專利名稱：柔性流體裝運容器的端部及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用于運輸和裝盛大量流體的柔性流體裝運容器(在下文中有時簡稱為“FFCV”)，尤其涉及一種用于運輸和裝盛密度小于海水的流體的柔性流體裝運容器，特別是運輸和裝盛大量淡水的柔性流體裝運容器，以及制造這種柔性流體裝運容器的方法。
背景技術：
利用柔性容器來裝盛和運輸貨物，尤其是流體或者液體貨物已經為大家所公知。大家公知利用容器在水中，尤其是海水中運輸流體。
如果貨物是密度比海水密度小的流體或者液態化的固體，就沒有必要使用剛性的散裝駁船、油輪或者裝運容器。相反，可以利用柔性裝運容器，將柔性裝運容器從一個地方拖到或者拉到另外一個地方。這種柔性裝運容器同剛性容器相比具有明顯的優點。此外，如果柔性容器構造恰當，在卸下貨物以后，可以將柔性容器卷起或者折疊以用在返回途中存放起來。
在全世界，有很多地區都急需淡水。淡水是這樣一種商品，它使得冰帽和冰山的采收正在迅速地成為一個很大的貿易。但是，無論在何地獲得了淡水，將淡水經濟地運輸到目的地就成為了一個關注的問題。
比如，現在一個冰帽采收者打算利用一個容量為150000噸的油輪來運輸淡水，明顯地，這不僅涉及到使用這樣一個運輸設備的費用，而且涉及到為了裝載淡水運輸設備空載返回的附加支出。柔性裝運容器在貨物卸空后可以收攏，并存放在將它拖到卸貨地點的拖船上，所以柔性容器降低了這方面的費用。
即使有這樣的優點，經濟學要求柔性容器的運輸量要足以克服運輸的費用。因此，就開發出了越來越大的柔性容器。但是，盡管在過去數年中出現了一些進展，但是關于這種容器的技術問題一直存在。在這一點上，在美國專利2,997,973；2,998,973；3,001,501；3,056,373；3,167,103中對柔性裝運容器或者駁船的改進進行了描述。柔性裝運容器的用途通常是用于運輸或者裝盛比重小于海水的液體或者可流態化的固體。
與液體或者可流體化固體的密度相比，海水的密度表明當一個部分或者完全裝滿的柔性運輸袋被放到海水中牽引的時候，貨物給柔性運輸袋提供了浮力。貨物的這個浮力為容器提供了一個漂浮力，有利于將貨物從一個海港裝運到另外一個海港。
在美國專利2,997,973中，披露了一種船，該船包括一個由柔性原料，比如一種浸漬了天然橡膠或者合成橡膠的浸膠織物制造的密封管，這種密封管具有流線型的前端，適合于與牽引裝置相連，還有一個或者多個與船的內部相連的管道，以便能夠將船裝滿或者卸空。浮力通過船中的液體成分來提供，船的形狀取決于裝滿的程度。這個專利還提出柔性運輸袋可以利用紡織成管狀的單組紡織織物制作。但是，該專利沒有講述如何利用這么巨大的管道來完成運輸袋的制作。顯然，這樣一種結構要解決接縫的問題。在商業柔性運輸袋上通常都可以發現接縫，因為袋子通常都是利用縫合或者將小片防水材料連接到一起的其它方法以拼縫方式進行制造。參見美國專利3,779,196這個例子。可是，公知當袋子反復受到大載荷的作用時，接縫就是袋子破損的根源。在無縫結構中可以明顯地消除接縫破裂。然而，由于縫合結構是簡單機織織物的一個可選方案，它具有不同的優點，尤其是在生產方面具有優勢。
在這一點上，于1994年11月1日授權并進行了一般轉讓，名稱為“Press Felt and Method of Manufacture”的美國專利第5,360,656號披露了一個由螺旋編織布帶制作的壓榨毛毯底布，在此特此引用該發明披露的內容作為參考。
織物的長度將由紗線原料織物帶的每個螺旋圈的長度來決定，而織物的寬度將由螺旋圈的數量來確定。
一個邊緣接頭可以通過無紡原料或者含有可熔化纖維的無紡原料的縫紉、熔化和焊接來完成(例如，在名稱為“Ultrasonic Seaming ofAbutting Strips for Paper Machine Clothing”的第5,713,399號美國專利中提出的超聲波焊接，該專利授權于1998年2月3日并進行了一般轉讓，在此特此引用該專利披露的內容作為參考)。
同時，那個專利還涉及到為壓榨毛毯制作底布，這種技術可以在為運輸容器制造足夠牢固的管狀結構的過程中進行應用。此外，計劃的用途是用作一個運輸容器而不是用作壓榨毛毯，在壓榨毛毯中需要實現布帶之間的平滑過渡，所以這不是一個需要特別關注的事情，可以使用各種不同的連接方法(搭接和縫紉、粘結、釘在一起等)。本領域一般技術人員顯然能夠理解其它類型的連接方法。
此外，如前面所述，需要一種無縫柔性容器，而且無縫柔性容器也在現有技術中提及過，制造這樣一種結構的方法有它的困難。迄今，就像前面指出的那樣，大的柔性容器一般都是由許多小片材料來制造的，這些小片材料被縫在一起或者粘接在一起的。這些小片材料必須是不透水的。如果這些小片材料不是由不透水材料制造，那么這些小片材料在被使用之前可以涂上這樣一種防水涂料，通過傳統的方法比如噴涂或者浸漬涂料方法就可以涂上涂料。
另外一個問題是如何密封容器末端，特別是形狀適當為錐形的末端。端部可以單獨制造然后再連接到管狀結構上，這樣的例子在前述的申請書以及其中引用的參考專利文件中進行了闡述，利用管狀結構自身來制作端部并將端部做成需要的形狀是最好不過的了(即，錐形等)。在這一點上，1961年8月29日授權給Hawthorne的第2,997,973號美國專利說明了將織物末端折疊，然后通過粘結/或者縫紉來提供所需形狀的方法。
因此，存在著對一種用于運輸大體積流體的FFCV的需求，這種FFCV能夠克服前面所述的與這樣一種結構和FFCV的操作環境所伴隨的問題。
發明簡述本發明的主要目的是要提供一種用來運輸包括淡水在內的密度小于海水的貨物的相對大型的織物FFCV。
本發明的另外一個目的是要提供這樣一種FFCV，該FFCV設有一種以需要的方式密封其末端的裝置。
本發明的另外一個目的是提供一種利用錐形來密封FFCV末端的方法。
本發明的其它目的是提供一種用來密封FFCV，以便有效地在FFCV上分布載荷的裝置。
這些以及其它的目的和優點都將通過本發明來實現。在這一點上，本發明提出了使用機織布管道或者螺旋形成管道來制造長度為300’或者更大以及直徑為40’或者更大的FFCV。這樣一個大型結構可以在生產造紙工人服(papermaker’s clothing)的設備上進行制造。管道的末端有時被稱作前端和后端，或者船首與船尾，管道末端可以通過很多方法進行密封，包括將末端打褶、折疊或者縮小直徑然后進行粘接、縫紉、用卡釘固定或者通過機械接頭固定。更加特別的是，前述專利申請書披露了可以連接到管道上的端部或者螺旋成型的端部，本發明主要是利用管道自身來制造端部。在形成管道的圓周為40到75米或者更大的情況下，就需要縮小圓周，以便允許端蓋或者牽引元件固定在上面。在這樣做的時候，需要將端部做成一個錐形或者船首的形狀，同時保持一個成套結構。在前述第一個專利申請書中披露了在螺旋成型的FFCV上制造這種端部的幾種方法。下面將披露幾種其它的方法。
這里提出了幾種方法，同時牢記了要避免應力集中的要求。第一個方法就是將管道的末端進行折疊并打褶。褶皺在管道端部的長度上延伸，接近末端時其交疊的程度不斷增加，這樣使需要的機械配件能夠固定在上面。褶皺的這種遞進方法可以實現平穩的過度并在前端和后端都形成錐形。褶皺也可以是織物沿自身折疊而成的一堆或一組折疊層。褶皺也可以遍布在管道的整個長度上，但是末端除外，當管道裝入貨物的時候，管道就會膨脹。還設有一個適當的裝置將褶皺固定在適當的位置。
第二種方法就是沿著焦點折疊管道，將船首做成需要的錐形，逐漸增加折疊程度，然后將褶皺末端固定在輔助折疊裝置周圍并將它最后固定。在前端可以連接上一個適當的牽引桿。
第三種方法就是在管道的末端采用鏈輪齒或者齒型布置方式，以減少其圓周。在這一點上，織物的折疊部分徑向向上伸出并且與管道的圓周垂直。折疊的程度從最小一直增加到最大，在折疊程度最大的那個點固定了一個機械末端閉合裝置。
第四種方法是通過機械方式將織物的徑向星形褶皺固定在管道末端圓周周圍的適當位置。
第五種方法是在紡織、編織或者針織管道的過程中在管道末端形成錐形。比如，在編織管狀結構的過程中，通過連續方式去掉或者除去經紗并進行打結就可以形成一個錐形。
第六種方法是將管道末端的織物集中到心軸周圍，然后向后折疊并通過機械方式將其固定。
當然，在所有的情況下都要設有一個或者多個開口以裝入和卸空貨物，比如在美國專利第3,067,712號和3,224,403號披露的那些開口。
附圖簡述因此，通過本發明就可以實現其目的和優點，本發明的描述應當與附圖結合在一起來進行考慮，其中
圖1是一個為大家所公知的具有尖船首或者前端的圓柱形FFCV的總透視圖；圖2A、2B、2C是一個沿著其船首(以及在其船尾)有褶皺的FFCV的總透視圖，FFCV的船首結合有本發明教導；圖3A-3C顯示了褶皺沿著未膨脹、部分膨脹和完全膨脹的FFCV的長度排列的透視圖，這些褶皺排列方式結合有本發明的教導；圖4A-4H為FFCV的總透視圖，這些透視圖顯示了圍繞焦點折疊織物來制造一個具有如圖4H中顯示的船首或者船尾的FFCV的步驟，圖4H中顯示的船首或者船尾結合有本發明的教導；圖5是一個設有結合有本發明教導的圓周齒狀物或者徑向褶皺的FFCV的正視圖；圖5A是圖5中顯示的結合有本發明教導的末端閉合裝置的放大視圖；圖5B是結合有本發明教導的圖5A中沿A-A的剖視圖；圖5C是圖5A中顯示的結合有本發明教導的FFCV的局部側面透視圖；圖6A和6B是顯示了一個FFCV的正視圖和側視圖，該FFCV顯示了另外一個設有結合有本發明教導的星形徑向褶皺的實施例FFCV，這些褶皺被夾具固定著；圖7A-7E是一個FFCV的透視圖，該圖顯示了在另外一個結合有本發明教導的實施例上有效密封其末端的步驟。
優選實施例詳述通常，FFCV 10要使用不透水的織物管道來制造。管道或者管狀結構12的構造可以多種多樣，管道(見圖1)通常為具有均勻直徑(圓周)并且在每個末端14和16將其封閉并密封的圓柱。相應的末端14和16可以通過各種各樣的方法進行封閉，如下面將進行討論的那些方法，而本發明針對的正是這些內容。形成的不可滲透結構也要足夠柔軟，可以折疊或者卷起來，以便進行運輸和儲存。
在對本發明的FFCV設計進行更加詳細的討論之前，考慮到某些設計因素是非常重要的。牽引載荷的均勻分布和FFCV的穩定性對于FFCV的使用壽命和性能是至關重要的。
牽引力作為牽引速度的函數應當最小化。通常，FFCV要設計成看起來像一個潛水艇。這就是說FFCV有一個錐形的船首和船尾。FFCV的穩定性非常重要，因為一種被稱做蛇行的牽引現象可以通過失控的正弦振動來破壞FFCV。FFCV的形狀將決定容器在牽引過程中是否穩定。
由于前述的專利申請書已經討論了在設計FFCV時要考慮的各種非常重要的作用力，本發明專門針對封閉FFCV船首/或者船尾的各種方法。本發明提出了一種錐形結構，同時能夠避免應力集中，否則應力集中會損壞管道的完整性。除此以外，錐形部分還可以這樣制作以便與管道成為一個整體，通過管道自身來制造錐形部分，特別是在應力載荷最大的容器船首部形成一個織物團。這樣一個織物團允許FFCV分布施加在上面的載荷，就消除了在上面連接一個單獨端蓋的必要性。
考慮到這個想法，我們現在來討論要用來制造FFCV的管道12的總結構。在這一點上，和前面所述第2個專利申請書披露的一樣，管道12可以為無縫紡織而成。管道12也可以通過無縫針織或者無縫編織為完整的一塊，大型紡織織布機，比如由奧爾巴尼(Alany)國際集團所有并操作的用來制造造紙工人服的這些織布機就可以紡織這樣一種大型的管道12。關于這種管道的制造、使用的材料、纖維和涂料等等細節問題都在所述的專利申請書中進行了詳細描述，因此，這里不再重復。或者，管道12可以通過前述第一個專利申請書以及美國第5,360,656號專利所闡述和披露的螺旋成型方式來制造，第5,360,656號專利的題目為“Press Felt and Method of Manufacturing it”，授權于1994年11月1日，這里特引用該專利披露的內容作為參考。
由于管道12從根本上講是一個伸長的圓柱形織物，在引用專利中所描述的制造方法就可以用來為FFCV 10制造管道12。關于這種管道的制造、使用的材料、纖維和涂料等等細節問題都在所述的專利申請書中進行了詳細描述，因此，這里也不再重復。
管道12末端的密封可以采用前述專利申請書中描述的一種方法來進行，本發明所針對的其它末端制造方法將在下面進行描述。
在這一點上，參考圖2A和2B。圖中顯示的FFCV 10包括一個管道12和端部，通常將船首記作14而船尾記作16(圖中未顯示這些數字)。顯示的構造允許人們將管道12轉變為一個錐形船首14/或者一個錐形船尾16。將管道12的末端縮小為更小直徑的一個方法就是將末端打褶，褶皺18在管道12的周圍形成，以便使管道12的末端變成為錐形。
舉例來說，假定管道12的圓周為40米，假定管道的末端直徑需要縮小到使其圓周為2米。在這個例子中，將折疊相同尺寸的褶皺使褶皺數量達到40個。假定每個褶皺同樣大小，則每個褶皺的單位尺寸一定包括管道末端上二十分之一米(5厘米)的密封表面(2米圓周除以40個褶皺)。由于在密封表面上的織物長度為5厘米，95厘米的織物構成了褶皺其余的折疊部分。
褶皺18可以以順時針方向或者逆時針方向折疊。褶皺18可以以順時針折疊和逆時針折疊相結合的方式來完成。褶皺18既可以尺寸相同也可以不相同。褶皺18還可以沿著端部或者船首14遞進。距離末端20最遠處的折疊量最小而在末端20具有最大的折疊量，如圖2B所示。
還可以使褶皺18與管道12的軸線以一定角度來形成。當FFCV裝滿液體并在牽引時，這些傾斜的褶皺18能夠使應力分布更加均勻。
如圖2C中顯示的那樣，褶皺18’可以為多個折疊織物堆或者多個折疊織物組(顯示了4個)，這些折疊織物沿自身收攏并折疊起來。折疊方法的其它變化形式對于本領域一般技術人員是顯而易見的。
折疊設計為分布牽引應力提供了一個有效的方法。船首和船尾的應力一般集中在少量織物上。折疊設計在船首和船尾提供了更多的織物以應對牽引應力。這是非常重要的，因為在FFCV的船首和船尾牽引應力最大。
褶皺結構既可以手工完成也可以在機械化打褶機的幫助下完成。兩種制作方法都要求將織物準備好，以便能夠根據指定的設計要求折疊褶皺。比如，可以給管道12做上標記以顯示包括褶皺尺寸、褶皺方向以及褶皺角度在內的折疊方案。
FFCV 10的船首14和/或者船尾16的末端20應當設有能夠固定褶皺18和18’的機械夾具或者加固圈。還應當提供一個末端配件24，讓這樣一個末端配件24連接到打褶的末端上。在使用過程中，末端配件24使得FFCV 10能夠根據要求進行密封或者打開。末端配件24設有外部部件和內部部件，當裝配好以后，這些配件就是用來將閥門和/或者軟管連接到或者裝配到FFCV上的裝置。粘合密封劑將被用來在配件24和構成FFCV的褶皺18之間形成防水密封。這些密封劑還被用來密封在配件24連接處褶皺18內部的織物接觸表面。
除此以外，還可以這樣形成褶皺，使整個管道從船首到船尾都進行打褶，如圖3A-3C所示。在這種構造中，褶皺基本平行于管道12的軸線(參見圖3A)。當把貨物裝入FFCV 10的時候(參見圖3B)，位于FFCV中部的褶皺將打開，但是在靠近FFCV 10的船首14和/或者船尾的褶皺仍然保持折疊(參見圖3C)。
現在開始討論制作FFCV船首和/或者船尾的備選方案，在這一點上，參考圖4A-4H。為了舉例，假定FFCV 10的最大圓周為62米，從船首到船位的長度為150米。FFCV 10的船首14和/或者船尾16設有夾具或者加固圈22以及一個直徑為2米的船首(或者船尾)連接器或者配件24。圖4A顯示了一個長度方向上的FFCV 10橫剖視圖。FFCV 10的船首14升到了水面上，相比之下，船尾16就稍稍淹沒在水中。在圖4A中，標出了兩個距離，L1是從船首14沿著FFCV 10的頂部中央一直到船尾16的距離，L2是從船首14沿著FFCV 10的底部中央一直到船尾16的距離。由于FFCV的錐形形狀，所以L2比L1長。
在圖4B中顯示了與圖4A中相同的FFCV 10的頂視圖，在圖4B’中顯示了兩個相等的距離，這個距離被記作L3，L3比L2或L1都長。總而言之，L3比L2長，而L2比L1長。
圖4C顯示了位于FFCV船首直徑為2米的剛性連接器25。這個圖顯示了連接器的外圓周，FFCV的織物就固定在這個外圓周上。注意連接器25上的四個位置是頂部中心26，底部中心28以及其它兩個位于頂部中心26和底部中心28之間并且距離相等的位置(右舷和左舷)30和32。
圖4D顯示了即將連接到船首和船尾連接器25上的管道12。管道12處于扁平收攏位置，涂層織物的上層位于最前面。距離L1、L2、L3與圖4A中顯示的距離相同，這些距離的標記與圖4C中顯示的四個位置直接對應。比如，圖4C中顯示的頂部中心26就是距離L1船首點的連接位置，圖4C中顯示的底部中心28就是距離L2船首點的連接位置。圖4C中顯示的兩個其它位置(右舷和左舷)30和32就是兩個距離L3的右舷點30和左舷點32的連接位置。
在管道12的頂面有四個焦點(34-40)。兩個焦點34和38位于船首14，兩個焦點36和40位于船尾16。這些焦點將在折疊操作中用到，下面將對折疊操作進行討論。另外有四個焦點位于管道12的底面，這四個焦點將用加了“’”，符號的相同的數字來進行標記(比如38’)。這些另外的焦點具有與管道12頂面焦點的位置相對應的類似位置。所有焦點的位置都非常重要，因為它們將決定錐形的形狀。
在船首和船尾，織物在位置30和32之間的形狀為彎曲狀和/或者呈一定角度。這可以通過切斷或者其它適合于此目的方法來實現。當管道12的所有織物都按照最后形狀連接和固定到船首或者船尾連接器25上時，利用切割末端的形狀來形成一個幾乎鈍頭的船首和船尾。術語鈍頭是形成一個幾乎垂直于FFCV主軸線的成品末端連接。連接器25并不需要很精確地垂直于主軸線。
在圖4D中顯示了將圖4D中顯示的管道12與圖4C中顯示的連接器25的最初連接，注意在圖4D中顯示了四個連接點(42-48)。通過使用包括給織物卷邊的傳統技術，管道12的織物用螺栓固定并粘結到連接器25上。還必須將大批的織物連接到連接器25上面。
圖4F顯示了連接到連接器25上面的輔助折疊裝置50-56。這些輔助折疊裝置就是用來使織物的順時針和逆時針折疊變得更加容易三角形附件，這些織物將被連接到連接器25上面。織物的一部分已經被連接到每個輔助折疊裝置上50-56，使用傳統的螺栓連接和粘貼的方法就可以實現這個連接。每個象限中織物未連接部分的內表面被相互密封。與織物的其它部分不同，涂層織物這些未連接部分不需要卷邊加厚。
一旦將密封劑用于織物未連接部分的內表面58，織物的未連接部分就要這樣折疊，使得折疊的織物能夠貼身地或者緊緊地固定在輔助折疊裝置范圍內或者在輔助折疊裝置旁邊。折疊至少可以以三種方式完成。一種方式是沿自身卷起織物，使織物形成一個如圖4G中所示的螺旋。第二種方法是以一種擺動方式將織物向前和向后折疊。第三種方法是使用擺動和螺旋折疊方式相結合的一種方式來形成一個緊湊的結構。一旦折疊完成，整個末端結構通過機械方式固定在適當的位置。用來固定這個結構的是一個在連接器25周圍進行固定的圓周夾具或者加固圈22。作為一個選擇的方案是，利用螺栓將織物固定在適當位置，從而將褶皺固定。最終結果如圖4H所示。
正確的折疊要求在兩個參數的基礎上來形成褶皺，一個參數是每次折疊的焦點，圖4D中顯示的焦點確定了每次折疊的長度和方向。第二個參數是初始折疊寬度，如圖4G所示。初始折疊寬度確定了褶皺能與輔助折疊裝置靠多緊。折疊寬度和焦點的結合確定了得到的錐形形狀。
在其它實施例的情況下，折疊技術的一個非常重要的好處就是在FFCV的船首和船尾所保持的強度，大量的織物保持在船首和船尾為承受和分配貫穿FFCV 10的牽引載荷提供了一種簡單的裝置。將牽引應力分配到大量的織物上能夠使FFCV 10的磨損最小并延長FFCV10的使用期限。褶皺還可以為整個機構提供一些剛度。這個剛度可以提供穩定的牽引特性。
褶皺可以以這樣一種方式完成，使這個結構能夠繞在卷筒上以便進行存放或者運輸。折疊方法有很多可能的變體。比如，在船首或者船尾上的連接點數量可以少到1個也可以多到6個或者更多。獨立褶皺的數量也可以變化。焦點的位置可以變化以得到不同的錐形形狀。輔助折疊裝置并不是必須的，如果使用了輔助折疊裝置，它們的形狀可以根據人們需要在折疊織物上得到的結果而變化。
折疊技術的一個重要方面就是對未固定織物內表面的密封，以防止貨物的泄漏和污染。有效的密封可以通過機械扣件、膠粘或者其它適合于這個目的方法來實現。
以上討論主要集中在船首14上。船尾16滿足與上述內容相同的原理。船首14和船尾16之間的差別可以在于錐形的形狀不同。
現在開始討論另外一個在FFCV 10船首14和/或者船尾16縮小FFCV圓周的實施例，討論中參考圖5-5B。本實施例的目的也是在不損害用來制作端部的管道12的完整性的情況下，將管道的圓周縮小以形成錐形末端。在這一點上，如圖5所示，船首14包括多個徑向伸出的織物褶皺或齒狀物60。這些褶皺圍繞圓周伸出并通過多個末端閉合裝置62固定在適當的位置。
在這一點上，參考圖5A和5B，在圖5A和5B上對裝置62進行了詳細顯示。
如所示，裝置62包括一個設有齒狀物64和66的結構，該結構為帶有頂點69的第一個褶皺68以及兩個鄰近褶皺70和72的相應側面提供支撐。在織物的外側，裝置62包括一個剛性齒狀元件74，優選地，該元件由設有螺栓孔76的金屬，比如鋁來制造，螺栓78可以從螺栓孔76中穿過。
在織物的內側設有一個柔性鑄件80，柔性鑄件80使織物的里面部分與齒狀元件70的內部形狀保持一致。鑄件80包括一個螺栓接受元件或者金屬嵌件82，在螺栓78穿過織物而且織物也處于滿足需要形狀的位置之后，螺栓接受元件或者金屬嵌件82能夠使鑄件80與元件74通過螺栓連接到一起。兩個沿著圓周方向伸出的密封墊圈84設在螺栓78的一側并且位于元件74和鑄件80之間。
如圖5中可以看到的那樣，由于元件62的結構，它允許其它每兩個相隔開的折疊通過螺栓連接，因為鄰近的元件用于使中間的褶皺保持在合適的位置。同樣，管道12圓周要縮小的程度將確定褶皺的深度以及元件62的使用數量。
如圖5C所示，在管道末端利用徑向褶皺或者齒狀物將把織物收攏在那里，后面的織物沿著由褶皺確定的線逐漸向外伸出，直到圓周變為整個初始圓周。因此，就形成了錐形船首14。另外利用一個裝配有配件的適當末端閉合裝置，就可以對船尾進行同樣的處理。
上面所述方法的一個變體就是在圖6A和6B中顯示的方法。圖6A顯示了FFCV 10的末端(船首、船尾或者兩者)的軸向視圖。在這一點上，織物被折疊成多個徑向褶皺10。在進行折疊之前，折疊織物的內表面就要進行密封。很明顯，織物的折疊量將決定FFCV末端102的圓周，末端配件24固定在末端102上面。褶皺通過多個U型箍或者夾具104固定在適當位置。利用例如穿過織物褶皺100的螺栓，鄰近的夾具104通過機械方式連接在一起。在U型夾具104的中心是相應的制動擋塊108，制動擋塊108利用機械方式(通過螺栓110)固定到一個設在FFCV末端的內側的鋼性環帶或者心軸112上，鋼性環帶或者心軸112確定了末端(船首、船尾或者兩者)開口的圓周。末端配件24可以固定到鋼性環帶112上，或者其本身構成一個環帶讓夾具104固定在上面。
如圖6B所示，夾具104在FFCV長度方向上沿褶皺100相對較短的一部分延伸，因此，當褶皺向后延伸時，褶皺100逐漸縮小，直到到達管道12的完整圓周。
現在開始討論制作FFCV 10端部的另外一個方法，如所述的那樣，FFCV可以利用通過紡織、針織或者編織而成的一塊完整圓筒織物來進行制造。這種結構沒有接縫是再好不過的了，因為在FFCV結構中的接縫或者接頭是強度不夠的根源，并經常出現問題。
為了在利用圓筒織物來制造的FFCV上制作錐形端，一個方法就是在紡織、針織或者編織過程中制作這種形狀。管狀織物紡織工業已經開發出一種能夠紡織大型管狀織物的紡織機。例如，這個行業有寬度為31米的紡織機，通過使用雙層環行紡織技術，這些紡織機可以用來制造圓周達124米的管狀結構。
然而，目前的管狀織物針織業還沒有能夠在大小上與管狀編織行業的大型紡織機可比的針織機，制造這樣大型的設備來編織大型管狀針織結構是有可能的，利用這種設備，就可以在編織這種結構的過程中逐漸減少編織針，從而形成錐形。制作錐形的這種方法對于針織行業的一般技術人員是公知的，雖然是在較小的范圍內。
目前的管狀編織行業現在也沒有能夠在大小上與管狀紡織行業的大型紡織機可比的編織設備。但是，可以制造這種大型設備來制作大型管狀編織結構。利用這種設備，通過調節拉緊裝置相對于編織中的紗線的速度就可以制作錐形。這個方法可以用于三軸編織方法中，在三軸編織方法中部分紗線朝向FFCV的軸向。這種制作錐形的方法對于編織行業的一般技術人員是公知的，但是范圍也較小。
在管狀織物紡織工藝中，當紡織織物的時候，以連續方式除去或者去掉位于織布機遠端的經紗，就可以形成錐形。除去的經紗被打結編織到主結構中。這樣得到的結果就是一個編織的錐形管狀結構。形成錐形的這種方法對于管狀織物紡織技術領域的一般技術人員是公知的。
在紡織管道的時候，通過使用不同節距的能夠在織管時將經線引入的鋼筘(reed)，也可以在管狀織物編織過程中形成錐形。這種方法允許在紡織過程中保留所有的經紗，而在上面討論的方法中要將經紗去掉。
在上面描述的針織和紡織方法中，織物單位寬度上可以用來承擔牽引載荷的紗線數量有限。其結果是紗線承擔的載荷比要求的載荷大。這樣大的紗線載荷對成品FFCV的強度有不利影響。
當管狀構件從大直徑變縮小為小直徑的時候，這個過程可以修正為去掉一些紗線來制作錐形，還有一個公知的方法是通過增加紗線數量(與前面的過程相反)從反方向來制作錐形，即從直徑小地方開始一直編織到直徑大的地方。雖然存在這種局限性，但仍然可以在FFCV的一端制作錐形。這種方法還可以用來制造能夠連接到管道12上的單獨錐形末端。比如，可以編織兩個錐形端部然后連接到管道12上。各種各樣的連接方法都可以使用，這些方法包括縫紉、膠合、熱粘合、或者機械連接(或者這些方法的組合)。不同的紡織方法也可以用來制作管道。比如錐形端部就可以利用編織技術來制作。端部可以與紡織管道12連接在一起，反過來，紡織管道12也可以與針織錐形端部連接到一起。結果就是得到一個在船首和船尾都有所需要的錐形的FFCV。
現在看圖7A到7E，這些圖顯示了另外一種形成FFCV 10的管道12的末端的方法。如圖7A所示，當管道12的一個末端或者兩個末端14和16(船首、船位或者兩者)形成以后，將織物刺穿以便在沿它的圓周形成開孔120。然后將一根拉線122(繩子、纜索等)穿過開孔120作為一個拉緊裝置。將一個心軸124設在管道12的開口端，然后拉線122拉緊，使織物收縮在心軸124周圍(圖7B)。然后將一個剛性圈126(金屬、復合材料等制成)通過收攏的織物向后滑動(圖7C)。心軸124可以在需要的時候取下，將剛性圈126前面的織物都向后折疊到剛性圈126上，然后利用在它們之間提供的適當密封裝置將織物固定到剛性圈126上(圖7D)。當然，剛性圈126除了在織物上滑動外，剛性圈126也可以沿著呈徑向向內折疊并被固定的織物上的開口滑動。在這種情況下，心軸就變成了剛性圈。然后利用在它們之間提供的適當密封裝置，將端蓋或者配件24通過機械方式(即，用穿過織物的螺栓來連接)固定到剛性圈126上(圖7E)。注意末端配件24與剛性環126之間的固定可以自行并完全足夠地將織物固定到剛性環126上。
利用前面所述的任何一種方法，一旦將FFCV結構制造完畢，就將其涂上涂料(當需要的時候)以制造一個不滲水的FFCV。同樣，如前面所述，應當連接上的適當末端配件或者連接器設有用來裝入和卸空貨物的開口、用于牽引繩的連接裝置以及其它所需要的特點。
雖然在這里對優選實施例進行了詳細的披露和描述，但是它們的范圍并不局限于此，相反，它們的范圍應當由附加的權利說明書來確定。
權利要求
1.一種柔性流體裝運容器，用于運輸和/或盛裝由流體或者可流態化材料組成的貨物，所述裝運容器包括由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周；用于使所述管狀結構不滲水的裝置；所述管狀結構具有前端和一后端；用于密封所述前端和后端的裝置；用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；其中，至少一個所述前端或者所述后端包括多個管狀結構織物的折皺或者褶皺，所述褶皺設有密封的末端，還包括設在所述褶皺周圍的夾緊裝置，用于將所述褶皺保持在固定的位置，所述褶皺末端形成小于第一圓周的第二圓周，所述褶皺在所述管狀結構的一部分上延伸，并且從管狀結構上的一點向所述的褶皺末端逐漸增加尺寸，以形成圓錐形或者錐形末端。
2.如權利要求1所述的裝運容器，其特征在于，包括配件，該配件與褶皺末端相連并將褶皺的末端密封到所述的配件上。
3.如權利要求1所述的裝運容器，其特征在于，沿順時針方向、反時針方向或者順時針與反時針方向相結合的方式折疊褶皺，或者圍繞第二圓周以堆疊布置的方式將褶皺折疊與其自身之上。
4.如權利要求1所述的裝運容器，其特征在于，管狀結構設有縱向軸線，并且多個褶皺與所述縱向軸線成一定角度而形成。
5.如權利要求1所述的裝運容器，其特征在于，所述前端和所述后端都是這樣形成的。
6.一種柔性流體裝運容器，用于運輸和/或裝盛裝由流體或者可流態化材料構成的貨物，所述裝運容器包括由織物構成的伸長的柔性管狀結構，該結構具有第一圓周和縱向軸線；用于使所述管狀結構不滲水的裝置；所述管狀結構具有前端和后端；用于密封所述前端和所述后端的裝置；用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；其中，所述管狀結構包括多個從前端延伸到后端并且基本與縱向軸線平行的織物折皺或褶皺，所述褶皺設有密封的末端以及將所述褶皺末端固定在適當位置上的裝置，因此，將貨物裝入到所述的管狀結構中使得所述褶皺展開，但是所述褶皺末端仍保持固定。
7.如權利要求6所述的裝運容器，其特征在于，包括配件，該配件與褶皺末端相連并將褶皺的末端密封到所述的配件上。
8.一種柔性流體裝運容器，用于運輸和/或盛裝由流體或者可流態化材料構成的貨物，所述裝運容器包括由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周和一個縱向軸線；用于使所述管狀結構不滲水的裝置；所述管狀結構具有前端和后端；用于密封所述前端和所述后端的裝置；用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；其中，至少一個所述前端或者后端包括一部分從管狀結構收攏的織物，該收攏織物沿著部分縱向軸線從其上的一點延伸到形成端部的所述末端，所述織物從所述點向所述末端逐漸收攏，所述收攏的織物具有內表面和外表面，所述的內表面被密封，所述收攏織物通過機械方式固定到所述末端的適當位置上，所述末端形成比第一圓周小的第二圓周，并且通過這種方式形成的所述末端為圓錐形或者錐形。
9.如權利要求8所述的裝運容器，其特征在于，包括配件，該配件與所述末端相連并將所述末端密封。
10.如權利要求8所述的裝運容器，其特征在于，所述收攏織物的收攏方式包括以螺旋方式沿自身折疊，以擺動方式沿自身向后折疊或者沿自身向前折疊，或者兩種方式相結合的方式進行折疊。
11.如權利要求8所述的裝運容器，其特征在于，包括多個相互間以一定間隔距離設置的收攏織物部分。
12.如權利要求11所述的裝運容器，其特征在于，在所述尾部周圍所述多個收攏織物部分相互間的距離相等。
13.如權利要求8所述的裝運容器，其特征在于，包括輔助折疊裝置，該裝置使收攏織物的折疊操作更加容易。
14.如權利要求11所述的裝運容器，其特征在于，包括用于相應收攏織物部分的多個輔助折疊裝置
15.如權利要求8所述的裝運容器，其特征在于，所述收攏織物被設在所述末端周圍的夾具通過機械方式固定在適當的位置。
16.如權利要求8所述的裝運容器，其特征在于，所述前端和所述后端都是這樣形成的。
17.一種柔性流體裝運容器，用于運輸和/或盛裝由流體或者可流態化材料構成的貨物，所述裝運容器包括由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周和縱向軸線；用于使所述管狀結構不滲水的裝置；所述管狀結構具有一前端和后端；用于密封所述前端和所述后端的裝置；用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；其中，至少一個所述的前端或者后端包括多個管狀結構織物的徑向延伸褶皺或者齒狀物，所述褶皺設有末端，還包括用于將所述末端固定到適當位置的裝置，所述末端形成比第一圓周小的第二圓周；所述褶皺在所述管狀結構的一部分上延伸，并且從管狀結構上的一點向所述褶皺末端褶皺深度逐漸增加，以形成圓錐形或者錐形末端。
18.如權利要求17所述的裝運容器，其特征在于，用于將所述褶皺固定在適當位置的所述裝置包括位于所述末端的末端閉合裝置。
19.如權利要求18所述的裝運容器，其特征在于，所述褶皺具有內表面和外表面，而所述末端閉合裝置包括位于外表面上的第一部分和位于內表面上的第二部分，所述第一部分和所述第二部分通過機械方式連接在一起，將所述褶皺定位在第一部分和第二部分之間。
20.如權利要求19所述的裝運容器，其特征在于，包括設在所述末端周圍并且確定所述第二圓周的多個閉合裝置。
21.如權利要求20所述的裝運容器，其特征在于，包括連接到所述末端閉合裝置的配件。
22.如權利要求17所述的裝運容器，其特征在于，所述前端和所述后端都是這樣形成的。
23.一種柔性流體裝運容器，用于運輸和/或盛裝由流體或者可流態化材料構成的貨物，所述裝運容器包括由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周；用于使所述管狀結構不滲水的裝置；所述管狀結構具有前端和后端；用于密封所述前端和所述后端的裝置；用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；其中，至少一個所述前端或者后端包括多個管狀結構織物的徑向延伸褶皺，所述褶皺設有末端，還包括用于使所述末端固定到適當位置的裝置，所述末端呈星狀布置，該星狀的形成小于第一圓周的第二圓周，所述褶皺在所述管狀結構的一部分上延伸，并且從管狀結構上的一點向所述的褶皺末端褶皺深度逐漸增加，以形成圓錐形或者錐形末端。
24.如權利要求23所述的裝運容器，其特征在于，用于將所述褶皺固定在適當位置的所述裝置包括位于所述末端的末端閉合裝置。
25.如權利要求24所述的裝運容器，其特征在于，所述褶皺具有內表面和外表面，并且所述末端閉合裝置包括位于外表面上的第一部分和位于內表面上的第二部分，所述第一部分和所述第二部分通過機械方式連接在一起。
26.如權利要求25所述的裝運容器，其特征在于，包括設在所述末端之間的多個末端閉合裝置，末端閉合裝置通過機械方式被連接在一起，將所述褶皺夾在其間。
27.如權利要求26所述的裝運容器，其特征在于，包括連接到所述末端閉合裝置的配件。
28.如權利要求23所述的裝運容器，其特征在于，所述的前端和后端都是這樣形成的。
29.一種制造大型柔性流體裝運容器的方法，所述裝運容器用于運輸和/或盛裝由流體或者可流態化材料構成的貨物，所述方法包括制作由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周；使所述管狀結構不滲水；制作前端和后端；密封所述前端和所述后端；提供用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；紡織、針織或者編織至少一個管狀結構的前端或者后端，管狀結構的前端或者后端具有終止于第二圓周的錐形，該第二圓周小于第一圓周。
30.如權利要求29所述的方法，該方法包括這樣一個步驟，編織帶有經線和緯線纖維或者紗線的管狀結構，并且在編織所述末端時，以連續方式通過逐漸除去經線纖維從而在所述末端編織出錐形。
31.如權利要求29所述的方法，該方法包括這樣一個步驟，編織帶有經線和緯線纖維或者紗線的管狀結構，在編織所述末端時，通過引入經線纖維從而在所述末端編織出錐形。
32.如權利要求29所述的方法，包括這樣一個步驟，在編制所述末端的時候，通過逐漸減少編織針而在所述末端形成錐形。
33.如權利要求29所述的方法，包括針織管狀結構這個步驟。
34.如權利要求29所述的方法，包括這樣一個步驟，相對于編織中的纖維或者紗線的速度來調節拉線裝置的速度，從而在所述末端編織出錐形。
35.如權利要求29所述的方法，包括編織管狀結構的這個步驟。
36.如權利要求29所述的方法，包括紡織、針織或者編織帶有錐形的前端和后端的步驟。
37.一種柔性流體裝運容器，用于運輸和/或裝盛裝由一種流體或者可流態化材料構成的貨物，所述裝運容器包括由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周；用于使所述管狀結構涂不滲水的裝置；所述管狀結構具有前端和后端；用于密封所述前端和所述后端的裝置；用于填充和卸空所述貨物裝運容器的裝置；其中，至少有一個所述前端或者后端包括收攏的織物，以便在其中一個末端形成小于第一圓周的第二圓周，以及包括將所述收攏織物保持在固定位置的環行裝置。
38.如權利要求37所運的裝運容器，包括通過機械方式與所述環行裝置相連的末端配件。
39.如權利要求37所運的裝運容器，其特征在于，所述收攏織物折疊在所述環行裝置上并固定在適當的位置。
40.如權利要求37所述的裝運容器，其特征在于，所述前端和所述后端都是這樣形成的。
41.一種制造柔性流體裝運容器的前端和后端的方法，所述柔性流體裝運容器用于運輸和/或盛裝由一種流體或者可流態化材料構成的貨物，該方法包括以下步驟提供由織物構成的伸長柔性管狀結構，該結構具有第一圓周以及前端和后端；至少在一個所述前端或者后端圍繞心軸收攏織物，以便形成小于第一圓周的第二圓周；將環形件設在所述收攏織物周圍；并且將所述收攏織物折疊在所述環形件上并固定在環形件上。
42.如權利要求41所述的方法，包括將末端配件固定到所述環形件上面的其它步驟。
43.如權利要求41所述的方法，包括以這樣方式形成所述前端和所述后端的其它步驟。
全文摘要
一種由織物制成的柔性流體裝運容器，用于運輸和盛裝大量流體，特別是運輸和盛裝大量淡水，該容器具有在中部的管狀結構外形成的錐形前部和/或后部，并且包括形成這種容器的方法。
文檔編號B65D88/16GK1501875SQ02808034
公開日2004年6月2日 申請日期2002年4月5日 優先權日2001年4月11日
發明者達拉·伊格爾斯, 羅蘭·E·喬丹, 喬納森·巴里什, 約翰·J·法雷爾, 格倫·科爾內特, 索恩利·斯托尼, 巴里什, 斯托尼, E 喬丹, J 法雷爾, 科爾內特, 達拉 伊格爾斯 申請人:奧爾巴尼國際公司