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专利名称:保温塑料薄膜结构和方法
本申请案为1987年8月10日提交的待批申请第83,174号的继续申请部分。
本发明涉及适合于用作天蓬、暖房和其他遮盖物、掩体及围棚的塑料薄膜结构。具体地说,本发明是一种由可以快速组装和容易调换破损薄膜板的构件组装的廉价、多层、保温塑料薄膜结构。
以往,业已研制成各种各样利用透明或半透明的聚合物板和薄膜、支撑在构架上的结构。最初的结构是仿照传统的玻璃暖房制作的;并且使用纤维增强软塑料板。一般来说,构架由挤压铝材、木材或钢材构成。
美国专利第4,091,584号揭示了一种小建筑组合结构的构造,它包括用塑料薄膜覆盖的由聚***乙烯(PVC)管构成的建筑构架。薄膜绷在构架上并用夹子固定在底部横杆上。美国专利第3,996,650号说明了塑料薄膜夹子的结构以及塑料薄膜被夹在上面的建筑构架。通常,薄膜围绕在长条形圆构件上,夹紧件置于薄膜上,将薄膜紧压在长条形构件上。薄膜仅仅在被夹紧的地方固定在构架上。
为了把塑料薄膜的整个边都固定在建筑构架上,长条形结构件由设有直槽或者其他可固定薄膜的表面形状的木材金属构成。在美国专利第3,930,344号中,薄膜42由杆62和螺栓结合夹板
64压在圆槽(
图10)的表面上。在美国专利第3,765,134号中,薄膜由连接件41(
图15和
图17)的平支承面压在桁条的平支承面上,连接件通过栓结合夹板46夹紧。这些结构需要昂贵的专门的异型构件,装构架和固定薄膜极为费工。美国专利第4,233,958号说明了另一种结构,它由上有夹槽的金属架构成的六角形板制成(图3),其中薄膜用T型长塑料条夹住。
美国专利第4,452,230号揭示了一种用于建筑结构的较复杂的天蓬系统,采用刚性长构件支承软管。在图7-9中,熔(缝)在4根绳带40周围的织物材料形成一个盒形结构。然后,使绳带穿过刚性长构件43中的直槽。图6所示为由塑料薄膜构成的一种结构。塑料管盒形结构的“接合”由在刚性通道部分24的凸缘内延伸的直角角棒23构成。这种结构需要复杂且昂贵的构件,而且构件装配也极为费工。美国专利第2,950,727号、第2,986,150号和第4,036,244号揭示的薄膜结构,其中用相对设置的通道保持单层薄膜的珠状边缘,以把薄膜保持在构架上。
美国专利第4,273,099号揭示了一种具有顶或盖的太阳能加热建筑结构,顶或盖由连续塑料薄膜构件构成,顶盖上具有透明部分和光线反射部分。靠机械使薄膜移动,改变反射和
(或)透明部分的位置,以调节建筑物内部接受的阳光。薄膜的绳增强边穿入刚性结构导件42的槽44中并由可充气管48(图5)保持在位置上。当管48充气时,在塑料薄膜的表面和槽的相对表面之间形成密封。
在美国专利第4,305,235号中,塑料薄膜被夹在构件上,以形成暖房热量保存系统。美国专利第4,352,259号叙述了一种由排气后可贮存在结构侧面上,而充气后可形成活顶板的塑料纵向管构成的板。美国专利第4,365,455号说明了用被夹塑料薄膜的型面的刚性建筑薄壳结构。
本发明的塑料薄膜结构包括一构架,它支承一连续的被密封的用于把气体保持在正压下的平塑料薄膜管件。该管有相对的边,并有软薄膜保持线穿过且延伸到其端部之外形成凸圆边。构架可以有侧边和顶部,并且具有许多在其上平行地安置的软导带,每根导带至少沿着构架的一部分延伸。每根导带包括设置在导带相对边缘上的整体导轨,在一个导带的一边缘上的导轨件与相邻导轨件的相对边缘上的导轨件相对。导轨是接纳和引导由保持线经此拉出的平薄膜管件的一边,并且使保持线和薄膜管件保持在构架的位置上的构件。壁结构可以包括第一和第二侧壁及顶部,每根导带可以弯曲,向上至少沿着第一侧壁的一部分延伸,穿过顶部,再向下沿着至少第二侧壁的一部分延伸。完全组装好的结构的塑料薄膜管装置是一充有正压气体的密封管。
在优先采用的组装好在壁结构中,塑料薄膜的形状为四层平薄膜(平的四薄膜层),形成两个充气保温层。薄膜层由两根同心管构成,在端部密封形成管状密封套,对层壁密封形成一管状封套。保持线通过内管延伸。
在本发明用于形成壁结构的方法中,保持线穿入且通过设置在构架结构上的软导带的导轨件被拉动,从而把平薄膜管拉过导轨件而把软薄膜管置于结构上。在构架结构上定位之后,则把气体充入密封套管,内呈正压。
图1为本发明的一种棚的实施例的等距视图,薄膜层设置在构架结构的外侧;
图2为构架的等距视图,其上置有软导带;
图3为组装后的桁架件的部分正视图,在其上具有软导带;
图4为构架件的剖面图,在其上具有导带,沿图3中4-4线切取;
图5为支承在两条软安装带之间的塑料薄膜管的局部示意图;
图6为桩组件的局部剖视图,通过它可以把本发明的棚固定地系住在地面上,不需地基;
图7为本发明四层薄膜双保温实施例的局部剖视图;
图8为四层薄膜层平的双管的顶视图;
图9为图8四层薄膜层平的双管的一角的局部视图;
图10为密封和索眼环的剖面图,以图9中A-A线切取;
图11为边缘和系紧线的剖视图,以
图10中B-B线切取;
图12为带有保持线和索眼环的四层薄膜的平双管的角的局部等距视图。
图13为软导向件的局部视图,它通过一条带和图7的四层薄膜双保温实施例固定在管状支承件上。
本发明的棚可容易而经济地由市售材料制成的预制的管状和薄膜构件构成。
图1为所说的棚的一个实施例的等距视图,它具有在构架结构外侧固定的薄膜层,图2为所说构架的等距视图,在其上具有软导带。
构架由管状塑料成金属件,通过常规的连接固定件连接成构架组合件而构成。侧桁条2由自底构件8延伸的直桁架4和6支承。顶桁条10与椽构件12和14连接且由其支承,构件12和14又支承地与直桁架构件16和18连接。在另一侧,侧桁条22由自底构件28延伸的直桁架24和26支承。顶桁条30与椽构件32和34连接且由其支承,构件32和34又支承地与直桁架构件36和38连接。由椽构件40和42连接相对的顶桁系10和30。直桁架4、6、24和26均可用短的角构件44连接在各自的底构件8和28上。
这些构架构件均由塑料和金属管构成,采用常规连接件,例如弯接头46和48、T型接头50和52以及十字接54连接。通过用
T型接头52和十字接头54把顶和侧桁条、桁架、椽构件以及底构件连接在起始的构件上,可以使这种结构扩展。
塑料构件如聚乙烯管可以用通常的乙烯基胶固定在塑料接合处。同样,铝构件也可以用环氧胶等连接,可以用铜管和连接件如铜管和铜弯接头、T型接头以及十字接头,用钎料连接,或者用固定螺钉把连接件固定在管子上。为了提高强度和抗周围环境腐蚀的能力,优先采用镁合金管和连接件。
塑料薄膜板60、62和64通过
图12所示和更详细地在图3和图4所示的软导带66和68被安装在骨架管结构上。板60从底构件48延伸到相对的底构件28,通过在各自椽构件的外表面上设置的软导带66和68支承在顶结构中。端薄膜板62和64设置在软导带66上,延伸到地面。端薄膜板62和64的相邻边70和72可以用任何常规方法连接,但是最好采用可以更换和容易分开的方法连接。为此,可以使用一种简单的连接件,例如索眼环、按扣、按钮VELCRO带。
水平桁条2、10、22和30在与弯接头48相离开的位置上被连接在支撑桁架和椽上。以防因管子拉经软导带时被在弯曲处的弯接头造成薄膜的局部拉伸和可能的断裂。
图3为组装好的桁架的局部正视图,其上设置有软导带。在本实施例中,侧壁由两个直桁架构件26和38组成,胨降坠辜
8和侧桁条22连接。顶由与水平顶桁条30连接的两个椽构件34和40构成。直桁架构件38通过弯接头48连接在椽构件34上。
软导带68固定在桁架构件25和38的外面和椽构件34和40的外面,自底构件28向上穿过顶结构,再向下延伸到另一相对底构件(图中未画)的相对侧。软带68的端部70从支撑件44上延离,使导绳易于穿入槽72,下文将作较详细的叙述。底可以通过图6中较详细示出的桩74固定在地上。
图4为构架构件的剖视图,在其上设有导带和薄膜,以图3中A-A线切取。
软导带68有两个分开的导向面90和92。导向面90和92由中心安装部分94分开,一诸如螺钉96的紧固件通过安装部分94延伸到桁架26的壁上。导向面90和92是相同但相对的槽98和100的表面的一部分。槽98的开口包括两相对的唇102和104,其两相对表面106和108之间的距离小于保持线,例如保持线110的厚度,保持线置于相对的槽100中,因此能在当横向拉伸时使保持线保持在槽中。
在图4所示的最佳实施例中,内导轨或槽98和100彼此反向设置。唇包括一对相隔且相对的内保持面90和92。每个保持面如面90汇合成喇叭形支承面112和114。
由导轨100支承的薄膜套管115包括一具有内部分116和外部118的管状薄膜,在端部密封,具有通过其相对边缘延伸的保持线
110。每条保持线从一端到另一端穿入且经导轨100拉出,并与其一起拉动管状薄膜。相对的二唇表面如106和108之间的距离小于保持线110的直径,防止它在横向拉伸下从槽中出来。导轨98和100的直径远大于保持线110的直径,故而使该线在不被夹住的情况下经导轨拉出。
软导带应当选择弹性体或者软聚合物材料,它在低达-50℃的寒冷条件一直到沙漠温度60℃的温度范围内暴露时应仍保持柔软。对大多数农业区来说,温度范围为-20℃到大约50℃。应当选择含有足够的紫外稳定剂和其他保护剂的材料作为导带的材料,在阳光下直接暴露10年而不显著地降低其性能。合适的聚合物为丁二烯和其他烯烃均聚物和共聚物,例如聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯以及其他软的和(或)弹性的烯烃聚合物,例如聚异戊二烯。
它们可以充填碳或者其他不透光材料或者掺和保护聚合物结构免受阳光老化的光屏(紫外线稳定剂)。其使用寿命至少为5年。最好大于10年。
薄膜材料可以为任何加有足够的紫外线稳定剂的透明或半透明的常用薄膜,以防在阳光下迅速老化。合适的薄膜材料如聚酯薄膜、带有光屏层或者防光化学物质组分的聚烯烃类薄膜。
图5为组装后在两根软安装带之间支承的塑料薄膜套管的局部示意图。管状薄膜具有内、外表面116和118,围绕并且在相对的保持线
124和126之间延伸,保持线由各自的软导带66和68中的导轨支承,后者则安置在直桁架24和26上。组装之后,把气体例如空气充入薄膜套管中,使该管膨胀且使表面116和118分开。这就提供了一种保温结构。充气结构的拉伸增大,可更强化整个结构。前板62和后板可以有由保持线128保持在导槽内的相对壁120和122组成的相似结构。
图6为桩组合件的局部剖视图,通过它本发明可以固定地锚定在地上而不需地基。桩130和132由具有帽盖134和136的管子构成,以吸收锤子或其他驱动工具和尖头的冲击。这些桩在底管8的两侧以会聚的角度打入地下,用金属线、绳索或其他合适的软材料138穿过管8的顶部绕在桩之间,牢固地形成一个把管子8固定在地面上的固定箍圈。管子的会聚角防止它们整个拔出。如果这种桩要移动或者拆除,由先去除箍圈,沿它们各自的轴线分别从地面向上拉就能容易地拔出桩130和132。
图7为本发明四层薄膜双保温实施例的局部剖视图。四层薄膜保温壁140延伸在相邻的软带142和144之间。每一根带142和144均分别通过一根捆扎用带150和152固定在支承管146和148上。
图8为四层薄膜层平的双管的顶视图。薄膜壁由双管,即同心薄膜管形成,一根管在另一根管内,弄平形成一种四层薄膜结构