一种自动控制的气液两相液氮存储装置技术领域
本发明属于液氮低温存储技术领域，具体涉及一种自动控制的气液两相液氮存储
装置。
背景技术
对于RNA、组织、细胞及珍贵样品，液氮储存无疑是最安全、最经济、最环保的储存
方式。-136℃为水的玻璃化温度，水的结晶对细胞和组织不再有明显伤害，样本内的各种生
化反应几近停止；-196℃是液氮挥发的温度，为常规方法所能实现的最低温度，样本内的生
命活动基本停止，水的结晶对细胞活性和组织微观结构的损害几乎可忽略。-136℃至-196
℃是气相液氮罐能够实现的温度，亦能长时间的储存和保存生物样本。液氮罐分为气相液
氮罐和液相液氮罐，液相液氮罐对存储耗材有较高的要求，否则复苏样本时容易造成爆管；
同时也容易造成样本的交叉感染。因此，气相液氮罐则不存在上述问题，但是气相液氮的存
储温度没有液相液氮的存储温度低，目前还没有既能兼顾气液相存储，又能在两种存储模
式之间方便、快速切换的自动存储装置。
发明内容
基于此，针对上述问题，本发明提出一种自动控制的气液两相液氮存储装置，既能
进行气相存储，又能进行液相存储，且全自动化控制，可方便快速地在两种存储模式之间切
换。
本发明的技术方案是：一种自动控制的气液两相液氮存储装置，包括内壳、外壳、
中间壳、液压泵和液氮罐；所述中间壳设于外壳内，所述内壳设于中间壳内；所述中间壳与
内壳之间装有液态氮，所述内壳内设有若干托盘；所述内壳的底部设有第一导液管，该导液
管上设有第一电磁阀；所述中间壳的底部设有第二导液管，该第二导液管上设有第二电磁
阀，且第二导液管的一端通过所述液压泵与所述液氮罐相连；所述中间壳的上部设有出气
管，该出气管上设有第三电磁阀；所述中间壳和内壳的开口处设有密封盖，该密封盖上设有
控制器，所述控制器的信号输出端分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的信
号输入端相连。
进行气相存储时，控制器控制第一电磁阀常关，使内壳处于封闭状态，控制器控制
液压泵工作，使液氮罐内的液氮进入中间壳内，由于内壳处于封闭状态，中间壳内的液氮无
法进入内壳内，将样品置于托盘上，即可进行气相模式存储；进行液相模式存储时，控制器
控制第一电磁阀打开，则中间壳内的液氮进入内壳内，直到液氮液面将放置有样品的托盘
浸没，停止通入液氮；当中间壳内的气压较高时，控制器控制第三电磁阀打开，即可降低中
间壳内的气压。
作为本发明的进一步改进，所述密封盖上还设有测量所述中间壳与内壳之间的间
隙内的气压的电子气压表，该电子气压表的信号输出端与所述控制器的信号输入端相连。
电子气压表实时测试中间壳内的气压，并将测量数据发送至控制器，控制器将测得的数据
与存储的正常值进行比较，若气压较大，则控制第三电磁阀打开，即可自动调节中间壳内的
气压。
作为本发明的进一步改进，所述中间壳与内壳之间的间隙内设有液位传感器，该
液位传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端相连。在存储过程中，液氮会被逐渐
消耗，特别是在液相模式存储过程中，液氮的消耗较大，须及时补充液氮，通过液位传感器
实时测试液氮液面高度，并将测试数据发送至控制器，当液氮液面处于规定值以下时，控制
器控制液压泵工作，及时补充液氮。
作为本发明的进一步改进，所述内壳的底部设有电机，该电机的输出轴上设有转
轴，所述托盘从上至下依次均匀且相互平行地设置于该转轴上；所述控制器的信号输出端
与所述电机的信号输入端相连。在进行气相模式存储时，可通过控制器控制电机转动，进而
带动转轴及托盘转动，以保持温度均匀。
作为本发明的进一步改进，所述外壳与中间壳之间的间隙为真空。真空间隙隔绝
了中间壳与外部的热量交换，保温效果更好。
本发明的有益效果是：
(1)既能进行气相存储，又能进行液相存储，兼具气相存储的无交叉感染、不易爆
管，和液相存储的低温保存的优点，且全自动化控制，可方便快速地在两种存储模式之间切
换；
(2)通过电子气压表实时测试中间壳内的气压，并将测量数据发送至控制器，控制
器将测得的数据与存储的正常值进行比较，若气压较大，则控制第三电磁阀打开，实现中间
壳内气压的自动调节；
(3)通过液位传感器实时测试液氮液面高度，并将测试数据发送至控制器，当液氮
液面处于规定值以下时，控制器控制液压泵工作，及时补充液氮，实现液氮的实时监控和补
充；
(4)在进行气相模式存储时，可通过控制器控制电机转动，进而带动转轴及托盘转
动，以保持温度均匀，存储效果更好；
(5)外壳与中间壳之间的间隙为真空，真空间隙隔绝了中间壳与外部的热量交换，
保温效果更好。
附图说明
图1是实施例所述自动控制的气液两相液氮存储装置的结构示意图；
图2是各电子元器件的控制原理图；
附图标记说明：
10内壳，11托盘，12第一导液管，13第一电磁阀，14电机，15转轴，20外壳，30中间
壳，31第二导液管，32第二电磁阀，33出气管，34第三电磁阀，40液压泵，50液氮罐，60密封
盖，61控制器，62电子气压表，63液位传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例：
如图1和图2所示，一种自动控制的气液两相液氮存储装置，包括内壳10、外壳20、
中间壳30、液压泵40和液氮罐50；所述中间壳30设于外壳20内，所述内壳10设于中间壳30
内；所述中间壳30与内壳10之间装有液态氮，所述内壳10内设有若干托盘11；所述内壳10的
底部设有第一导液管12，该导液管12上设有第一电磁阀13；所述中间壳30的底部设有第二
导液管31，该第二导液管31上设有第二电磁阀32，且第二导液管31的一端通过所述液压泵
40与所述液氮罐50相连；所述中间壳30的上部设有出气管33，该出气管33上设有第三电磁
阀34；所述中间壳30和内壳10的开口处设有密封盖60，该密封盖60上设有控制器61，所述控
制器61的信号输出端分别与所述第一电磁阀13、第二电磁阀32和第三电磁阀34的信号输入
端相连。
在另一个实施例中，所述密封盖60上还设有测量所述中间壳30与内壳10之间的间
隙内的气压的电子气压表62，该电子气压表62的信号输出端与所述控制器61的信号输入端
相连。
在另一个实施例中，所述中间壳30与内壳10之间的间隙内设有液位传感器62，该
液位传感器63的信号输出端与所述控制器61的信号输入端相连。
在另一个实施例中，所述内壳10的底部设有电机14，该电机14的输出轴上设有转
轴15，所述托盘11从上至下依次均匀且相互平行地设置于该转轴15上；所述控制器61的信
号输出端与所述电机14的信号输入端相连。
在另一个实施例中，所述外壳20与中间壳30之间的间隙为真空。真空间隙隔绝了
中间壳30与外部的热量交换，保温效果更好。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保
护范围。