АВТОНОМНЫЙ РЕФРИЖЕРАТОРНЫЙ КОНТЕЙНЕР

Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в рефрижераторных контейнерах для перевозки скоропортящихся грузов, как по железной дороге, так и автомобильным транспортом.
Из уровня техники известен контейнер для перевозки скоропортящихся грузов, содержащий камеру с теплоизолированными стенками, на одной из торцевых стенок которой с наружной стороны выполнен изолированный отсек с установленными в нем рефрижераторным агрегатом и электронным блоком управления, рефрижераторный агрегат сообщен с размещенной в камере системой подачи и распределения воздуха, а электронный блок управления связан с размещенными в камере датчиками температуры (SU 1460558, 23.02.1989).
Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения высокой и продолжительной сохранности перевозимых скоропортящихся продуктов, поскольку создаваемое внутри охлаждаемой камеры температурное поле не обладает равномерностью в отношении всех частей груза. Кроме того, в известном устройстве отсутствует возможность осуществления должного контроля и обслуживания камеры. Также к недостаткам известного устройства следует отнести то, что не обеспечивается автономность электропитанием, а также нет возможности дистанционного управления технологическими параметрами.
Наиболее близким техническим решением в отношении контейнера является «Контейнер для перевозки скоропортящихся грузов» (патент РФ №83126 на полезную модель, МПК F25D 3/10, 21.11.2008 г.).
Контейнер для перевозки скоропортящихся грузов содержит камеру с теплоизолированными стенками, на одной из торцевых стенок которой с наружной стороны выполнен изолированный отсек с установленными в нем рефрижераторным агрегатом и электронным блоком управления. Рефрижераторный агрегат сообщен с размещенной в камере системой подачи и распределения воздуха, а электронный блок управления связан с размещенными в камере датчиками температуры, отличающийся тем, что камера снабжена установленным с зазором относительно пола камеры профилированным настилом, в котором выполнены вентиляционные каналы, вторая торцевая стенка камеры выполнена в виде двери с многослойной теплоизоляцией, система подачи и распределения воздуха включает, по меньшей мере, один вентилятор, электронный блок управления снабжен микропроцессором и электронным самописцем, а на внутренней поверхности стенок камеры выполнены выступы.
Данное техническое решение по своему функциональному назначению и по своей технической сущности является наиболее близким заявляемому и принято за прототип.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что оно не обладает автономностью, а также нет возможности дистанционного управления технологическими параметрами.
В основу заявляемой полезной модели положена задача разработать автономный рефрижераторный контейнер, который обеспечит возможность бесперебойного электропитания оборудования камеры, вне зависимости от условий перевозки, а также осуществлять контроль за большим количеством технологических параметров работы камеры и дистанционное управления этими параметрами.
Техническим результатом предложенной полезной модели является обеспечение перевозки скоропортящихся грузов любым транспортом, предназначенным для контейнерных перевозок, без обязательной его электрификации для перевозок рефрижераторных контейнеров, а также обеспечение высокой сохранности перевозимых скоропортящихся грузов за счет дистанционного управления технологическими параметрами и постоянного дистанционного контроля работоспособности оборудования и условий перевозки.
Указанный технический результат достигается автономным рефрижераторным контейнером, содержащим камеру с теплоизолированными стенками, на одной из торцевых стенок которой с наружной стороны выполнен изолированный отсек с установленными в нем рефрижераторным агрегатом и блоком управления. Рефрижераторный агрегат сообщен с размещенной в камере системой подачи и распределения воздуха. Блок управления связан с размещенными в системе подачи и распределения воздуха камеры датчиками температуры. Камера снабжена установленным с зазором относительно пола камеры профилированным настилом, в котором выполнены вентиляционные каналы. Вторая торцевая стенка камеры выполнена в виде двери с многослойной теплоизоляцией. Система подачи и распределения воздуха включает, по меньшей мере, один вентилятор. Контейнер дополнительно снабжен установленными в изолированном отсеке электрогенератором, топливным баком, датчиком уровня топлива, источником бесперебойного питания, датчиком уровня заряда, нагревательным элементом, модемом GSM связи и приемником системы ГЛОНАСС/GPS. Контейнер дополнительно снабжен установленными в камере и соединенными с блоком управления датчиками открывания дверей, потока жидкостей, силы тока. Электрогенератор соединен с блоком управления, рефрижераторным агрегатом, нагревательным элементом, с источником бесперебойного питания, с датчиком силы тока, топливным баком, который соединен с датчиком уровня топлива, который соединен с электрогенератором. Нагревательный элемент, рефрижераторный агрегат и датчик уровня топлива соединены с блоком управления. Модем GSM связи, источник бесперебойного питания и приемник ГЛОНАСС/GPS также соединены с блоком управления. Датчик уровня заряда соединен с источником бесперебойного питания и блоком управления.
Кроме того, связь осуществляется по сети GPRS, по сети 3G, по сети 4G, по системе спутниковой связи.
В заявленном автономном рефрижераторном контейнере общими существенными признаками для этого контейнера и для его прототипа являются:
- камера с теплоизолированными стенками;
- изолированный отсек с установленными в нем рефрижераторным агрегатом и блоком управления;
- изолированный отсек выполнен на одной из торцевых стенок с наружной стороны;
- рефрижераторный агрегат сообщен с размещенной в камере системой подачи и распределения воздуха;
- блок управления связан с размещенными в камере датчиками температуры;
- камера снабжена установленным с зазором относительно пола камеры профилированным настилом, в котором выполнены вентиляционные каналы;
- вторая торцевая стенка камеры выполнена в виде двери с многослойной теплоизоляцией;
- система подачи и распределения воздуха включает, по меньшей мере, один вентилятор.
Сопоставительный анализ заявленного контейнера и прототипа показывает, что первый, в отличие от прототипа, имеет следующие существенные признаки:
- контейнер дополнительно снабжен установленными в изолированном отсеке электрогенератором, топливным баком, датчиком уровня топлива, источником бесперебойного питания, модемом и приемником системы ГЛОНАСС/GPS;
- контейнер дополнительно снабжен установленными в камере и соединенными с блоком управления, открывания дверей, потока жидкостей, уровня заряда, силы тока;
- электрогенератор соединен с блоком управления, рефрижераторным агрегатом, нагревательным элементом, с источником бесперебойного питания, с датчиком силы тока, топливным баком, который соединен с датчиком уровня топлива, который соединен с электрогенератором;
- датчик уровня топлива соединен с блоком управления и топливным баком;
- нагревательный элемент и рефрижераторный агрегат соединены с блоком управления;
- модем, источник бесперебойного питания и приемник ГЛОНАСС/GPS также соединены с блоком управления.
Приведенная совокупность как известных, так и отличительных существенных признаков обеспечивает достижение технического результата - разработан автономный рефрижераторный контейнер более технологичной конструкции с функцией автономности по электропитанию и возможностью дистанционного управления технологическими параметрами.
На основании изложенного, можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленной полезной модели имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом и согласно данной совокупности существенных признаков стало возможным решить поставленную задачу.
Все элементы полезной модели представляют собой стандартные заводские изделия, имеющие достаточное количество доступных аналогов.
Кроме того, полезная модель пригодна для промышленного применения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид автономного рефрижераторного контейнера (вид спереди), на фиг. 2 - общий вид автономного рефрижераторного контейнера (вид сзади), на фиг. 3 - агрегатный блок в сборе вид со стороны камеры, на фиг. 4 - структурная блок-схема управления контейнера.
Устройство представляет собой контейнер для перевозки скоропортящихся грузов, содержащий камеру с теплоизолированными боковыми стенками 1 и торцевыми стенками 2 (фиг. 1). На одной из торцевых стенок с наружной стороны выполнен изолированный отсек 3 (фиг. 2) с установленными в нем рефрижераторным агрегатом 4, топливным баком 5, электрогенератором 6, блоком 7 управления, источником 8 бесперебойного питания, нагревательным элементом 9 (фиг. 3), модемом 10 GSM связи и приемником 11 системы ГЛОНАСС/GPS. В системе подачи и распределения воздуха размещены датчики 12 температуры. В изолированном отсеке 3 датчики 13 уровня топлива. В камере размещены датчики открывания дверей 14, потока жидкостей 15, уровня заряда 16 (вольтметр), силы тока 17 (амперметр). Рефрижераторный агрегат 4 сообщен с размещенной в камере системой подачи и распределения воздуха. Блок 7 управления соединен с размещенными в системе подачи и распределения воздуха датчиками 12 температуры, уровня топлива 13, открывания дверей 14, потока жидкостей 15, уровня заряда 16, силы тока 17 (фиг. 4). Блок 7 управления соединен с размещенными в изолированном отсеке 3 рефрижераторным агрегатом 4, электрогенератором 6, источником 8 бесперебойного питания, датчиком 16 уровня заряда, нагревательным элементом 9, модемом 10 GSM связи и приемником 11 системы ГЛОНАСС/GPS. Камера снабжена установленным с зазором относительно пола камеры профилированным настилом, в котором выполнены вентиляционные каналы, вторая торцевая стенка 2 камеры выполнена в виде двери с многослойной теплоизоляцией. Система подачи и распределения воздуха включает, по меньшей мере, один вентилятор 18. Блок 7 управления снабжен микропроцессором, электронным самописцем и датчиком местоположения (приемником 11 системы ГЛОНАСС/GPS). Изолированный отсек 3 снабжен выхлопным отверстием 19 и воздуховодами 20 для электрогенератора 6, а также сервисной дверцей 24. Блок 7 управления контейнера посредством модема 10 GSM связи связан через сеть 21 GPRS и сеть 22 Интернет с центральным сервером 23. Центральный сервер 23 связан с компьютерами 25 пользователей. Датчик 16 уровня заряда соединен с устройством 8 бесперебойного питания. Вентиляторы 18 установлены в камере в системе подачи и распределения воздуха на торцевой стенке у потолка. Дверь камеры выполнена двустворчатой, при этом угол поворота каждой из створок двери составляет 270°.
Общее описание работы автономного рефрижераторного контейнера.
После открытия створок двери в камеру контейнера загружают скоропортящийся груз, предназначенный для транспортировки, устанавливая его на профилированный настил с вентиляционными каналами. После погрузки закрывают створки двери. При этом происходит герметизация камеры.
После герметизации камеры включают рефрижераторный агрегат 4, сообщенный с размещенной в камере системой подачи и распределения воздуха, включающей установленные в камере вентиляторы 18.
Поддержание температурного режима в камере осуществляется за счет включения-выключения рефрижераторного агрегата 4 и нагревательного элемента 9. Движение воздуха осуществляется за счет вентиляторов 18, которые обеспечивают равномерное распределение температурного фона в камере. Работа рефрижераторного агрегата 4 осуществляется следующим образом. Электродвигатель вращает компрессор через муфту сцепления (на чертеже не показаны). Компрессор качает хладагент (используется преимущественно фреон R-134-A, реже R-22) - газ. На стороне всасывания компрессора низкое давление, чуть больше атмосферного. Далее компрессор сжимает газообразный хладагент, повышается давление и возрастает температура. Хладагент поступает в конденсатор, который имеет вентилятор для обдува. Горячий газ, под давлением, проходя через конденсатор рефконтейнера, охлаждается и превращается в жидкость, которая скапливается в ресивере. Далее жидкий хладагент проходит через фильтр осушитель, который улавливает частички воды. Затем через терморегулирующий вентиль, который является устройством, обеспечивающим изменение производительности системы в зависимости от условий и режима работы, хладагент попадает в испаритель, который имеет вентилятор для обдува, в испарителе давление понижается, и хладагент начинает кипеть. В испарителе хладагент выкипает и превращается в пар, который всасывается компрессором.
Управление оборудованием осуществляется в автоматическом режиме блоком 7 управления, который управляется пользователями посредством системы управления. Система управления позволяет персоналу предприятия, а также всем заинтересованным лицам, имеющим право доступа и подключенным к сети Интернет следить за ходом технологического процесса и управлять им вне зависимости от расстояния.
Получив от пользователя данные о температурном режиме, который необходимо поддерживать в грузовом отсеке, блок 7 управления осуществляет сбор информации от датчиков 12 температуры и управляет работой рефрижераторного агрегата 4 и нагревательного элемента 9 для достижения необходимого температурного режима и его поддержания. Для этого в автономный рефрижераторный контейнер вводятся блоки и связи, осуществляющие взаимодействия для нужд пользователей. Структурная блок-схема системы управления (фиг. 4) включает в себя блок 7 управления, ГЛОНАСС/GPS приемник 11, GSM модем 10 (либо модем спутниковой связи), датчики 12 температуры, датчики 13 уровня топлива (например, ДУТ-Е), датчики 14 открывания дверей, датчики 15 потока жидкостей, источник 8 бесперебойного питания, датчик 16 уровня заряда, силы тока 17, центральный сервер 23, программное обеспечение блока управления, программное обеспечение центрального сервера, систему GSM связи 21, шлюз передачи данных из GSM сетей в сеть 22 Интернет, компьютеры 25 авторизированных пользователей, сеть 22 Интернет, TCP-IP протокол, USB интерфейсы, интерфейсы RS-232.
Выходы датчиков 12 температуры, выходы ГЛОНАСС/GPS приемника 11, выходы датчиков 13 уровня топлива, выходы датчиков 14 потока жидкостей, выходы датчиков 15 открывания дверей, выходы датчика 16 уровня заряда устройства 8 бесперебойного питания соединены с входами блока 7 управления. Выходы блока 7 управления соединены с входами GSM модема 10 (либо модема спутниковой связи). Выходы GSM модема 10 (или модема спутниковой связи) через информационный поток соединен с входами системы 21 GSM связи (либо системой спутниковой связи), выходы которой через шлюз передачи данных из GSM сетей в сеть 22 Интернет соединены через сеть 22 Интернет через информационный поток с использованием TCP-IP протокола с входами центрального сервера 23. Выходы центрального сервера 23 соединены через сеть 22 Интернет через информационный поток с использованием TCP-IP протокола с компьютерами 25 авторизированных пользователей.
Электропитание системы управления осуществляется от электрогенератора 6, который соединен топливным баком 5. Управление работой электрогенератора 6 осуществляется блоком 7 управления, который включает электрогенератор при возникновении необходимости во включении рефрижераторного агрегата 4 и нагревательного элемента 9. Также предусмотрена возможность подключения внешнего источника электропитания. В остальное время блок 7 управления получает электропитание от источника 8 бесперебойного питания.
Источник 8 бесперебойного питания состоит из аккумуляторной батареи и автоматического зарядного устройства (на чертеже не показаны) и служит для электропитания блока 7 управления. Аккумулятор источника 8 бесперебойного питания получает заряд через зарядное устройство от электрогенератора 6, или от внешнего источника электропитания, когда тот подключен.
Блок 7 управления осуществляет постоянный сбор информации со всех датчиков и передает собранную информацию на центральный сервер 23, где она становится доступна для обработки пользователем.
От датчика 13 уровня топлива информация о количестве топлива в топливном баке 5 поступает в блок 7 управления. От датчика 12 температуры блок 7 управления получает информацию о температуре в камере. От датчика 14 открывания дверей блок 7 управления получает информацию о фактах открывания дверей и доступа к грузу. Эта функция повышает сохранность груза, за счет того, что пользователь получает своевременную информацию о фактах незаконного проникновения в контейнер. От датчика 15 потока жидкости блок 7 управления получает информацию о количестве топлива потребляемом электрогенератором 6. Эта информация позволяет проводить диагностику электрогенератора 6, а также правильно оценивать запас топлива в топливном баке 5. Датчик 16 уровня заряда служит для получения блоком 7 управления информации о заряде аккумуляторной батареи источника 8 бесперебойного питания. От датчика 17 силы тока блок 7 управления получает информацию о параметрах работы рефрижераторного агрегата 4 и электрогенератора 6.
Дистанционное управление технологическими параметрами контейнера заключается в использовании блока управления и устройства данных, UNIX сервера, программного обеспечения для создания баз данных, формирования динамических WEB страниц и интерфейсов, осуществляющих связи между системой автоматического сбора, обработки и анализа поступающей информации с объектов мониторинга, и системой использования общеприменимых сетевых ресурсов, посредством создания баз данных, настроенных на двусторонний обмен пользователями.
Таким образом, конструкция предложенного автономного рефрижераторного контейнера позволяет обеспечить качественный контроль технологических параметров камеры за счет установки датчиков, осуществлять дистанционное управление этими параметрами, а также обеспечивает бесперебойное питание электроэнергией оборудование контейнера, что позволяет использовать данное устройство для перевозки скоропортящихся грузов, как на железной дороге, так и автомобильным транспортом.