CN1836137A - 隔热的运输容器 - Google Patents

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Abstract

一种运输容器，更具体地为隔热的运输容器，其用于以预定的关系保持对温度敏感的货物和冷却剂，从而能在延长的时间内维持冷却或冷冻状态。这类容器可由硬质聚氨酯泡沫或其它材料模制而成，从而用于运输或运送需要保持在2℃至8℃或冷冻下的诸如生物制品等的类似货物。本文显示并介绍了其详细的结构。

Description

隔热的运输容器
本申请是常规实用申请，要求享有于2003年7月7日提交的美国临时专利申请No.60/485484的优先权，其说明书通过引用结合于本文中。
发明领域
本发明涉及运输容器，更具体地涉及隔热的运输容器，其用于以预定的关系保持对温度敏感的货物和冷却剂，从而能在延长的时间内维持冷却或冷冻状态。例如，这类容器可由硬质聚氨酯泡沫或其它材料模制而成，用于运输或运送需要保持在2℃-8℃或冷冻状态下的诸如生物制品的货物和类似货物。
发明背景
目前已经研制出各种运输容器，其包括其中具有隔热材料的传统纸板箱，其可形成为所需的形状，或者包括面板等。冷却剂如密封的冰、凝胶体或松散的干冰等通常放置在内腔中的货物附近，以便在运输期间冷冻货物。
对于运输尤其对温度敏感的货物如某些医学或药物货物来说，由于其优越的热学特性而通常使用硬质聚氨酯容器。传统的隔热运输容器具有许多问题，尤其是在延长的时间内运输对温度敏感的货物时，例如当在国际间运输货物时。这些容器尤其是模块化衬板系统通常在隔热材料中包括许多接缝，空气可能通过这些接缝进入并加热纸板箱的内腔。另外，内腔通常包括货物和冷却剂周围的空气空间，其会促进而不是控制对流，在隔热材料包括漏缝时尤其如此。遗憾的是，这样会产生温度梯度或区域。这些条件会加速冷却剂的融化，因而缩短了容器保持冷却状态的时间。另外，盖子可由不同的材料如聚酯泡沫构成，其具有明显低于本体自身的热阻，并因而降低了容器的性能。
此外，货物和冷却剂通常一起放置在纸板箱的内腔内，这可能具有负面影响。当运输某些货物时，可能需要冷却而非冷冻货物。将冷却剂如松散的干冰块放在内腔内而靠在货物上会无意中冷冻并损坏了货物。即使保持远离货物，冷却剂也可能会在运输期间移动而无意中接触到货物，在冷却剂融化且尺寸缩小时尤其如此。另外，融化的冷却剂可能从其容器中泄漏出来，可能弄脏内腔或甚至污染所运输的货物。
在过去已经研发出某些解决前述问题的合适方法，例如美国专利No.5924302中所显示并介绍的方法。然而，仍然存在着对尤其用于长时间运输大量货物的容器的需求。
发明概要
本发明的概念涉及新颖的改进容器，其用于在延长的时间内在冷却和/或冷冻状态下运输对温度敏感的货物。
根据本发明，本文显示并介绍了几个例如由硬质聚氨酯泡沫构成的容器的实施例，其尤其用于小型和大型运输如通过空运，包括通过LD3集装箱。重要的是，根据本发明的容器基本上包括优选带有用于固定货物的托盘的底部、四个侧部和盖子，并且优选带有冷却剂托盘。此外，底部、侧部和盖子设计成是互锁的(侧部和底座优选是滑动式锁定的，或者带有榫槽，这与并不锁定在一起或“夹紧”在一起的典型45°角部结构不同)，从而减少热对流。另外，不同于使用尤其是在空运环境中可能会引起白蚁问题的木材，优选对硬质聚氨酯泡沫进行模制以形成容器的底部，并使其具有“垫板”槽。冷却剂托盘优选是滑入式托盘，其包含有合适的冷却剂如干冰或凝胶体，并且优选由硬质聚氨酯泡沫制成，以保持冷却剂不与货物直接接触。另外，可将容器的内壁和底部构造成提供对流设计，以便在货物舱室内形成受控的气流，这种气流可降低货物舱室内的温度梯度，从而在运输生物制品和其它货物时提供更好的均匀温度控制。
这样，根据本发明的概念，容器尤其是大型容器可具有夹紧壁，以降低外部环境和内部环境之间的热对流。滑动式冷却剂托盘可采用任何形式和/或形状，并用于调节冷却剂和货物之间的温度。侧部的内壁、底部和顶部优选设计成可提供对流，从而在货物舱室内创造受控的气流，以便控制和降低货物舱室内的温度梯度，从而在运输生物制品和其它货物时提供更好的控制。例如，壁、底部和/或顶部具有模制在其内的某些形状如凹槽和/或突起以提供对流，并因此提供围绕着货物负荷的冷却剂气流。另外，侧壁可具有诸如V形或U形或其一些变型的形状，以便在两个侧部上提供“对流壁”，并在其它两个侧部上提供冷却剂。此外，冷却剂托盘可包括模制在托盘内的中央柱体，从而保持控制在货物负荷中心的冷却剂的冷却效果。这样，根据本发明的容器通过由侧部、凹槽等设计的预定设计气流而提供了热对流的控制，从而最大限度地降低了货物负荷中的温度梯度，并试图在货物负荷的边角、中间以及全部区域内维持相同的温度。侧部和底座之间的夹紧连接有助于控制从容器外部至内部的热传导和对流。底座设计成可保持货物负荷偏离容器的实际底部，并设有空气通道以允许内部空气在负荷的四周循环。用于大型容器的底座优选设计成可运输垫板式的货物，例如生物制品。
附图说明
图1是根据本发明的大型隔热容器的视图；
图2是图1所示容器的分解视图；
图3a是部分装配的图1所示容器的分解视图，图3b-3d是其部件的详图；
图4是显示了容器的敞开顶部以及具有传导阻滞件和凝胶体的冷却剂托盘的视图；
图5a至5e进一步显示了类似于图1的容器装配，其用于将容器装配在低温柜的周围；
图6a至6c显示了具有一对V形侧部和凹槽的备选容器，其可促进处在放置于容器中间的货物负荷四周的冷空气的循环；和
图7是另一实施例的透视图。
本发明的详细介绍
现在来看附图，图1显示了根据本发明的隔热容器10的一个实施例。其优选由水基硬质聚氨酯泡沫构造而成，并且包括侧部12，正面部和背面部13、底部14和盖子或顶部15，所有这些都带有易于存储和装配并可减少对流的互锁设计。
来看图2的分解视图，通过使用上部冰托盘16来为容器中的货物负荷18保持必需的冷却剂17，就可维持例如0℃至10℃的温度范围。托盘16优选能在货物18的上方滑动。可设置带有竖直侧部20a的内部货物托盘20，用于将货物负荷18的下部与底部或底座14隔离开，并降低容器中的温度梯度。容器的底部14可包括模制在其底部内的叉车用凹槽，这样就不需要单独的木制垫板。不需要使用木制垫板和其它木制部件是所希望的，因为这涉及到空运或其它运输中的白蚁问题。图1所示容器可具有任何所需的尺寸，并可加工成适合标准的LD3集装箱，以便优化有效负荷。
现在来看该容器10的特殊的互锁结构，图2和3a-3d尤其显示了侧部、背面部、正面部、顶部和底部的互锁结构。侧部12具有位于其顶端的凸榫12a、位于内部的外边缘处的垂直狭长槽口12b，以及如优选在图2和3a-3b中所示的位于底部的槽口12c。另一方面，如优选在图2中所示，背面部和正面部具有上、下凸榫13a和侧凸榫13b。通过使背面部和正面部的凸榫13b滑入到侧部12的相应狭长槽口12b中，就可将背面部和正面部13与侧部12装配起来。这可允许以简单的方式使背面部和正面部13滑入到侧部12的槽口12b中，从而提供一种非常紧密且刚性的正面、背面和侧部的结构，在图3a中显示了互锁在一起的其中三个部件(未加上正面部)。底部14具有用于容纳正面部和背面部13的下凸榫13a的狭长槽口14a，还具有用于与侧部12的底部槽口12c相配合的狭长凸榫14b。盖子或顶部15具有狭长槽口15a(见图3d)，其用于容纳侧部12的凸榫12a以及背面部和正面部13的凸榫13a。这种榫槽结构对于提供“夹紧壁”以降低容器10的外部环境和内部环境之间的热对流来说尤其重要。它们提供了四个侧部与底座和盖子的确定互锁关系以实现该目的。
冷却剂17不能与货物负荷18直接接触是很重要的。滑动式冷却剂托盘16提供了这种隔离或缓冲作用，而侧部中的凹槽12d以及背面部和正面部13中的凹槽13d通过热对流提供了在侧部凹槽中环绕货物负荷的预设计的向下气流，从而最大限度地降低了货物负荷中的温度梯度。关于这一点，冷却剂托盘16中的类似凹槽16b会起协同作用。同样，如果需要的话，可在底座14或货物托盘20中提供类似的凹槽。
重要的是，优选在滑动托盘16的中心提供柱体16a，其如优选在图2和4中所示地垂直向上延伸，并且从热传导的观点来看，尤其重要的是降低冷却剂至货物负荷18中心的向下传导，这种情况发生在将冷却剂17置于柱体16a的位置中时。已经发现，在没有柱体16a的条件下，货物负荷18的中心变得太冷，而这种泡沫柱体16a可减缓负荷的通常非常冷的中心部分的温度，从而有助于维持货物的温度并使之均匀化。在干冰托盘16中优选设有隔离件16c，以便有助于将冰袋17固定在合适的位置。此外，这些隔离件16c可具有贯通孔，从而可使气流在冰袋17中自由流动。这种设计和构造提高了冰袋的热效率。
图5a至5e显示了由底座42开始的备选容器的装配，货物罐40如图5a所示地加载在底座42上。四个内壁46插入到底座42中，之后将侧部阴式外壁48a插入到底座中(图5b)，随后插入一对阳式外壁48b(图5c)。如先前附图中所示，外壁、底座和顶部可具有榫槽结构。内壁46和外壁48之间的间隙44填充有干冰丸(未示出)。还可使用类似于上面所讨论的榫槽结构。之后，将例如四英寸厚的冲切泡沫垫50插入到货物腔的外壁48中(图5d)，以降低较高货物“倾斜”和翻倒的倾向，随后加上贴切配合的盖子52(图5e)。这样构成的容器优选插入到瓦愣纸盒中，并用胶带封闭。
现在来看图6a至6c，其同样显示了硬质聚氨酯泡沫的另一容器实施例，并且该容器设计成可在货物舱室内产生气流，用于降低货物舱室内的温度梯度，从而在运输生物制品时提供更好的控制。如图6所示，这个实施例包括右侧和左侧80以及正面和背面82，还有底座或底部83。这一容器设计中尤其重要的是左、右内壁86，在该实施例中它们为V形，但也可以是U形、沟槽形或另一合适的弯曲结构。其目的是在这些内侧壁86和一堆货物(未示出)之间提供空气空间，其中这些货物放在形成于内壁86和竖直隔墙88之间的空腔内，隔墙88产生了气流。正面和背面壁82的内侧与隔墙88的外侧形成了用于通常是凝胶体的冷却剂的冷却剂空腔90。隔墙88可如图所示地间隔开，或者各隔墙可以是实心壁。底座83具有凸起区域84a，在区域84a之间形成了凹槽84b，从而在底部处提供了一些空气空间。V形内壁86、底部中的凹槽84b以及根据需要而设在盖子中的类似凹槽(未示出)允许冷却空气通过对流而在货物舱室92中流动。如同其它实施例中一样，图6所示的容器优选由硬质聚氨酯泡沫制成。
图6a所示的实施例具有相对较大的货物舱室92，而图6b所示的实施例具有较小的货物舱室92a，但V形壁和凹槽结构是相似的。它具有类似图6a中的可形成凹槽84b的凸起区域84a，图6c的实施例类似于图6a，但还包括有滑入式货物托盘96。如果需要的话，图6所示的实施例可使用带有榫槽的壁、底座和顶部。
图7显示了尤其用于顶部具有盖子的货物容器的另一实施例。整个容器100类似于其它实施例，并包括下部衬垫102和盖子106。泡沫的冰托盘104构造成可装配在货物容器的盖子上，以提供恒定的隔热层。位于竖直中心部分104c两侧的侧部区域104a和104b形成了用于冷却剂(未示出)的托盘。托盘104还包括用于改善空气流动的凹口104d。托盘104是类似于图4中的部件16a的传导阻滞件，用于控制中心区域的温度。壁、底座和顶部也可以是榫槽结构。
因此，在上文中已经介绍了一种改进的运输容器，其用于在延长的时间内将包含在其中的货物保持在冷却或冷冻状态。尤其重要的特征是滑入式冰托盘16(用于冷却剂17)，一旦将货物18放置在容器中即可将冰托盘16滑动到容器内。另一尤其重要的特征是用于控制外部环境和内部环境之间的热对流的互锁的壁、盖子和底座。还有一个重要的特征是遍及容器中的各种位置处的预设计的形状、凹腔和通道，其利用热对流来使能量在容器中更均匀地移动和扩散。该特征最大限度地释放冷却剂的能量，并且降低了容器内部环境中的温度梯度。此外，通过在容器中设置可减少温度穴的预模制的传导阻滞件，就可保护容器中的特定位置尤其是中心免于与冷却剂直接接触。在冷却源的能量到达货物负荷之前，该阻滞件使用热传导特性来消耗冷却源的能量。阻滞件的预模制形状和尺寸可设计成只允许所需量的能量通过，同时在整个运输期间保持稳定和恒定。
在参考本说明书、附图以及权利要求书之后，本领域的技术人员可以清楚题述发明的各种变化、改型、变型以及其它用途和应用。所有这些不脱离本发明精神和范围内的变化、改型、变型以及其它用途和应用都将被覆盖在内，并只受限于下述权利要求。

Claims (31)

1.一种用于以预定的关系保持对温度敏感的货物和冷却剂，从而在延长的时间内维持冷却或冷冻状态的运输容器，包括：
具有底座、四壁和顶部的容器，所述底座能够支撑对温度敏感的货物，和
设置在所述容器内、位于所述货物的上方并可在其上接受冷却剂包囊的可动冷却剂托盘。
2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述四壁互锁在一起，并还与所述底座及顶部互锁在一起。
3.根据权利要求2所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部通过榫槽构造互锁在一起。
4.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，一个或多个内表面包括凹槽和/或突起，以便通过热对流来在其中提供围绕着所述货物的预设计气流，从而最大限度地降低所述货物负荷中的温度梯度。
5.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述冷却剂托盘包括位于中央的预模制的传导阻滞件。
6.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部由硬质聚氨酯泡沫模制而成。
7.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器还包括在所述容器内隔开并围绕着所述货物的四个内壁，其提供了位于所述容器壁和这些内壁之间的空气空间。
8.一种用于以预定的关系保持对温度敏感的货物和冷却剂，从而在延长的时间内维持冷却或冷冻状态的运输容器，包括：
具有底座、四壁和顶部的容器，所述底座能够支撑对温度敏感的货物，和
所述四壁互锁在一起，并还与所述底座及顶部互锁在一起。
9.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部通过榫槽构造而互锁在一起。
10.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，所述容器包括设置在所述容器内、位于所述货物的上方并可在其上接受冷却剂包囊的可动冷却剂托盘。
11.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，一个或多个内表面包括凹槽和/或突起，以便通过热对流来在其中提供围绕着所述货物的预设计气流，从而最大限度地降低所述货物负荷中的温度梯度。
12.根据权利要求10所述的容器，其特征在于，所述冷却剂托盘包括位于中央的预模制的传导阻滞件。
13.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部由硬质聚氨酯泡沫模制而成。
14.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，所述容器还包括在所述容器内隔开并围绕着所述货物的四个内壁，其提供了位于所述容器壁和这些内壁之间的空气空间。
15.一种用于以预定的关系保持对温度敏感的货物和冷却剂，从而在延长的时间内维持冷却或冷冻状态的运输容器，包括：
具有底座、四壁和顶部的容器，所述底座能够支撑对温度敏感的货物，和
一个或多个内表面包括凹槽和/或突起，以便通过热对流来在其中提供围绕着所述货物的预设计气流，从而最大限度地降低所述货物负荷中的温度梯度。
16.根据权利要求15所述的容器，其特征在于，所述四壁互锁在一起，并还与所述底座及顶部互锁在一起。
17.根据权利要求16所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部通过榫槽构造而互锁在一起。
18.根据权利要求15所述的容器，其特征在于，所述容器包括设置在所述容器内、位于所述货物的上方并可在其上接受冷却剂包囊的可动冷却剂托盘。
19.根据权利要求18所述的容器，其特征在于，所述冷却剂托盘包括位于中央的预模制的传导阻滞件。
20.根据权利要求15所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部由硬质聚氨酯泡沫模制而成。
21.根据权利要求15所述的容器，其特征在于，所述容器还包括在所述容器内隔开并围绕着所述货物的四个内壁，其提供了位于所述容器壁和这些内壁之间的空气空间。
22.一种用于以预定的关系保持对温度敏感的货物和冷却剂，从而在延长的时间内维持冷却或冷冻状态的运输容器，包括：
具有底座、四壁和顶部的容器，所述底座能够支撑对温度敏感的货物，和
用于控制所述容器的中心区域温度的位于中央的模制的传导阻滞件。
23.根据权利要求22所述的容器，其特征在于，所述四壁通过榫槽构造而互锁在一起，并还与所述底部及顶部互锁在一起。
24.根据权利要求22所述的容器，其特征在于，所述容器包括设置在所述容器内、位于所述货物的上方并可在其上接受冷却剂包囊的可动冷却剂托盘。
25.根据权利要求22所述的容器，其特征在于，一个或多个内表面包括凹槽和/或突起，以便通过热对流来在其中提供围绕着所述货物的预设计气流，从而最大限度地降低所述货物负荷中的温度梯度。
26.根据权利要求22所述的容器，其特征在于，所述壁、底部和顶部由硬质聚氨酯泡沫模制而成。
27.根据权利要求22所述的容器，其特征在于，所述容器还包括在所述容器内隔开并围绕着所述货物的四个内壁，其提供了位于所述容器壁和这些内壁之间的空气空间。
28.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，两个相对的壁具有“V”形的内部形状，以促进所述容器内和所述货物周围的热对流。
29.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，两个相对的壁具有“V”形、“U”形或相似的内部形状，以促进所述容器内和所述货物周围的热对流。
30.根据权利要求15所述的容器，其特征在于，两个相对的壁具有“V”形、“U”形或相似的内部形状，以促进所述容器内和所述货物周围的热对流。
31.根据权利要求22所述的容器，其特征在于，两个相对的壁具有“V”形、“U”形或相似的内部形状，以促进所述容器内和所述货物周围的热对流。
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