CN103298702A - 具有提高的侧向连接特征的模块化联锁容器 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于多种应用的设备和容器，其可扩展、模块化且可与其他类似容器侧向和竖直锁定。容器由壁形成，所述壁在第一端处连接至具有开口的顶端部段，并在第二端处由底端部段连接。容器可具有一个或多个舌部，所述一个或多个舌部在所述壁上形成，并具有互联机构以被凹槽接收和联锁。使用机构实现竖直互联，以堆叠容器并使用脊部和通道联锁设置来防止旋转。

Description

具有提高的侧向连接特征的模块化联锁容器

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月10日提交的题为“具有提高的侧向连接特征的模块化联锁容器”的美国临时专利申请系列No.61/389,191的权益，所述专利以全文引用的方式并入本文。

背景技术

近年来，世界事件和自然灾害已经使得更多的注意力转向了世界范围的环境、经济和人道主义需求的混合。例如，太平洋海啸、海地和秘鲁的地震以及卡特里娜飓风均导致巨大的人道主义需求和毁灭性的生命损失。首先，这种灾害的应对者通常设立帐篷以容纳难民。假设的情况是在帐篷中居留的时间会比较短暂。然而，取决于灾害的情况，结果常常显示并非如此。帐篷仅可在有限的气候条件下使用。它们也随着时间流逝而磨损，迫使居住者拼凑棍、分支、废金属或塑料以用于帐篷修理。救灾现场中相对较少的塑料容器主要用于水器皿，尽管许多为丢弃的燃料容器。

这种情况的一个例子是北达尔富尔的法希尔的Abu Shouk IDP营地。在那里，难民被安置于数以千计的大规模的帐篷中，在这个营地中，在他们困难和长时间的居留时间内他们剥光了植被。在严重剥夺的条件下的这些长时间的居留使东道国的自然资源承受重担，并经由被剥夺的植被和有毒垃圾堆而增加了东道主景观的环境退化。这些环境负担自然导致东道主政府坚持更短的居留时间的政治压力。在遭受战争破坏的区域中，即使没有“官方”压力，控制区的易手也可迫使营地居民逃避接近中战斗人员。

其他的环境和经济问题发展更加缓慢，如塑料饮料瓶的广泛且迅速增长的使用的问题，以及由塑料饮料瓶的丢弃而导致的大量的废物的问题。一项评估表示，美国人每五分钟消耗250万个塑料瓶，或每年消耗约2630亿个瓶子。所有塑料瓶的大约四分之一用PET塑料制得以用于饮用水或软饮料。

尽管一些消费者再循环，但大量的瓶子仍然成为废物。在过去十年内，美国的再循环率由超过30%降低至仅超过20%，这意味着接近80%的塑料瓶终了于废物流中。每年单PET瓶被就浪费了大约500亿个。许多该废物以填埋告终，但可观数量的该废物终了于路边垃圾场中，或甚至更糟糕，终了于河流和海洋中。“太平洋垃圾漩涡”也称为“大太平洋垃圾带”。其由盛行海流引导至夏威夷北的静止区（still zone north of Hawaii）。该漩涡具有四百万至六百万吨的汤状垃圾混合物，在德克萨斯或法国大小的面积的表面下盘旋。据估计80%的漩涡来自塑料，大部分为PET塑料瓶。

由于不断扩张的人口增加了对饮用水、食品和消耗品的需求（包括在灾难地区中），因此对塑料的需要只会增加。

因此，存在对具有二次用途的塑料瓶设计的强制需要，以便使得消费者将考虑瓶的更完全的寿命周期。这样的用途可增加再循环率或再利用率，由此降低每年和未来几十年所丢弃的废瓶量。

发明内容

本发明及其实施方案涉及容器，所述容器与其他类似容器在侧向和竖直方向上可扩展、模块化和锁定。提供这种可扩展、模块化、联锁容器的各个实施方案用于多种应用。本发明的联锁容器的一个用途为作为用于储存和/或输送可流动材料（如液体、可倾倒固体和相对易于经由倾倒而清空的其他这种小颗粒材料）的器皿。联锁容器的另一用途为作为具有标准化性质的坚固、模块化、低成本、易组装的建筑材料。它们也可用作用于输送饮用水和其他液体的瓶或罐。所述容器本身可作为建筑材料再循环以构建诸如用于国际赈灾和发展努力的基础结构和避难所，和/或用于军事应用的结构和掩蔽所。随之而来的另一用途为由容器建造的结构（用墙围住和其他目的）的拆卸，如当需要改变时为了迁移和/或重新配置单元的目的的拆卸。减小尺寸的实施方案具有其他用途，如用于建模工具（modelingagent）或建模玩具或家具零件。

所有用途都通过再循环降低废物流，从而还大大有利于环境。由一般的固体废物特别是由塑料容器所产生的环境问题是公知的。美国环境保护署报道，从1980年至2005年，市政固体废物的量增加60%，从而导致在美国在2005年产生2.46亿吨。本技术提供了再利用容器的动机，其不仅用于类似的用途（如保存材料），还用于其他应用（例如作为避难所建造的构件）。例如，再循环含有固体和液体食品的容器和瓶的某些实施方案以用作建筑材料，由此降低固体废物。常见的替代方式是通过收集、分类和再处理材料而再循环容器。另一替代方式是再利用容器以为了购买它们的初始目的而不是再循环它们。然而，该替代方式需要对容器的充分需求，从而可再利用大量容器。

消费者定尺寸的容器的实施方案也可增加再循环为其他用途的潜力，这可在美国降低200万吨由扔掉的塑料水瓶所产生的垃圾。由铝或其他包装材料制得的容器占垃圾流的另一非常大的部分。消费者在容器的初始使用之后“聚集”它们的动机使得非常更有可能的是，一旦容器的二次利用终止，所述容器以类似高的比例被再循环，这是有希望显著改进末期再循环率的方式。

可能的更小的消费者定尺寸的容器或瓶的实施方案也增加了再循环为其他用途的可能性，进而降低了目前由丢弃塑料水瓶所产生的固体废物中的大部分。所述实施方案也具有人道主义目的。所得的简单用墙围住的结构易于满足当地/传统屋面解决方案或满足紧急救援屋面技术和材料。至于其他重要的效率，示例性容器的各个实施方案通过消除在寻求设计和功能雅致中的不必要细节而允许成本划算的模制。

为了任意目的的大量容器的有效运输可能是具有挑战性的。通常，通过避免不匹配的形状（odd shapes），并通过消除或至少显著降低由不必要的突出边缘而导致的损坏，保持了容器的有效堆积和运输。示例性的容器包括这些优点，另外，示例性的容器是可扩展的以符合运送标准，包括货盘和容器的尺寸。

完美或接近完美的容器的可扩展性允许常用于相关工业中（主要包括在救援和发展领域的国际运送中）的尺寸和体积的制造，还允许其他实际的和/或爱好者的用途（包括满足容纳饮料和其他生活消费品的尺寸）。实施方案包括适合用于所有地理区域中的可再利用的容器。易于由力量有限的灾害受害者和/或无建造经验的人组装是有益效果之一。不需要或需要有限的砂浆、钢筋或任何其他连接添加物，且尽管没有或具有有限的砂浆或增强元件，但所得结构可承受应力，如狂风和地震。

附图说明

其中贯穿各个视图的同样的附图标记指相同的或功能类似的元件，这些附图标记与如下的详细描述一起被结合到说明书并形成说明书的一部分，用于进一步说明各个实施方案并解释各种原理和优点：

图1为八边形模块化联锁容器的一个实施方案；

图2为图1所示的八边形模块化联锁容器的实施方案的顶部的平面图；

图3为图1所示的八边形模块化联锁容器的实施方案的底部的立体图；

图4为图1所示的八边形模块化联锁容器的实施方案的底部的平面图；

图5为用于容器的侧向连接的示例性底切部的详细视图；

图6示出了底切部和侧向联锁机构设计的多个实施方案；

图7为一个示例性容器的简化横截面侧视图，以进一步说明竖直互联特征；

图8为图6的容器的更详细的侧视图，其示出了顶部互联特征；

图9为图7的容器的更详细的侧视图，其示出了底部互联特征；

图10为水平互联的多个示例性容器的平面图；

图11为竖直和水平互联的多个示例性容器的视图；

图12A和12B为立方体联锁容器的可选择的实施方案的立体图；且

图13A和13B为圆柱体联锁容器的可选择的实施方案的立体图。

具体实施方式

在详细描述实施方案之前，应注意，实施方案主要在于与用于确定具有后续功用的可扩展、模块化、联锁容器的有益效果的方法和系统相关的方法步骤和装置元件的组合。因此，在附图中，装置元件和方法步骤已在合适的地方由常规标记所表示，其仅显示了与理解实施方案有关的那些具体细节，从而不致因本领域技术人员已经明了的细节而使对于本文描述有益的公开内容变得模糊。

在该文件中，诸如第一和第二、顶部和底部等的关联术语可仅用于区分一个物体或行为与另一物体或行为，而不一定要求或暗示这些物体或行为之间的任何实际的这种关系或次序。术语“包括”或其任何其他变型旨在涵盖非排他的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或装置不是仅包括那些要素，而是可包括未明确列出的或这些过程、方法、制品或装置所固有的其他要素。由“包括……”所开始的要素（无更多的限制）不排除在包括所述要素的过程、方法、制品或装置中另外的相同要素的存在。

本发明的实施方案包括一种可扩展、模块化、互联且联锁的容器，其具有多目的用途和应用。一个示例性的第一用途为用于输送和/或储存可流动材料，如液体或可倾倒固体。一个示例性的第二用途为用于坚固、低成本、易组装的标准化性质的构建材料。所述实施方案可用于建筑房屋、仓库或其他实际结构，主要包括（但不限于）用于救灾、人道主义发展项目的应用、为了军事或防御目的的应用，以及为了其他实际目的和建模目的的应用。实施方案包括联锁至相同或不同尺寸的其他模块化单元的单个单元。每个模块化单元与其他单元滑动锁定，以形成可填充诸如水的液体、天然泥土、砂石或其他天然或加工材料的牢固的墙壁和建筑结构，由此形成坚固结构而无需砂浆，并可适于通常存在于天然地形中的不平坦基部表面。

可扩展、模块化联锁容器的实施方案与附图中的图形相关地进行了描述。图1示出了直立容器10的立体图，且图2示出了在本文称为顶端组装部或部段12的容器10的顶部的平面图。图3显示了倒置的容器10的立体图，且图4示出了在本文称为底端组装部或部段的容器10的底部的平面图。容器10为可由塑料、金属、树脂或复合材料构成的中空或部分中空元件。例如，在某些实施方案中，容器10由PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，有时也称为PETE）或其他热塑性材料制成。如本领域技术人员会认识到的，容器10可由适当高强度的并可提供足够的可堆叠和可连接刚性的任何刚性材料构成。容器10可成型为具有许多直立侧面的壁，这些直立侧面的壁呈某一几何横截面样式，或可以单个的圆柱体壁而成型。容器10旨在容纳液体、固体或气体，但也可用作建筑元件而不容纳任何内部材料。

在图1所示的实施方案中，容器10显示为具有相等的或不同的高度的八个纵向壁16，所述八个纵向壁16形成大致八边形的横向横截面。然而，实施方案不限于八边形横截面，并可例如成型为具有圆形、三角形、正方形、矩形、六边形形状。本领域技术人员将认识到，容器10的形状可为任何多边形的设计构造，并可具有不同的高度、直径或横截面积，或开口，同时仍然形成容器。应注意到，在某些实施方案中，设计构造为规则多边形的设计构造。

描述了容器10的一个示例性的高度宽度比，以适应某些制造方面，还获得每个模块化容器足够低的重心以赋予为了堆叠、运送、处理和其他这种目的的稳定性。在某些实施方案中，容器10的高度宽度比为大约3:2。然而，本发明不限于该比例，且本领域技术人员将认识到，其他实施方案将证明其他比例是可用的和可能的。

顶端组装部段12提供了由颈部20所形成的开口23，所述开口23用于以任何气体、流体或固体材料填充容器10。图1中显示了处于开口23上的可去除封盖22，其可任选地用气密或耐压密封件制得，以保持容器10内的内容物。封盖22可经由螺纹、卡扣（snap on）或可形成适当的密封的任何类型的连接件而连接至颈部22，以容纳容器内容物。利用由封盖22形成的适当的密封件，可使容器10不透水以用于容纳和输送液体（例如水、果汁、食用油），或者可形成适当的密封以用于颗粒或粉末货物（例如谷粒、种子、面粉）、家居材料（例如肥皂、清洁剂），或建筑材料（例如水泥、灌浆、砂石）。夹环18围绕颈部20形成。应注意到，夹环18也可用作防拆封环（未显示）的底座，当必要时，所述防拆封环可包含于封盖22与夹环18之间。

顶端组件12成型为具有肩部部段26，所述肩部部段26从直立壁16的每个顶部边缘上升，并在斜面的顶点处与颈部20相交。每个肩部部段26的成角度的上升的优点在于，这提供了当容器倒置时内容物更平稳的倾倒，并且有助于容器10的完全的液体或颗粒再填充（当需要时）。在示例性实施方案中，脊部24在每个肩部26的相交处形成，并从颈部20延伸至壁16的顶点。脊部24可彼此等距分布，或者在其他构造中根据使用者偏好或作为制造过程需要而在顶端组件12上部分地或全部地形成。在其他实施方案中，脊部可由肩部部段26上的钉或疙瘩代替。脊部24也为堆叠容器的竖直联锁提供了另外的压缩强度和稳定性，这进而提供了更好的用于排列、包装、输送、构建和建模的目的的功用。当堆叠容器时，脊部24应该装配至以容器10的顶部竖直放置的容器的底部中所形成的对应的通道中。这在图7至图9和相应的描述中得到了更详细地解释。

参见图3和图4，显示了倒置取向的容器10的立体图和平面图，因此详述了容器的底侧。底端组装部段14连接至顶端12远侧的壁16，并成形为与顶端组件12类似的横截面形式，即圆形或多边形，使得壁16连接肩部30的每一端以产生封闭的容器器皿10。底端组装部段14包括一个或多个通道28，所述一个或多个通道28作为在底架部段30之间分布的凹槽而缩进。通道28延伸了由壁16的边缘至竖直互联接收器32的边缘的距离的部分或全部的长度。通道28优选取向和设置为接收来自类似构造的另外的容器10的顶端部段的相似尺寸的脊部24。当经由“卡合感（click-feel）”型配合而将一个容器10竖直堆叠于另一容器上时，脊部24和通道28一起也提供了更快和更合适的排列。顶部组件12与底端组件14之间的小的配合公差被设计成产生贴合，由此限制边对边“晃动”并使所浪费的容器容积达到最小。应注意到，在某些实施方案中，可交换脊部24和通道26的位置，即通道28缩进至顶部组件12中，且脊部24在底部组件14上形成。在可选择的实施方案中，通道28以不同的样式设置，或者由圆形或几何形状的钉和缩进代替，使用“卡合感”型连接将所述圆形或几何形状的钉和缩进布置为彼此配合。

竖直互联接收器32成型为容器的底端组件14中的缩进，所述缩进具有足够大的直径以接收来自类似容器10的封盖22和环18。接收器32也具有限制边缘33，所述限制边缘33具有足够小的直径，以在与另一容器10竖直互联的过程中用作环18的限位器。第一容器上的脊部24对第二另外的容器上的通道28的联锁性质，以及第一容器上的封盖22对第二容器上的接收器32的联锁性质促进了水平连接且竖直堆叠的容器的特定元件的稳定排列。在一些实施方案中，顶部组件12和底部组件14的表面略微粗或粗糙，以在竖直堆叠过程中提供用于连接和稳定性的额外的摩擦。

在所述实施方案中，容器10还提供了用于以可滑动联锁的方式与其他容器或设备侧向连接的机构。通过沿着壁16在多个位置中侧向分布的舌部34和凹槽36连接器而能够实现多个容器的侧向连接。每个凹槽36缩进至壁16中，并成型为接收来自具有类似连接特征的又一容器或设备的舌部34。舌部34和凹槽36在与顶部组件12和底部组件14垂直的取向上成型于侧面16中。凹槽36和舌部34显示为在八边形壁16的侧面上交替，其中凹槽每隔一个八边形壁设置一个，且舌部以类似的交替设计进行设置。或者，一个或多个舌部34可在一个或多个侧面上形成，且一个或多个凹槽36在壁16的剩余侧面上形成。在其他实施方案中，容器10可在其各自的侧壁16上仅具有凹槽36，而其他容器10可仅具有在其各自的侧壁中形成的舌部34。不论分布样式如何，另外的容器可以以舌部对凹槽连接的方式进行联锁。连接器舌部34为在壁16上形成的凸起的、平坦的或略呈圆形的突出部。如图5所示，利用每个舌部34的底切部62产生联锁机构，所述底切部62可接收至每个凹槽36的扩展切口64中。底切部62形成为使得舌部34利用比在其最外部的舌部34的宽度更窄的基部而连接至壁16。由于凹槽宽度68比宽度67更长，因此当两个容器经由将舌部滑动至凹槽中的纵向移动而连接时，舌部的边缘的宽度在每个底切部64的后面侧向锁定。一旦联锁，则两个容器不能被水平分离或拉开，仅可通过将舌部纵向滑出凹槽而分离。尽管每个容器10具有至少一个舌部34或至少一个凹槽36以互联，但实施方案可在单个容器上包括超过一个凹槽和/或超过一个凹槽。

再次参见图5，示出了用于容器的侧向连接的示例性底切部的详细视图。舌部34成型为具有底切部62，以提供与具有凹槽36的类似容器的滑动互联，所述凹槽36具有底切部64。然而，舌部底切部62和对应的凹槽底切部64产生难以应付的拐角，当使用热塑性材料制造容器10时，热塑性材料必须在拉伸成型过程中围绕所述拐角流动。因此，从制造角度而言，希望具有一种容器设计，其具有底切部的最小可能的角度66，而仍然在容器中提供牢固的互联。所得最小底切部角度进而要求舌部34与凹槽36之间形状和配合公差的极严格的精确度（如果可行，更锐角的底切部将允许所连接器皿的元件之间更大的形状和配合的公差）。为了互联的目的，约30°至约75°之间的底切部角度66足以将相对的容器单元保持为联锁方式。然而，这些范围为优选的角度，在该范围以下和以上的底切部角度和如下所述的尺寸处于本发明的范围内，只要本文所述的具有互联机构的两个另外的设备可保持互联。在某些实施方案中，凹槽-舌部组件具有中等尺寸。在一个示例性实施方案中，八边形容器10的每个壁面70为约25mm宽，其每个舌部34或凹槽36宽度68在其最宽点处为约12mm。此外，如本领域技术人员将了解的，本文提及的尺寸为相对的，并可取决于容器的尺寸、壁16的横截面多边形或圆形形状、制造材料和其他制造或连接因素而变化。当底切部角度62、64接近前述范围的上限（例如约75°）时，特别是当舌部-凹槽组件具有中等尺寸时，如上因素导致更大的凹槽-舌部脱离的风险。相反，当底切部角度62、64接近前述范围的下限（例如约30°）时，所产生的更大的连接使得在制造过程中模制和脱模更困难。因此，一方面要牢固保持底切部，另一方面要更容易模制/脱模，在这两个目的之间存在折衷。此外，凹槽36与舌部34之间的配合公差（或“气隙尺寸”）可为从约0.05mm至约1.0mm的范围，主要取决于底切部角度的锐度。例如，在一个实施方案中，底切部角度66设定为约65°，且配合公差或气隙尺寸为约0.05mm。

此外，舌部36的颈部69的最窄部分的宽度和凹槽36的最宽宽度68的差异应该允许在两个不同容器之间保持可滑动连接，并且如果彼此水平拉开两个容器，舌部34不会滑出凹槽36。舌部34远离壁16的突出距离71和凹槽36的同样的深度73可变化，但不应小到妨碍两个类似的容器的联锁。

在某些实施方案中，侧向连接可通过存在于容器10的每个侧面上的任意的多个阴阳同体的纵向滑动连接机构（具有一体化的凹槽和舌部的联锁）实现。图6示出了舌部和凹槽连接器的可选择的实施方案的各种横截面图。连接器38、40、42、44表示在两个或更多个容器之间的舌部和凹槽连接的设计。可选择的联锁46-58各自为“阴阳同体的”，这意味着它们在单个连接器组件中具有舌部和凹槽两个方面。本领域技术人员将认识到，图6所示的舌部34和凹槽36的可选择的实施方案或联锁的形状可为允许容器侧面的联锁的任何形状的设计构造。

此外，应注意到，舌部34和凹槽36或者联锁可延伸侧面16的部分的或全部的长度。在示出的实施方案中，舌部34延伸了侧面16的部分长度，而凹槽36延伸了侧面16的全部长度。该特定设计考虑允许制造的容易度，并同时仍然提供互联的容易度、灵活性和坚固性。如在相关应用中所述，在某个尺寸的实施方案中，凹陷或缩进可在具有舌部34的侧面16中的一个侧面中设置为具有足够的凹面空间，以提供人手握取舌部34的空隙。这使得使用者更容易地控制和操作容器，特别是更大更重形式的容器。在任一情况中，允许舌部34在不到器皿侧面的全长处淡出会在舌部34下方产生平面区域。所述平坦空间通过在将舌部34操作至凹槽36的顶部中之前允许使用者使一个器皿的平面区域稳定抵靠着又一器皿，然后以向下运动将舌部34滑动至凹槽36中，从而促进两个器皿10的排列和侧向联锁。容器10也包括用于凹槽36的最上部分处的短跨度的较宽开口，所述开口与平面35一起起作用，以甚至进一步提高排列以及将对应的舌部34插入凹槽36的容易度。在其他实施方案中，凹槽36具有限位器，所述限位器防止舌部34完全自由地滑动通过凹槽36，由此在一个方向上锁定侧向连接。在其他实施方案中，凹槽36或舌部34边缘为柔性的，从而允许舌部34卡合配合至凹槽中而不是侧向滑动。

参见图7、图8和图9，舌部34的顶端和底端构造显示为在它们的侧端处的过渡部（blending）或导入和导出部（leading in and out）。在图8和图9中，这些元件分别在顶部组件12和底部组件14的部分侧视图中得以显示。为了有助于热塑性塑料流入模具中，并且为了易于脱模，舌部34的设计包括处于顶部72和舌部底部74处的这些倾斜的过渡部、向舌部34的导入部（lead-in）或淡出部（fade-out）。形成导入部/淡出部的难点在于确定这些过渡的适当倾斜度，从而允许与容器10的制造相关的折衷。主要折衷在于，尽管更多的平缓倾斜角度76、78意味着更容易的材料流动和器皿脱模，但更陡峭的倾斜角度76、78保持了更有效的舌部长度以用于与对应的凹槽36的互联的更大跨度。考虑到这些因素，已确定倾斜角度76、78的可行构造的范围优选为从约30度至约70度，然而，范围可在这些量以上或以下变化，并仍然落入实施方案的创新设计的范围内。

再次参见图8和图9，决定肩部/封盖上升部71的高度的角度73用作顶端部段12的竖直连接机构而邻接来自类似容器的上升部77，所述类似容器的上升部77以角度75导向至竖直互联接收器32。如图7所示，腔体上升角度75应该匹配肩部上升角度73，使得一个容器的接收器肩部77抵靠又一容器92的肩部上升部94而平坦坐落，由此有助于竖直互联。所要说明的一个设计要素在于，这些元件从水平面上升得越高，则在模制过程中热塑性材料越难流入最底部末端。因此，肩部上升部71的角度73不比最小需要更陡：（a）以允许热塑性材料在模制过程中适当流动至顶端部段或组件12的外边缘以及容器的底端部段；（b）以提供足够的压缩强度和垂直力的传递；以及（c）以允许液体或可倾倒的（例如颗粒的或粉末的）固体适当流出最终器皿。肩部上升部角度的可能的有效范围确定为约1:4至约1:1之间（或者表示为介于约18度和约45度之间）。然而，这些范围仅为示例性的，实际范围可变得更高或更低而不偏离本发明的范围。在某些实施方案中，选择肩部上升为约1:2或约30度倾斜。该值旨在传递相当大的压缩强度（进一步通过脊柱脊部24提高），并同时促进热塑性模制材料充分流入顶端部段12的肩部区域71以及促进液体或可倾倒固体充分流出最终容器10。

舌部34和凹槽36的设计密切考虑如下因素之间的折衷：（a）希望最宽的可能的凹槽/舌部，以在模制过程中允许热塑性塑料更容易流动，以及（b）需要在相邻的凹槽与舌部之间的剩余壁空间90中留下足够的宽度，以允许材料平稳流入那些区域中。对于器皿10的一个示例性实施方案，舌部宽度68的有效范围确定为介于约6mm至约15mm之间，或位于与相邻的凹槽与舌部之间的跨度90类似的成比例的尺寸。在其最宽的点处的凹槽尺寸65略微宽于舌部头部宽度尺寸68，以促进滑动互联。同样，凹槽突出部尺寸67略微宽于舌部颈部69，以促进互联。在一个实施方案中，所用的凹槽/舌部宽度为约12mm，因此在每个连续设置的凹槽与舌部之间提供约12mm的跨度90。具有更大尺寸的容器将成比例的体现更宽的凹槽36和舌部34，以及在相邻的凹槽36与舌部34之间的成比例的更宽的跨度90。

舌部和凹槽构造可基于容器的设计及其应用而定制。在某些实施例中，舌部-凹槽比被构造为使可与另外的容器联锁的侧向连接数达到最大。例如，在八边形的实施方案中的大约7:1的凹槽-舌部比，或在四边的实施方案中的大约3:1的比例各自允许多个侧向连接。此外，在某些实施方案中，可在示例性的多边形容器的侧面上平行存在两个或更多个舌部34且平行存在相应数目的凹槽36。凹槽被成形且间隔为从相邻的容器可滑动地接收两个或更多个舌部。在容器的侧面中的每个侧面上处于平行的相同的两个或更多个联锁使得容器能够以某一偏移量与连接容器联锁，由此在构造设计中提供更大的联锁强度和更大的灵活性。例如，一对联锁或一对舌部和凹槽组合使得容器能够每次以大约50%的偏移量与两个连接容器联锁。

如以上所述，容器设计为同时侧向地和竖直地互联。在后一种情况中，连接通过将一个容器的顶部插入另一容器的基部中的匹配的接收器空间而实现。接收器空间32的内部上升部的深度对于热塑性塑料流入容器模具的较远段产生了潜在的妨碍或相关困难。沿着器皿壁16复杂的侧向凹槽36和舌部34构造的存在产生了甚至更困难的挑战，特别是在接近容器底端部段14处，在此处凹槽36、舌部突出部34和内部接收器空间32均紧密邻近。缓解该模制困难的一种方式是缩短舌部34的长度，由此在舌部淡出点以下减小设计复杂度，从而使得材料更容易流入调整模具的底部。应注意，器皿设计的基本逻辑（即竖直滑动边对边互联）否定了凹槽36的类似缩短。在某些实施方案中，舌部34的最低点终止于大约与内部接收器上升部32的最高段82相同的高度处。此外，舌部淡出部74应该最佳在大约接近底部内部接收器空间32的高度82处终止；然而，淡出部74可比接收器空间32的精确高度82更高或更低，而不偏离本发明的范围。在一个实施方案中，提供约5mm的范围。然而，实际范围可更高或更低，而不限于实施方案的范围。舌部渐缩部72的起点（spring-point）84开始于接近边缘处，在所述边缘处，上升的顶端肩部12的向上倾斜部段与垂直壁16相交。渐缩部72与顶端肩部12相交处的起点过渡部86的位置取决于渐缩部的长度72和渐缩部的角度76。在一个实施方案中，过渡部86的起点位于舌部渐缩部72的起点84以上约4mm至约5mm。然而，该范围仅为示例性的，实际范围可变得更高或更低而不偏离本发明的范围。

具有本文所述的连接机构的多个设备可通过竖直（图11中）以及水平（图10中）堆叠它们而互联。为了说明，图7显示了第一容器10的底端接收器32，其可接收固定至第二容器10’的顶端部段12’上的突出颈部20’的封盖22’。在下容器10’上的顶端组件12’的接触点产生与上容器10的接收器空间32的摩擦接触。这种竖直堆叠要求在颈部和容器的壁结构中足够的压缩强度。此外，更易于获得在这些容器中凹槽36与舌部34之间的边对边连接，其中顶部-底部连接产生对齐的侧面，即其中给定的下单元10’的凹槽/舌部与之上的容器的凹槽/舌部对齐，因此呈现了用于具有类似凹槽/舌部尺寸的另外的容器的相应的凹槽/舌部的连续插入路径。因此，希望最终容器包括一些有效手段以促进这种排列。一种这种手段为在从容器颈部20的基部向外辐射的顶端肩部部段12上设置一系列规则间隔的脊柱或脊部24。如之前所解释，对应系列的规则间隔的通道26在容器的向内倾斜的底端14上径向设置，以接收来自另外的容器的脊部24。当堆叠多个容器单元时（例如图11所示），将脊部24和通道26配合在一起也帮助了排列舌部和凹槽。

包括底部组件14的接收器或缩进连接轮廓降低了每单位器皿高度的体积。为了使体积损失达到最小，并相关地确保高度-宽度比例性和所得器皿稳定性，关键的是尽可能合理地降低接收器空间32的高度。应注意，底部接收器32的最小化随着对应的器皿颈部组件的尺寸的最小化而变化，所述对应的容器颈部组件包括颈部上升部20、夹环18、防拆封环（当需要时）和封盖22，以及连接插入底部接收器32中的组件。通常，这种颈部组件成型得越窄越短，则对应的底部接收器空间32越小，由此降低体积损失并补偿了容器高度。

容器10可置于商业流通中。因此希望在容器10的外表面上提供足够的空间，以用于印刷、压印，或粘附标签、标记、制造商证明、内容物列表、广告、图像和其他有用的信息。设计的复杂性及其数个显著的表面折皱使得满足这种标记需要更具有挑战性。如上所述，舌部24的缩短的长度在每个这种舌部下方提供了平坦矩形区域，该平坦矩形区域适于将关键信息和/或图像直接印刷至器皿表面上，或者适于粘附信息贴纸、包装材料或标语。通常，这种区域的足够尺寸为每表面侧的范围在从约15mm至约50mm（即从约225mm²至约2,500mm²）。在容量为大约250mL的容器设计上的每个舌部34下方的平坦表面为约21mm x21mm（即约441mm²）。对于所述目的，更大尺寸的容器将体现成比例的更大的表面积。

此外，容器10可以各种标准体积和物理尺寸制得，如在共同待审的申请PCT申请系列号No.PCT/US10/46060[注意：仔细检查引文号]中更详细地描述，该申请以引用方式并入本文。这些不同尺寸的容器底座（footprint）中保持相同的深度，以易于彼此联锁，并易于与其他尺寸的容器或设备联锁，由此保持通用互联性。实施方案可包括多种体积容量，使得边对边的不同容器的设置为类似的（同样，具有不同容量的容器的高度也不同）。简言之，每个容器保持可交换的边对边互联性，并保持顶部对底部的竖直互联性。本领域技术人员将认识到，容器的完美可扩展性可产生许多体积容量范围和组合。此外，在某些实施方案中，容器的每个侧面上的凹槽和舌部的数目或联锁的数目可为两个或更多个，这在以除了90度之外的不同角度构建容器壁时提供了更大的灵活性。另外的凹槽和舌部也可设置于容器提供的每一侧上以增加联锁强度。

作为一个示例性实施方案，图1所示的八边形容器10包括四个舌部和四个凹槽。在该设计中，由于如下因素而达到了器皿构造的强度：（1）由八个拐角和八个连接器所产生的二十四个折皱（每个舌部和每个凹槽具有两个折皱），（2）在顶部和底部组件处的八个脊柱/脊部和八个对应的凹槽。源自所有这些特征的图案在设计上保持对称性，这种品质顾及了以下的所有优点：大量制造和易于与其他类似容器组装，以及实现建造结构的较大的设计灵活性。例如，4:4八角形器皿10的提高的连接性允许这样的结构，该结构的壁以约90度和约45度角度中的一者或两者伸出（departing），因此，所得结构无需局限于具有正方形或矩形轮廓线的结构。前述的由多折皱形式所得到的单一器皿的强度进而为由多个这种单元所制得的结构提供明显的坚固性。

由于容器10为可扩展的，因此可行尺寸的范围也是可扩展的。在体积容器范围的下限（大约250mL），产生器皿的有效顶部-底部连接，其中顶部颈部-封盖组件和对应的底部接收器空间的尺寸具有约17mm至约40mm范围内的高度和约29mm至约50mm范围内的宽度。在一个示例性实施方案中，容器设计采用了最少的可得颈部组件。例如，对于容量为大约250mL的容器，可进行如下设计考虑：（a）从约5mm的夹环18的底部下降的直壁颈部部段20；（b）约29.25mm的夹环18的直径；（c）约27.92mm的转动封盖22和防拆封环的直径，以及（d）约12mm的由夹环18至转动封盖22的顶面的上升部。然而，应注意到，由于容器的形状和尺寸为可扩展的，这些尺寸不应以限制性的方式理解；本领域技术人员将认识到除了250mL之外的容器体积可以以成比例的或合理成比例的方式在尺寸中引入变化。

举例而言，这种脊柱或脊部24和对应的通道26的尺寸和轮廓的有效范围为：在脊部24离开颈部20处，宽度为约2mm至约10mm且高度为约0.5mm至约5mm，以及；在脊部24基部与肩部转折点88相交处，宽度为约4mm至约20mm且高度为约0.5mm至约10mm。最小配合公差/气隙尺寸在对应的通道26处形成。在一个示例性实施方案中，对于具有大约250mL的容量的容器10，脊部24和对应的通道26的尺寸和轮廓为：（a）在脊部24离开容器的颈部20处，宽度为约2.7mm且高度为约1mm；（b）在脊部24的基部与容器10的肩部转折点相交处，宽度为约5.25mm且高度为约1mm；并且（c）在对应的通道26处配合公差/气隙尺寸为约0.05mm。脊柱或脊部24的轮廓曲线必须不妨碍侧向脱模。更大体积容量和尺寸的容器或器皿可采用成比例的更高和更宽的脊部/通道。如本领域技术人员能够确定的那样，这些范围仅为示例性的，并可在不脱离本发明的范围下增加或减小。

图12A和图12B示出了图1的模块化联锁容器的一个可选择的实施方案。容器100为一种设计，其采用了正方形底座（具有或不具有略微倒圆的拐角）作为基部的多边形，并保留与容器10相关的本文所述的侧向和竖直互联机构。顶端组件104和底端组件106连接至正方形壁118，以形成中空或部分中空的器皿或容器100。所述实施方案设计用于填充流体或可通过由颈部114形成的通路开口倾倒的任何其他材料。设置封盖112以密封所述开口。封盖112可为使用螺纹的螺旋连接、卡扣或可形成密封以容纳内容物的任何类型的密封件。当使用封盖112密封时，容器100可为不透水的，从而适合用于输送液体（例如水或食用油），或者足以容纳颗粒或粉末货物（例如谷粒、种子、面粉）、家居材料（例如肥皂、清洁剂），或建筑材料（例如水泥、砂石）。顶部组件104成型为具有椎体上升部作为从直立壁118的每个顶边至在顶点在颈部114处会聚的肩部121。由肩部121成形的这种椎体顶端提供了容器100的受控且完全的再填充。顶部组件104具有从壁118的每个顶点上升的脊柱或脊部120。在某些实施方案中，这些脊部120提供了对于可在容器100的顶部竖直堆叠的一个或多个类似容器的重量提供了额外的抵抗强度或压缩强度。此外，这些脊部允许竖直堆叠的容器的额外的联锁，由此提供额外的强度、排列和稳定性。

底端组件106以锥体的形式成形，并具有与顶部组件104类似的肩部上升部123角度，从而形成接收器空间，使得底部106可在容器100的下方接收竖直堆叠的类似容器的顶部104。底部组件上升部具有在多边形的每个顶点处形成的通道，并在接收器空间处终止。通道构造为接收另一容器的脊部120。类似地，接收器空间成型为接收在容器100的下方竖直堆叠的另一容器的颈部114和封盖112。应注意，对于本文的任意实施方案，脊部和通道的位置可颠倒，即通道在顶部组件中且脊部在对应的底部组件上。或者，在该实施方案中，顶端部段104和底端部段106分别具有突出钉和缩进，以用于竖直互联。在其他实施方案中，端部部段包括脊部（在顶端平坦表面之上略微上升）和对应的凹槽，以获得更大的互联强度。盖子、螺帽或‘易拉盖’机构可在顶端形成，以允许通向容器的内容物。在某些实施方案中，可选择地，可使顶端部段104和底端部段106为平坦的，同时引入竖直互联特征。

图13A和图13B示出了本发明的另外的可选择的实施方案。不同于八边形或正方形壁，容器130包括唯一的圆柱体纵向壁。在所有其他方面（包括联锁的竖直和水平互联特征）中，容器130具有类似于图1至图12所描述的优选的和可选择的实施方案的特征。顶端组件104’和底端组件106’连接至正方形壁118’，以形成中空或部分中空的器皿或容器130。所述实施方案设计用于填充流体或可通过由颈部114'形成的通路开口倾倒的任何其他材料。设置封盖112’以密封所述开口。封盖112’可为使用螺纹的螺旋连接、卡扣或可形成密封以容纳内容物的任何类型的密封件。顶部组件104’成型为具有从直立壁118’的顶边至在顶点在颈部114’会聚的圆形肩部上升部121’。这种椎体顶端形状提供了容器130的受控且完全的再填充。顶端组件104’具有从壁118’的顶点上升的脊柱或脊部120’。在某些实施方案中，这些脊部120’对于可在容器130的顶部竖直堆叠的一个或多个类似容器的重量提供了额外的抵抗强度或压缩强度。此外，这些脊部120’允许竖直堆叠的容器的另外的联锁，由此提供另外的强度、排列和稳定性。

底端组件106’以圆形形式成形，并具有与顶部组件104’类似的肩部上升部角度，从而形成接收器空间，使得底部106’可接收在容器130的下方竖直堆叠的类似容器的顶部104。底部组件上升部具有在多边形的每个顶点处形成的通道，并在接收器空间处终止。通道构造为接收另一容器的脊部120’。类似地，接收器空间成型为接收在容器130的下方竖直堆叠的另一容器的颈部114’和封盖112’。应注意，对于本文的任意实施方案，脊部和通道的位置可颠倒，即通道在顶部组件中且脊部在对应的底部组件上。可选择地，在该实施方案中，顶端部段104’和底端部段106’分别具有突出钉和缩进，以用于竖直互联。在其他实施方案中，端部部段包括脊部（在顶端平坦表面之上略微上升）和对应的凹槽，以获得更大的互联强度。盖子、螺帽或易拉盖机构可在顶端形成，以允许通向容器的内容物。在某些实施方案中，可选择地，可使顶端部段104’和底端部段106’为平坦的，同时结合竖直互联特征。

制造方法或过程

如上所述，一旦通过使用上述技术制得容器，另一挑战可能是分离标准三件套模具而不撕裂或损坏容器。对于从最终产品分离模具，可做出数个考虑，如在下文更详细地描述的。

经由ISBM形成的大多数容器出自三件套模具。两个侧向移动模具部分（直接相对或“蛤壳状”铰接）通常包括模具的最大部分，所述最大部分在紧靠吹风环（blow ring）下方的点处接合（和分离），并向下延伸容器长度的绝大部分。第三模具部分（其可描述为“模面挤凹（push-up）”或底部型芯）形成竖直接合和分离的器皿的相对较短的底部。由于大多数ISBM成型的容器基部至少具有略微凹陷或缩进（本质上为底切部），不竖直抽出该第三模具部分，瓶子模具不能分离。为了为本发明的容器提供多向互联性，希望沿着侧向表面引入一系列底切部，且基部处的大的凹陷底切部旨在接受其他类似单元的上肩部/封盖构造。这些特征导致模具脱模的标准方法显著地更复杂，即经由覆盖大部分器皿表面的两部分侧向移动模具，辅以短行程竖直移动底部模具片。

在标准方式的逻辑的逆转或倒转中，用于目前容器设计的模具脱模需要（a）一对相对的模具部分（未蛤壳状铰接），其在吹风环的下方接合，但仅向下延伸至预期器皿的肩部转折点，以及（b）长行程底部“杯状模具”，其竖直接合和分离直至到达前述肩部转折线。更长的底部推/拉行程需要选择性地改变目前可得的模具设备。更具体地，这种改变包括底部行程组件，所述底部行程组件足够长，以竖直分离形成从器皿底部至肩部起点的整个器皿的模具部分以及仅形成肩部并覆盖器皿颈部的两个侧向移动模具部分。

用于经由ISBM制得的瓶的竖直封闭底部“杯状”模具通常具有略微锥形，以易于分离。由于本发明的容器设计为允许单元在其侧表面彼此滑动锁定，因此侧向壁不能向内渐缩。由于摩擦和刮擦的可能性更大，因此经由相对较长的推/拉行程的脱模显著地更具挑战性。缓解这些问题的一种方式是通过使用非标准或较少使用的模具金属（例如不锈钢而不是铝）而降低摩擦力，然后仔细控制模制温度、冷却速率和PET特性。另一方式是通过用降低摩擦的特殊材料、化合物或涂层处理模具表面而降低摩擦力。例如，镍-陶瓷涂层可将摩擦降低至无涂层的表面的约25%。也可使用诸如镍-特氟龙的其他涂层。

应注意，特殊涂层可能不会消除所有的刮擦痕迹。在这种情况中，可能有利的是引入精细竖直条纹作为设计考虑。这些精细竖直条纹既可提供进一步的美学特征，又可潜在地提供甚至是单元之间的更确实的连接（positive connection）。

成型和脱模具有底切部的容器的上述技术还存在需要克服的另一困难。在上述技术中三个模具部分的结合发生在给定容器的肩部转折线处或极接近给定容器的肩部转折线处。进一步改变凹槽插入点和舌部淡出部是必要的，以允许上部两个相对的模具部分脱模而不会挂在该区域中的底切部上，如下文进一步讨论。

消除肩部线区域处的脱模障碍需要沿着该线的在精确点处的一系列的精细反切口（counter-cut）。修改每个凹槽36和舌部34的每个顶部拐角，以允许两个直接相对的上部模具脱模而不会挂在本来的底切部上。该效果通过如下方式实现：在水平模线上方，在那两个上部模具部段之间在两个相对舌部的正中处设置竖直分型线，重新配置舌部和凹槽组件的顶部，使得没有底切部62或64妨碍两个直接相对的顶部模具部段的回缩。

应注意，为了克服制造在中心结合有底切部的本发明的容器的模制和脱模困难，目前可得的吹塑机械装置的选择起到重要作用，并应该仔细考虑。获得本文所述的模制/脱模设计的各种实验和计算，导致至少最初选择线性ISBM机械而不是回转机械。本质上，实施方案的容器设计需要形成相对的两件套模具组件（而不是铰接的两件套蛤壳状组件），然后从器皿的上部部段脱离（即在肩部转折以上的部段）。使用线性ISBM机械，相对的模具通常是可能的。

如各个实施方案所述，该技术的数个方面允许以大批量（每年数千万或甚至数亿）和成本划算的方式制造复杂形状的容器（即运动型（sporting）底切部）。

为了制备示例性的模块化联锁容器，已仔细确定上述的ISBM变量组。应注意，ISBM变量对于给定容器设计常常是独有的。在某些实施方案中，模具温度可为约8摄氏度至约30摄氏度的范围，并主要取决于所需容器突出部的形状、数量、设置和尺寸（高度、宽度、深度）。径向和轴向比例可为约1.5至约4.5，并取决于给定容器的最远偏僻段的距离和构造。此外，在某些实施方案中，模具的温度选择为在约20摄氏度至约30摄氏度的范围内，以防止膨胀材料过快冷却。另外，为此目的，轴向和环箍（hoop）拉伸比例选择为在所述范围的下限，以允许材料流动深入各种瓶突出部中。例如，在某些实施方案中，径向和轴向比例设定为介于约1.6至约3.5之间。

如本领域技术人员将会了解的，可能需要设计新的热塑性预成型体或型坯，以制造上述实施方案中所述的模块化容器。可行的预成型体或型坯得自这针对容器模具的计算。在某些实施方案中，预成型体或型坯的面积（轴向x环箍）拉伸比例为约4.0至约12.0，轴向拉伸比例为约1.5至约3.4，环箍拉伸比例为约2.2至约4.5。在本文所述的某些实施方案中，面积拉伸比例可能设定为约4.5至约6.7之间，轴向拉伸比例设定为约1.6至约1.9之间，且环箍拉伸比例可能设定为约2.8至约3.5之间。

如前所述，使用ISBM技术的挑战之一是将模制材料引导至小角度拐角中和小角度拐角周围。当这种拐角为硬的或“尖锐”的（即非倒圆的）时，所述任务更加困难。舌部34和凹槽36的组件具有数个边缘，在不存在倒圆边缘下，塑料流动在所述边缘处可能被停止或阻碍。然而，使“拐角”62、64成圆角也转化为舌部34和凹槽36中的底切部面62的缩短。因此，更具体的挑战在于，当以不过度危害相关的底切部62和64的强度的方式在适当的位置结合这种倒圆特征，特别是考虑到已为了更易于模制和脱模的目的而限制底切部的角度66的需要，如上所述。已确定，为了满足上述挑战，经倒圆的舌部和凹槽拐角62、64的尺寸优选为从约0.6mm至约1.4mm。在某些实施方案中，所采用的圆的尺寸介于约0.8mm至约0.9mm之间。然而，这些尺寸为示例性的，并可更低或更高，且仍然保持在本发明的范围内。

由于在本文教导的本发明的概念的范围内可进行许多变化的和不同的实施方案，且由于根据法律的描述要求在本文详述的实施方案中可进行许多修改，因此应理解本文的细节应理解为说明性的而非限制性的。

Claims (13)

1.一种装置，其包括：

容器，其由壁形成，所述壁在第一端处连接至顶端部段，并在第二端处由底端部段连接；

处于所述容器中的开口，所述开口提供了进入所述容器内的内部区域的入口；以及

至少一个互联舌部，所述至少一个互联舌部在所述壁上形成，并具有颈部和头部，所述头部比形成底切部的颈部更宽。

2.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

至少一个凹槽，所述至少一个凹槽在所述壁上形成，并以所述舌部的倒像成形，其中所述凹槽包括颠倒的底切部，并成型为接收在另外的装置上的又一舌部，由此成为在至少一个方向上联锁。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述壁具有多个侧面，且所述舌部延伸所述侧面的部分侧向长度。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述底端部段包括内部朝向所述顶端部段的上升部，且

所述舌部从某个水平面上的位置附近开始渐缩而结束于所述底端部段上升部。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述顶端部段的上升部中止，以在所述开口周围形成颈部；且

所述底端部段包括内部地朝向所述顶端部段的上升部，使得所述底端部段上升部能够接收又一顶端部段上升部。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括

至少一个脊部，所述至少一个脊部在顶端部段上形成，以及

至少一个通道，所述至少一个通道以与所述脊部类似的样式设置于所述底端部段上，并成型为使得所述通道可接收在另外的装置上设置的所述脊部。

7.一种模块化联锁容器，其包括：

顶端部段，所述顶端部段包括由从所述部段的表面突出的颈部所形成的开口，其中顶端肩部从顶端的外边缘以上升角度形成，并在所述颈部周围会聚；

底端部段，所述底端部段包括在底端表面中形成的缩进，其中底端肩部从底端部段的外边缘以与顶端表面上升角度类似的上升角度形成，并在所述缩进周围会聚；

壁，所述壁具有连接至所述顶端部段的第一端和连接至所述底端部段的第二端，由此形成容器；

至少一个舌部，所述至少一个舌部侧向地形成在所述壁上，并包括由底切部所形成的颈部和头部。

8.根据权利要求7所述的容器，其还包括：

至少一个凹陷凹槽，所述至少一个凹陷凹槽沿着所述壁侧向形成，其中所述凹槽成形为以联锁的方式接收在另外的容器上形成的又一舌部。

9.根据权利要求7所述的容器，其中所述舌部以如下方式形成在所述壁上，从缩进的高度附近开始，并朝向所述顶端部段延伸。

10.根据权利要求7所述的模块化联锁容器，其还包括：

脊部，所述脊部在所述顶端部段的表面上形成；以及

通道，所述通道在所述底端表面内形成，并以与所述脊部类似的样式设置，其中在底端部段内的通道成形为接收在另外的容器上形成的脊部。

11.根据权利要求8所述的模块化联锁容器，其中多个舌部和凹槽在所述壁上形成。

12.根据权利要求8所述的模块化联锁容器，其中所述舌部包括底切部，使得所述舌部能够与另外的容器上的凹槽联锁。

13.根据权利要求8所述的容器，其中所述凹槽包括颠倒的底切部，使得所述凹槽可与另外的容器上的舌部联锁。

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