Изотермический контейнер

Изотермический контейнер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к контейнерам для перевозки специальных грузов, например ракетно-космической техники, в заданных условиях температурно-влажностного режима.

Известен изотермический контейнер, содержащий нижнюю и верхнюю металлические рамы, теплоизоляционные стенки, пол, потолок и элементы их фиксирования (а.с. SU №1255521, МПК B65D 81/02).

Недостатком этого устройства является нестабильность температуры внутри контейнера в зависимости от перепада температур вне него.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является изотермический контейнер (патент №2263619, МПК B65D 88/74, 2005 г.), который был выбран в качестве прототипа. Изотермический контейнер содержит герметичный теплоизолированный корпус, внутри которого расположен испарительно-нагревательный блок кондиционера с вентилятором в автономном корпусе с раструбом в верхней части и открытой донной частью, связанной с воздуховодом, расположенным по периметру контейнера и ограниченным сплошной горизонтальной стенкой и перфорированной торцевой стенкой, расположенной с противоположной стороны от испарительно-нагревательного блока кондиционера. Раструб автономного корпуса направлен на торцевую профилированную стенку, у которой расположен испарительно-нагревательный блок. Профиль выполнен ребристым. Направление ребер обеспечивает отражение воздушного потока в направлении транспортируемого изделия.

Данная конструкция имеет следующие недостатки:

1. Воздуховоды примыкают к нижней части перфорированной стенки, поэтому воздушный поток, отраженный от профилированной стенки, поступает в воздуховоды только через те отверстия, которые расположены в непосредственной близости от перфорированной стенки, т.е. идет по пути наименьшего сопротивления. Следствием этого является образование застойных воздушных зон, которые являются причиной неоднородности температурного диапазона во внутреннем объеме контейнера.

2. Отсутствуют элементы конструкции, исключающие влияние естественной конвекции на равномерное распределение воздушного потока внутри контейнера. Следствием этого является разная эффективность работы испарительно-нагревательного блока в режимах охлаждения и нагрева воздуха внутри контейнера.

Целью настоящего изобретения является исключение указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что перфорированная стенка с отверстиями, размер которых определяется решением системы уравнений

S_n - сечение отверстия,

l - расстояние от примыкающего воздуховода до первого отверстия,

L - длина стороны перфорированной стенки,

Δl - расстояние между отверстиями,

D_n - диаметр n-го отверстия,

ξ - коэффициент сопротивления отверстия,

ρ - плотность воздуха,

Δр - перепад давления,

Q - расход воздуха,

S_в - сечение воздуховода,

разделена горизонтальной перегородкой на части, к каждой из которой примыкают воздуховоды.

Размерность параметров, входящих в систему уравнений, дана в Международной системе единиц.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид изотермического контейнера, на фигуре 2 - сечение А-А. Контейнер состоит из герметичного корпуса 1, снабженного теплоизоляцией 2. По периметру контейнера с внутренней стороны расположены воздуховоды 3. Для поддержания заданного температурного диапазона внутри контейнера установлен испарительно-нагревательный блок, состоящий из нагревателя 4, вентилятора 5 и холодильника 6, связанного с компрессором 7, установленным снаружи торцевой стенки 8. Испарительно-нагревательный блок установлен в автономном корпусе 9 с выходным раструбом 10 в верхней части и открытой донной частью, связанной с воздуховодами 3. Воздуховоды 3 примыкают к разным частям разделенной горизонтальной перегородкой 11 перфорированной стенки 12. Выходной раструб 10 автономного корпуса направлен на торцевую стенку 8, выполненную профилированной. Профиль выполнен ребристым с направлением ребер, отражающими воздушный поток в направлении изделия. На торцевой и перфорированной стенках установлены датчики температуры 13, при помощи которых производится управление работой испарительно-нагревательного блока.

Устройство работает следующим образом.

С помощью испарительно-нагревательного блока воздух внутри контейнера нагревают или охлаждают в зависимости от температуры окружающего воздуха и при помощи вентилятора через выходной раструб 10 автономного корпуса 9 подают на профилированную торцевую стенку 8 контейнера. Отражаясь от стенки благодаря ее ребристой конструкции, воздушный поток равномерно обдувает изделие 14, обеспечивая минимальные перепады температуры между его отдельными частями. Дополнительно равномерность воздушного потока обеспечивается благодаря разделенной горизонтальной перегородкой 11 перфорированной стенке 12 с отверстиями, выполненными с увеличением их размеров по известному закону в зависимости от их удаленности от примыкающих воздуховодов. Данная конструкция перфорированной стенки обусловлена особенностями движения воздуха при постоянном отсосе из рабочего объема контейнера через ее проницаемую поверхность: при одинаковом размере отверстий воздушный поток будет засасываться в воздуховод через те отверстия, которые расположены в непосредственной близости от воздуховода. Увеличение размера отверстий по мере их удаленности от примыкающих воздуховодов позволяет достичь одинаковой интенсивности отсоса воздуха из рабочего объема контейнера по всей поверхности перфорированной стенки. Размер отверстий определяется решением системы уравнений (1). Ограничения в системе уравнений (1) обусловлены тем, что отверстия не должны пересекаться между собой и выходить за границы перфорированной стенки. Для обеспечения максимальной эффективности работы устройства и равномерной интенсивности отсоса по всей поверхности перфорированной стенки необходимо, чтобы суммарная площадь сечений отверстий была равна площади сечения воздуховода.

Разделенная горизонтальной перегородкой перфорированная стенка с размером отверстий, рассчитываемым по определенному закону, обеспечивает равномерность температурного диапазона во внутреннем объеме контейнера и одинаковую эффективность работы испарительно-нагревательного блока в режимах нагрева и охлаждения, что, в свою очередь, обеспечивает надежную сохранность характеристик транспортируемого изделия.

Из известных авторам источников информации заявителю не известны контейнеры с совокупностью отличительных признаков заявляемого объекта.

На предприятии были проведены опытные испытания разработки, которые дали положительный результат.

Изотермический контейнер, содержащий герметичный теплоизолированный корпус, внутри которого по периметру расположены воздуховоды, с одной стороны соединенные с открытой донной частью автономного корпуса с установленными внутри испарительно-нагревательным блоком кондиционера и вентилятором, и ограниченные с другой стороны перфорированной стенкой, отличающийся тем, что перфорированная стенка с отверстиями, размер которых определяется решением системы уравнений

где

S_n - сечение отверстия;

l - расстояние от примыкающего воздуховода до первого отверстия;

L - длина стороны перфорированной стенки;

Δl - расстояние между отверстиями;

D_n - диаметр n-го отверстия;

ξ - коэффициент сопротивления отверстия;

ρ - плотность воздуха;

Δр - перепад давления;

Q - расход воздуха;

S_в - сечение воздуховода,

разделена горизонтальной перегородкой на части, к каждой из которой примыкают воздуховоды.