CN103803210A - 集装箱的排气阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合用于集装箱的排气阀，所述排气阀适合于固定在集装箱上的孔口上面，并提供了瓣阀，所述瓣阀布置成仅当集装箱内部的压力和集装箱外的环境压力之间的压差超过预定值时容许流体流入或流出所述集装箱。还公开了一种具有上述排气阀的集装箱。

Description

集装箱的排气阀

技术领域

本发明涉及集装箱的排气阀。本发明的排气阀被研制出来特别是为了用于散货船运集装箱，(特别是打算用于海洋运输中的集装箱，其一般被称为“海运集装箱”)并且将特别参考该应用进行描述。然而，应该懂得，本发明的排气阀可以与各种类型的容器或其他封闭空间结合使用，其中必需确保容器或外壳的内部和外部之间的压差不超过预定值。当用在本申请中时，术语“集装箱”包括所有这种容器或外壳。

背景技术

海运集装箱的使用量非常大：在给定的任一天中在全世界估计有大约5-6百万个这种集装箱正在使用，并且使用的数量正在稳定增加。

集装箱是长方体形的并且一般以两种标准尺寸之一制造：6米长或12米长。宽度典型地标准化为2.4米且高度为2.6米。典型地，集装箱在其一端安装有水密门，集装箱的侧面由有棱纹的金属板制成，然而有些冷藏集装箱具有光滑表面。集装箱设计成气密的，除了安装在集装箱上壁中以防止由于环境空气压力的变化导致集装箱压力过大或压力过低的通气孔之外。

由于集装箱在暴风雨天气中会被冲到船外或当沉船时丢失，所以集装箱在大海上比较经常地丢失到水中。集装箱以这种方式丢失通常不会被报道，因此不能得到对于大海上丢失的集装箱数量的精确估计，但轶事证据暗示该数量比报道的大得多。

仅仅冲到海滩上的或沉到海底的集装箱产生的危害比较小，当然集装箱装有有毒材料的情况除外。然而，怀疑漂浮的或部分浸没的或刚好浸没的集装箱(刚好浸没的意思是在水面下面漂浮)造成了相当大量的损害：得不到准确数字，但有一些小/中型船只在撞到集装箱后失踪的被证实的报告，并且相信许多据说由于撞“鲸”而损坏或沉没的较小船只实际上不是被鲸损坏的(毕竟鲸鱼具有声纳)而是由于撞到刚好浸没的集装箱而损坏。

从以上可以看出，在具有一些限制的情况下，丢失的集装箱沉没得越快越好。然而，集装箱必须保护其中的货物，因而使用完全开孔的，即在所有侧面和底部中都有通气孔的集装箱是不可行的：如果集装箱丢失到水中的话，该类型的结构当然意味着集装箱迅速沉没，但它也会容许喷溅水和舱底水容易地进入集装箱，导致所装的货物损坏。

目前，标准集装箱在集装箱顶部或顶部附近配有一个或多个永久打开的通气孔，以防止由于集装箱内部和环境压力之间的压力不均衡导致集装箱损坏。

集装箱通常注满惰性气体以保护内容物，或注满熏蒸气体。然而，在具有永久打开的上部通气孔的情况下，集装箱内的气体逐渐从通气孔漏出，限制了那些气体的效力。

通常的做法是从集装箱内部采集气体样品，以检测由物质(如非法药物和爆炸物)发出的痕量气体。目前，通常通过推动采样探针穿过门封来采集气体样品；这迅速损坏门封，而门封的更换是昂贵的。

发明目标

因而需要一种海运集装箱的排气阀，其在正常的操作条件下保持集装箱基本上气密，且不容许喷溅水或舱底水轻易进入，但如果集装箱丢失到水中，其容许集装箱沉没，并且容许容易地采样集装箱内的气体。

进一步的目标(其适用于海运集装箱和其他集装箱)是将集装箱内部环境的改变最小化，因而将集装箱中使用的任何熏蒸化学制品的驻留性(因此其效力)最大化。这趋向于将有效熏蒸所需的这种化学制品的数量最小化。更进一步的目标是将进出集装箱的害虫活动最小化。

发明内容

本发明提供了一种适合用于集装箱的排气阀，所述排气阀适合于固定在集装箱上的孔口上面，并提供了瓣阀，瓣阀布置成仅当集装箱内部压力和集装箱外的环境压力之间的压差超过预定值时容许流体流入或流出集装箱。

优选地，排气阀还包括适合用于集装箱的一对隔开的排气阀，所述排气阀适合于固定在集装箱上的孔口上面，并提供了瓣阀，瓣阀布置成仅当集装箱内部压力和集装箱外的环境压力之间的压差超过预定值时容许流体流入或流出集装箱。

还优选地，所述阀还包括穿孔的盖子。

优选地，排气阀包括阀瓣，阀瓣提供了两个瓣部分；一个瓣部分适合于弯曲以当所述压差超过所述预定值时容许流体流入集装箱；另一个瓣部分适合于弯曲以当所述压差超过所述预定值时容许流体流出集装箱。

本发明还提供了一种集装箱，其具有如上所述的邻近集装箱的顶部安装在集装箱一个侧面上的第一排气阀和邻近集装箱的底部安装在集装箱的相对侧面上的第二所述排气阀。

附图说明

仅以示例性的方式，参考附图详细描述本发明的优选实施例，其中：

图1是安装有根据本发明第一实施方式的排气阀的集装箱的简图；

图2是穿过根据本发明第一实施方式的排气阀的横截面；

图3是阀的组成部件的平面图；

图4是安装有根据本发明第一实施方式的阀的集装箱的上部和下部的图示，其中所述阀处于操作中；

图5是穿过根据本发明第二实施方式的排气阀的横截面；

图6是阀板的平面图；

图7是图6的线A-A上的剖面；

图8是阀瓣的平面图；

图9是阀瓣的侧视图；和

图10是盖子的平面图。

具体实施方式

参考附图中的图1-4，海运集装箱10形成有传统的有棱纹的金属侧面11、12，并且根据第一实施方式的两个排气阀13、14安装在集装箱的相对的侧面上。排气阀13安装在侧面11一端处的棱纹之间，邻近集装箱的顶部15；第二排气阀14安装在相对的侧面12上，位于该侧面的棱纹之间，邻近集装箱的底部16，并且位于侧面12的与阀13相对的那端，从而使阀13、14大致对角地彼此相对。

集装箱当然可以安装有额外的阀，但相信两个阀就足够，如果它们如上所述布置的话，因为通过这种配置，无论集装箱以哪种方式落下，即底部向下或顶部向下，阀中的一个将会在水下且一个阀至少最初将会在水上面。应该注意，集装箱通常以底部向下的方式漂浮，因为由于集装箱装货方式的特性，它们通常是底部重。

图2表示排气阀13、14的配置，它们在结构上是相同的。在所有情况下，阀都固定在形成于集装箱侧面11、12中的切除部17上面。通过在相邻的棱纹之间形成切除部，阀被棱纹的突出部保护起来。然而，如果需要的话，将阀放置在其他地方也是可能的。

每个阀13、14都具有外部的盖子18，盖子18穿有大量的孔19，空气或水能通过孔19进入或离开阀。盖子的横截面是大礼帽形的。

在盖子和孔口17之间安装着两个隔开的同样的阀板：顶阀板20和底阀板21，阀瓣22安装在这些阀板之间。

如图3中所示，底阀板21在平面图上是矩形的并且提供外围框架21a。中心孔24形成在底阀板中，以接收固定铆钉25。阀板21还形成有两个隔开的孔口26、27；孔口26比孔口27宽，宽度选择成使得阀瓣22的一端能通过孔口26，但阀瓣的相对端不能通过孔口27。

顶阀板20与底阀板21相同，但反向地使用(看图2)以使得顶阀板中的较宽孔口29覆在底阀板中的较窄孔口27上面，顶阀板中的较窄孔口30覆在底阀板中的较大孔口26上面。

顶阀板20还形成有承垫部21b和接收铆钉25的中心孔28。

阀瓣22形成有中心孔35以接收固定铆钉25。除了在孔35两侧上的两个凸起31之外，阀瓣22在平面图上是矩形的。当如图2中所示地组装阀部件时，阀瓣22被保持在顶阀板和底阀板20、21之间。阀瓣22由比较硬但柔韧的材料制成，例如高密度聚氨酯，并且当在阀瓣的一侧或另一侧上遭受压力时可以弯曲。

如图2中所示，阀瓣的第一部分32分别位于顶阀板和底阀板的孔口29和27之间。顶阀板中的孔口29的尺寸使得阀瓣22的部分32能通过孔口29，但不能通过孔口27。因而，部分32能在压力下弯曲以容许流体通过盖子中的穿孔19离开集装箱，但不容许流体沿相反的方向通过，因为阀瓣32被底阀板支撑并且不能通过孔口27。

相反地，阀瓣的部分33可以弯曲以通过底阀板中的孔口26，以容许流体进入集装箱，但当沿相反方向受压时被顶阀板支撑，因为它不能通过顶阀板中的孔口30。

通过如下方式组装上述部件：用铆钉25固定上阀板和下阀板并将阀瓣22夹在它们之间，如图2中所示，并通过胶粘或其他方式将承垫部21a/b结合到盖子的内壁而将组装好的上阀板、下阀板以及阀瓣结合到盖子18(图2)。然后通过一连串隔开的铆钉36或等效的紧固件将整个组件固定在孔口17上面。然而，另一种可能性是将上阀板、下阀板和阀瓣制造为永远固定在一起的单个部件。

参考附图中的图5-10，根据本发明第二实施方式的排气阀50包括安装在顶阀板和底阀板52、53之间的阀瓣51和盖子54。

如图6中所示，每个阀板52、53在平面图上是矩形的并且形成有两个隔开的孔口56、57；孔口56比孔口57宽，宽度选择成使得阀瓣51的一个部分能通过孔口56，但阀瓣的相对部分不能通过孔口57。

每个阀板52、53形成有两对隔开的凸块58、59，板的每个较长边上都有一对，位于孔口56、57的中心之间。凸块58、59从每个阀板的平面凸出并且充当用于定位阀瓣51的定位凸块，如下文中所述。

每个阀板52、53形成有外围承垫部60、61，其凸出到对应阀板的平面上方并且用于当两个阀板相对时隔开两个阀板，如下所述。

两个阀板52、53是相同的，但反向地使用，如图5中所示，从而使上板52中的较宽孔口56覆在下板53中的较窄孔口57上面，上板52中的较窄孔口57覆在下板53中的较宽孔口56上面。

在图8中示出了阀瓣51的平面图，阀瓣51由大体上矩形的由比较硬但柔韧的材料制成的薄片构成，其提供了两个瓣部分51a和51b，每个瓣部分都能在瓣的一侧或另一侧上受到压力时弯曲。阀瓣51设有一对整体形成的凸起62、63，在阀瓣的每个长边上各一个。每个凸起62、63的外边缘被弄成方形，从而使凸起62、63能稳固且准确地位于阀板52、53的两对凸块58、59之间。

为了组装阀，将阀瓣51夹在相对的阀板52、53之间，阀板52、53如上所述是反向的，从而使一个阀板中的孔口57与另一个阀板中的孔口56位置相对。通过将阀瓣中的凸起62、63接合在相对阀板的相对的两对凸起58、59之间，来准确地定位阀瓣51。阀板52的承垫部60接触阀板53的承垫部61，将阀板隔开以容纳阀瓣51。通过将承垫部60、61的接触表面胶粘在一起来将阀板/阀瓣组件固定在一起。

如图5中所示，阀瓣51的长度x比阀板的长度Y短，从而使当阀瓣51如上所述地位于阀板之间时，瓣部分51a/b的端部覆在相邻孔口57上面但终止的位置达不到相邻孔口56的末端。

从以上可以看出，如果足够的压力沿箭头A的方向施加到瓣部分51a，则该瓣部分可以弯曲远离施加的压力并通过相邻的孔口56，容许流体通过阀。相似地，如果足够的压力沿箭头B的方向施加到瓣部分51b，则瓣部分51b可以弯曲远离施加的压力并通过相邻的孔口56。

上述阀板/阀瓣夹层结构安装在保护盖子54中，如图5和10中所示。盖子54提供了平的、坚固的保护外表面71，倾斜的端部72、73，和形成有安装孔75的整体形成的安装凸缘74。端部73被穿孔从而使流体能通过盖子进入或离开阀。

如图5中所示，盖子的内部形成有围绕内壁的台阶76；盖子的内部尺寸使得阀板/阀瓣夹层结构被推入配合到盖子内部中。阀板/阀瓣夹层结构的厚度与台阶76和安装凸缘74的外表面之间的距离Z相同，以使得当阀板/阀瓣夹层结构如图5中所示地定位且盖子54固定在集装箱中的孔口77上面时，阀被牢固地保持在集装箱的壁上。

通过将合适的紧固件(如铆钉)穿过固定孔75并插入集装箱的下层壁，将阀固定到集装箱。如果阀用于雨水、喷溅流体或其他不希望有的流体可能冲击在阀盖上的任何应用中，则将阀安装成穿孔的侧部73的位置最低，从而使盖子的倾斜形状防止任何水位于穿孔上并使水难以进入穿孔。

集装箱可以在其上的任何位置范围安装有任何数量的排气阀。如果需要排气阀帮助集装箱在其落入水中时沉没，则应该如参考图1所描述的那样定位排气阀。如果没有这种要求，则可以将阀安装在集装箱的顶部附近，如果优选的话。

盖子、顶阀板和底阀板可以由任何合适的耐冲击材料制成，例如聚碳酸脂。应该懂得，上述构造是制造起来比较便宜的，因而可以便宜地更换损坏的阀。此外，将阀固定在孔口上面的方法简单，所以易于更换。

上述阀的操作在图4中示出：阀13、14自动操作以调节任何压力不均衡。如果集装箱内的压力超过外部压力(无论水压还是气压)，阀将会如图4中的阀13所示那样打开，容许流体(箭头A)通过阀，因为阀瓣的部分32弯曲远离阀板并通过上阀板中的孔口。相反，如果外部压力大于集装箱内的压力，则阀瓣的部分33如图4中的阀14所示那样弯曲，容许流体(箭头B)进入集装箱。

应该懂得，使阀进行操作所需的压差量由阀瓣的刚性决定，流体能通过阀的速率由顶阀板和底阀板中的孔口的大小决定。因而，下列是比较简单的事情：选择下部的阀14中的阀板刚性以使得例如由波浪浪花或舱底水施加的压力不足以打开阀，但如果集装箱丢失到水中且集装箱外部的水压超过预定值时阀会打开。

如果集装箱丢失到水中，它一般会以集装箱底部最低的方式漂浮，阀瓣的柔性使得一旦集装箱处于海中，下部的阀14就打开，容许水进入集装箱。这当然会增大集装箱内的空气压力并且之后不久，上部的阀13打开以容许空气离开集装箱，如图4中的箭头A所示。

在集装箱丢失到水中的许多情况中，能以合理的准确性查明集装箱落水的位置，如果集装箱迅速沉没，则当必须找回集装箱时，这便于确定集装箱的位置。显然，集装箱实际沉没的速度取决于集装箱的重量加上集装箱中装载物的重量，但如果知道集装箱加上装载物的大概重量，则能计算出沉没可能花费的时间，假设阀的横截面积也是已知的。对空集装箱执行的计算表明空的6米集装箱很可能最多花3小时沉没，12米集装箱最多花7小时沉没。因而如果集装箱落水点的洋流是已知的，则能计算出集装箱在沉没之前的漂移量。

如早先说明的，因为阀彼此相对地对角布置，所以即使集装箱翻倒到海中以致于它倒置，阀也仍然如上所述地操作，除了阀13为下部的阀而阀14为上部的阀之外。

如上所述，标准集装箱目前安装有上部通气孔以防止由于集装箱内部和环境压力之间的压力不均衡导致的集装箱损坏。当将根据本发明的阀安装到集装箱时，不用安装标准的通气孔，因为阀将会自动操作以调节任何压力不平衡。然而，没有永久打开的上部通气孔的集装箱提供了额外的优点：通常的做法是用惰性气体或用于熏蒸目的的气体注满集装箱，但对于传统的集装箱，熏蒸气体从打开的上部通气孔漏出，因而仅仅部分有效。相反，通过本发明，排气阀会将熏蒸气体保留在集装箱内，除非在集装箱和环境压力之间有明显的压力不平衡，在这种情况下，阀将仅仅打开足够长的时间以容许调节该压力不平衡并且然后将再次关闭。这充分增大了熏蒸气体的保留和熏蒸的效力。

此外，上述排气阀对于进入集装箱的害虫种类(昆虫、啮齿动物、真菌)提供了改进的机械屏障。

能想到本发明的排气阀也使得检测集装箱中携带的违法物质更加容易，因为其使得集装箱通过永久打开的通气孔的通风较少，所以集装箱中的空气趋向于保留由物质(如非法药物和爆炸物)发出的痕量气体。通过经由一个阀泵入空气并对从另一个阀排出的空气进行采样，能容易地采样集装箱空气，使得检测这些非法物质更加容易，而不必实际打开集装箱。替代地，可以通过一个阀简单地泵出空气，并进行采样。

优选地，本发明的排气阀制造成与目前使用的标准的上部通气孔尺寸相同：这便于现有的集装箱改装本发明的排气阀。

Claims (9)

1.一种适合用于集装箱的排气阀，所述排气阀适合于固定在集装箱上的孔口上面，并提供了瓣阀，所述瓣阀布置成仅当集装箱内部的压力和集装箱外的环境压力之间的压差超过预定值时容许流体流入或流出所述集装箱。

2.如权利要求1所述的排气阀，其中所述阀包括阀瓣，所述阀瓣提供了两个瓣部分；一个瓣部分适合于弯曲以当所述压差超过所述预定值时容许流体流入集装箱；另一个瓣部分适合于弯曲以当所述压差超过所述预定值时容许流体流出集装箱。

3.如权利要求2所述的排气阀，其中所述阀还包括分别布置在阀瓣两侧上的一对隔开的阀板；每个所述阀板提供隔开的第一孔口和第二孔口；所述第一孔口具有合适比例和尺寸以便容许阀瓣的相邻的瓣部分通过其中，所述第二孔口具有合适比例和尺寸以便不容许阀瓣的相邻的瓣部分通过其中；其中所述阀板和所述阀瓣布置成使得所述阀瓣的一个瓣部分位于所述阀板中的一个上的第一孔口和另一个所述阀板上的第二孔口之间，并且所述阀瓣的另一个所述瓣部分位于所述阀板中的所述一个上的第二孔口和所述另一个所述阀板上的第一孔口之间。

4.如权利要求3所述的排气阀，其中每个所述阀板形成有外围承垫部以将所述阀板隔开并将所述阀瓣容纳在所述阀板之间。

5.如权利要求4所述的排气阀，其中每个所述阀板还形成有用于定位所述阀瓣的定位凸块。

6.如权利要求1所述的排气阀，其中所述阀还包括穿孔的盖子。

7.如权利要求6所述的排气阀，其中所述盖子形成有顶部部分和相对于所述顶部部分倾斜一角度的侧部部分，并且在至少一个所述侧部部分中形成穿孔。

8.如权利要求6所述的排气阀，其中所述盖子设置有外围承垫部以将所述阀固定在所述集装箱中的孔口上面。

9.一种集装箱，其具有如前述权利要求中任一项所述的第一排气阀和第二排气阀，所述第一排气阀邻近集装箱的顶部安装在集装箱的一个侧面上，所述第二排气阀邻近集装箱的底部安装在集装箱的相对侧面上。

Images