液氮蒸发器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种液氮蒸发器包括储液管、盘管、若干翅片、布风器、电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器和控制器。本实用新型专利技术的液氮蒸发器可用于生物样本存储设备工作舱等内增压空间的制冷，减少液氮消耗，并获得较高度方向温度分布均匀的空间温度场。

【技术实现步骤摘要】
液氮蒸发器
本技术涉生物样本存储领域，具体涉及一种液氮蒸发器。
技术介绍
在细胞等生物样本自动存储领域，样本管存取时的挑管作业往往不在长期存储区液氮罐内进行，而是在一个结构上与液氮罐相联接的过渡性工作舱内进行，然后才经由传递舱等装置传送至设备外部或液氮罐内。经冻存后的细胞等生物样本需在-130℃玻璃化温度以下才是安全的，否则暴露在高于这个温度的环境，细胞内部水存在再结晶的风险而降低细胞复苏活性。因此用于挑管分拣作业的过渡工作舱内温度需达到-130℃以下，现有用于制冷的液氮蒸发器一般仅仅通过液氮的低温通过金属管及翅片和散热器外部环境气体进行热交换，相变产生的氮气通过独立装置回收或则排除到需要制冷的空间之外不参与制冷，这种制冷器在相同高度上的温度分布并不均匀，制冷时间也很长，温度很难逼近-130℃。采用独立装置回收需要增加压缩机等外设，系统变得复杂，直接排到系统之外，消耗液氮量大，不经济。
技术实现思路
本技术的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种液氮蒸发器，能有于生物样本存储设备工作舱等内增压空间的制冷，减少液氮消耗，并获得较高度方向温度分布均匀的空间温度场。本技术的目的是这样实现的：本技术的一种液氮蒸发器，包括垂直方向安装的储液管、顶部入口与储液管顶部出口管路连接的盘管、若干垂直方向安装与盘管连接的翅片、垂直方向安装于盘管一侧边并与盘管底部的末端连接的布风器、安装于储液管下端相连接的补液管路上的电磁阀、安装于储液管补液管路上的第一温度传感器、安装于储液管上端与盘管连接管路上的第二温度传感器和连接第一温度传感器及第二温度传感器并控制电磁阀的控制器，布风器的内腔大于盘管的末端管的口径。液氮通过液氮蒸发器的储液管补液管路上的电磁阀进入，再由储液管往上进入盘管，进入盘管后包含液氮和气化后的低温氮气两种状态，经过气相或气液两相介质流经盘管，受盘管和翅片的热传导效应，与外界进行热交换，工作环境内温度下降，盘管内介质吸热温度升高并全部变成氮气；盘管的末端进入布风器，气流进入布风器空腔后速度大幅下降，布风器侧面出气孔或窄缝使氮气沿水平方向均匀并缓慢吹出，氮气吹出后风速会进一步降低并与主要用于降温的工作环境内温度较高氮气混合，低温氮气往下扩散并下沉，高度方向会因温度差而形成对流并形成高度方向的温度梯度场。布风器内空气流量Q，布风器侧面的孔或窄缝出风总面积A，孔或窄缝出风平均风速v＝Q/A；Q流量取决于蒸发器的最大功率和液氮补给流量。当蒸发器最大功率一定的情况下，液氮补给流量增大，第一温度温度传感器和第二温度传感器之间温差变小，出口氮气温度降低，工作舱内温度场扰动相对剧烈。减小液氮补给流量，第一温度温度传感器和第二温度传感器之间温差变大，出口氮气温度升高，蒸发器换热制冷作用加强，工作舱内扰动气体总量减少，利于温度场的梯度控制。当流量降低至逼近临界值时，出口氮气温度略低于工作环境需要的-130℃，产生气化气体总量最少，液氮消耗也是最少。第一温度传感器和第二温度传感器高度差值H与储液管截面积成反比；液氮漫过或流过第二温度传感器安装位置管路时，两个温度传感器检测到最低温-196℃，否则，随着液氮液位与第二温度传感器距离的不同，与第一温度传感器存在不等的温度值。控制器采集第一温度传感器和第二温度传感器的数据，判定是否需要补给液氮和停止加注液氮，并控制电磁阀执行相应开启、闭合动作，从而实现液氮量按需供给，减少多余气体的产生，降低气化气体的扰动，并降低液氮消耗。上述的一种液氮蒸发器中布风器的侧面密布有出气孔、布风器的侧面也可同时设有若干窄缝。上述的一种液氮蒸发器中翅片为铝箔，通过翅片的传热功能，对工作环境进行降温。上述的一种液氮蒸发器中盘管为紫铜制成。上述的一种液氮蒸发器中储液管为紫铜或不锈钢制成。本技术的液氮蒸发器可用于生物样本存储设备工作舱等内增压空间的制冷，减少液氮消耗，并获得较高度方向温度分布均匀的空间温度场。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是本技术左侧方向结构示意图(不含电磁阀和控制器)；图4是本技术右侧方向结构示意图(不含电磁阀和控制器)。具体实施方式下面将结合附图，对本技术作进一步说明。请参阅图1和图2，图中示出了本技术一种液氮蒸发器包括储液管1、盘管2、若干翅片3、布风器4、电磁阀5、第一温度传感器6、第二温度传感器7和控制器8。紫铜制成的盘管2的上端为入口并且与垂直方向安装于盘管2前部的储液管1的顶部出口管路连接，该出口管路上安装第二温度传感器7，储液管1为紫铜制成的，储液管1的底部入口处连接补液管路且该管路上安装第一温度传感器6，盘管2垂直方向上安装有若干个铝箔制成的翅片3，翅片3的数量可根据蒸发器换热情况配置；布风器4安装于盘管2座侧且底部入口与盘管2底部的末端连接，布风器4的侧面上密布有多个出气孔。电磁阀5安装于储液管1底部的补液管路上并通过控制器8控制，控制器8安装于工作环境外。本技术的使用时，液氮通电磁阀5进入储液管1往上进入盘管2，进入盘管2包含液氮和气化后的低温氮气两种状态，经过气相或气液两相介质流经盘管2，受盘管2和翅片3的热传导效应，与外界进行热交换，工作环境内温度下降，盘管2内介质吸热温度升高并全部变成氮气；盘管2的末端进入布风器4，气流进入布风器4空腔后速度大幅下降，布风器4侧面出气孔使氮气沿水平方向均匀并缓慢吹出，氮气吹出后风速会进一步降低并与主要用于降温的工作环境内温度较高氮气混合，低温氮气往下扩散并下沉，高度方向会因温度差而形成对流并形成高度方向的温度梯度场。液氮漫过或流过第二温度传感器7安装位置管路时，第一温度传感器6和第二温度传感器7检测到最低温-196℃，否则，随着液氮液位与第二温度传感器7距离的不同，与第一温度传感器6存在不等的温度值。控制器8采集第一温度传感器6和第二温度传感器7的数据，判定是否需要补给液氮和停止加注液氮，并控制电磁阀5执行相应开启、闭合动作，从而实现液氮量按需供给，减少多余气体的产生，降低气化气体的扰动，并降低液氮消耗。以上实施例仅供说明本技术之用，而非对本技术的限制，有关
的技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本技术的范畴，应由各权利要求所限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液氮蒸发器，其特征在于，包括垂直方向安装的储液管、顶部入口与所述储液管的顶部出口管路连接的盘管、若干垂直方向安装与所述盘管连接的翅片、垂直方向安装于所述盘管一侧且下端与所述盘管底部的末端连接的布风器、安装于所述储液管下端相连接的补液管路上的电磁阀、安装于所述储液管补液管路上的第一温度传感器、安装于所述储液管上端出口管路上的第二温度传感器和连接所述第一温度传感器及所述第二温度传感器并控制所述电磁阀的控制器；所述布风器的内腔大于所述盘管的末端管的口径。

【技术特征摘要】
1.一种液氮蒸发器，其特征在于，包括垂直方向安装的储液管、顶部入口与所述储液管的顶部出口管路连接的盘管、若干垂直方向安装与所述盘管连接的翅片、垂直方向安装于所述盘管一侧且下端与所述盘管底部的末端连接的布风器、安装于所述储液管下端相连接的补液管路上的电磁阀、安装于所述储液管补液管路上的第一温度传感器、安装于所述储液管上端出口管路上的第二温度传感器和连接所述第一温度传感器及所述第二温度传感器并控制所述电磁阀的控制器；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑效东，
申请(专利权)人：上海东富龙医疗装备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31