技术领域
[0001] 本
发明涉及冷链配送技术领域，具体涉及模块式冷链单元配送箱。
背景技术
[0002] 到目前为止，冷链单元配送箱只有一体型的设计，还没有将一体型冷链单元配送箱进行功能分类，设计为模块形式后再组合成的冷链单元配送箱；对于
现有技术中冷链单元配送
箱体的箱体设计存在①箱
体模块、冷冻机系统设计：②冷冻机模块、二次冷媒设计：③
水冷模块(包含送
风功能)、蓄冷功能设计：④蓄冷模块(包含送风功能)、电
力供应设计：
⑤电源模块(包含发
电机供电和
电池供电功能)，⑥控
制模块用于传感和控制；但是缺乏独立结构设计和集成使用的模块化设计思想；没有充分考虑冷链单元配送箱在使用过程中需要人力搬运的特点，进行模块的减重设计。特别是对于结构复杂，关键模块确立轻量化目标，便于模块更换，以提高冷链单元配送箱整体的可靠性。
发明内容
[0003] 针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种模块式冷链单元配送箱，解决现有技术中没有按功能分类，设计为模块形式的冷链单元配送箱，而且将冷链单元配送箱设计为模块形式后进一步解决冷链单元配送箱总体重量过重，不能用人力来搬运，用途受到限制；冷链配送箱中的模块更换不方便，缺乏模块设计后的应用组合的灵活性；供电模块供电时间短，缺乏电池供电功能的问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：模块式冷链单元配送箱，包括箱体模块、冷冻机模块和功能模块，所述功能模块为水冷模块和/或蓄冷模块，所述冷冻机模块与功能模块连接，用于向功能模块输送不冻液，所述功能模块与箱体模块可拆卸连接，用于向箱体模块提供强制
对流冷风，所述冷冻机模块与功能模块可拆卸连接。
[0005] 进一步的，所述箱体模块包括箱体壁面和箱体
门，所述箱体壁面上开设有送风口和回风口，送风口和回风口共设置有两组；所述箱体模块内的顶部安装有照明灯，所述箱体壁面包括箱体壁面外层和箱体壁面内层，所述箱体壁面外层采用不锈
钢板或
滚塑材料构成，所述箱体壁面内层采用
不锈钢板构成。
[0006] 进一步的，所述箱体壁面外层和箱体壁面内层之间的距离为δ，所述δ的取值范围为10㎜＜δ＜100㎜。
[0007] 进一步的，所述箱体壁面外层与箱体壁面内层之间设置有绝
热层，绝热层与箱体壁面外层之间的距离等于1/3δ，所述箱体壁面外层与绝热层之间以及箱体壁面内层与绝热层之间均填充有保温发泡剂。
[0008] 进一步的，所述水冷模块上开设有第一送风口和第一回风口且可对应嵌入箱体模块任意一组送风口和回风口，所述水冷模块包括冷风机、水
泵以及第一不冻液接头，所述冷风机设置在第一送风口
位置，用于将通过水冷模块内的冷风输送至箱体模块；所述第一不冻液接头包括第一不冻液入口和第一不冻液出口，所述第一不冻液入口通过水泵与冷风机连接，用于将冷冻机模块的不冻液输入至冷风机，所述第一不冻液出口与冷风机连接，用于将冷风机的不冻液输出至冷冻机模块；所述第一不冻液接头与冷冻机模块可拆卸连接。
[0009] 进一步的，所述蓄冷模块上开设有第二送风口和第二回风口且可对应嵌入箱体模块任意一组送风口和回风口；所述蓄冷模块包括蓄冷装置、不冻液回路、送风机以及第二不冻液接头，所述第二不冻液接头包括第二不冻液入口和第二不冻液出口，所述第二不冻液入口与不冻液回路的入口端连接，用于将冷冻机模块的不冻液输入至不冻液回路中，所述第二不冻液出口与不冻液回路出口端连接，用于将不冻液回路的不冻液输出至冷冻机模块；所述蓄冷装置设置在不冻液回路中，所述送风机设置在第二送风口位置，用于将通过蓄冷模块内的冷风输送至箱体模块；所述第二不冻液接头与冷冻机模块可拆卸连接。
[0010] 进一步的，所述蓄冷装置包括蓄冷板或其它形状的蓄冷容器。
[0011] 进一步的，所述冷冻机模块包括
压缩机、
冷凝器、膨胀
阀、
蒸发器以及第三不冻液接头，所述第三不冻液接头包括第三不冻液入口与第三不冻液出口，所述第三不冻液接头的一端可拆卸连接水冷模块和/或蓄冷模块，所述第三不冻液接头的另一端与
蒸发器连接，所述蒸发器出口端连接压缩机，所述压缩机出口端连接冷凝器，所述冷凝器的冷媒出口端连接膨胀阀，所述膨胀阀还与蒸发器的入口端连接，所述膨胀阀用于控制冷媒的压力和
温度。
[0012] 进一步的，还包括
控制模块，所述控制模块用于控制水冷模块和/或蓄冷模块向箱体模块吹入冷风的温度以及控制蓄冷模块的充冷温度；
[0013] 所述控制模块包括
传感器和控制回路，所述传感器包括安装在箱体模块内的第一温度传感器、安装在水冷模块送风口的第二温度传感器、安装在蓄冷模块送风口的第三温度传感器以及安装在蓄冷模块内的第四温度传感器；所述控制回路包括通过数据输入
接口接收传感器采集的
信号的
数据采集器以及处理数据采集器接收到的信号的处理器，所述处理器通过数据输出接口将
控制信号传输至外部
控制器，所述控制模块还包括用于与电源接头连接的电源模块。
[0014] 进一步的，还包括电源模块，所述电源模块用于为箱体模块、冷冻机模块、蓄冷模块以及水冷模块以及控制模块提供
电能，所述电源模块与箱体模块、冷冻机模块、水冷模块、蓄冷模块以及控制模块均采用凸凹接
插件连接；所述电源模块为发电机或电池或固定电源插座，所述发电机，电池以及固定电源插座接入固定电源分别独立对箱体模块、冷冻机模块、水冷模块、蓄冷模块以及控制模块供电。
[0015] 本发明与现有技术相比至少具有以下有益效果：
[0016] 本发明将一体化设计的冷链单元配送箱按功能进行模块划分，通过上述箱体模块，冷冻机模块，水冷模块，蓄冷模块以及电源模块的自由组合应用，实现和一体化冷链单元配送箱的同样功能。
[0017] 现有技术中的冷链单元配送箱的设计环节和使用环节分离，在很多需要人力来移动冷链单元配送箱时，因为一体化冷链单元配送箱太重不能用人力来搬运，其用途受到限制；本发明的箱体模块、冷冻机模块、水冷模块、蓄冷模块、控制模块以及电源模块具备灵活多样自由组合的功能以后，在冷冻机模块、水冷模块、蓄冷模块、控制模块以及电源模块中的某一模块不需要时，可以自由组合，将不需要的模块取下，可以进一步减轻冷链单元配送箱在实际工作状态时总体重量；各模块自由组合的冷链单元配送箱既可以对冷链单元配送箱整体进行搬运，又可以分模块用人力搬运，方便搬运，另外，各模块自由组合方便单独拆卸，便于更换维修；
[0018] 现有技术中没有对模块设计后的应用组合进行探讨以及应用组合的灵活性对冷链单元配送箱的实际使用会带来哪些附加效果；本发明具备冷链单元配送箱的水冷模块和蓄冷模块，可以独立为箱体模块供冷，以实现冷冻和/或冷藏的功能，同时水冷模块和蓄冷模块可以同时供冷，大大缩短对冷链单元配送箱的预冷时间；
[0019] 本发明实现冷冻机模块和蓄冷模块的组合，在水冷模块不需要对箱体模块进行制冷工作时，对蓄冷模块进行蓄能运转；做到一机多用，即用一个冷冻机即可实现供冷和储冷，由原来的一个冷源即水冷模块冷源，变为两个冷源即水冷模块冷源和蓄冷冷源。
[0020] 本发明的冷冻机模块的驱动电源既可以使用车载电源即车载发电机发电电源或车载电池电源，也可以使用电源模块中的发电机供电和/或电池供电功能，还可以使用固定电源。冷冻机模块能够应对各种电源以后，通过减少对车载电源的使用，可有效延长车载电源用于移动运输时的使用时间。
[0021] 现有技术中没有结合高性能电池在开发电源供电模块时增加电池供电功能；本发明使用电源模块中的电池供电时，电池容量的选择可根据输运距离和
温度控制需求以及需要驱动冷冻机模块的时间自由设置。在运输车靠岸时，电源模块具备更换电池或对电池充电的功能，在运输车休息时利用固定电源供电同时对电池充电或更换电池
[0022] 进一步的，通过本发明的模块化设计，便于模块化中的易损模块更换，如冷冻机模块，当其受损时能进行拆卸更换，不影响正常使用，同时对于冷链单元配送箱来说，分模块搬运再组合要轻得多，再者，分为模块化以后，对各个模块容易进行减重设计，例如对于冷冻机模块采用紧凑型换热器，无油压缩机等。
附图说明
[0023] 图1为箱体模块示意图；图2为本发明箱体模块整体结构示意图，图3为本发明箱体模块的送风口和回风口结构示意图，图4为本发明的箱体模块的箱体壁面结构示意图；
[0024] 图5为冷冻机模块示意图，图6为本发明冷冻机模块整体结构示意图；
[0025] 图7为水冷模块示意图，图8为水冷模块整体结构示意图；
[0026] 图9为蓄冷模块示意图，图10为蓄冷模块整体结构示意图；
[0027] 图11为控制模块示意图；图12为控制模块的控制
流程图；
[0028] 图13为电源模块示意图，图14为电源模块整体结构示意图，图14a为油箱和发电机的结构示意图，图14b为固定电源插座结构示意图，图14c为电池结构示意图；
[0029] 图15为本发明整体结构示意图；
[0030] 图16为不冻液接头的某一
实施例的结构示意图；
[0031] 图17为
紧固件的某一实施例的结构示意图。
[0032] 附图中：1-箱体模块，101-送风口，102-回风口，103-箱体门，104-箱体壁面，105-绝热层，106-保温发泡剂，107-照明灯；2-冷冻机模块，201-蒸发器，202-压缩机，203-冷凝器，204-膨胀阀，205-第三不冻液入口，206-第三不冻液出口；3-水冷模块，301-第一送风口，302-第一回风口，303-冷风机，304-水泵，305-第一不冻液出口，306-第一不冻液入口；4-蓄冷模块，401-第二送风口，402-第二回风口，403-送风机，404-不冻液回路，405-蓄冷装置，406-第二不冻液入口，407-第二不冻液出口；5-电源模块，501-油箱，502-发电机，503电池，504-固定电源插座，6-控制模块，601-传感器，602-控制回路，6021-电源接头，6022-数据采集器，6023-处理器，6024-数据输入接口，6025-数据输出接口，701-第一
锁扣，702-第二锁扣，703-销轴，801-插头，8011-插头凸台，8012-不冻液入口，8013-不冻液出口，802-插座，8021-插座凹槽，8022-不冻液入口，8023-不冻液出口。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述。
[0034] 如图1、图2、图3以及图4所示，箱体模块1包括箱体壁面104和箱体门103，箱体壁面104，两组送风口101和回风口102，其中，箱体壁面104具有绝热功能。箱体壁面104的厚度为δ，且10㎜＜δ＜100㎜。所述箱体壁面外层与箱体壁面内层之间设置有绝热层(105)，绝热层(105)与箱体壁面外层之间的距离等于1/3δ，绝热层105采用
绝热材料。箱体壁面104外层由不锈钢板或滚塑材料构成，箱体壁面104内层由不锈钢板构成。在箱体壁面104外层和绝热材料之间，箱体壁面104内层和绝热层之间分别采用保温发泡剂106填充，所述箱体模块内的顶部安装有照明灯107；
[0035] 箱体门103的结构组成和箱体壁面104相同，箱体门包括箱体门外层和箱体门内层，箱体门外层与箱体门内层之间设置有绝热层，绝热层与箱体门外层之间的距离等于1/3δ，所述箱体门外层与绝热层之间以及箱体门内层与绝热层之间均填充有保温发泡剂。
[0036] 如图5以及图6所示，本发明冷冻机模块2包括压缩机202、冷凝器203、膨胀阀204、蒸发器201、第三不冻液接头；
[0037] 第三不冻液接头包括第三不冻液入口205与第三不冻液出口206，所述第三不冻液入口205一端可拆卸连接第一不冻液出口305和/或第二不冻液出口407，第三不冻液入口205的另一端连接蒸发器201的出口端，所述第三不冻液出口206一端可拆卸连接第一不冻液入口306和/或第二不冻液入口406，所述第三不冻液出口206的另一端与蒸发器201的入口端连接，蒸发器201出口端还与压缩机202的入口端连接，所述压缩机202出口端连接冷凝器203，所述冷凝器203的冷媒出口端连接膨胀阀204，所述膨胀阀204用于控制冷媒的压力和温度，所述膨胀阀204还与蒸发器201的入口端连接。
[0038] 如图7以及图8所示，本发明的水冷模块3上开设有第一送风口301和第一回风口302且可相应对接箱体模块1任意一组送风口101和回风口102，在本发明的某一实施例中，第一送风口301和第一回风口302可对应嵌入箱体模块1任意一组送风口101和回风口102，当水冷模块3的第一送风口301为母口时，箱体模块1的送风口为对应配合水冷模块3的第一送风口301的公口；水冷模块3包括冷风机303、水泵304、第一不冻液接头；水冷模块3和冷冻机模块2连接以后，由水泵304将冷水源源不断供给冷风机303，所述冷风机(303)设置在水冷模块3内的第一送风口(301)位置，即冷风机303的出风口正对水冷模块3内的第一送风口。
[0039] 冷风机303由第一送风口301向箱体模块1吹入冷风以后，箱体内的空气发生强制对流循环，经第一回风口302流入冷风机303内和不冻液进行空气与不冻液热交换，热交换以后的空气得到降温，再由设置在第一送风口301处的冷风机303吹入箱体模块1，周而复始循环。
[0040] 如图9以及图10所示，本发明的蓄冷模块4上开设有第二送风口401和第二回风口402且可相应对接箱体模块1任意一组送风口101和回风口102，在发明的某一实施例中，蓄冷模块4上的第二送风口401和第二回风口402可对应嵌入箱体模块1任意一组送风口101和回风口102，当蓄冷模块4上的第二送风口401为母口时，箱体模块1的送风口101为对应配合第二送风口401的公口；蓄冷模块4包括蓄冷装置405、不冻液回路404、送风机403以及第二不冻液接头，蓄冷模块4的不冻液回路404通过第二不冻液接头与冷冻机模块2连接，冷冻机模块2向蓄冷装置405输送不冻液，对蓄冷装置405进行充冷，其中蓄冷装置405包括多种形式的蓄冷材料，本发明的蓄冷装置405优选蓄冷板；在蓄冷板中充冷以后，根据
热力学第二定律，送风机工作时通过第二送风口401和第二回风口402使箱体模块1中的空气流经蓄冷板的表面，因空气和蓄冷板的表面存在温度差，热产生移动，由蓄冷板降温以后的空气经过第二送风口401处设置的送风机403流入箱体模块1。
[0041] 本发明中的第一不冻液接头、第二不冻液接头以及第三不冻液接头均采用一次性快速接头，即一次性插接即完成接头之间的连接，不需要其他繁琐的操作，如图16所示，在本发明的某一实施例中，一次性快速接头为水插头，所述水插头包括插头801和插座802，插头801上设置有插头凸台8011，插座802上设置有与插头凸台8011配合的插座凹槽8021，插头凸台8011上开设有不冻液入口8012和不冻液出口8013，插座凹槽开设有与插头凸台对应配合的不冻液入口8022和不冻液出口8023，当第一不冻液接头和第二不冻液接头为水插头的插头801时，第三不冻液接头为与水插头的插头801对应配合的插座802，当第三不冻液接头为水插头的插头801时，第一不冻液接头和第二不冻液接头为与水插头的插头801对应配合的插座802；冷冻机模块便于每个模块之间的更换、修理、拆卸及移动。
[0042] 如图11所示为本发明的控制模块6示意图，控制模块6包括传感器601和控制回路602，所述传感器601包括安装在箱体模块1内的第一温度传感器、安装在水冷模块(3)第一送风口的第二温度传感器、安装在蓄冷模块4第二送风口的第三温度传感器以及安装在蓄冷模块内的第四温度传感器；所述控制回路602包括通过数据输入接口6024接收传感器601采集的信号的数据采集器6022以及处理数据采集器6022接收到的信号的处理器6023，所述处理器602-3通过数据输出接口6025将控制
信号传输至外部控制器，所述控制模块6还包括与电源模块5连接的电源接头6021。
[0043] 如图12所示的控制模块的控制流程图，控制模块6用于控制水冷模块3和/或蓄冷模块4向箱体模块1配送冷风的温度以及控制蓄冷模块4的充冷温度；
[0044] 第一温度传感器用于采集箱体模块1内的温度，第二温度传感器用于采集水冷模块3的第一送风口301处吹送冷风的温度，第三温度传感器用于采集蓄冷模块4的第二送风口401处吹送冷风的温度，第四温度传感器用于采集蓄冷装置405的温度；
[0045] 使用时，第一温度传感器采集到箱体模块1内的温度数据，然后将当前采集的温度数据信号传输至数据采集器6022，数据采集器6022将信号传输至处理器6023，处理器6023内预设有目标温度，经过处理器6023处理后的信号传输至表示器模块，通过手机或PC显示当前第一温度传感器采集的温度，通过手机或PC外部控制器进行控制运算后发出控制信号至冷冻循环控制回路，根据当前箱体模块1内的温度要求，通过对冷冻机模块2的运转控制，即控制冷媒的温度，同时还能选择水冷模块3和/或蓄冷模块4向箱体模块1吹送冷风，第二温度传感器和第三温度传感器实时采集第一送风口和第二送风口的温度，进行如图13的控制流程图，对比目标温度设定需要吹出冷风的温度，控制水冷模块3和/或蓄冷模块4的冷风温度，从而达到箱体模块1的温度要求；
[0046] 在本发明的某一实施例中，蓄冷模块4在充冷时的目标温度也通过图12的控制回路，达到蓄冷装置充冷需要的目标温度。
[0047] 在本发明的某一实施例中，冷冻机模块2和水冷模块3连接，冷冻机模块2向水冷模块3输送降温后的不冻液，水冷模块3产生冷风向箱体模块1供冷。在本发明的某一实施例中，冷冻机模块3与蓄冷装置405连接，冷冻机模块2向蓄冷装置405输送降温后的不冻液，为蓄冷装置405蓄冷，蓄冷装置405与箱体模块1连接后，蓄冷装置405为箱体模块1提供冷藏。
[0048] 如图13以及图14所示，本发明的电源模块5与箱体模块1、冷冻机模块2、水冷模块3以及蓄冷模块4均采用电连接，所述电源模块5用于为箱体模块1的照明灯107、冷冻机模块2的压缩机202和膨胀阀204、水冷模块3的水泵304和冷风机303、蓄冷模块4中的送风机403以及控制模块6的控制回路602和传感器601提供电能，如图14a和图14b和图14c所示，电源模块5包括油箱501和发电机502、电池503、以及固定电源插座504；固定电源插座504接入固定电源后、发电机502以及电池503能分别独立对箱体模块1、冷冻机模块2、水冷模块3以及蓄冷模块4供电。
[0049] 使用电源模块5中的电池503供电时，按输运距离和温度控制需求，电池容量的选择可根据需要驱动冷冻机模块2的时间自由设置，详见表1；在运输车靠岸时，电源模块5具备更换电池503或对电池503充电的功能。
[0050] 表1运输距离和箱体模块温度要求与电池数量关系表
[0051]距离/温度 7° 5° 0° -7° -15° -25° -35°
100-300km 1组 1组 2组 3组 4组 6组 8组
300-600km 2组 2组 4组 6组 8组 12组 16组
600-1000km 3组 4组 6组 9组 12组 18组 24组
[0052] 在运输距离在1000km以上时，当运输车休息时利用固定电源供电，对箱体模块进行蓄冷，同时对电池充电或更换电池。
[0053] 本发明中箱体模块1、冷冻机模块2、水冷模块3以及蓄冷模块4的驱动电源均可由以下三种电源提供电能，第一种，车载电源即车载发电机发电电源或车载电池电源；第二种，电源模块5提供的电能；第三种，固定电源即城市里主要供居民使用的电源，当冷链单元配送箱在非输运时，使用固定电源更节省经济；本发明的每个模块适用各种电源类型，通过减少对车载电源的依赖，可有效延长车载电源用于移动(运输)时的使用时间。
[0054] 所述电源模块5通过电源和控制线与箱体模块1、冷冻机模块2、水冷模块3以及蓄冷模块4连接，电源和控制线分离/结合界面用凸凹接插件连接，便于每个模块之间的更换、修理、拆卸及移动。
[0055] 以上的连接方式优先采用国标，在没有合适的国标选用时采用企业标准。
[0056] 如图15所示的本发明整体结构的示意图，本发明的各个模块之间采用紧固件可拆卸连接，如图17所示，在本发明的某一实施例中，本发明的紧固件为插销，所述插销包括第一锁扣701、第二锁扣702以及销轴703，当水冷模块3和冷冻机模块2连接的时，水冷模块3安装第一锁扣701，则冷冻机模块2对应安装第二锁扣702以及销轴703，首先将销轴703向上旋伸入第一锁扣701内，然后将销轴703向下旋，达到水冷模块3和冷冻机模块2锁死状态；然后通过销轴703向上旋伸出第一锁扣701以达到水冷模块3和冷冻机模块2分离状态；通过紧固件的连接，每个模块之间更加容易连接或拆卸；
[0057] 箱体模块1的送风口101和回风口102均采用由水冷模块3与蓄冷模块4嵌入箱体模块1的结合方式进行连接。
[0058] 实施例1，模块式冷链单元配送箱的工作状态为箱体模块1、冷冻机模块2、水冷模块3以及电源模块5或车载电源连接，冷冻机模块2为水冷模块3输送降温后的不冻液，水冷模块3中的此时模块式冷链单元配送箱具有供电，制冷、冷冻或冷藏功能。
[0059] 实施例2，当冷冻冷藏处于定常状态即温度达到目标值，保持一定时，冷冻机模块2、蓄冷模块4以及电源模块5或车载电源连接，冷冻机模块2和电源模块5或车载电源工作对蓄冷模块4进行蓄冷；在箱体模块1、蓄冷模块4以及电源模块5或车载电源连接以后，在蓄冷板中的冷气通
过冷风机可以实现冷冻冷藏功能；蓄冷时，对货仓的湿度影响很小，这样货仓的温度控制就可以更加精确；当在运输途中出现发电用的柴油机坏了，蓄冷装置为货仓进行制冷，也能够提供抢修时间。
[0060] 实施例3，当箱体模块1、冷冻机模块2、水冷模块3、蓄冷模块4以及电源模块5或车载电源连接以后，为箱体模块1处于常温状态，用户需要急速下降温度到储运温度时，使箱体模块1的温度达到要求，水冷模块3和蓄冷模块4同时工作可实现对箱体模块1的急速充冷的功能，能够节省时间。
[0061] 以上所述的模块中有易损模块，如冷冻机模块，通过本发明的可拆卸模块化的设计，当易损模块受损时可用快递进行更换；同时对于冷链单元配送箱来说，分模块搬运再组合使用，使冷链单元配送箱更加容易搬运，更加节省人力；分为模块化以后，对各个模块容易进行减重设计，在本发明的某一实施例中冷冻机模块采用紧凑型换热器，在本发明的另一实施例中冷冻机模块采用无油压缩机，在本发明的其他实施例中均能在选用每个模块的材质时，选用材质较轻的部件，从而使本发明的冷链单元配送箱更加轻便。
