用于液氮存储装置的夹具及液氮存储装置的制作方法

1.本技术涉及液氮存储技术领域，例如涉及一种用于液氮存储装置的夹具及液氮存储装置。


背景技术：

2.目前，液氮罐在医疗器械领域主要用于低温保存血液、干细胞等生物样本，液氮罐通常包括罐体和设置在罐体中的冻存架，冻存架上则放置有若干用于盛放有样本的冻存盒。在实际使用过程中，针对样本的存取操作通常配合周转桶来实现，周转桶中也添加有液氮，样本在液氮罐和周转桶之间进行存取操作过程中，要在外部环境下进行转运处理。而通过夹具将样本从液氮罐或周转桶中取出后，样本将会暴露在室温环境下，导致样本的温度升高而影响样本的活性。
3.现有技术中提供一种具有自动存取功能的液氮存储装置，包括：液氮罐，其配置有存取口，液氮罐的内部盛放有液氮；自动存取机构，其配置有可移动的夹具，夹具用于制冷后形成第一低温存储区域，夹具还用于夹取并转运液氮罐中取出的物品或要存入到液氮罐中的物品，并使得物品在转运过程中位于第一低温存储区域中；其中，自动存取机构安装在液氮罐上。
4.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
5.现有技术中，需要采用驱动装置或者阀门持续为第一低温存储区域(相当于本技术的低温存储区域)供给液氮保证低温。增加了转运工作的环节，使得转运工作操作繁琐，效率较低。


技术实现要素：

6.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
7.本公开实施例提供一种用于液氮存储装置的夹具及液氮存储装置，以减少转运工作的环节，提高转运效率。
8.本公开实施例提供的一种用于液氮存储装置的夹具，所述夹具包括：夹具本体，包括夹爪，所述夹爪配置有保温罩，所述保温罩限定出低温存储区域，以使所述夹爪在夹取并转运物品时，所述物品位于所述低温存储区域内；液氮容器，与所述低温存储区域通过管路相连通，以向所述低温存储区域提供液氮；其中，所述液氮容器内的液氮汽化，以使所述液氮容器内的压力增加，进而使所述液氮容器内的液氮能够在其自身汽化压力的影响下由所述液氮容器经所述管路流入所述低温存储区域内。
9.可选地，所述液氮容器设于所述夹具本体，所述液氮容器能够随所述夹具本体的运动而运动。
10.可选地，所述液氮容器与所述夹具本体固定连接；或者，所述液氮容器与所述夹具
本体可拆卸连接。
11.可选地，所述液氮容器包括：杯座，限定出具有进液口的容纳空间，所述容纳空间用于盛放液氮；压盖，可活动地盖设于所述进液口处，其中，所述压盖盖设在所述进液口处时，所述容纳空间处于密闭状态。
12.可选地，所述液氮容器还包括：驱动装置，与所述压盖驱动连接，能够驱动所述压盖运动。
13.可选地，所述夹具还包括：导轨，设于所述进液口的外侧，所述压盖滑动设于所述导轨，以打开或关闭所述进液口；驱动件，连接在所述压盖和所述驱动装置之间，所述驱动装置通过所述驱动件驱动所述压盖沿所述导轨滑动。
14.可选地，所述杯座的顶部设有出气口，所述出气口通过所述管路与所述低温存储区域相连通，汽化后的液氮能够经所述出气口流入所述管路后进入所述低温存储区域内。
15.可选地，所述夹具还包括：吸附层，位于所述低温存储区域内，并通过所述管路与所述液氮容器相连通。
16.可选地，所述保温罩的内侧壁位于所述低温存储区域内，其中，所述吸附层设于所述保温罩的内侧壁。
17.本公开实施例还提供一种液氮存储装置，包括如上述实施例中任一项所述的用于液氮存储装置的夹具。
18.本公开实施例提供的用于液氮存储装置的夹具及液氮存储装置，可以实现以下技术效果：
19.液氮容器通过管路向低温存储区域提供液氮，以保证低温存储区域的低温环境。液氮容器内的液氮不断汽化，进而使得液氮容器内的压力增加。液氮容器内的压力大于大气压时，液氮容器内的液氮能够在其自身压力的影响下流入管路，进而通过管路进入低温存储区域。本实施例中，液氮容器内液氮通过自身汽化压力的影响能够自动从液氮罐流入低温存储区域，节省了控制液氮输送的装置。进而节省了控制液氮输送的环节，提高了转运的效率。
20.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
21.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
22.图1是本公开实施例提供的用于液氮存储装置的夹具的一个视角结构示意图；
23.图2是本公开实施例提供的用于液氮存储装置的夹具的另一个视角结构示意图；
24.图3是本公开实施例提供的一个液氮容器的结构示意图；
25.图4是本公开实施例提供的一个液氮容器的爆炸结构示意图；
26.图5是本公开实施例提供的一个移动装置与夹具的配合结构示意图。
27.附图标记：
28.10、夹具；20、夹具本体；201、保温罩；2011、低温存储区域；2012、第一保温罩；2013、第二保温罩；202、夹爪；2021、第一夹爪；2022、第二夹爪；203、第一驱动装置；204、第
二驱动装置；205、固定座；30、液氮容器；301、杯座；302、压盖；303、补给管；304、进液口；40、管路；50、驱动装置；501、导轨；502、驱动件；5021、丝杆；5022、丝母；60、连接件；70、移动装置；80、冻存架。
具体实施方式
29.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
30.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
31.本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
32.另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
33.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
34.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.结合图1至图5所示，本公开实施例提供一种液氮存储装置，液氮存储装置包括液氮罐、移动装置70和夹具10，移动装置70与夹具10相连接，移动工具能够带动夹具10从液氮罐中取出物品或向液氮罐中存放物品。
37.液氮罐中添加有液氮以形成低温制冷环境，生物样本(例如血液、干细胞)等需要进行低温存储的物品存入到液氮罐中。当需要从液氮罐中取出的物品、或将外部的物品存入到液氮罐中时，待存取的物品(比如存放血液、干细胞的冻存架80)则需要进行转运操作，在此过程中，物品将在室温环境下运输。为了确保转运过程中，物品依然获得良好的低温存储条件，则采用夹具10来夹取物品进行转运。
38.如图1至图4所示，本公开实施例提供一种用于液氮存储装置的夹具10，夹具10包
括夹具本体20和液氮容器30，夹具本体20包括夹爪202，夹爪202配置有保温罩201，保温罩201限定出低温存储区域2011，以使夹爪202在夹取并转运物品时，物品位于低温存储区域2011内；液氮容器30与低温存储区域2011通过管路40相连通，以向低温存储区域2011提供液氮；其中，液氮容器30内的液氮汽化，以使液氮容器30内的压力增加，进而使液氮容器30内的液氮能够在其自身汽化压力的影响下由液氮容器30经管路40流入低温存储区域2011内。
39.采用本实施例的用于液氮存储装置的夹具10，夹爪202用于从液氮罐内或者向液氮罐夹取并转运物品。保温罩201限定出低温存储区域2011，能够保证夹爪202在夹取物品在转运过程中物品始终位于低温环境中，进而能够防止物品由于温度升高而失活。液氮容器30通过管路40向低温存储区域2011提供液氮，液氮容器30内液氮通过自身汽化压力的影响能够自动从液氮罐流入低温存储区域2011，节省了控制液氮输送的装置，比如，驱动件和阀门等。进而节省了控制液氮输送的环节，提高了转运的效率。
40.可选地，液氮容器30可以处于外部环境中。
41.本实施例中，由于外部环境的温度大于液氮的温度，液氮容器30处于外部环境中时，其内部的液氮能够通过液氮容器30的侧壁与外界环境换热，进而能够不断汽化。
42.可选地，液氮容器30内设有汽化装置。比如汽化器等，以提高液氮容器30内液氮的汽化效率。
43.可选地，如图1和图2所示，液氮容器30设于夹具本体20，液氮容器30能够随夹具本体20的运动而运动。
44.采用本实施例中的用于液氮转运装置的夹具10，液氮容器30能够随着夹具本体20的运动而运动，这样不需要外接氮气补给罐。节省了补给管303路，大大增加了夹具10工作的便捷性，使得夹具10的适用性更广泛。
45.在实际应用中，可以事先向液氮容器30中填充液氮，然后夹具10可以携带液氮容器30进行工作。这样，使得夹具10的工作不再受限于液氮补给装置的位置，大大增加了夹具10的工作范围和便利性。
46.可选地，液氮容器30与夹具本体20固定连接。
47.本实施例中，液氮容器30与夹具本体20固定连接，增加了液氮容器30与夹具本体20的连接稳定性。
48.比如，液氮容器30与夹具本体20固定连接可以采用焊接、胶接等连接方式。
49.可选地，液氮容器30与夹具本体20可拆卸连接。
50.本实施例中，液氮容器30与夹具本体20可拆卸连接，便于液氮容器30的更换和维修。
51.比如，液氮容器30与夹具本体20可以采用螺钉连接、卡扣连接、销连接或者滑动连接等方式。
52.可选地，如图3所示，夹具10还包括连接件60，连接件60连接在液氮容器30与夹具本体20之间。
53.可选地，连接件60的一端与夹具本体20固定连接或可拆卸连接，连接件60的另一端与液氮容器30固定连接或可拆卸连接。
54.可选地，夹具本体20还包括固定座205，夹爪202和保温罩201设于固定座205，液氮
容器30设于固定座205
55.可选地，液氮容器30与固定座205固定连接或可拆卸连接。
56.可选地，如图3和图4所示，液氮容器30包括杯座301和压盖302，杯座301限定出具有进液口304的容纳空间，容纳空间用于盛放液氮；压盖302可活动地盖设于进液口304处，其中，压盖302盖设在进液口304处时，容纳空间处于密闭状态。
57.采用本实施例的用于液氮存储装置的夹具10，夹具10需要工作时，打开压盖302，通过补给管303和进液口304向容纳腔空间内加入液氮。加完液氮后，压盖302盖设在进液口304处，使容纳空间处于密闭状态，进而使容纳空间的液氮能够不断汽化以增加其压力，进而驱动液氮流出容纳空间。
58.可选地，压盖302与进液口304的侧壁密封连接，以增加容纳空间的密封性。
59.可选地，液氮容器30可以采用导热材料，以增加容纳空间内液氮与外界环境的热交换。
60.可选地，液氮容器30还包括驱动装置50，驱动装置50与压盖302驱动连接，能够驱动压盖302运动。
61.本实施例中，通过驱动装置50驱动压盖302运动，增加压盖302运动的自动化程度。通过驱动装置50便于对压盖302的运动进行控制，节省人力和时间。
62.可选地，驱动装置50可以为电机、马达等。
63.可选地，用于液氮存储装置的夹具10还包括导轨501和驱动件502，导轨501设于进液口304的外侧，压盖302滑动设于导轨501，以打开或关闭进液口304；驱动件502连接在压盖302和驱动装置50之间，驱动装置50通过驱动件502驱动压盖302沿导轨501滑动。
64.采用本实施例的用于液氮存储装置的夹具10，导轨501对压盖302的运动起到导向作用，使压盖302能够准确盖设在进液口304处。驱动装置50通过驱动件502驱动压盖302沿导轨501运动，使得压盖302的运动便于控制，增加压盖302运动的可控性。
65.可选地，如图3和图4所示，驱动件502包括相连接的丝杆5021和丝母5022，丝杆5021与驱动装置50相连接，丝母5022与压盖302相连接。
66.本实施例中，驱动装置50驱动丝杆5021转动，丝杆5021带动丝母5022运动，丝母5022进而带动压盖302沿导轨501运动。通过丝杆5021和丝母5022驱动压盖302运动，具有精度高、传动效率高、寿命长的优点。
67.可选地，导轨501的数量为多个，多个导轨501沿压盖302的周向依次间隔设置。以增加压盖302运动的同步性，保证压盖302能够准确盖设在出液口处。如图3所示，导轨501的数量可以为四个，在实际应用中，导轨501的数量可以根据实际需要进行设置，本技术对此不做具体限定。
68.可选地，杯座301的顶部设有出气口，出气口通过管路40与低温存储区域2011相连通，汽化后的液氮能够经出气口流入管路40后进入低温存储区域2011内。
69.本实施例中，出气口设于杯座301的顶部，便于液氮容器30内汽化后的液氮排出，进而使液氮能够更加顺利地流入低温存储区域2011内。
70.管路40可以采用能够承受低温环境的材料，比如，铜管、合金等，以保证液氮在运输过程中不会损坏造成液氮泄露。
71.可选地，管路40外部设有具有保温保冷功能的材料，以减少液氮在运输过程中低
温能量的损失。比如，可以采用酚醛泡沫、聚氨酯泡沫等材料。
72.可选地，用于液氮存储装置的夹具10还包括吸附层，吸附层位于低温存储区域2011内，并通过管路40与液氮容器30相连通。
73.本实施例中，吸附层位于低温存储区域2011内，能够吸附并储存经管路40传递的液氮，进而能够持续向低温存储区域2011提供液氮。这样设置，提高了低温存储区域2011内的低温环境的稳定性和持续性。
74.可选地，吸附材料可以为纤维类吸附材料、分子筛或者气凝胶复合材料等。
75.可选地，保温罩201的内侧壁位于低温存储区域2011内，其中，吸附层设于保温罩201的内侧壁。
76.本实施例中，吸附层设于保温罩201的内侧壁，使吸附层具有载体，以便于吸附层稳定设置于低温存储区域2011内。
77.可选地，吸附层沿保温罩201的内侧壁的周向设置。
78.本实施例中，增加了吸附层的设置面积，增加了吸附层对液氮的吸附量，进而能够增加吸附层向低温存储区域2011释放的液氮量。
79.可选地，吸附层与保温罩201的内侧壁可拆卸连接，以便于对吸附层进行更换。比如，保温罩201的内侧壁设有安装部，吸附层设有安装配合部，安装部与安装配合部可拆卸连接，比如安装部和安装配合部可以为卡扣连接、螺钉连接等方式。
80.可选地，吸附层与保温罩201的内侧壁也可以固定连接，以使吸附层安装更加稳定。比如吸附层可以胶粘在保温罩201的内侧壁。
81.可选地，夹爪202的数量为多个，多个夹爪202包括第一夹爪2021和第二夹爪2022，第一夹爪2021和第二夹爪2022相对设置。且第一夹爪2021和第二夹爪2022能够相配合，以夹取或释放物品。
82.可选地，用于液氮存储装置的夹具10还包括第一驱动装置203，第一驱动装置203设于固定座205，且第一驱动装置203与夹爪202驱动连接，用于驱动夹爪202夹取物品(比如冻存架80)，并将物品转移至液氮罐内或者从液氮罐取出。
83.第一驱动装置203可以采用电动夹爪或气动手指等方式对夹爪202进行驱动。
84.可选地，保温罩201的数量为多个，多个保温罩201包括第一保温罩2012和第二保温罩2013，第一保温罩2012和第二保温罩2013共同围合形成低温存储区域2011。
85.可选地，夹具10还包括隔热装置，隔热装置连接在夹爪和第一驱动装置203之间，以减少或避免夹爪202的冷量传递至第一驱动装置203内，进而影响第一驱动装置203的正常工作。
86.可选地，夹具本体20还包括第三夹爪、第四夹爪和第二驱动装置204。其中，第三夹爪和第四夹爪相对设置，且第三夹爪能够与第四夹爪相配合以抓取或释放物品。第二驱动装置204与第三夹爪和第四夹爪均相连接，能够控制第三夹爪与第四夹爪运动。其中，第二驱动装置204安装在固定座205上。
87.本实施例中，在夹爪202夹取冻存架801时，第三夹爪、第四夹爪和第二驱动装置204用于从冻存架80中挑选物品(比如试管)，与夹爪202配合使用，增加夹具10的使用功能。
88.可选地，第二驱动装置204也可以采用电动夹爪或气动手指等方式对第三夹爪和第四夹爪进行驱动。
89.第一驱动装置203和第二驱动装置204沿从上向下的方向依次设置在固定座205上，以便于夹具10进行操作。
90.以图1至图4为例，对夹具10的运行过程进行说明：
91.夹具10开始工作时，通过驱动装置50驱动压盖302运动以打开进液口304，通过补给管30和进液口304向液氮容器30的容纳空间加入液氮。液氮填充完成后，驱动装置50控制压盖302运动，压盖302盖设在进液口304处，此时容纳空间处于密闭状态。密闭的容纳空间的液氮开始汽化，容纳空间内的压力不断增加，当容纳空间的压力大于大气压时，汽化的液氮在压力的影响下通过进气管进入管路40，进而通过管路40流入低温存储区域2011内的吸附层内，吸附层吸附并储存液氮，并向低温液氮存储区域不断释放液氮，以保证低温存储区域2011的低温环境。与此同时，第一驱动装置203驱动第一夹爪2021和第二夹爪2022运动，以抓取或释放物品。
92.本公开实施例还提供一种液氮存储装置，包括如上述实施例中任一项的用于液氮存储装置的夹具10。
93.本公开实施例提供的液氮存储装置，因包括上述实施例中任一项的用于液氮存储装置的夹具10，因而具有上述实施例中任一项的用于液氮存储装置的夹具10的全部有益效果，在此不再赘述。
94.可选地，如图5所示，液氮存储装置包括移动装置70，移动装置70与夹具10相连接，以带动夹具10运动，进而满足物品的转运要求。
95.移动装置70可以为机械臂，机械臂设有安装部，夹具10可以安装在安装部，以实现机械臂带动夹具10运动。在实际应用中，夹具10与机械臂可以为可拆卸连接或固定连接。比如，可以采用螺钉、卡扣等方式进行可拆卸连接，也可以采用焊接、胶粘等固定连接方式进行连接。
96.移动装置70也可以为三维移动平台，夹具10安装在三维移动平台的移动部，三维移动平台可以带动夹具10移动以满足物品转运的要求。
97.本实施例中，机械臂与夹具10相配合，机械臂能够带动夹具10运动。
98.以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，包括：夹具本体(20)，包括夹爪(202)，所述夹爪(202)配置有保温罩(201)，所述保温罩(201)限定出低温存储区域(2011)，以使所述夹爪(202)在夹取并转运物品时，所述物品位于所述低温存储区域(2011)内；液氮容器(30)，与所述低温存储区域(2011)通过管路(40)相连通，以向所述低温存储区域(2011)提供液氮；其中，所述液氮容器(30)内的液氮汽化，以使所述液氮容器(30)内的压力增加，进而使所述液氮容器(30)内的液氮能够在其自身汽化压力的影响下由所述液氮容器(30)经所述管路(40)流入所述低温存储区域(2011)内。2.根据权利要求1所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，所述液氮容器(30)设于所述夹具本体(20)，所述液氮容器(30)能够随所述夹具本体(20)的运动而运动。3.根据权利要求2所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，所述液氮容器(30)与所述夹具本体(20)固定连接；或者，所述液氮容器(30)与所述夹具本体(20)可拆卸连接。4.根据权利要求1所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，所述液氮容器(30)包括：杯座(301)，限定出具有进液口(304)的容纳空间，所述容纳空间用于盛放液氮；压盖(302)，可活动地盖设于所述进液口(304)处，其中，所述压盖(302)盖设在所述进液口(304)处时，所述容纳空间处于密闭状态。5.根据权利要求4所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，所述液氮容器(30)还包括：驱动装置(50)，与所述压盖(302)驱动连接，能够驱动所述压盖(302)运动。6.根据权利要求5所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，还包括：导轨(501)，设于所述进液口(304)的外侧，所述压盖(302)滑动设于所述导轨(501)，以打开或关闭所述进液口(304)；驱动件(502)，连接在所述压盖(302)和所述驱动装置(50)之间，所述驱动装置(50)通过所述驱动件(502)驱动所述压盖(302)沿所述导轨(501)滑动。7.根据权利要求4所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，所述杯座(301)的顶部设有出气口，所述出气口通过所述管路(40)与所述低温存储区域(2011)相连通，汽化后的液氮能够经所述出气口流入所述管路(40)后进入所述低温存储区域(2011)内。8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，还包括：吸附层，位于所述低温存储区域(2011)内，并通过所述管路(40)与所述液氮容器(30)相连通。9.根据权利要求8所述的用于液氮存储装置的夹具，其特征在于，所述保温罩(201)的内侧壁位于所述低温存储区域(2011)内，其中，所述吸附层设于所述保温罩(201)的内侧壁。10.一种液氮存储装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的用于液氮存
储装置的夹具(10)。

技术总结
本申请涉及液氮存储技术领域，公开一种用于液氮存储装置的夹具。夹具包括：夹具本体，包括夹爪，夹爪配置有保温罩，保温罩限定出低温存储区域，以使夹爪在夹取并转运物品时，物品位于低温存储区域内；液氮容器，与低温存储区域通过管路相连通，以向低温存储区域提供液氮；其中，液氮容器内的液氮汽化，以使液氮容器内的压力增加，进而使液氮容器内的液氮能够在其自身汽化压力的影响下由液氮容器经管路流入低温存储区域内。节省了控制液氮输送的环节，提高了转运的效率。本申请还公开一种液氮存储装置。存储装置。存储装置。


技术研发人员：辛若健
受保护的技术使用者：青岛海尔生物医疗科技有限公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/5/25