CN101280991A - 一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置和方法，所述装置紧密内嵌在冷藏集装箱的箱壁(8)上，包括：与冷藏集装箱储藏室连通且设有除霜装置(122)的内侧气室(12)、与冷藏集装箱箱体外部连通且设有除湿装置(112)的外侧气室(11)、设置在内外侧气室之间的阀门(13)和阀门控制单元(14)；当阀门控制单元(14)中的压力传感器所采集到的内外侧气室间的气压差值大于某一阈值时，阀门控制单元(14)控制所述阀门(13)开启，否则，控制所述阀门(13)关闭。本发明装置能够快速平衡箱体内外压力，避免冷藏集装箱的箱壁内部结构损坏，箱体变形，而且能够去除进入冷藏集装箱内空气中的水汽，在运行过程中表面无凝霜和结冰现象。

Description

一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置及其方法。

背景技术

目前冷藏集装箱在货物运输中已得到广泛的应用。通常，在冷藏集装箱装完货物的时候，其箱体内部的气压值往往和外部大气气压相同，而箱体内部大气的温度也往往高于冷藏所需要的温度。在冷藏集装箱启动制冷的过程中，集装箱箱体内的气压开始下降，尽管目前常规的冷藏集装箱设计有进气孔，但孔径太小，这样，在制冷启动时形成的冷藏集装箱箱体内外侧之气压差值有时会变的相当大。由于冷藏集装箱箱壁面积大，刚性差，箱体内外的压力差值将会使箱体变形。而且冷藏集装箱每次装货时都会出现类似的情况，箱体将会产生周期性的变形。这容易使冷藏集装箱的箱壁内部结构损坏，箱体变形，造成对冷藏集装箱送损坏。这种现象在热带地区或者夏天尤其明显。

目前，冷藏集装箱为了实现箱体内外的气压平衡，克服由于箱体内外压力差造成的箱体伤害，所采取的方法是，在集装箱的箱体下部安装多个约3毫米直径的常开小孔。通过这些小孔，一方面可以把在冷藏集装箱箱体内的冷凝水排出，一方面可以直通外部大气，实现气压平衡。

但是，由于保温和与外界大气隔离要求的需要，这样的小孔数量不能太多，而且，孔的直径不能太大。所以，用这种方式来实现冷藏集装箱箱体内外气压的平衡存在一个矛盾，既不能迅速的克服箱体内外的压力差，又影响集装箱的密闭性。

同时，在冷藏集装箱的货物出现变质和腐败的时候，也会产生大量的气体，使得箱体内的气压升高，甚至损坏箱体。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在冷藏集装箱箱体内外气压出现超过允许压力差的时候，快速平衡箱体内外的大气压力；本发明要解决的另一技术问题是，实现冷藏集装箱箱体的气密性，和去除调节压力时进入箱内空气中的水份。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，该装置紧密附着或内嵌在冷藏集装箱的箱壁面，包括：与冷藏集装箱储藏室连通的内侧气室，用于形成冷藏集装箱内外气体交换的内侧通道；与冷藏集装箱箱体外部连通外侧气室，用于形成冷藏集装箱内外气体交换的外侧通道；设置在所述内侧气室和外侧气室之间的阀门，用于开通或阻断所述冷藏集装箱箱体内外气体交换的气流通道；阀门控制单元，用于分别检测所述外侧气室和内侧气室的气压值检测传感器，如果所述外侧气室和内侧气室之间的气压差值大于某一预设的阈值，则打开所述阀门，否则关闭所述阀门。由于所述冷藏集装箱的箱体平常和外界为密闭状态，当箱体内外出现超限的压力差时候，所述阀门开启将使得高压部分的气体流动到低压部分，从而实现箱体内外的压力平衡。

所述阀门控制单元包括：设置在所述外侧气室的外部压力传感器，用于采集所述冷藏集装箱箱体外的气压值；设置在所述内侧气室的内部压力传感器，用于采集所述冷藏集装箱的储藏室内部的气压值；含有单片机的电路控制器，用于接收和处理所述内部压力传感器和外部压力传感器所采集的气压数据，并根据处理结果发出对所述阀门的操作指令；驱动电机，根据所述电路控制器发出的操作指令带动所述阀门开启或关闭。

所述阀门控制单元设有数据接口，用于和外部监控系统进行数据交换。

所述阀门为处于常闭合状态的可旋转的蝶阀。通过阀体驱动电机动作来驱动开启或者闭合。可转动的蝶阀将可以调节开度，这样更便于控制箱体内外气压的平衡。

所述外侧气室通过进气孔与外部连通，为了防止异物进入箱体，在所述进气孔处设有外防护栅网。

由于空气在受冷以后，水蒸气的饱和度将降低，其中的水蒸气将变成液态水。因此，所述外侧气室内部设置有与所述阀门控制单元的信号输出端连接的空气除湿装置，该除湿装置包括：含有半导体制冷片的制冷单元，以及在所述外侧气室和所述冷藏集装箱的箱体外部连通的部分下方设置的冷凝水排出口。通过除湿装置，将使进入冷藏集装箱的空气干燥，防止通道内部因水汽而凝霜结冰，并向箱体外部排出冷凝水，更有利于冷藏保存货物。

在所述内侧气室内设置有除霜装置，实现本装置在运行过程中表面无凝霜和结冰现象。在内侧气室与冷藏集装箱储藏室相连通的进气道的末端设置有内防护栅，以保护本气压调节装置。

利用上述气压平衡装置，本发明提出了一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的方法，该方法包括如下步骤：

i.设置在外侧气室的外部压力传感器和设置在内侧气室的内部压力传感器分别采集冷藏集装箱箱体外的气压值和冷藏集装箱储藏室内的气压值；

ii.所述冷藏集装箱箱体外和冷藏集装箱储藏室内的气压数据被由含有单片机的电路控制器进行接收和处理，由此获得外侧气室和内侧气室之间的气压差值；

iii.如果所述外侧气室和内侧气室之间的气压差值大于某一预设的阈值，所述电路控制器发出打开所述阀门的操作指令，否则发出关闭所述阀门的操作指令；

iv.阀门控制单元中的动作单元根据步骤iii所发出的操作指令带动所述阀门开启或关闭；

v.返回步骤i实现动态检测和调节。

当所述阀门被打开时启动外侧气室内的空气除湿装置；当所述阀门被关闭时关闭所述空气除湿装置。

与现有技术相比，本发明的优点是，在冷藏集装箱箱体内外压力差过大的时候，能迅速平衡箱体内外的压力差，从而避免冷藏集装箱的箱壁内部结构损坏，箱体变形，延长冷藏集装箱的使用寿命。而且在实现迅速平衡箱体内外的压力差时不带进水蒸气，保持箱体空气的干燥。

附图说明

图1为本发明的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置的结构示意图；

图2为本发明的阀门控制单元的工作流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置是紧密附着或内嵌在冷藏集装箱的箱壁8面上的，该装置包括：

通过进气孔113与冷藏集装箱箱体外部连通的外侧气室11、通过进气道121与冷藏集装箱内部连通的内侧气室12、设置在外侧气室和内侧气室之间的阀门13和阀门控制单元14。

所述阀门13为常闭合状态的可旋转的蝶阀，通过阀体驱动电机131来驱动其开启或者闭合。

所述外侧气室11内部设置有受所述阀门控制单元14控制的空气除湿装置112，该空气除湿装置112包括：含半导体制冷片的制冷单元以及设置在所述外侧气室11与所述冷藏集装箱的箱体外部连通的部分下方的冷凝水排出口114；在外侧气室11的进气孔113上设有外防护栅网115。

在所述内侧气室12的内部还设置有除霜装置122，在所述内侧气室12的和所述冷藏集装箱箱体内部连通的进气道121的末端设置有内防护栅123。

所述阀门控制单元14包括以下相互连接的部分：设置在所述外侧气室11内部的外部压力传感器114，用于采集所述冷藏集装箱的箱体外部气压值；设置在所述内侧气室12内部的内部压力传感器124，用于采集所述冷藏集装箱的箱体内部的气压值；电路控制器41，为一个单片机系统，该电路控制器41根据所述外部压力传感器114和内部压力传感器124采集的气压值，控制所述阀体驱动电机131动作。

所述阀门控制单元14还设置有数据接口，用于和外部监控系统交换冷藏集装箱的箱体内外的气压差值以及相关的控制信息。

本发明的阀门控制单元的工作流程如图2所示：

所述阀门控制单元的系统初始化后进入工作状态，然后执行

步骤91，利用设置在内侧气室12内部的内部压力传感器124和设置在外侧气室11的外部压力传感器114分别检测所述冷藏集装箱的箱体内以及箱体外部的空气压力；然后进行

步骤92，判断所述冷藏集装箱的箱体内外侧的压力差是否超过系统所设的设定的阈值；

如果压力差超过了该设定的阈值，则执行步骤93，启动所述空气除湿装置112，然后执行步骤94，打开所述阀门13；最后返回步骤91继续新一轮监控；

如果压力差没有超过了该设定的阈值，则执行步骤95，关闭所述阀门13；然后进行步骤96，关闭空气除湿装置；最后返回步骤91继续新一轮监控。

Claims (10)

1. 一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，该装置紧密附着或内嵌在冷藏集装箱的箱壁面(8)，其特征在于，所述装置包括：

与冷藏集装箱储藏室连通的内侧气室(12)，用于形成冷藏集装箱内外气体交换的内侧通道；

与冷藏集装箱箱体外部连通外侧气室(11)，用于形成冷藏集装箱内外气体交换的外侧通道；

设置在所述内侧气室(12)和外侧气室(11)之间的阀门(13)，用于开通或阻断所述冷藏集装箱箱体内外气体交换的气流通道；

阀门控制单元(14)，用于分别检测所述外侧气室(11)和内侧气室(12)的气压值，如果所述外侧气室(11)和内侧气室(12)之间的气压差值大于某一预设的阈值，则打开所述阀门(13)，否则关闭所述阀门(13)。

2. 根据权利要求1所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，其特征在于，所述阀门控制单元(14)包括：

设置在所述外侧气室(11)的外部压力传感器(114)，用于采集所述冷藏集装箱箱体外的气压值；

设置在所述内侧气室(12)的内部压力传感器(124)，用于采集所述冷藏集装箱的储藏室内部的气压值；

含有单片机的电路控制器(41)，用于接收和处理所述内部压力传感器(124)和外部压力传感器(114)所采集的气压数据，并根据处理结果发出对所述阀门(13)的操作指令；

驱动电机(131)，根据所述电路控制器(41)发出的操作指令带动所述阀门(13)开启或关闭。

3. 根据权利要求1或2所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，其特征在于：所述阀门控制单元(14)设有数据接口，用于和外部监控系统进行数据交换。

4. 根据权利要求1或2所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，其特征在于：所述阀门(13)为处于常闭合状态的可旋转的蝶阀。

5. 根据权利要求1或2所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，其特征在于：所述外侧气室(11)通过进气孔(113)与外部连通，在所述进气孔(113)处设有外防护栅网(115)。

6. 根据权利要求1或2所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，其特征在于，所述外侧气室(11)内部设置有与所述阀门控制单元(14)的信号输出端连接的空气除湿装置(112)，包括：含有半导体制冷片的制冷单元，以及在所述外侧气室(11)和所述冷藏集装箱的箱体外部连通的部分下方设置的冷凝水排出口(114)。

7. 根据权利要求1或2所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的装置，其特征在于，在所述内侧气室(12)内设置有除霜装置(122)，在内侧气室(12)与冷藏集装箱储藏室相连通的进气道(121)的末端设置有内防护栅(123)。

8. 一种自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的方法，其特征在于：在所述冷藏集装箱的箱壁面(8)紧密附着或内嵌一个包括外侧气室(11)、内侧气室(12)、阀门(13)和阀门控制单元(14)的气压平衡装置；该方法包括如下步骤：

i.设置在外侧气室(11)的外部压力传感器(114)和设置在内侧气室(12)的内部压力传感器(124)分别采集冷藏集装箱箱体外的气压值和冷藏集装箱储藏室内的气压值；

ii.所述冷藏集装箱箱体外和冷藏集装箱储藏室内的气压数据被由含有单片机的电路控制器(41)进行接收和处理，由此获得外侧气室(11)和内侧气室(12)之间的气压差值；

iii.如果所述外侧气室(11)和内侧气室(12)之间的气压差值大于某一预设的阈值，所述电路控制器(41)发出打开所述阀门(13)的操作指令，否则发出关闭所述阀门(13)的操作指令；

iv.阀门控制单元(14)中的动作单元根据步骤iii所发出的操作指令带动所述阀门(13)开启或关闭；

v.返回步骤i实现动态检测和调节。

9. 根据权利要求8所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的方法，其特征在于：当所述阀门(13)被打开时启动外侧气室(11)内的空气除湿装置(112)；当所述阀门(13)被关闭时关闭所述空气除湿装置(112)。

10. 根据权利要求8所述的自动调节冷藏集装箱箱体内外气压平衡的方法，其特征在于：所述气压平衡装置的监控信息通过阀门控制单元(14)的数据接口被引接到外部的监控系统。

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