本發(fā)明涉及低溫存儲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于存儲生物樣品的恒定低溫存儲系統(tǒng)及去除杜瓦霧氣的方法。

背景技術(shù)：

裝有液氮（冷凍劑）的真空杜瓦（保溫瓶）被廣泛應(yīng)用于生物樣品的低溫保存。樣品的低溫保存既可以通過存儲于液氮液體內(nèi)實現(xiàn)，也可以通過存儲于液氮液面上的冷氣中實現(xiàn)。在杜瓦中的冷氣中存儲樣品，可稱為氣相存儲，該種存儲方式既有優(yōu)點也有缺點。優(yōu)點是可避免共處于一個液氮池中的各樣品之間發(fā)生互相污染及防止傳染介質(zhì)的傳播。其缺點是由于液氮液面上的冷氣溫度變化較大，因此不具備在揮發(fā)態(tài)液氮液體內(nèi)的恒定溫度。

杜瓦中的冷氣溫度的上升與液氮液體的高度呈正比。為降低液氮液面上的冷氣溫度梯度，使樣品在溫度更均一穩(wěn)定的氣相存儲空間中存儲，現(xiàn)有技術(shù)中是在杜瓦的內(nèi)壁中加一個溫度傳導(dǎo)層。為使樣品存儲于更恒定溫度的氣相存儲空間中，還可以在具有溫度傳導(dǎo)性內(nèi)壁的氣相空間中設(shè)置具有隔熱容器的一個或多個溫度柜（參考美國專利US7278278B2）。

杜瓦中的冷氣溫度會在補(bǔ)充液氮時被擾動。加注液氮時，液氮會從具有壓力來源處失去壓力并和熱表面接觸發(fā)生沸騰。液氮從運輸罐流經(jīng)管道和軟管后到達(dá)杜瓦時也會發(fā)生沸騰。與液氮相混合的氣體溫度會和液氮本身的溫度一樣冷。連接中心運輸罐的長管道會由于存在大量氣體和液氮混合而功能下降?，F(xiàn)有技術(shù)方案中，如圖1所示，低溫存儲系統(tǒng)包括杜瓦1′，杜瓦1′由杜瓦瓶體2′和蓋在杜瓦瓶體2′上的泡沫材料制成的杜瓦蓋子3′組成，杜瓦瓶體2′由杜瓦外壁4′和杜瓦內(nèi)壁5′連接構(gòu)成，杜瓦外壁4′與杜瓦內(nèi)壁5′之間為真空空間6′，杜瓦瓶體2′的內(nèi)腔下部為冷凍劑池7′，其內(nèi)盛放有冷凍劑液氮。杜瓦瓶體2′的內(nèi)腔位于冷凍劑池7′與杜瓦蓋子3′之間的空間為樣品存儲室8′，存儲樣品存放于樣品存儲室8′，該低溫系統(tǒng)還包含數(shù)層反射性絕緣層（未顯示）來隔絕杜瓦1′的外部環(huán)境和杜瓦1′的樣品存儲室8′。杜瓦蓋子3′在杜瓦1′的頂部提供熱力學(xué)隔絕，并提供進(jìn)入樣品存儲室8′的通道，可以裝入和取出存儲樣品。一個冷凍劑輸入管道9′用于定期灌注液態(tài)冷凍劑到冷凍劑池7′中，冷凍劑的持續(xù)性蒸發(fā)以維持杜瓦1′內(nèi)部的低溫，液體冷凍劑保持在足夠低的水平上才能保證有充足的樣品存儲室8′來放置存儲樣品。

當(dāng)液氮及其氣態(tài)混合物在加注到杜瓦瓶體2′的內(nèi)腔時，冷氣只能通過杜瓦蓋子3′和杜瓦瓶體2′上部的縫隙10′逸出。在這個過程中，冷氣必須上升通過杜瓦瓶體2′內(nèi)腔上部的樣品存儲室8′，這會導(dǎo)致添加液氮時的氣相中的溫度下降。

為了減少與液氮混合的氣體量，一些流注系統(tǒng)會在加注時采用“熱氣旁通”系統(tǒng)。熱氣旁通系統(tǒng)可在液氮灌注前，將冷凍劑輸入管道9′中的熱氣體排出來防止其進(jìn)入到杜瓦1′的內(nèi)部空間?？梢跃S持穩(wěn)定的杜瓦1′內(nèi)部溫度梯度并阻止液氮過度蒸發(fā)從而提高使用效率。這項功能特別對于較長的冷凍劑輸入管道9′有用。一個熱氣旁通系統(tǒng)一般包含旁路電磁閥門、溫度傳感器、消音裝置、冷凍劑輸入管道9′和電子控制器。當(dāng)灌注啟動時，旁路電磁閥門首先打開，使熱氣通過消音裝置排出到周圍環(huán)境；當(dāng)溫度傳感器檢測的溫度降低到預(yù)先設(shè)計的溫度時，旁路電磁閥門關(guān)閉結(jié)束熱氣旁通功能。一般這個溫度設(shè)定是-70度，但其可以被調(diào)節(jié)。

在此類系統(tǒng)開始灌流的時候，流動的氣體和液氮被從供應(yīng)管道和軟管中導(dǎo)流到杜瓦1′以外的環(huán)境中，使得供應(yīng)管道和軟管先充分冷卻，流體在進(jìn)入杜瓦1′前可以充分冷卻。這些系統(tǒng)的主要目的是為了防止灌注液氮之前的熱氣進(jìn)入杜瓦1′內(nèi)。一旦有足量的液氮流動時，與液氮相混合的氣體具有同液氮一樣的溫度，熱氣旁路會停止工作。 液氮及與其混合的冷氣都被允許流入到杜瓦1′中。但在整個灌注過程中，仍會有一定數(shù)量的冷氣進(jìn)入到杜瓦1′中。當(dāng)冷氣流過樣品存儲室8′而溢出杜瓦1′時，由于對流和傳導(dǎo)的作用，這些冷氣會擾動杜瓦1′中的存儲樣品的溫度。

現(xiàn)有的美國專利7,278,278B2通過在杜瓦瓶體內(nèi)腔放置多個溫度柜，將各存儲樣品分別放置在各溫度柜內(nèi)，這樣可以減少杜瓦灌注時的氣相溫度擾動現(xiàn)象，同時在杜瓦灌注過程中也提供必要的電加熱機(jī)制來維持氣相溫度的恒定。然而，絕熱只能減少溫度的變化量，并不能杜絕這種變化現(xiàn)象。反饋控制系統(tǒng)確認(rèn)在加熱器進(jìn)行補(bǔ)償之前，存儲空間中仍然存在一定程度上的溫度擾動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種恒定低溫存儲系統(tǒng)及去除杜瓦霧氣的方法，其在補(bǔ)充冷凍劑時避免通過樣品存儲空間，避免擾動樣品存儲空間的溫度，提高了對冷凍劑的使用效率，并且通過向該系統(tǒng)中逆向壓入干燥過濾的冷凍空氣可以沖刷樣品存儲室，以達(dá)到驅(qū)除霧氣，快速冷凍樣品的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種恒定低溫存儲系統(tǒng)，包括：

杜瓦：其內(nèi)設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室；

至少一條冷凍劑輸入管道：用于將冷凍劑由杜瓦外部灌注到所述冷凍劑室；

其中還包括：

密閉阻隔：設(shè)置于所述樣品存儲室與冷凍劑室之間，防止二者進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管：用于將所述冷凍劑室的氣體不經(jīng)過所述樣品存儲室直接排出杜瓦外。

優(yōu)選地，還包括：至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管：用于將所述冷凍劑室內(nèi)的部分冷氣導(dǎo)入所述樣品存儲室。

優(yōu)選地，所述內(nèi)部通氣導(dǎo)管上設(shè)置有內(nèi)部通氣閥門。

優(yōu)選地，所述內(nèi)部通氣導(dǎo)管的管徑小于外部通氣導(dǎo)管的管徑。

優(yōu)選地，所述內(nèi)部通氣導(dǎo)管與所述外部通氣導(dǎo)管連通。

優(yōu)選地，所述內(nèi)部通氣導(dǎo)管設(shè)置于杜瓦的內(nèi)、外壁之間或設(shè)置于杜瓦的內(nèi)腔壁。

優(yōu)選地，所述外部通氣導(dǎo)管由第一輸出管和第二輸出管組成，所述第一輸出管的一端與所述冷凍劑室連通，所述第一輸出管的另一端通過三通閥與第二輸出管一端連接，所述三通閥的第三端與所述內(nèi)部通氣導(dǎo)管一端連接，所述內(nèi)部通氣導(dǎo)管的另一端與所述樣品存儲室連通。

優(yōu)選地，所述外部通氣導(dǎo)管伸出杜瓦的部分設(shè)置有壓力釋放閥門。

優(yōu)選地，所述外部通氣導(dǎo)管上伸出杜瓦的部分設(shè)置有排氣支管，所述排氣支管上設(shè)置有外部通氣閥門。

優(yōu)選地，所述樣品存儲室內(nèi)設(shè)置有至少一個保溫柜，所述樣品存儲于所述保溫柜內(nèi)，所述保溫柜包括由熱傳導(dǎo)金屬材料制成的柜體，所述柜體包括至少一個腔室，所述柜體的上、下表面分別設(shè)置有多層熱傳導(dǎo)絕緣層。

優(yōu)選地，所述杜瓦的內(nèi)腔底面放置有由熱傳導(dǎo)材料制成的支撐平臺，所述支撐平臺的上表面位于所述密閉阻隔的下面。

優(yōu)選地，還包括用于測量冷凍劑量的液位測量管，所述液位測量管的一端伸入冷凍劑，所述液位測量管的另一端伸出杜瓦后連接液位傳感器。

一種去除杜瓦霧氣的方法，其將干燥過濾空氣由所述的恒定低溫存儲系統(tǒng)中的外部通氣導(dǎo)管和/或冷凍劑輸入管道壓入所述冷凍劑室內(nèi)，使干燥過濾空氣在冷凍劑室中的液體冷凍劑中起泡，之后通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管流入到樣品存儲室中除霧和/或加快樣品冷凍。

采用上述方案后，本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)具有以下有益效果：

1、通過在樣品存儲室與冷凍劑室之間設(shè)置氣密性密閉阻隔及至少一條外部通氣導(dǎo)管，這樣在加入冷凍劑時所產(chǎn)生的液氮冷氣通過外部通氣導(dǎo)管溢出杜瓦，而不會在杜瓦內(nèi)部吸收熱量，保證了液氮灌注時 所儲藏的樣品溫度不受影響；

2、通過在樣品存儲室與冷凍劑室之間設(shè)置至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管，可以使冷凍劑室內(nèi)的部分冷氣導(dǎo)入樣品存儲室，提供在補(bǔ)充冷凍劑時氣體從冷凍劑室通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管到達(dá)樣品存儲室，以實現(xiàn)提高對冷凍劑的使用效率；

3、通過在內(nèi)部通氣導(dǎo)管上設(shè)置內(nèi)部通氣閥門，使內(nèi)部通氣導(dǎo)管的開口處都被設(shè)計成可調(diào)節(jié)，使內(nèi)部通氣導(dǎo)管及其出口的氣流阻力可以調(diào)節(jié)，以便在進(jìn)行冷凍劑灌注時，對流出杜瓦的氣流產(chǎn)生最佳的調(diào)節(jié)效果，在冷凍劑灌注間期，外部通氣導(dǎo)管關(guān)閉，開啟內(nèi)部通氣閥門，可以使冷凍劑室的氣體通往樣品存儲室，提高對冷凍劑的使用效率；

4、通過將內(nèi)部通氣導(dǎo)管的管徑做的小于外部通氣導(dǎo)管的管徑，這樣在往冷凍劑室灌注冷凍劑時，冷凍劑室的冷氣會優(yōu)先從管徑大的外部通氣導(dǎo)管排出，而在灌注完后，關(guān)閉外部通氣導(dǎo)管，這樣冷凍劑室的冷氣會從內(nèi)部通氣導(dǎo)管通入樣品存儲室，其通過簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了在補(bǔ)充冷凍劑時一方面避免冷凍氣體擾動樣品存儲室的溫度，另外也充分提高了冷凍劑的使用效率；

5、通過在樣品存儲室內(nèi)設(shè)置保溫柜，將樣品存儲于保溫柜內(nèi)，并在密閉阻隔下面設(shè)置平臺，這樣設(shè)計使冷凍劑室的溫度更加均一，并且不依賴于所存液氮的溫度高低水平，進(jìn)一步保證了樣品存儲溫度的穩(wěn)定，保持恒定；

6、通過設(shè)置液位測量管及液位傳感器，方便用戶觀察液位傳感器提供的液位測量管檢測的冷凍劑量，當(dāng)冷凍劑量達(dá)到需要補(bǔ)充的條件時，即時將冷凍劑補(bǔ)充進(jìn)冷凍劑室，保證樣品存儲溫度的穩(wěn)定性；

7、本發(fā)明提供的一種去除杜瓦霧氣的方法，通過將干燥過濾空氣從外部通過外部通氣管道或者冷凍劑輸入管道壓入到杜瓦的冷凍劑室中，使干燥過濾空氣流入到冷凍劑室并在液體冷凍劑中起泡后進(jìn)入到樣品存儲室內(nèi)，其可提供用干燥過濾空氣沖刷樣品存儲室，以達(dá)到驅(qū)除霧氣，快速冷凍樣品的目的。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有低溫存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例一剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例二剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例三剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例四剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例五剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例六剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例七剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例八剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例九的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例九去掉泡沫蓋子的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面根據(jù)附圖所示實施方式闡述本發(fā)明。此次公開的實施方式可以認(rèn)為在所有方面均為例示，不具限制性。本發(fā)明的范圍不受以下實施方式的說明所限，僅由權(quán)利要求書的范圍所示，而且包括與權(quán)利要求范圍具有同樣意思及權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變形。

在本發(fā)明中使用液氮僅作為一個應(yīng)用實例，但本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于液氮。因此，本發(fā)明所描述的存儲系統(tǒng)也適用于其它冷凍劑。

下面結(jié)合說明書附圖具體的闡述本發(fā)明所涉及的低溫存儲系統(tǒng)及其工作過程。

如圖2所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例一剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條。

本實施例通過在樣品存儲室7與冷凍劑室8之間設(shè)置氣密性密閉阻隔10及至少一條外部通氣導(dǎo)管11，這樣在往冷凍劑室8內(nèi)灌注冷凍劑時，密閉阻隔10可以阻止灌注冷凍劑時產(chǎn)生的液氮冷氣進(jìn)入到樣品存儲室7內(nèi)，這些液氮冷氣會通過外部通氣導(dǎo)管11溢出杜瓦1外，而不會在杜瓦1的內(nèi)部吸收熱量，保證了液氮灌注時所儲藏的樣品溫度不受影響。

如圖3所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例二剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通過杜瓦1的內(nèi)、外壁之間的真空空間6。

該實施例中，外部通氣導(dǎo)管11由第一輸出管13和第二輸出管14組成，第一輸出管13的一端與冷凍劑室8連通，第一輸出管13的另一端通過三通閥15與第二輸出管14的一端連接，三通閥15的第三端與內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的一端連接，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的另一端與樣品存儲室7連通，該三通閥15位于真空空間6內(nèi)。

當(dāng)向冷凍劑室8補(bǔ)充灌注冷凍劑時，產(chǎn)生的液氮冷氣通過三通閥15的設(shè)置可通過外部通氣導(dǎo)管11被導(dǎo)向流至杜瓦1的外部，灌注將不會影響樣品存儲室7中的溫度；當(dāng)灌注停止時，三通閥15將液氮冷氣直接從冷凍劑室8通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管12送往樣品存儲室7，其不但具備了在液氮灌注時不影響所存儲樣品溫度的特點，同時還能達(dá)到對于液氮的更理想的使用效率。通過三通閥15，可以讓從冷凍劑室8而來的液氮冷氣在通往樣品存儲室7或者是通往杜瓦1外部得到輕松轉(zhuǎn)換。

如圖4所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例三剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中的冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條，該實施例中，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分設(shè)有壓力釋放閥門17，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分還設(shè)有排氣支管18，排氣支管18上設(shè)有外部通氣閥門19；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通過杜瓦1的內(nèi)、外壁之間的真空空間6。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12上伸入樣品存儲室的部分設(shè)有內(nèi)部通氣閥門16。

本實施例在向冷凍劑室8補(bǔ)充灌注液氮時，內(nèi)部通氣閥門16、關(guān)閉，而外部通氣閥門19會開啟，迫使冷凍劑室8內(nèi)的液氮冷氣通過排氣支管18離開杜瓦1，而不會經(jīng)過樣品存儲室7；在液氮灌注停止時，內(nèi)部通氣閥門16將會打開，外部通氣閥門19將會關(guān)閉，迫使冷凍劑室8的液氮冷氣通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管12流入樣品存儲室7；如果冷凍劑室8內(nèi)的壓力意外地升高，壓力釋放閥門17將打開，使高壓液氮冷氣通過外部通氣導(dǎo)管11外溢釋放走，以保護(hù)系統(tǒng)免于受到管路堵塞和閥門失效的危害。本實施例除了具有上述實施例二的所有優(yōu)點外，其系統(tǒng)中的內(nèi)部通氣閥門16、壓力釋放閥門17及外部通氣閥門19均設(shè)置在密閉的真空空間6之外，更方便建設(shè)及維護(hù)。

如圖5所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例四剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分設(shè)有壓力釋放閥門17，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分還設(shè)有排氣支管18，排氣支管18上設(shè)有外部通氣閥門19；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通過杜瓦1的內(nèi)、外壁之間的真空空間6。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑，使由冷凍劑室8而來的冷氣，在補(bǔ)充灌注冷凍劑時優(yōu)先地由外部通氣導(dǎo)管11導(dǎo)出杜瓦1之外，從而保證樣品存儲室7內(nèi)部溫度的恒定。該實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12與外部通氣導(dǎo)管11在真空空間6內(nèi)相連通。

在向冷凍劑室8補(bǔ)充灌注液氮時，外部通氣閥門19打開，由于內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑，因此液氮冷氣會更傾向于流向外部通氣導(dǎo)管11而不是內(nèi)部通氣導(dǎo)管12，更多的液氮冷氣將通過外部通氣導(dǎo)管12流向杜瓦1之外，而不是流向樣品存儲室7；在液氮灌注停止時，將外部通氣閥門19關(guān)閉，液氮冷氣將通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管12從冷凍劑室8流入到樣品存儲室7，如果冷凍劑室8內(nèi)的壓力意外地升高，壓力釋放閥門17將打開，使高壓液氮冷氣通過外部通氣導(dǎo)管11外溢釋放走，以保護(hù)系統(tǒng)免于受到管路堵塞和閥門失效的危害。本實施例除具有上述實施例二的所有優(yōu)點外，其閥門數(shù)量不但最少而且被設(shè)置在真空空間6之外，方便了建造和維護(hù)。

如圖6所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例五剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分設(shè)置有壓力釋放閥門17，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分還設(shè)有排氣支管18，排氣支管18上設(shè)有外部通氣閥門19；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通過杜瓦1的內(nèi)、外壁之間的真空空間6。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑。該實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12與外部通氣導(dǎo)管11相互獨立設(shè)置。

在向冷凍劑室8補(bǔ)充灌注液氮時，當(dāng)外部通氣閥門19打開時，從冷凍劑室8產(chǎn)生的大部分液氮冷氣將通過外部通氣導(dǎo)管11流向杜瓦1之外；在液氮灌注停止時，外部通氣閥門11關(guān)閉，所有的從冷凍劑室8的液氮蒸發(fā)產(chǎn)生的液氮冷氣會通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管12流入到樣品存儲室7，來吸收從杜瓦1的外部環(huán)境進(jìn)入到杜瓦1內(nèi)部的熱量， 使液氮的使用達(dá)到最高效率，如果冷凍劑室8內(nèi)的壓力意外地升高，壓力釋放閥門17將打開，使高壓液氮冷氣通過外部通氣導(dǎo)管11外溢釋放走，以保護(hù)系統(tǒng)免于受到管路堵塞和閥門失效的危害。

如圖7所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例六剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分設(shè)置有壓力釋放閥門17，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分還設(shè)有排氣支管18，排氣支管18上設(shè)有外部通氣閥門19；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑。該實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12由杜瓦1的內(nèi)腔內(nèi)壁伸入樣品存儲室7，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12與外部通氣導(dǎo)管11相互獨立設(shè)置。

本實施例與上述實施例五的使用過程基本相同，此處不再贅述。

如圖8所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例七剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分設(shè)置有壓力釋放閥門17；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑。該實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12由杜瓦1的內(nèi)腔內(nèi)壁伸入樣品存儲室7，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12與外部通氣導(dǎo)管11相互獨立設(shè)置。

本實施例與上述實施例六的區(qū)別在于：只在外部通氣導(dǎo)管11上設(shè)置了一個壓力釋放閥門17，該壓力釋放閥門17的啟動閾值可以被選擇設(shè)定，在向冷凍劑室8補(bǔ)充灌注液氮時，只有冷凍劑室8的壓力升高時壓力釋放閥門17才開啟，當(dāng)開啟時，氣流會更傾向流向外部通氣導(dǎo)管11和壓力釋放閥門17而不是氣流限制性的內(nèi)部通氣導(dǎo)管12；在液氮沒有進(jìn)行灌注時，冷凍劑室8內(nèi)部的壓力低，壓力釋放閥門17關(guān)閉，所有從冷凍劑室8而來的液氮冷氣會通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管11流入到樣品存儲室7中。

如圖9所示本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例八剖視結(jié)構(gòu)示意 圖，包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分設(shè)置有壓力釋放閥門17，外部通氣導(dǎo)管11上伸出杜瓦1的部分還設(shè)有排氣支管18，排氣支管18上設(shè)有外部通氣閥門19；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑。該實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12與外部通氣導(dǎo)管11相互獨立設(shè)置。

本實施例中，樣品存儲室7內(nèi)設(shè)置有至少一個保溫柜20，樣品存儲于保溫柜20內(nèi)，保溫柜20包括由熱傳導(dǎo)金屬材料制成的柜體21，柜體21通過多個隔板22將柜體21的內(nèi)腔分成多個腔室，隔板22由隔熱傳導(dǎo)金屬材料制成。柜體21的上、下表面分別設(shè)置有多層熱傳導(dǎo)絕緣層23，本實施例熱傳導(dǎo)絕緣層23由泡沫材料制成。杜瓦1的內(nèi)腔底面放置有支撐平臺24，該支撐平臺24也是由熱傳導(dǎo)材料制成。支撐平臺24的上表面位于密閉阻隔10的下面。

本實施例在向冷凍劑室8補(bǔ)充灌注冷凍劑時及不需要灌注時的使用過程基本相同，并且優(yōu)點也基本相同，不同的是：在杜瓦1的泡沫蓋子3打開時，由冷凍劑室8產(chǎn)生的液氮冷氣流還可以清除冷凍劑室8內(nèi)的濃霧，以改善可見性，并同時維持樣品存儲室7的低溫。

如圖10、圖11所示，本發(fā)明恒定低溫存儲系統(tǒng)的實施例九結(jié)構(gòu)包括：

杜瓦1：包括瓶體2及安裝于瓶體2上端的泡沫蓋子3，瓶體2由內(nèi)壁4和外壁5一體構(gòu)成，內(nèi)壁4與外壁5之間為真空空間6，瓶體2的內(nèi)腔設(shè)有用于樣品存儲或放置樣品容器的樣品存儲室7及用于容納液體冷凍劑和冷凍劑氣體的冷凍劑室8，冷凍劑室8在樣品存儲室7的下方；

至少一條冷凍劑輸入管道9：用于將冷凍劑由杜瓦1的外部灌注到冷凍劑室8，此實施例中冷凍劑輸入管道9為多條，當(dāng)然也可以為一條，均為本發(fā)明保護(hù)的范圍；

氣密性的密閉阻隔10：設(shè)置于樣品存儲室7與冷凍劑室8之間的杜瓦1內(nèi)腔，防止樣品存儲室7與冷凍劑室8進(jìn)行氣體交換；

至少一條外部通氣導(dǎo)管11：用于將冷凍劑室8內(nèi)的氣體不經(jīng)過樣品存儲室7直接排出杜瓦1的外部，此實施例中外部通氣導(dǎo)管11為多條；

至少一條內(nèi)部通氣導(dǎo)管12：用于將冷凍劑室8內(nèi)產(chǎn)生的部分液氮冷氣導(dǎo)入樣品存儲室7，此實施例中內(nèi)部通氣導(dǎo)管12為多條，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通過杜瓦1的內(nèi)、外壁之間的真空空間6。本實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12的管徑小于外部通氣導(dǎo)管11的管徑。該實施例中，內(nèi)部通氣導(dǎo)管12與外部通氣導(dǎo)管11相互獨立設(shè)置；

本實施例還包括用于測量冷凍劑量的液位測量管25，液位測量管25的一端伸入冷凍劑室8的冷凍劑中，液位測量管25的另一端伸出杜瓦1后連接液位傳感器26，液位傳感器26與冷凍劑補(bǔ)液控制系統(tǒng)連接；

本實施例中，杜瓦1的底面連接有多個支撐腳27，本實施例為四個，各支撐腳27的下端分別安裝有滾輪28。

本實施例的使用過程及優(yōu)點大部分與圖6所述實施例相同，不同之處是：通過設(shè)置液位測量管25及液位傳感器26，可以方便用戶通過液位傳感器26提供的液位測量管25檢測的冷凍劑量，隨時向冷凍劑室8補(bǔ)充冷凍劑，補(bǔ)充冷凍劑的方法可以是自動控制將冷凍劑補(bǔ)入冷凍劑室8，也可以用手動方式將冷凍劑補(bǔ)入冷凍劑室8，保證樣品存儲溫度的穩(wěn)定性。

通過將干燥過濾空氣逆向壓入上述實施例2-實施例9任一項所述的恒定低溫存儲系統(tǒng)均可以去除杜瓦1內(nèi)的霧氣，其基本操作方法為：將干燥過濾空氣由恒定低溫存儲系統(tǒng)中的外部通氣導(dǎo)管11壓入冷凍劑室8內(nèi)，使干燥過濾空氣在冷凍劑室8中的液體冷凍劑中起泡，之后通過內(nèi)部通氣導(dǎo)管12流入到樣品存儲室7中除霧。

現(xiàn)結(jié)合圖4所述實施例，具體介紹一下去除杜瓦1內(nèi)的霧氣的方法：

（1）將干燥過濾空氣射入到外部通氣導(dǎo)管11中，打開控制外部通氣導(dǎo)管11通斷的外部通氣閥門19，使外部通氣導(dǎo)管11與冷凍劑室8相通；

（2）所射入的干燥過濾空氣在冷凍劑室8內(nèi)的液體冷凍劑中起泡，打開控制內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通斷的內(nèi)部通氣閥門16，干燥過濾空氣經(jīng)冷凍劑室8、內(nèi)部通氣導(dǎo)管12流入到樣品存儲室7中。

通過上述去除杜瓦霧氣的方法，可提供用干燥過濾空氣沖刷樣品存儲室7，以達(dá)到驅(qū)除霧氣的目的。

依同樣原理，在通過冷凍劑輸入管道9將干燥過濾空氣導(dǎo)入到冷凍劑室8后，打開控制內(nèi)部通氣導(dǎo)管12通斷的內(nèi)部通氣閥門16（在圖5至圖11中，沒有設(shè)置此閥門），干燥過濾空氣經(jīng)冷凍劑室8、內(nèi)部通氣導(dǎo)管12流入到樣品存儲室7中可以達(dá)到快速冷凍樣品的目的。

盡管在本發(fā)明的描述中使用了液氮及液氮氣體作為應(yīng)用實例，但以本發(fā)明要旨而言，在本發(fā)明的描述中，同樣適用于其它類型的冷凍劑及其氣體。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。