CN114941919A - 冷藏转运箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷藏转运箱，包括箱体，所述箱体包括顶盖、外壳和设置在所述外壳内用于维持低温的内胆，所述内胆与所述外壳之间设有用于维持温度和密封的隔热层；所述内胆的壁面为双层中空导冷结构，所述双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂；所述内胆连接有用于实现主动制冷的制冷模块，所述制冷模块产生的冷量传导至所述内胆及所述蓄冷剂蓄冷。本发明中的冷藏转运箱采用双层中空导冷结构，通过制冷模块进行快速制冷，为箱体内持续提供恒定的冷量；并在双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂，无需额外的蓄冷剂盒和导冷部件，减少了无效的重量和厚度，有效减少冷量损耗，增强保持低温效果。
Description
技术领域
本发明涉及疫苗转运设备技术领域，尤其涉及一种冷藏转运箱。
背景技术
随着生物和医学的发展，对生物样本、疫苗、血液、医药等运输的需求也越来越大。不同于常规物品的运输，为了保证生物样本、疫苗、血液、医药等物品的安全，其存储和运输均需要在低温下进行。
进入21世纪，生物学技术获得了极大的突破，这离不开生物样本的支持。为保证生物样本的安全性和可靠性，通常建立生物样本库，生物样本在低温环境下进行储存。生物样本从样本库到研究人员手上往往需要经过一定的时间。此外，在实验室对样品进行短时间的保管也需要低温环境。
在医学救治场合中，往往不可避免地需要用到血液。从血库到临床用血现场，对血液的保管、运输是极大地考验。需要严格控温的低温环境，对血液运输的监控和最终都是迫切需要考虑的问题。
现有药品一般分为两类，一类为普通药物，可以在常温保存运输；另一类以疫苗为主的医药物品，需要在2～8℃的环境中保存运输。传染疾病的免疫需求激发了中国对流感疫苗的需求，如在2002年需求量不超500万人份，而 2019年流感疫苗需求量超过2800万剂次。疫苗类药品的需求量剧增，也给药品冷链带来极大的压力。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种制冷及保持低温效果良好的冷藏转运箱。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种冷藏转运箱，包括箱体，所述箱体包括顶盖、外壳和设置在所述外壳内用于维持低温的内胆，所述内胆与所述外壳之间设有用于维持温度和密封的隔热层；所述内胆的壁面为双层中空导冷结构，所述双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂；
所述内胆连接有用于实现主动制冷的制冷模块，所述制冷模块产生的冷量传导至所述内胆及所述蓄冷剂蓄冷。
优选地，所述双层中空导冷结构包括封闭中空的金属壳和蓄冷层；所述中空夹层中封装有蓄冷剂以形成所述蓄冷层。
优选地，所述制冷模块包括导冷件和半导体制冷片，所述导冷件第一端连接在所述内胆上，所述导冷件第二端与所述半导体制冷片的制冷面连接，所述半导体制冷片的发热面一侧连接有散热模块。
优选地，所述散热模块通过固定座连接在所述制冷模块上；所述固定座上设有供所述导冷件和所述半导体制冷片安装的贯通的第一安装口；所述半导体制冷片与所述导冷件无间隙贴合并安装在所述第一安装口中，且半导体制冷片外周被固定座封闭。
优选地，所述内胆上设有第二安装口，在第二安装口中对应扣合有过渡导冷片，所述制冷模块通过所述过渡导冷片固定在所述内胆上，且通过过渡导冷片将冷量传导至内胆；所述导冷件与过渡导冷片可拆卸连接。
优选地，所述过渡导冷片周向边缘向外延伸以形成限位部，所述过渡导冷片从所述内胆内侧安装于所述第二安装口内并与所述第二安装口周边的内胆可拆卸连接；
或者所述过渡导冷片周向边缘与所述第二安装口周边卡接或过盈配合连接；
或者所述过渡导冷片周向边缘与所述第二安装口周边设有的凸沿贴合并通过连接件可拆卸连接。
优选地，所述冷藏转运箱还包括控制机构，所述控制机构包括主控制器、测温模块，主控制器接收所述测温模块的温度数据并根据所述数据进行控制所述制冷模块工作。
优选地，所述内胆壁面上设有供所述测温模块安装的安装孔，所述测温模块安装在所述安装孔内。
优选地，所述控制机构还包括显示模块和/或报警模块，它们分别连接主控制器；主控制器控制将接收到的温度数据和/或警报信号通过显示模块进行显示，和/或通过报警模块进行报警。
优选地，所述外壳外至少一侧设置有防护罩，所述防护罩与所述外壳之间的空间设置所述散热模块。
实施本发明具有以下有益效果：本发明中的冷藏转运箱采用双层中空导冷结构，通过制冷模块进行快速制冷，为箱体内持续提供恒定的冷量；并在双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂，蓄冷剂具有良好的蓄冷作用，无需额外的蓄冷剂盒和导冷部件，减少了无效的重量和厚度，有效减少冷量损耗，增强保持低温效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明冷藏转运箱的结构爆炸示意图；
图2是本发明冷藏转运箱的剖视图；
图3是本发明冷藏转运箱的散热模块、制冷模块及内胆的爆炸示意图；
图4是本发明冷藏转运箱的散热模块、制冷模块及内胆的结构示意图；
图5是图3组装时的结构示意图；
图6是本发明冷藏转运箱内胆的剖视图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
如图1和图2所示，本发明构造了一种冷藏转运箱，可用于血液和疫苗类药品冷链运输，该冷藏转运箱包括箱体1，箱体1包括顶盖14、外壳11和设置在外壳11内用于维持低温的内胆12，外壳11用于保护内胆12，对内胆12 起一定的防护作用，内胆12与外壳11之间设有用于维持温度和密封的隔热层 100，该隔热层100可以为聚氨酯发泡层，也可以选择其他用于隔绝温度传导的材料，例如铝箔、气凝胶等隔热保温材料，可以减少运输过程中的冲击，优异的隔热能力可长时间实现箱体1低温状态；内胆12的壁面为双层中空导冷结构，双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂；具体的，内胆12的四周壁面和底壁面焊接而成，或者胶粘而成，或者为一体成型结构，以形成储物腔，用于放置疫苗、血液等。其中，内胆12四周壁面为双层中空导冷结构，底壁面可以为单层导冷结构或双层中空导冷结构。顶盖14可开启或关闭，当将顶盖14 关闭时盖住内胆12，其覆盖于内胆12顶部开口，顶盖14与内胆12内形成密封储物腔结构，可以减少冷量散失，顶盖14也可以为双层中空导冷结构，同时在该双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂，以达到良好的保持低温效果。
内胆12连接有用于实现主动制冷的制冷模块2，制冷模块2产生的冷量传导至内胆12及蓄冷剂蓄冷。
如图6所示，进一步地，双层中空导冷结构包括封闭中空的金属壳121 和蓄冷层122；中空夹层中封装有蓄冷剂以形成蓄冷层122。在本实施例中，内胆12采用铝合金材质，该金属壳121即为双层中空的铝合金壳，包括相对设置的第一金属壳板和第二金属壳板，第一金属壳板和第二金属壳板之间形成密封的中空夹层，在该中空夹层中注入蓄冷剂以形成蓄冷层122，由于是密封结构，蓄冷液不会泄露，根据物品储藏温度可注入不同的蓄冷液，例如选择石蜡、脂肪酸、结晶水合盐、聚丙烯酸钠、羟甲基纤维素钠(简称CMC)或聚乙烯醇等，以满足物品保质保鲜的需求。在一些实施例中，该金属壳121材质可以为铝、铜等金属导热材质，或者是其它合金材质，在此不作具体限定。
进一步地，冷藏转运箱还包括控制机构5，控制机构5包括主控制器51、测温模块52，主控制器51接收测温模块52的温度数据并根据数据进行控制制冷模块2工作。其中，主控制器51内包括用于实现精准温度控制的控制电路，温度调节精度达0.1℃；控制电路根据接收到的温度数据输出控制信号至制冷模块2，从而控制制冷模块2工作。箱体1内还设有锂电池，用于给控制电路供电。
结合图3至图5，进一步地，制冷模块2包括导冷件21和半导体制冷片 22，导冷件21第一端连接在内胆12上，导冷件21第二端与半导体制冷片22 的制冷面连接，半导体制冷片22的发热面一侧连接有散热模块3，具体的，散热模块3包括散热器和风扇。在本实施例中，导冷件21为铝锭，可理解的，该导冷件21也可以采用其他导冷的材质；在室温高于储藏温度时，半导体制冷片22在通电条件下，制冷面对铝锭制冷，铝锭通过螺丝固定在内胆12上，对箱体1内胆12及相变蓄冷液制冷，半导体制冷片22发热面产生的热量通过散热器和风扇进行散热。主控制器51在内胆12温度达到设定值后控制制冷模块2停止制冷；温度升高后又自动开启制冷，让箱体1温度维持在设定温度范围。在很多地区，例如北欧、我国东北等地，冬天室外会有-40～0℃的低温，在转运中过低的温度同样会让疫苗、血液等物品失效，本发明可以在这种温度下实现对箱体1的加热，使箱内储藏温度维持在所需温度。在低温加热，即通电状态时，半导体片电流方向与高温制冷时相反，接触散热器的一侧制冷，此时风扇不运行，接触箱体1的一侧发热，热量传导到铝箱和蓄冷液，在控制电路的温控程序调控下箱体1温度维持在设定温度范围。在因故障断电或无源运输时，无论外部环境温高于还是低于储藏温度，箱体1内的蓄冷液都可以吸收或释放一定的热量，令箱体1温度维持在设定值一定时间，保障转运的安全可靠。当箱内温度高于设定储存温度时半导体片对箱体1制冷，低于储存温度时半导体片对箱体1进行加热，有效平抑外部环境的高低温对箱内储存温度的影响。
如图3所示，进一步地，散热模块3通过固定座4连接在制冷模块2上；固定座4上设有供导冷件21和半导体制冷片22安装的贯通的第一安装口41；半导体制冷片22与导冷件21无间隙贴合并安装在第一安装口41中，且半导体制冷片22外周被固定座4封闭，以保证良好的冷量传递效果，减少冷量散失。固定座4大致呈中空筒状结构，其筒状部外设有连接部，该连接部与内胆 12侧壁面平行，且连接部上设有螺纹开孔，用于连接散热器和风扇。
进一步地，内胆12上设有第二安装口123，在第二安装口123中对应扣合有过渡导冷片6，制冷模块2通过过渡导冷片6固定在内胆12上，且通过过渡导冷片6将冷量传导至内胆12；导冷件21与过渡导冷片6可拆卸连接。具体的，过渡导冷片6与铝锭通过螺纹连接，过渡导冷片6上设有若干个螺纹孔位，用于连接铝锭，铝锭一端与半导体制冷片22无间隙贴合，铝锭外周被固定座4包覆，铝锭另一端通过螺钉固定在过渡导冷片6上；或者，铝锭直接贴合在过渡导冷片6进行冷量传递。
进一步地，在本实施例中，过渡导冷片6周向边缘向外延伸以形成限位部，过渡导冷片6从内胆12内侧安装于第二安装口123内并与第二安装口123周边的内胆12可拆卸连接，过渡导冷片6的限位部抵接在第二安装口123周边的内胆12壁面上。
再如图4所示，在一些实施例中，过渡导冷片6周向边缘与第二安装口 123周边卡接或过盈配合连接；第二安装口123的尺寸与过渡导冷片6的尺寸大小相当，通过卡接连接在第二安装口123中，或者第二安装口123的尺寸稍小于过渡导冷片6的尺寸，过渡导冷片6通过过盈配合连接在第二安装口123 中。在另一些实施例中，过渡导冷片6周向边缘与第二安装口123周边设有的凸沿贴合并通过连接件可拆卸连接，过渡导冷片6周向边缘与凸沿可通过螺钉连接固定。
进一步地，内胆12壁面上设有供测温模块52安装的安装孔124，测温模块52安装在安装孔124内。具体的，测温模块52包括热电偶，该安装孔124 设置在与第二安装口123对侧，用于放置热电偶对箱体1、蓄冷剂进行测温。
进一步地，控制机构5还包括显示模块53和/或报警模块，它们分别连接主控制器51；主控制器51控制将接收到的温度数据和/或警报信号通过显示模块53进行显示，和/或通过报警模块进行报警。测温模块52检测到的温度信号实时显示在箱体1外部的显示屏上，同时发送到主控制器51，在通电状态下主控制器51将执行内设的温控程序，控制半导体制冷模块2的通断以确保箱体1内部保持在预设的物品保存温度范围内；在断电状态下则执行超/低温报警、断电报警等功能。此外，在转运过程中，关于物品的温度、批次等信息将同步到冷链管理系统中，方便实现疫苗的检测、管理、追踪和调配。
进一步地，外壳11外至少一侧设置有防护罩13，散热模块3、主控制器 51设置在防护罩13与外壳11之间的空间内。为了提高散热效果，防护罩13 侧壁上设有若干个长条形开口，用于风扇通风散热。
进一步地，顶盖14上可设有嵌入式提手，方便拎起该冷藏转运箱；顶盖 14靠近侧边且位于散热模块3所在空间上方设有控制机构5的操作按钮，显示模块53的显示屏也设置在此处；顶盖14两侧上设有用于对箱体1进行密封的锁扣141，通过该锁扣141可将顶盖14扣合在箱体1外壳11上。
本发明的冷藏转运箱接电正常情况下，箱内通电稳定后储藏温度为 2～6℃；在断电一小时后，箱内温度约为：2～6℃；在断电两小时后，箱内温度约为：2～10℃；其双层中空导冷结构使箱体1的制冷效果和整体结构都得到了优化，与冰排方案相比，双层铝板的独特内胆12设计可以注入300ml蓄冷液，无需冰排及其支撑件，且避免了冰排外壳11接触热阻带来的冷量损耗，实现断电后，在32℃、-20℃负载下2h温度维持在2～10℃的冷藏保持低温效果。此外，结构上无需压缩机，极大地减少了转运重量，且没有振动和噪音，可使箱体1重量减轻200～500g，厚度上可减薄10～30mm。
本发明的冷藏转运箱在保持低温箱的基础上，其容积可设计，适合为生物样本、血液、医药等小物品运输。半导体制冷方式具有高度可靠性、快速制冷、寿命长、绿色环保等优点。此外，半导体制冷片22还具有精准控温的特点，其温度控制范围可低于0.1℃。
气温高时，在通电情况下使用半导体制冷的方式为箱内持续提供恒定的冷量，确箱内温度始终在合适的区间内。在外部气温过低的冬天，半导体片还能给箱体加热，储存温度始终可以得到维持，这是压缩机无法实现的。
相比于压缩式制冷机，半导体制冷方式占据的体积小得多，同时没有噪音和振动。用在箱体上，并不会大幅度降低箱体1的存储体积，也不会大幅度增加箱体的重量。半导体制冷器可以在220V或者12V的电压下工作，这可以很好地在常规电源和车载电源下使用。此外，转运箱的保持低温材料可以确保断电后，在一定的时间范围内依旧维持适宜的温度。
同时，在本发明中创新地设计了双层中空导冷结构，具体为双层铝合金内胆12结构，并在铝合金夹层中封装相变蓄冷剂。首先，铝合金具有极佳的导热系数，内胆12采用铝合金，可以很好地将半导体制冷器上产生的冷量传导至相变蓄冷剂，相变蓄冷剂的释冷也可以很好地传导至箱内。此外，蓄冷剂直接注入双层铝合金腔体内部，无需额外的蓄冷剂盒和导冷部件，减少了无效的重量和厚度。蓄冷剂充入铝合金夹层后，可以带来两方面的增益：一是有更多的空间预留给内胆12与外壳11间的隔热层100，增强保温效果；二是蓄冷剂的注入量不再受到冰排容量和数量的限制，只和预先设计的铝合金板内腔容积相关，因而可以增加蓄冷剂来延长转运箱的无源使用时长。
本发明的冷藏转运箱内设计安装了测温模块52，可以同时对箱体1内环节和蓄冷剂进行温度监控，实时调控半导体制冷器的工作方式。此外，测温模块52的数据可实时显示在转运箱外的显示屏上，并链接报警器。可以实现超/ 低温报警、传感器故障报警、断电报警等功能。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种冷藏转运箱，其特征在于，包括箱体(1)，所述箱体(1)包括顶盖(14)、外壳(11)和设置在所述外壳(11)内用于维持低温的内胆(12)，所述内胆(12)与所述外壳(11)之间设有用于维持温度和密封的隔热层(100)；所述内胆(12)的壁面为双层中空导冷结构，所述双层中空导冷结构内封装有蓄冷剂；
所述内胆(12)连接有用于实现主动制冷的制冷模块(2)，所述制冷模块(2)产生的冷量传导至所述内胆(12)及所述蓄冷剂蓄冷。
2.根据权利要求1所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述双层中空导冷结构包括封闭中空的金属壳(121)和蓄冷层(122)；所述中空夹层中封装有蓄冷剂以形成所述蓄冷层(122)。
3.根据权利要求1所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述制冷模块(2)包括导冷件(21)和半导体制冷片(22)，所述导冷件(21)第一端连接在所述内胆(12)上，所述导冷件(21)第二端与所述半导体制冷片(22)的制冷面连接，所述半导体制冷片(22)的发热面一侧连接有散热模块(3)。
4.根据权利要求3所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述散热模块(3)通过固定座(4)连接在所述制冷模块(2)上；所述固定座(4)上设有供所述导冷件(21)和所述半导体制冷片(22)安装的贯通的第一安装口(41)；所述半导体制冷片(22)与所述导冷件(21)无间隙贴合并安装在所述第一安装口(41)中，且半导体制冷片(22)外周被固定座(4)封闭。
5.根据权利要求4所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述内胆(12)上设有第二安装口，在第二安装口中对应扣合有过渡导冷片(6)，所述制冷模块(2)通过所述过渡导冷片(6)固定在所述内胆(12)上，且通过所述过渡导冷片(6)将冷量传导至所述内胆(12)；所述导冷件(21)与所述过渡导冷片(6)可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述过渡导冷片(6)周向边缘向外延伸以形成限位部，所述过渡导冷片(6)从所述内胆(12)内侧安装于所述第二安装口内并与所述第二安装口周边的内胆(12)可拆卸连接；
或者所述过渡导冷片(6)周向边缘与所述第二安装口周边卡接或过盈配合连接；
或者所述过渡导冷片(6)周向边缘与所述第二安装口周边设有的凸沿贴合并通过连接件可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述冷藏转运箱还包括控制机构(5)，所述控制机构(5)包括主控制器(51)和测温模块(52)，所述主控制器(51)接收所述测温模块(52)的温度数据并根据所述数据进行控制所述制冷模块(2)工作。
8.根据权利要求7所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述内胆(12)壁面上设有供所述测温模块(52)安装的安装孔(124)，所述测温模块(52)安装在所述安装孔(124)内。
9.根据权利要求7所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述控制机构(5)还包括显示模块(53)和/或报警模块，所述显示模块(53)和/或报警模块分别连接所述主控制器(51)；所述主控制器(51)控制将接收到的温度数据和/或警报信号通过所述显示模块(53)进行显示，和/或通过所述报警模块进行报警。
10.根据权利要求3-6任意一项所述的冷藏转运箱，其特征在于，所述外壳(11)外至少一侧设置有防护罩(13)，所述防护罩(13)与所述外壳(11)之间的空间设置所述散热模块(3)。
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