用于在处理期间保持玻璃制品的储盒设备的制作方法

本发明要求2014年8月8日提交的题目为“Magazine Apparatuses for Holding Glass Articles During Processing(用于在处理期间保持玻璃制品的储盒设备)”的美国临时专利申请第62/034,823号的权益。

背景技术：

本说明书总体涉及用于在处理期间保持玻璃制品的储盒设备，更具体地，涉及用于在离子交换处理期间保持玻璃制品的储盒设备。

历史上，由于玻璃相对于其他材料的密封性、光学透明性和优异的化学耐久性，玻璃已经被用作许多应用的优选材料，包括食品和饮料包装、药品包装、厨房和实验室玻璃器具以及窗户或其他建筑特征。

然而，玻璃在许多应用中的使用受到玻璃的机械性能的限制。特别地，玻璃破裂特别是在食品、饮料和药物的包装中是个问题。在食品、饮料和药品包装工业中破裂可能是成本高昂的，因为例如在填充线内的破裂可能需要丢弃相邻的未破裂的容器，因为这些容器可能包含来自破裂的容器的碎片。破裂也可能需要减慢或停止填充管线，降低生产率。此外，非灾难性破裂(即，当玻璃裂纹但不破裂时)可能导致玻璃包装或容器的内容物失去其无菌性，这继而可能导致昂贵的产品召回。

玻璃破裂的一个根本原因是当玻璃被加工时和/或在随后的填充期间在玻璃的表面中引入缺陷。这些缺陷可以从各种来源引入到玻璃的表面中，包括相邻玻璃器具之间的接触以及玻璃和例如处理和/或填充设备的设备之间的接触。不管来源如何，这些缺陷的存在可能最终导致玻璃破裂。

因此，需要用于在处理期间保持玻璃制品以减轻玻璃破裂的替代设备。

技术实现要素：

根据一实施例，用于在处理期间容纳和保持玻璃器具的储盒设备可包括彼此基本平行定位的多个分隔带和基本上彼此平行定位的多个支撑带。多个支撑带可与所述多个分隔带相交，以形成多个器具接纳通道。每个器具接纳通道的上端和下端可以至少部分地敞开。储盒设备还可以包括多个器具座。每个器具座可以至少部分地延伸跨越邻近相应的器具接纳通道的下端的相应的器具接纳通道。每个器具座可以提供用于定位在相应的器具接纳通道中的玻璃器具的座。多个器具间隔件可以位于相应的器具座下方并与其间隔开，并且至少部分地延伸跨越相应的器具接纳通道。

根据另一实施例，用于在处理期间容纳和保持玻璃器具的储盒设备可包括彼此基本平行定位的多个分隔带和基本上彼此平行定位的多个支撑带。多个支撑带可与所述多个分隔带相交，以形成多个器具接纳通道。每个器具接纳通道的上端和下端可以至少部分地敞开。外壁可围绕所述多个分隔带和所述多个支撑带延伸，其中所述多个分隔带和所述多个支撑带可与所述外壁接合。多个器具座可以定位在相应器具接纳通道内并至少部分地延伸跨越邻近相应的器具接纳通道的下端的相应的器具接纳通道。每个器具座可以提供用于定位在相应的器具接纳通道中的玻璃器具的座。多个器具隔离件可定位在相应的器具座的下方并与相应的器具座间隔开并且在所述相应的器具接纳通道外，每个器具间隔件至少部分地延伸跨越所述相应的器具接纳通道。

本文所述的处理期间用于容纳和保持玻璃制品的装置的附加特征和优点将在以下的详细描述中陈述，而且这些附加特征和优点部分地对于本领域技术人员来说可从该描述中显而易见，或者可通过实施包括以下详细描述、权利要求和附图的本文所述的各实施例而易于认识到。

应当理解的是，前面的总体描述和以下的具体实施方式描述了各种实施例，并且意为提供概览或框架以便理解所要求保护的主题的性质和特征。包括附图以提供对各实施例的进一步理解，并且附图包括在说明书中并构成说明书的一部分。附图示出本文所述的各种实施例并与说明书一起用于解释所保护主题的原理和操作。

附图说明

图1示意性地示出了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于在处理期间容纳和保持玻璃制品的储盒设备；

图2示意性描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的图1的储盒设备的外壁；

图3示意性描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的图1的储盒设备的支承条；

图4示意性描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的图1的储盒设备的分隔条；

图5示意性地示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的其中形成有弹簧构件的支承条的一实施例；

图6示意性地示出了包括多个储盒设备的带盒；

图7示意性地示出根据本文示出和描述的一个或多个实施例的具有附接到其上的盖板的盒装置；

图8示意性地示出图6的盒的局部横截面，示出了定位在储盒设备的器具接纳通道中的玻璃制品；

图9是使用本文所述的储盒设备的离子交换强化玻璃制品的方法的流程图；以及

图10示意性地描绘了图9的流程图的方法步骤。

具体实施方式

现在将详细参照处理过程中用于容纳和保持玻璃制品的储盒设备的实施例的细节，在附图中示出了各实施例的例子。在可能时，将在所有附图中使用相同的附图标号来指示相同或类似的部件。用于在处理期间容纳和保持玻璃制品的设备的一个实施例在图1中示意性地示出。储盒设备通常包括彼此基本平行定位的多个分隔带和基本上彼此平行设置的多个支撑带。多个支撑带可与所述多个分隔带相交，以形成多个器具接纳通道。每个器具接纳通道的上端和下端可以至少部分地敞开。储盒设备还可以包括多个器具座。每个器具座可以至少部分地延伸跨越邻近相应的器具接纳通道的下端的相应的器具接纳通道。每个器具座可以提供用于定位在相应的器具接纳通道中的玻璃器具的座。多个器具分隔件可以位于相应的器具座下方并与其间隔开，并且至少部分地延伸跨越相应的器具接纳通道。在处理期间用于容纳和保持玻璃制品的设备的各种实施例将在本文中具体参考附图进行更详细的描述。

如本文所述，玻璃制品在处理和/或填充期间的破裂是产品损失的来源，并且可能导致工艺低效和增加成本。加强玻璃制品可以帮助减轻破裂。可以使用多种技术来强化玻璃制品，包括化学和热回火。例如，可以通过在玻璃制品的表面中引入一层压缩应力来使用化学强化来强化玻璃制品。通过将玻璃制品浸没在熔融盐浴中来引入压缩应力。当来自玻璃的离子被来自熔融盐的相对较大的离子替代时，在玻璃的表面中引起压缩应力。在化学钢化期间，可以机械地操纵玻璃制品，例如玻璃容器，以对玻璃制品填充和排空熔融盐。

尽管化学强化提高了玻璃制品的强度，但是在强化过程中玻璃制品的机械操作可能在玻璃表面中引入缺陷。例如，在加工过程中玻璃制品和用于保持玻璃制品的夹具之间的接触可能在玻璃中引入缺陷，特别是当玻璃制品和夹具最初浸没在熔融盐浴中和/或当夹具和玻璃将物品从熔融盐浴中取出并旋转以对玻璃制品排空熔融盐时。

具体地，玻璃制品在浸没在熔融盐浴中之前首先放置在夹具中。夹具设计成保持多个容器，并且可以包含彼此堆叠的多个容器托盘。每个容器通常容纳在单个狭槽中并且通过位于玻璃制品的颈部或顶部周围的套环保持在位。当玻璃制品的夹具被浸没在熔融盐浴中时，玻璃制品最初是正浮力的，这导致玻璃制品向上浮动，从而在玻璃制品和套环之间形成接触。玻璃制品与套环之间的这种接触可能在玻璃的表面中引入缺陷。另外，当玻璃制品向上浮动时，可能在玻璃制品的顶部和堆叠在玻璃制品上的托盘的底部之间发生接触。玻璃制品和堆叠在玻璃制品上的托盘的底部之间的这种接触可能是另一个缺陷源。

此外，在离子交换过程完成之后，将夹具和玻璃制品从熔融盐浴中取出，并且旋转夹具以对玻璃制品排空容纳在玻璃制品的内部容积内的熔融盐。当夹具旋转时，玻璃制品可能突然与位于玻璃制品的颈部或顶部周围的套环碰撞。玻璃制品与套环之间的这种钝力冲击可能在玻璃的表面中引入缺陷。

在大多数情况下，缺陷是表面的，并且包含在玻璃中引起的表面压缩应力层内。该表面压缩应力防止缺陷生长成裂缝。然而，在极端情况下，缺陷可能延伸穿过表面压缩应力层，这可能导致玻璃制品的破裂。

另外，在离子交换处理期间用于容纳和保持玻璃制品的夹具通常由金属材料形成，以便能够承受熔融盐浴的高温。这种夹具固定可具有大的热质量，其可通过改变熔融盐浴的温度而不利地影响离子交换过程。夹具还倾向于具有大的表面积，这增加了夹具和熔融盐之间的接触，这可能导致来自熔融盐的离子扩散到夹具中，降低工艺性能。

用于在本文描述的处理期间容纳和保持玻璃制品的储盒设备减轻了在保持在其中的玻璃制品中的缺陷的引入。本文所述的储盒设备重量相对较低，并且因此具有相对较低的热质量，其在使用储盒设备以便于通过离子交换强化包含在其中的玻璃制品时减轻离子交换性能的劣化。

应当理解，本文所使用的术语“处理”包括包含在储盒设备内的玻璃制品的处理以及包含在储盒设备内的玻璃制品的运送。

现参照图1，示意性地示出了用于在处理期间容纳和保持玻璃制品的储盒设备100的一实施例。储盒设备100通常包括多个分隔带104和多个支撑带106。多个分隔带104通常被定位成基本上彼此平行。多个支撑带106也布置成彼此基本平行并与多个分隔带104相交，以形成多个器具接纳通道110，其中可以放置单独的玻璃制品(未示出)，例如玻璃容器或等等。在图1所示的实施例中，多个器具接纳通道110以矩形阵列布置，例如图1所示的正方形阵列。器具接纳通道110具有至少部分打开的上端112和下端114。例如，在图1所示的储盒设备100的实施例中，器具接纳通道110的上端112完全打开，而器具接纳通道的下端114部分打开。这允许流体，例如熔融盐和/或水，在储盒设备100浸没在流体中时完全填充器具接纳通道110，并且当储盒设备100从流体中抽出时还允许流体从器具接纳通道110快速排出。

在图1所示的储盒设备100的实施例中，由于多个分隔带104和多个支撑带106的相对定位，器具接纳通道110的横截面基本上为正方形。然而，应当理解，有具有其它横截面形状的器具接纳通道的设想和可能。例如，多个分隔带104和多个支撑带106可以相对于彼此布置成使得器具接纳通道的横截面为矩形，或者甚至横截面为菱形。具有不同横截面积的器具接纳通道可用于容纳不同形状因子的玻璃制品，例如圆形玻璃制品、矩形玻璃制品等。

在实施例中，多个分隔带104和多个支撑带106由适于承受到高温的重复循环的材料构成，例如在常规离子交换操作中经历的温度(即，超过300℃的温度)，而不损失机械完整性。例如，在一个实施例中，多个支撑带106和多个分隔带104由不锈钢材料形成，例如316L不锈钢、304不锈钢、316不锈钢等。在各实施例中，不锈钢材料可以镀有或涂覆有适合在高温下使用的第二材料，包括但不限于镍或镍基合金。

在各实施例中，多个分隔带104和多个支撑带106被构造成使相应带的热质量最小化。例如，在各实施例中，多个分隔带104和多个支撑带106可由薄片材料构成，使得带的厚度小于或等于0.05英寸(1.27mm)或甚至小于或等于0.03英寸(0.762mm)。在又一些其它实施例中，多个分隔带104和多个支撑带106可以由薄片材料构成，使得带的厚度小于或等于0.02英寸(0.508mm)或甚至小于或等于0.015英寸(0.381mm)。由薄片材料形成多个分隔带104和多个支撑带106减小了储盒设备100的总热质量，同时为储盒设备100提供结构刚性。通常，多个分隔带104和多个支撑带106由退火条件下的金属材料形成，以便在暴露于升高的温度时减小尺寸变化和变形。

现参照图1和3，示意性地示出支承带106的一示例实施例。如上所述，支撑带106通常由薄片材料构成，例如薄金属材料片。在图3所示的支撑带106的实施例中，支撑带106包括多个附接槽162，用于与相应的分隔带104接合，以固定支撑带106和相应的分隔带104的相对间隔和定向。附接槽142通常延伸跨过在支撑带的宽度方向(即，图3所示的坐标轴的z方向)上的支撑带的一部分。在包括附接槽162的支撑带106的实施例中，附接槽以一定间隔彼此间隔开，间隔通常对应于由分隔带104与支撑带106的交叉形成的器具接纳通道110的一个期望尺寸。在包括附接槽142的支撑带106的实施例中，各附接槽可以形成在支撑带106中，使得它们与形成在分隔带104中的相应的附接槽142对准，支撑带106接合到分隔带104。

每个支撑带106形成有多个器具座164。器具座164用作支撑保持在储盒设备100的器具接纳通道110内的玻璃制品的座。器具座164或者附接到支撑带106或与支撑带106一体地形成，并且定位在支撑带106上，使得器具座至少部分地延伸跨越由支撑带106和分隔带104的交叉形成的相应的器具接纳通道110。例如，在支撑带106由原材料片模制的实施例中，器具座164可在模具形成操作期间与支撑带106一起形成，并且因此与支撑带一体形成。或者，器具座164可由单独的材料件构成，并通过焊接、铜焊、机械紧固件等结合到支撑带106。

器具座164在支撑带106上的悬臂布置有利于构造器具座164，使得它们可弹性变形以在施加的载荷下偏转，但足够刚性以将玻璃制品充分地支撑和保持在器具接纳通道110内。在玻璃制品是玻璃容器的实施例中，器具座164可以是足够刚性的，以充分支撑和保持填充有处理流体例如熔融盐、水等的玻璃容器。器具座164也可以是足够柔顺的并且可弹性变形，使得当玻璃制品与器具座164碰撞时(例如当玻璃制品掉落或重新定位在器具接纳通道中时)，器具座164挠曲，从而防止玻璃物品被破坏、破裂或划伤。换句话说，器具座164是足够柔顺的且可弹性变形的，使得器具座164缓冲掉落或重新定位在器具接纳通道中的玻璃制品，从而防止破损。然而，器具座164也是足够刚性的，使得它们在定位在器具接纳通道110中的玻璃制品的重量下不会弹性变形，特别是在升高的温度条件下。

应当理解，可以以多种方式控制器具座164的弹性，包括但不限于减少或增加形成器具座164的材料的厚度、改变形成器具座164的材料或改变器具座164的几何形状。还应当理解，器具座164的期望弹性将取决于储盒设备100旨在容纳的各个玻璃制品的质量并且在储盒设备100的设计和构造期间可以增加或减少器具座164的弹性，以考虑储盒设备旨在容纳的各个玻璃制品的质量。在玻璃制品是玻璃容器的各实施例中，在设计和构造储盒设备100期间，器具座164的弹性可以增加或减少，以考虑玻璃容器的质量以及容纳在玻璃容器中的任何流体，例如熔融盐、水等的质量。

在本文所述的实施例中，器具座164定位在支撑带106上，使得器具座位于靠近由支撑带106和分隔带104的交叉形成的器具接纳通道110的下端。例如，在一些实施例中，器具座164可以位于器具接纳通道110内，恰好在器具接纳通道110的下端114上方。在一些其它实施例中，器具座164可以位于相应器具接纳通道110外，恰好在器具接纳通道110的下端114下方。在又一些其他实施例中，器具座164可以位于器具接纳通道110的下端114处，使得器具座164的上表面与器具接纳通道的下端齐平。

在各实施例中，各器具座164可以可选地包括延伸穿过器具座164的座孔170。在储盒已经从熔融盐和/或水浴中移出之后，座孔170有助于排出可能积聚在器具座164上的流体，例如熔盐和/或水。座孔170还有助于减少储盒设备100的热质量。

仍现参照图1和3，每个支撑带106还包括多个器具间隔件168。在一实施例中(未示出)，器具间隔件168从支撑带106直接延伸，例如当器具间隔件168附接到支撑带106或者与支撑带106一体形成时。或者，器具间隔件168可附接到器具座164或与器具座164一体形成，如图3所示。例如，在图3所示的支撑带106的实施例中，器具间隔件168与器具座164一体形成，并且通过间隔杆166与器具座164间隔开。器具间隔件用作弹性缓冲器，其减慢和阻止玻璃制品从相邻的储盒设备朝向储盒设备的下侧行进，从而防止对玻璃制品的损坏。

器具间隔件168通常位于下端114下方和相应的器具接纳通道110外部并且在相应的器具座164下方。器具间隔件168与相应的器具座164间隔开，并且通常至少部分地延伸跨越相应的器具接纳通道110的下端。即，器具间隔件168横跨相应的器具接纳通道110的至少一部分是悬臂式的。器具间隔件168相对于相应器具接纳通道110的悬臂布置便于构造器具间隔件168，使得它们可在施加的负载下弹性变形和偏转。例如，器具间隔件168可以是足够柔顺的并且是可弹性变形的，使得当位于器具间隔件168下方的相邻储盒设备中的玻璃制品与器具间隔件168碰撞(例如当一叠储盒设备旋转用于排出和/或浸没在流体中)时，器具间隔件168挠曲，从而防止位于相邻储盒设备中的玻璃制品破损、破裂或划伤。换句话说，器具间隔件168是足够柔顺的且可弹性变形的，使得器具间隔件168缓冲与器具间隔件碰撞的玻璃制品。

应当理解，可以以多种方式控制器具座168的弹性，包括但不限于减少或增加形成器具座168的材料的厚度、改变形成器具座168的材料或改变器具座168的几何形状。还应当理解，器具间隔件168的期望弹性将取决于储盒设备100旨在容纳的各个玻璃制品的质量和/或惯性质量，并且在储盒设备100的设计和构造期间可以增加或减少器具座168的弹性，以考虑储盒设备旨在容纳的各个玻璃制品的质量或惯性质量。

在各实施例中，支撑带106可以选配地包括从支撑带106的表面延伸的多个突起。在图3所示的支撑带106的实施例中，各突起是半球形凹坑172。在各实施例中，凸窝172在支撑带106上形成并间隔开，使得由支撑带106界定的每个器具接纳通道110具有从相应的支撑带延伸到器具接纳通道110中的至少一个凸窝。当包括凸窝172时，凸窝172可以帮助将玻璃制品对中在器具接纳通道110中，并且使玻璃制品与支撑带间隔开，以使玻璃制品和其中浸入储盒设备100的流体之间的接触最大化。然而，应当理解，凸窝是选配的，并且在一些实施例中，支撑带106可以形成为没有凸窝。

现参照图1和4，示意性地示出分隔带104的一示例实施例。如上所述，分隔带104通常由薄片材料构成，例如薄金属材料片。在图4所示的分隔带104的实施例中，分隔带104包括多个附接槽142，用于与相应的支撑带106接合，以固定分隔带104和相应的支撑带106的相对间隔和定向。附接槽142通常在宽度方向(即，图4所示的坐标轴的z方向)上延伸跨过分隔带的一部分。在包括附接槽142的分隔带104的各实施例中，附接槽以一定间隔彼此间隔开，间隔通常对应于由分隔带104与支撑带106的交叉形成的器具接纳通道110的一个期望尺寸。在包括附接槽142的分隔带104的各实施例中，附接槽可以形成在分隔带104中，使得它们与形成在支撑带106中的相应的附接槽142对准，分隔带104接合到支撑带106。

虽然图4的分隔带104和图3的支撑带106示出为具有附接槽142,162，但是应当理解，附接槽是选配的，并且在一些实施例中，每个分隔带104和/或支撑带106可以形成为离散的区段并且单独地共同连接到相应的分隔带104和支撑带106以形成多个器具接纳通道110。

再次参考图4，在各实施例中，分隔带104可以选配地包括从分隔带104的表面延伸的多个突起。在图4所示的分隔带104的实施例中，各突起是半球形凸窝172。在各实施例中，各凸窝172在支撑带104上形成并间隔开，使得由分隔带104界定的每个器具接纳通道110具有从相应的分隔带延伸到器具接纳通道110中的至少一个凸窝。当包括凸窝172时，凸窝172可以帮助将玻璃制品对中在器具接纳通道110中，并且使玻璃制品与分隔带间隔开，以使玻璃制品和其中浸入储盒设备100的流体之间的接触最大化。然而，应当理解，凸窝是选配的，并且在一些实施例中，分隔带104可以形成为没有凸窝。

现参照图1、3和4，在各实施例中，器具接纳通道110的阵列通过首先定向多个分隔带104，使得分隔带104基本上彼此平行地定向而形成。夹具装置可以用于临时保持多个分隔带104并且保持相邻的分隔带104之间的相对间隔。此后，支撑带106与相应的分隔带104联接，使得支撑带的附接槽162与分隔带104的在分隔带104的附接槽142下方的对应部分对齐并接合，并且分隔带104的附接槽142与支撑带106的在附接槽162上方的对应部分接合，从而将支撑带106锁定到分隔带104。因此，应当理解，在各实施例中，支撑带106的附接槽142和分隔带彼此对齐并接合。此后，支撑带106和分隔带104可以选配地例如通过焊接、钎焊或机械紧固件紧固在一起。例如，在一实施例中，支撑带106和分隔带104可以在邻近器件容纳通道110的上端112的交叉点处焊接在一起。

现参照图5，在一些实施例中，支撑带106或分隔带104可以选配地包括弹簧构件180。例如，图5示出包含弹簧构件180的支撑带106的一实施例。各弹簧构件180通常远离支撑带106偏置。每个支撑带106可包含多个弹簧构件180，弹簧构件180定位成使得弹簧构件均被偏置到储盒设备100的相应的器具接纳通道中。弹簧构件180的尺寸和位置可以定位成与定位在器具接纳通道110中的玻璃制品弹性接合，以在储盒设备100被旋转或以其他方式操作时有助于将玻璃制品保持在器具接纳通道110内。

尽管图5示出支撑带106包括弹簧构件180，应理解，其他构造也是可能的。例如，在各实施例中，各弹簧构件180可与各分隔带104关联。在又一些实施例中，支撑带106和分隔带104可以具有弹簧构件180，使得每个器具接纳通道110具有位于通道中的至少两个弹簧构件。

在各实施例中，弹簧构件180与相应的带一体形成，例如当弹簧构件180被冲切或以其它方式机械加工成带时。然而，在其它实施例中，弹簧构件180可以是例如通过焊接、铜焊、机械紧固件等结合到相应带的单独部分或部件。

现参照图1-4，在各实施例中，储盒设备100还可包括外壁102，外壁102内定位有多个分隔带104和多个支撑带106。例如，在各实施例中，外壁102围绕多个分隔带104和多个支撑带106延伸，并且向由多个分隔带104和多个支撑带106的交叉形成的多个器具接纳通道110提供附加的结构支撑。类似于多个分隔带104和多个支撑带106，外壁102可以由适于承受到高温的重复循环的材料构成，例如在常规离子交换操作中经历的温度(即，超过300℃的温度)，而不损失机械完整性。例如，在一实施例中，外壁由不锈钢材料形成，例如316L不锈钢、304不锈钢、316不锈钢等。在各实施例中，不锈钢材料可以镀有或涂覆有适合在高温下使用的第二材料，包括但不限于镍或镍基合金。在各实施例中，外壁102由与多个分隔带104和多个支撑带106相同的材料形成。然而，应当理解，在一些其他实施例中，外壁102、多个分隔带104和多个支撑带可以由不同的材料形成。

与多个分隔带104和多个支撑带106一样，外壁102被构造成使储盒设备的热质量最小化。在各实施例中，外壁102可以由比形成多个分隔带104和多个支撑带106的材料更厚的金属材料片形成。在这些实施例中，外壁102比多个分隔带104和多个支撑带106厚，以向多个器具接纳通道110提供结构刚度。例如，在一些实施例中，外壁102的厚度大于约0.02英寸(0.508mm)，例如约0.03英寸(0.762mm)。在一些实施例中，外壁102具有的厚度大于约0.035英寸(0.889mm)，例如大于或等于约0.04英寸(1.016mm)或甚至大于或等于0.05英寸(1.27mm)。然而，应当理解，在一些其他实施例中，外壁102、多个分隔带104和多个支撑带106都具有大致相同的厚度。

仍现参照图1-4，在一些实施例中，外壁102由形成为期望形状的单条金属材料形成。例如，在各实施例中，通过在材料中赋予三个90度弯曲128以形成闭合环，将外壁形成为矩形形状。可选地，单个金属材料条的第一端120和第二端122可以例如通过焊接等连接在一起，以闭合由金属材料条形成的环。在其他实施例(未示出)中，通过在材料中施加一系列弯曲以实现期望的菱形形状，外壁102可以形成为菱形形状。在替代实施例(未示出)中，外壁102可以由多个单独的带(例如，储盒设备的每侧一个带)形成，这些带通过焊接、铜焊、紧固件等结合在一起。在储盒设备的外壁由单独的材料带构造的实施例中，各单独的带可以在储盒设备的角部处结合。例如，在一些实施例中，形成外壁的带可以结合到位于储盒设备的角部处的支架(本文进一步讨论)。

在各实施例中，外壁102可以选配地包括延伸穿过外壁的厚度的一个或多个排出孔126。排出孔126允许流体(例如熔盐和/或水)在储盒设备100浸没在流体中时完全填充器具接纳通道110，并且还允许当储盒设备100从流体中抽出时流体从器具接纳通道110快速排出。此外，排出孔126减少了储盒设备100的热质量，减少了当储盒设备100降低到离子交换浴槽中时其对离子交换浴槽的热冲击。

在本文所述的实施例中，多个分隔带104和多个支撑带106与外壁102接合。在一些实施例中，每个分隔带104的端部和每个支撑带106的端部例如通过焊接等结合到外壁102。在一些实施例中，外壁102包括多个保持狭槽124。在这些实施例中，各分隔带104和各支撑带106中的每个在相应带104、106的任一端处形成有保持凸片160。多个分隔带104和多个支撑带106布置在外壁102内，使得相应的凸片160的保持凸片160与形成在外壁102中的相应的保持狭槽124对准并接合。在各实施例中，一旦插入相应的保持狭槽124中，保持凸片160可以进一步被焊接到位。

虽然图1所示的储盒设备100的实施例包含外壁102，但是应当理解，外壁102是选配的，并且在其他实施例中，储盒设备100不包含外壁102，例如当储盒设备100仅被构造成具有形成器具接纳通道110的多个分隔带104和多个支撑带106时。

现参照图1和6，储盒设备100还可以包括堆叠通道150，其位于储盒设备100的角部内，邻近器具接纳通道110。在图1所示的储盒设备100的实施例中，通过各分隔带104与外壁102的相交和各支撑带106与外壁102的相交而形成各堆叠通道150。替代地，在储盒设备100形成为没有外壁102的实施例中，堆叠通道150可由附加到储盒设备100的周边周围的附加片材形成。堆叠通道150便于将多个储盒设备彼此叠置，如图6所示。具体来说，支架202可插入第一储盒设备100a的堆叠通道150内并例如通过焊接、机械紧固件等结合到外壁102。每个支架202的上端(即，图1所示的坐标轴的+z方向上的端部)包括销204和肩部203。每个支架202的下端(即，图1所示的坐标轴的-z方向上的端部)包括用于接纳相应支架的销的孔205。当储盒设备100a、100b彼此堆叠时，如图6所示，下部储盒设备100a的支架202的销204与上部储盒设备100b的支架202的孔205接合，并且上部储盒设备100b的支架202搁置在下部储盒设备100b的支架的肩部203上。支架202的尺寸设置成使得在第二储盒设备100b的器具接纳通道110下方延伸的器具隔离件168与位于第一储盒设备100a的器具接纳通道110中的玻璃制品300的上部302非常接近或者甚至接触。这防止当第一和第二储盒设备100a、100b浸没和/或旋转以对玻璃制品300排空流体时，玻璃制品300在器具接纳通道110中浮动和/或滑动，并且与第二储盒设备100b具有钝力接触。

现在参照图6和图7，在各实施例中，一叠储盒设备的上部储盒设备100b还可包括定位在储盒设备顶部上的盖板210。当通过各种处理步骤(例如离子交换处理、洗涤、漂洗等)操纵堆叠储盒设备时，盖板210将玻璃制品保持在上部储盒设备100b的器具接纳通道中。盖板210由适于承受到高温的重复循环，例如在常规离子交换操作中经历的温度(即，温度超过300℃)的材料构成，而不损失机械完整性。例如，在一实施例中，盖板210可以由不锈钢材料形成，例如316L不锈钢、304不锈钢、316不锈钢等。在各实施例中，不锈钢材料可以镀有或涂覆有适合在高温下使用的第二材料，包括但不限于镍或镍基合金。

在各实施例中，盖板210被构造成使其热质量最小化。例如，在各实施例中，盖板210可以由薄片材料构成，使得盖板210的厚度小于或等于0.05英寸(1.27mm)或甚至小于或等于0.03英寸(0.762mm)。在又一些实施例中，盖板210可以由薄片材料构成，使得盖板的厚度小于或等于0.02英寸(0.508mm)或甚至小于或等于0.015英寸(0.381mm)。由薄片材料形成盖板210降低了储盒设备100的整体热质量，同时为储盒设备100提供结构刚性。

盖板210可以包括延伸穿过盖板210的厚度的多个开口212。开口212允许诸如熔融盐和/或水的流体完全填充器具接纳通道110，并且当储盒设备100b浸没在流体中时，玻璃制品定位在器具接纳通道110中。当储盒设备100b从流体中抽出时，开口212允许流体从器具接纳通道110快速排出。此外，各开口减少了储盒设备100的热质量，减少了当储盒设备100降低到离子交换浴槽中时其对离子交换浴槽的热冲击。在各实施例中，各开口212可以具有均匀的尺寸和形状，并且规则地定位在盖板210的表面上。在一些其他实施例中，各开口可以形成有不同的尺寸和/或形状。

在一些实施例中，盖板210可以包括多个定位通道214。这些定位通道214可以定位成与支架202的销204接合，以便将盖板210适当地定向在储盒设备100b上。盖板210还可以包括附接夹218，其与储盒设备100b接合以将盖板210保持在储盒设备100b的顶部。在各实施例中，附接夹218可以是附接到盖板210或与盖板210一体形成的可弹性变形和可恢复的夹子。附接夹218可以与储盒设备的外壁102接合，如图7所示，或者替代地与储盒设备100b的支撑带和/或分隔带接合。

总地参照图1和6-10，图9包含通过离子交换强化玻璃制品的方法的工艺流程图500，图10示意性地示出了流程图中描述的过程。在第一步骤502中，使用常规的成形和形成技术将由可离子交换的玻璃组合物形成的玻璃管坯料1000初始成形为玻璃制品300(具体地，在所示实施例中的玻璃小瓶)。在步骤504中，使用机械储盒装载器602将玻璃制品300装载到储盒设备100中。储盒装载器602可以是机械夹持装置，例如卡尺或类似物，其能够一次夹持多个玻璃制品。或者，夹持装置可以利用真空系统来夹持玻璃制品300。储盒装载器602可以联接到机器人臂或其他类似的装置，该装置能够相对于玻璃制品300和储盒设备100定位储盒装载器602。储盒装载器602将单个玻璃制品300定位在每个储盒设备100的器具接纳通道110中，使得玻璃制品被定位在器具座164上。

在下一步骤506中，装载有玻璃制品300的储盒设备100用机械输送器(例如输送带606，高架起重机等)输送到盒匣装载区域。此后，在步骤508中，将多个储盒设备100(示出一个)装载到盒匣608中。尽管在图10中仅示出一个储盒设备100，但应当理解，盒匣608被构造成保持多个储盒设备，使得可以同时处理大量玻璃制品。每个储盒设备100利用盒匣装载器610定位在盒匣608中。盒匣装载器610可以是机械夹持装置，例如卡尺或类似物，其能够一次夹持一个或多个储盒设备。或者，夹持装置可以利用真空系统来夹持储盒设备100。盒匣装载器610可以联接到机器人臂或其他类似的装置，该装置能够相对于盒匣608和储盒设备100定位盒匣装载器610。或者，多个储盒设备可以手动地彼此堆叠，并且手动地装载到盒匣中。如本文所使用的术语“盒匣”是指将堆叠的储盒设备装入其中的框架。盒匣通常在堆叠的储盒设备行进穿过各处理步骤，诸如离子交换浴槽、漂洗、洗涤等时将堆叠的储盒设备保持在一起。当多个储盒设备100被装载到盒匣608中时，储盒设备100被定位成使得上述储盒设备的器具间隔件168直接位于保持在下方的储盒设备中的每个玻璃制品300上方，如图8所示。

在下一步骤510中，将包含储盒设备100和玻璃制品300的盒匣608传送到离子交换站，并装载到离子交换箱614中，以便于化学强化玻璃制品300。盒匣608被传送到具有盒匣输送装置612的离子交换站。盒匣输送装置612可以是能够夹持盒匣608的机械夹持装置，例如卡钳等。或者，夹持装置可以利用真空系统来夹持盒匣608。盒匣输送装置612和附接的盒匣608可用诸如起重机等的高架轨道系统自动地从盒匣装载区域传送到离子交换站。或者，盒匣传送装置612和附接的盒匣608可以用机器人臂从盒匣装载区域传送到离子交换站。在又一实施例中，盒匣输送装置612和附接的盒匣608可用传送器从盒匣装载区域传送到离子交换站，并此后用机械臂或高架起重机从传送器传送到离子交换箱614。

一旦盒匣输送装置612和附接的盒匣608在离子交换站处，盒匣608和包含在其中的玻璃制品300可以选配地在将盒匣608和玻璃制品300浸没在离子交换箱614中之前被预热。在一些实施例中，盒匣608可以被预热到大于室温的温度，并且小于或等于离子交换箱中的熔融盐浴的温度。例如，玻璃制品可以预热至约300℃-500℃的温度。然而，应当理解，由于本文所述的储盒设备100的相对低的热质量，预热步骤是可选的。

离子交换箱614包含熔融盐浴616，例如熔融碱金属盐，例如KNO₃、NaNO₃和/或其组合。在一实施例中，熔融盐浴是100％熔融KNO₃，其保持在大于或等于约350℃且小于或等于约500℃的温度。然而，应当理解，具有各种其它组成和/或温度的熔融碱金属盐浴也可以用于促进玻璃制品的离子交换。

在步骤512中，玻璃制品300在离子交换箱614中进行离子交换强化。具体地，玻璃制品浸没在熔融盐中并且保持在那里足够的时间以在玻璃制品300中实现期望的压缩应力和深度层。当玻璃制品300被浸没时，当空气从玻璃制品的内部容积中逸出并且用熔融盐替代时，玻璃制品最初具有正浮力。当玻璃制品由于正浮力而上升时，玻璃制品的顶部与上方储盒设备的器具间隔件168接触，从而防止上方储盒设备的底表面之间的接触并减轻对玻璃制品的损坏。此外，器具接纳通道110的开放结构允许熔盐浴接触玻璃制品的所有表面，改善在制品表面中引起的压缩应力的均匀性。

在一实施例中，玻璃制品300可以保持在离子交换箱614中足够的时长，以达到至多约100μm的层深度，具有至少约200MPa或甚至250MPa的压缩应力。在一些实施例中，玻璃制品300可以保持在离子交换箱614中足够的时长，以达到至多约100μm的层深度，具有至少约300MPa或甚至350MPa的压缩应力。保持时间可以小于30小时或甚至小于20小时。但是，应理解，玻璃制品保持在箱614中的时长可能取决于玻璃容器的组成、熔融盐浴616的组成、熔融盐浴616的温度、以及期望的层深度和期望的压缩应力。

在玻璃制品300被离子交换强化之后，使用盒匣输送装置612结合机器人臂或高架起重机将盒匣608和玻璃制品300从离子交换箱614移除。在从离子交换箱614移除期间，储盒设备100的器具接纳通道110的开放结构允许储盒设备内的熔盐容易地从每个储盒设备排出。在盒匣608从离子交换箱614移除之后，盒匣608和玻璃制品300悬挂在离子交换箱614上方，并且盒匣608绕水平轴线旋转，使得保留在玻璃制品300中的任何熔融盐被倒空到离子交换箱614中。当盒匣608旋转时，玻璃制品300在器具接纳通道110内朝向位于上方的储盒设备的底表面滑动。通过位于上方的储盒设备的器具间隔件168防止玻璃制品300与位于上方的储盒设备的底表面钝力接触。器具间隔件168用作弹性垫，其减慢和阻止玻璃制品300的滑动运动，从而减轻由于钝力接触对玻璃制品的损坏。此后，盒匣608旋转回到其初始位置，并且允许玻璃制品在被冲洗之前冷却。

然后用盒匣输送装置612将盒匣608和玻璃制品300输送到漂洗站。该输送如上所述用机械臂或高架起重机执行，或者用诸如传送带等的自动传送器执行。在下一步骤514中，盒匣608和玻璃制品300下降到包含水浴620的漂洗箱618中，以从玻璃制品300的表面去除任何多余的盐。盒匣608和玻璃制品300可以用机械臂、桥式起重机或联接到盒匣输送装置612的类似装置降低到漂洗箱618内。玻璃制品在浸没在漂洗箱618中时最初具有正浮力。当玻璃制品上升时，玻璃制品的顶部与上方储盒设备的器具间隔件168接触，从而防止上方储盒设备的下侧之间的接触并减轻对玻璃制品的损坏。

然后将盒匣608和玻璃制品300从漂洗箱618中取出。可选地，盒匣608和玻璃制品300可以悬挂在漂洗箱618上，并且盒匣608绕水平轴线旋转，使得任何保留在玻璃制品300中的漂洗水被排空回到漂洗箱618中。当盒匣608旋转时，玻璃制品300在器具接纳通道110内朝向位于上方的储盒设备的底表面滑动。通过位于上方的储盒设备的器具间隔件168防止玻璃制品300与位于上方的储盒设备的底表面钝力接触。器具间隔件168用作弹性垫，其减慢和阻止玻璃制品300的滑动运动，从而减轻由于钝力接触对玻璃制品的损坏。在一些实施例中，在盒匣608和玻璃制品300移动到下一个处理站之前，可以进行多次冲洗操作。

在一特定实施例中，盒匣608和玻璃制品300在水浴中浸泡至少两次。例如，盒匣608可以浸入第一水浴中，随后浸入第二不同的水浴中，以确保从玻璃制品的表面除去所有残留的碱金属盐。来自第一水浴的水可以被送至废水处理或蒸发器。

在下一步骤516中，利用盒装载器610从盒匣608中取出储盒设备100。此后，在步骤518中，玻璃制品300利用盒装载器602从储盒设备100卸载，并被输送到洗涤站。在步骤520中，用从喷嘴622发射的去离子水624的射流洗涤玻璃制品。去离子水624的射流可以与压缩空气混合。

可选地，在步骤521(图10中未示出)中，将玻璃制品300输送到检查站，在那里检查玻璃制品的缺陷、碎屑、变色等。

现在应当理解，本文所述的储盒设备可以用于在处理期间容纳和保持玻璃制品。将储盒设备形成为具有部分打开的容器容纳通道的阵列，其中制品间隔件定位在制品容纳通道下方减轻了在保持在储盒设备内的玻璃制品中缺陷的引入。由相对薄的金属材料板形成储盒设备减少了储盒设备的热质量，这提高了当储盒设备用于通过离子交换促使玻璃制品的强化时的离子交换性能。

尽管本文示出并描述了与诸如玻璃小瓶的玻璃容器结合使用的储盒设备，但是应当理解，储盒设备可以用于容纳和保持各种其它类型的玻璃制品，包括但不限于筒、注射器、安瓿、瓶子、烧瓶、小瓶，管，烧杯，小瓶等，包括圆形玻璃制品和非圆形玻璃制品。

对本领域技术人员显而易见的是，可对本文所描述的实施例做出各种修改和变型而不偏离所要求保护主题的精神和范围。由此，假如这种修改和变型落入所附权利要求书及其等同物的范围内，说明书旨在覆盖本文所描述各种实施例的修改和变型。