一种自动化多温区存储转移冰箱及使用方法与流程

1.本发明涉及医疗，生物，食品，药品的多温区冻存及多温区加热技术领域，具体是一种自动化多温区存储转移冰箱。


背景技术：

2.近年来，人们对低温冻存及高温解冻的要求越来越严格，特别是对冰箱具有多温区及多温度控制需求日益激增，例如，需求同一个冰箱区间内既可以实现零上98℃至零下196℃不同温度区间内短时间快速转移的功能又可以按照设定的温度程序进行升降温度且整个过程不需要人工干扰。为解决上述问题，本发明可以实现一个区间内进行多个区域温度控制，还可进行定制化程序温度控制及全程自动化快速转移、存储的信息化管理。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种自动化多温区存储转移冰箱及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化多温区存储转移冰箱及使用方法，其特征在于：包括多温区存储转移冰箱、智能机械手、加热系统和制冷系统四大部分组成，其中多温区存储转移冰箱包含硅碳棒式恒温水浴锅制热箱体、电阻丝式恒温制热箱体、单级压缩制冷箱体、复叠式制冷机制冷箱体、气相液氮制冷箱体、液相液氮制冷箱体、程序降温制冷箱体、程序升温制热箱体组成，每个箱体又分为若干个分格区域，每个箱体分格对应一个存储盒固定架，用于放置存储盒，箱体开关门为上下台阶错落式自动齿轮箱盖，依靠电动齿轮转动带动固定在箱盖上的直线齿轮导轨，避免开门时占用箱体空间，箱体分格的开关门为上下密封套装式存储盒盖，使用智能机械手进行存储盒盖开关控制，每个箱体为双层不锈钢焊接而成，双层不锈钢夹层中间为高真空状态作为保温结构。箱体一侧放置两台智能机械手，一台用于控制打开关闭箱体的分格门盖，另一台用于控制存储盒的抓取与存放。在多温区存储转移冰箱及智能机械手的侧边放置了一个样品台，样品台上放置若干存储盒，每个存储盒对应一个主编号，存储盒内的其它样品对应一个样品副编号。
4.所述多温存储转移冰箱设有多个温度区间，每个区间温度及制冷加热方式也各不相同，其中0℃至99℃由硅碳棒式恒温水浴锅系统控制，99℃至200℃由电阻丝式恒温加热系统控制，0℃至零下30℃由单级压缩制冷系统控制，零下30℃至零下140℃由复叠式制冷机系统控制，零下140℃至零下180℃由气相液氮系统控制，零下180℃至零下196℃由液相液氮系统控制，还设有两个定制程序温度控制区，其中0℃至零下120℃由程序降温系统进行程序控制，0℃至零上98℃由程序升温系统进行程序控制。
5.所述硅碳棒式恒温水浴锅是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料，按一定料比加工制坯，经2200℃高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件，放置在恒温水浴锅中进行液体水温控制，主要用于控制多温存储转移冰箱0℃至99℃区间温度。
6.所述电阻丝式恒温加热又可以称为电热丝，发热丝，主要是在干燥的空气中给电
阻丝通电加热，产生热量，通过调节电压与电阻的大小进行加热温度控制。
7.所述单级压缩制冷系统，包括压缩制冷机，其过程是由制冷剂的压缩、冷却和冷凝、节流膨胀、蒸发等四个热力过程组成的封闭过程，主要用于控制多温存储转移冰箱0℃至零下30℃区间温度。
8.所述复叠式制冷机系统，是由两个或两个以上独立的制冷循环组成，用于控制多温存储转移冰箱零下30℃至零下140℃区间温度。
9.所述气相液氮系统，利用的就是液氮升压变氮气的原理，在多温存储转移冰箱中制作出一个低温环境。主要用于控制多温存储转移冰箱零下140℃至零下180℃区间温度。
10.所述液相液氮系统，主要是指液态的氮气。液氮是惰性，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低的液体，汽化时大量吸热接触造成冻伤，可以为多温存储转移冰箱气象液氮系统提供制冷，主要用于控制多温存储转移冰箱零下180℃至零下196℃区间温度。
11.所述程序降温系统，是对物品温度按照规定程序要求进行降温冷冻的一种装置，程序降温仪的工作原理是利用微机控制技术和设计的软件，通过精准地控制液氮的施放量，确保被冻存的物品以适宜的冷冻速率降温冷冻，从而达到程序降温的目的。主要用于控制多温存储转移冰箱0℃至零下120℃区间温度。
12.所述程序升温系统，是对物品温度按照规定程序要求进行升温解冻的一种装置，程序升温仪的工作原理是利用微机控制技术和设计的软件，通过精准地控制加热棒对液体水进行的加热方式，确保被冻存的物品以适宜的加热速率加热水温，从而达到程序升温的目的。主要用于控制多温存储转移冰箱0℃至零上98℃区间温度。
13.所述智能机械手，是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，点是可以通过编程来完成各种预期的作业。主要用于物品在多温存储转移冰箱中的抓取、转移、存储、整理。
14.所述存储盒，是一种可以存放需要冷冻物品的盒体，主要是装载密封物品的功能，方便智能机械手抓取转移。
15.所述样品台，主要是存储盒放置平台，其功能是固定存储盒放置位置，方便智能机械手抓取转移通过放置在样品台上的存储盒。
附图说明
16.图1一种自动化多温区存储转移冰箱及使用方法整体示意图：图2是箱体上下台阶错落式箱盖及自动齿轮开关箱盖控制示意图：图3是存储盒示意图：其中1，样品台：2，存储盒：3，智能抓取机械手：4，多温区存储转移冰箱：5，硅碳棒式恒温水浴锅制热箱体：6，电阻丝式恒温制热箱体,：7，单级压缩制冷箱体：8，复叠式制冷机制冷箱体：9，气相液氮制冷箱体：10，液相液氮制冷箱体：11，程序降温制冷箱：12，程序升温制热箱体：13，箱体上下台阶错落式箱盖打开备用区：14，箱体上下台阶错落式箱盖：15，电动齿轮机：16，直线齿轮导轨：17，存储盒：041，存储盒门盖：：031，智能开关门盖机械手：18，存储盒固定架：032，智能机械手运行轨道。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
18.实施例：具体实施方式以下参照附图和实施例对本发明进行进一步的技术说明。
19.如图1一种自动化多温区存储转移冰箱及使用方法整体示意图，其特征在于：包括样品台1：若干存储盒2：智能抓取机械手3：智能开关门盖机械手031：多温区存储转移冰箱4：硅碳棒式恒温水浴锅制热箱体5：电阻丝式恒温制热箱体6：单级压缩制冷箱体7：复叠式制冷机制冷箱体8：气相液氮制冷箱体9：液相液氮制冷箱体10：程序降温制冷箱11：程序升温制热箱体12：箱体上下台阶错落式门盖打开备用区13：若干存储盒门盖041：存储盒固定架18：智能机械手运行轨道032：进一步的，将需要冷冻或加热的物品放置于存储盒2内并密封。
20.进一步的，将密封的存储盒2放置于样品台1上。操作人员指定命令后，程序降温制冷箱11上的箱体上下台阶错落式箱盖14通过电动齿轮机15及直线齿轮导轨16会自动打开。
21.进一步的，两个智能机械手接收到冷冻或加热命令后开始同时工作，其中两台智能机械手会在智能机械手运行轨道032上进行移动，智能抓取机械手3将存储盒2抓取后，智能开关门盖机械手031也会将多温区存储转移冰箱4中的程序降温制冷箱11中的存储盒门盖041打开。
22.进一步的，按照操作人员指定命令，智能抓取机械手3将抓取的存储盒2放置在程序降温制冷箱11中的存储盒固定架18上。
23.进一步的，智能开关门盖机械手031会将程序降温制冷箱11中的存储盒门盖041关闭，进行程序降温。
24.进一步的，程序降温制冷箱11完成程序降温后，智能开关门盖机械手031会将程序降温制冷箱11中的存储盒门盖041打开。
25.进一步的，智能抓取机械手3将会抓取程序降温制冷箱11中的存储盒2放置在复叠式制冷机制冷箱体7中进行冷冻。在此过程中程序降温制冷箱11上的箱体上下台阶错落式门盖14会自动关闭，复叠式制冷机制冷箱体7上的箱体上下台阶错落式箱盖14会自动打开。
26.进一步的，智能开关门盖机械手031会将复叠式制冷机制冷箱体7中存储盒门盖041关闭。
27.进一步的，复叠式制冷机制冷箱体7冷冻结束后，智能开关门盖机械手031会将复叠式制冷机制冷箱体7中的存储盒门盖041打开，继续打开程序升温制热箱体12中的存储盒门盖041。
28.进一步的，智能抓取机械手3将会抓取复叠式制冷机制冷箱体7中的存储盒2放置在程序升温制热箱体12中进行程序加热。在此过程中复叠式制冷机制冷箱体7上的箱体上下台阶错落式门盖14会自动关闭，程序升温制热箱体12上的箱体上下台阶错落式箱盖14会自动打开。
29.进一步的，智能开关门盖机械手031会将程序升温制热箱体12中存储盒门盖041关闭。
30.进一步的，程序升温制热箱体12中的程序加热完成后，智能开关门盖机械手031会
将程序升温制热箱体12中存储盒门盖041打开。
31.进一步的，智能抓取机械手3将会抓取程序升温制热箱体12中的存储盒2放置于样品台1上。
32.进一步的，智能开关门盖机械手031会将程序升温制热箱体12中存储盒门盖041关闭，同时程序升温制热箱体12上的箱体上下台阶错落式箱盖14也会自动关闭，两台智能机械手回归原点，完成多温区冷冻及加热操作过程中一种方式，其中操作方式有很多种，本发明只简述其中一种自动化冷冻及加热过程。
33.在上述冷冻及加热操作过程中智能抓取机械手3主要是抓取存储盒2，智能开关门盖机械手031主要是打开或关闭存储盒门盖041，箱体上下台阶错落式箱盖14会自动按照执行过程进行打开或关闭。