Термоизолированный контейнер

Полезная модель относится к транспортировке и хранению термочувствительных материалов и, более конкретно, к транспортировке и хранению охлажденных или замороженных продуктов, например, рыбы.
Для снижения порчи термочувствительных продуктов и сохранения их качеств большинство из них должны храниться в довольно узком диапазоне температур, например, от 2°C до 8°C в течение всего времени хранения и транспортировки. Для этого корпуса контейнеров должны иметь хорошую теплоизоляцию, ограничивающую теплообмен с внешней средой, иметь достаточную прочность для обеспечения их целостности во время транспортировки и проведения погрузочно-разгрузочных работ, когда не исключены ударные нагрузки на контейнер. Кроме того, материалы, из которых выполнены контейнеры, должны быть стойки к воздействию факторов окружающей среды (хемостойки и износостойки), а материалы, из которых они выполнены, безвредны по отношению размещаемым в контейнерах продуктам.
Эти контейнеры могут транспортироваться практически всеми видами транспорта: авиационным, морским, железнодорожным и автомобильным, поэтому к ним предъявляются требования обеспечения безопасности, в частности пожаробезопасности, во время транспортирования и хранения.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании теплоизолированного контейнера, удовлетворяющего всем вышеуказанным требованиям без существенного повышения его массы и затрат на его изготовление.
Уже известен изотермический контейнер, содержащий коробчатой формы корпус, образованный теплоизолированными трехслойными нижней, четырьмя боковыми панелями и шарнирно закрепленной сверху крышкой. Внутреннее пространство корпуса разделено на отсеки - вдоль боковых панелей для льда, внизу - для сбора воды, а в центре - для хранимых продуктов [1].
Этот контейнер обеспечивает на период таяния льда пониженную температуру во внутренней полости, однако время это не велико, т.к. стенки корпуса из металла с изоляцией из клееной фанеры не могут обеспечить его эффективную теплоизоляцию, кроме того, этот контейнер массивен.
Известен также изотермический контейнер для перевозки и хранения рыбы, содержащий коробчатой формы корпус основание, боковые стенки и крышка которого отформованы из теплоизоляционного материала (пенополистирола), а внутренняя полость контейнера для размещения охлаждаемого продукта и льда отделена от основания мембраной, под которой расположен адсорбирующий материал для сбора жидкости в процессе таяния льда [2].
Этот известный контейнер обеспечивает охлаждение рыбы и снижает отрицательное влияние образующийся при таянии льда жидкости на качество продукта и окружающую среду. Однако выполнение корпуса из достаточно хрупкого пенополистирола не может обеспечить необходимую прочность и герметичность контейнера, особенно при возможности воздействия ударных локальных нагрузок, возникающих при транспортировке контейнера и в процессе погрузочно-разгрузочных работ.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является теплоизолированный контейнер, содержащий корпус, выполненный из соединенных между собой с образованием внутренней полости для размещения груза нижней, четырех боковых и верхней панелей, каждая из которых выполнена трехслойной с наружным и внутренним слоями из стеклопластика и расположенным между ними слоем из вспененного полиуретана [3].
Этот известный контейнер, предназначенный для перевозки рыбы, имеет хорошие теплоизоляционные свойства, позволяющие хранить и перевозить охлажденные продукты (рыбу) в течение длительного времени без использования холодильного оборудования, а только за счет высокой степени теплоизоляции корпуса. Однако, выполнение наружных и внутренних слоев панелей корпуса из стеклопластика не может в достаточной степени обеспечить его прочность и целостность без увеличения его размеров и веса. В процессе транспортировки и проведении погрузочно-разгрузочных работ с применением машин с вилочными захватами не исключены локальные ударные нагрузки на корпус, а стеклопластик достаточно хрупкий материал и его изгибная прочность не высока. Кроме того, рассматриваемые контейнеры могут, по крайней мере, частично эксплуатироваться на море или вблизи него, при этом на их корпус не исключено воздействие морской воды и тумана, являющихся слабощелочной средой, снижающей прочность стеклопластиков.
Следует также отметить, что при взаимодействии стеклопластикового корпуса с твердыми телами (ударном и/или трении) может возникнуть искрообразование, которое может стать причиной пожара на транспортном средстве или в помещении, где находится контейнер.
Технический результат, который может быть достигнут при реализации полезной модели, заключается в повышении прочности контейнера без существенного увеличения его веса, а также в повышении безопасности и срока его эксплуатации.
Для достижения указанного технического результата в термоизолированном контейнере, содержащем коробчатой формы корпус, выполненный из соединенных между собой с образованием внутренней полости для размещения груза нижней, боковых и верхней панелей, каждая из которых выполнена, по крайней мере трехслойной, с наружным и внутренним слоями из волокнистого полимерного композиционного материала и расположенным между ними слоем из теплоизоляционного материала, предлагается наружный и внутренний слои, образующих корпус панелей, выполнить из базальтопластика, а в качестве теплоизоляционного материала промежуточного слоя использовать пористую резину.
Наружный и внутренний слои каждой панели могут быть выполнены из базальтопластика на основе эпоксидного связующего, армированного базальтовой тканью, при этом базальтовая ткань может быть выполнена с использованием комбинированной нити [4], содержащей базальтовое волокно и полимерное органическое волокно, и пропитана эпоксидным связующим с добавлением пластификаторов и/или эластификаторов.
Кроме того, внутренний слой панелей со стороны полости контейнера для размещения груза может быть покрыт фольгой из алюминия или нержавеющей стали, экранирующей и отражающей тепловые потоки.
Известно, что базальтопластики имеют более высокие прочностные характеристики, чем стеклопластики, но в трехслойных панелях с промежуточным слоем из эластичной пористой (губчатой) резины их прочностные характеристики существенно повышаются, в частности изгибная прочность и стойкость к воздействию локальных ударных нагрузок. При этом базальтопластики имеют более высокую хемостойкость - они в меньшей степени подвержены воздействию щелочных растворов (морской воды и тумана), а также имеют более высокую абразивную износостойкость.
Термоизоляционные свойства заявляемого в качестве полезной модели контейнера практически не снизились по сравнению с прототипом. Несколько более высокий коэффициент теплопроводности пористой резины (0,035-0,038 Вт/м°C) [5] по сравнению с коэффициентом теплопроводности пенополиуретана (0,029-0,04) компенсируется тем, что базальтотекстолит имеет меньший коэффициент теплопроводности (0,19-0,22), чем стеклопластик (0,25-0,3).
Базальтопластики пожаробезопасны, т.к. не создают искр трения и удара, а пористая резина давно и широко используется в различных отраслях промышленности и наряду с тем, что она является хорошим теплоизолирующим материалом, она технологична, легко формуется и сочетается с базальтопластиками, характеризуясь высокой степенью адгезии с ними.
Выполнение базальтовой ткани из комбинированной нити и добавление в эпоксидное связующее пластификаторов и/или эластификаторов также способствует повышению прочности корпуса контейнера, делая его более эластичным и менее хрупким.
На прилагаемых чертежах показано возможное конструктивное воплощение заявленной полезной модели.
На фиг. 1 схематично показано продольное (фронтальное) сечение контейнера.
На фиг. 2 показан фрагмент сечения А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен увеличенный фрагмент фиг. 2.
На фиг. 4 схематично изображена комбинированная нить.
Контейнер содержит корпус 1 коробчатой формы, установленный на поддоне 2. Корпус 1 выполнен из соединенных между собой нижней панели 3, четырех боковых панелей 4 и верхней панели 5, которая является съемной или шарнирно закрепленной крышкой (на чертежах не показано). Панели 3, 4, 5 образуют внутреннюю полость 6 для размещения груза (продукта). Каждая из панелей 3, 4, 5 выполнена многослойной (фиг. 2) с наружным слоем 7, внутренним слоем 8 и промежуточным слоем 9.
Слои 7 и 8 выполнены из базальтопластика на основе эпоксидного связующего, армированного слоями базальтовой ткани 10. Базальтовая ткань 10 может быть произведена с использованием комбинированной нити 11 (фиг. 4), содержащей базальтовое волокно 12 и полимерное органическое волокно 13, например, полиамидное.
Промежуточный слой 9 выполнен из пористой резины. Для ограничения и отражения лучистых потоков тепловой энергии внутренний слой 8 панелей 3, 4, 5 со стороны внутренней полости 6 может быть покрыт фольгой 14 из алюминия или нержавеющей стали.
Корпус 1 термоизолированного контейнера собирается из панелей 3, 4, 5, которые изготавливаются по известной технологии формования сэндвич-панелей [6] и соединяются между собой склеиванием или посредством крепежных элементов из нетеплопроводных материалов.
Повышенная прочность контейнера позволяет выполнять наружный слой 7 и внутренний слой 8 толщиной от 2 мм, например, методом пултрузии или горячего прессования.
Контейнер изготовлен из материалов, безвредных для пищевых продуктов, а его относительно небольшой вес позволяет осуществлять его перевозку любым видом транспорта, в том числе и автомобильным, с погрузкой и выгрузкой практически в любом месте.
При необходимости термоизолированный контейнер может быть оснащен и дополнительной холодильной установкой небольшой мощности или возобновляемыми средствами, такими как лед, сухой лед и др.
Источники информации: [1]. US 2262405, F23D 3/08, 1941.
[2]. GB, 2284047, F25D 3/06, 1995.
[3]. WO 92/15506, B65D 88/12, 1992 г. (прототип)
[4]. RU, 126708, D02G 3/02, 2012.
[5] <dic,academic.ru>пористые резины.
[6]. <www.ideibiznesa.org/proizvodstvo-sendvich-paneley.html>
[7]. US 20060174648, F25D 3/08, 2006.
[8]. WO 2017/091394, B65D 81/38, 2017.