PL220648B1

PL220648B1 - System for obtaining low temperatures in isothermal containers for the transport of food products

Info

Publication number: PL220648B1
Application number: PL394550A
Authority: PL
Inventors: Peter Dyckmans; Rik Timmermans; Jan Vansant; Eryk Remiezowicz
Original assignee: Acp Polska Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2015-11-30
Also published as: PL394550A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest system uzyskiwania niskich temperatur w izotermicznych kontenerach do przewozu towarów żywnościowych, zawierających szuflady, w której umieszczany jest stały dwutlenek węgla celem utrzymywania niskich temperatur.The subject of the invention is a system for obtaining low temperatures in isothermal containers for the transport of food goods, containing drawers into which solid carbon dioxide is placed to keep the temperatures low.

Stan technikiState of the art

Warunkiem zachowania wysokiej jakości wielu produktów, szczególnie żywności, jest zachowanie ciągłości łańcucha chłodniczego, tj. utrzymanie podczas transportu i przechowywania produktu właściwego dla niego zakresu temperatury. Zachowanie ciągłości łańcucha chłodniczego osiąga się obecnie na wiele sposobów, np. poprzez zastosowanie ciężarówek-chłodni, płyt eutektycznych i systemów bazujących na stałym CO2 (znanym również jako suchy lód). Zalety suchego lodu to: znaczne ciepło sublimacji, niska temperatura sublimacji, brak pozostałości, bakteriostatyczny efekt gazowego dwutlenku węgla powstającego podczas sublimacji i łatwy dostęp do produktu na rynku. Jednak personel posługujący się suchym lodem musi być bardzo dobrze przeszkolony i wykonywać swoje zadania z wyjątkową starannością. Dlatego powstałe systemy, w których suchy lód produkuje się w procesie rozprężania ciekłego CO2 bezpośrednio w szufladach umieszczonych w kontenerach izotermicznych.The condition for maintaining the high quality of many products, especially food, is maintaining the continuity of the cold chain, i.e. maintaining the appropriate temperature range during transport and storage. Cold chain continuity is now achieved in a number of ways, such as refrigerated trucks, eutectic plates and solid CO2 (also known as dry ice) systems. The advantages of dry ice are: considerable heat of sublimation, low sublimation temperature, no residue, bacteriostatic effect of carbon dioxide gas generated during sublimation and easy access to the product on the market. However, personnel handling dry ice must be very well trained and carry out their tasks with extreme care. That is why the resulting systems, in which dry ice is produced in the process of expanding liquid CO2 directly in drawers placed in isothermal containers.

Ciekły dwutlenek węgla nie występuje w ciśnieniu niższym niż ciśnienie punktu potrójnego, które wynosi 5.17 bar. Jeżeli ciekły dwutlenek węgla zostanie wtryśnięty do zamkniętej przestrzeni, w której panuje ciśnienie atmosferyczne, następuje gwałtowne rozprężenie, w wyniku którego ok. 47% cieczy zamienia się w ciało stałe, podczas gdy reszta przechodzi w stan gazowy. Stały CO2 zawiera ok. 85% całkowitej zdolności do pochłaniania ciepła zawartej w cieczy wprowadzonej do zamkniętej przestrzeni. Jeżeli rzeczona zamknięta przestrzeń jest szufladą znajdującą się w kontenerze izotermicznym, stały CO2 może zostać wykorzystany do utrzymywania wymaganego przez produkt zakresu temperatur w kontenerze przez zadany okres.Liquid carbon dioxide is not present at a pressure lower than the triple point pressure, which is 5.17 bar. When liquid carbon dioxide is injected into a confined space with atmospheric pressure, it expands rapidly, turning about 47% of the liquid to solid, while the rest to a gas. Solid CO2 contains approximately 85% of the total heat absorption capacity of the liquid introduced into the confined space. If the enclosed space is a drawer within an isothermal container, the solid CO2 can be used to maintain the temperature range required by the product in the container for a predetermined period of time.

Dla wielu produktów konieczne jest utrzymywanie temperatury w wąskim, ściśle zdefiniowanym zakresie. Niektóre zalecane temperatury transportu podano poniżej:For many products, it is necessary to keep the temperature within a narrow, well-defined range. Some recommended transport temperatures are given below:

Produkt Product Temperatura Temperature Świeże ryby Fresh fish + 2°C + 2 ° C Mięso zapakowane Meat packed + 3°C + 3 ° C Chłodzony drób Chilled poultry + 4°C + 4 ° C Mięso mrożone Frozen meat - 10°C - 10 ° C Mrożony drób i przetwory z jaj Frozen poultry and egg products - 12°C - 12 ° C Mrożone ryby i potrawy gotowe Frozen fish and ready meals - 18°C - 18 ° C Lody Ice cream - 25°C - 25 ° C

Zarówno zbyt wysoka jak i zbyt niska temperatura wpływa negatywnie na jakość transportowanego produktu. Dlatego stosowane obecnie szuflady są konstruowane tak, aby umożliwić wybór właściwego zakresu temperatur w kontenerze.Both too high and too low temperatures have a negative effect on the quality of the transported product. Therefore, the currently used drawers are designed to allow the selection of the correct temperature range in the container.

Przykład takiego rozwiązania podano w patencie EP 0823600. Szuflada jest tam zaopatrzona w górną i dolną pokrywę o innych właściwościach transportu ciepła. Szuflada jest również wyposażona w dwa zestawy prowadnic. Jeżeli w kontenerze należy utrzymywać temperaturę w zakresie właściwym dla produktów mrożonych (ok. -18°C), do mocowania szuflady stosowany jest pierwszy zestaw prowadnic, dzięki czemu do wnętrza kontenera skierowana jest ta z pokryw, która ma lepsze właściwości transportu ciepła. Jeżeli w kontenerze należy utrzymywać temperaturę w zakresie właściwym dla produktów chłodzonych (0-4°C), szuflada jest obracana i mocowana za pomocą drugiego zestawu prowadnic, dzięki czemu do wnętrza kontenera skierowana jest ta z pokryw, która ma gorsze właściwości transportu ciepła. To rozwiązanie wymaga dodatkowej obsługi i posługiwania się ciężkimi obiektami.An example of such a solution is given in patent EP 0823600. The drawer is provided there with an upper and a lower cover with different heat transport properties. The drawer is also equipped with two sets of guides. If the temperature in the container is to be kept within the range appropriate for frozen products (approx. -18 ° C), the first set of guides is used to fasten the drawer, thanks to which the lid with better heat transport properties is directed to the inside of the container. If the temperature in the container is to be kept within the range appropriate for refrigerated products (0-4 ° C), the drawer is rotated and fastened with a second set of rails, so that the lid with the worse heat transport properties is directed towards the inside of the container. This solution requires additional maintenance and the use of heavy objects.

W patencie EP 1408295 ilość ciepła pochłanianego przez dwutlenek węgla jest kontrolowana poprzez dobór ilości i rozmiaru granulek stałego CO2 wprowadzanych do szuflady. Rozwiązanie to wymusza na użytkowniku wymianę wszystkich kontenerów i montaż całkowicie nowego i skomplikowanego systemu załadunku.In patent EP 1408295, the amount of heat absorbed by carbon dioxide is controlled by selecting the amount and size of solid CO2 granules introduced into the drawer. This solution forces the user to replace all containers and install a completely new and complicated loading system.

PL 220 648 B1PL 220 648 B1

W patencie EP 0863374 ilość ciepła pochłanianego przez stały dwutlenek węgla jest kontrolowana za pomocą płyty izolującej umieszczonej pod szufladą. Część płyty izolującej jest ruchoma. W zależności od wymaganej w kontenerze temperatury, płyta jest przesuwana, co odsłania część dna szuflady. Problemem jest niedokładność takiej metody oraz problemy wynikające z ruchu płyty izolującej w trakcie transportu. Dowolny ruch płyty wywołany przewożeniem kontenera stanowi zagrożenie dla jakości przewożonych produktów. Praktycznie uniemożliwia to kontrolę zachowania łańcucha chłodniczego.In patent EP 0863374 the amount of heat absorbed by solid carbon dioxide is controlled by an insulating plate placed under the drawer. Part of the insulating board is movable. Depending on the temperature required in the container, the plate is moved, revealing a part of the bottom of the drawer. The problem is the inaccuracy of the method and problems due to the movement of the insulating board during transport. Any movement of the plate caused by transporting the container poses a threat to the quality of the transported products. This makes it practically impossible to control the behavior of the cold chain.

W patencie FR 2839774 przedstawiono szufladę składającą się z dwóch komór do przechowywania stałego dwutlenku węgla. Jedna z komór wyposażona jest w dno z materiału izolującego cieplnie, podczas gdy druga ma dno z materiału dobrze przewodzącego ciepło. Każda z komór podzielona jest na część przednią i tylnią, gdzie części przednie mają lepszą przewodność cieplną. Podobne rozwiązanie stosowane jest w przemyśle, wymaga jednak masywnego modułu napełniającego, którego obsługa jest trudna. Szuflady takie wyposażone są w dwa otwory do wtrysku ciekłego CO2, co zmniejsza bezpieczeństwo operatorów szuflady. Problemem może być równie dno z materiału dobrze przewodzącego ciepło, ponieważ może ono powodować utratę jakości towarów wystawionych na działanie stałego dwutlenku węgla.Patent FR 2839774 shows a drawer consisting of two chambers for storing solid carbon dioxide. One of the chambers has a bottom made of thermally insulating material, while the other has a bottom made of a material that conducts heat well. Each of the chambers is divided into a front part and a rear part, where the front parts have better thermal conductivity. A similar solution is used in industry, but requires a massive filling module, which is difficult to handle. Such drawers are equipped with two holes for liquid CO2 injection, which reduces the safety of the drawer operators. A well-conductive material bottom can also be a problem, as it can cause loss of quality in goods exposed to solid carbon dioxide.

W patencie US 61314040 temperatura w kontenerze utrzymywana jest za pomocą stałego dwutlenku węgla oddzielonego od towarów płytą z materiału izolującego cieplnie. Pomiędzy towarami a stałym CO2 można umieszczać płyty o różnych właściwościach izolujących, osiągając różne temperatury wewnątrz kontenera. Rozwiązanie takie jest niestety podatne na błędy, stawia dodatkowe wymagania wobec siły roboczej i wymusza zmiany konstrukcji kontenera.In patent US 61314040 the temperature in the container is kept by means of solid carbon dioxide separated from the goods by a plate of heat insulating material. Plates with different insulating properties can be placed between the goods and the solid CO2, reaching different temperatures inside the container. Unfortunately, such a solution is error-prone, places additional demands on the workforce and forces changes to the container structure.

Jak widać z powyższych przykładów, dla obecnych systemów typowe jest umożliwianie wyboru pomiędzy zakresami temperatur dla produktów mrożonych (ok. -18°C) i chłodzonych (0-4°C). Rozwiązanie umożliwiające stosowanie większej ilości zakresów temperatur byłoby korzystne nie tylko ze względu na jakość przewożonych towarów, ale również ze względu na oszczędności wynikające ze zmniejszenia ilości stosowanego CO2.As can be seen from the examples above, it is typical for current systems to allow a choice between temperature ranges for frozen (approx. -18 ° C) and chilled (0-4 ° C) products. A solution enabling the use of more temperature ranges would be beneficial not only in terms of the quality of the goods transported, but also in terms of savings resulting from the reduction of the amount of CO2 used.

Należy jedna szukać rozwiązań, które nie będą zwiększały wymagań stawianych pracownikom. Proces ładowania szuflady musi być krótki i nie powinien łączyć się z wykonywaniem dodatkowych czynności, niezależnie od wymaganego zakresu temperatur. Jak najwięcej czynności winno być zautomatyzowanych.One should look for solutions that will not increase the requirements for employees. The drawer loading process must be short and should not involve additional activities, regardless of the temperature range required. As many activities as possible should be automated.

Wadą niektórych systemów jest dno szuflady wykonane z materiału dobrze przewodzącego ciepło. Materiał taki natychmiast przejmuje temperaturę stałego dwutlenku węgla, co z kolei powoduje gwałtowny spadek temperatury produktów umieszczonych w górnej części kontenera, co może prowadzić do utraty jakości.The disadvantage of some systems is the bottom of the drawer made of a material that conducts heat well. Such material immediately takes the temperature of solid carbon dioxide, which in turn causes a sharp drop in the temperature of the products placed at the top of the container, which can lead to a loss of quality.

Inną niekorzystną cechą dzisiejszych szuflad jest ich ścisłe związanie z jednym typem kontenera, co czasem stwarza problemy w funkcjonowaniu centrów dystrybucji. Na skutek fuzji z innymi przedsiębiorstwami, firmy często dysponują kilkoma typami kontenerów. Wymiana wszystkich celem dopasowania się do szuflady do CO2 jest znaczącym kosztem, którego należy starać się uniknąć.Another disadvantage of today's drawers is that they are tightly bound to one type of container, which sometimes creates problems for the operation of distribution centers. As a result of mergers with other companies, companies often have several types of containers at their disposal. Replacing all of them to fit into the CO2 drawer is a significant cost that should be avoided.

Ważnym wskaźnikiem dla centrum dystrybucyjnego jest łatwość obsługi urządzeń. Bardzo ważne jest również bezpieczeństwo operatorów, co wymusza zaprojektowanie bezpiecznego systemu ładowania, którego działanie jest w maksymalnym stopniu niezależne od działań operatorów.An important indicator for a distribution center is the ease of use of the devices. The safety of operators is also very important, which forces the design of a safe charging system, the operation of which is to a maximum extent independent of the actions of operators.

Istotną wadą procesu rozprężania jest odparowanie połowy ciekłego CO2 wprowadzanego do szuflady. Gaz ten zazwyczaj jest bezpowrotnie tracony. O ile w niektórych patentach twierdzi się, że zdolność pochłaniania ciepła przez gazowy dwutlenek węgla zostaje wykorzystana, to sam gaz jest emitowany do atmosfery, co ma negatywne skutki ekonomiczne i środowiskowe. Na rynku dostępne są urządzenia do skraplania gazowego dwutlenku węgla, nie są one jednak sprzężone z istniejącymi systemami do wtrysku CO2, ponieważ odzyskany z procesu rozprężania gaz nie spełnia wymagań jakościowych procesu skraplania.A significant drawback of the expansion process is the evaporation of half of the liquid CO2 entering the drawer. This gas is usually lost irretrievably. While some patents claim that the heat-absorbing capacity of the carbon dioxide gas is exploited, the gas itself is emitted into the atmosphere with negative economic and environmental effects. There are devices for liquefying carbon dioxide gas available on the market, but they are not coupled with existing CO2 injection systems, because the gas recovered from the expansion process does not meet the quality requirements of the liquefaction process.

Celem niniejszego wynalazku jest stworzenie systemu uzyskiwania niskich temperatur w izotermicznych kontenerach do przewozu towarów żywnościowych rozwiązującego przedstawione powyżej problemy dzięki:The aim of the present invention is to create a system for obtaining low temperatures in isothermal containers for the transport of food goods that solves the above-mentioned problems by:

• Zastosowaniu tylko jednego otworu do wtrysku ciekłego CO₂ na potrzeby osiągania różnych zakresów temperatur, • Możliwości zastosowania w kontenerze kilku różnych zakresów temperatur, • Przeniesieniu wyboru zakresu temperatur do osiągnięcia w kontenerze na elektroniczne systemy kontroli i sterowania,• Using only one hole for liquid CO ₂ injection to achieve different temperature ranges, • Possibility of using several different temperature ranges in the container, • Transferring the selection of the temperature range to be achieved in the container to electronic control and control systems,

PL 220 648 B1 • Umieszczeniu wylotu ciekłego CO₂ pod kątem do osi końcówki pistoletu, • Zapobieganiu nadmiernie niskim temperaturom w kontenerze, • Możliwości stosowania szuflad w różnych typach kontenerów, • Zastosowaniu specjalnego połączenia pomiędzy otworem do wtrysku ciekłego CO2 i wylotem gazowego CO2 z procesu dekompresji, które sprawdza, czy system jest prawidłowo obsługiwany, zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo operatorów, • Umożliwieniu skraplania gazowego CO2 powstającego podczas rozprężenia ciekłego CO2 dzięki uszczelnieniu połączenia między szufladą a głowicą ssącą.PL 220 648 B1 • Placing the liquid CO ₂ outlet at an angle to the axis of the gun tip, • Preventing excessively low temperatures in the container, • Possibility of using drawers in various types of containers, • Using a special connection between the liquid CO2 injection hole and the CO2 gas outlet from the process decompression, which checks that the system is properly operated, thus increasing operator safety, • Allowing the gaseous CO2 generated during the expansion of liquid CO2 to condense by sealing the connection between the drawer and the suction head.

Istotne cechy wynalazkuImportant features of the invention

Przedstawione powyżej cele osiągnięto za pomocą systemu, będącego przedmiotem niniejszego wynalazku, który głównie charakteryzuje się tym, że szuflada chłodnicza zawiera co najmniej dwie komory chłodnicze dla różnych zakresów temperatur i ma jeden otwór do wtrysku płynnego CO2 i jeden otwór do odbioru gazowego CO2, przy czym wtrysk następuje za pomocą pistoletu załadowczego, a szuflada chłodnicza zawiera wymienne elementy, umożliwiające jej instalowanie w różnych typach izotermicznych kontenerach, przy czym pistolet załadowczy ma budowę umożliwiającą jednoczesne bądź oddzielne napełniania ciekłym CO2 obu komór szuflady chłodniczej i jest ste rowany automatycznie na podstawie uzyskanych danych z nadajnika elektronicznego umieszczonego w izotermicznym kontenerze.The above-mentioned objects are achieved with the system, which is the subject of the present invention, which is mainly characterized in that the refrigerated drawer comprises at least two refrigerating chambers for different temperature ranges and has one opening for liquid CO2 injection and one opening for receiving CO2 gas, the injection takes place by means of a loading gun, and the refrigerating drawer contains interchangeable elements, enabling it to be installed in various types of isothermal containers, while the loading gun has a structure enabling simultaneous or separate filling of both chambers of the refrigerating drawer with liquid CO2 and is automatically controlled based on the data obtained an electronic transmitter placed in an isothermal container.

W dalszych istotnych cechach system charakteryzuje się również tym, że:In further important features, the system is also characterized by the following:

1. pistolet załadowczy wyposażony jest w końcówkę, zawierającą odrębne orurowanie i w otwory wylotowe do wytwarzania i odkładania stałego CO2 dla różnych zakresów temperatur,1.the loading gun is equipped with a tip containing separate piping and with outlet openings for the production and deposition of solid CO2 for various temperature ranges,

2. przez jeden z otworów w pistolecie podawany jest CO2 do komory chłodniczej części szuflady zaprojektowanej do utrzymywania temperatury w zakresie 0-4°C, a przez drugi otwór podawany jest CO2 do komory chłodniczej części szuflady zaprojektowanej do utrzymywania temperatury w zakresie około -4°C,2.through one of the holes in the gun, CO2 is fed to the refrigerating chamber of the part of the drawer designed to maintain a temperature in the range of 0-4 ° C, and through the other opening CO2 is fed to the refrigerating chamber of the part of the drawer designed to maintain the temperature in the range of about -4 ° C,

3. na rurach odrębnego orurowania pistoletu zamontowane są zawory on-off (do sterowania dopływu ciekłego CO2, przy czym za zaworami obie rury są zmontowane razem tworząc końcówkę pistoletu,3.On-off valves are mounted on the pipes of separate gun piping (to control the inflow of liquid CO2, while behind the valves both pipes are assembled together to form the tip of the gun,

4. zawory on-off są sterowane przez odbiornik elektroniczny, zainstalowany w pistolecie załadowczym, na podstawie uzyskanych danych z nadajnika elektronicznego zainstalowanego w izotermicznym kontenerze,4.on-off valves are controlled by an electronic receiver installed in the loading gun, based on data obtained from an electronic transmitter installed in an isothermal container,

5. liczba zakresów niskich temperatur, które można utrzymać w kontenerze izotermicznym jest nie mniejsza niż 2,5.the number of low temperature ranges that can be maintained in an isothermal container is not less than 2,

6. utrzymywanie niskich zakresów temperatur polega na odkładaniu stałego CO2 w różnych komorach chłodniczych szuflady, mających różne właściwości względem transportu ciepła,6.maintaining low temperature ranges consists in depositing solid CO2 in different cooling chambers of the drawer, having different heat transport properties,

7. wybór otworu wylotowego przez który wtryskiwany jest ciekły CO2 za pomocą pistoletu lub głowicy ssącej następuje automatycznie, w oparciu o dane odczytywane z kontenera lub z szuflady,7.the selection of the outlet through which liquid CO2 is injected with a gun or a suction head is made automatically, based on data read from a container or a drawer,

8. kierunek wtrysku ciekłego CO2 nie jest koaksjalny z końcówką pistoletu,8.The injection direction of liquid CO2 is not coaxial with the tip of the gun,

9. znaczna część transportu ciepła od stałego CO2 do transportowanych towarów polega na procesie konwencji gazu schładzanego przez stały CO2, przy czym rzeczony gaz jest schładzany przede wszystkim przez górną część szuflady,9.a significant part of the heat transport from solid CO2 to the goods transported is based on the convention process of gas cooled by solid CO2, said gas being cooled primarily by the top of the drawer,

10. górna część szuflady jest ukształtowana tak, aby zintensyfikować wymianę ciepła przez tą górną część,10.the top of the drawer is shaped to intensify the heat transfer through this top part,

11. pomiędzy otworem do wtrysku ciekłego CO2 (8), a otworem do odbioru gazowego CO2 znajduje się połączenie kontrolujące obecność pistoletu i głowicy ssącej, które zapobiega użyciu szuflady w razie wykrycia nieprawidłowości,11.Between the liquid CO2 injection hole (8) and the CO2 gas reception hole there is a connection that controls the presence of the gun and the suction head, which prevents the drawer from being used if any irregularities are detected,

12. połączenie pomiędzy głowicą ssącą a szufladą w której zachodzi rozprężanie, jest szczelne, co umożliwia skraplanie odzyskanego CO2.12. The connection between the suction head and the expansion drawer is airtight, allowing the recovered CO2 to condense.

Korzystne skutki, które zapewnia system:The beneficial effects that the system provides:

• uproszczenie systemu ładowania i zwiększenie jego bezpieczeństwa poprzez zastosowanie tylko jednego otworu do wtrysku ciekłego CO2 na potrzeby osiągania różnych zakresów temperatur, • zwiększenie elastyczności działania systemu dzięki możliwości zastosowania w kontenerze kilku różnych zakresów temperatur, • automatyzacja procesu wynikającej z przeniesienia wyboru zakresu temperatur do osiągnięcia w kontenerze na elektroniczne systemy kontroli i sterowania,• simplifying the charging system and increasing its safety by using only one hole for liquid CO2 injection for the purpose of achieving different temperature ranges, • increasing the flexibility of the system thanks to the possibility of using several different temperature ranges in the container, • automation of the process resulting from the transfer of the temperature range selection to be achieved in a container for electronic control and control systems,

PL 220 648 B1 • poprawa bezpieczeństwa wynikającej z umieszczenia wylotu ciekłego CO₂ pod kątem do osi końcówki pistoletu, • poprawa jakości transportowanych towarów dzięki zapobieganiu nadmiernie niskim temperaturom w kontenerze, • możliwość stosowania szuflad w różnych typach kontenerów dzięki zastosowaniu elementów modyfikujących, • poprawa bezpieczeństwa wynikająca z zastosowania specjalnego połączenia pomiędzy otworem do wtrysku ciekłego CO2 i wylotem gazowego CO2 z procesu dekompresji, które sprawdza, czy system jest prawidłowo obsługiwany, • umożliwienie skraplania gazowego CO2 powstającego podczas rozprężenia ciekłego CO2 dzięki uszczelnieniu połączenia między szufladą a głowicą ssącą.• improvement of safety resulting from placing the liquid CO ₂ outlet at an angle to the axis of the gun tip, • improvement of the quality of transported goods due to the prevention of excessively low temperatures in the container, • the possibility of using drawers in various types of containers thanks to the use of modifying elements, • improved safety resulting from the use of a special connection between the liquid CO2 injection port and the gaseous CO2 outlet from the decompression process, which checks that the system is properly operated, • allowing the gaseous CO2 generated during the expansion of liquid CO2 to liquefy by sealing the connection between the drawer and the suction head.

Objaśnienie rysunkówExplanation of figures

Przykłady realizacji istotnych cech wynalazku przedstawiono na rysunkach, na których:Examples of the implementation of the essential features of the invention are shown in the drawings, where:

Fig. 1 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny przykładowego wykonania pistoletu do wtrysku ciekłego CO2.Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an exemplary embodiment of a liquid CO2 injection gun.

Fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny przykładowego wykonania pistoletu do wtrysku ciekłego CO2 w widoku z góry.Fig. 2 schematically shows a cross-sectional view of an exemplary liquid CO2 injection gun in top view.

Fig. 3 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny przykładowego wykonania szuflady wraz z końcówką do wtrysku ciekłego CO2 w środku w widoku z góry.Fig. 3 is a schematic cross sectional view of an exemplary embodiment of the drawer with a liquid CO2 injection nozzle at its center in top view.

Fig. 4 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny kontenera podczas transportu w widoku z przodu.Fig. 4 shows a schematic front view of the cross section of the container during transport.

Fig. 5 przedstawia schematycznie przykładowe wykonanie szuflady w widoku izometrycznym.Fig. 5 shows schematically an exemplary embodiment of the drawer in isometric view.

Fig. 6 przedstawia schematycznie przykładowe wykonanie szuflady, kontenera i systemu ładowania w widoku izometrycznym.Fig. 6 shows schematically an exemplary embodiment of the drawer, container and loading system in isometric view.

Fig. 7 przedstawia schematycznie przykładowe wykonanie szuflady w widoku izometrycznym.Fig. 7 shows schematically an exemplary embodiment of the drawer in isometric view.

Fig. 8 przedstawia schemat przykładowego wykonania szczelnego połączenia końcówki głowicy ssącej odbierającej gazowy CO2 z szufladą.Fig. 8 shows a diagram of an exemplary embodiment of sealing the end of a suction head receiving the CO2 gas with a drawer.

Szczegółowy opis działania systemu w przykładach realizacji wynalazkuDetailed description of the system operation in the embodiments of the invention

Na fig. 1 przedstawiono przykładowe rozwiązanie wynalazku, w którym pistolet 1 do wtrysku ciekłego CO2 został zaprojektowany do współpracy z szufladą 6 umożliwiającą uzyskanie dwóch zakresów temperatur w kontenerze.Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the invention, in which the liquid CO2 injection gun 1 is designed to cooperate with a drawer 6 enabling two temperature ranges in the container.

W przykładzie tym, ciekły dwutlenek węgla jest podawany do pistoletu 1 poprzez rurę 13. Rura 13 rozgałęzia się na rury 23 i 33, które prowadzone są do otworów wylotowych 2 i 3. Przez otwór 2 dwutlenek węgla podawany jest do części szuflady zaprojektowanej do utrzymywania temperatury w zakresie 0-4°C, podczas gdy przez otwór 3 dwutlenek węgla podawany jest do części szuflady zaprojektowanej do utrzymywania temperatury w zakresie ok. -18°C.In this example, liquid carbon dioxide is fed to the gun 1 through the pipe 13. The pipe 13 branches into pipes 23 and 33 that lead to the outlets 2 and 3. Through the opening 2, carbon dioxide is fed to the part of the drawer designed to maintain the temperature. in the range of 0-4 ° C, while through the opening 3 carbon dioxide is fed to the part of the drawer designed to maintain the temperature in the range of about -18 ° C.

Na rurach 23 i 33 zamontowano zawory on-off 22 i 32, które umożliwiają sterowanie dopływem ciekłego CO2. Za zaworami rury 21 i 31 są zmontowane razem, tworząc końcówkę pistoletu 12. W zależności od potrzeb użytkownika, możliwe jest zastosowanie większej ilości otworów wylotowych wraz z odpowiednimi rurkami dolotowymi oraz zaprojektowanie szuflady z większą ilością przedziałów. Możliwe jest również równoczesne napełnianie szuflady przez otwory wylotowe 2 i 3.On-off valves 22 and 32 are mounted on pipes 23 and 33, which allow control of the liquid CO2 supply. Downstream of the valves, the pipes 21 and 31 are assembled together to form the tip of the gun 12. Depending on the needs of the user, it is possible to use more outlet openings with corresponding inlet pipes and to design a drawer with more compartments. It is also possible to fill the drawer at the same time through the outlets 2 and 3.

Na figurze 1 uwidoczniono również przykładowe wykonanie elementu RF sterującego pracą pistoletu 1. Element RF ma postać czytnika RFID, odbierającego informacje z kontenera 9. W kontenerze znajduje się również element RFID pełniący funkcję nadajnika elektronicznego 15, który programowany jest przez użytkownika. Element RF steruje zaworami 22 i 32 tak, aby podać właściwą ilość dwutlenku węgla do odpowiednich komór szuflady 6. Ilość ta wynika, m.in., z czasu transportu, ilości i rodzaju podanego towaru, warunków pogodowych i innych czynników oczywistych dla osób obeznanych z logistyką transportu produktów chłodzonych i mrożonych.Figure 1 also shows an exemplary embodiment of the RF element controlling the operation of the pistol 1. The RF element is in the form of an RFID reader receiving information from the container 9. The container also has an RFID element that functions as an electronic transmitter 15 that is programmed by the user. The RF element controls the valves 22 and 32 so as to supply the correct amount of carbon dioxide to the appropriate chambers of the drawer 6. This amount results, among others, from the time of transport, the amount and type of goods delivered, weather conditions and other factors obvious to people familiar with logistics for the transport of chilled and frozen products.

Na fig. 2 przedstawiono kolejne przykładowe wykonanie wynalazku, na którym bardziej szczegółowo obrazowano końcówkę pistoletu 12 umiejscowienie otworów wylotowych 2 i 3. Jak widać, otwory te nie są umieszczone koaksjalnie do końcówki pistoletu 12 lecz otwierają się w kierunku prostopadłym do jej osi (możliwe jest zastosowanie innych kątów). Dzięki temu siła odrzutu wywołana przez proces dekompresji ciekłego CO2 wypływającego z otworów 2 i 3 nie jest skierowana wzdłuż końcówki pistoletu 12 i nie wypycha go z szuflady.Fig. 2 shows another exemplary embodiment of the invention, which shows the position of the outlet openings 2 and 3 in more detail. As can be seen, these openings are not located coaxially to the tip of the gun 12, but open in a direction perpendicular to its axis (it is possible use of other angles). As a result, the recoil force caused by the decompression of the liquid CO2 flowing from openings 2 and 3 is not directed along the tip of the gun 12 and pushes it out of the drawer.

Na fig. 3 przedstawiono szufladę 6, przedziały 4 i 5 oraz otwór do usuwania z szuflady gazu powstającego podczas rozprężania ciekłego CO2 7. Napełnienie przedziału 4 pozwala na utrzymywanieFigure 3 shows the drawer 6, the compartments 4 and 5 and the opening for evacuating from the drawer the gas generated during the expansion of liquid CO2 7. Filling the compartment 4 maintains

PL 220 648 B1 w kontenerze zakresu temperatur 0-4°C, podczas gdy napełnienie przedziału 5 pozwala na utrzymywanie w kontenerze zakresu temperatur około -18°C. Jak widać, końcówka 12 jest skonstruowana tak, aby otwór wylotowy kierował ciekły CO₂ do przedziału 4, a otwór wylotowy 3 - do przedziału 5.In the container the temperature range is 0-4 ° C, while filling the compartment 5 allows to maintain the temperature range of about -18 ° C in the container. As can be seen, tip 12 is arranged so that the outlet directs liquid CO ₂ into compartment 4 and outlet 3 directs into compartment 5.

Przedziały 4 i 5 różnią się właściwościami względem transportu ciepła. Podstawowe sposoby modyfikacji tych właściwości to:Compartments 4 and 5 differ in their heat transport properties. The basic ways to modify these properties are:

• zmiana grubości materiału tworzącego przedział szuflady, • zmiana materiału tworzącego przedział szuflady, • zmiana powierzchni wymiany ciepła właściwej dla przedziału szuflady, • zmiana przepływu gazu dookoła przedziału szuflady.• change in the thickness of the material making up the drawer compartment, • change in the material making up the drawer compartment, • change in the heat transfer surface specific to the drawer compartment, • change the gas flow around the drawer compartment.

Powyższe metody podano jako przykład i osoba obeznana z procesami wymiany ciepła może zaproponować inne rozwiązania.The above methods are given as an example and a person familiar with heat transfer processes may suggest other solutions.

Gazowy CO2 powstający podczas rozprężenia ciekłego CO2 w przedziale 5 może być usuwany za pomocą otworu 7 bez negatywnego wpływu na sposób działania szuflady 6.The gaseous CO2 produced during the expansion of the liquid CO2 in compartment 5 can be removed through the opening 7 without adversely affecting the operation of the drawer 6.

Na fig. 4 przedstawiono sposób działania szuflady 6. Stały dwutlenek węgla umieszczony w szufladzie 6 schładza gaz znajdujący się w górnej części kontenera 9. Zimny gaz spływa w dół wzdłuż ścian kontenera 9 i omywa towary 11 znajdujące się w kontenerze 9. Przepływ gazu można usprawnić za pomocą rowków 10, na figurze pokazanych jedynie na podłodze. W miarę jak gaz ogrzewa się od ścian kontenera i znajdujących się w nim towarów, jego gęstość maleje i przepływa on w górę, gdzie ponownie jest ochładzany.Figure 4 shows the operation of the drawer 6. The solid carbon dioxide in the drawer 6 cools the gas in the upper part of the container 9. The cold gas flows down along the walls of the container 9 and washes the goods 11 in the container 9. The gas flow can be improved by means of grooves 10, in the figure only shown on the floor. As the gas warms from the walls of the container and the goods it contains, its density decreases and it flows upwards, where it is cooled again.

Na fig. 4 uwidoczniono również przykładowe umieszczenie nadajnika 15 sterującego procesem napełniania szuflady.Fig. 4 also shows an exemplary placement of the transmitter 15 for controlling the filling of the drawer.

Na fig. 5 przedstawiono jeden ze sposobów zwiększenia transportu ciepła przez pokrywę szuflady polegający na wykonaniu rowków w pokrywie kasety 61. Rozwiązanie to zwiększa powierzchnię wymiany ciepła i zwiększa burzliwość gazu przepływającego nad pokrywą szuflady.Figure 5 illustrates one way to increase heat transport through the drawer lid by making grooves in the cassette lid 61. This solution increases the heat transfer surface and increases turbulence of the gas flowing over the drawer lid.

Na fig. 5 przedstawiono również przedni i tylni element modyfikujący (62, 63). Elementy te, pokazane bardziej szczegółowo na figurach 6 i 7, są wymiennymi częściami, które można montować na szufladzie. Na figurze 6 przedstawiono przykładowe wykonanie elementów 62, 63, w którym elementy montowane są do frontu i tyłu szuflady 6. Na figurze 7 przedstawiono przykładową realizację wynalazku, w której elementy modyfikujące 65 mocowane są do boków szuflady 6. Kształt elementów 62, 63, 65 jest dobrany tak, aby szufladę 6 można było umieścić w kontenerach, którymi dysponuje użytkownik.Fig. 5 also shows the front and rear modifiers (62, 63). These elements, shown in more detail in figures 6 and 7, are interchangeable parts that can be mounted on a drawer. Figure 6 shows an exemplary embodiment of the elements 62, 63, in which the elements are mounted to the front and rear of the drawer 6. Figure 7 shows an exemplary embodiment of the invention in which the modifying elements 65 are attached to the sides of the drawer 6. The shape of the elements 62, 63, 65 it is chosen so that the drawer 6 can be placed in the containers at the disposal of the user.

Na Fig. 5 i 6 przedstawiono przykładową realizację połączenia 64 pomiędzy otworem do usuwania gazowego CO2 powstającego podczas dekompresji 7 a wlotem ciekłego CO2 8. Połączenie to może stanowić, na przykład, elektryczny przewód, sygnalizujący prawidłowe umieszczenie głowicy ssącej 14 i pistoletu 1. W razie nieprawidłowego umieszczenia urządzeń, system nie mógłby zostać uruchomiony, co przyczynia się do wzrostu bezpieczeństwa obsługi.Figs. 5 and 6 show an exemplary embodiment of the connection 64 between the decompression CO2 gas discharge port 7 and the liquid CO2 inlet 8. This connection may be, for example, an electrical conduit indicating the correct positioning of the suction head 14 and the gun 1. If improper placement of the devices, the system could not be started, which contributes to increased safety of the operator.

Na fig. 8 przedstawiono przykładowe wykonanie połączenia głowicy ssącej 14 z szufladą 6. W przykładzie tym, szuflada 6 zaopatrzona jest w magnes 51, w którym wyżłobiony jest pierścień 52. Magnes identycznego kształtu 53 jest również zamocowany do głowicy ssącej 3, a w jego wyżłobieniu znajduje się uszczelka typu O-ring 54. Siłę takiego połączenia zapewnia przyciąganie magnesów 51 i 53, a szczelność zapewniana jest dzięki uszczelce 54.Fig. 8 shows an exemplary embodiment of the connection of the suction head 14 to the drawer 6. In this example, the drawer 6 is provided with a magnet 51 in which a ring 52 is grooved. A magnet of identical shape 53 is also attached to the suction head 3 and is provided in its groove. an O-ring 54 is formed. The strength of this connection is ensured by the attraction of the magnets 51 and 53, and the tightness is ensured by the seal 54.

Przedstawione w przykładach wykonania, realizacja istotnych cech wynalazku, nie wyczerpuje wszystkich możliwych jego odmian. Te szczegółowe opisy przykładów realizacji wynalazku nie powinny być interpretowane jako ograniczające jego ideę wynalazczą. Dla znawcy z dziedziny do której należy wynalazek jest oczywiste, że może być on poddany wielu modyfikacjom, które nie będą zbyt odległe od istotnych cech wynalazku i nie doprowadza do umniejszania osiąganych przez niego efektów technicznych, użytkowych i ekonomicznych.The implementation of the essential features of the invention presented in the exemplary embodiments does not exhaust all possible variations thereof. These detailed descriptions of the embodiments of the invention should not be construed as limiting the inventive idea thereof. For a person skilled in the field to which the invention belongs, it is obvious that it can be subjected to many modifications that will not be too distant from the essential features of the invention and do not lead to detracting from the achieved technical, operational and economic effects.

Claims

1. System for obtaining low temperatures in isothermal containers for the transport of food goods, containing refrigerated drawers adapted to be filled with liquid CO2 by means of a loading gun for injecting liquid CO2 into the drawer, characterized in that the refrigerated drawer (6) contains at least two refrigerated chambers (4, 5) for different temperature ranges and has one opening (8) for liquid CO2 injection and one opening (7) for receiving gaseous CO2,

PL 220 648 B1, the injection takes place by means of a loading gun (1), and the refrigerating drawer (6) contains interchangeable elements (62, 63, 65) enabling it to be installed in various types of isothermal containers, the loading gun (1) having the structure enabling simultaneous or separate filling with liquid CO2 of both chambers (4, 5) of the refrigerated drawer (6) and is automatically controlled on the basis of the data obtained from the electronic transmitter (15) placed in the isothermal container (9).

2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that the charging gun (1) is provided with an end piece (12) containing separate tubing (23, 33) and with outlet openings (2, 3) for producing and depositing solid CO2 for different temperature ranges.

3. The system according to p. The method of claim 2, characterized in that through the opening (2) CO2 is fed to the refrigerating chamber (4) of a part of the drawer (6) designed to maintain the temperature in the range of 0-4 ° C, and through the opening (3) CO2 is fed to the refrigerating chamber ( 4) parts of a drawer (6) designed to maintain a temperature in the range of about -4 ° C.

4. The system according to p. The method of claim 2, characterized in that on-off valves (22, 32) are mounted on the pipes (22, 23) to control the flow of liquid CO2, and that downstream of the valves (22, 23) the pipes (21, 31) are assembled together to form a terminal (12).

5. The system according to p. The method of claim 1 or 4, characterized in that the on-off valves (22, 32) are controlled by an electronic receiver (RF) installed in the charging gun (1), based on data obtained from the electronic transmitter (15).

6. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the number of low temperature ranges that can be maintained in the isothermal container (9) is not less than 2.

7. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the keeping of the low temperature ranges consists in depositing solid CO2 in different refrigeration chambers (4, 5) of the drawer (6) having different heat transport properties.

8. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the selection of the outlet (2, 3) through which the liquid CO2 is injected by means of the gun (1) or the suction head (14) takes place automatically, based on the data read from the container (9) or from the drawer (6). ).

9. The system according to p. According to claim 1, characterized by. that the liquid CO2 injection direction is not coaxial with the tip (12) of the gun (1).

10. The system according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that a significant part of the heat transport from the solid CO2 to the goods transported is based on a gas convention process, cooled by solid CO2, said gas being cooled primarily by the upper part of the drawer (6).

11. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the upper part (61) of the drawer (6) is shaped so as to intensify the heat transfer through the upper part (61).

12. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that between the opening for liquid CO2 injection (8) and the opening for receiving gaseous CO2 there is a connection (64) controlling the presence of the gun (1) and the suction head (14), which prevents the use of the drawer (6) in the event of detecting irregularities.

13. The system according to p. The process of claim 1, characterized in that the connection between the suction head (14) and the expansion drawer (6) is tight, which allows the recovered CO2 to condense.