一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的制作方法

本发明属于铁路冷链物流领域，具体涉及一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器。

背景技术：

现代化物流技术的飞速发展给人们的生活带来便利的同时，人们的多样化需求也催生着现有物流技术的进步与新型物流技术的诞生，例如冷链物流技术。冷链物流是指冷冻物品在从供应地向接收地的实体流动过程中，将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来。冷链物流比一般常温物流系统的要求更高、更复杂，建设投资也要大很多，是一个庞大的系统工程，其时效性要求冷链各环节具有更高的组织协调性，冷链物流的运作始终是和能耗成本相关联。

目前主流的冷链运输形式包括：空运、海运、铁路、公路等。这些传统的运输方式中，物流运输网络庞大，运输步骤繁杂，需要经过诸多程序，人工劳动强度高、效果差，搬运时有损伤、易出差错，运输环境不稳定，运输过程影响因素众多，容易受交通拥堵和雨雪天气等影响，难以管理和掌控。而管道传输系统的产生已不仅实现了物品传送，更实现了物流管理的优化，使物流运输及管理更加便捷高效。

虽然在气液运输领域，也有以管道作为媒介的，比如现有的城市自来水、暖气、煤气、石油和天然气输送管道、排污管道等。但是这类管道只能运输气液等流体物质，无法适应固体货物的运输需求。

进一步的，在冷链物流领域，未见有采用管道运输方式的相关报道；而在传统管道运输领域，从未见有用于冷链物流领域的相关应用，对冷链物流管道运输中的冷链货物是否需要制冷、如何制冷等问题则更无从涉及。申请人首次提出的一种冷链物流管道运输方式以及一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，旨在利用管道运输的优势，解决冷链物流长期面临的问题。

技术实现要素：

申请人认识到并提出，传统的管道物流，例如票据传输等，由于没有制冷需求，因此没有也无需设置制冷装置。而在某些通过液体做流质的管道中，对液体的制冷装置，要么制冷装置的结构过于庞大，需要占据空间较大，比较笨重；要么制冷装置的散热一般，导致制冷效果不好。

而在冷链物流领域，对运输过程中冷链货物的环境要求严格，冷链货物在长距离管道内运输时，需消耗一定的时间，在运输过程中，温度波动是引起冷链货物品质下降的主要原因之一，从而冷链货物的新鲜和质量不能得到保证。

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，在冷链集装器上安装制冷装置，低温冷藏冷链货物，以避免了冷链货物在运输过程中变质。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，所述铁路冷链物流管道系统包括铁路冷链物流集散基地，铁路冷链物流集散基地之间和/或上下游通过冷链传输管道连接，冷链集装器运行于冷链传输管道中，所述冷链传输管道配置为所述冷链集装器的引导通道，所述冷链集装器内设冷链腔室，该冷链腔室内装载冷链货物和温度传感器；

该冷链腔室与冷链集装器的外壳之间设有制冷装置，用于以热交换的方式对腔内制冷并将热量导出冷链集装器。

优选地，所述制冷装置包括导冷板、半导体制冷片、导热板；

所述半导体制冷片有两个端面，冷面端与所述导冷板的一面接触，所述导冷板的另一面延伸至所述冷链腔室内部，对腔内制冷；热面端与所述导热板连接进行散热。

优选地，所述制冷装置还包括真空导热管，所述冷链集装器的运行方向前后两端设有散热风扇和散热孔；

所述真空导热管的一端与所述导热板连接，另一端通向所述散热风扇，所述散热风扇构造为将所述真空导热管的热量从所述散热孔排出冷链集装器。

优选地，所述导冷板、半导体制冷片、导热板、真空导热管、散热孔中的任意一个的数量为多个。

优选地，所述冷链集装器还包括轮子模块，设置在运行方向前后两端；

所述轮子模块的内腔中设置所述散热风扇，其外周向均布有若干导向轮，且通过各自的转向轮转轴固定于所述轮子模块，所述轮子模块通过所述导向轮滚动支撑于所述冷链传输管道中；所述轮子模块的外端壁面上、相邻两个导向轮之间开设有所述散热孔。

优选地，所述轮子模块的外端壁面中心设有缓冲装置；

所述缓冲装置包括缓冲头和缓冲弹簧，所述缓冲弹簧设置于所述缓冲头和所述轮子模块的外端壁面之间。

优选地，所述冷链集装器还包括用于稳固所述冷链货物的夹紧机构；

所述夹紧机构设置于所述冷链腔室的前后两端，包括置物台和夹紧弹簧，所述冷链货物位于两个所述置物台之间，所述夹紧弹簧位于所述冷链腔室的端部与所述置物台之间。

优选地，所述冷链集装器还包括仓门开启闭合机构；

所述仓门开启闭合机构设置在远离所述制冷装置的外壳一侧，在所述外壳的周向以滑动的方式开启和关闭；

所述仓门开启闭合机构包括滑动模块和导轨副；

所述导轨副位于所述外壳的前后两端、沿所述外壳的周向延伸；所述滑动模块的前后滑动匹配于所述导轨副。

优选地，所述仓门开启闭合机构还包括锁闭机构；

所述锁闭机构设置于所述滑动模块关闭时与所述外壳相接处；所述锁闭机构为暗扣、电磁开关或机械开关方式。

优选地，如前所述的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，在制冷控制过程中，通过冷链腔室中的温度传感器进行温度检测，将温度反馈给中央处理器；当冷链腔室中温度超过设定温度时，中央处理器控制半导体制冷片开始工作，冷端面连接的导冷板降低腔内温度，达到制冷设定温度；当冷链腔室中温度低于设定温度时，制冷装置不工作。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种新型冷链物流管道系统，包括如前所述的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，冷链管道，驱动装置；

所述集装器在所述驱动装置的驱动下，在所述冷链管道中运行。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明在冷链物流领域，开创性地提出了一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，突破了流体管道的限制，实现了冷链货物的管道传输，进一步地，冷链货物在冷链传输管道中运输时，通过在冷链集装器上增加制冷装置使得冷链货物在运输过程中保持新鲜，避免了冷链货物变质，具有制冷和温度控制双重功能，而且增加制冷装置后的冷链集装器不改变其轻便性。

2、通过固定管道实现点对点的自动化运输，安全高速、低噪低阻，极大地提升运输效率，有效解决冷链物流最后一公里的问题。点对点的管道传输形式，空间相对封闭，温度湿度等环境因素相对恒定且可控；不会受到交通拥堵、交通事故、恶劣天气的影响，且不存在汽车尾气、航空废气、航运排污等环境问题，总体能耗低。

3、本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过导冷板、半导体制冷片、导热板的具体构造，通过半导体制冷片提供制冷源，导冷板从冷链腔室内吸收热量，降低腔内问题，将热量交换到导热板，导热板温度升高并向环境散热，通过热交换结构实现了制冷的快捷可靠，同时结构体积小重量轻，不占用不影响冷链货物的装载空间。

4、本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过真空导热管、散热风扇和散热孔的独特构造，真空导热管将导热板的热量迅速传递至散热风扇处，并通过两头的多个散热孔加速排出冷链集装器，进一步避免了冷链腔室外区域热量聚集对制冷效果的影响。

5、本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过轮子模块的特别构造，将散热风扇、散热孔、导向轮、缓冲装置都集中在一个标准模块中，结构紧凑，可实现模块化生产和维修更换。

6、本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过一系列夹紧机构的构造，实现了冷链货物的有效固定，保障了管道传输的安全性，并且可以适应不同长度、大小的冷链货物，具有广泛的通用性和适应性。

7、本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，相较于仓门铰接翻转的方式，本发明通过仓门开启闭合机构周向滑动的构造，适应了管道运输的内部空间需求，而且便于在收发起终点装卸冷链货物，避免对冷链货物的搬运造成阻挡，避免碰撞对仓门的损坏。

附图说明

图1是本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的示意图；

图2是本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的剖视示意图；

图3是本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的轴向示意图；

图4是本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的仓门开启闭合机构开启状态示意图；

图5是本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的仓门开启闭合机构闭合状态示意图；

图6是本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的温度控制流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

如图1-5所示，本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，所述铁路冷链物流管道系统包括铁路冷链物流集散基地，铁路冷链物流集散基地之间和/或上下游通过冷链传输管道连接，冷链集装器2运行于冷链传输管道1中，所述冷链传输管道1配置为所述冷链集装器2的引导通道。所述冷链管道1可以在地下、构筑物表面或者悬空设置，通过套管或者支架等形式固定，满足结构要求即可(图中未示)。所述冷链管道1采用中空设计，包括管道内壁和管道外壁。管道内壁和管道外壁之间均布加强肋板，保证隔热性的同时满足管道的强度。所述冷链管道1的截面形式包括圆形、矩形或其他规则与不规则形状，所述新型冷链物流集装器的截面形状与所述冷链管道1的形状适应性匹配，在此都不做限制，下面以圆形管道和圆形截面集装器为例进行说明。

所述冷链集装器2内设冷链腔室214，该冷链腔室214内装载冷链货物3和温度传感器209。该冷链腔室214与冷链集装器的外壳201之间设有制冷装置，用于以热交换的方式对腔内制冷并将热量导出冷链集装器。所述冷链集装器2内设有中央处理器(cpu)210，将温度传感器209获得的温度与设定温度进行对比判断，通过温度比较来控制其余装置。本发明在冷链物流领域，开创性地提出了一种具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，突破了流体管道的限制，实现了冷链货物的管道传输，进一步地，冷链货物在冷链传输管道中运输时，通过在冷链集装器上增加制冷装置使得冷链货物在运输过程中保持新鲜，避免了冷链货物变质，具有制冷和温度控制双重功能，而且增加制冷装置后的冷链集装器不改变其轻便性。通过固定管道实现点对点的自动化运输，安全高速、低噪低阻，极大地提升运输效率，有效解决冷链物流最后一公里的问题。点对点的管道传输形式，空间相对封闭，温度湿度等环境因素相对恒定且可控；不会受到交通拥堵、交通事故、恶劣天气的影响，且不存在汽车尾气、航空废气、航运排污等环境问题，总体能耗低。

如图2所示，所述制冷装置包括导冷板204、半导体制冷片205、导热板206。所述半导体制冷片205有两个端面，冷面端与所述导冷板204的一面接触，所述导冷板204的另一面延伸至所述冷链腔室214内部，对腔内制冷；热面端与所述导热板206连接进行散热。本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过导冷板、半导体制冷片、导热板的具体构造，通过半导体制冷片提供制冷源，导冷板从冷链腔室内吸收热量，降低腔内问题，将热量交换到导热板，导热板温度升高并向环境散热，通过热交换结构实现了制冷的快捷可靠，同时结构体积小重量轻，不占用不影响冷链货物的装载空间。

所述制冷装置还包括真空导热管207，所述冷链集装器2的运行方向前后两端设有散热风扇208和散热孔212。所述真空导热管207的一端与所述导热板206连接，另一端通向所述散热风扇208，所述散热风扇208构造为将所述真空导热管207的热量从所述散热孔212排出冷链集装器2。本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过真空导热管、散热风扇和散热孔的独特构造，真空导热管将导热板的热量迅速传递至散热风扇处，并通过两头的多个散热孔加速排出冷链集装器，进一步避免了冷链腔室外区域热量聚集对制冷效果的影响。

优选地，所述导冷板204、半导体制冷片205、导热板206、真空导热管207、散热孔212中的任意一个的数量为多个，具有多种不同的组合搭配组成不同的系列型号，满足不同冷链货物的制冷需求。

如图2-3所示，所述冷链集装器2还包括轮子模块，设置在运行方向前后两端。所述轮子模块的内腔中设置所述散热风扇208，其外周向均布有若干导向轮211，且通过各自的转向轮转轴固定于所述轮子模块，所述轮子模块通过所述导向轮211滚动支撑于所述冷链传输管道1中；所述轮子模块的外端壁面上、相邻两个导向轮211之间开设有所述散热孔212。

如图2-3所示，所述轮子模块的外端壁面中心设有缓冲装置5。所述缓冲装置5包括缓冲头和缓冲弹簧，所述缓冲弹簧设置于所述缓冲头和所述轮子模块的外端壁面之间。

如图4-5所示，所述冷链集装器2还包括用于稳固所述冷链货物的夹紧机构6。所述夹紧机构6设置于所述冷链腔室214的前后两端，包括置物台202和夹紧弹簧，所述冷链货物位于两个所述置物台202之间，所述夹紧弹簧位于所述冷链腔室214的端部与所述置物台202之间。本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过轮子模块的特别构造，将散热风扇、散热孔、导向轮、缓冲装置都集中在一个标准模块中，结构紧凑，可实现模块化生产和维修更换。本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，通过一系列夹紧机构的构造，实现了冷链货物的有效固定，保障了管道传输的安全性，并且可以适应不同长度、大小的冷链货物，具有广泛的通用性和适应性。

如图4-5所示，所述冷链集装器2还包括仓门开启闭合机构7、8、10。所述仓门开启闭合机构7、8、10设置在远离所述制冷装置的外壳201一侧，在所述外壳201的周向以滑动的方式开启和关闭。所述仓门开启闭合机构7、8、10包括滑动模块7和导轨副10。所述导轨副10位于所述外壳201的前后两端、沿所述外壳201的周向延伸；所述滑动模块7的前后滑动匹配于所述导轨副10。基于导轨副10，通过滑动模块7，实现集装器的开启以及闭合。所述滑动模块7优选为透明材料制成，便于观察分辨装载的冷链货物。或者，滑动模块7/集装器外壳201上设置显示装置，显示所携带冷链货物的具体信息。

优选地，所述仓门开启闭合机构7、8、10还包括锁闭机构8。所述锁闭机构8设置于所述滑动模块7关闭时与所述外壳201相接处；所述锁闭机构8为暗扣、电磁开关或机械开关方式。本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器，相较于仓门铰接翻转的方式，本发明通过仓门开启闭合机构周向滑动的构造，适应了管道运输的内部空间需求，而且便于在收发起终点装卸冷链货物，避免对冷链货物的搬运造成阻挡，避免碰撞对仓门的损坏。

如图6所示，本发明的具有制冷装置的铁路冷链物流管道系统集装器的制冷方法，包括如下步骤，在制冷控制过程中，通过冷链腔室214中的温度传感器209进行温度检测，将温度反馈给中央处理器；当冷链腔室214中温度超过设定温度时，中央处理器控制半导体制冷片205开始工作，冷端面连接的导冷板204降低腔内温度，达到制冷设定温度；当冷链腔室214中温度低于设定温度时，制冷装置不工作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。