專利名稱：用于流體和顆粒物質運輸中的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在集裝箱(諸如可移動的集裝箱、罐車、拖車、剛性有蓬貨車身或類似的集裝箱)中運輸液體或顆粒物質的裝置和方法。特別地但非排它地，本發明的裝置和方法可用于在ISO集裝箱中運輸液體或顆粒物質過程中。
US 5,824,995中披露了關于這個問題的一種解決方案，即，提供一種能夠用于在集裝箱中運輸流體物質或顆粒物質的裝置并使該裝置與集裝箱操控設備結合使用。該裝置包括一個在集裝箱中并與其適合的可活動的襯以形成用于盛裝流體物質或顆粒物質的空間。該襯包括一個底部以及沿著所述底部向上延伸的相對的端壁和相對的側壁。設置可調節的帶以使襯的容積能夠改變到一有限的擴展，從而適應所要運輸液體中的相對密度差異。為了避免在集裝箱內形成不能承受的動力，必須使襯被完全充滿以防止液體以動態的形式來回移動。
這種裝置具有許多問題。可調節的帶僅能夠將襯內的容積調節到一有限的擴展。因此，必需將液體或顆粒物質完全充滿到襯中以便防止在運輸過程中產生動力。這樣，為了防止產生不能承受的動力，這種襯不適合用于在一個較大的集裝箱中運輸容量較小的液體，例如一種處于半充滿狀態的裝載物。另一個問題是，這種可調節的帶的操作是很難的并且需要很大人力才能夠進行。因此，這種裝置的使用仍然是低效率的并且浪費勞動力。
所述一個或多個可膨脹腔室最好位于所述外部主體的上部并且當將所述襯安裝在所述外部主體內時所述一個或多個可膨脹腔室所處位置在所述襯所處位置的上方。
所述外部主體最好包括沿著每一個相對的側壁上邊緣延伸的可膨脹腔室。
所述外部主體最好包括沿著至少一個所述相對的端壁的上邊緣延伸的可膨脹腔室。
另外，所述相連的蓋可包括可膨脹腔室。
所述至少一個可膨脹腔室最好是一個設有一能夠利用泵進行充氣的閥的氣袋。
在一個實施例中，所述至少有一個可膨脹腔室包括一減壓閥。
所述外部主體是利用聚氯乙烯或者一種由聚氯乙烯和聚氨酯構成的混合物制成。所述襯是由聚乙烯或類似材料制成。所述襯最好設有水分和/或氧阻擋層。
在另一個實施例中，所述裝置還包括一個或多個在使用時可位于所述外部主體和集裝箱之間的可膨脹腔室。
本發明還提供一種用于在一個集裝箱中運輸流體或顆粒物質的方法，所述方法包括下列步驟將一個外部主體安裝在所述集裝箱中；將一個襯安裝在所述外部主體內；通過在所述襯中的閥將所述流體或顆粒物質充填到所述襯中；以及使一個或多個可膨脹腔室膨脹以減小在所述外部主體和襯之間的內部空隙空間的體積。
最好將所述空隙空間基本上減小至零。
最好利用壓縮空氣對所述可膨脹腔室進行充氣。
在另一個實施例中，所述方法還包括將一個或多個可膨脹腔室設置在所述外部主體和集裝箱之間的步驟。
圖1是表示本發明所涉及裝置的一個實施例的一個示意性透視圖；圖2是與圖1中所示裝置結合使用的一個蓋的一個示意性透視圖；圖3是表示在圖1和圖2中所示裝置在準備充填時的一個示意性透視圖；圖4是表示在圖1和圖2中所示裝置在被安裝到一個ISO集裝箱中時的一個示意性透視圖；以及圖5是本發明另一個實施例的一個示意性側視圖。
襯10的形狀通常為平行六面體，襯10包括底部12、頂壁15、相對的端壁13以及相對的側壁14。襯10由聚乙烯或類似材料制成，這樣的材料是可變形的并且對于需要運輸的液體是不可滲透的。另外，襯10可在其內表面或外表面上具有一種氧和/或水分阻擋層。
根據所要求的被運輸液體或顆粒物質的最大容量以及用于運送所述裝置1的集裝箱的容積，可使用容積不同的襯10。襯10的最大容積通常在1000升至27000升的范圍內。(如后面將要描述的，根據本發明，不必使襯10的最大容積與需要運輸的液體或顆粒物質的容量完全匹配。)在襯10中設置閥11以使液體或顆粒物質能夠被充填到襯10中或者從襯10中排空液體或顆粒物質。在一個實施例中，如圖1中所示，閥11位于襯10的頂壁15中。或者，如圖4中所示，閥11可位于其中一個端壁13的上端、中心區域或下端以便當打開集裝箱端門時更易于接近閥11。
襯10可設有一個減壓閥(未示出)，利用管線使該減壓閥與一個手動排放龍頭相連。減壓閥可用于防止由于被運輸液體的性質緣故而在襯10中形成危險壓力。
外部主體20的形狀通常也為平行六面體，外部主體20具有底壁31、相對的端壁32以及相對的側壁33。
外部主體20由諸如聚氯乙烯(PVC)或者PVC和聚氨酯或類似材料的混合物的材料制成。
外部主體20的一個與底壁31相對的水平頂壁35包括多個可膨脹的氣室21。這些氣室是與側壁33的材料整體形成的。氣室21可在一個襯里中包括一個或多個可更換的或可拆卸的氣囊。使用氣囊的好處在于，能夠容易且快速地對出現在氣室21中的任何泄氣部分進行修復。
如圖4中所示，在氣室21之間限定了一個開口34，利用蓋23封閉開口34。利用縫合的接縫29使蓋23的一個邊緣與其中一個氣室相連。利用閉合裝置22使蓋23的其它邊緣能夠與其余的氣室21相連。在一個實施例中，所述閉合裝置22是一種拉鏈式閉合裝置。在另一個實施例中，閉合裝置22包括能夠與氣室21的材料接合的環圈以及形成在蓋23的材料中的孔眼。利用一個或多個穿過鉤和孔眼結構的繩來封閉開口34。
在圖1中所示實施例中，水平頂壁包括兩個基本上沿著側壁33的整個長度延伸的氣室21和一個沿著其中一個端壁32延伸的氣室21。蓋23包括另外一個氣室35，氣室35沿著蓋23的長度方向延伸。當蓋23關閉時，與側壁33成為一體的氣室23和在蓋23中的氣室35基本上覆蓋了外部主體20的整個水平頂壁。蓋23能夠封閉和保護襯10的頂壁15，從而提高了裝置1的結構完整性。蓋23還可被設計成當關閉時能夠覆蓋閥11的形式，或者蓋23可設有一個開口，閥11能夠通過所述開口伸出以便當關閉蓋23時也能夠接觸到閥11。
外部主體20可設有一系列鉤，該鉤沿著每一個側壁31安裝在外部主體20的外表面上。
每一個氣室21、35都包括一個充氣閥28。
如果裝載物的性質要求對裝置1進行特別加強，氣室21、35和/或外部主體20可設有由聚丙烯和/或尼龍制成的加強帶27、30。
如圖3中所示，外部主體20的在外表面設有一系列沿著每一個側壁33整體安裝的支承鉤24。
在使用時，如圖4中所示，外部主體20被安裝在集裝箱(諸如ISO集裝箱)40中。利用彈性支承繩25支承外部主體20并使之定位，彈性支承繩25的一端與外部主體20的支承鉤24相連，另一端與集裝箱40中的適合的錨固點相連。
如圖3中所示，打開閉合裝置22并且卷起外部主體20的蓋23以能夠接近外部主體20的內部。接著將襯10放入到外部主體20中。
然后利用已知的方式通過閥11裝入液體或顆粒物質。當充填步驟完成后，使外部主體20的蓋23卷回到適當位置并關閉閉合裝置22。根據裝入到襯10中的液體或顆粒物質的量以及外部主體20的尺寸，在裝置1內可能會存在一個在襯10和外部主體20之間的空隙空間。利用充氣閥28對氣室21、35進行充氣以減小所述空隙空間。對氣室21、35充氣后，其中的壓力在1至50psi范圍內。充氣能夠使氣室21、35膨脹以占用在襯10和外部主體20之間的剩余容積。最好將空隙空間減小至零。可利用任何適合的氣體、蒸氣-液體混合物或液體使氣室21膨脹。最好利用空氣對氣室21、35進行充氣。可以手動操作的方式進行充氣，但最好利用一個或多個自動泵進行充氣。在裝置1用于一種拖車上的情況下，可利用拖車上的壓縮空氣源進行充氣。
利用氣室21、35可為襯10提供過壓以便將一種附加的減振力施加到儲放在襯10中的液體或顆粒物質上并且能夠提高裝置1的整體剛性。
接著將裝置1運送至其目的地。利用氣室21、35能夠消除在襯10和外部主體20之間的空隙空間以及為襯10提供壓力能夠防止在集裝箱40內形成過大的動力。
為了對液體或顆粒物質進行卸載，如果需要的話，可打開閉合裝置22并卷起蓋23以露出襯10的閥11。接著可利用已知的方式將液體或顆粒物質用泵排出。在蓋23包括一個用于閥11的開口的情況下，不用首先打開閉合裝置2即可對襯10進行卸載。
現在可利用裝置1在集裝箱的下一個運程中運輸其它的裝載物。如果需要運輸的是相同的液體或顆粒物質，可在采用其它操作或安裝一個新的襯10的情況下使用同一個襯10。如果需要運輸不同的液體或顆粒物質，那么可使用一個新的襯10，或者可在外部主體20內就地對目前所用的襯10進行清潔，或將襯10從外部主體20中取出后對其進行清潔。在這兩種情況下都無需將外部主體20從集裝箱中取出。因此，可在運輸以后的裝載物前需要較短的時間。
如圖5中所示，在本發明的另一個實施例中，裝置1還包括附加的氣室50，氣室50采用充氣袋的形式，氣室50外裝在外部主體20的蓋23頂部上，另外也可外裝在側壁33的外表面上。可將氣袋50固定連接在外部主體20上或者利用帶、鉤或類似的裝置以可拆卸的方式將其連接在外部主體20上。氣袋50可由與外部主體20相同的材料制成。
本發明所涉及的實施例可用于在加大尺寸的或特殊的集裝箱(例如鐵路運輸用集裝箱)中運輸液體或顆粒物質。鐵路運輸用集裝箱通常比公路運輸用ISO集裝箱高。附加的氣袋50用于占用外部主體20的蓋23與貨物集裝箱的頂部之間的額外空間。如圖5中所示，氣袋50可僅位于貨物集裝箱的每一個端部處或者可沿著貨物集裝箱的長度方向等間隔設置氣袋50。
對氣袋50充氣以達到一個范圍在2至50psi的安全初始壓力。
當在一個寬度大大超過外部主體20寬度的集裝箱中運送裝置1的情況下，所用的氣袋也可安裝在外部主體20的側壁33上。
另外，外部主體20可設有由鋼、塑料、碳纖維或鋁制成的支承框架。使用支承框架有利于將外部主體20安裝到集裝箱40中。當不使用裝置1時可將支承框架折疊起來。
權利要求
1.一種用于在一集裝箱(40)中運輸流體或顆粒物質的裝置(1)，所述裝置(1)包括一個在使用時可安裝到所述集裝箱(40)內的外部主體(20)和一個安裝在所述外部主體(20)內并與之適合的襯(10)，所述襯(10)設有用于加載和卸載所述流體或顆粒物質的閥(11)，所述外部主體(20)設有一個或多個可膨脹腔室(21、35)，所述可膨脹腔室(21、35)可用于減小在所述外部主體(20)和襯(10)之間的內部空隙空間的體積。
2.一種如權利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，所述外部主體(20)包括相對的底部(31)和頂壁、相對的側壁(33)和相對的端壁(32)，所述頂壁設有一個開口(34)，可通過所述開口(34)插入所述襯(10)，利用一個相連的蓋(23)能夠在使用時關閉所述開口(34)。
3.一種如權利要求1或2所述的裝置(1)，其特征在于，所述一個或多個可膨脹腔室(21、35)位于所述外部主體(20)的上部，并且當將所述襯(10)安裝在所述外部主體(20)內時，所述一個或多個可膨脹腔室(21、35)位于所述襯(10)所處位置的上方。
4.一種如權利要求3所述的裝置(1)，其特征在于，所述外部主體(20)包括沿著每一個相對的側壁(33)上邊緣延伸的可膨脹腔室(21)。
5.一種如權利要求3或4所述的裝置(1)，其特征在于，所述外部主體(20)包括沿著至少一個所述相對的端壁(32)的上邊緣延伸的可膨脹腔室(21)。
6.一種如權利要求3至5中任何一項所述的裝置(1)，其特征在于，所述相連的蓋(23)包括可膨脹腔室(35)。
7.一種如上述任何一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，所述至少一個可膨脹腔室(21、35)是一個設有一個能利用泵進行充氣的閥(28)的氣袋。
8.一種如權利要求7所述的裝置(1)，其特征在于，所述至少一個可膨脹腔室(21、35)包括一個減壓閥。
9.一種如上述任何一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，所述外部主體(20)是利用聚氯乙烯或者一種由聚氯乙烯和聚氨酯構成的混合物制成。
10.一種如上述任何一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，所述襯(10)是由聚乙烯制成。
11.一種如上述任何一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，所述襯(10)設有一種水分和/或氧阻擋層。
12.一種如上述任何一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，所述裝置(1)還包括一個或多個在使用時可位于所述外部主體(20)和集裝箱(40)之間的可膨脹腔室(50)。
13.一種用于在集裝箱(40)中運輸流體或顆粒物質的方法，所述方法包括下列步驟將一個外部主體(20)安裝在所述集裝箱(40)中；將一個襯(10)安裝在所述外部主體(20)內；通過在所述襯(10)中的閥(11)將所述流體或顆粒物質充填到所述襯(10)中；以及使一個或多個可膨脹腔室(21、35)膨脹以減小在所述外部主體(20)和襯(10)之間的內部空隙空間的體積。
14.一種如權利要求13所述的方法，其特征在于，將所述空隙空間基本上減小至零。
15.一種如權利要求13或14所述的方法，其特征在于，利用壓縮空氣對所述可膨脹腔室(21、35)進行充氣。
16.一種如權利要求13至15中任何一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將一個或多個可膨脹腔室(50)設置在所述外部主體(20)和集裝箱(40)之間的步驟。
全文摘要
一種用于在一集裝箱(40)中運輸流體或顆粒物質的裝置(1),所述裝置(1)包括一個在使用時可安裝到所述集裝箱(40)內的外部主體(20)和一個安裝在所述外部主體(20)內的襯(10)。所述襯(10)設有用于加載和卸載所述流體或顆粒物質的閥(11),所述外部主體(20)設有一個或多個可膨脹腔室(21、35),所述可膨脹腔室(21、35)可用于減小在所述外部主體(20)和襯(10)之間的內部空隙空間的體積。
文檔編號C08L27/06GK1352615SQ0080720
公開日2002年6月5日 申請日期2000年5月4日 優先權日1999年5月4日
發明者布蘭登·麥克肯納 申請人:布蘭登·麥克肯納