Изотермический контейнер

Изотермический контейнер

Реферат

 

Изобретение относится к контейнерам для перевозки специальных грузов, преимущественно ракетно-космической техники, в заданных условиях температурно-влажностного режима и чистоты воздуха. Изобретение позволяет обеспечить заданный температурный режим в грузовой камере контейнера и повысить эффективность защиты от нагрева перевозимого груза. Изотермический контейнер содержит корпус с несущей конструкцией и теплоизоляцией. Верхняя часть корпуса и стенки контейнера выполнены с обшивкой, расположенной снаружи теплоизоляции и образующей с последней воздушные полости. При этом упомянутые воздушные полости сообщены между собой, а несущая конструкция корпуса выполнена с элементами, разделяющими воздушные полости на каналы. Каналы, расположенные по длине корпуса, соединены коллекторами с возможностью сообщения с внешней средой. Контейнер снабжен, по меньшей мере, одним вытяжным вентилятором, выполненным с возможностью подсоединения к коллектору, расположенному в верхней части корпуса контейнера. Корпус контейнера может быть выполнен из двух горизонтально разъемных частей, которые выполнены с герметизирующим уплотнением и соединены между собой с помощью замковых устройств. 6 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к контейнерам для перевозки специальных грузов, преимущественно ракетно-космической техники в заданных условиях температурно-влажностного режима и чистоты воздуха. Также изобретение может быть использовано при создании изотермических кузовов автомобилей или грузовых вагонов.

Известен изотермический кузов специализированного автомобиля, содержащий несущую конструкцию (каркас), теплоизоляцию, внутреннюю и наружную обшивки (отраслевой каталог ОК 01.04.00. Автомобили, автобусы, троллейбусы, прицепной состав, автопогрузчики. Часть 4. - Автомобили специализированные. - М.: НИИНАВТОПРОМ, 1984, с. 29-34). Задняя стенка кузова выполнена с погрузочной дверью.

Недостатком известного устройства является то, что оно рассчитана на эксплуатацию при температуре наружного воздуха до 40^oC.

Известен грузовой рефрижераторный вагон, состоящий из грузового помещения и машинного отделения, содержащий холодильные и электронагревательные установки, устройство приточно-вытяжной вентиляции, датчиками контроля температуры в грузовом помещении (Кржимовский В.Е., Скрипкин В.В., Филюхин Г.И. Рефрижераторные секции отечественной постройки, - М.: Транспорт, 1983, авт., с. 5-12). Грузовой вагон имеет теплоизолированный цельнометаллический, сварной кузов с несущими стенами из листовой низколигированной стали. Стены кузова усилены вертикальными стойками. В качестве теплоизоляционного материала для стен, пола и крыши используется полистирол. Кузов имеет погрузочные двери прислонного типа - задвижные с резиновым уплотнением. В машинном отделении установлены две компрессионные хладоновые установки с воздушным охлаждением и два компрессорно-конденсаторных агрегата. В грузовом помещении со стороны машинного отделения установлен воздухоохладитель с электронагревателем. При перевозке грузов охлажденный или нагретый воздух с помощью двух электровентиляторов подается в грузовое помещение по вентиляционному коробу, закрепленному под потолком вагона. Эти же электрические вентиляторы через воздухозаборник засасывают свежий воздух для вентиляции грузового помещения. Воздух выбрасывается из вагона через дефлектор, который связан каналами с грузовым помещением. Отверстия для входа и выхода воздуха перекрываются заслонками. Работоспособность электрохолодильного оборудования сохраняется при температуре окружающего воздуха до 40^oC.

Недостатком известного устройства является то, что тепло, поглощаемое стенкой и крышей грузового вагона при воздействии на него солнечной радиации, передается внутрь грузового помещения и должно поглощаться системой охлаждения, что повышает энергозатраты.

Также известен кузов авторефрижератора, содержащий несущую конструкцию (каркас), теплоизоляцию, внутреннюю и наружную обшивки и холодильную установку (см. упомянутый каталог, с. 62-64). Кузов оснащен двумя одностворчатыми - боковой и задней - погрузочными дверями.

Недостатком известного устройства является то, что заданная температура внутри грузового помещения обеспечивается при температуре атмосферного воздуха только до 30^oC. Это связано с тем, что производительность холодильной установки зависит от температуры воздуха, используемого для охлаждения рабочей жидкости холодильной установки, и при повышении температуры наружного воздуха производительность холодильной установки снижается.

Известны изотермические вагоны с ледяной системой охлаждения (Американская железнодорожная энциклопедия. Вагоны и вагонное хозяйство. - М.: Трансжелдориздат, Всесоюзное издательско-полиграфическое объединение министерства путей сообщения, 1961, с. 28-34, 155-163). Кузов подобного вагона (см. упомянутую энциклопедию, с. 31, рис. 68) содержит корпус с несущей конструкцией и теплоизоляцией. Снаружи теплоизоляции расположена обшивка, образующая с теплоизоляцией воздушные полости. У торцевых стенок вагона расположены бункеры для льда. В кузове предусмотрена система распределения воздуха по высоте и длине вагона, которая включает в себя вентиляторы и воздухопроводы, смонтированные под полом грузового помещения. Через эти воздухопроводы воздух из грузового помещения поступает в упомянутые бункеры для льда, из которых посредством вентиляторов, установленных на полу, а также под потолком вагона, охлажденный воздух подается в грузовое помещение вагона. Подобное устройство кузова обеспечивает заданный температурный режим в грузовом помещении вагона при нагреве кузова вагона под воздействием солнечной радиации.

Недостатком известного устройства является то, что его периодически нужно загружать льдом, что усложняет эксплуатацию.

В рассмотренных выше известных устройствах изотермический кузов, представляющий собой, по существу, изотермический контейнер, постоянно закреплен на транспортном средстве, что усложняет и удорожает изотермический контейнер и исключает применение его в местах, куда автомобильным или железнодорожным транспортом добраться невозможно.

Известны холодильные камеры, изготавливаемые предприятием "Эдельвейс" (Санкт-Петербург), которые могут эксплуатироваться как на шасси автомобиля, так и стационарно. Транспортировка камер осуществляется любыми видами транспорта. Камеры представляют собой жесткую цельнометаллическую конструкцию контейнерного типа с теплоизоляцией из пенополистирола и внутренней облицовкой из "пищевого" алюминия. Камеры снабжены холодильными установками, средствами автоматизации и пусковой аппаратурой, которые размещены во встроенном машинном помещении или на наружной стенке камеры в металлическом закрытом кожухе. Регулировка и поддержание температуры в заданном режиме осуществляется автоматически.

Недостатком подобных камер являются большие энергозатраты при эксплуатации в условиях высоких температур окружающего воздуха, например, при 50^oC.

Все рассмотренные выше устройства предназначены, главным образом, для транспортировки и хранения продуктов. Также известны устройства, предназначенные для транспортировки специальных грузов с обеспечением заданного температурного режима внутри грузовой камеры.

Известно транспортное средство, обеспечивающее возможность перевозки как габаритных, так и негабаритных специальных грузов в заданных условиях температурно-влажностного режима и чистоты воздуха внутри кузова транспортного средства (п. RU N 2089422, МПК⁶ B 61 D 39/00, 1995 г.). Известное устройство содержит установленные на ходовой части платформу, кузов, выполненный из отдельных частично перекрывающих друг друга секций, смонтированных на платформе с возможностью поперечного перемещения и связанных с платформой и между собой посредством разъемных соединений. Устройство снабжено приводами поперечного и вертикального перемещений секций кузова, шарнирно соединенными с последним. Секции кузова соединены с платформой и между собой, образуя соответственно горизонтальный и вертикальный разъемы с герметичными соединениями. Изнутри транспортное средство снабжено теплоизоляцией. Внутри герметичного кузова обеспечиваются заданные условия температурного режима.

Недостатком известного устройства является то, что оно предполагает оснащение кузова системой термостатирования, которая является достаточно сложной и удорожает конструкцию. Вместе с тем сложная система термостатирования не всегда необходима. Например, в зависимости от конкретных климатических условий эксплуатации заданный температурный режим внутри кузова может быть обеспечен только благодаря его теплоизоляции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является изотермический контейнер по авт. св. SU N 1255521, МПК⁴ B 65 D 81/02, 1986 г. Известный контейнер содержит корпус с несущей конструкцией и теплоизоляцией, причем верхняя и нижняя части корпуса (потолок и пол) выполнены каждая с обшивкой, расположенной снаружи теплоизоляции и образующей с последней воздушную полость. Одна из стенок контейнера выполнена с дверью. Для поддержания заданного температурного режима контейнер снабжен устройствами обогрева и кондиционирования.

Упомянутые воздушные полости улучшают теплоизоляцию пола и потолка контейнера, однако подобные полости не предусмотрены для боковых стенок контейнера, что ухудшает его теплоизоляционные свойства. К недостаткам известного контейнера можно отнести также то, что для поддержания заданного температурного режима требуется наличие устройства кондиционирования, что усложняет и удорожает контейнер.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания изотермического контейнера, обеспечивающего с помощью простых средств заданный температурный режим в грузовой камере контейнера при нагреве корпуса последнего вследствие воздействия солнечной радиации, а также при эксплуатации контейнера в условиях низких температур окружающего воздуха.

Эта задача решается благодаря тому, что в изотермическом контейнере, содержащем корпус с несущей конструкцией и теплоизоляцией, причем верхняя часть корпуса выполнена с обшивкой, расположенной снаружи теплоизоляции и образующей с последней воздушную полость, согласно изобретению стенки корпуса контейнера выполнены каждая с обшивкой, образующей воздушную полость с теплоизоляцией стенки. Упомянутые воздушные полости сообщены между собой, а несущая конструкция корпуса контейнера выполнена с элементами, разделяющими упомянутые воздушные полости на каналы. При этом по меньшей мере каналы, расположенные по длине корпуса контейнера, соединены коллекторами с возможностью сообщения с внешней средой. Контейнер снабжен по меньшей мере одним вытяжным вентилятором, выполненным с возможностью подсоединения к коллектору, расположенному в верхней части корпуса контейнера. Такое выполнение изотермического контейнера позволяет простыми средствами обеспечить заданный температурный режим в грузовой камере контейнера при нагреве корпуса последнего вследствие воздействия солнечной радиации, что, в конечном итоге, позволяет без применения сложных систем поддержания заданного температурного режима повысить эффективность защиты от нагрева перевозимого в контейнере груза. При этом в предлагаемом устройстве каналы для охлаждения грузовой камеры контейнера создаются сочетанием элементов несущей конструкции корпуса контейнера, обшивки и теплоизоляции при выполнении упомянутыми составными частями контейнера своего основного назначения.

Вместе с этим упомянутые коллекторы сообщены с внешней средой через отверстия со съемными заглушками. Благодаря установке съемных заглушек, между обшивкой корпуса контейнера и его теплоизоляцией создается неподвижная воздушная прослойка с высоким термическим сопротивлением, что позволяет снизить теплопотери при эксплуатации контейнера в условиях низких температур окружающего воздуха.

Кроме того, корпус контейнера выполнен из двух горизонтально разъемных частей. Наличие горизонтального разъема позволяет при загрузке контейнера обойтись без погрузочных дверей или люков. Вместе с этим такое выполнение контейнера упрощает загрузку в контейнер, например, длинномерных грузов.

Каждая из упомянутых горизонтально разъемных частей корпуса контейнера может быть выполнена из двух вертикально разъемных секций. Таким образом, обеспечивается возможность раздельной транспортировки разъемных частей контейнера в относительно небольшом габарите перевозки, что, в случае выполнения контейнера с поперечной негабаритностью, позволяет снизить стоимость перевозки незагруженного контейнера.

Контейнер выполнен с возможностью размещения на транспортном средстве. Благодаря этому обеспечивается возможность перевозки контейнера различным, например, наземным, водным и воздушным транспортом.

Вместе с этим контейнер может являться кузовом транспортного средства. Благодаря такому выполнению изотермический контейнер приобретает свойство мобильности.

Кроме того, контейнер может включать коллекторы, которые выполнены каждый в виде коробчатой конструкции, установленной вдоль корпуса контейнера снаружи обшивки последнего, и соответственно сообщены с упомянутыми каналами через соответствующие отверстия, выполненные в обшивке. При этом два коллектора расположены у основания боковых стенок корпуса контейнера, а два других коллектора - в середине верхней части корпуса контейнера.

На фиг. 1 схематично показан изотермический контейнер, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство стенки корпуса изотермического контейнера, разрез по В-В на фиг. 1, 3.

Изотермический контейнер содержит корпус 1 с несущей конструкцией 2 и теплоизоляцией 3. В варианте выполнения корпус 1 состоит из двух горизонтально разъемных частей - основания 4 и коробчатой конструкции 5. Каждая из горизонтально разъемных частей 4 и 5 выполнена из двух вертикально разъемных секций - соответственно 6, 7 и 8, 9. В другом варианте (на чертеже не показан) корпус изотермического контейнера может быть выполнен за одно целое. В этом случае по меньшей мере одна из стенок корпуса контейнера может быть выполнена, например, с погрузочной дверью или люком.

В варианте выполнения контейнер выполнен с возможностью размещения на транспортном средстве. В другом варианте (не показан) контейнер может являться кузовом транспортного средства, например, автомобиля или грузового вагона.

Коробчатая конструкция 5 выполнена с обшивкой 10, расположенной снаружи теплоизоляции 3 корпуса 1 и образующей с последней воздушные полости. Ширина воздушного зазора между обшивкой 10 и теплоизоляцией 3, а также толщина слоя теплоизоляции 3 задаются в каждом конкретном случае, исходя из целевых характеристик изотермического контейнера. В варианте осуществления изобретения ширина воздушного зазора составляет, например, 40 мм, а толщина теплоизоляции - 60 мм. Воздушная полость, образованная в верхней части коробчатой конструкции 5, сообщена с воздушными полостями, образованными в ее стенках. Упомянутые полости посредством соответствующих элементов 11 несущей конструкции 2 разделены на воздушные каналы "a". В варианте осуществления изобретения участки каналов, расположенных по длине корпуса контейнера, соединены коллекторами с возможностью сообщения с внешней средой. В варианте выполнения контейнер включает коллекторы 12 и 13, которые выполнены каждый в виде коробчатой конструкции, установленной вдоль корпуса 1 снаружи обшивки 10, и соответственно сообщены с каналами "a" через соответствующие отверстия "в" и "c", выполненные в обшивке 10. При этом два коллектора 12 расположены у основания боковых стенок корпуса 1 контейнера, а два коллектора 13 - в середине верхней части корпуса 1. Коллекторы 12 и 13 соответственно сообщены с внешней средой через отверстия со съемными заглушками (на чертеже не показаны). На торцевых стенках корпуса 1 контейнера установлены вытяжные вентиляторы 14, выполненные с возможностью подсоединения к концевым участкам соответствующих коллекторов 13.

Вместе с этим в варианте осуществления изобретения разъемные секции 6 - 9 корпуса 1 контейнера выполнены с герметизирующим уплотнением и соответственно соединены между собой посредством замковых устройств или разъемных, например, болтовых соединений (на чертеже не показано). В случае эксплуатации контейнера в условиях низких температур окружающего воздуха внутри контейнера при необходимости могут быть установлены средства для обогрева грузовой камеры.

Использование изотермического контейнера осуществляется следующим образом.

При перевозке изделий РКТ, погрузка-разгрузка которых производится только в условиях производственного помещения (монтажно-испытательного корпуса) с использованием специального грузоподъемного оборудования, перевод устройства из транспортировочного положения в положение загрузки может производиться тем же оборудованием.

При переводе устройства из транспортировочного положения в положение загрузки разъединяют основание 4 и коробчатую конструкцию 5. После погрузки и закрепления на основании 4 перевозимого изделия с помощью грузоподъемного оборудования на упомянутое основание устанавливают коробчатую конструкцию 5 и с помощью, например, замковых устройств производят ее крепление. При этом основание 4 и коробчатую конструкцию 5 скрепляют между собой через герметизирующее уплотнение.

Разгрузку изотермического контейнера производят в обратной последовательности.

В варианте выполнения изотермический контейнер допускает возможность раздельной транспортировки разъемных секций 6, 7 и 8, 9. При раздельной транспортировке разъемных секций 6, 7 и 8, 9 последние при переводе контейнера в положение загрузки соответственно скрепляют между собой через герметизирующее уплотнение с помощью разъемных, например, болтовых соединений.

Заданный температурный режим в грузовой камере контейнера при воздействии на корпус контейнера солнечной радиации обеспечивается следующим образом.

При нагреве обшивки 10 воздух, находящийся в каналах "a", нагревается, становится более легким и поднимается, вытесняясь более холодным воздухом, поступающим через расположенные у основания боковых стенок корпуса контейнера коллекторы 12. Поднимаясь, нагретый воздух выходит через расположенные в середине верхней части корпуса контейнера коллекторы 13 наружу. Таким образом обеспечивается естественная (пассивная) вытяжка нагретого воздуха из пространства между обшивкой 10 и теплоизоляцией 3. При включении вытяжных вентиляторов 14 через коллекторы 13 обеспечивается активная вытяжка воздуха из упомянутого пространства. При этом наружный воздух через соответствующие заборные отверстия поступает в коллекторы 12 и далее по каналам "a" - в коллекторы 13 и через вытяжные вентиляторы 14 удаляется наружу. При движении по каналам "a" воздух "омывает" внутреннюю поверхность обшивки 10, а также элементы 11 несущей конструкции 2, снимая с них тепло и исключая тем самым нагрев теплоизоляции 3.

В случае эксплуатации изотермического контейнера, например, в условиях низких температур окружающего воздуха, отверстия, сообщающие коллекторы 12 и 13 с внешней средой, закрывают заглушками (на чертеже не показано). Благодаря этому воздух в каналах "a" неподвижен и между обшивкой 10 и теплоизоляцией 3 создается воздушная прослойка с высоким термическим сопротивлением. При этом суммарное термическое сопротивление контейнера, которое складывается, в основном, из термического сопротивления теплоизоляции 3 и неподвижной воздушной прослойки, позволяет снизить теплопотери до величины, не превышающей допустимую.

Таким образом, благодаря особенностям исполнения изотермического контейнера, изобретение позволяет простыми средствами обеспечить заданный температурный режим в грузовой камере контейнера при нагреве его корпуса вследствие воздействия солнечной радиации и вместе с этим позволяет повысить теплоизолирующие свойства контейнера при эксплуатации в условиях низких температур окружающего воздуха. Возможность обеспечения заданного температурного режима в грузовой камере, в конечном итоге, позволяет повысить эффективность защиты перевозимого в контейнере груза, что особенно важно при перевозке специальных грузов, таких, как изделия РКТ.

Формула изобретения

1. Изотермический контейнер, содержащий корпус с несущей конструкцией, причем верхняя часть корпуса выполнена с обшивкой, расположенной снаружи теплоизоляции и образующей с последней воздушную полость, отличающийся тем, что стенки корпуса контейнера выполнены каждая с обшивкой, образующей воздушную полость с теплоизоляцией стенки, при этом упомянутые воздушные полости сообщены между собой, а несущая конструкция корпуса контейнера выполнена с элементами, разделяющими упомянутые воздушные полости на каналы, причем, по меньшей мере, каналы, расположенные по длине корпуса контейнера, соединены коллекторами с возможностью сообщения с внешней средой, при этом контейнер снабжен, по меньшей мере, одним вытяжным вентилятором, выполненным с возможностью подсоединения к коллектору, расположенному в верхней части корпуса контейнера.

2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые коллекторы сообщены с внешней средой через отверстия со съемными заглушками.

3. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что корпус контейнера выполнен из двух горизонтально разъемных частей.

4. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что каждая из горизонтально разъемных частей корпуса контейнера выполнена из двух вертикально разъемных секций.

5. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью размещения на транспортном средстве.

6. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что он является кузовом транспортного средства.

7. Контейнер по п.1, отличающийся тем, что включает коллекторы, которые выполнены каждый в виде коробчатой конструкции, установленной вдоль корпуса контейнера снаружи обшивки последнего, и соответственно сообщены с упомянутыми каналами через соответствующие отверстия, выполненные в обшивке, при этом два коллектора расположены у основания боковых стенок корпуса контейнера, а два других коллектора - в середине верхней части корпуса контейнера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4