高度可延伸的集装箱和方舱的制作方法

专利名称：高度可延伸的集装箱和方舱的制作方法
技术领域：
本发明涉及货运运输集装箱领域、移动式方舱，并且更具体地，涉及具有刚性框架 和柔性织物部分的可折叠移动式方舱，该方舱能够折叠成刚性运输集装箱以便于运送。
背景技术：
能够通过ISO集装箱运输渠道运送的可折叠移动式方舱对于工期较短的军用或 民用工程、或非常偏远以至于就地建造不太经济的工程来说是很有用的。本申请人已开发 了一种可折叠的、移动式的集装箱化的方舱，其以MECC(“移动的可扩展的集装箱构造”)的 注册商标进行商业出售，该方舱是1998年6月9日公布的在先美国专利no. 5，761，854的 主题，在此将该专利以参考的方式并入本文。该专利公开了一种移动式可折叠方舱，其包括 a)刚性的中空的集装箱，其具有相对的竖直侧部、水平顶部和底部，该集装箱的尺寸和特征 符合ISO运输集装箱的标准；b)竖直侧部中的至少一个包括枢转壁部分，该枢转壁部分沿 其下边缘铰接以便在关闭的竖直位置和打开的水平位置之间枢转；c)用于将枢转壁部分 以可释放的方式紧固在竖直位置中的装置；d)用于将枢转壁部分以可释放的方式保持在 水平位置中的装置；e)柔性织物盖，当枢转壁部分处于降低的水平位置时，该柔性织物盖 适于在所述枢转壁部分上方延伸；以及f)当枢转壁部分处于降低的水平位置时，将织物盖 支撑于铰接的竖直侧部上方的装置。可通过常用的ISO运输渠道——船、铁路或卡车来运送MECC集装箱。用叉车或起 重机对其进行堆垛或装载。虽然扩展后的MECC集装箱的底面面积为ISO标准集装箱底面 面积的3倍，但其高度保持相同，为2.6米(8.5英尺)或2.9米(9.5英尺)。对于某些应 用场合，希望具有这样的方舱该方舱能够作为ISO标准集装箱来运输，但又能够扩展成底 面面积增加且高度增加、或者高度增加而底面面积不增加的方舱或存储设施。相关领域的前述示例以及其相关的局限性意在作为说明性而非排它性的。对于本 领域的技术人员来说，通过阅读说明书和研究附图，相关领域的其它局限性将变得显而易 见。

发明内容
将结合系统、工具和方法来描述和说明下列实施方式及其方面，这些系统、工具和 方法意在作为示例性和说明性的，而不限制范围。在各种实施方式中，已经减少或消除了一 个或多个上述问题，而其它实施方式致力于其它改进。本发明提供了在不搬运时高度能够延伸的ISO标准运输集装箱。本发明进一步提 供了不搬运时高度能够延伸的、可折叠的、移动式的集装箱化的方舱。本发明对标准运输集装箱结构进行了改进，以设置一个或多个可向下折的侧壁，所述侧壁扩展了集装箱的底面 空间；且设有用于围封该扩展空间的可缩回的织物盖；并设置高度延伸的箱顶。提供了用 于可逆地延伸角部支撑从而抬高箱顶的装置。当铰接的竖直侧部处于其降低的水平位置 时，柔性织物盖适于在铰接的竖直侧部的上方延伸，并且提供了用于当铰接的竖直侧部处 于其降低的水平位置时将织物盖支撑于铰接的竖直侧部上方的装置。除了上述示例性方面和实施方式之外，通过参考附图以及研究下列详细说明，另 外的方面和实施方式将变得显而易见。


在参考图中示出了示例性实施方式。在此所公布的实施方式和图形应被视作说明 性的而不是限制性的。图1是准备好用于运输的处于折叠状态的本发明物的立体图；图2是侧部被降低时的本发明物的立体图；图3是图2所示的液压控制器的详图；图4是箱顶抬高且盖展开时的本发明物的立体图；图5是沿图1中的A-A线截取的横截面图；图6是示出中间支撑件的详图；图7是示出侧部闩锁件的打开和绞车手柄的插入的详细立体图；图8是示出侧部的打开的详细立体图；图9是示出侧部的打开的更详细的端部视图；图10是示出侧部的放平的详细立体图；图IlA-C是角部千斤顶的平面视图；图12是处于折叠状态的本发明物的立体图，其中角部千斤顶处于适当位置；图13是用于枢转侧壁的放平延伸部的详细视图；图14是本发明物的立体图，其中侧壁处于水平位置；图15是角部锁定销的立体图；图16是处于拆开状态的箱顶支撑框架元件的立体图；图17是本发明物的立体图，其中箱顶被部分抬高，为了方便说明而移除了降低的 侧壁，并且示出了处于适当位置以便抬高的箱顶盖框架；图18是本发明物的立体图，其中箱顶被完全抬高，为了方便说明而移除了箱顶面 板，并且示出了处于部分抬高位置的箱顶盖框架；图19是处于完全抬高位置的箱顶盖框架的详细立体图；图20是示出了箱顶盖框架的铰链锁的详图；图21是示出了箱顶盖框架接合于翼状延伸部的详图；图22是沿图1的B-B线截取的横截面图；图23是角柱和液压缸组件的分解视图；以及图24是角柱和液压缸组件的分解视图。
具体实施例方式在以下描述中阐述了具体细节以使本领域的技术人员更全面地理解本发明。然 而，为了避免无谓地干扰本公开，可能未示出或描述已知的元件。因此，本说明书和附图应 被视为说明性的而不是限制性的。参考图1，本发明物在其折叠状态下形成符合IS0(国际标准化组织)标准的运输 集装箱10，其尺寸为长6. 1米(20英尺)或12. 2米(40英寸)，宽2. 44米(8英尺)，高2. 6 米(8. 5英尺)或2. 9米(9. 5英尺)。宽度尺寸可达3. 05米(10英尺)。在如下出版物中 可以得到适用于货运集装箱结构的ISO标准及相关标准ISO 1161货运集装箱系列1_角配件-规范ISO 1496-1货运集装箱系列1_规范和试验-第一部分一般用途的通用货物集 装箱ISO标准9000至9004-质量标准国际铁路联盟(U. I. C.) 国际公路车辆运输公约(T. I.R.)集装箱安全公约(C. S. C.)集装箱10具有由枢转侧壁12形成的刚性侧部11、箱顶14和端部16，所有这些的 表面都可以是隔热的。尽管优选地两个侧部11均由枢转侧壁12形成，但可以仅其中一个 侧部具有枢转侧壁12。在运输过程中，金属下部桁材20、上部桁材21、金属横梁22、金属竖 直桁材24和角配件26对结构进行加强。设有凹部28以容纳叉车的叉。集装箱的底部18 上设有底板19(图2)。可将机械系统29预先安装于集装箱10的底板或壁或其它地方。优选地，箱顶14是由低碳钢或考登钢(Corten)制成的标准集装箱箱顶。角配件 26由铸钢制成，其它框架构件由低碳钢制成。端壁16和侧壁11由包围刚性隔热泡沫的钢 护板部件形成。底板19优选地是具有乙烯基类顶层的胶合板，而侧壁12的上表面是具有 油毡上层的胶合板。底板和壁的隔热材料是刚性的聚氨酯或聚苯乙烯泡沫，而箱顶14使用 玻璃纤维棉隔热材料。两个侧壁12沿其底部在42处铰接，以使得它们能够从图1中所示的竖直位置—— 由闩锁件40保持在该位置——枢转至图2中所示的水平位置。铰链和壁的构造可以如美 国专利no. 5，761，854所述。闩锁件40将侧壁12锁定在竖直位置，从而为运输目的提供刚 性结构，可通过凹部28或ISO角配件26来举起该刚性结构。闩锁件40可以是如图1和图 7中所示的抗变形旋转锁定杆，或其它适合的闩锁件装置。优选地，在诸如柏油碎石地面、混凝土或压实土地等硬表面上用叉车或起重机展 开本发明物。如图11和图12所示，将角部放平千斤顶46附接于竖直桁材24和角配件26。 使每个千斤顶的体部48在底脚/基板延伸部50上向下滑动(图11A)。推动千斤顶的螺栓 头52使之穿过角部竖直桁材24上的键孔54，并使千斤顶向下滑动以将其锁定在适当的位 置。然后，使千斤顶46朝桁材24旋转，并将扭锁56插入角配件26中的孔并将其扭转90 度来锁定(图11B)，并插入销57以锁定。然后将底脚基板58落至地面并插入销59以锁定 延伸部50。参考图12，将手柄60插入千斤顶46的凹座并以曲柄方式转动手柄来放平集装 箱，每次以曲柄方式转动两个千斤顶。在降低侧部12之前，在图5所示的位置64处将中间支撑件62安装在下桁材20上以便能够在方舱中支撑较大载荷。支撑件62的底脚63带有螺纹，从而能够通过旋转螺 母65而延伸底脚63。在角柱比地面高出超过3英寸的情况下使用撑垫66。然后，如图7和图8所示，使用美国专利no. 5，761，854中所描述的绞车来降低侧 部12。该绞车(未示出)可通过如图7所示的手柄68手动操作或通过电动马达操作。绞 车通过卷绕或释放缆索或钢丝绳70来抬起或降低侧部12，所述缆索或钢丝绳70附接于侧 部12的上角、绕过一个或多个滑轮延伸并向下延伸至附接于集装箱的固定壁的绞车。绞车 可具有制动机构以防止钢丝绳突然滑移。将手柄68插入绞车驱动sot69。旋转锁定杆40 并使其向下滑动以释放侧部12。然后，绞动降低侧部12直至安全带72(图9)几乎张紧。 然后，解开安全带72并继续降低侧部直至其接近地面。然后，使用带螺纹的脚板74 (图10) 或延伸部76 (图13)来使侧部变成水平，其中该延伸部76安装在侧部12上的卡箍78中并 由延伸部76中的孔80之一中的销79保持(图13)。当将侧部降低且放平后，可按如下方式抬高箱顶。卸下位于四个角部中每个角部 处的锁定销82 (图15)。锁定销82位于横梁22的邻近每个角部竖直桁材24的内表面并控 制弹簧螺栓114(图23)。用打开开关打开(图3)液压泵并用手动控制器控制液压泵。然 后，如图14所示那样稍稍抬高箱顶，例如抬高18英寸(500毫米)。图16图示出了用于支 撑织物盖90的铰接框架的拆开的元件。其包括偏置枢轴部件84、铰接的T形拱组件85、铰 接的X形拱组件86、撑杆87，脊梁88和桁架89。如图17所示那样组装铰接框架并将其连 接于箱顶。偏置枢轴部件在每个角部101处附接于上桁材21并具有枢转件103，T形拱组 件85附接于该枢转件。然后，通过液压控制器将箱顶抬高至其4英寸的完全伸展处，由此将 盖框架提高至图18所示的位置。然后，如图19和图20所示那样锁定每个竖直腿部上的铰 链并且将位于竖直框架构件102下端上的螺柱100定位于枢转底面翼状延伸部12 (图21) 的底面中的凹座104中，由此形成刚性的盖支撑框架91。然后，将如图4所示的织物盖90紧固于框架90上方。盖90可由涂覆有防水PVC 的聚酯等材料制成，该材料可以是隔热材料。将盖90沿着侧壁12的边缘并沿着桁材24和 22的边缘附接。因此织物盖90在由翼状延伸部形成的底面区域上方提供了防水的密封。 织物盖90可设有用于进出目的的拉链式开口 96和/或窗和窗纱。可提供车辆坡道95以 允许车辆进入。由抬高的箱顶形成的端部开口 92具有永久性附接的织物盖94，当降低箱顶 14时，可将织物盖94折叠到集装箱内部。还可将标准门17用作入口 /出口。为了将该结构折叠成其运输构型，可将前述步骤逆转。移除织物盖90，将框架91 上的铰链解锁，以液压方式将箱顶降至图17所示的位置，拆解框架91并将其移除，将箱顶 完全降低，接合锁定销82，并且通过绞车将侧壁12抬高至竖直位置。然后通过抗变形闩锁 杆40将侧壁12闩锁在竖直位置。然后该集装箱可作为ISO标准运输集装箱，由卡车、铁路、 船、直升机或飞机来运输。图22-24示出了用于延伸角部桁材以抬高箱顶的液压系统的进一步细节。内柱 110在外桁材24的中空的内部111内以可伸缩的方式滑动，通过与超高分子量的衬垫112 接触而定位于中心。液压缸116由液压控制器33致动，从而如图24所示那样延伸，或如图 23所示那样缩回，并且液压缸116具有液压连接器9，且在2处附接于内柱，在3处附接于 外柱。弹簧螺栓114或者由锁定销82控制，或由如图23所示的、控制两个弹簧螺栓114的 中央手柄115控制。弹簧螺栓114或者阻止内柱延伸，或者释放内柱使其在图15所示液压缸角部桁材的力的作用下延伸。还可将前述高度可延伸的结构应用于不具有一个或多个枢转侧部或织物盖的集 装箱。在那种情况下，侧部12可以是固定的，而没有铰链。可以以与上述不同的方式操作 箱顶的延伸。可以与上述为集装箱端部的开口 92设置固定盖的方式相同地，为延伸箱顶时 形成的长度方向上的开口设置固定盖。以这种方式，可以在不运输时扩展用于存储的集装 箱内部空间，并可缩回到ISO标准尺寸以便运输。尽管上文已经介绍了许多示例性方面和实施方式，但本领域技术人员能够认识到 其某些变体、置换、附加以及次级组合。因此，应将本发明解释为将所有这些变体、置换、附 加以及次级组合包括在其精神和范围内。
权利要求
一种高度可延伸的集装箱，包括相对的端部、相对的竖直侧部、水平顶部和底部以及四个角部桁材元件，并且其中，每个所述角部桁材元件包括外部伸缩元件和内部伸缩元件，每个所述内部伸缩元件在其上端紧固于所述水平顶部，并且能够在所述外部伸缩元件内部、在降低位置和延伸位置之间可逆地以伸缩方式滑动；当所述内部伸缩元件处于所述降低位置时，所述端部、侧部、顶部和底部被紧固以形成刚性集装箱，所述刚性集装箱具有符合ISO系列1货运集装箱标准的外部尺寸和角配件定位。
2.根据权利要求1所述的高度可延伸的集装箱，进一步包括用于使各个所述内部伸缩 元件在各个所述外部伸缩元件内部可逆地以伸缩方式降低和延伸的动力装置。
3.根据权利要求2所述的高度可延伸的集装箱，其中，用于使各个所述内部伸缩元件 在各个所述外部伸缩元件内部可逆地以伸缩方式降低和延伸的所述动力装置包括液压缸。
4.一种移动式可折叠方舱，包括a)刚性、中空的集装箱，所述集装箱包括相对的端部、相对的竖直侧部、水平顶部和底 部以及四个角部桁材元件，并且其中，每个所述角部桁材元件包括外部伸缩元件和内部伸 缩元件，每个所述内部伸缩元件在其上端紧固于所述水平顶部，并且能够在所述外部伸缩 元件内部、在降低位置和延伸位置之间可逆地以伸缩方式滑动；当所述内部伸缩元件处于所述降低位置时，所述端部、侧部、顶部和底部被紧固以形成 刚性集装箱，所述刚性集装箱具有符合ISO系列1货运集装箱标准的外部尺寸和角配件定 位；b)所述竖直侧部中的至少一个包括枢转壁部分，所述枢转壁部分沿着其下边缘以铰接 方式连接于所述竖直侧部，以便在关闭的竖直位置和打开的水平位置之间枢转，所述枢转 壁部分具有外边缘，并且因此，当所述枢转壁部分处于所述水平位置时，在所述竖直侧部中 形成开口 ；c)与所述集装箱和所述枢转壁部分相联接的、用于将所述枢转壁部分以可释放的方式 紧固于所述竖直位置中的装置；d)适于支撑所述枢转壁部分的、用于将所述枢转壁部分以可释放的方式保持在所述水 平位置中的装置；e)柔性盖，所述柔性盖适于当所述枢转壁部分处于所述降低的水平位置时从所述水平 顶部的边缘、在所述枢转壁部分的上方延伸；以及f)用于当所述枢转壁部分处于所述降低的水平位置时将所述柔性盖支撑在所述枢转 壁部分的上方的装置。
5.根据权利要求4所述的方舱，进一步包括用于使各个所述内部元件在各个所述外部 元件内部可逆地以伸缩方式降低和延伸的动力装置。
6.根据权利要求5所述的方舱，其中，用于使各个所述内部元件在各个所述外部元件 内部可逆地以伸缩方式降低和延伸的所述动力装置包括液压缸。
7.根据权利要求4所述的方舱，其中，用于将所述枢转壁部分以可释放的方式保持在 所述水平位置中的所述装置包括放平装置。
8.根据权利要求4所述的方舱，进一步包括用于抬高和降低所述枢转壁部分的装置。
9.根据权利要求8所述的方舱，其中，用于抬高和降低所述枢转壁部分的所述装置包括连接于所述枢转壁部分和绞动装置的缆索。
10.根据权利要求4所述的方舱，其中，用于将所述织物盖支撑在所述枢转壁部分的上 方的所述装置包括刚性的或半刚性的梁，所述梁在其任一端附接于所述集装箱。
11.根据权利要求10所述的方舱，其中，所述柔性盖由织物材料构成。
12.根据权利要求1所述的方舱，其中，用于将所述枢转壁部分以可释放的方式紧固于 所述竖直位置中的所述装置包括螺母和螺栓。
13.根据权利要求4所述的方舱，其中，用于将所述枢转壁部分以可释放的方式保持在 所述竖直位置中的所述装置包括闩锁装置。
14.根据权利要求4所述的方舱，其中，所述柔性盖围绕所述开口沿所述水平顶部的边 缘紧固于所述集装箱，并紧固于所述竖直侧部的所述边缘。
15.根据权利要求1所述的方舱，其中，用于将所述织物盖支撑在所述枢转壁部分的上 方的所述装置包括可折叠框架，所述可折叠框架在其下端紧固于所述枢转壁部分并且在其 上端紧固于所述集装箱。
16.根据权利要求1所述的方舱，进一步包括当所述内部伸缩元件处于所述延伸位置 处时在所述端壁的顶部边缘和所述水平顶部的边缘之间延伸的柔性盖。
17.—种移动式可折叠方舱，包括a)刚性、中空的集装箱，所述集装箱包括相对的端部、相对的竖直侧部、水平顶部和底 部以及四个角部桁材元件，并且其中，每个所述角部桁材元件包括外部伸缩元件和内部伸 缩元件，每个所述内部伸缩元件在其上端紧固于所述水平顶部，并且能够在所述外部伸缩 元件内部、在降低位置和延伸位置之间可逆地以伸缩方式滑动；当各个所述内部伸缩元件处于所述降低位置时，所述端部、侧部、顶部和底部被紧固以 形成刚性集装箱，所述刚性集装箱具有符合ISO系列1货运集装箱标准的外部尺寸和角配 件定位；b)所述竖直侧部中的至少一个包括枢转壁部分，所述枢转壁部分沿着其下边缘以铰接 方式连接于所述竖直侧部，以便在关闭的竖直位置和打开的水平位置之间枢转，所述枢转 壁部分具有外边缘，并且因此，当所述枢转壁部分处于所述水平位置时，在所述竖直侧部中 形成开口 ；c)与所述集装箱和所述枢转壁部分相联接的、用于将所述枢转壁部分以可释放的方式 紧固于所述竖直位置中的装置；d)适于支撑所述枢转壁部分的、用于将所述枢转壁部分以可释放的方式保持在所述水 平位置中的装置；e)柔性织物盖，所述柔性织物盖紧固于所述枢转壁部分的所述外边缘，并且围绕当所 述枢转壁部分处于所述降低的水平位置时形成的开口紧固于所述集装箱，并且所述柔性织 物盖适于当所述枢转壁部分处于所述降低的水平位置时被支撑在所述枢转壁部分的上方， 由此，当所述枢转壁部分降低至所述水平位置时，形成位于所述枢转壁部分上方的、通向所 述集装箱内部的围封空间。
18.根据权利要求17所述的方舱，进一步包括用于使各个所述内部元件在各个所述外 部元件内部可逆地以伸缩方式降低和延伸的动力装置。
19.根据权利要求18所述的方舱，其中，用于使各个所述内部元件在各个所述外部元件内部可逆地以伸缩方式降低和延伸的所述动力装置包括液压缸。
20.根据权利要求17所述的方舱，其中，用于将所述枢转壁部分以可释放的方式保持 在所述竖直位置中的所述装置包括闩锁装置。
21.一种由如权利要求4所述的移动式可折叠方舱来构建包括壁、底板和舱顶的方舱 的方法，所述壁、底板和舱顶围成生活空间，所述方法包括a)将沿一个边缘以铰接方式连接的至少一个枢转侧壁部分从关闭的竖直位置降低至 打开的水平位置；b)部分地延伸每个所述内部伸缩元件；c)附接用于支撑所述柔性盖的所述装置；d)将每个所述内部伸缩元件进一步延伸至其完全延伸位置；e)将每个所述内部伸缩元件和用于支撑所述柔性盖的所述装置紧固在所述完全延伸 位置中；f)将所述柔性盖安装在用于支撑所述柔性盖的所述装置上。
全文摘要
提供了一种高度可延伸的集装箱，其中角部元件伸缩以使集装箱的高度从ISO标准尺寸延伸。可通过设置向下折以形成方舱底面的侧壁和因此支撑在底面上方的柔性盖而由集装箱形成扩大的方舱。
文档编号E04B1/344GK101939234SQ200880124360
公开日2011年1月5日 申请日期2008年11月10日 优先权日2007年11月10日
发明者布赖恩·D·约翰逊, 格伦·V·索恩 申请人:韦瑟黑文资源公司