一种冰冻切片机制造技术

本发明专利技术公开了一种冰冻切片机，属于冰冻切片的技术领域。包括：制冷模块，包括箱体、安装在箱体上的一级制冷装置、与一级制冷装置连接的二级制冷装置；切削模块，用于在箱体内对样本进行切削，包括穿入箱体内的刀具杆和进样杆，箱体上开设有用于进样杆进入的通孔，通孔内设置有包覆在进样杆周侧的隔热装置。一级制冷装置对箱体进行制冷，二级制冷装置对一级制冷装置进一步散热制冷，实现对箱体的稳定制冷，隔热装置在通孔处降低箱体内外的热传递，保持箱体内温度场的恒定。而样本切削在箱体内进行切削，保证样本切削时处于恒定冰冻环境，保证了切削的精度及稳定性，而且进样杆的一部分位于箱体外，能有效避免冷冻环境对切削模块精密运动的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种冰冻切片机
本专利技术属于冰冻切片领域，更具体地，涉及一种冰冻切片机。
技术介绍
在生物医学领域，由于生物原有特性保护好，冰冻切片常被用于获取生物组织的薄切片。现有技术常用轮转式冰冻切片机，切削模块安装固定于冰柜之中，保证样本始终处于冷冻环境，刀具固定，一个曲柄滑块机构用于驱动样本进给，往复于刀具之间，实现冰冻切片。然而，曲柄滑块机构的特点是运动过程速度呈正弦变化，而样本的进给速度波动会导致切削质量下降，并且，将整个切削装置安装于冰柜之中，低温对用于传动装置如电动马达等有一定影响，造成切削精度进一步下降，若改用手动操作，样本切削速度依然不稳定。此外，冰冻切片机的冷冻环境采用蒸气压缩式制冷方式，存在着较大的温度误差，进一步影响到切削精度，而制冷系统工作过程中，压缩机工作会产生较大振动，进一步降低样本切片的精度。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种冰冻切片机，其目的在于解决现有技术中进行冰冻切片时冰冻环境振动大、温度稳定性差、切削速率不恒定、精密器件置于冷冻环境而影响切削精度的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种冰冻切片机，包括：制冷模块，包括箱体、安装在所述箱体上的一级制冷装置、与所述一级制冷装置连接并对一级制冷装置进一步制冷的二级制冷装置；切削模块，用于在所述箱体内对样本进行切削，包括穿入箱体内的刀具杆和进样杆，所述刀具杆与所述进样杆配合完成样本的切片，所述箱体上开设有用于所述进样杆进入并进行切削运动的通孔，所述通孔内设置有隔热装置。通过上述技术方案，使用一级制冷装置对箱体进行制冷，二级制冷装置对一级制冷装置进一步制冷，进而提高制冷效果，实现箱体内的冷冻环境的温度稳定。而本申请将切削模块中的一部分置于箱体外，一部分置于箱体内，位于箱体内的部分用于放置样本或者安装刀具，位于箱体外的部分则可耦合箱体外的其他设备或精密仪器，采用平推式的切削方法，尽可能地缩小箱体的体积，降低制冷成本，同时，还保证了内部切削运动在冷冻环境中的进行，有效地避免了冷冻环境对外部其他设备或精密仪器的影响。而隔热装置将进样杆运动的通孔处进行保温，能有效地降低箱体内外热量交换，保持箱体内温度场的恒定，从而有效地提高了切削的精度。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是半导体制冷片的排布示意图；图3是刀具杆的结构示意图；图4是进样杆的结构示意图；图5是进样杆或刀具杆的温度传导示意图；图6是实施例二中的隔热装置示意图。图中，1、箱体；2、半导体制冷片；3、进样杆；4、通孔；5、隔热装置；6、隔热孔一；7、容纳槽；8、柔性保温材料；9、支撑件；10、导热层；11、保温层；12、温度传感器；13、冷板；14、液体循环管；15、二级制冷装置；16、刀具杆；17、凸块；18、隔热孔二。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提出一种冰冻切片机，包括制冷模块和切削模块。实施例一参照图1和图2，制冷模块包括箱体1、安装在箱体1上的一级制冷装置、与一级制冷装置连接用来对一级制冷装置进一步制冷的二级制冷装置15，为样本提供冷冻环境。切削模块包括穿入箱体1内的刀具杆16和进样杆3，进样杆3位于箱体1内的一端用于放置样本，刀具则固定在箱体1内或安装在箱体1内的刀具杆16上；当然，进样杆3也可以用于安装刀具，样本则放置在箱体1内或箱体1内的刀具杆16上，通过进样杆3和刀具杆16的配合，来实现对样本的切片。箱体1上开设有用于进样杆3进入并进行切削运动的通孔4，通孔4的截面积大于进样杆3的截面积，以使进样杆3能在通孔4内自由移动。具体的，箱体1为长方体状，进样杆3可以从箱体1的侧壁穿入箱体1，也可以从箱体1的底部或顶部穿入箱体1内，从底部或顶部穿入箱体1内的进样杆3，其杆杠更短，进样杆3的强度更强，不容易变形。且从不同处穿入箱体1时，进样杆3的所需长度不一、通孔4的开设大小不同。根据样本的形状不同，在不同方向上完成切削所需的运动距离也不同，选择运动距离最长的那个方向，使进样杆3垂直于此方向穿入箱体1内，可有效减小进样杆3的长度，但相应地，用于进样杆3完成切削的通孔4则需要开设更大。因此，可根据不同的箱体和样本形状，选择最有利的穿入方式，从而提高进样杆3的结构强度，提高切削精度。进一步地，参照图1，进样杆3位于箱体1外的一端用于连接精密三维平移台，以实现进样杆3的自由运动，精密三维平移台用于驱动进样杆3相对于刀具杆16移动，以及根据设定切削厚度在每个切削循环中抬升样本从而完成对样本的切削，刀具杆16的两端刚性连接在箱体1外，刀具杆16的中部凸起后形成穿入箱体1内的凸块17，用于放置样本或者刀具。具体地，参照图3，凸块17呈“L”型，其一端与刀具杆16一体呈“T”字形，另一端向垂直于刀具杆16的方向弯折呈三角部，可以固定用于夹持刀具的夹具装置，凸块17、刀具杆16、三角部一体成型，在切削过程中三角部受力时，不会与刀具杆16之间产生运动间隙，因此，保证了刀具杆16的结构刚度，有利于提高切削的精度。参照图3和图4，进样杆3、刀具杆16均选用导热性能低的刚性材质，例如钛合金，不锈钢这种低导热率的金属或合金。进样杆3上开设有隔热孔一6、刀具杆16的凸块17上开设有隔热孔二18，隔热孔一6和隔热孔二18优选为等腰三角形孔，也可以为其他的规则或不规则的具有对称性的多边形孔，孔内可以填充保温材料，例如海绵、棉花等，用于降低进样杆3和刀具杆16的热传导效果，也就是降低箱体1内外之间的热量传递，从而保证样本所处的低温环境，而开设这种形状对称的孔还能保持杆的两边对称，使两边导热性能类似，同时还能保证结构强度。通过改变箱体1的形状，结合进样杆3和刀具杆16的设计，使得箱体1内的冷冻环境与外部的其他设备之间有更高的耦合性，本专利技术的冰冻切片机能适用于更多的场景。图5中(a)为刀具杆16上未开设等腰三角孔的温度传导模拟图，图5中(b)为刀具杆16上开设有等腰三角孔的温度传导模拟图，图中的温度单位为℃。将刀具杆16的最下表面设为-20℃冷源，而其他表面则设置在室温对流状态，用于模拟设有通孔后对刀具杆16的温度传导影响。可以看到，开设有等腰三角孔的刀具杆16位于室温对流环境中的部分与室温环境更为接近，综上，等腰三角孔的开设可以有效地降低刀具杆16对温度的传导，同理，等腰三角孔的开设也可以有效地降低进样杆3对温度的传导。箱体1上于通孔4处设置有隔热装置5，隔热装置5包括固定在通孔4处的柔性保温材料8，例如棉花、海绵、橡胶、乳胶等，具有一定的形变和复位能力。柔性保温材料8的边缘处与通孔4的内壁粘接固定，柔性保温材料8的内壁则包覆在进样杆3的周侧，柔性保温材料8的形状可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰冻切片机，其特征在于，包括：制冷模块，包括箱体、安装在所述箱体上的一级制冷装置、与所述一级制冷装置连接并对一级制冷装置进一步制冷的二级制冷装置；/n切削模块，用于在所述箱体内对样本进行切削，包括穿入箱体内的刀具杆和进样杆，所述刀具杆与所述进样杆配合完成样本的切片，所述箱体上开设有用于所述进样杆进入的通孔，所述通孔内设置有包覆在所述进样杆周侧的隔热装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种冰冻切片机，其特征在于，包括：制冷模块，包括箱体、安装在所述箱体上的一级制冷装置、与所述一级制冷装置连接并对一级制冷装置进一步制冷的二级制冷装置；
切削模块，用于在所述箱体内对样本进行切削，包括穿入箱体内的刀具杆和进样杆，所述刀具杆与所述进样杆配合完成样本的切片，所述箱体上开设有用于所述进样杆进入的通孔，所述通孔内设置有包覆在所述进样杆周侧的隔热装置。


2.根据权利要求1所述的冰冻切片机，其特征在于，所述进样杆内开设有用于降低进样杆热传递效果的隔热孔一，所述刀具杆上开设有用于降低刀具杆热传递效果的隔热孔二。


3.根据权利要求1所述的冰冻切片机，其特征在于，所述隔热装置包括设置在所述通孔处且包覆在所述进样杆周侧的柔性保温材料。


4.根据权利要求1所述的冰冻切片机，其特征在于，所述隔热装置包括在所述箱体内的通孔处开设的容纳槽，所述容纳槽的开设面覆盖所述通孔的开设面，所述容纳槽内填充有包覆在所述进样杆周侧的柔性保温材料。


5.根据权利要求4所述的冰冻切片机，其特征在于，所述柔性保温材料的两侧均固定有套设在所述进样杆周侧的支撑件，所述支撑件的外径大于所述通孔的开设直径且小于所述容纳槽的开设直径，用于定位所述柔性保温材料在所述通孔处的形状。

【专利技术属性】
技术研发人员：袁菁，骆清铭，陈键伟，邓磊，龚辉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42