本發(fā)明涉及一種保溫箱，尤其是涉及一種采用真空絕熱及蓄冷技術(shù)的移動(dòng)式冷鏈物流保溫箱，以及該保溫箱的制作方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，生活資源的日益豐富，冷鏈物流裝置逐漸出現(xiàn)在人們?nèi)粘Ｉ钪?，在食品、生物制劑等冷藏運(yùn)輸中起到了極其重要作用。

冷鏈物流裝置與居民生活生產(chǎn)密不可分。2014年冷鏈醫(yī)藥流通市場(chǎng)規(guī)模持較快增長(zhǎng)，全年藥品流通行業(yè)銷(xiāo)售總額達(dá)11174億，首次突破萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)18.5%。目前我國(guó)易腐食品醫(yī)藥制品冷藏運(yùn)輸技術(shù)較之發(fā)達(dá)國(guó)家仍存很大差距，完整獨(dú)立的冷鏈體系尚未形成，冷鏈裝置技術(shù)含量低，物流過(guò)程存在明顯斷冷現(xiàn)象，如因運(yùn)輸途中疫苗斷冷而造成惡性事件的山東疫苗案。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)表明，國(guó)內(nèi)的冷鏈物流體系與發(fā)達(dá)國(guó)家甚至我國(guó)港澳臺(tái)地區(qū)相比，均存在較大差距，這種差距估算應(yīng)在15—20年。但是我國(guó)2016年的冷鏈物流市場(chǎng)將在國(guó)際化、標(biāo)準(zhǔn)化、農(nóng)村市場(chǎng)這三大因素推動(dòng)下穩(wěn)步快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年年均增速21%。所以我國(guó)的冷鏈物流存在很大的發(fā)展?jié)摿Γ晟评滏溛锪骷夹g(shù)可以給我國(guó)帶來(lái)不容忽視的經(jīng)濟(jì)效益，大幅度減低貨物運(yùn)輸環(huán)節(jié)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

真空絕熱板（VIP）作為一種高效的保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)可維持在0.002-0.004W/(m·K)，僅為普通保溫材料的十分之一，而其厚度為普通絕熱材料的1/7。在保溫技術(shù)要求相同時(shí)有保溫層厚度薄、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有環(huán)保和高效節(jié)能的特性，是目前世界上高效保溫材料之一。目前市場(chǎng)上采用真空絕熱平面板搭建的真空絕熱保溫箱，存在以下缺點(diǎn)：銜接處過(guò)多，漏熱嚴(yán)重，影響保溫箱效果；銜接處易發(fā)生熱橋效應(yīng)，影響箱體使用壽命；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足。

冷鏈物流保溫箱在使用過(guò)程中，一般需要提供冷源（冰袋、蓄冷板等），然而蓄冷材料在使用前必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)24h的充冷，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間才能使用，無(wú)法滿(mǎn)足緊急情況下的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種冷鏈物流箱保溫箱及其制備方法，解決當(dāng)前冷鏈物流保溫箱現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種冷鏈物流保溫箱，（箱體+箱蓋）包括由外到內(nèi)包括嵌套的外箱、中箱和內(nèi)箱。外箱采用聚乙烯材料，中箱包括玻璃纖維芯材和防熱輻射復(fù)合鋁箔膜制作的真空絕熱板和泡沫棉，內(nèi)箱采用聚丙烯材料，并在內(nèi)箱上涂上防潮材料。

中箱采用開(kāi)V型槽及T型階梯銜接的方式來(lái)改變真空絕熱板的形狀，減少真空絕熱板隔熱層各面的銜接部分。

外箱、內(nèi)箱采用一體成型工藝制作，為了保證較好的貼合，需要根據(jù)實(shí)際中箱的大小設(shè)計(jì)外箱、內(nèi)箱的尺寸，并于外箱外表面設(shè)計(jì)方便抬箱的把手。

為了防止箱內(nèi)冷凝水對(duì)箱內(nèi)貨物的影響，在箱子底部中間位置開(kāi)設(shè)排水孔，排水孔采用密封封堵。

蓄冷板外形設(shè)計(jì)為梯形結(jié)構(gòu)，在箱內(nèi)前后左右放置四個(gè)冷板時(shí)，可以固定蓄冷板的位置。

蓄冷板內(nèi)部放入預(yù)先設(shè)計(jì)U型盤(pán)管，通過(guò)向盤(pán)管內(nèi)注入液氮等制冷劑來(lái)快速冷卻蓄冷材料。

箱蓋的內(nèi)箱位置設(shè)計(jì)橡膠雙層環(huán)形密封條，用于提高密封效果。

附圖說(shuō)明：

圖1為冷鏈物流保溫箱A-A剖視圖；

圖2為真空絕熱板V型槽及T型階梯示意圖；

圖3為真空絕熱板彎曲銜接的前視圖；

圖4為采用平板搭建的真空絕熱保溫箱前示圖；

圖5為保溫效果對(duì)比圖；

圖6為箱底開(kāi)孔示意圖；

圖7為蓄冷板及內(nèi)部盤(pán)管布置立體圖；

圖8為盤(pán)管充冷接口局部放大圖；

圖9為雙層密封條局部放大圖；

圖10為冷鏈物流保溫箱的立體圖；

其中：

1. 外箱體 2. 真空絕熱板

3. 泡沫棉 4. 內(nèi)箱體

5. 防潮層 6. 蓄冷板

7. V型槽道 8. T型階梯

9. V型接口 10. T型接口

11. 平板接口 12. 排水孔

13. U型盤(pán)管 14. 斜角

15. 蓄冷劑灌注口 16. 盤(pán)管進(jìn)口

17. 盤(pán)管出口 18. 盤(pán)管外表面螺紋

19. 銜接螺母 20. 制冷劑外接管

21. 把手 22. 橡皮密封條。

具體實(shí)施方法：

如圖1所示，采用真空絕熱及相變蓄冷的移動(dòng)式冷鏈物流保溫箱包括由外而內(nèi)的外箱、中箱、內(nèi)箱。外箱指外箱體1，中箱包括真空絕熱板2、泡沫棉3，所述內(nèi)箱包括內(nèi)箱體4、防潮層5、蓄冷板6，內(nèi)箱體4采用聚丙烯。

如圖2所示，要制成真空絕熱保溫箱，需預(yù)先在芯材上制作出相應(yīng)的T型階梯7和V型槽道8。工藝上采用在芯材內(nèi)側(cè)彎曲面處開(kāi)二個(gè)槽道，為保證開(kāi)槽后的芯材仍能連接在一起，槽道深度應(yīng)比真空絕熱板厚度小，其大小主要由半圓弧內(nèi)徑與芯材厚度所定。為將芯材彎曲90°后槽面能較好的貼合在一起，這里選用三角形槽道。將開(kāi)槽后形成的芯材進(jìn)行預(yù)處理后放進(jìn)防熱輻射復(fù)合鋁箔膜內(nèi)，再放入真空包裝機(jī)中抽真空并封口，完成后將真空絕熱板拿出放置于正常大氣壓下。由于真空絕熱板內(nèi)部為高真空，芯材開(kāi)槽的部位在外受大氣壓力的作用下內(nèi)外壓力失衡，每個(gè)開(kāi)槽部位的包裝膜被壓進(jìn)槽內(nèi)，從而形成如圖2所示小槽道。而此時(shí)真空絕熱板開(kāi)槽處在內(nèi)外壓力差的作用下會(huì)自動(dòng)彎曲成90°。

如圖3所示，為保證T型接合處10不松脫，可使用粘合劑將其黏合牢靠，這樣真空絕熱板保溫箱側(cè)面就制作好了。值得注意的是這里的T型接口10不應(yīng)設(shè)計(jì)得太大，以免隔氣結(jié)構(gòu)疊合在一起造成熱橋效應(yīng)，從而影響其保溫性能。從圖中可以看出V型接口9沒(méi)有縫隙，能夠有效的防止箱體漏熱以及銜接處帶來(lái)的邊界熱橋效應(yīng)。

如圖4所示，為采用平板搭建的真空絕熱保溫箱示意圖。從圖中可以看出銜接處有明顯的漏縫，這是由于真空絕熱板邊界層封裝時(shí)，會(huì)預(yù)留有一定熱裝間距，這就導(dǎo)致銜接式平板接口11無(wú)法做到無(wú)縫拼接。

為了研究真空絕熱板制作的冷鏈物流箱的保溫性能，本文將三類(lèi)真空絕熱板物流箱進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比（其中，采用平板搭建的真空絕熱保溫箱命名為平板式、全部采用T型階梯接合的真空絕熱保溫箱命名為階梯式、采用T型階梯和V型槽道的真空絕熱保溫箱命名為開(kāi)槽銜接式）。在每個(gè)箱中左右兩側(cè)分別放上等量、等溫的蓄冷材料。實(shí)驗(yàn)選擇的溫度傳感器為T(mén)型熱電偶，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)熱電偶偏差進(jìn)行了矯正。

如圖5所示，對(duì)比三種真空絕熱板保溫箱的保溫效果，我們可以發(fā)現(xiàn)：采用開(kāi)槽銜接式工藝制作的冷鏈物流箱保溫效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于平板式、階梯式。平板式物流箱在278min左右相變材料完成顯熱吸熱階段，階梯式物流箱在342min完成這一階段，而開(kāi)槽銜接式物流箱完成這一階段耗時(shí)438min，可見(jiàn)開(kāi)槽銜接式工藝制作的冷鏈物流箱保溫效果更加顯著。通過(guò)三者之間的保溫時(shí)間對(duì)比，得出以下結(jié)論：階梯式的保溫效果較之平板式提高了約0.23倍；開(kāi)槽銜接式的保溫效果較之平板式提高了近0.58倍。由此可見(jiàn)，漏熱對(duì)真空絕熱板的保溫性能影響很大。其實(shí)，銜接縫隙不僅帶來(lái)漏熱等問(wèn)題，而且還會(huì)嚴(yán)重影響真空絕熱保溫箱的使用壽命。

如圖6所示，要制成開(kāi)孔型真空絕熱板，需預(yù)先在芯材上制作出相應(yīng)的孔型。按照上述工序，抽完真空并封口，完成后將真空絕熱板拿出放置于正常大氣壓下。由于真空絕熱板內(nèi)部為高真空，芯材開(kāi)孔的部位在外受大氣壓力的作用下內(nèi)外壓力失衡，開(kāi)孔部位的包裝膜被緊密地壓在一起。緊接著是利用可控高溫?zé)犸L(fēng)槍控制噴射高溫空氣將包裝膜很好地?zé)岱庠谝黄?，為保證包裝膜能很好地粘合且不被高溫氣體燒壞，這里要按照不同阻氣結(jié)構(gòu)熱封要求對(duì)其進(jìn)行熱封，一般直接接觸式熱封要求熱封溫度是120℃左右，之后用剪刀等工具裁剪掉孔型所在位置的包裝膜。最后外箱和內(nèi)箱開(kāi)設(shè)與真空絕熱板一樣大的圓孔與之對(duì)應(yīng)，這樣貫穿箱底的圓形排水孔（12）就制作好了。

如圖1所示，根據(jù)中箱的尺寸我們可以設(shè)計(jì)外箱體1、內(nèi)箱體4的大小。值得注意的是真空絕熱板V型銜接處為弧形，因此外箱內(nèi)側(cè)、內(nèi)箱外側(cè)應(yīng)該具有相同的形狀。箱體組裝過(guò)程中，在真空絕熱板上包裹泡沫棉3，用于保護(hù)真空絕熱板2，并使外箱與真空絕熱板的接觸面、真空絕熱板與內(nèi)箱的接觸面緊密結(jié)合。

如圖7所示，箱體內(nèi)部設(shè)計(jì)可拆卸的蓄冷板6，為了防止蓄冷板在箱內(nèi)滑動(dòng)，蓄冷板設(shè)計(jì)為梯形結(jié)構(gòu)14（45°斜角），箱內(nèi)前后左右放置四個(gè)冷板，起到固定蓄冷板的作用，箱內(nèi)可以不用設(shè)置卡槽限定蓄冷板，節(jié)省了內(nèi)部空間，提高了貨載量。在蓄冷板上面中心位置開(kāi)設(shè)蓄冷液灌注口15，用于更換蓄冷劑。根據(jù)冷板大小合理設(shè)計(jì)U型盤(pán)管13的直徑以及長(zhǎng)度，進(jìn)口16、出口17分別設(shè)置在蓄冷板上面左右兩側(cè)。

如圖8所示，在盤(pán)管進(jìn)口16、出口17外表面盤(pán)出一定螺紋18，然后通過(guò)銜接螺母19（螺母與制冷劑進(jìn)、出口管道20采用一體工藝加工）與之相連，這樣制冷劑通過(guò)進(jìn)、出口管道20到達(dá)到盤(pán)管充冷蓄冷劑。

如圖9所示，采用橡膠材料設(shè)計(jì)雙層密封條22，整體外形為V型，V型夾角為60°。

如圖10所示，在外箱體左右兩側(cè)設(shè)計(jì)方便提箱的把手21。