CN110160305A - 一种吸附式自冷却桶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸附式自冷却桶，包括外壳、蒸发器、内桶和吸附床；所述外壳设有内腔，所述内桶固定并容纳在所述内腔中，一隔热层将所述外壳的内壁与内桶的外壁之间分隔为外侧的吸附腔和内侧的蒸发腔，所述吸附腔和蒸发腔分别密封并真空设置，所述吸附腔和蒸发腔通过第一管道连通，所述第一管道上设有控制所述管道连通或关闭的真空阀；所述吸附床设置在所述吸附腔内，所述吸附床包括填充在所述吸附腔内的吸附剂；所述蒸发器设置在所述蒸发腔内并环绕所述内桶设置，所述内桶的下方设置有制冷剂；还包括能够将所述外壳包裹的柔性加热套，所述柔性加热套可拆卸设置。

Description

一种吸附式自冷却桶

技术领域

本发明属于冷却技术领域，具体涉及一种吸附式自冷却桶。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，对食品的要求越来越高，食品冷藏链得到快速发展，同时疫苗等需要冷链运输的医药安全问题也越来越受到重视，因此，冷链物流业有了一个蓬勃发展的空间。

但由于经济与技术的原因，我国冷链物流的发展并不好。国内低温冷链物流的分布过于分散，导致无法切实保障易腐产品的高效流通，要求在技术、设备、运营模式上改进提升。

目前常用的冷链运输技术手段有以下这些：

压缩机制冷，压缩机制冷是最常见的制冷技术，但由于压缩机耐冲击及抗震动、抗倾斜等能力较差，无法长期在移动运输中使用，同时需要电源驱动，一般会搭建为专用冷藏车使用，体积较大，噪音较高，成本较大，且容易产生结霜等缺点。

冰蓄冷技术，目前的蓄冷技术存在制冷效果不可调，一次性消耗，无法控制温度等缺点，循环利用性较差。

半导体制冷，半导体制冷技术的能源利用效率非常差，冷却效果有限，容易过热损坏。而且有P-N结特性，使得制冷系统断电时，会产生反向传热。

目前低温物流一般以冷藏车为主要配送工具，而因运输成本高，冷藏车数量少，城市运输道路限行等问题的影响，使得生鲜冷链环节普遍存在“两头冷，中间断”的现象。冰蓄冷箱存在箱内温度不可控，平均融化时间较短的缺点，限制了冷链物流的发展，而且不能随时制冷。

因此，需要一种新的技术以解决现有技术中冷链运输成本高、循环利用性较差、制冷效率较低的问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种吸附式自冷却桶，其循环利用性高、制冷效果好、有利于降低运输成本。

本发明采用了以下技术方案：

一种吸附式自冷却桶，包括外壳、蒸发器、内桶和吸附床；所述外壳设有内腔，所述内桶固定并容纳在所述内腔中，一隔热层将所述外壳的内壁与内桶的外壁之间分隔为外侧的吸附腔和内侧的蒸发腔，所述吸附腔和蒸发腔分别密封并真空设置，所述吸附腔和蒸发腔通过第一管道连通，所述第一管道上设有控制所述管道连通或关闭的真空阀；所述吸附床设置在所述吸附腔内，所述吸附床包括填充在所述吸附腔内的吸附剂；所述蒸发器设置在所述蒸发腔内并环绕所述内桶设置，所述内桶的下方设置有制冷剂。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述吸附床还包括换热装置，所述换热装置包括若干铜肋片，所述铜肋片上设有密布的孔；各所述铜肋片沿所述外壳的内壁均匀间隔设置，各铜肋片的一端与所述外壳的内壁固定连接，另一端插入所述吸附剂之间。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述吸附腔的上侧设有第一端盖，所述第一端盖与所述外壳的内壁、隔热层密封连接；所述蒸发腔的上侧设有第二端盖，所述第二端盖与所述第一端盖、内桶的外壁密封连接；所述第一端盖和第二端盖上分别设有用于连接所述第一管道的通孔。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述第一端盖和第二端盖上还设有第二管道，所述第二管道与吸附腔、蒸发腔相连通，第二管道上设有三通阀，所述三通阀的一端用于连接真空泵。

作为本发明技术方案的进一步改进进，所述内桶的外壁上包裹有一圈吸水棉，所述吸水棉的下端与所述制冷剂相接触。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述内桶包括桶体和桶盖，所述桶盖与所述桶体可拆卸连接，所述桶体的底部固定有支撑架，所述支撑架的穿过所述隔热层与所述外壳固定连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述吸附剂为硅胶吸附剂，所述制冷剂为蒸馏水或纯水。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述硅胶吸附剂至少具有两种粒径。

作为本发明技术方案的进一步改进，还包括能够将所述外壳包裹的柔性加热套，所述柔性加热套可拆卸设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明中，内桶用于盛装待冷却的物品，需要冷却时将第一管道上的真空阀打开将吸附腔和蒸发腔连通，由于吸附腔和蒸发腔真空设置，蒸发腔内的气压较低，制冷剂在低压下快速蒸发吸热给内桶中的物品降温，蒸发后的制冷剂由第一管道进入吸附腔内并经吸附剂吸附，保持整个内腔中的气压处于低压状态，使制冷剂能够源源不断的蒸发制冷，吸附剂不断的吸附；在这一过程中，无需能源驱动，可以随时随地进行制冷，只需要打开真空阀即可完成制冷，有利于降低成本；且由于整个自冷却桶是真空的，因此具有良好的保温性能，冷却效果持续时间长。

2.当长时间使用后，制冷剂蒸发完了，可以在内桶中加入常温的自来水，将采用柔性加热套套在外壳上进行加热，并打开真空阀，使被吸附剂吸附的制冷剂蒸发出来，并在内桶处冷凝还原为液态的制冷剂，即本发明的制冷剂可循环使用。

3.本发明的各个部件结构简单，可靠性高，可以用于震动、倾倒或旋转等场所，为冷藏运输提供了一种新的方式，有利于冷链运输的发展。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：

图1是本发明的内部结构示意图。

附图标记：

1-外壳；11-内腔；12-吸附腔；13-蒸发腔；121-第一端盖；131-第二端盖；

2-蒸发器；21-吸水棉；

3-内桶；31-桶体；32-桶盖；33-支撑架；

4-吸附床；41-吸附剂；42-铜肋片；

5-隔热层；

6-制冷剂；

7-第一管道；71-真空阀；

8-第二管道；81-三通阀。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

参照图1，一种吸附式自冷却桶，包括外壳1、蒸发器2、内桶3和吸附床4。

其中，外壳1的外形设置为圆柱形与内桶3相匹配。内桶3包括桶体31和桶盖32，该桶盖32与该桶体31通过旋扣可拆卸密封连接。该桶体31的底部固定有支撑架33，该支撑架33的穿过该隔热层5与该外壳1固定连接。

外壳1设有内腔11，该内桶3的桶体31固定并容纳在该内腔11中，桶盖32在内腔11的外面。

内腔11中设有隔热层5，隔热层5将该外壳1的内壁与内桶3的外壁之间分隔为外侧的吸附腔12和内侧的蒸发腔13，该隔热层5沿着外壳1的内壁等距设置。

该吸附腔12的上侧设有第一端盖121，第一端盖121呈环形与吸附腔12的截面相适应，第一端盖121将该吸附腔12的上端密封，具体地，该第一端盖121与该外壳1的内壁、隔热层5密封焊接固定。

同样的，该蒸发腔13的上侧设有第二端盖131，第二端盖131呈环形与蒸发腔13的截面相适应。第二端盖131与第一端盖121、内桶3的外壁密封连接。

该吸附腔12和蒸发腔13通过第一管道7连通，该第一端盖121和第二端盖131上分别设有用于连接该第一管道7的通孔，该第一管道7上设有控制该管道连通或关闭的真空阀71。

通过上述的结构，吸附腔12和蒸发腔13实现了密封。

其中，该吸附床4设置在该吸附腔12内，该吸附床4包括填充在该吸附腔12内的吸附剂41。吸附剂41采用硅胶吸附剂41，并且该硅胶吸附剂41至少具有两种粒径，采用不同粒径的硅胶吸附剂41在得到尽量多的填充量的同时产生足够的空隙，有助于制冷剂6的传递。

由于吸附剂41采用硅胶吸附剂，为了使吸附剂41能够吸收该制冷剂6，制冷剂6选择能够被硅胶吸附剂吸附的蒸馏水或纯水，蒸馏水或纯水无污染，环保安全，且成本相对较低。

其中，该蒸发器2设置在该蒸发腔13内并环绕该内桶3设置，该内桶3的下方为制冷剂6，在蒸发器2的作用下，能够加快制冷剂6的蒸发速度，提高制冷效率。优选地，该内桶3的外壁上包裹有一圈吸水棉21，该吸水棉21的下端与该制冷剂6相接触。该吸水棉21采用超吸水纤维制成。吸水棉21的设置，增加了制冷剂6与内桶3的接触面积，由于与快速降低内桶3的温度。

该第一端盖121和第二端盖131上还设有第二管道8，该第二管道8与吸附腔12、蒸发腔13相连通，第二管道8上设有三通阀81，该三通阀81的一端用于连接真空泵。在本吸附式自冷却桶制作时，通过真空泵将吸附腔12和蒸发腔13抽成真空，抽成真空后将与真空泵连接的接口封闭。由于吸附腔12和蒸发腔13是密封，因此只需要在制作过程进行抽真空，则运行过程始终保持真空状态。

基于上述的结构，以下简述本吸附式自冷却桶的冷却时的工作原理：

由于制作时内腔11处于真空状态，为了使非制冷时制冷剂6不蒸发，用三通阀81、真空阀71切断吸附腔12和蒸发腔13的连通，保持蒸发腔13内的气压，防止制冷剂6蒸发；

需要制冷时，在桶体31内放入需冷藏的物品并将桶盖32旋紧密封，打开真空阀71和/或三通阀81使吸附腔12和蒸发腔13连通，当两个空间连通时，吸附剂41对制冷剂6开始吸附，促使蒸发腔13内压力不断降低，由于蒸发腔13与吸附腔12均有一定的真空压力(800Pa),而制冷剂6的沸点只有4℃左右，制冷剂6开始剧烈蒸发，在蒸发过程中制冷剂6吸收周围热量，这样就会降低内桶内的温度，从而达到制冷的目的。当达到用户需要的温度时，可以把阀门关闭。当再次需要制冷时，可以再次打开阀门。

在制冷过程中，无需供应能源，仅靠制冷剂6自发地蒸发和吸附剂41自发的吸附即可实现制冷，相对于采用压缩机、半导体制冷而言，成本更低。

当长时间使用后，制冷剂6蒸发完了，则需要将被吸附的制冷剂6进行还原，为了实现这一功能，本发明的吸附式自冷却桶还包括柔性加热套(图中未示出)，该柔性加热套能够将该外壳1包裹并对外壳1加热，该柔性加热套可拆卸设置，仅在需要进行制冷剂6还原时才将柔性加热套套在外壳1上。由于柔性加热套为现有的技术，较为成熟，因此本发明中不在对柔性加热套的结构进行赘述。

以下简述制冷剂6还原时的工作原理：

在桶体31内加入常温的自来水，将柔性加热套套装外壳1上进行加热，并打开真空阀71，使被吸附剂41吸附的制冷剂6受热而蒸发出来，并在蒸发室接触温度较低的内桶3的桶壁，最终冷凝还原为液态的制冷剂6，进而实现了制冷剂6的循环使用。

作为优选，本发明的吸附床4还包括换热装置。该换热装置包括若干铜肋片42，铜肋片42上设有密布的孔；各铜肋片42沿该外壳1的内壁均匀间隔设置，各铜肋片42的一端与该该外壳1的内壁固定连接，另一端插入该吸附剂41之间。在侧壁上的铜肋片42沿外壳1形状设置呈圆环状，均匀分成多层；底部的铜肋片42长条形设置。

换热装置的设置，能够在通过柔性加热套对外壳1加热时提高外壳1与硅胶吸附剂41之间的传热性能，有利于加快制冷剂6的蒸发，提高再生时的效率。

需要说明的是，外壳1选用厚度1.0mm的304不锈钢，第一端盖121、第二端盖131、桶盖32选用2.0mm厚度的304不锈钢板，桶体31选用厚度1.0mm的食品级304不锈钢，相互之间的连接采用焊接密封固定。真空阀71采用真空球阀。

整个吸附式自冷却桶结构简单，连接牢固，可靠性高，可以用于震动、倾倒或旋转等场所，为冷藏运输提供了一种新的方式，有利于冷链运输的发展。

本发明所述的吸附式自冷却桶的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种吸附式自冷却桶，其特征在于：包括外壳、蒸发器、内桶和吸附床；

所述外壳设有内腔，所述内桶固定并容纳在所述内腔中，一隔热层将所述外壳的内壁与内桶的外壁之间分隔为外侧的吸附腔和内侧的蒸发腔，所述吸附腔和蒸发腔分别密封并真空设置，所述吸附腔和蒸发腔通过第一管道连通，所述第一管道上设有控制所述管道连通或关闭的真空阀；

所述吸附床设置在所述吸附腔内，所述吸附床包括填充在所述吸附腔内的吸附剂；

所述蒸发器设置在所述蒸发腔内并环绕所述内桶设置，所述内桶的下方设置有制冷剂。

2.根据权利要求1所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述吸附床还包括换热装置，所述换热装置包括若干铜肋片，所述铜肋片上设有密布的孔；各所述铜肋片沿所述外壳的内壁均匀间隔设置，各铜肋片的一端与所述外壳的内壁固定连接，另一端插入所述吸附剂之间。

3.根据权利要求1所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述吸附腔的上侧设有第一端盖，所述第一端盖与所述外壳的内壁、隔热层密封连接；所述蒸发腔的上侧设有第二端盖，所述第二端盖与所述第一端盖、内桶的外壁密封连接；所述第一端盖和第二端盖上分别设有用于连接所述第一管道的通孔。

4.根据权利要求3所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述第一端盖和第二端盖上还设有第二管道，所述第二管道与吸附腔、蒸发腔相连通，第二管道上设有三通阀，所述三通阀的一端用于连接真空泵。

5.根据权利要求1所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述内桶的外壁上包裹有一圈吸水棉，所述吸水棉的下端与所述制冷剂相接触。

6.根据权利要求1所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述内桶包括桶体和桶盖，所述桶盖与所述桶体可拆卸连接，所述桶体的底部固定有支撑架，所述支撑架的穿过所述隔热层与所述外壳固定连接。

7.根据权利要求1所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述吸附剂为硅胶吸附剂，所述制冷剂为蒸馏水或纯水。

8.根据权利要求7所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：所述硅胶吸附剂至少具有两种粒径。

9.根据权利要求1所述的吸附式自冷却桶，其特征在于：还包括能够将所述外壳包裹的柔性加热套，所述柔性加热套可拆卸设置。