一种使用液氮罐精确降温的实验装置与使用方法

摘要

本发明公开一种使用液氮罐精确降温的实验装置与使用方法，包括液氮罐，其特征在于，液氮罐顶部固定连接有分度圈，分度圈内壁周向等间距开设有若干安装槽，若干安装槽内均安装有提桶，提桶包括伸缩桶柄和滑动连接在伸缩桶柄上的桶身，伸缩桶柄底端固定连接有浮板，桶身位于浮板上方，桶身底面固定连接有温度传感器，伸缩桶柄上设置有第一距离测量机构和第二距离测量机构。本发明可通过伸缩机构调节调整伸缩桶柄的长度，保证伸缩桶柄适用于不同液面高度的液氮罐，通过收卷辊上的卷尺观察下降高度，通过与牵引带上刻度线数值比较，确定桶身与液面之间的距离保证了实验的准确性。

权利要求

1.一种使用液氮罐精确降温的实验装置，包括液氮罐，其特征在于，所述液氮罐顶部固定连接有分度圈（13），所述分度圈（13）内壁周向等间距开设有若干安装槽，若干所述安装槽内均安装有提桶，所述提桶包括伸缩桶柄和滑动连接在所述伸缩桶柄上的桶身（3），所述伸缩桶柄底端固定连接有浮板（4），所述桶身（3）位于所述浮板（4）上方，所述桶身（3）底面固定连接有温度传感器（16），所述伸缩桶柄上设置有第一距离测量机构和第二距离测量机构，所述第一距离测量机构与所述桶身（3）对应设置，所述第二距离测量机构与所述浮板（4）对应设置；

所述伸缩桶柄包括第一连管（1）和第二连管（2），所述第一连管（1）内壁与所述第二连管（2）外壁滑动连接，所述浮板（4）固定连接在所述第二连管（2）底端；

所述第一距离测量机构包括转动连接在所述第一连管（1）顶端的旋转轴（5）；所述旋转轴（5）上固定连接有收卷轮（7），所述收卷轮（7）位于所述第一连管（1）内部，所述收卷轮（7）上固定连接有牵引带（6）的一端，所述牵引带（6）另一端与所述浮板（4）顶面固定连接，所述牵引带（6）一侧设置有刻度线；

所述第二距离测量机构包括转动连接在所述第一连管（1）内的收卷辊（9），所述收卷辊（9）与所述旋转轴（5）平行设置，所述收卷辊（9）固定绕设有卷尺（10）的一端，所述第一连管（1）内部转动连接有阶梯轴（14），所述收卷辊（9）与所述阶梯轴（14）传动配合，所述阶梯轴（14）位于所述收卷辊（9）下方，所述卷尺（10）另一端与所述阶梯轴（14）中部固定连接，所述伸缩桶柄一侧滑动连接有连接部，所述桶身（3）与所述连接部远离所述桶柄的一侧固定连接；所述连接部顶端固定连接有牵引丝（11）的一端，所述牵引丝（11）另一端固定绕设在所述阶梯轴（14）上。

2.根据权利要求 1 所述的一种使用液氮罐精确降温的实验装置，其特征在于：所述收卷辊（9）、所述旋转轴（5）上均设置有限位部；所述限位部包括伸缩杆，两所述伸缩杆一端分别与所述收卷辊（9）、所述旋转轴（5）固定连接，所述伸缩杆外壁固定连接有第一限位卡齿（15），所述伸缩杆远离所述第一连管（1）的一端贯穿所述第一限位卡齿（15）并固定连接有第二限位卡齿（12），所述第一限位卡齿（15）与所述第二限位卡齿（12）限位配合，所述第二限位卡齿（12）远离所述伸缩杆的一侧固定连接有调节旋钮（8）。

3.根据权利要求 2 所述的一种使用液氮罐精确降温的实验装置，其特征在于：所述连接部包括与所述第一连管（1）、第二连管（2）滑动卡接的连接板（17），所述连接板（17）靠近所述伸缩桶柄的两侧均开设有安装槽，所述安装槽内固定连接有弹簧（18）一端，所述弹簧（18）另一端固定连接有安装座（19），所述安装座（19）滑动连接在所述安装槽内，所述安装座（19）远离所述弹簧（18）的一侧转动连接有滚珠（20），所述第一连管（1）、第二连管（2）靠近所述连接板（17）的一侧开设有滑槽，所述滑槽与所述滚珠（20）相配。

4.根据权利要求 1 所述的一种使用液氮罐精确降温的实验装置，其特征在于：所述安装槽的数量为 2‑8 个。

5.根据权利要求 1‑4 任意一项所述的一种使用液氮罐精确降温的实验装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将提桶放入液氮罐内，利用第一距离测量机构调整伸缩桶柄长度至浮板（4）与液面接触；

2）利用第二距离测量机构调整桶身（3）与浮板（4）之间的距离

3）通过观察温度传感器（16）传出的温度信号，确定当前高度温度值；

4）对液氮罐进行密封保存。

说明书

一种使用液氮罐精确降温的实验装置与使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种使用液氮罐精确降温的实验装置与使用方法。

背景技术

[0002] 在实验室中在使用液氮罐进行种质细胞(精子、卵子等)超低温冷冻保存相关实验时，经常使用“两步法”“三步法”进行梯度降温。此两种方法均采用人为控制液氮提桶在液
氮液面上方的距离来控制降温梯度。此方法弊端有三，一是液氮罐口小，肉眼看不到液氮提
桶距离液氮液面上方的距离，大多凭技术人员的感觉控制距离，受人为因素影响较大，实验
可重复性差；二是，一般液氮提桶伸缩桶柄长度不可调节，技术人员要想使其固定在一定高
度，需要用纱布将其顶在液氮罐口壁上，一次只能放置‑个液氮提桶，存放实验样品少，实验
效率低；三是，不同的液氮罐规格不同，液氮提桶距液氮液面上方的距离即使相同，温度也
不近相同，实验误差大。因此，亟需一种可以精确控制距液氮液面上方的距离，并固定和测
温的实验样品盛放装置，来解决此问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种使用液氮罐精确降温的实验装置与使用方法，以解决上述现有技术存在的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种使用液氮罐精确降温的实验装置与使用方法，包括液氮罐，其特征在于，所述液氮罐顶部固定连接有分度圈，所
述分度圈内壁周向等间距开设有若干安装槽，若干所述安装槽内均安装有提桶，所述提桶
包括伸缩桶柄和滑动连接在所述伸缩桶柄上的桶身，所述伸缩桶柄底端固定连接有浮板，
所述桶身位于所述浮板上方，所述桶身底面固定连接有温度传感器，所述伸缩桶柄上设置
有第一距离测量机构和第二距离测量机构，所述第一距离测量机构与所述桶身对应设置，
所述第二距离测量机构与所述浮板对应设置。

[0005] 优选的，所述伸缩桶柄包括第一连管和第二连管，所述第一连管内壁与所述第二连管外壁滑动连接，所述浮板固定连接在所述第二连管底端。

[0006] 优选的，所述第一距离测量机构包括转动连接在所述第一连管顶端的旋转轴；所述旋转轴上固定连接有收卷轮，所述收卷轮位于所述第一连管内部，所述收卷轮上固定连
接有牵引带的一端，所述牵引带另一端与所述浮板顶面固定连接，所述牵引带一侧设置有
刻度线。

[0007] 优选的，所述第二距离测量机构包括转动连接在所述第一连管内的收卷辊，所述收卷辊与所述旋转轴平行设置，所述收卷辊固定绕设有卷尺的一端，所述第一连管内部转
动连接有阶梯轴，所述收卷辊与所述阶梯轴传动配合，所述阶梯轴位于所述收卷辊下方，所
述卷尺另一端与所述阶梯轴中部固定连接，所述伸缩桶柄一侧滑动连接有连接部，所述桶
身与所述连接部远离所述桶柄的一侧固定连接；所述连接部顶端固定连接有牵引丝的一
端，所述牵引丝另一端固定绕设在所述阶梯轴上。

[0008] 优选的，所述收卷辊、所述旋转轴上均设置有限位部；

[0009] 所述限位部包括伸缩杆，两所述伸缩杆一端分别与所述收卷辊、所述旋转轴固定连接，所述伸缩杆外壁固定连接有第一限位卡齿，所述伸缩杆远离所述第一连管的一端贯
穿所述第一限位卡齿并固定连接有第二限位卡齿，所述第一限位卡齿与所述第二限位卡齿
限位配合，所述第二限位卡齿远离所述伸缩杆的一侧固定连接有调节旋钮。

[0010] 优选的，所述连接部包括与所述第一连管、第二连管滑动卡接的连接板，所述连接板靠近所述伸缩桶柄的两侧均开设有安装槽，所述安装槽内固定连接有弹簧一端，所述弹
簧另一端固定连接有安装座，所述安装座滑动连接在所述安装槽内，所述安装座远离所述
弹簧的一侧转动连接有滚珠，所述第一连管、第二连管靠近所述连接板的一侧开设有滑槽，
所述滑槽与所述滚珠相适配。

[0011] 优选的，所述安装槽的数量为2‑8个。

[0012] 一种使用液氮罐精确降温的实验装置的使用方法，包括以下步骤：

[0013] 1)将提桶放入液氮罐内，利用第一距离测量机构调整伸缩桶柄长度至浮板与液面接触；

[0014] 2)利用第二距离测量机构调整桶身与浮板之间的距离

[0015] 3)通过观察温度传感器传出的温度信号，确定当前高度温度值；

[0016] 4)对液氮罐进行密封保存。

[0017] 本发明公开了以下技术效果：本发明可通过第二距离测量机构控制第一连管与第二连管之间的距离，从而调整伸缩桶柄的长度，保证伸缩桶柄适用于不同液面高度的液氮
罐，使用收卷辊控制桶身下降高度的同时，通过收卷辊上的卷尺观察下降高度，通过与牵引
带上刻度线数值比较，确定桶身与浮板之间的距离，进而确定桶身与液面之间的距离，通过
温度传感器测得当前距离的温度值，保证了实验的准确性。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。

[0019] 图1为本发明一种使用液氮罐精确降温的实验装置的轴测图；

[0020] 图2为本发明一种使用液氮罐精确降温的实验装置的主视图；

[0021] 图3为图2中沿C‑C处的剖视图；

[0022] 图4为图1中A处的放大图；

[0023] 图5为本发明一种使用液氮罐精确降温的实验装置的俯视图；

[0024] 图6为本发明限位部的结构示意图；

[0025] 图7为本发明分度圈的结构示意图；

[0026] 图8为本发明限位部的结构示意图。

[0027] 其中，第一连管‑1、第二连管‑2、桶身‑3、浮板‑4、旋转轴‑5、牵引带‑6、收卷轮‑7、调节旋钮‑8、收卷辊‑9、卷尺‑10、牵引丝‑11、第二限位卡齿‑12、分度圈‑13、阶梯轴‑14、第
一限位卡齿‑15、温度传感器‑16、连接板‑17、弹簧‑18、安装座‑19、滚珠‑20。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0030] 本发明提供一种使用液氮罐精确降温的实验装置，包括液氮罐，其特征在于，液氮罐顶部固定连接有分度圈13，分度圈13内壁周向等间距开设有若干安装槽，若干安装槽内
均安装有提桶，提桶包括伸缩桶柄和滑动连接在伸缩桶柄上的桶身3，伸缩桶柄底端固定连
接有浮板4，桶身3位于浮板4上方，桶身3底面固定连接有温度传感器16，伸缩桶柄上设置有
第一距离测量机构和第二距离测量机构，第一距离测量机构与桶身3对应设置，第二距离测
量机构与浮板4对应设置。

[0031] 进一步的，为保证伸缩桶柄长度可调节，伸缩桶柄包括第一连管1和第二连管2，第一连管1内壁与第二连管2外壁滑动连接，浮板4固定连接在第二连管2底端。通过第一距离
测量机构控制第二连管2与第一连管1之间的伸缩长度，保证伸缩桶柄适用于不同液面高度
情况，同时可在第一连管1顶端设置挂钩图上未表现出，用以保证整体装置长时间放置与液
氮罐内时对装置进行固定。

[0032] 进一步的，为控制伸缩桶柄的长度，设置第一距离测量机构，第一距离测量机构包括转动连接在第一连管1顶端的旋转轴5；旋转轴5上固定连接有收卷轮7，收卷轮7位于第一
连管1内部，收卷轮7上固定连接有牵引带6的一端，牵引带6另一端与浮板4顶面固定连接，
牵引带6一侧设置有刻度线。收卷轮7带动牵引带6转动，牵引带6拉动第二连管2向上移动，
逆向旋转，在重力的作用下，第二连管2向下移动，同时可在浮板4顶部固定弹簧18图上为表
现出，弹簧18另一端与第一连管1侧壁固定连接，当伸缩桶柄长度最小时，弹簧18处于压缩
状态，当伸缩桶柄长度最长时弹簧18处于舒张状态，以此保证第二连管2与第一连管1之间
稳定滑动。

[0033] 进一步的，为控制桶身3与浮板4之间的距离，设置第二距离测量机构，第二距离测量机构包括转动连接在第一连管1内的收卷辊9，收卷辊9与旋转轴5平行设置，收卷辊9固定
绕设有卷尺10的一端，第一连管1内部转动连接有阶梯轴14，收卷辊9与阶梯轴14传动配合，
阶梯轴14位于收卷辊9下方，卷尺10另一端与阶梯轴14中部固定连接，伸缩桶柄一侧滑动连
接有连接部，桶身3与连接部远离桶柄的一侧固定连接；连接部顶端固定连接有牵引丝11的
一端，牵引丝11另一端固定绕设在阶梯轴14上。桶身3初始状态时卷尺10刻度线处于刻线，
随着桶身3在滑轨上滑动，卷尺10伸长，以此控制桶身3在滑轨上移动距离，牵引带6上的刻
线显示伸缩桶柄伸长长度，与桶身3滑动长度对比可知桶身3与浮板4之间的距离，即可得出
桶身3与液氮液面之间的距离。桶身3未在滑轨上发生滑动时，卷尺10只有一端与阶梯轴14
固定连接，其余部分均收卷在收卷辊9上。

[0034] 进一步的，收卷辊9、旋转轴5上均设置有限位部；限位部包括伸缩杆，两伸缩杆一端分别与收卷辊9、旋转轴5固定连接，伸缩杆外壁固定连接有第一限位卡齿15，伸缩杆远离
第一连管1的一端贯穿第一限位卡齿15并固定连接有第二限位卡齿12，第一限位卡齿15与
第二限位卡齿12限位配合，第二限位卡齿12远离伸缩杆的一侧固定连接有调节旋钮8。第一
限位卡齿15与第二限位卡齿12啮合效果类似棘轮啮合，可实现单方向转动，当需要逆转缩
短伸缩桶柄长度时，向外拉伸缩杆，使第一限位卡齿15与第二限位卡齿12分开，逆转控制旋
钮，实现伸缩桶柄长度收缩。

[0035] 进一步的，为提高实验效率，安装槽的数量为2‑8个，优选为6个。

[0036] 进一步的，为减小连接板17与滑轨之间的摩擦力，保证桶身3在滑轨上稳定滑动，连接部包括与第一连管1、第二连管2滑动卡接的连接板17，连接板17靠近伸缩桶柄的两侧
均开设有安装槽，安装槽内固定连接有弹簧18一端，弹簧18另一端固定连接有安装座19，安
装座19滑动连接在安装槽内，安装座19远离弹簧18的一侧转动连接有滚珠20，第一连管1、
第二连管2靠近连接板17的一侧开设有滑槽，滑槽与滚珠20相适配。弹簧18始终处于受压缩
状态，当连接板17从第一连管1滑动至第二连管2上时，弹簧18将安装座19和滚珠20弹出，使
滚珠20与第二连管2上的滑槽滑动连接，保证滑板可同时适用第一连管1和第二连管2。

[0037] 本发明提供一种使用液氮罐精确降温的实验装置的使用方法，具体包括以下步骤：

[0038] 1)将提桶放入液氮罐内，利用第一距离测量机构调整伸缩桶柄长度至浮板4与液面接触；

[0039] 2)利用第二距离测量机构调整桶身3与浮板4之间的距离

[0040] 3)通过观察温度传感器16传出的温度信号，确定当前高度温度值；

[0041] 4)对液氮罐进行密封保存。

[0042] 本发明使用时通过调节旋钮8控制旋转轴5转动，卷轮带动收卷转动，牵引带6拉动第二连管2向上移动，逆向旋转，在重力的作用下，第二连管2向下移动，伸缩桶柄长度增加，
至浮板4与液氮液面接触，通过转动收卷辊9上的调节旋钮8控制收卷辊9转动，收卷辊9上卷
尺10伸长，在桶身3与连接板17的拉力作用下，阶梯轴14转动，牵引丝11长度增加，连接板17
带动桶身3向下滑动，通过观察卷尺10尺寸与牵引带6上尺寸对比，选择合适的下降尺寸，第
一限位卡齿15与第二限位卡齿12的限位配合避免了收卷辊9与阶梯轴14出现逆转。

[0043] 本发明可通过第二距离测量机构控制第一连管1与第二连管2之间的距离，从而调整伸缩桶柄的长度，保证伸缩桶柄适用于不同液面高度的液氮罐，使用收卷辊9控制桶身3
下降高度的同时，通过收卷辊9上的卷尺10观察下降高度，通过与牵引带6上刻度线数值比
较，确定桶身3与浮板4之间的距离，进而确定桶身3与液面之间的距离，通过温度传感器16
测得当前距离的温度值，保证了实验的准确性。

[0044] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0045] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出
的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。