CN102530447B - 集装箱自锁系统 - Google Patents

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Abstract

根据本申请的集装箱包括集装箱自锁系统。集装箱自锁系统集成入国内标准尺寸的集装箱的下铸件的外侧孔中。集装箱自锁系统包括锁紧机构，当将集装箱下降至缺少可接受的接收孔的表面时，锁紧机构配置成凹进。当放置于国内标准尺寸的集装箱的顶部上时，锁紧机构还配置成自动地锁紧。通过允许每个下铸件上的内侧孔可被获得用于将国际化集装箱的顶部上的国内标准的集装箱与传统锁紧装置相连接，集装箱自锁系统配置成与国际化尺寸的集装箱相兼容。

Description

集装箱自锁系统
技术领域
本申请的系统涉及货运集装箱自锁系统及操作该系统的方法。
背景技术
货运集装箱通常用于通过船舶与铁路运输货物。典型地，货运集装箱为矩形，并且存在各种尺寸。典型的货运集装箱具有角铸件，或者靠近角的铸件。铸件具有一个或多个配置成将相邻的集装箱连接在一起的孔。很多货物操作者使用间盒连接器(interboxconnector，“IBC’s”)，以将堆叠的货运连接器连接在一起。IBC’s不与集装箱本身集成在一起。而且，手动地操作IBC’s，以经由角铸件连接堆叠的集装箱。因而需要货运操作者从铁路上尽可能迅速的卸载货运集装箱。
参照图1，示例了连接下集装箱103与上集装箱107的IBC101。四个IBC101经由集装箱103与107的每个匹配角中的铸件105与109将下集装箱103连接至上集装箱107。在典型的卸载过程中，人必须手动地开启每个IBC101，从而经由起重机、吊机等垂直移走上集装箱107。接下来，人拆卸并且装载每个IBC101，以使得随后可以移走下集装箱。下集装箱103与上集装箱107的装载与连接通常是与以上卸载过程相关的反向过程。每个IBC101的手动锁紧/开启与装载需要大量时间与精力。而且，每个IBC101均具有产生上下集装箱103与107之间的间隙的厚度。典型地间隙111大约在1至2英寸之间；然而，间隙111表示有价值的空间。
虽然在固定货运集装箱的领域中进行了大幅改进，但仍存在相当大的缺点。
发明内容
一种用于集装箱的集装箱自锁系统，所述系统包括：
锁紧机构，其位于所述集装箱的下铸件中，所述锁紧机构包括：
柱塞，其耦合至所述下铸件内的一个装置，所述装置配置成经压缩，当将所述集装箱堆叠在缺少所述柱塞接收孔的平台表面上时，允许所述柱塞凹进；
尖头，其配置成可松开地闭锁上部孔的孔唇；
其中，所述装置提供压缩力，足以迫使所述柱塞至少部分进入所述上部孔；并且
其中，所述尖头配置成当所述集装箱受到选择的提升力时，从所述孔唇松开。
其中，所述上部孔为第二集装箱的上铸件的一部分。
其中，所述选择的提升力大约为1200磅。
其中，所述集装箱大约53英尺长，102英寸宽。
其中，所述锁紧机构位于所述下铸件的外侧孔中。
其中，所述下铸件具有外侧孔与内侧孔。
其中，所述上部孔为拖车的一部分。
其中，所述平台表面为地表面。
其中，所述平台表面为船甲板。
一种具有集装箱自锁系统的集装箱，所述集装箱包括：
多个下铸件，每个下铸件均具有内侧孔与外侧孔；
锁紧机构，其至少部分地位于每个外侧孔中，所述锁紧机构配置成选择性地连接至第二集装箱的上铸件；并且
其中，所述锁紧机构还配置成当将所述集装箱下降至缺少可接受的接收孔的表面上时凹进。
其中，所述集装箱配置成经由间盒连接器在国际化尺寸的集装箱的顶部上连接，所述间盒连接器在每个下铸件的所述内侧孔处连接至所述集装箱。
其中，当向上提升所述集装箱时，所述锁紧机构配置成自动地从锁紧位置松开。
其中，所述集装箱大约53英尺长，102英寸宽。
所述锁紧机构包括：
柱塞，其经由压缩装置耦合至所述外侧孔的内侧，所述压缩装置配置成经压缩，以便当将所述集装箱堆叠在缺少所述柱塞的接收孔的平台表面上时，允许所述柱塞凹进；以及
尖头，其配置成可松开地闭锁所述上铸件的孔唇。
其中，当利用提升机构将所述集装箱从所述第二集装箱提升离开时，所述尖头配置成从所述第二集装箱的所述上铸件松开。
一种将第一集装箱与第二集装箱装载在有轨车上的方法，所述方法包括：
提供第一集装箱与第二集装箱，所述第一集装箱与所述第二集装箱均具有自动锁紧系统；
提升所述第一集装箱，并且将所述第一集装箱定位在所述有轨车上，以使得当将所述第一集装箱放置于所述有轨车上时，所述第一集装箱的所述自动锁紧系统自动地凹进；
提升所述第二集装箱，并且将所述第二集装箱定位在所述第一集装箱的顶部上，以使得自动锁紧系统将所述第二集装箱锁紧至所述第一集装箱；
其中，所述第一与第二集装箱均为国内标准尺寸的集装箱。
其中，所述第一与第二集装箱均具有带有外侧孔与内侧孔的下铸件。
其中，所述自动锁紧系统存在于所述第一集装箱与所述第二集装箱的每个下铸件的所述外侧孔中。
一种将第一集装箱与第二集装箱从有轨车上卸载的方法，所述方法包括：
将所述第二集装箱从所述第一集装箱提升离开，从而使得位于所述第二集装箱中的多个下铸件的每个中的锁紧机构从所述第一集装箱自动松开所述第二集装箱；
将所述第二集装箱放置于表面上，从而使得每个锁紧机构凹进每个所述第二集装箱的下铸件内侧；并且
将所述第一集装箱从所述有轨车提升离开。
进一步包括：
将所述第一集装箱放置于所述第二集装箱的顶部上，从而使得位于所述顶部集装箱中的多个下铸件的每个中的所述锁紧机构自动地锁紧入所述第二集装箱中。
应该显而易见的是，已经说明与示例了具有明显优势的系统，包括：1)提供一种自动地垂直锁紧堆叠的国内标准的尺寸集装箱的集装箱自锁系统；2)提供一种允许国内标准尺寸的集装箱堆叠在国际化尺寸的集装箱的顶部上，并且经由传统IBC锁紧的集装箱自锁系统；3)提供一种可以凹进，以便堆叠在缺少接收孔的平台顶部上的集装箱自锁系统；4)提供一种与集装箱集成在一起并且与集装箱一起运输的集装箱自锁系统；以及5)提供一种比传统方法更加高效并且更加安全的装载与卸载集装箱的方法。
附图说明
在说明书中陈述了系统的新颖特征信任的特征。然而，当结合附图阅读时，通过参照以下的详细说明将最佳的理解系统本身以及使用的优选模式与其进一步的目标与优势。
图1为传统间盒连接器的局部横截面视图；
图2为根据本申请的优选实施例的具有集装箱自锁系统的集装箱的透视图；
图3为国际化型集装箱的透视图；
图4为根据本申请的优选实施例，图2的集装箱的模块化局部横截面视图；
图5为根据本申请的优选实施例，图2的集装箱的模块化局部横截面视图；
图6为根据本申请的优选实施例，图2的集装箱的模块化局部横截面视图；
图7为根据本申请的优选实施例，图2的集装箱的模块化局部横截面视图；
图8为示出堆叠在平台表面上的图2的集装箱的模块化局部横截面视图；
图9为堆叠在彼此顶部上的两个模块化局部横截面视图；
图10为示出堆叠在国际化尺寸的集装箱上的图2的集装箱的模块化局部横截面视图；以及
图11为根据本申请的优选实施例，图2的集装箱的模块化局部横截面视图。
虽然本申请的系统易于进行各种修改与替换形式，通过附图中的例子已经示出了其特定实施例，并且在此对其进行了详细说明。然而应该理解的是，此处特定实施例的说明并不旨在将系统限制至公开的特定形式，相反，其意图在于覆盖落入此处描述的系统的精神与范围中的所有修改、等同物、以及替换。
具体实施方式
以下说明了本申请系统的示例性实施例。为了清楚，在该说明书中未全说明实际实施的全部特征。当然，应该知道到的是，在任意这种实际实施例的开发中，必须作出许多执行相关的特定决定，以实现开发者的特定目标，例如服从系统相关的以及商业相关的约束，其将从一个实施改变至另一个实施。而且，知道的是，这种开发努力可能较为复杂并且耗时，但然而可以是具有本发明利益的本领域普通技术人员的常规任务。
参照图2，示例了根据本申请的具有集装箱自锁系统(“CALS”)203的集装箱201。集装箱201为WTP(wide-to-pick选取宽度)国内标准化尺寸的集装箱，其典型地具有53英尺(53’)的长度l1与102(102”)英寸的宽度w1。集装箱201典型地具有102英寸的高度h1，但高度尺寸并不是关键性的，并且可以是任意的实用高度。集装箱201具有上铸件207与下铸件205。集装箱201还包括侧壁柱227与顶盖229，其提供上铸件207与下铸件205之间的结构装载路径。CALS203优选地与集装箱201上的每个下铸件205集成为一体。CALS203的可替换实施例可以与集装箱201的其他部分集成，例如在集装箱201的顶部上或甚至在集装箱201的侧面上。如此处进一步说明的，CALS203配置成与各种尺寸的货运集装箱相兼容。
还参照图3，示例了集装箱301。集装箱301为国际化型的集装箱，其典型地具有40英尺的长度l2与96英寸的宽度w2。集装箱301典型地具有102英寸的高度h2，但高度尺寸并不是关键性的，并且可以是任意的实用高度。集装箱301具有下铸件305与上铸件307。
在运输与存放过程中典型地堆叠集装箱201与301以及其他尺寸的集装箱。提升机构典型地使用液压致动臂与提升连接件，以延伸至合适的宽度，并且通过上铸件连接至集装箱。可以经由各种方式运输集装箱201与301，例如通过火车与拖车。
为了进一步详细示例CALS203，图4-6为通过集装箱201的示意性横截面视图。CALS203配置成当集装箱201处于以下状态时自动固定锁紧集装箱201：1)堆叠在另一国内标准的集装箱201的顶部上，2)堆叠在具有接收孔的有轨车的顶部上，3)堆叠在具有接收孔的拖车的顶部上，并且4)将集装箱201锁紧至CALS203的具有接收孔的任意装置。相似地，CALS203配置成当集装箱201从以下装置的顶部提升离开时自动开启集装箱210：1)另一集装箱201，2)具有接收孔的有轨车，3)具有接收孔的拖车，以及4)CALS203的具有接收孔的任意装置。而且，CALS203配置成与例如国际化集装箱301的非国内标准的集装箱以及其他平台表面相兼容。锁紧机构209配置成当将集装箱201放置于平台表面上时自动缩回与凹进，该平台不具有配置成接收锁紧机构209的孔。CALS203的这种兼容特征允许集装箱201以广泛的各种方案存放与运输。
集装箱201优选地包括四个下铸件205。每个下铸件205具有内侧孔211与外侧孔213。CALS203包括下铸件205的每个外侧孔213中的锁紧机构209。如图10所示，为了容纳用于在国际化集装箱301的顶部上锁紧国内标准的集装箱201的传统锁紧机构，而缺乏每个下铸件205的内侧孔211。锁紧机构209与每个下铸件205集成在一起，以使得锁紧机构209在操作过程中作为铸件205的一部分而保留。然而，优选的是，为了维修、检查等，锁紧机构可以从铸件209上拆除。而且，能够以CALS203改型传统铸件，其根据图11而在此进一步说明。在图5与6中示意性地示出锁紧机构209。如图8所示，当在不需要配置成接收锁紧机构209的接收孔的情况下将集装箱201下降至平台表面901上时，锁紧机构209配置成凹进。在图5与6中示意性地示出的装置215允许柱塞217与尖头219凹进铸件205中。装置215优选地为能够压缩的弹簧元件，但由于来自下降至平台表面901上的集装箱201的压缩力，装置215也可以是可抵抗地允许柱塞217凹进铸件205中的任意机构。例如，装置215可以是弹性体材料，其配置成变形，并且提供必须的弹簧力。柱塞217操作性地与装置215相关联。柱塞217优选地包括能够承受可以发生在集装箱201的运输过程中的支承力的耐用金属。尖头219配置成选择性地保持锁紧机构209连接至匹配孔。
虽然根据柱塞217、装置215以及尖头219示出CALS203，但应该知道的是，机构与元件的广泛变化可以用于实现所需的功能。例如，一个实施例可以包括扭转锁紧机构，以选择性地锁紧与凹进。例如，扭转锁紧机构可以在将集装箱201下降至接收孔时扭转至锁紧点。进一步，当以合适的提升力提升集装箱时，扭转锁紧机构可以从接收孔选择性地开启集装箱201。
现参照图7与8，进一步详细地示出了锁紧机构209的实施例。图7示例了处于展开位置中的锁紧机构209，由于由弹簧装置215施加弹簧力，因此自动地发生锁紧机构209的展开。图8示例了处于压缩位置中的锁紧机构209，当将集装箱201防止于平台表面901上时，发生锁紧机构209的压缩。平台表面901可以是不具有能够接收锁紧机构209的孔的任意表面。例如，平台表面901可以是地表面、有轨车、拖车、集装箱、船甲板，仅举几例。即使在下铸件205中完全示出锁紧机构209，也应该知道的是，锁紧机构可以部分位于侧壁柱227的中空部分中。这样，下铸件205可以包括开口，以考虑锁紧机构209的功能。
现参照图9，示例了集装箱201处于堆叠位置，锁紧机构209连接至匹配孔。在图9中，匹配孔为下集装箱201上的上铸件207。应该知道的是，相似于上部孔221的匹配孔可以存在于其他运输物体上，例如有轨车、拖车、船甲板，仅举几例。例如，上部孔221可以集成入有轨车中。当将集装箱201放置于集装箱201的顶部上时，尖头219允许柱塞217穿过孔唇223进入上部孔221。进一步，弹簧装置215提供比尖头219克服孔唇223需要的阻力更大的阻力。在上集装箱201从下集装箱201卸载的过程中，使用提升机构将上集装箱201垂直提升离开下集装箱201。在优选的实施例中，锁紧机构209配置成需要大约1200磅的尖头提升力，以松开并且克服孔唇223。尖头219优选地配置有弹簧225，当集装箱201受到必要的提升力时，弹簧225提供用于松开锁紧机构209的必要阻力。尖头219与弹簧225配置成防止锁紧机构209过早地松开。应该知道的是，由尖头219与弹簧225提供的阻力可以是特别特制的，以根据方案提供或多或少的阻力。例如，如果确定集装箱201需要能够经受更高的空气动力载荷，随后可以特制尖头219与弹簧225，以在更高的力阈值处松开尖头219与弹簧225。上铸件305中的检视口233允许检查员与尖头219视觉接触，从而确定尖头210固定于锁紧位置中。尖头219优选的为可区别的颜色或涂剂，以便方便检查者通过检视口233与尖头219视觉接触。
应该知道的是，锁紧机构209可以包括其他特征，例如支承类型的装置，当柱塞217移入与移出孔213时，保持其连接在一起。锁紧机构209还可以包括一个或多个传感器，以与操作者相通讯，无论每个锁紧机构209是否处于开启位置或锁紧位置。此外，锁紧机构209可以包括止挡装置，当从匹配孔提升离开集装箱201时，止挡装置防止相对于弹簧215拉动柱塞217。
现参照图10，示出集装箱201堆叠在国际化集装箱301上。由于集装箱201与集装箱301之间的尺寸差异，集装箱301的上铸件307与集装箱201的内侧孔211相对齐。这样，如图10所示，外侧孔213中的锁紧机构209允许集装箱201经由安装在内侧孔211中的传统IBC101锁紧至集装箱301。
参照图11，示出CALS203优选地改型为传统国内标准的尺寸集装箱的现有下铸件。在图11所示的实施例中，锁紧机构209定位于改型元件231中。为了将传统下铸件205改型成形成具有CALS203的集装箱201，将改型元件231的尺寸设计成连接在外侧孔的内侧中。改型元件231能够以可拆卸的扣件等连接至下铸件205。改型元件231还能够以焊接过程等永久地连接至下铸件205。
CALS203在集装箱装载与卸载过程中提供显著的成本与时间节省。例如，传统国内标准的集装箱以每个角中的IBC101堆叠在彼此顶部上。典型地装载过程包括提升机构，其将下集装箱提升到有轨车上。接下来，提升机构必须等待工人爬梯子上到有轨车上，并且在平台上行走，以安装每个下集装箱的堆叠铸件中的IBC101。这通常是危险并且耗时的任务。提升机构随后将上集装箱下降至下集装箱上，从而将每个IBC101夹在中间。工人随后返回至平台，并且手动地锁紧每个IBC101。传统开启过程近似于与装载过程相反。
CALS203提供一种装载有轨车的方法，其更加安全与更加高效。根据优选方法，将具有CALS203的下集装箱201经由提升机构下降至有轨车上。接下来，将上集装箱201下降至下集装箱201上。如图9所示，CALS203允许上集装箱201自动锁紧入下集装箱201中。因为锁紧是自动的，工人不需要手动地将两个集装箱锁紧在一起。而且，提升机构不必须等待工人安装任意IBC。
相反地，CALS203提供一种从有轨车卸载集装箱201的方法。根据优选的方法，经由提升机构将上集装箱201简单地从下集装箱201提升离开。因为锁紧机构209配置成以由提升机构施加的力松开，上集装箱201从下集装箱201的松开是自动的。这样，不需要手动开启。提升机构随后可以在不需要等待工人拆卸与装载任意IBC的情况下拆卸下集装箱201。
CALS203提供一种将多个集装箱201存放在彼此顶部上的方法。典型地，从多个有轨车卸载集装箱201发生在配置成高效地从有轨车卸载集装箱的设备中，并且存放集装箱，直至可以将每个集装箱装载在拖拉机拖车或其他运输装置上。这种类别的典型设备具有限制的空间，这样，如果多个集装箱堆叠在彼此顶部上，这是有益的。根据本申请，CALS203提供用于在卸载设备处堆叠多个集装箱201的方法。该方法包括从有轨车卸载，并且放置在地面状表面上的第一集装箱210，例如平台表面901(图8中示出)。当将第一集装箱901放置在表面901上时，每个锁紧机构209均自动地凹进，以便与表面901相兼容。其次，将第二集装箱201从有轨车卸载，并且放置在第一集装箱201的顶部上。这样做时，第二集装箱201的每个锁紧机构209自动地锁紧入第一集装箱201的每个上部孔221中。第三，将第三集装箱201从有轨车开启，并且放置于第二集装箱201的顶部上。这样做时，第三集装箱201的每个锁紧机构209自动地锁紧入第二集装箱201的每个上部孔221中。该过程持续直至将所需数量的集装箱201锁紧在一起。例如，可以将十个集装箱201堆叠在彼此的顶部上。这种高度使得使用IBC锁紧与存放传统集装箱变得非常不切实际。
进一步，CALS203配置成相比于使用IBC101的传统系统需要更少的整体高度。例如，传统IBC101需要间隙111，如图1所示。相反，CALS203包括锁紧机构209，其不需要这种间隙。这样，可以通过增加集装箱201的整体高度而利用该空间，从而增加集装箱201中的空间。进一步，可以简单利用该空间，以减少堆叠的集装箱的整体高度，从而在运输过程中降低气动载荷，同时，还增加了上集装箱与例如大桥的头顶上的障碍物之间的空隙。进一步，局部增加每个下铸件205的高度可以利用间隙的缺乏。
应该显而易见的是，已经说明与示例了具有明显优势的系统，包括：1)提供一种自动地垂直锁紧堆叠的国内标准的尺寸集装箱的集装箱自锁系统；2)提供一种允许国内标准尺寸的集装箱堆叠在国际化尺寸的集装箱的顶部上，并且经由传统IBC锁紧的集装箱自锁系统；3)提供一种可以凹进，以便堆叠在缺少接收孔的平台顶部上的集装箱自锁系统；4)提供一种与集装箱集成在一起并且与集装箱一起运输的集装箱自锁系统；以及5)提供一种比传统方法更加高效并且更加安全的装载与卸载集装箱的方法。
以上公开的特定实施例仅仅是示例的，能够以本领域技术人员显而易见的具有此处教导的利益的不同但等同的方式修改并且实施该系统。可以改变或修改此处公开的特定实施例，并且所有这些变化均认为在本申请的范围与精神中。尽管以有限数量的形式示例了本申请的系统，但其并不仅仅限制于这些形式，在不脱离其精神的情况下，各种改变与修改是经得起检验的。

Claims (14)

1.一种用于集装箱的集装箱自锁系统，所述系统包括：
锁紧机构，其位于所述集装箱的下铸件中，所述锁紧机构包括：
柱塞，其耦合至所述下铸件内的一个装置，所述装置配置成经压缩，当将所述集装箱堆叠在缺少所述柱塞接收孔的平台表面上时，允许所述柱塞凹进；
尖头，其配置成可松开地闭锁上部孔的孔唇；
其中，所述装置提供压缩力，足以迫使所述柱塞至少部分进入所述上部孔；并且
其中，所述尖头配置成当所述集装箱受到选择的提升力时，从所述孔唇松开。
2.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述上部孔为第二集装箱的上铸件的一部分。
3.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述选择的提升力为1200磅。
4.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述集装箱53英尺长，102英寸宽。
5.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述锁紧机构位于所述下铸件的外侧孔中。
6.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述下铸件具有外侧孔与内侧孔。
7.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述上部孔为拖车的一部分。
8.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述平台表面为地表面。
9.根据权利要求1所述的集装箱自锁系统，其中，所述平台表面为船甲板。
10.一种具有集装箱自锁系统的集装箱，所述集装箱包括：
多个下铸件，每个下铸件均具有内侧孔与外侧孔；
锁紧机构，其至少部分地位于每个外侧孔中，所述锁紧机构配置成选择性地连接至第二集装箱的上铸件；并且
所述锁紧机构包括：
柱塞，其经由压缩装置耦合至所述外侧孔的内侧，所述压缩装置配置成经压缩，以便当将所述集装箱堆叠在缺少所述柱塞的接收孔的平台表面上时，允许所述柱塞凹进；以及
尖头，其配置成可松开地闭锁所述上铸件的孔唇；
其中，所述锁紧机构还配置成当将所述集装箱下降至缺少可接受的接收孔的表面上时凹进。
11.根据权利要求10所述的集装箱，其中，所述集装箱配置成经由间盒连接器在国际化尺寸的集装箱的顶部上连接，所述间盒连接器在每个下铸件的所述内侧孔处连接至所述集装箱。
12.根据权利要求10所述的集装箱，其中，当向上提升所述集装箱时，所述锁紧机构配置成自动地从锁紧位置松开。
13.根据权利要求10所述的集装箱，其中，所述集装箱53英尺长，102英寸宽。
14.根据权利要求10所述的集装箱，其中，当利用提升机构将所述集装箱从第二集装箱提升离开时，所述尖头配置成从第二集装箱的上铸件松开。
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