Изолированные перевозочные контейнеры
Перевозочный контейнер для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени содержит контейнер, который имеет основание, четыре стенки и верхнюю часть, при этом основание обеспечивает опору для чувствительного к температуре изделия, и поддон для хладагента, который выполнен с возможностью расположения внутри контейнера над изделием, а также с возможностью удаления, который включает центральный, предварительно сформированный проводящий блок, при этом указанный поддон выполнен с возможностью размещения на нем пакетов хладагента вокруг проводящего блока. Использование данной изобретения позволяет улучшить условия перевозки чувствительных к температуре изделий в охлажденном и/или замороженном состоянии в течение длительного периода времени. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к перевозочным контейнерам, в частности к изолированным перевозочным контейнерам для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени. Например, контейнеры этого типа формируются из жесткого пенополиуретана или других материалов для перевозки или транспортировки изделий, таких как биологические или аналогичные изделия, которые необходимо хранить при температуре от 2°С до 8°С или в замороженном виде.
Уровень техники
Разработаны различные типы перевозочных контейнеров, включая обычные картонные коробки, имеющие внутри изоляционный материал, которому можно придавать желаемую форму или же который содержит панели или т.п. Обычно хладагент, такой как упакованный лед, пакеты с гелем или рассыпной твердый лед размещают в полости вокруг изделия для охлаждения изделия во время перевозки.
Для перевозки особенно чувствительных изделий, таких как медицинские или фармацевтические изделия, часто используют жесткие полиуретановые контейнеры из-за их тепловых свойств. Обычные изоляционные перевозочные контейнеры имеют много недостатков, в частности, при перевозке чувствительных к температуре изделий в течение длительного периода времени, например при международных перевозках изделий. Эти контейнеры, в особенности для модульных систем, часто включают большое число швов в изоляционном материале, через которые может проходить воздух и нагревать полость в коробке. Дополнительно к этому полость часто содержит воздушные пространства вокруг изделия и хладагента, которые могут облегчать, но не управляемым образом, конвекцию, в особенности, если изоляционный материал включает имеющие утечку швы. К сожалению, создаются градиенты или зоны температуры. Эти условия могут ускорять плавление хладагента, и, соответственно, укорачивать время, в течение которого контейнер может сохранять условия охлаждения. Дополнительно к этому крышка может быть изготовлена из другого материала, такого как пенополиэфир, который может иметь тепловое сопротивление, значительно более низкое, чем сам корпус, и тем самым может ухудшать характеристики контейнера.
Кроме того, изделие и хладагент обычно помещают вместе внутри полости в коробке, что может иметь отрицательное действие. При перевозке некоторых изделий желательно охлаждать их, но не замораживать изделие. Размещение хладагента, такого как блоки сухого льда, в полости в контакте с изделием, может приводить к замораживанию и порче изделия. Даже если хладагент удерживается на расстоянии от изделия, то во время перевозки хладагент может смещаться в полости, в частности, при его плавлении и уменьшении в объеме и непреднамеренно приходить в соприкосновение с изделием. Кроме того, расплавленный хладагент может вытекать из своего контейнера, приводя к образованию беспорядка в полости или даже к загрязнению перевозимого изделия.
Некоторые подходящие решения для указанных выше недостатков были разработаны в прошлом, такие как раскрыты в патенте США №5924302. Однако все еще имеется потребность в контейнерах, в частности, для перевозки больших количеств изделия в течение длительного времени.
Раскрытие изобретения
Целью данного изобретения является создание новых и улучшенных контейнеров для перевозки чувствительных к температуре изделий в охлажденном и/или замороженном состоянии в течение длительного периода времени.
Согласно данному изобретению приводится описание и чертежи нескольких вариантов выполнения контейнеров, например, из жесткого пенополиуретана, которые особенно пригодны, среди прочего, для мелких и крупных перевозок, таких как воздушные перевозки, включая использование перевозочных контейнеров LD3. При этом важно, что контейнеры согласно данному изобретению сформированы в основном из дна, предпочтительно с поддоном для удерживания изделия, четырех сторон и крышки, а также предпочтительно с поддоном для хладагента. Кроме того, дно, стороны и крышка выполнены с возможностью взаимного соединения (стороны и основание предпочтительно зафиксированы с помощью штыкового соединения или соединения в шип, в противоположность обычным углам в 45°, которые не фиксируются и не сцепляются друг с другом) для уменьшения тепловой конвекции. Кроме того, жесткий пенополиуретан сформирован с образованием дна контейнера и может иметь "стеллажные" канавки в отличие от использования дерева, которое может вызывать проблемы с термитами, в частности, в условиях воздушных грузовых перевозок. Поддон для хладагента предпочтительно является выдвижным поддоном, который содержит подходящий хладагент, такой как сухой лед или пакеты с гелем, и который предпочтительно также выполнен из жесткого пенополиуретана с обеспечением отсутствия непосредственного контакта хладагента с изделием. Дополнительно к этому внутренние стенки и дно контейнера могут быть выполнены с обеспечением конвекции для создания контролируемого потока воздуха внутри отделения для изделия, и этот поток воздуха может уменьшать температурный градиент внутри отделения для изделия и тем самым обеспечивать лучшее и равномерное управление температурой при перевозке биологических и других изделий.
Таким образом, согласно данному изобретению контейнеры могут содержать захватные стенки, в частности в более крупных контейнерах, для уменьшения тепловой конвекции между наружным окружением и внутренним пространством. Выдвижной поддон для хладагента может иметь любые различные формы и/или очертания и используется для регулирования температуры между хладагентом и изделием. Внутренние стенки сторон, дна и крышки предпочтительно выполнены с возможностью обеспечения конвекции и тем самым создания управляемого потока воздуха внутри отделения для изделия с целью управления и уменьшения температурного градиента внутри отделения для изделия и тем самым обеспечивают лучшее управления при перевозке биологических и других изделий. Например, на стенках, дне и крышке могут быть выполнены, например, канавки и/или выступы, сформированные в них для обеспечения конвекции и тем самым охлаждающего потока воздуха вокруг изделия. Кроме того, боковые стенки могут иметь форму, такую как V-образная или U-образная форма или любые их вариации для обеспечения "стенок конвекции" на двух сторонах и охлаждения на двух других сторонах. Кроме того, поддон для хладагента может включать центральную колонну, сформированную в поддоне, для сохранения охлаждающего действия в центре груза изделия. Таким образом, контейнеры согласно данному изобретению обеспечивают управление конвекцией тепла через заданный поток воздуха с помощью конструкции сторон, канавок и т.п. с целью минимизации градиента температуры в загруженном изделии и обеспечения поддержания одинаковой температуры в углах, середине и во всех зонах загруженного изделия. Захватные соединения между сторонами и основанием помогают управлять теплопроводностью и конвекцией извне внутрь контейнера. Основание выполнено с возможностью удерживания загруженного продукта на расстоянии от действительного дна контейнера и снабжено воздушными каналами для обеспечения циркуляции внутреннего воздуха вокруг всего полезного груза. Основание для больших контейнеров предпочтительно выполнено с возможностью транспортировки поддонов с грузом изделий, таких как биологические изделия.
Краткое описание чертежей
На чертежах показаны:
фиг.1 - большой изоляционный контейнер согласно данному изобретению;
фиг.2 - контейнер, согласно фиг.1 в разнесенной изометрической проекции;
фиг.3А - частично собранный контейнер согласно фиг.1 в разнесенной изометрической проекции;
фиг.3B-D - компоненты контейнера согласно фиг.3а;
фиг.4 - открытый верх контейнера и поддон для хладагента, имеющий проводящий блок и пакеты с гелем;
фиг.5А-5Е - узел контейнера, аналогичный контейнеру согласно фиг.1, для сборки контейнера вокруг криогенного резервуара;
фиг.6А-6С - контейнер с V-образными сторонами и канавками для облегчения циркуляции холодного воздуха вокруг загруженного изделия, подлежащего расположению в середине контейнера;
фиг.7 - другой вариант выполнения контейнера в изометрической проекции.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан вариант выполнения изоляционного контейнера 10 согласно данному изобретению. Он предпочтительно выполнен из основа - водного жесткого пенополиуретана со сторонами 12, передней и задней частями 13, дном 14 и крышкой или верхней частью 15, выполненными все с возможностью взаимного соединения друг с другом для простоты хранения и сборки, а также для уменьшения конвекции.
Как показано на фиг.2, диапазон температур, например, от 0°С до 10°С можно поддерживать посредством использования верхнего поддона 16 для льда для удерживания необходимого хладагента 17 для груза 18 изделия в контейнере. Поддон 16 можно предпочтительно вдвигать внутрь над грузом 18 изделия. Может быть установлен внутренний поддон 20 для изделия с проходящими вверх сторонами 20а для изоляции дна груза 18 изделия от дна или основания 14 и уменьшения градиента температуры внутри контейнера. Основание 14 может содержать канавки для вилки подъемника, сформированные в основании, для исключения потребности в отдельном поддоне из дерева. Желательно исключать деревянные поддоны или другие деревянные компоненты из-за проблем с термитами в условиях воздушных грузовых перевозок и в других условиях. Показанный на фиг.1 контейнер может иметь любой желаемый размер, соответствующий стандарту LD3 для перевозочных контейнеров, с целью оптимизации полезной нагрузки.
На фиг.2 и 3A-3D показана структура взаимосвязи боковых сторон, задней, передней, верхней и нижней частей для обеспечения взаимосвязанной структуры контейнера 10 согласно данному изобретению. Боковые стороны 12 имеют шпунты 12а на своем верхнем конце, вертикальные удлиненные пазы 12b на наружных кромках внутренней стороны, и паз 12с у дна, как показано на фиг.2 и 3А-3B, С другой стороны, задняя и передняя части имеют верхние и нижние шпунты 13а и боковые шпунты 13b, как показано на фиг.2. Задняя и передняя части 13 стыкуются с боковыми частями 12 с помощью шпунтов 13b задней и передней частей, входящих в соответствующие удлиненные канавки 12b в боковых частях 12. Это обеспечивает простое скольжение задней и передней частей 13 в пазы 12b боковых частей 12 с образованием очень плотной и жесткой структуры из передней, задней и боковых частей, взаимосвязь трех компонентов которой показана на фиг.3А (передняя часть еще не добавлена). В основании 14 выполнены удлиненные пазы а для приема нижних шпунтов 13а передней и задней частей 13, а также удлиненные шпунты 14b для соединения с нижними пазами 12 с боковых частей 12. Крышка или верхняя часть 15 имеет удлиненные пазы 15а (смотри фиг.3D) для приема шпунтов 12а боковых частей 12 и шпунтов 13а задней и передней частей 13. Эта конструкция со шпунтами и пазами особенно важна для обеспечения "захватных стенок" для уменьшения тепловой конвекции между наружным окружением и внутренним пространством контейнера 10. Она обеспечивает хорошую взаимосвязь четырех сторон с основанием и крышкой при выполнении сборки.
Важно, чтобы хладагент 17 не был в непосредственном контакте с грузом 18 изделия. Выдвижной поддон 16 для хладагента обеспечивает эту изоляционную или буферную функцию, а канавки 12d в боковых частях, канавки 13d в задней и передней частях 13 обеспечивают заданный направленный вниз поток воздуха в боковых канавках вокруг загруженного изделия через тепловую конвекцию для минимизации градиента температуры внутри груза изделия. Аналогичные канавки 16b в поддоне 16 для хладагента также способствуют этому. Кроме того, аналогичные канавки могут быть выполнены в основании 14 или, при желании, в поддоне 20 для изделия.
Важно, что в центре выдвижного поддона 16 предусмотрена колонна 16а, которая проходит вверх, как показано на фиг.2 и 4, и которая является особенно важной с точки зрения теплопроводности для уменьшения проводимости хладагента вниз в центр груза 18 изделия, которая могла бы возникать при расположении хладагента 17 на месте колонны 16а. Было установлено, что без колонны 16а центр груза 18 изделия становится слишком холодным и что эта колонна 16а из пенопласта снижает температуру обычно слишком холодной центральной части груза для облегчения сохранения равномерной температуры изделия. Внутри поддона 16 для хладагента предпочтительно предусмотрены распорки 16с для удерживания на месте пакетов 17 со льдом. Кроме того, эти распорки 16с могут иметь сквозные отверстия для обеспечения свободного прохождения воздуха внутри пакета 17 со льдом. Такое расположение и конструкция повышают тепловую эффективность пакета со льдом.
На фиг.5А-5Е показана сборка контейнера, начиная с основания 42, на которое загружается бак 40 с изделием, как показано на фиг.5А. Четыре внутренние стенки 46 вставляются в основание 42, а затем в основание вставляются четыре охватывающие наружные стенки 48а (смотри фиг.5B), а затем пара охватываемых наружных стенок 48b (смотри фиг.5С). Наружные стенки, основание и верх могут быть конструкцией с пазами и шпунтами, как на предыдущих фигурах. Пространство 44 между внутренними стенками 46 и наружными стенками 48 заполнено гранулами сухого льда (не изображены). Используется структура со шпунтами и пазами, аналогичная указанной выше. Затем толстая, например, толщиной 4 дюйма (10 см) вырезанная из пенопласта подушка 50 вводится в наружные стенки 48 (смотри фиг.5D) в полость изделия для уменьшения склонности высокого изделия наклоняться и падать, а затем устанавливают плотно входящую крышку 52 (смотри фиг.5Е). Выполненный таким образом контейнер предпочтительно вставляется в коробку из гофрированного картона и закрывается с помощью клейкой ленты.
На фиг.6А-6С показан другой вариант выполнения контейнера из жесткого пенополиуретана, выполненный с возможностью создания потока воздуха внутри отделения для изделия с целью уменьшения градиента температуры внутри отделения для изделия и тем самым лучшего управления во время перевозки биологических изделий. Этот вариант выполнения включает, как показано на фиг.6, правую и левую стороны 80 и переднюю и заднюю стороны 82, а также основание или дно 83. Особенно важными в этой конструкции контейнера являются внутренние правая и левая боковые стенки 86, которые в этом варианте выполнения имеют V-образную форму, но могут иметь U-образную форму, снабженные каналами или имеющие другую подходящую изогнутую конфигурацию. Это обеспечивает воздушное пространство между этими внутренними боковыми стенками 86 и штабелем изделия (не изображен), расположенным в полости, образованной между внутренними стенками 86 и вертикально установленными барьерами 88, которые создают воздушные течения. Внутренние стороны передней и задней стенок 82 вместе с наружными сторонами барьеров 88 образуют охлаждающие полости 90 для хладагента, который обычно является ледовым гелем. Барьеры 88 могут быть расположены на расстоянии друг от друга, как показано на фиг.6А, или же могут быть каждый сплошной стенкой. Основание 83 имеет поднятые зоны 84а, образующие канавки 84b между зонами 84а для обеспечения некоторого воздушного пространства у основания. Комбинация V-образных внутренних стенок 86, канавок 84b в дне и аналогичных канавок в крышке, если желательно (не изображены), обеспечивает поток холодного воздуха за счет конвекции внутри отделения 92 для изделия. Как и в других вариантах выполнения, контейнер, показанный на фиг.6, предпочтительно выполнен из жесткого пенополиуретана.
Вариант выполнения, показанный на фиг.6А, имеет относительно большое отделение 92 для изделия, а вариант выполнения, показанный на фиг.6B имеет меньшее отделение 92а для изделия, однако V-образная стенка и конструкция канавок являются аналогичными. Предусмотрены поднятые зоны 84а, образующие канавки 84b, как показано на фиг.6А, при этом вариант выполнения, показанный на фиг.6С, аналогичен варианту выполнения, показанному на фиг.6А, но дополнительно содержит вдвигаемый поддон 96 для изделия. В показанных на фиг.6 вариантах выполнения можно использовать стенки, основание и верхнюю часть со шпунтами и пазами, если это желательно.
На фиг.7 показан другой вариант выполнения, в частности, для использования с контейнером для изделия, имеющим сверху крышку. Весь контейнер 100 является аналогичным другим вариантам выполнения и включает нижнюю подушку 102 и крышку 106. Выполненный из пенопласта поддон 104 для льда выполнен с возможностью установки на крышку контейнера для изделия для обеспечения стойкого изоляционного барьера. Боковые зоны 104а и 104b образуют поддоны для хладагента (не изображен) на каждой стороне проходящей вверх центральной части 104с. Поддон 104 также имеет прорези 104d для улучшения прохождения воздуха. Центральная часть 104с является проводящим блоком наподобие блока 16а на фиг.4 для управления температурой в центральной части. Стенки, основание и верхняя часть могут также иметь конструкцию со шпунтами и пазами.
Таким образом, был описан улучшенный перевозочный контейнер для сохранения условия охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени для содержащегося в нем изделия. Важными признаками являются, в частности, вдвигаемый поддон 16 для льда (для хладагента 17), который можно вдвигать в контейнер после размещения в нем груза 18 изделия. Другим особенно важным признаком являются взаимно соединяемые стенки, крышка и основание для управления тепловой конвекцией между наружным окружением и внутренней атмосферой. Другим важным признаком являются заданная форма, полости и каналы в различных местах в контейнере для использования тепловой конвекции для перемещения и распределения энергии более равномерно внутри контейнера. Это же обеспечивает максимальную отдачу энергии хладагентом, а также уменьшает градиенты температуры внутри внутренней атмосферы контейнера. Кроме того, предусмотрен предварительно сформированный блок для уменьшения температурных карманов внутри контейнера посредством защиты конкретных мест внутри контейнера от непосредственного контакта с хладагентом, в частности, центра. В этом барьере используются свойства теплопроводности для потребления энергии из источника охлаждения до достижения ею груза изделия. Предварительно отлитую форму и размер барьера можно выбирать с обеспечением прохождения лишь желаемого количества энергии, при одновременном сохранении стабильности и постоянства во время транспортировки.
Различные изменения, модификации, вариации, а также другие использования и применения предмета изобретения могут стать очевидными для специалистов в данной области техники после знакомства с данным описанием и прилагаемыми чертежами. Все эти изменения, модификации, вариации, а также другие использования и применения предмета изобретения, которые не выходят за идею и объем изобретения, входят в его объем защиты и ограничиваются лишь приведенной ниже формулой изобретения.
1. Перевозочный контейнер для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени, содержащий контейнер, имеющий основание, четыре стенки и верхнюю часть, при этом основание обеспечивает опору для чувствительного к температуре изделия, и поддон для хладагента, выполненный с возможностью расположения внутри контейнера над изделием, а также с возможностью удаления, включающий центральный, предварительно сформированный проводящий блок, при этом указанный поддон выполнен с возможностью размещения на нем пакетов хладагента вокруг проводящего блока.
2. Контейнер по п.1, в котором четыре стенки взаимно соединены друг с другом и дополнительно соединены с основанием и верхней частью.
3. Контейнер по п.2, в котором стенки, дно и верхняя часть взаимно соединены друг с другом посредством системы шпунтов и пазов.
4. Контейнер по п.1, в котором, по меньшей мере, на одной внутренней поверхности выполнены канавки и/или выступы для обеспечения заданного потока воздуха вокруг изделия через тепловую конвекцию для минимизации градиента температуры внутри груза изделия.
5. Контейнер по п.1, в котором стенки, дно и верхняя часть выполнены из жесткого пенополиуретана.
6. Контейнер по п.1, содержащий четыре внутренние стенки, расположенные внутри контейнера и окружающие изделие и обеспечивающие воздушное пространство между стенками контейнера и этими внутренними стенками.
7. Перевозочный контейнер для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени, содержащий контейнер, имеющий основание, четыре стенки и верхнюю часть, при этом основание обеспечивает опору для чувствительного к температуре изделия, и в котором четыре стенки взаимно соединены друг с другом и дополнительно соединены с основанием и верхней частью, при этом на внутренних поверхностях стенок выполнены вертикальные канавки для обеспечения заданного потока воздуха в них вокруг изделия через тепловую конвекцию для минимизации градиента температуры внутри груза изделия, и поддон для хладагента, выполненный с возможностью удаления, а также с возможностью расположения внутри контейнера над изделием и размещения на нем пакетов хладагента, при этом поддон для хладагента включает центральный, предварительно сформированный проводящий блок для размещения на нем пакетов хладагента вокруг проводящего блока.
8. Перевозочный контейнер для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени, содержащий контейнер, имеющий основание, четыре стенки и верхнюю часть, при этом основание обеспечивает опору для чувствительного к температуре изделия, и поддон для хладагента, выполненный с возможностью расположения внутри контейнера над изделием и включающий центральный, предварительно сформированный проводящий блок для управления температурой в центральной зоне контейнера и для размещения пакетов хладагента вокруг проводящего блока.
9. Контейнер по п.8, в котором четыре стенки взаимно соединены друг с другом и дополнительно соединены с основанием и верхней частью посредством системы шпунтов и пазов.
10. Контейнер по п.8, в котором, по меньшей мере, на одной внутренней поверхности выполнены канавки для обеспечения заданного потока воздуха вокруг изделия через тепловую конвекцию для минимизации градиента температуры внутри груза изделия.
11. Контейнер по п.8, в котором стенки, дно и верхняя часть выполнены из жесткого пенополиуретана.
12. Контейнер по п.8, содержащий четыре внутренние стенки, расположенные внутри контейнера и окружающие изделие для обеспечения воздушного пространства между стенками контейнера и этими внутренними стенками.
13. Контейнер по п.1, в котором две противоположные стенки имеют внутреннюю V-образную форму для облегчения тепловой конвекции внутри контейнера и вокруг изделия.
14. Контейнер по п.8, в котором две противоположные стенки имеют внутреннюю V-образную или U-образную форму для облегчения тепловой конвекции внутри контейнера и вокруг изделия.
15. Контейнер по п.1, в котором на основании выполнены нижние канавки для вилки погрузчика.
16. Контейнер по п.1, в котором поддон для льда выполнен с возможностью установки на крышку контейнера для изделия для обеспечения стойкого изоляционного барьера.
17. Перевозочный контейнер для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени, содержащий контейнер, имеющий основание, четыре стенки и верхнюю часть, при этом основание способно обеспечивать опору для чувствительного к температуре изделия, а четыре стенки взаимно соединены друг с другом и взаимно соединены с основанием и верхней частью, четыре внутренние стенки, расположенные внутри контейнера и окружающие изделие для обеспечения воздушного пространства между стенками контейнера и этими внутренними стенками, подушку, которая введена в наружные стенки в полость изделия для минимизации его опрокидывания, и хладагент между наружными и внутренними стенками.
18. Перевозочный контейнер для удерживания чувствительных к температуре изделий и хладагента в заданном соотношении для сохранения условий охлаждения или замораживания в течение длительного периода времени, содержащий контейнер, имеющий основание, четыре стенки и верхнюю часть, при этом основание обеспечивает опору для чувствительного к температуре изделия, и в котором одна или несколько внутренних поверхностей включают канавки для обеспечения заданного потока воздуха в них вокруг изделия через тепловую конвекцию для минимизации градиента температуры внутри груза изделия, а две противоположные стенки имеют внутреннюю V-образную или U-образную форму для облегчения тепловой конвекции внутри контейнера и вокруг изделия, при этом в двух других противоположных стенках выполнены охлаждающие полости для размещения пакетов хладагента и поддон для хладагента, выполненный с возможностью удаления, а также расположения внутри контейнера над изделием и размещения на нем пакетов хладагента, при этом поддон для хладагента включает центральный, предварительно сформированный проводящий блок.
