CN108045773B - 一种运输装置及其温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运输装置，其包括冷藏车、制冷系统和保温箱；所述保温箱置于所述冷藏车中，且包括箱体和连接至所述箱体的箱盖，所述箱体和箱盖均包括框架和设置在所述框架上的板块；所述板块从外到内依次包括：外部高强板、挤塑板、由相变材料制成的相变保温板和内部板。通过相变保温板的相变过程与运输装置的制冷系统之间的配合，可使保温箱和冷藏车的温度被精确控制在相变温度附近。而且本申请中由相变材料制成的相变保温板在发生相变前后始终保持为固态，不会因为发生相变而使保温箱的结构发生改变，也不存在相变材料外泄的问题。

Description

一种运输装置及其温度控制方法

本申请是基于申请号为201610101211.3、申请日为2016年2月24日、发明名称为“一种保温箱、运输装置及运输方法”的原始申请做出的分案申请。

技术领域

本发明涉及冷链运输技术领域，尤其涉及一种保温箱、运输装置及运输方法。

背景技术

冷链运输，是指在运输全过程中，无论是装卸搬运、变更运输方式、更换包装设备等环节，都使所运输货物始终保持一定温度的运输。根据货物量多少，目前全球冷链运输行业主要采用以下两种方法来运输货物。

对于小批量货物，通常采用保温箱运输。在保温箱内放置适量的蓄冷剂，以使箱内温度符合货物运输的温度要求。

对于大批量货物，通常采用冷藏车运输。冷藏车通过制冷系统使车厢温度符合货物运输的温度要求。

然而，采用保温箱运输，温度控制困难，容易出现局部过热或过冷的现象。采用冷藏车运输，由于冷藏车较长，车内温差较大；此外，当冷藏车需要连续不断地往多个目的地运货时，装卸货的多次开关门操作会对车内温度造成较大影响，易导致车内温度分布不均匀，易造成货物局部过冷或过热。即便是采用保温箱加冷藏车的运输方式，也存在难以精确控制温度的缺陷。

发明内容

针对现有冷链运输难以精确控制温度的技术问题，本发明提供一种保温箱、运输装置和运输方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，提供了一种运输装置，其包括冷藏车、制冷系统和保温箱；所述保温箱置于所述冷藏车中，且包括箱体和连接至所述箱体的箱盖，所述箱体和箱盖均包括框架和设置在所述框架上的板块；所述板块从外到内依次包括：外部高强板、挤塑板、由相变材料制成的相变保温板和内部板。

优选的，所述相变保温板为固态板，且所述相变保温板在发生相变后依然为固态板。

优选的，所述板块还包括固定框，每一所述相变保温板分别置于在所述固定框内。

优选的，所述固定框还包括向外延伸的延伸部，所述挤塑板包括与所述延伸部相适配的凹陷部，所述延伸部与所述凹陷部耦合从而将所述挤塑板连接至所述固定框。

优选的，所述保温箱还包括设置在所述箱体外部的外框架，所述外框架用于固定所述保温箱并增加所述保温箱的强度。

优选的，所述保温箱还包括设置于所述箱体内且位于所述箱体底板上的滑轨，以及设置于所述滑轨上的用于承载货物的滑动板；所述滑动板可通过所述滑轨滑进或滑出所述箱体，从而方便货物的装卸。

另一方面，还提供一种运输装置的温度控制方法，其包括如下步骤：

S100、假设所述运输装置中，运输货物的运输温度范围为T1～T2，且T1小于 T2；

S200、运输前，所述运输装置的冷藏车开始预冷，并达到预设的预冷温度 T3；

S300、当所述运输装置的、包含有相变材料的保温箱内的温度高于所述相变材料的相变温度T4时，开启所述运输装置的制冷系统，降低冷藏车的温度；

S400、当所述保温箱内的温度低于所述相变材料的相变温度T4时，关闭所述制冷系统，使所述冷藏车的温度升高；

S500、重复循环步骤S300-S400，使得所述保温箱的温度控制在T4±ΔT的范围内。

优选的，步骤S200中，所述T3﹤T1。

优选的，步骤S300中，所述3℃≤T4≤7℃。

优选的，步骤S500中，所述0℃≤ΔT≤3℃。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过相变保温板的相变过程中的吸热和放热，可使保温箱的温度被精确控制在相变温度附近。而且本申请中由相变材料制成的相变保温板在发生相变前后始终保持为固态，不会因为发生相变而使保温箱的结构发生改变，也不存在相变材料外泄的问题。另外，采用本申请的保温箱，可以大大简化运输方法，节约运输前的蓄冷剂冷冻、释冷时间，避免了操作人员在低温冷库中工作，改善了操作人员的工作环境。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的第一实施例保温箱立体结构的断面示意图；

图2是图1所述的保温箱的剖面示意图；

图3是图2所示的保温箱局部放大图；

图4是图1所示的保温箱的相变保温板结构示意图；

图5是图1所示的保温箱的结构爆炸图；

图6是本发明提供的第二实施例运输装置结构；

图7是图6所示的运输装置的制冷系统结构方框图；

图8是本发明提供的第三实施例的运输方法流程图。

具体实施方式

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的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。

实施例一

本实施例提供了一种保温箱，参见图1～3，该保温箱10包括：箱体1和连接至箱体1的箱盖2。箱体1和箱盖2均包括框架11和设置在框架11上的板块 12。保温箱10的结构可以为任意形状，例如圆柱形、长方体形或其他不规则的立体形状。在本实施例中，保温箱10为长方体形，因此在本实施例中，共有6 块板块12，其中5个板块12设置在箱体1的框架11上，另外1个板块12设置在箱盖2的框架11上。这6块板块12与框架11共同围成用于容纳货物的保温箱10。如图2所示，每一板块12从外到内依次包括：外部高强板121，挤塑板 122，由相变材料制成的相变保温板123和内部板124。

在本实施例中，保温箱10的外部高强板121用于固定保温箱10的形状并使保温箱10具备很高的强度，从而使保温箱10耐压且耐撞击。挤塑板121用于保温，可减慢保温箱10与外部环境之间热量交换。相变材料都具有预定的相变温度，因此当环境温度高于相变保温板123的相变温度时，相变保温板123 吸收热量，当环境温度低于相变保温板123的相变温度时，相变保温板123释放热量。通常，可以通过选择不同的相变材料来改变相变保温板的相变温度。由于内部板124位于保温箱的最里面，因此内部板124主要用于保温和美化保温箱的内表面环境。

传统的保温箱通常只有一层普通保温板，即挤塑板，并没有相变保温板，在使用过程中，为了确保保温箱处于较低的温度，通常在保温箱内放置蓄冷剂。每次运输前，需要根据运输时间、外界环境温度和货物多少计算蓄冷剂的用量，然后蓄冷剂进行冷冻、释冷、装箱操作，消耗大量的人力和时间。传统保温箱在使用蓄冷剂保温时，蓄冷剂的冷冻温度远低于货物的冷藏温度，蓄冷剂的释冷效果难以掌控，所以在使用过程中容易出现过冷现象。而在保温一段时间后，蓄冷剂的温度上升并超过货物的冷藏温度后又会出现局部高温的现象。而如何避免过冷和过热，则必须要求装箱的工作人员对于保温箱和配套蓄冷剂的操作方法达到一定水平才行，所以对人员要求较高。

本发明的保温箱10在使用时，由于已经将相变保温板做成了保温箱10结构的一部分，因此只需要将货物装入箱内即可，操作简单，对工作人员没有特别要求，节省了大量人力物力，也节省了蓄冷剂大量冷冻、释冷和装箱的时间 (现有技术中保温箱在装箱前，蓄冷剂需要在低温冷库中冷冻12小时以上，并在冷藏库汇总释冷8小时，货物和保温箱需提前置于冷库中预冷)。同时，解决了运输过程中可能会出现的过冷或过热的问题，也避免了蓄冷剂与货物的直接接触，杜绝了蓄冷剂包装破裂时对货物的污染问题，更为安全。

另外，本申请将相变材料做成相变保温板，不但可以通过相变来吸收或释放热量，还可以与内部板配合，从而降低对内部板的强度的要求。这样，内部板甚至可以做成一层膜，内部板的材料选择范围也更大。相变保温板还可与挤塑板相互配合，在保温效果上起到相互增强的作用。由于相变保温板的相变过程是一个持续的过程，并不是一个突变的过程，所以在相变保温板相变的整个过程中，挤塑板靠近相变保温板的一侧的温度基本保持在相变温度，而挤塑板远离相变保温板的一侧的温度为环境温度。在这种情况下，挤塑板的减弱热量传递的功能得到加强。

具体地，相变保温板123为固态板，且相变保温板123在发生相变后依然为固态板。在本实施例中，将相变保温板123做成固态板后，相变保温板在相变前后都保持为固态，从而使保温箱的结构不会因为相变保温板的吸热和放热而发生变化，也有效避免了相变材料外泄的难题。在现有技术中，相变材料通常是有机材料，而这些有机材料通常是有毒的、有污染的或者是危险的化学品。如何避免保温箱中的相变材料外泄，一直是本技术领域中的一个技术难题。为了克服这一技术问题，通常需要付出很多的人力和财力来制备密封容器以防止相变材料外泄。而在本申请中，相变保温板123始终保持固态，完全不存在相变材料外泄的问题。

进一步地，如图4所示，每一板块12还包括固定框125，每一相变保温板 123分别固定在固定框125内，然后固定框125固定在框架11内。优选地，固定框125由木制材料做成。当然，固定框还可以由其他任何合适的材料制成，如塑料、金属或复合材料等。在本实施例中，选用木质的固定框125是因为木制材料质轻而且具有一定的弹性。通过在相变保温板123外设置一个木制固定框125，使表面相变保温板123直接与框架11接触。因为框架11通常是由硬质材料做成，设置于相变保温板123和框架11之间的固定框125可为相变保温板 123提供一定的缓冲，避免框架11损坏相变保温板123，而且保温箱的重量不会增加太多。

进一步地，如图3所示，固定框125还包括向外延伸的延伸部1251，所述挤塑板122包括与延伸部1251相适配的凹陷部1221，延伸部1251与凹陷部1221 耦合从而将挤塑板122连接至固定框125。

请注意，在本申请中，“内”和“外”都是相对于保温箱来说的。靠近保温箱内部容纳空间的方向为向内，反之，远离保温箱内部容纳空间的方向为向外。

进一步地，如图1和5所示，保温箱10还包括设置在箱体1外部的外框架13，外框架13用于固定保温箱并增加保温箱的强度。

进一步地，如图1和5所示，保温箱10还包括设置在保温箱底部的托盘14，用于方便转运保温箱10。优选地，托盘14可由木制材料制成，因为木制材料，有良好的强度、弹性度、且质量适中。当然，托盘14也可由其他任何合适的材料制成，如塑料、金属或合成材料等。

具体地，外框架13包括位于外框架13底部的、向内延伸的延伸板131，延伸板131位于保温箱10与托盘14之间。优选地，箱体1、延伸板131和托盘 14上分别设置有相对应的安装孔，通过安装孔与螺栓的配合将外框架13、箱体 1和托盘14连接在一起。安装孔可以是通孔，也可以是螺纹孔。当然，外框架 13、箱体1和托盘14还可以通过任何一种合适的方式连接在一起，如焊接、铆接或锁扣等。优选地，如图1所示，外框架13的顶部也设置有延伸板132，延伸板132上和箱体1的顶部设置有安装孔，通过安装孔与螺栓15的配合将外框架13与箱体1连接在一起。安装孔可以为通孔，也可以为螺纹孔。通过这种连接方式，将箱体1、外框架13和托盘14有效地连接起来，使保温箱具备很高的强度，从而不容易在运输过程中被损坏。托盘14则可以方便采用叉车等机械工具搬运保温箱。

优选地，外框架13和框架11都可由金属材料制成，例如钢、铝合金、铜等，从而可确保保温箱具备较高的强度。

进一步地，如图1和5所示，保温箱10还包括设置于箱体1内且位于箱体 1的底板上的滑轨16，以及设置于滑轨16上的用于承载货物的滑动板17。滑动板17可通过滑轨16滑进或滑出箱体1，从而方便货物的装卸。

优选地，如图5所示，保温箱10的箱盖2还设置有包边18，该包边18包裹在框架11的外周，用于提高箱盖2的美感及手感。

实施例二

本实施例提供了一种运输装置及所述运输装置的温度控制方法，如图6所示，该运输装置包括：冷藏车20、制冷系统30和上述实施例一所描述的保温箱 10。

在本实施例中，所述运输装置的温度控制方法包括：假设货物的运输温度范围为T1～T2，其中T1小于T2。在运输前冷藏车开始预冷，其预冷温度为T3。当(保温箱内)温度高于相变材料的相变温度T4时，制冷系统30开启，为冷藏车提供冷量从而降低冷藏车的温度。当(保温箱内)温度低于相变材料的相变温度T4时，制冷系统30关闭，从而冷藏车20的温度慢慢升高。通常T3小于T1。通过选择合适的相变材料，使得保温箱10的相变保温板123的相变温度 T4在T1～T2范围内。在运输过程中，由于冷藏车20的温度T3小于相变温度 T4，那么保温箱10的相变保温板123存储的热量就会通过一层层的结构慢慢释放到冷藏车20中，也就是说相变保温板123会持续吸收大量的冷藏车20内的冷量，且温度长时间保持在相变温度T4。当相变保温板123吸收了足够多的冷量发生相变时，保温箱10内的温度开始下降并低于相变温度T4，此时冷藏车 20内的制冷系统30关闭，冷藏车20内的温度开始上升，当保温箱10内温度上升到相变温度T4时，保温箱10的相变保温板123开始吸收冷藏车的热量，相当于释放冷量，使保温箱10内的温度维持在相变温度T4，直至相变完成。当保温箱10的温度开始高于相变温度T4，制冷系统30开启，为冷藏车20提供冷气以降低冷藏车20和保温箱10的温度。冷气在冷藏车20中的循环路径大致如图 1中的箭头所示，即A—>B—>C—>D—>A。应理解，相变保温板123相变所持续的时间由相变保温板123的材料、结构和尺寸决定。本领域技术人员可以根据实际所需要的相变持续时间来相应改变相变保温板的材料、结构或尺寸。

通过上述循环，可以使保温箱10的温度精确控制在T4±ΔT的范围内，其中温度浮动ΔT的取值可为0～3℃中的任何一个值，例如0℃、0.1℃、0.5℃、1℃、 1.5℃、2℃、2.5℃或3℃。例如，假设货物的运输温度范围为2℃～8℃，则可选取合适的相变材料使相变保温板123的相变温度T4为5℃，即可完全使货物的运输温度在2℃～8℃。而此时冷藏车的预冷温度T3可为0℃。当然，货物的运输温度需求不同，所选择的相变保温板123的相变温度也不同，所选择的冷藏车20的预冷温度也不同。但是不变的是，通过本申请所提供的运输装置，可以使运输温度精确控制在大致以相变温度为中心的一个很小的范围内，温度浮动ΔT的取值在0～3℃范围内。

具体地，如图7所示，制冷系统30包括：

温度检测单元301，用于检测保温箱10的温度并将该温度以无线信号的形式发送出去；

信号接收单元302，用于无线接收该无线信号并将该温度发送至GPS单元 303；

GPS单元303，连接至信号接收单元302，用于将该温度发送至温度监测平台304；

温度监测平台304，用于监控并记录该温度并当该温度不在预设温度范围内时发送GPS指令至GPS单元303；

控制单元305，连接至GPS单元303，用于接收GPS单元303的控制信号并控制制冷单元306的开启与关闭；以及

制冷单元306，用于在控制单元305的控制下制冷。

在本实施例中，温度监测平台304通常设置在公司，而GPS单元303在运输装置上，通过GPS单元303与温度监测平台304之间的数据通信，可以实现远程监控、记录和控制运输装置的温度，确保运输装置处于正常运行状态。

进一步地，如图7所示，制冷系统30还包括：

报警单元307，连接至控制单元305，用于在GPS指令发出预定时间后上述温度依然不在预设温度范围内时发出报警。通常，该报警包括声音和/或光报警，从而提醒司机，进入应急程序。该应急程序包括：(1)检查温控系统是否故障，若无故障，则进行手动操作；(2)若温控系统故障，司机及时联系温度监测平台，安排其他车辆进行货物交接；(3)故障车辆前往指定地点检查维修。通过本实施例，可及时发现并处理运输装置的故障，并提供有效的故障处理措施，确保货物运输的安全。

实施例三

本实施例提供了一种运输方法，该方法适用于上述实施例二所描述的运输装置中。如图8所示，该方法包括以下步骤：

S1，运输货物前将保温箱10放置到具有第一预设温度的冷库内预冷；

S2，开启运输装置的制冷系统30将冷藏车20预冷至第二预设温度；

S3，在第一预设温度下将货物装入预冷后的保温箱10内并封箱；

S4，将保温箱10移至冷藏车20内并封车门；以及

S5，发货并在运输过程中持续制冷以使冷藏车20和保温箱30的温度在预设温度范围内。

通常，第一预定温度高于第二预定温度，且第一预定温度在货物运输所要求的温度范围内。例如，假设货物运输所要求的温度范围为2℃～8℃，那么第一预设温度可选择2℃～8℃范围内的任一温度，第二预设温度可为0℃。这样，如上面实施例二所阐述的，通过本申请提供的运输方法，不但可以精确控制冷藏车和保温箱的温度，还可以提高保温箱的预冷温度。在现有技术中，通常需要将蓄冷剂放置在低于货物运输所要求的温度的冷库中冷冻很长一段时间，并在货物运输温度下释冷8小时以上，而且必须在货物运输温度下将货物装入预冷后的保温箱中。因此，在现有技术中，操作人员必须在极低的温度环境下进行作业，容易伤害员工的身体健康，而且会增加企业的成本。而本申请则完全不需要在那么低的温度下对蓄冷剂进行冷冻，因此低温冷库就可以少开启甚至不开启，节约能源，还可以节约蓄冷剂冷冻、释冷时间，改善操作人员的工作环境，提高装货效率，减少运营成本。

应理解，在本申请中，“第一”和“第二”并不是用来表示序号，没有时间上的先后关系，只是用来区别相同的术语。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种运输装置，其包括冷藏车、制冷系统和保温箱；所述保温箱置于所述冷藏车中，且包括箱体和连接至所述箱体的箱盖，其特征在于，所述箱体和箱盖均包括框架和设置在所述框架上的板块；所述板块从外到内依次包括：外部高强板、挤塑板、由相变材料制成的相变保温板和内部板；所述板块还包括固定框，每一所述相变保温板分别置于在所述固定框内；所述固定框还包括向外延伸的延伸部，所述挤塑板包括与所述延伸部相适配的凹陷部，所述延伸部与所述凹陷部耦合从而将所述挤塑板连接至所述固定框；

所述相变保温板为固态板，且所述相变保温板在发生相变后依然为固态板；

所述保温箱还包括设置在所述箱体外部的外框架，所述外框架用于固定所述保温箱并增加所述保温箱的强度；

所述保温箱还包括设置于所述箱体内且位于所述箱体底板上的滑轨，以及设置于所述滑轨上的用于承载货物的滑动板；所述滑动板可通过所述滑轨滑进或滑出所述箱体，从而方便货物的装卸。

2.一种运输装置的温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、假设所述运输装置中，运输货物的运输温度范围为T1～T2，且T1小于T2；所述运输装置包括冷藏车、制冷系统和保温箱；所述保温箱置于所述冷藏车中，且包括箱体和连接至所述箱体的箱盖，所述箱体和箱盖均包括框架和设置在所述框架上的板块；所述板块从外到内依次包括：外部高强板、挤塑板、由相变材料制成的相变保温板和内部板；所述板块还包括固定框，每一所述相变保温板分别置于在所述固定框内；所述固定框还包括向外延伸的延伸部，所述挤塑板包括与所述延伸部相适配的凹陷部，所述延伸部与所述凹陷部耦合从而将所述挤塑板连接至所述固定框；所述相变保温板为固态板，且所述相变保温板在发生相变后依然为固态板；所述保温箱还包括设置在所述箱体外部的外框架，所述外框架用于固定所述保温箱并增加所述保温箱的强度；所述保温箱还包括设置于所述箱体内且位于所述箱体底板上的滑轨，以及设置于所述滑轨上的用于承载货物的滑动板；所述滑动板可通过所述滑轨滑进或滑出所述箱体，从而方便货物的装卸；

S2、运输前，所述运输装置的冷藏车开始预冷，并达到预设的预冷温度T3；

所述T3﹤T1；

S3、当所述运输装置的、包含有相变材料的保温箱内的温度高于所述相变材料的相变温度T4时，开启所述运输装置的制冷系统，降低冷藏车的温度，且3℃≤T4≤7℃；

S4、当所述保温箱内的温度低于所述相变材料的相变温度T4时，关闭所述制冷系统，使所述冷藏车的温度升高；

S5、重复循环步骤S3-S4，使得所述保温箱的温度控制在T4±ΔT的范围内，且0℃≤ΔT≤3℃。

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