CN109081118A - 一种气动冷链管道物流收发系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动冷链管道物流收发系统，包括冷链气源装置、冷链管道(2)、收发装置(3)、冷链管道换向器(4)、冷链集装器(5)；冷链集装器(5)内设冷链货仓，该冷链货仓内装载有冷链货物；冷链气源装置驱动冷链集装器(5)在冷链管道(2)中传动，冷链气源装置至少位于冷链管道(2)的端部；收发装置(3)设置于冷链管道(2)的两端，用于冷链集装器(5)的接收和发送；冷链管道(2)包括多条分叉支路管道以及冷链管道换向器(4)，用于管道传输方向的切换。本发明以压缩空气为动力，通过固定冷链管道实现点对点的自动化运输，高速，低噪，极大地提升运输效率，有效解决冷链物流最后一公里的问题。
Description
技术领域
本发明属于冷链物流领域，具体涉及一种气动冷链管道物流收发系统。
背景技术
现代化冷链物流技术飞速发展。冷链物流是指冷冻物品在从供应地向接收地的实体流动过程中，将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来。它比一般常温物流系统的要求更高、更复杂，建设投资也要大很多，是一个庞大的系统工程，其时效性要求冷链各环节具有更高的组织协调性，冷链物流的运作始终是和能耗成本相关联。
目前主流的冷链运输形式包括：空运、海运、铁路、公路等。传统的运输方式中，运输步骤繁杂，人工劳动强度高、效果差，搬运时有损伤、易出差错，运输环境不稳定，容易受交通和雨雪天气影响，温度湿度和热交换不易控制，而且尾气排放污染环境、能耗高。
在气液运输领域，也有以管道作为媒介的，比如现有的城市自来水、暖气、煤气、石油和天然气输送管道、排污管道等。但是这类管道只能运输气液等流体物质，无法适应固体货物的运输需求。
目前对于固体货物的管道物流输送系统大多限于概念、设想的提出，固体货物管道物流系统涉及机械制造、动力传动、自动控制技术、土木工程施工等诸多领域，它的实施有相当的难度，技术、组织、投资方面要求都相当高，实现固体货物管道物流运输有许多问题尚未解决，包括对固体货物的预处理或预加工、连续地向管道投放固体货物、运输动力的配置、运输载体的回收和再利用等。
进一步的，在冷链物流领域，未见有采用管道运输方式的相关报道；而在传统管道运输领域，虽然也有部分气动管道出现，例如煤炭、原矿料化验样品的气动管道，但从未见有用于冷链物流的相关应用。申请人首次提出的气动冷链管道物流收发系统，旨在利用气动管道运输的优势，解决冷链物流长期面临的问题。
发明内容
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种气动冷链管道物流收发系统，以压缩空气为动力，通过固定冷链管道实现点对点的自动化运输，高速，低噪，极大地提升运输效率，有效解决冷链物流最后一公里的问题；同时，点对点的管道传输形式，空间相对封闭，温度湿度等环境因素相对恒定且可控。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种气动冷链管道物流收发系统，所述气动冷链管道物流收发系统包括冷链气源装置、冷链管道、收发装置、冷链管道换向器、冷链集装器；
所述冷链集装器内设冷链货仓，该冷链货仓内装载有冷链货物；
所述冷链气源装置驱动所述冷链集装器在所述冷链管道中传动，所述冷链气源装置至少位于所述冷链管道的端部；
所述收发装置设置于所述冷链管道的两端，用于所述冷链集装器的接收和发送；
所述冷链管道包括多条分叉支路管道以及所述冷链管道换向器，用于管道传输方向的切换。
优选地，所述冷链气源装置包括鼓风机组，所述鼓风机组包括电机和鼓风机。
优选地，所述冷链管道为方形管道。
优选地，所述收发装置连接所述冷链气源装置和所述冷链管道，包括：
收发装置盖，可开启和闭合，闭合时保持所述收发装置密闭、防止所述冷链集装器外弹，开启时用于回收所述冷链货物；
限位装置，也可开启和闭合，所述冷链集装器发送之前以及接收之后所述限位装置处于闭合状态，其余为开启状态；
收发装置腔体，用于容纳所述冷链集装器。
优选地，所述收发装置盖和限位装置之间形成互锁，以使得所述收发装置盖开启时，所述限位装置闭合，反之，所述收发装置盖闭合时，所述限位装置开启。
优选地，所述冷链管道换向器设置在支路管道分叉处，包括：
换向器挡板一，所述换向器挡板一作用时只允许所述冷链集装器按照支路管道一方向传输；
换向器挡板二，所述换向器挡板一作用时只允许所述冷链集装器按照支路管道二方向传输；
所述换向器挡板一和换向器挡板二之间形成互锁，以使得所述换向器挡板一作用时，所述换向器挡板二不作用，反之，所述换向器挡板二作用时，所述换向器挡板一不作用。
优选地，所述换向器挡板一包括连接座一及齿条一；
所述换向器挡板二包括连接座二及齿条二；
所述冷链管道换向器还包括齿轮，所述齿条一和所述齿条二分别位于所述齿轮的两侧，所述齿轮的正反转带动所述换向器挡板一和所述换向器挡板二上下方向移动，实现机械互锁。
优选地，所述冷链集装器包括冷链容器和无动力轮组；
所述无动力轮组安装于所述冷链容器的前后两端，所述冷链容器和所述无动力轮组通过铰链连接，所述无动力轮组滚动支撑于所述冷链管道中。
优选地，所述无动力轮组部分与所述冷链管道内壁之间留有空隙。
优选地，所述冷链容器包括内部缓冲结构、容器门体锁闭结构、夹紧结构之一或任意组合。
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明在冷链物流领域，开创性地提出了一种气动冷链管道物流收发系统，突破了流体管道的限制，实现了固体货物的冷链传输；以压缩空气为动力，通过固定管道实现点对点的自动化运输，安全高速、低噪低阻，极大地提升运输效率，有效解决冷链物流最后一公里的问题。
2、点对点的管道传输形式，空间相对封闭，温度湿度等环境因素相对恒定且可控；管道内空气可与冷库空气连通，有利于气体循环，同时保证冷链物品长期处于恒温恒湿的传输以及存储环境；不会受到交通拥堵、交通事故、恶劣天气的影响，且不存在汽车尾气、航空废气、航运排污等环境问题，总体能耗低。
3、相较于多个单一管道的复杂系统，本发明将冷链管道构造为多条分叉支路管道，实现了多点互连，不同种类的冷链货物可以根据需要通过不同的支路发往各自的接收点，提高了冷链管道的利用率，避免了重复建设，减少了系统占用空间，降低了运输成本。
4、圆形管道无法控制集装器的自身旋转，方形管道相较于圆形管道，更有利于集装器等货品的水平稳定，且通过管道壁的中空设计，有利于隔热。
5、本发明通过收发装置盖和限位装置的互锁构造，使得收发装置盖开启时，限位装置闭合，反之，收发装置盖闭合时，限位装置开启；接收冷链货物时，先开启限位装置、闭合收发装置盖，保持收发装置密闭、防止冷链集装器外弹，再闭合限位装置封闭气流、防止后续冷链集装器的追尾，开启收发装置盖可安全回收冷链货物。
6、本发明通过冷链管道换向器中换向器挡板一和换向器挡板二的互锁构造，使得换向器挡板一作用时，换向器挡板二不作用，反之，换向器挡板二作用时，换向器挡板一不作用，实现管道传输方向的切换，控制冷链集装器始终按照预定的支路管道方向传输。
7、相较于常规管道容器主体无滚轮结构、直接滑动摩擦的方式，本发明通过无动力轮组的构造，将摩擦热源尽量远离冷链货仓设置，消除自身运行过程中对冷链货物的热交换的影响，同时无动力轮组部分与冷链管道内壁之间留有一定空隙，更好地实现冷链集装器在曲线路径的运动，冷链容器和无动力轮组通过铰链连接，根据路径曲率的不同两者可以呈现一定偏转角度，过弯平顺无死角，进一步满足曲线路径的运动要求。
附图说明
图1是本发明的气动冷链管道物流收发系统示意图；
图2是本发明的收发装置示意图；
图3是本发明的收发装置另一示意图；
图4是本发明的冷链管道换向器的结构示意图；
图5是本发明的冷链管道换向器的管路切换示意图；
图6是本发明的冷链管道中空设计截面图；
图7是本发明的冷链集装器示意图；
图8是本发明的冷链容器和无动力轮组铰接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-8所示，本发明提供一种气动冷链管道物流收发系统，所述气动冷链管道物流收发系统包括冷链气源装置、冷链管道2、收发装置3、冷链管道换向器4、冷链集装器5；所述冷链集装器5内设冷链货仓，该冷链货仓内装载有冷链货物；所述冷链气源装置驱动所述冷链集装器5在所述冷链管道2中传动，所述冷链气源装置至少位于所述冷链管道2的端部；所述收发装置3设置于所述冷链管道2的两端，用于所述冷链集装器5的接收和发送；所述冷链管道2包括多条分叉支路管道以及所述冷链管道换向器4，用于管道传输方向的切换。所述冷链管道2可以在地下、构筑物表面或者悬空设置，通过套管或者支架等形式固定，满足结构要求即可(图中未示)。
本发明在冷链物流领域，开创性地提出了一种气动冷链管道物流收发系统，突破了流体管道的限制，实现了固体货物的冷链传输；以压缩空气为动力，通过固定管道实现点对点的自动化运输，安全高速、低噪低阻，极大地提升运输效率，有效解决冷链物流最后一公里的问题。
所述冷链气源装置包括鼓风机组1，所述鼓风机组1包括电机101和鼓风机102。管道内空气可与冷库空气连通，有利于气体循环，同时保证冷链物品长期处于恒温恒湿的传输以及存储环境；点对点的管道传输形式，空间相对封闭，温度湿度等环境因素相对恒定且可控；不会受到交通拥堵、交通事故、恶劣天气的影响，且不存在汽车尾气、航空废气、航运排污等环境问题，总体能耗低。
相较于多个单一管道的复杂系统，本发明将冷链管道构造为多条分叉支路管道，实现了多点互连，不同种类的冷链货物可以根据需要通过不同的支路发往各自的接收点，提高了冷链管道的利用率，避免了重复建设，减少了系统占用空间，降低了运输成本。
如图6所示，所述冷链管道2采用中空设计，包括管道内壁和管道外壁。管道内壁和管道外壁之间均布加强肋板，保证隔热性的同时满足管道的强度。以段为单位的管道与管道之间通过法兰连接。所述冷链管道2的截面形式包括圆形、矩形或其他规则与不规则形状，所述冷链集装器5的截面形状与所述冷链管道2的形状适应性匹配，由于圆形管道无法控制集装器的自身旋转，方形管道相较于圆形管道，更有利于集装器等货品的水平稳定，本发明优选方形管道和大致方形截面集装器(如图6所示带圆角方形)。
如图2-3所示，所述收发装置3连接所述冷链气源装置和所述冷链管道2，包括：收发装置盖301，可开启和闭合，闭合时保持所述收发装置3密闭、防止所述冷链集装器5外弹，开启时用于回收所述冷链货物；限位装置302，也可开启和闭合，所述冷链集装器5发送之前以及接收之后所述限位装置302处于闭合状态，其余为开启状态；收发装置腔体303，用于容纳所述冷链集装器5；收发缓冲装置304，例如弹簧，设置于所述收发装置腔体303的尽端。
所述收发装置盖301和限位装置302之间通过机械结构或控制系统形成互锁，以使得所述收发装置盖301开启时，所述限位装置302闭合，反之，所述收发装置盖301闭合时，所述限位装置302开启。接收冷链货物时，先开启限位装置302、闭合收发装置盖301，保持收发装置3密闭、防止冷链集装器5外弹，再闭合限位装置302封闭气流、防止后续冷链集装器5的追尾，开启收发装置盖301可安全回收冷链货物。
如图1、4-5所示，所述冷链管道换向器4设置在支路管道分叉处，包括：换向器挡板一401，所述换向器挡板一401作用时只允许所述冷链集装器按照支路管道一方向传输；换向器挡板二402，所述换向器挡板一401作用时只允许所述冷链集装器按照支路管道二方向传输。所述换向器挡板一401和换向器挡板二402通过机械结构或控制系统之间形成互锁，以使得所述换向器挡板一401作用时，所述换向器挡板二402不作用，反之，所述换向器挡板二402作用时，所述换向器挡板一401不作用，实现管道传输方向的切换，控制冷链集装器始终按照预定的支路管道方向传输。
进一步地，所述换向器挡板一401包括连接座一及齿条一；所述换向器挡板二402包括连接座二及齿条二；所述冷链管道换向器4还包括齿轮403和齿轮座，所述齿条一和所述齿条二分别位于所述齿轮403的两侧，所述齿轮403的正反转带动所述换向器挡板一401和所述换向器挡板二402上下方向移动，实现机械互锁。如图1所示，为了保障冷链集装器5的平顺通过，齿轮403和齿轮座部分或全部位于所述冷链管道2顶部外侧，所述换向器挡板一401和换向器挡板二402一方作用时，另一方部分或全部位于所述冷链管道2顶部外侧。
如图7所示，所述冷链集装器5包括冷链容器501和无动力轮组502；所述无动力轮组502安装于所述冷链容器501的前后两端，如图8所示，所述冷链容器501和所述无动力轮组502通过铰链503连接，所述无动力轮组502滚动支撑于所述冷链管道2中。优选地，所述无动力轮组502部分与所述冷链管道2内壁之间留有空隙。
如图8所示，进一步的，无动力轮组502包括轮毂5021，轮毂5021为带圆角的方盘状，其中心轴与冷链容器501同轴。该无动力轮组502包括若干导向轮5022，不限于图示的6个，导向轮可选取球形、圆盘状或万向轮；以圆盘状为例，所述导向轮5022均布于所述轮毂5021的周向上，且通过各自的转向轮转轴固定于所述轮毂5021，所述轮毂5021通过所述导向轮5022滚动支撑于所述冷链管道1中，其中转向轮转轴和轮毂中心轴垂直。轮毂5021实现了导向轮5022的安装，而导向轮5022至少部分与所述冷链管道2内壁之间留有空隙，实现滚动摩擦与滑动摩擦的转化。导向轮5022优选减震弹性材料制成，轮毂5021优选热传导率低的绝热材料制成。冷链容器501的外径略小于导向轮5022最外周围成的限界外径，保护冷链容器501即使在过弯时也避免与管道的摩擦。
相较于常规管道容器主体无滚轮结构、直接滑动摩擦的方式，本发明通过无动力轮组的构造，将摩擦热源尽量远离冷链货仓设置，消除自身运行过程中对冷链货物的热交换的影响，同时无动力轮组部分与冷链管道内壁之间留有一定空隙，更好地实现冷链集装器在曲线路径的运动，冷链容器和无动力轮组通过铰链连接，根据路径曲率的不同两者可以呈现一定偏转角度，过弯平顺无死角，进一步满足曲线路径的运动要求。
优选地，所述冷链容器501还包括内部缓冲结构、容器门体锁闭结构、夹紧结构之一或任意组合，以实现冷链货物的加紧、缓冲、仓门开启锁闭等功能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：所述气动冷链管道物流收发系统包括冷链气源装置、冷链管道(2)、收发装置(3)、冷链管道换向器(4)、冷链集装器(5)；
所述冷链集装器(5)内设冷链货仓，该冷链货仓内装载有冷链货物；
所述冷链气源装置驱动所述冷链集装器(5)在所述冷链管道(2)中传动，所述冷链气源装置至少位于所述冷链管道(2)的端部；
所述收发装置(3)设置于所述冷链管道(2)的两端，用于所述冷链集装器(5)的接收和发送；
所述冷链管道(2)包括多条分叉支路管道以及所述冷链管道换向器(4)，用于管道传输方向的切换。
2.如权利要求1所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述冷链气源装置包括鼓风机组(1)，所述鼓风机组(1)包括电机(101)和鼓风机(102)。
3.如权利要求1所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述冷链管道(2)为方形管道。
4.如权利要求1所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述收发装置(3)连接所述冷链气源装置和所述冷链管道(2)，包括：
收发装置盖(301)，可开启和闭合，闭合时保持所述收发装置(3)密闭、防止所述冷链集装器(5)外弹，开启时用于回收所述冷链货物；
限位装置(302)，也可开启和闭合，所述冷链集装器(5)发送之前以及接收之后所述限位装置(302)处于闭合状态，其余为开启状态；
收发装置腔体(303)，用于容纳所述冷链集装器(5)。
5.如权利要求4所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述收发装置盖(301)和限位装置(302)之间形成互锁，以使得所述收发装置盖(301)开启时，所述限位装置(302)闭合，反之，所述收发装置盖(301)闭合时，所述限位装置(302)开启。
6.如权利要求1所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述冷链管道换向器(4)设置在支路管道分叉处，包括：
换向器挡板一(401)，所述换向器挡板一(401)作用时只允许所述冷链集装器按照支路管道一方向传输；
换向器挡板二(402)，所述换向器挡板一(401)作用时只允许所述冷链集装器按照支路管道二方向传输；
所述换向器挡板一(401)和换向器挡板二(402)之间形成互锁，以使得所述换向器挡板一(401)作用时，所述换向器挡板二(402)不作用，反之，所述换向器挡板二(402)作用时，所述换向器挡板一(401)不作用。
7.如权利要求6所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述换向器挡板一(401)包括连接座一及齿条一；
所述换向器挡板二(402)包括连接座二及齿条二；
所述冷链管道换向器(4)还包括齿轮(403)，所述齿条一和所述齿条二分别位于所述齿轮(403)的两侧，所述齿轮(403)的正反转带动所述换向器挡板一(401)和所述换向器挡板二(402)上下方向移动，实现机械互锁。
8.如权利要求1所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述冷链集装器(5)包括冷链容器(501)和无动力轮组(502)；
所述无动力轮组(502)安装于所述冷链容器(501)的前后两端，所述冷链容器(501)和所述无动力轮组(502)通过铰链连接，所述无动力轮组(502)滚动支撑于所述冷链管道(2)中。
9.如权利要求8所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述无动力轮组(502)部分与所述冷链管道(2)内壁之间留有空隙。
10.如权利要求8所述的气动冷链管道物流收发系统，其特征在于：
所述冷链容器(501)包括内部缓冲结构、容器门体锁闭结构、夹紧结构之一或任意组合。
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