CN106288580A - 采用真空绝热及相变蓄冷复合的移动式冷链物流保温箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用真空绝热及相变蓄冷的移动式冷链物流保温箱，包括箱体和箱门。箱体、箱门结构由外而内依次是外箱体PE、泡沫棉、真空绝热板、内箱体PP、防潮层、蓄冷板。本发明中真空绝热板采用开V型槽及T型阶梯衔接的方式来改变真空绝热板的形状，减少真空绝热板箱体的边界热桥效应，可有效提高保温箱效果、延长保温箱使用寿命；蓄冷板内部布置U型盘管，可通过液氮等制冷剂充冷来快速冷却蓄冷材料；箱体底部中间位置开设圆形排水孔，可有效排出箱内冷凝水；箱盖边缘结合处设置橡胶密封条，提高密封效果。

Description

采用真空绝热及相变蓄冷复合的移动式冷链物流保温箱

技术领域

本发明涉及一种保温箱，尤其是涉及一种采用真空绝热及蓄冷技术的移动式冷链物流保温箱，以及该保温箱的制作方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，生活资源的日益丰富，冷链物流装置逐渐出现在人们日常生活中，在食品、生物制剂等冷藏运输中起到了极其重要作用。

冷链物流装置与居民生活生产密不可分。2014年冷链医药流通市场规模持较快增长，全年药品流通行业销售总额达11174亿，首次突破万亿元，同比增长18.5%。目前我国易腐食品医药制品冷藏运输技术较之发达国家仍存很大差距，完整独立的冷链体系尚未形成，冷链装置技术含量低，物流过程存在明显断冷现象，如因运输途中疫苗断冷而造成恶性事件的山东疫苗案。根据调研数据表明，国内的冷链物流体系与发达国家甚至我国港澳台地区相比，均存在较大差距，这种差距估算应在15—20年。但是我国2016年的冷链物流市场将在国际化、标准化、农村市场这三大因素推动下稳步快速增长，预计未来3-5年年均增速21%。所以我国的冷链物流存在很大的发展潜力，完善冷链物流技术可以给我国带来不容忽视的经济效益，大幅度减低货物运输环节造成的经济损失。

真空绝热板（VIP）作为一种高效的保温材料，导热系数可维持在0.002-0.004W/(m·K)，仅为普通保温材料的十分之一，而其厚度为普通绝热材料的1/7。在保温技术要求相同时有保温层厚度薄、体积小、重量轻的优点，同时具有环保和高效节能的特性，是目前世界上高效保温材料之一。目前市场上采用真空绝热平面板搭建的真空绝热保温箱，存在以下缺点：衔接处过多，漏热严重，影响保温箱效果；衔接处易发生热桥效应，影响箱体使用寿命；结构稳定性不足。

冷链物流保温箱在使用过程中，一般需要提供冷源（冰袋、蓄冷板等），然而蓄冷材料在使用前必须经过长达24h的充冷，甚至更长的时间才能使用，无法满足紧急情况下的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷链物流箱保温箱及其制备方法，解决当前冷链物流保温箱现有技术所存在的上述不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种冷链物流保温箱，（箱体+箱盖）包括由外到内包括嵌套的外箱、中箱和内箱。外箱采用聚乙烯材料，中箱包括玻璃纤维芯材和防热辐射复合铝箔膜制作的真空绝热板和泡沫棉，内箱采用聚丙烯材料，并在内箱上涂上防潮材料。

中箱采用开V型槽及T型阶梯衔接的方式来改变真空绝热板的形状，减少真空绝热板隔热层各面的衔接部分。

外箱、内箱采用一体成型工艺制作，为了保证较好的贴合，需要根据实际中箱的大小设计外箱、内箱的尺寸，并于外箱外表面设计方便抬箱的把手。

为了防止箱内冷凝水对箱内货物的影响，在箱子底部中间位置开设排水孔，排水孔采用密封封堵。

蓄冷板外形设计为梯形结构，在箱内前后左右放置四个冷板时，可以固定蓄冷板的位置。

蓄冷板内部放入预先设计U型盘管，通过向盘管内注入液氮等制冷剂来快速冷却蓄冷材料。

箱盖的内箱位置设计橡胶双层环形密封条，用于提高密封效果。

附图说明：

图1为冷链物流保温箱A-A剖视图；

图2为真空绝热板V型槽及T型阶梯示意图；

图3为真空绝热板弯曲衔接的前视图；

图4为采用平板搭建的真空绝热保温箱前示图；

图5为保温效果对比图；

图6为箱底开孔示意图；

图7为蓄冷板及内部盘管布置立体图；

图8为盘管充冷接口局部放大图；

图9为双层密封条局部放大图；

图10为冷链物流保温箱的立体图；

其中：

1. 外箱体 2. 真空绝热板

3. 泡沫棉 4. 内箱体

5. 防潮层 6. 蓄冷板

7. V型槽道 8. T型阶梯

9. V型接口 10. T型接口

11. 平板接口 12. 排水孔

13. U型盘管 14. 斜角

15. 蓄冷剂灌注口 16. 盘管进口

17. 盘管出口 18. 盘管外表面螺纹

19. 衔接螺母 20. 制冷剂外接管

21. 把手 22. 橡皮密封条。

具体实施方法：

如图1所示，采用真空绝热及相变蓄冷的移动式冷链物流保温箱包括由外而内的外箱、中箱、内箱。外箱指外箱体1，中箱包括真空绝热板2、泡沫棉3，所述内箱包括内箱体4、防潮层5、蓄冷板6，内箱体4采用聚丙烯。

如图2所示，要制成真空绝热保温箱，需预先在芯材上制作出相应的T型阶梯7和V型槽道8。工艺上采用在芯材内侧弯曲面处开二个槽道，为保证开槽后的芯材仍能连接在一起，槽道深度应比真空绝热板厚度小，其大小主要由半圆弧内径与芯材厚度所定。为将芯材弯曲90°后槽面能较好的贴合在一起，这里选用三角形槽道。将开槽后形成的芯材进行预处理后放进防热辐射复合铝箔膜内，再放入真空包装机中抽真空并封口，完成后将真空绝热板拿出放置于正常大气压下。由于真空绝热板内部为高真空，芯材开槽的部位在外受大气压力的作用下内外压力失衡，每个开槽部位的包装膜被压进槽内，从而形成如图2所示小槽道。而此时真空绝热板开槽处在内外压力差的作用下会自动弯曲成90°。

如图3所示，为保证T型接合处10不松脱，可使用粘合剂将其黏合牢靠，这样真空绝热板保温箱侧面就制作好了。值得注意的是这里的T型接口10不应设计得太大，以免隔气结构叠合在一起造成热桥效应，从而影响其保温性能。从图中可以看出V型接口9没有缝隙，能够有效的防止箱体漏热以及衔接处带来的边界热桥效应。

如图4所示，为采用平板搭建的真空绝热保温箱示意图。从图中可以看出衔接处有明显的漏缝，这是由于真空绝热板边界层封装时，会预留有一定热装间距，这就导致衔接式平板接口11无法做到无缝拼接。

为了研究真空绝热板制作的冷链物流箱的保温性能，本文将三类真空绝热板物流箱进行了实验对比（其中，采用平板搭建的真空绝热保温箱命名为平板式、全部采用T型阶梯接合的真空绝热保温箱命名为阶梯式、采用T型阶梯和V型槽道的真空绝热保温箱命名为开槽衔接式）。在每个箱中左右两侧分别放上等量、等温的蓄冷材料。实验选择的温度传感器为T型热电偶，实验开始前对热电偶偏差进行了矫正。

如图5所示，对比三种真空绝热板保温箱的保温效果，我们可以发现：采用开槽衔接式工艺制作的冷链物流箱保温效果远远优于平板式、阶梯式。平板式物流箱在278min左右相变材料完成显热吸热阶段，阶梯式物流箱在342min完成这一阶段，而开槽衔接式物流箱完成这一阶段耗时438min，可见开槽衔接式工艺制作的冷链物流箱保温效果更加显著。通过三者之间的保温时间对比，得出以下结论：阶梯式的保温效果较之平板式提高了约0.23倍；开槽衔接式的保温效果较之平板式提高了近0.58倍。由此可见，漏热对真空绝热板的保温性能影响很大。其实，衔接缝隙不仅带来漏热等问题，而且还会严重影响真空绝热保温箱的使用寿命。

如图6所示，要制成开孔型真空绝热板，需预先在芯材上制作出相应的孔型。按照上述工序，抽完真空并封口，完成后将真空绝热板拿出放置于正常大气压下。由于真空绝热板内部为高真空，芯材开孔的部位在外受大气压力的作用下内外压力失衡，开孔部位的包装膜被紧密地压在一起。紧接着是利用可控高温热风枪控制喷射高温空气将包装膜很好地热封在一起，为保证包装膜能很好地粘合且不被高温气体烧坏，这里要按照不同阻气结构热封要求对其进行热封，一般直接接触式热封要求热封温度是120℃左右，之后用剪刀等工具裁剪掉孔型所在位置的包装膜。最后外箱和内箱开设与真空绝热板一样大的圆孔与之对应，这样贯穿箱底的圆形排水孔（12）就制作好了。

如图1所示，根据中箱的尺寸我们可以设计外箱体1、内箱体4的大小。值得注意的是真空绝热板V型衔接处为弧形，因此外箱内侧、内箱外侧应该具有相同的形状。箱体组装过程中，在真空绝热板上包裹泡沫棉3，用于保护真空绝热板2，并使外箱与真空绝热板的接触面、真空绝热板与内箱的接触面紧密结合。

如图7所示，箱体内部设计可拆卸的蓄冷板6，为了防止蓄冷板在箱内滑动，蓄冷板设计为梯形结构14（45°斜角），箱内前后左右放置四个冷板，起到固定蓄冷板的作用，箱内可以不用设置卡槽限定蓄冷板，节省了内部空间，提高了货载量。在蓄冷板上面中心位置开设蓄冷液灌注口15，用于更换蓄冷剂。根据冷板大小合理设计U型盘管13的直径以及长度，进口16、出口17分别设置在蓄冷板上面左右两侧。

如图8所示，在盘管进口16、出口17外表面盘出一定螺纹18，然后通过衔接螺母19（螺母与制冷剂进、出口管道20采用一体工艺加工）与之相连，这样制冷剂通过进、出口管道20到达到盘管充冷蓄冷剂。

如图9所示，采用橡胶材料设计双层密封条22，整体外形为V型，V型夹角为60°。

如图10所示，在外箱体左右两侧设计方便提箱的把手21。

Claims (7)

1.一种采用真空绝热及相变蓄冷复合的移动式冷链物流保温箱，包括由外到内依次嵌套的外箱、中箱、内箱，各箱体采用粘和剂进行粘合：所述外箱为外箱体（1），采用聚乙烯材料；所述中箱为真空绝热板（2），并用泡沫棉（3）完全包裹真空绝热板；所述内箱为内箱体（4）和蓄冷板（6），内箱体表面（4）喷涂防潮材料（5），内箱体（4）采用聚丙烯材料；一块整体的真空绝热板（2）按照箱体要求每隔一定距离开设1对V型槽（7），共3对，用于弯曲真空绝热板为90°，最后通过一个T型阶梯（8）衔接的方式来衔接，使其构成一个真空绝热板层的四个侧面；V型槽（7）开槽深度为真空绝热板厚度的2/3左右，并且V型槽（7）垂直真空绝热板开槽时角度为45°；箱体底部中间位置开设垂直贯穿箱底的圆形排水孔（12）；在蓄冷板内部布置U型盘管（13），通液氮等制冷剂对冷板内部蓄冷材料进行充冷。

2.按照权利要求1所述的蓄冷板，其特征在于：蓄冷板左右两侧设计为45°的斜角（14），整体为梯形结构。

3.按照权利要求1所述的蓄冷板，其特征在于：蓄冷板上部中心位置设有蓄冷剂灌注口（15）。

4.按照权利要求1所述的蓄冷板，其特征在于：蓄冷板灌注口（15）左右设置盘管进（16）、出口（17）。

5.按照权利要求4所述的盘管进、出口，其特征在于：在盘管外周围盘出一定螺纹（18），通过带外接管（20）的螺母（19）与之相连。

6.按照权利要求1所述的移动式冷链物流箱外箱体，其特征在于：外箱表面设计方便抬箱的把手（21）。

7.按照权利要求1所述的移动式冷链物流箱外箱体，其特征在于：在箱盖周围设置一圈双层橡胶密封条（22），上下两层V型夹角为60°。