專利名稱：高度可延伸的集裝箱和方艙的制作方法
技術領域：
本發明涉及貨運運輸集裝箱領域、移動式方艙，并且更具體地，涉及具有剛性框架 和柔性織物部分的可折疊移動式方艙，該方艙能夠折疊成剛性運輸集裝箱以便于運送。
背景技術：
能夠通過ISO集裝箱運輸渠道運送的可折疊移動式方艙對于工期較短的軍用或 民用工程、或非常偏遠以至于就地建造不太經濟的工程來說是很有用的。本申請人已開發 了一種可折疊的、移動式的集裝箱化的方艙，其以MECC(“移動的可擴展的集裝箱構造”)的 注冊商標進行商業出售，該方艙是1998年6月9日公布的在先美國專利no. 5，761，854的 主題，在此將該專利以參考的方式并入本文。該專利公開了一種移動式可折疊方艙，其包括 a)剛性的中空的集裝箱，其具有相對的豎直側部、水平頂部和底部，該集裝箱的尺寸和特征 符合ISO運輸集裝箱的標準；b)豎直側部中的至少一個包括樞轉壁部分，該樞轉壁部分沿 其下邊緣鉸接以便在關閉的豎直位置和打開的水平位置之間樞轉；c)用于將樞轉壁部分 以可釋放的方式緊固在豎直位置中的裝置；d)用于將樞轉壁部分以可釋放的方式保持在 水平位置中的裝置；e)柔性織物蓋，當樞轉壁部分處于降低的水平位置時，該柔性織物蓋 適于在所述樞轉壁部分上方延伸；以及f)當樞轉壁部分處于降低的水平位置時，將織物蓋 支撐于鉸接的豎直側部上方的裝置。可通過常用的ISO運輸渠道——船、鐵路或卡車來運送MECC集裝箱。用叉車或起 重機對其進行堆垛或裝載。雖然擴展后的MECC集裝箱的底面面積為ISO標準集裝箱底面 面積的3倍，但其高度保持相同，為2.6米(8.5英尺)或2.9米(9.5英尺)。對于某些應 用場合，希望具有這樣的方艙該方艙能夠作為ISO標準集裝箱來運輸，但又能夠擴展成底 面面積增加且高度增加、或者高度增加而底面面積不增加的方艙或存儲設施。相關領域的前述示例以及其相關的局限性意在作為說明性而非排它性的。對于本 領域的技術人員來說，通過閱讀說明書和研究附圖，相關領域的其它局限性將變得顯而易 見。
發明內容
將結合系統、工具和方法來描述和說明下列實施方式及其方面，這些系統、工具和 方法意在作為示例性和說明性的，而不限制范圍。在各種實施方式中，已經減少或消除了一 個或多個上述問題，而其它實施方式致力于其它改進。本發明提供了在不搬運時高度能夠延伸的ISO標準運輸集裝箱。本發明進一步提 供了不搬運時高度能夠延伸的、可折疊的、移動式的集裝箱化的方艙。本發明對標準運輸集裝箱結構進行了改進，以設置一個或多個可向下折的側壁，所述側壁擴展了集裝箱的底面 空間；且設有用于圍封該擴展空間的可縮回的織物蓋；并設置高度延伸的箱頂。提供了用 于可逆地延伸角部支撐從而抬高箱頂的裝置。當鉸接的豎直側部處于其降低的水平位置 時，柔性織物蓋適于在鉸接的豎直側部的上方延伸，并且提供了用于當鉸接的豎直側部處 于其降低的水平位置時將織物蓋支撐于鉸接的豎直側部上方的裝置。除了上述示例性方面和實施方式之外，通過參考附圖以及研究下列詳細說明，另 外的方面和實施方式將變得顯而易見。
在參考圖中示出了示例性實施方式。在此所公布的實施方式和圖形應被視作說明 性的而不是限制性的。圖1是準備好用于運輸的處于折疊狀態的本發明物的立體圖；圖2是側部被降低時的本發明物的立體圖；圖3是圖2所示的液壓控制器的詳圖；圖4是箱頂抬高且蓋展開時的本發明物的立體圖；圖5是沿圖1中的A-A線截取的橫截面圖；圖6是示出中間支撐件的詳圖；圖7是示出側部閂鎖件的打開和絞車手柄的插入的詳細立體圖；圖8是示出側部的打開的詳細立體圖；圖9是示出側部的打開的更詳細的端部視圖；圖10是示出側部的放平的詳細立體圖；圖IlA-C是角部千斤頂的平面視圖；圖12是處于折疊狀態的本發明物的立體圖，其中角部千斤頂處于適當位置；圖13是用于樞轉側壁的放平延伸部的詳細視圖；圖14是本發明物的立體圖，其中側壁處于水平位置；圖15是角部鎖定銷的立體圖；圖16是處于拆開狀態的箱頂支撐框架元件的立體圖；圖17是本發明物的立體圖，其中箱頂被部分抬高，為了方便說明而移除了降低的 側壁，并且示出了處于適當位置以便抬高的箱頂蓋框架；圖18是本發明物的立體圖，其中箱頂被完全抬高，為了方便說明而移除了箱頂面 板，并且示出了處于部分抬高位置的箱頂蓋框架；圖19是處于完全抬高位置的箱頂蓋框架的詳細立體圖；圖20是示出了箱頂蓋框架的鉸鏈鎖的詳圖；圖21是示出了箱頂蓋框架接合于翼狀延伸部的詳圖；圖22是沿圖1的B-B線截取的橫截面圖；圖23是角柱和液壓缸組件的分解視圖；以及圖24是角柱和液壓缸組件的分解視圖。
具體實施例方式在以下描述中闡述了具體細節以使本領域的技術人員更全面地理解本發明。然 而，為了避免無謂地干擾本公開，可能未示出或描述已知的元件。因此，本說明書和附圖應 被視為說明性的而不是限制性的。參考圖1，本發明物在其折疊狀態下形成符合IS0(國際標準化組織)標準的運輸 集裝箱10，其尺寸為長6. 1米(20英尺)或12. 2米(40英寸)，寬2. 44米(8英尺)，高2. 6 米(8. 5英尺)或2. 9米(9. 5英尺)。寬度尺寸可達3. 05米(10英尺)。在如下出版物中 可以得到適用于貨運集裝箱結構的ISO標準及相關標準ISO 1161貨運集裝箱系列1_角配件-規范ISO 1496-1貨運集裝箱系列1_規范和試驗-第一部分一般用途的通用貨物集 裝箱ISO標準9000至9004-質量標準國際鐵路聯盟(U. I. C.) 國際公路車輛運輸公約(T. I.R.)集裝箱安全公約(C. S. C.)集裝箱10具有由樞轉側壁12形成的剛性側部11、箱頂14和端部16，所有這些的 表面都可以是隔熱的。盡管優選地兩個側部11均由樞轉側壁12形成，但可以僅其中一個 側部具有樞轉側壁12。在運輸過程中，金屬下部桁材20、上部桁材21、金屬橫梁22、金屬豎 直桁材24和角配件26對結構進行加強。設有凹部28以容納叉車的叉。集裝箱的底部18 上設有底板19(圖2)。可將機械系統29預先安裝于集裝箱10的底板或壁或其它地方。優選地，箱頂14是由低碳鋼或考登鋼(Corten)制成的標準集裝箱箱頂。角配件 26由鑄鋼制成，其它框架構件由低碳鋼制成。端壁16和側壁11由包圍剛性隔熱泡沫的鋼 護板部件形成。底板19優選地是具有乙烯基類頂層的膠合板，而側壁12的上表面是具有 油氈上層的膠合板。底板和壁的隔熱材料是剛性的聚氨酯或聚苯乙烯泡沫，而箱頂14使用 玻璃纖維棉隔熱材料。兩個側壁12沿其底部在42處鉸接，以使得它們能夠從圖1中所示的豎直位置—— 由閂鎖件40保持在該位置——樞轉至圖2中所示的水平位置。鉸鏈和壁的構造可以如美 國專利no. 5，761，854所述。閂鎖件40將側壁12鎖定在豎直位置，從而為運輸目的提供剛 性結構，可通過凹部28或ISO角配件26來舉起該剛性結構。閂鎖件40可以是如圖1和圖 7中所示的抗變形旋轉鎖定桿，或其它適合的閂鎖件裝置。優選地，在諸如柏油碎石地面、混凝土或壓實土地等硬表面上用叉車或起重機展 開本發明物。如圖11和圖12所示，將角部放平千斤頂46附接于豎直桁材24和角配件26。 使每個千斤頂的體部48在底腳/基板延伸部50上向下滑動(圖11A)。推動千斤頂的螺栓 頭52使之穿過角部豎直桁材24上的鍵孔54，并使千斤頂向下滑動以將其鎖定在適當的位 置。然后，使千斤頂46朝桁材24旋轉，并將扭鎖56插入角配件26中的孔并將其扭轉90 度來鎖定(圖11B)，并插入銷57以鎖定。然后將底腳基板58落至地面并插入銷59以鎖定 延伸部50。參考圖12，將手柄60插入千斤頂46的凹座并以曲柄方式轉動手柄來放平集裝 箱，每次以曲柄方式轉動兩個千斤頂。在降低側部12之前，在圖5所示的位置64處將中間支撐件62安裝在下桁材20上以便能夠在方艙中支撐較大載荷。支撐件62的底腳63帶有螺紋，從而能夠通過旋轉螺 母65而延伸底腳63。在角柱比地面高出超過3英寸的情況下使用撐墊66。然后，如圖7和圖8所示，使用美國專利no. 5，761，854中所描述的絞車來降低側 部12。該絞車(未示出)可通過如圖7所示的手柄68手動操作或通過電動馬達操作。絞 車通過卷繞或釋放纜索或鋼絲繩70來抬起或降低側部12，所述纜索或鋼絲繩70附接于側 部12的上角、繞過一個或多個滑輪延伸并向下延伸至附接于集裝箱的固定壁的絞車。絞車 可具有制動機構以防止鋼絲繩突然滑移。將手柄68插入絞車驅動sot69。旋轉鎖定桿40 并使其向下滑動以釋放側部12。然后，絞動降低側部12直至安全帶72(圖9)幾乎張緊。 然后，解開安全帶72并繼續降低側部直至其接近地面。然后，使用帶螺紋的腳板74 (圖10) 或延伸部76 (圖13)來使側部變成水平，其中該延伸部76安裝在側部12上的卡箍78中并 由延伸部76中的孔80之一中的銷79保持(圖13)。當將側部降低且放平后，可按如下方式抬高箱頂。卸下位于四個角部中每個角部 處的鎖定銷82 (圖15)。鎖定銷82位于橫梁22的鄰近每個角部豎直桁材24的內表面并控 制彈簧螺栓114(圖23)。用打開開關打開(圖3)液壓泵并用手動控制器控制液壓泵。然 后，如圖14所示那樣稍稍抬高箱頂，例如抬高18英寸(500毫米)。圖16圖示出了用于支 撐織物蓋90的鉸接框架的拆開的元件。其包括偏置樞軸部件84、鉸接的T形拱組件85、鉸 接的X形拱組件86、撐桿87，脊梁88和桁架89。如圖17所示那樣組裝鉸接框架并將其連 接于箱頂。偏置樞軸部件在每個角部101處附接于上桁材21并具有樞轉件103，T形拱組 件85附接于該樞轉件。然后，通過液壓控制器將箱頂抬高至其4英寸的完全伸展處，由此將 蓋框架提高至圖18所示的位置。然后，如圖19和圖20所示那樣鎖定每個豎直腿部上的鉸 鏈并且將位于豎直框架構件102下端上的螺柱100定位于樞轉底面翼狀延伸部12 (圖21) 的底面中的凹座104中，由此形成剛性的蓋支撐框架91。然后，將如圖4所示的織物蓋90緊固于框架90上方。蓋90可由涂覆有防水PVC 的聚酯等材料制成，該材料可以是隔熱材料。將蓋90沿著側壁12的邊緣并沿著桁材24和 22的邊緣附接。因此織物蓋90在由翼狀延伸部形成的底面區域上方提供了防水的密封。 織物蓋90可設有用于進出目的的拉鏈式開口 96和/或窗和窗紗。可提供車輛坡道95以 允許車輛進入。由抬高的箱頂形成的端部開口 92具有永久性附接的織物蓋94，當降低箱頂 14時，可將織物蓋94折疊到集裝箱內部。還可將標準門17用作入口 /出口。為了將該結構折疊成其運輸構型，可將前述步驟逆轉。移除織物蓋90，將框架91 上的鉸鏈解鎖，以液壓方式將箱頂降至圖17所示的位置，拆解框架91并將其移除，將箱頂 完全降低，接合鎖定銷82，并且通過絞車將側壁12抬高至豎直位置。然后通過抗變形閂鎖 桿40將側壁12閂鎖在豎直位置。然后該集裝箱可作為ISO標準運輸集裝箱，由卡車、鐵路、 船、直升機或飛機來運輸。圖22-24示出了用于延伸角部桁材以抬高箱頂的液壓系統的進一步細節。內柱 110在外桁材24的中空的內部111內以可伸縮的方式滑動，通過與超高分子量的襯墊112 接觸而定位于中心。液壓缸116由液壓控制器33致動，從而如圖24所示那樣延伸，或如圖 23所示那樣縮回，并且液壓缸116具有液壓連接器9，且在2處附接于內柱，在3處附接于 外柱。彈簧螺栓114或者由鎖定銷82控制，或由如圖23所示的、控制兩個彈簧螺栓114的 中央手柄115控制。彈簧螺栓114或者阻止內柱延伸，或者釋放內柱使其在圖15所示液壓缸角部桁材的力的作用下延伸。還可將前述高度可延伸的結構應用于不具有一個或多個樞轉側部或織物蓋的集 裝箱。在那種情況下，側部12可以是固定的，而沒有鉸鏈。可以以與上述不同的方式操作 箱頂的延伸。可以與上述為集裝箱端部的開口 92設置固定蓋的方式相同地，為延伸箱頂時 形成的長度方向上的開口設置固定蓋。以這種方式，可以在不運輸時擴展用于存儲的集裝 箱內部空間，并可縮回到ISO標準尺寸以便運輸。盡管上文已經介紹了許多示例性方面和實施方式，但本領域技術人員能夠認識到 其某些變體、置換、附加以及次級組合。因此，應將本發明解釋為將所有這些變體、置換、附 加以及次級組合包括在其精神和范圍內。
權利要求
一種高度可延伸的集裝箱，包括相對的端部、相對的豎直側部、水平頂部和底部以及四個角部桁材元件，并且其中，每個所述角部桁材元件包括外部伸縮元件和內部伸縮元件，每個所述內部伸縮元件在其上端緊固于所述水平頂部，并且能夠在所述外部伸縮元件內部、在降低位置和延伸位置之間可逆地以伸縮方式滑動；當所述內部伸縮元件處于所述降低位置時，所述端部、側部、頂部和底部被緊固以形成剛性集裝箱，所述剛性集裝箱具有符合ISO系列1貨運集裝箱標準的外部尺寸和角配件定位。
2.根據權利要求1所述的高度可延伸的集裝箱，進一步包括用于使各個所述內部伸縮 元件在各個所述外部伸縮元件內部可逆地以伸縮方式降低和延伸的動力裝置。
3.根據權利要求2所述的高度可延伸的集裝箱，其中，用于使各個所述內部伸縮元件 在各個所述外部伸縮元件內部可逆地以伸縮方式降低和延伸的所述動力裝置包括液壓缸。
4.一種移動式可折疊方艙，包括a)剛性、中空的集裝箱，所述集裝箱包括相對的端部、相對的豎直側部、水平頂部和底 部以及四個角部桁材元件，并且其中，每個所述角部桁材元件包括外部伸縮元件和內部伸 縮元件，每個所述內部伸縮元件在其上端緊固于所述水平頂部，并且能夠在所述外部伸縮 元件內部、在降低位置和延伸位置之間可逆地以伸縮方式滑動；當所述內部伸縮元件處于所述降低位置時，所述端部、側部、頂部和底部被緊固以形成 剛性集裝箱，所述剛性集裝箱具有符合ISO系列1貨運集裝箱標準的外部尺寸和角配件定 位；b)所述豎直側部中的至少一個包括樞轉壁部分，所述樞轉壁部分沿著其下邊緣以鉸接 方式連接于所述豎直側部，以便在關閉的豎直位置和打開的水平位置之間樞轉，所述樞轉 壁部分具有外邊緣，并且因此，當所述樞轉壁部分處于所述水平位置時，在所述豎直側部中 形成開口 ；c)與所述集裝箱和所述樞轉壁部分相聯接的、用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式 緊固于所述豎直位置中的裝置；d)適于支撐所述樞轉壁部分的、用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式保持在所述水 平位置中的裝置；e)柔性蓋，所述柔性蓋適于當所述樞轉壁部分處于所述降低的水平位置時從所述水平 頂部的邊緣、在所述樞轉壁部分的上方延伸；以及f)用于當所述樞轉壁部分處于所述降低的水平位置時將所述柔性蓋支撐在所述樞轉 壁部分的上方的裝置。
5.根據權利要求4所述的方艙，進一步包括用于使各個所述內部元件在各個所述外部 元件內部可逆地以伸縮方式降低和延伸的動力裝置。
6.根據權利要求5所述的方艙，其中，用于使各個所述內部元件在各個所述外部元件 內部可逆地以伸縮方式降低和延伸的所述動力裝置包括液壓缸。
7.根據權利要求4所述的方艙，其中，用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式保持在 所述水平位置中的所述裝置包括放平裝置。
8.根據權利要求4所述的方艙，進一步包括用于抬高和降低所述樞轉壁部分的裝置。
9.根據權利要求8所述的方艙，其中，用于抬高和降低所述樞轉壁部分的所述裝置包括連接于所述樞轉壁部分和絞動裝置的纜索。
10.根據權利要求4所述的方艙，其中，用于將所述織物蓋支撐在所述樞轉壁部分的上 方的所述裝置包括剛性的或半剛性的梁，所述梁在其任一端附接于所述集裝箱。
11.根據權利要求10所述的方艙，其中，所述柔性蓋由織物材料構成。
12.根據權利要求1所述的方艙，其中，用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式緊固于 所述豎直位置中的所述裝置包括螺母和螺栓。
13.根據權利要求4所述的方艙，其中，用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式保持在 所述豎直位置中的所述裝置包括閂鎖裝置。
14.根據權利要求4所述的方艙，其中，所述柔性蓋圍繞所述開口沿所述水平頂部的邊 緣緊固于所述集裝箱，并緊固于所述豎直側部的所述邊緣。
15.根據權利要求1所述的方艙，其中，用于將所述織物蓋支撐在所述樞轉壁部分的上 方的所述裝置包括可折疊框架，所述可折疊框架在其下端緊固于所述樞轉壁部分并且在其 上端緊固于所述集裝箱。
16.根據權利要求1所述的方艙，進一步包括當所述內部伸縮元件處于所述延伸位置 處時在所述端壁的頂部邊緣和所述水平頂部的邊緣之間延伸的柔性蓋。
17.—種移動式可折疊方艙，包括a)剛性、中空的集裝箱，所述集裝箱包括相對的端部、相對的豎直側部、水平頂部和底 部以及四個角部桁材元件，并且其中，每個所述角部桁材元件包括外部伸縮元件和內部伸 縮元件，每個所述內部伸縮元件在其上端緊固于所述水平頂部，并且能夠在所述外部伸縮 元件內部、在降低位置和延伸位置之間可逆地以伸縮方式滑動；當各個所述內部伸縮元件處于所述降低位置時，所述端部、側部、頂部和底部被緊固以 形成剛性集裝箱，所述剛性集裝箱具有符合ISO系列1貨運集裝箱標準的外部尺寸和角配 件定位；b)所述豎直側部中的至少一個包括樞轉壁部分，所述樞轉壁部分沿著其下邊緣以鉸接 方式連接于所述豎直側部，以便在關閉的豎直位置和打開的水平位置之間樞轉，所述樞轉 壁部分具有外邊緣，并且因此，當所述樞轉壁部分處于所述水平位置時，在所述豎直側部中 形成開口 ；c)與所述集裝箱和所述樞轉壁部分相聯接的、用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式 緊固于所述豎直位置中的裝置；d)適于支撐所述樞轉壁部分的、用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式保持在所述水 平位置中的裝置；e)柔性織物蓋，所述柔性織物蓋緊固于所述樞轉壁部分的所述外邊緣，并且圍繞當所 述樞轉壁部分處于所述降低的水平位置時形成的開口緊固于所述集裝箱，并且所述柔性織 物蓋適于當所述樞轉壁部分處于所述降低的水平位置時被支撐在所述樞轉壁部分的上方， 由此，當所述樞轉壁部分降低至所述水平位置時，形成位于所述樞轉壁部分上方的、通向所 述集裝箱內部的圍封空間。
18.根據權利要求17所述的方艙，進一步包括用于使各個所述內部元件在各個所述外 部元件內部可逆地以伸縮方式降低和延伸的動力裝置。
19.根據權利要求18所述的方艙，其中，用于使各個所述內部元件在各個所述外部元件內部可逆地以伸縮方式降低和延伸的所述動力裝置包括液壓缸。
20.根據權利要求17所述的方艙，其中，用于將所述樞轉壁部分以可釋放的方式保持 在所述豎直位置中的所述裝置包括閂鎖裝置。
21.一種由如權利要求4所述的移動式可折疊方艙來構建包括壁、底板和艙頂的方艙 的方法，所述壁、底板和艙頂圍成生活空間，所述方法包括a)將沿一個邊緣以鉸接方式連接的至少一個樞轉側壁部分從關閉的豎直位置降低至 打開的水平位置；b)部分地延伸每個所述內部伸縮元件；c)附接用于支撐所述柔性蓋的所述裝置；d)將每個所述內部伸縮元件進一步延伸至其完全延伸位置；e)將每個所述內部伸縮元件和用于支撐所述柔性蓋的所述裝置緊固在所述完全延伸 位置中；f)將所述柔性蓋安裝在用于支撐所述柔性蓋的所述裝置上。
全文摘要
提供了一種高度可延伸的集裝箱，其中角部元件伸縮以使集裝箱的高度從ISO標準尺寸延伸。可通過設置向下折以形成方艙底面的側壁和因此支撐在底面上方的柔性蓋而由集裝箱形成擴大的方艙。
文檔編號E04B1/344GK101939234SQ200880124360
公開日2011年1月5日 申請日期2008年11月10日 優先權日2007年11月10日
發明者布賴恩·D·約翰遜, 格倫·V·索恩 申請人:韋瑟黑文資源公司