真空絕熱的應(yīng)用在于，外罐體（3）的內(nèi)壁和內(nèi)罐體（2）的外壁以及頸部縮口組件（33）所形成的真空絕熱層（4），生產(chǎn)過程中，外罐體(3)上設(shè)有與真空隔熱夾層(4)相連通的真空抽氣管口(35)，所述真空抽氣管口(35)上設(shè)有單向閥,通過真空泵連接真空抽氣管口（35）對夾層空間進(jìn)行抽高真空，形成真空絕熱層（4），夾層真空度可達(dá)到5×10-5Pa，同時(shí)在真空夾層內(nèi)內(nèi)罐體外壁上纏繞式隔熱材料，所述隔熱材料包括上封頭包覆被和下封頭包覆被，均呈圓形結(jié)構(gòu)，所述罐身包覆被呈矩形結(jié)構(gòu)；其中所述下封頭包覆被沿環(huán)形均勻開設(shè)有若干個(gè)三角形缺口，用以減少下封頭包覆被包覆內(nèi)罐體(2)底部時(shí)產(chǎn)生的褶皺；該真空保溫結(jié)構(gòu)可有效阻止氣體的對流換熱和氣體的熱傳導(dǎo)，保溫結(jié)構(gòu)的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)只有10-4~10-5W/(m*K)的數(shù)量級甚至更低；對于液氮制冷系統(tǒng)，可降低液氮的靜態(tài)蒸發(fā)率，節(jié)約液氮資源的消耗；對于機(jī)械式制冷系統(tǒng)，可顯著降低制冷負(fù)荷，提高節(jié)能性；由于夾層為真空狀態(tài)，這種設(shè)計(jì)可防止液氮在管路輸送過程中的汽化損耗；在液氮入口處的壓力應(yīng)該在0.7bar到1.4bar范圍內(nèi)，這是最佳運(yùn)行壓力；液氮的供給管路應(yīng)安裝泄壓閥，用以保護(hù)液氮管路和相關(guān)閥件，同時(shí)真空絕熱技術(shù)應(yīng)用于此液氮罐冰箱的發(fā)明技術(shù)，使用液氮時(shí)可也保證液氮制冷技術(shù)，當(dāng)使用壓縮機(jī)機(jī)械制冷技術(shù)時(shí)，由于真空絕熱技術(shù)優(yōu)于聚氨酯發(fā)泡保溫技術(shù)，可以大大有效的節(jié)省電能。