低温存放装置和用于其运行的方法
[0042]氮蒸气作为冷却剂通过冷却剂导管31的供给通过从液氮到蒸气形的氮在内室中的持续转化来进行。因为存放容器11由顶盖区段13密封地封闭，所以全部的氮蒸气流经冷却剂导管31。如果冷却剂流太小而不能在样品支架25上维持所期望的存放温度，则可以通过操作加热装置14来增强冷却剂流。
[0043]图2示意性地说明根据本发明的低温存放装置100的一种变换实施方式，其具有存放容器10、罩装置20和冲洗装置30。与根据图1的实施方式不同地，冲洗装置30作为冷却剂瓶包括分开的、例如呈杜瓦瓶形状的附加瓶33以便接收液氮。冷却剂导管31从附加瓶33出发在罩室22中延伸到冷却区段24，该冷却区段由冷氮蒸气流入形成。流经冷却剂导管31的冷却剂流可以如同在根据图1的实施方式中那样借助于附加瓶33(未示出)中的加热装置控制。
[0044]替代地，附加瓶33可以是无水气体池，该无水气体池在经过冷却剂导管31的路径上被热电式地冷却到所期望的存放温度。根据另一种变型方案，冷却剂瓶32可以由另一邻近的存放容器提供，其在大小和构型上如同存放容器10那样成形。例如，在具有多个存放容器10的低温库中可以使用所述存放容器中的一个作为附加瓶33用于所有其他存放容器的冲洗装置。
[0045]图3说明根据本发明的低温存放装置100的另一种变换实施方式，其中与图1和2不同地不设置唯一的冷却剂导管而设置多个冷却剂导管31，所述多个冷却剂导管在存放容器10的内室11和罩装置20的罩室22之间延伸。冷却剂导管31的外部的端部朝向顶盖区段13上方的冷却区段24。以冷氮蒸气2冲洗可能设置在样品支架25 (见图8)上的样品I，所述冷氮蒸气从冷却剂导管31流出到冷却区段24中。接着，氮分散在罩室22中，其中所述氮加热，从而在冷却区段24外部产生提高的温度。
[0046]此外，不同于图1和2地，图3示出，可以提供具有罩21的罩装置20，所述罩的直径等于存放容器10的直径。借此有利地实现罩室22的更大容积，其相应地可以接收更多用于样品处理的组件一一例如用于转运装置的驱动装置。
[0047]根据图3的低温存放装置100可以完全被动地工作。这意味着，不设置或不操作加热装置14。在这种情况下，为了调节样品支架25处的存放温度所需的冷却剂流仅仅通过来自液氮池12的氮的蒸发产生。如果需要更大的冷却剂流，则可以转换至冷却区段24的主动冷却，其方式是，操作加热装置14。
[0048]冷却剂导管31在样品支架25周围均匀分布地设置，以便实现样品支架25上的样品I尽可能相同的、全面的环绕冲洗。因为冷却剂(冷氮气)比罩室22中的周围环境更冷，所以优选冷却剂导管31的端部设置在样品支架25上的样品I上方，从而冷却剂流从上方落到样品I上。然而替代地，冷却剂流也可以从下方和/或在侧向上朝向样品I。
[0049]如果在低温存放装置100的运行阶段中不进行样品I的取出或供给，则流动的氮气可以流入罩室22中。为此，可封闭的顶盖开口 16可以保持打开，从而来自存放容器10的蒸发的氮气经过顶盖开口 16和冷却剂导管31流到罩室22中。因此，有利地实现罩室22不以环境空气而以干燥的氮气填充。结果，存放容器10和样品I不会结冰。此外，流出的气体在罩装置20中加热，从而减少在各次样品取出之间的可能的冷凝物沉积(霜)。
[0050]图4示出根据本发明的低温存放装置100的另一种变换实施方式，在该低温存放装置中设置用于在存放容器10的内室和罩室22中的样品支架25之间进行样品运送的第一转运装置50和用于在样品支架25和低温存放装置100的环境之间进行样品运送的第二转运装置60。第一转运装置50包括第一驱动装置51，该第一驱动装置设置在罩室22中或设置在罩装置20外部并且通过轴52与内室11中的平台53耦合。在平台53上设置有具有多个低温样品的支架装置(架子)17。通过操作第一驱动装置51可以使所选择的架子17运动到顶盖开口 16下方，以便将一个或多个样品传递到样品支架25上。为此，例如所选择的架子17可以通过顶盖开口 16至少部分地拉到罩室22中。
[0051]第二转运装置60用于移动、取出、导入或进一步处理一一例如接触或识别样品支架上的样品I。第二转运装置60装配有第二驱动装置61和操纵臂62，样品I可以借助于该操纵臂例如从样品支架25取出并且转移到运输容器(未示出)中。操纵臂62装配有呈保护罩形状的屏蔽装置26。借助于屏蔽装置26防止在罩室22中下沉的冷却气体沉积在样品I上。屏蔽装置26可以包括例如平板(如所示出的这样)、向下敞开的成拱形的板或向下敞开的杯。替代地，屏蔽装置26可以由多个单个的、搭接的元件组成。根据另一种变型方案，屏蔽装置可以包括折棚，该折棚根据第二转运装置60的运行状态压缩或延长，以便使冷却区段24相对于下沉的冷却气体屏蔽。
[0052]根据本发明的低温存放装置100可以装配有清洁装置70，该清洁装置与罩室中的样品支架25相邻地设置并且设置用于热式(图5)和/或机械式(图6)地消除冷却区段24中的样品表面的冷凝物(霜、冰晶)。有利地，借助于清洁装置70移除从罩室的未冷却区域沉积到样品I上的不期望的冷凝物。冷凝物在图5和6中示意性作为星星示出。
[0053]根据图5设置样品I的表面的热清洁。为此，清洁装置70包括共轴的双管71，所述双管的内管与干燥气体源连接并且所述双管的外管与吸入装置(未示出)连接。所述干燥气体源提供在室温下或在减小到直到室温的温度下的干燥气体流，在所述气体流的作用下通过升华或通过短时间的、脉冲式的加热和蒸发将冷凝物3从表面移除并且借助于气体流将其在外管中导出。在需要时，在样品I的与双管71相对置的一侧上设置气体反射器72，借助于该气体反射器使气体流在从旁经过样品I之后反射。因此，气体反射器72支持样品I的所有侧面上的表面清洁(除冰)。
[0054]根据图6的机械作用的清洁装置70同样包括共轴的双管71，通过该双管的内管供给干燥气体至样品I的表面并且通过该双管的外管导出具有冷凝物组分的气体。在这种情况下，在双管71的自由端部上附加地设置清洁工具73—一例如刷子。通过横向于双管71的纵向延长的运动一一例如振动运动可以借助于清洁工具73刮去样品I的表面的冷凝物。替代地或附加地，清洁装置70可以是仅仅机械有效的，如同在图6的左边部分中示意性地说明的那样。在这种情况下，清洁工具73与样品I相邻地设置并且例如可通过振动驱动装置(未示出)操作用于清洁样品I的表面。
[0055]图7说明本发明的一种实施方式，其中低温存放装置100装配有控制装置80。控制装置80设置用于实施不同的程序来处理低温存放装置100中的样品，例如将样品导入存放容器10中、存放样品、从存放容器10中取出样品和/或清点样品。为此，控制装置80与低温存放装置100的示意性地说明并且以下解释的组件耦合。
[0056]如以上所描述的这样，低温存放装置100包括存放容器10、罩装置20和冲洗装置30。在存放容器10的内室11中设置有具有样品I的支架装置17。借助于第一转运装置50可以使样品通过顶盖区段13的顶盖开口 16运动到罩室22中的局部受限的冷却区段24(虚线圆出)中。顶盖开口 16包括一个或多个闭锁装置18，所述一个或多个闭锁装置可借助于控制装置80电机械式地操作。冲洗装置30作为冷却剂瓶包括存放容器10和冷却剂导管31，所述冷却剂导管装配有用于调节流经冷却剂导管31的冷却剂流的调整元件34。所述调整元件34同样与控制装置80耦合。冷却区段24装配有温度传感器27，借助于该温度传感器可测量冷却区段24中的局部温度。温度传感器27与控制装置80耦合。控制装置80也与加热装置14连接，以便在需要时增强存放容器10的内室11中的冷氮气的产生。
[0057]第二转运装置60设置在罩装置20中，并且如以上参照图4解释的那样装配有操纵臂62和屏蔽装置26。此外，第二转运装置60的驱动装置61能够实现运输容器63的操作以接收样品和将样品传递到低温存放装置100的环境中。第一转运装置50和第二转运装置60同样与控制装置80耦合。
[0058]根据所存储的供给程序、存放程序、取出程序和/或清点程序借助于控制装置80操作所提到的组件。为了供给样品，例如借助于运输容器63将样品运送到冷却区段24中。根据样品的预处理，所述样品已经具有存放温度或者所述样品在冷却区段24中被冷却到存放温度。在此，可以设置借助于根据在图5和6中示出的变型方案之一的清洁装置70对样品进行冷凝物的清洁。如果例如在样品冻结时冲洗装置30的冷容量太小，则这借助于温度传感器27检测，接着借助于控制装置80操作加热装置14，
文档序号 :
【 8515136 】
技术研发人员：G·R·富尔,H·齐默尔曼
技术所有人：弗劳恩霍弗应用技术研究院
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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