Термостатирующее устройство рефрижераторного вагона

Полезная модель относится к транспортной рефрижераторной технике, а именно к устройствам для поддержания требуемого температурного режима внутри рефрижераторного вагона, оборудованного соответствующим устройством.
Из уровня техники известны различные решения транспортной рефрижераторной техники, в частности, патент США US 20020129613 A1, опубл. 2002, или патент РФ 97306 от 2010, в котором представлена автомобильная рефрижератор-автоцистерна, или изотермический контейнер по патенту РФ 175886 от 2015 года. По существу, рефрижераторные вагоны - это изотермические вагоны, имеющие цельнометаллический кузов с хребтовой балкой и термоизоляционной прослойкой, защищающей внутреннее пространство вагона (и, следовательно, груз) от теплового воздействия извне. Основным отличием от других изотермических вагонов является наличие машинного охлаждения и электрического отопления. В холодильных машинах рефрижераторного подвижного состава используют в качестве хладагентов аммиак, хладон, электропитание происходит от дизель-генераторов. Для отопления используются электрические нагреватели. Также рефрижераторы включают в себя устройства принудительной циркуляции воздуха и вентиляции грузового помещения.
В настоящее время перевозка скоропортящихся и замороженных грузов на дальние расстояния, в основном, осуществляется вагонами рефрижераторами, которые могут быть автономными или входить в состав комплексов. В вышеупомянутых вагонах установки термостатирования, преимущественно, устанавливаются по торцевым стенкам, с двух или с одной стороны. Такое размещение установок термостатирования занимает полезную площадь, которую можно использовать для размещения на ней груза и получить дополнительную прибыль.
Ближайший аналог из уровня техники не выявлен, поэтому формула полезной модели составлена без разделения на отличительную и ограничительную части.
Проблемой, на решение которой направлена данная полезная модель, является, помимо поддержания требуемого качества теплового режима внутри рефрижераторного вагона, увеличение полезного объема вагона для размещения дополнительного груза, обеспечение качественного воздухораспределения внутри вагона при любом размещении и положении груза и возможность перевозки всех видов груза.
Для решения проблемы и достижения при этом технического результата, связанного с увеличением полезного объема вагона и размещения дополнительного объема транспортируемого груза, и обеспечения качественного воздухораспределения внутри вагона при любом размещении и положении груза с возможностью перевозки всех видов груза, термостатирующее устройство рефрижераторного вагона выполнено с возможностью подачи наружного воздуха, и содержит компрессорно-конденсаторные блоки и блоки обработки воздуха, связанные между собой и выполненные с контурами хладагента, имеющими последовательно установленные компрессоры, конденсаторы с вентиляторами, расширительные устройства, испарители с вентиляторами, кроме этого, устройство оборудовано блоком питания и управления, служащим для обеспечения электропитания и выдачи сигналов управления работой устройства, при этом компрессорно-конденсаторные блоки расположены на крыше рефрижераторного вагона, а блоки обработки воздуха, оборудованные электронагревателями, расположены внутри упомянутого вагона в подкрышевой зоне, выполнены с возможностью обеспечения движения воздуха в циркуляционных каналах, связанных с грузовым отсеком.
Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:
термостатирующее устройство было бы выполнено с напольными циркуляционными каналами, расположенными в днище рефрижераторного вагона и выполненными в виде металлических профилей с проходами для воздуха;
в термостатирующем устройстве поверх напольных циркуляционных каналов были бы расположены перфорированные листы с возможностью совмещения его отверстий с упомянутыми проходами для воздуха, и обеспечения, тем самым, равномерного распределения воздуха определенной температуры по грузовому отсеку рефрижераторного вагона;
блоки обработки воздуха были бы выполнены с входами и выходами для воздуха, соответственно, при этом выход сообщен с упомянутыми напольными каналами для обеспечения термообработки воздухом транспортируемого груза в направлении снизу вверх и далее из пространства расположения транспортируемого груза на вход блока обработки воздуха;
блоки обработки воздуха были бы выполнены с входами и выходами для воздуха, соответственно, при этом выход сообщен с пространством расположения транспортируемого груза для обеспечения термообработки его воздухом в направлении сверху вниз и далее по напольным каналам на вход блока обработки воздуха.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, касающегося обеспечения качественного воздухораспределения внутри вагона при любом размещении и положении груза и возможность перевозки всех видов груза в увеличенном полезном объеме вагона, предназначенным для его размещения.
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлена общая схема предлагаемого термостатирующего устройства рефрижераторного вагона;
на фиг. 2, 3 - схемы движения воздуха, обусловленные выполнением термостатирующим устройством рефрижераторного вагона;
на фиг. 4 - поперечный разрез фрагмента пола рефрижераторного вагона с каналами термостатирующего устройства;
на фиг. 5 - вид сверху на фрагмент пола рефрижераторного вагона по фиг. 4 с каналами термостатирующего устройства.
При этом на фиг. 1-5 изображены следующие элементы:
1 - термостатирующее устройство рефрижераторного вагона;
2 - рефрижераторный вагон;
3 - компрессорно-конденсаторный блок;
4 - блок обработки воздуха;
5 - компрессоры;
6 - конденсаторы;
7 - вентиляторы конденсаторов;
8 - расширительные устройства;
9 - испарители;
10 - вентиляторы испарителей;
11 - блок питания и управления;
12 - электронагреватели;
13 - напольные каналы, выполненные в днище вагона в виде металлических профилей с проходами для воздуха;
14 - металлический профиль, предпочтительно двутавр;
15 - проходы для воздуха, образованные металлическими профилями;
16 - перфорированные листы, расположенные на металлических профилях 14 с возможностью совмещения его отверстий 17 с упомянутыми проходами 15 для воздуха;
17 - отверстия, выполненные в перфорированных листах;
18 - грузовой отсек;
19 - входы для воздуха, выполненные в блоках обработки воздуха
20 - выходы для воздуха, выполненные в блоках обработки воздуха.
Соединительные связи блоков представляют собой набор трубопроводов и электрических проводов и кабелей, при помощи которых упомянутые блоки соединяются между собой.
Функционально, компрессорно-конденсаторный блок 3 забирает через соединительные линии из блока 4 обработки воздуха хладагент, отобравший теплоту из рефрижераторного вагона (тем самым понизив в нем температуру), подготавливает его, передавая теплоту в окружающую среду, и направляет его (хладагент), заново, в блок обработки воздуха, и далее цикл повторяется снова.
Согласно фиг. 1 применено два блока обработки воздуха 4, размещенные внутри рефрижераторного вагона 2, и два компрессорно-конденсаторных блока 3, размещенные на крыше рефрижераторного вагона 2 (при этом количество и положение компрессорно-конденсаторных блоков 3 не является существенным и может быть различным), соединенные между собой соответствующими соединительными связями. Блоки обработки воздуха 4 располагаются внутри рефрижераторного вагона 2 в подкрышевой зоне, таким образом, что под ними возможно расположить груз без существенных ограничений по высоте. Воздух, проходя через блоки обработки воздуха 4, охлаждается и направляется в вентиляционные каналы, откуда он попадает в напольные каналы 13 в качестве обработанного воздуха, где он равномерно распределяется по всей длине рефрижераторного вагона 2, поднимаясь вверх, проходит через более теплый груз, отбирая у него теплоту, и направляется обратно в блоки обработки воздуха 4 в качестве воздуха из вагона, подлежащего обработке.
Для решения задачи обеспечения качественного воздухораспределения внутри вагона/контейнера при любом размещении груза, в настоящей полезной модели предлагается поверх пола, выполненного из известного профильного металла, укладывать, по крайней мере, перфорированный лист 16 таким образом, чтобы перфорации листа совпадали с образованными полом проходами воздуха (см. фиг. 4). Перфорированные листы 16 могут быть выполнены из различных материалов, например из металла, пластика, древесины и т.д.). Диаметр перфораций и расстояние между ними также могут различаться, в зависимости от расхода воздуха, длины рефрижераторного вагона/контейнера, схемы воздухораздачи и т.д. Перфорированные листы 16 можно крепить посредством шарнирных механизмов (например, петель) с возможностью обеспечения доступа к профильному металлу пола во время эксплуатации (например, для чистки и мытья).
Улучшение воздухораспределения и, соответственно, качества поддержания требуемого теплового режима внутри рефрижераторного вагона достигается при применении вышеупомянутого термостатирующего устройства с каналами и отверстиями в полу, в совокупности с двумя устройствами термостатирования, содержащими два блока обработки воздуха 4, два компрессорно-конденсаторными блока 3, соединительные связи блоков и направлением обработанного воздуха через воздуховод на торцевых стенах вагона 2 вниз до напольных каналов 13, с последующим распределением по транспортируемому грузу. Применение перфорированных листов 16 улучшает равномерность распределения воздуха по всей длине вагона 2 и исключает необходимость специального метода расстановки груза, что существенно облегчает и уменьшает трудоемкость при погрузке.
Улучшение воздухораспределения внутри рефрижераторного вагона при применении перфорированного пола достигается за счет того, что при установке перфорированных пластин, создается уменьшение площади отверстий для выхода обработанного воздуха, то есть увеличивается сопротивление потоку, за счет чего не будет происходить выброса воздуха в начале формируемых профилем воздушных каналов 13 (при отсутствии там установленного груза) и выход воздуха будет осуществляться равномерно по всей длине канала через перфорацию листов 16 для прохода воздуха. То есть перфорированные листы 16 выполняют функцию создания сопротивления потоку вместо самого устанавливаемого груза, и таким образом установка груза может производиться без учета необходимости выполнения им этой функции. То есть произвольно и в любом количестве.
Для решения задачи возможности перевозки всех видов грузов, устройство термостатирования, может дополнительно обеспечивать подачу наружного воздуха в рефрижераторный вагон для обеспечения проветривания груза, в тех случаях, когда это необходимо в соответствии с технологическими требованиями перевозки некоторых видов груза, например, фруктов и овощей, при этом подача наружного воздуха внутрь рефрижераторного вагона может быть обеспечена как блоком обработки воздуха (4), так и компрессорно-конденсаторным блоком (3) термостатирующего устройства (1).