RU220110U1 - Spherical module - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к сферическим конструктивным модулям, используемым в качестве сферических купольных покрытий, оболочек резервуаров/газгольдеров, а также полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. сферических жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций.The utility model relates to the field of construction, namely to spherical structural modules used as spherical dome coatings, shells of tanks / gas holders, as well as prefabricated residential blocks of settlements in hard-to-reach areas and in areas of extreme natural and climatic conditions, incl. spherical residential compartments of orbital space multi-module stations.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение функциональных возможностей модуля сферического за счет упрощения присоединения сферических модулей друг к другу по плоскому круговому контуру сферических сегментов с образованием многоблочных составных структур различной конфигурации, а также упрощения устройства круглых плоских иллюминаторов и шлюзовых/переходных блоков.The technical result provided by the above set of features is the expansion of the functionality of the spherical module by simplifying the attachment of spherical modules to each other along a flat circular contour of spherical segments with the formation of multi-block composite structures of various configurations, as well as simplifying the arrangement of round flat windows and gateway / transition blocks.

Данный технический результат достигается тем, что в модуле сферическом, состоящем из состыкованных по дугообразным кромкам одинаковых зеркально симметричных сферических отсеков и размещенных между ними одинаковых неправильных шестиугольных сферических отсеков, у каждого из которых по две смежные и две несмежные кромки выполнены попарно равными; при этом каждый из зеркально симметричных сферических отсеков состыкован с окружающими его пятью неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют двенадцать зеркально симметричных сферических отсеков и шестьдесят неправильных шестиугольных сферических отсеков, одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки выполнены в виде круговых сферических сегментов; причем одна из кромок у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков, размещенная между двумя несмежными равными кромками, составляет одну пятую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента.This technical result is achieved by the fact that in a spherical module, consisting of identical mirror-symmetric spherical compartments joined along arcuate edges and identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges are made in pairs equal; in this case, each of the mirror-symmetrical spherical compartments is docked with five irregular hexagonal spherical compartments surrounding it, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the full spherical shell of the module consists of twelve mirror-symmetric spherical compartments and sixty irregular hexagonal spherical compartments, identical mirror-symmetrical spherical compartments are made in the form of circular spherical segments; moreover, one of the edges of each of the irregular hexagonal spherical compartments, located between two non-adjacent equal edges, is one fifth of the circular base of the adjacent spherical segment.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к сферическим конструктивным модулям, используемым в качестве сферических купольных покрытий, оболочек резервуаров/газгольдеров, а также полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. сферических жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций.The utility model relates to the field of construction, namely to spherical structural modules used as spherical dome coatings, shells of tanks / gas holders, as well as prefabricated residential blocks of settlements in hard-to-reach areas and in areas of extreme natural and climatic conditions, incl. spherical residential compartments of orbital space multi-module stations.

Из существующего перечня аналогичных технических решений известна сферическая оболочка газгольдера, составленная из однотипных линзовидных сферических листовых сегментов, имеющих дополнительное подразделение по длине и состыкованных по меридианам сферы с образованием двух противолежащих вершин-полюсов на ее поверхности (Архитектура промышленных предприятий, зданий и сооружений: справочник проектировщика / В.А. Дроздов, Л.Ф. Гольденгерш, Е.С. Матвеев и др.; под общ. ред. Кима Н.Н. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990. - с. 617, рис. 32.15).From the existing list of similar technical solutions, a spherical shell of a gas tank is known, composed of the same type of lenticular spherical sheet segments, having an additional subdivision along the length and docked along the meridians of the sphere with the formation of two opposite vertices-poles on its surface (Architecture of industrial enterprises, buildings and structures: a designer's guide / V. A. Drozdov, L. F. Goldengersh, E. S. Matveev, etc., under the general editorship of Kim N. N. - 2nd ed., revised and additional - M .: Stroyizdat, 1990. - p. 617, Fig. 32.15).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является сложный раскрой составных линзовидных сферических элементов, а также значительная трудоемкость точного соединения многочисленных вершин составляющих элементов в двух вершинах-полюсах сферической оболочки.The disadvantage of this technical solution, which hinders the achievement of the technical result provided by the utility model, is the complex cutting of composite lenticular spherical elements, as well as the significant laboriousness of the precise connection of numerous vertices of the constituent elements in two vertices-poles of the spherical shell.

Известна сферическая оболочка газгольдера, составленная из разновеликих четырехугольных листовых полос, продольные кромки которых ориентированы по ее меридианам (Костов К. Архитектура инженерных сооружений и промышленного интерьера. - М.: Стройиздат, 1983. - с. 131, рис. 4.46-б).A spherical shell of a gas tank is known, composed of different-sized quadrangular sheet strips, the longitudinal edges of which are oriented along its meridians (Kostov K. Architecture of engineering structures and industrial interior. - M .: Stroyizdat, 1983. - p. 131, Fig. 4.46-b).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, являются разнотипность и сложный раскрой составляющих оболочку четырехугольных полос, а, следовательно, значительная трудоемкость ее изготовления и монтажа.The disadvantage of this technical solution, which prevents obtaining the technical result provided by the utility model, is the diversity and complex cutting of the quadrangular strips that make up the shell, and, consequently, the significant laboriousness of its manufacture and installation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является модуль сферический, состоящий из состыкованных по дугообразным кромкам, очерченным участками геодезических линий, одинаковых правильных пятиугольных сферических отсеков, а также размещенных между ними одинаковых неправильных шестиугольных сферических отсеков, у каждого из которых по две смежные и две несмежные кромки выполнены попарно равными; при этом во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют двенадцать правильных пятиугольных сферических отсеков и шестьдесят неправильных шестиугольных сферических отсеков (патент РФ №218038, Модуль сферический, МКИ Е04В 1/32, Е04В 7/10, 2023).The closest in technical essence to the claimed utility model is a spherical module, consisting of joined along arcuate edges, outlined by sections of geodesic lines, identical regular pentagonal spherical compartments, as well as identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two nonadjacent edges are made in pairs equal; at the same time, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the complete spherical shell of the module consists of twelve regular pentagonal spherical compartments and sixty irregular hexagonal spherical compartments (RF patent No. 218038, Spherical module, MKI E04V 1/32, E04V 7/10, 2023).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность присоединения сферических модулей друг к другу при создании многоблочных составных структур, а также устройства плоских иллюминаторов и шлюзовых блоков по пространственному контуру сферических отсеков.The disadvantage of this technical solution, which hinders the technical result provided by the utility model, is the impossibility of attaching spherical modules to each other when creating multi-block composite structures, as well as the device of flat windows and airlock blocks along the spatial contour of spherical compartments.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей модуля сферического.The task to be solved by the claimed utility model is to expand the functionality of the spherical module.

Данная задача решается за счет того, что в модуле сферическом, состоящем из состыкованных по дугообразным кромкам одинаковых зеркально симметричных сферических отсеков и размещенных между ними одинаковых неправильных шестиугольных сферических отсеков, у каждого из которых по две смежные и две несмежные кромки выполнены попарно равными, при этом каждый из зеркально симметричных сферических отсеков состыкован с окружающими его пятью неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют двенадцать зеркально симметричных сферических отсеков и шестьдесят неправильных шестиугольных сферических отсеков, одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки выполнены в виде круговых сферических сегментов, причем одна из кромок у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков, размещенная между двумя несмежными равными кромками, составляет одну пятую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента.This problem is solved due to the fact that in a spherical module consisting of identical mirror-symmetric spherical compartments joined along arcuate edges and identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges are made pairwise equal, while each of the mirror-symmetric spherical compartments is docked with five irregular hexagonal spherical compartments surrounding it, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the full spherical shell of the module consists of twelve mirror-symmetric spherical compartments and sixty irregular hexagonal spherical compartments, identical mirror-symmetrical spherical compartments made in the form of circular spherical segments, and one of the edges of each of the irregular hexagonal spherical compartments, located between two non-adjacent equal edges, is one fifth of the circular base of the adjacent spherical segment.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение функциональных возможностей модуля сферического за счет упрощения присоединения сферических модулей друг к другу по плоскому круговому контуру сферических сегментов с образованием многоблочных составных структур различной конфигурации, а также упрощения устройства круглых плоских иллюминаторов и шлюзовых/переходных блоков.The technical result provided by the above set of features is the expansion of the functionality of the spherical module by simplifying the attachment of spherical modules to each other along a flat circular contour of spherical segments with the formation of multi-block composite structures of various configurations, as well as simplifying the arrangement of round flat windows and gateway / transition blocks.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1, 2 изображен общий вид модуля сферического (варианты с различными пропорционально-метрическими параметрами составляющих сферических отсеков).In FIG. 1, 2 shows a general view of the spherical module (options with different proportional-metric parameters of the constituent spherical compartments).

Модуль сферический состоит из состыкованных по дугообразным кромкам одинаковых зеркально симметричных сферических отсеков 1 и размещенных между ними одинаковых неправильных шестиугольных сферических отсеков 2, у каждого из которых по две смежные кромки 3 и две несмежные кромки 4 выполнены попарно равными. Каждый зеркально симметричный сферический отсек 1 состыкован с окружающими его пятью неправильными шестиугольными сферическими отсеками 2. При этом во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют двенадцать зеркально симметричных сферических отсеков 1 и шестьдесят неправильных шестиугольных сферических отсеков 2. Одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки 1 выполнены в виде круговых сферических сегментов; при этом одна из кромок 5 у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков 2, размещенная между двумя несмежными равными кромками 4, составляет одну пятую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента 1.The spherical module consists of identical mirror-symmetric spherical compartments 1 joined along arcuate edges and identical irregular hexagonal spherical compartments 2 placed between them, each of which has two adjacent edges 3 and two non-adjacent edges 4 are made in pairs equal. Each mirror-symmetric spherical compartment 1 is docked with five irregular hexagonal spherical compartments 2 surrounding it. At the same time, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the full spherical shell of the module consists of twelve mirror-symmetric spherical compartments 1 and sixty irregular hexagonal spherical compartments 2. The same mirror-symmetric spherical compartments 1 are made in the form of circular spherical segments; wherein one of the edges 5 of each of the irregular hexagonal spherical compartments 2, located between two non-adjacent equal edges 4, is one fifth of the circular base of the adjacent spherical segment 1.

Сферическая оболочка заявляемого модуля выполняется, например, из многослойных композитных материалов с внутренним напененным изолирующим утеплителем. Возможно изготовление сборной оболочки модуля из штампованных металлических листовых элементов с последующим соединением их по контурным дугам сваркой.The spherical shell of the proposed module is made, for example, of multilayer composite materials with an internal foamed insulating insulation. It is possible to manufacture a prefabricated module shell from stamped metal sheet elements with their subsequent connection along the contour arcs by welding.

Сферические модули могут в совокупности образовывать объемные составные объекты различной пространственной конфигурации, последовательно присоединяясь друг к другу известными способами. При этом полносборная конструкция модуля сферического может обеспечивать его полностью автономное, изолированное жизнеобеспечение в качестве объемного компонента составной структуры.The spherical modules can together form three-dimensional composite objects of various spatial configurations, sequentially joining each other by known methods. At the same time, the fully assembled design of the spherical module can provide its completely autonomous, isolated life support as a three-dimensional component of the composite structure.

Claims (1)

Модуль сферический, состоящий из состыкованных по дугообразным кромкам одинаковых зеркально симметричных сферических отсеков и размещенных между ними одинаковых неправильных шестиугольных сферических отсеков, у каждого из которых по две смежные и две несмежные кромки выполнены попарно равными, при этом каждый из зеркально симметричных сферических отсеков состыкован с окружающими его пятью неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют двенадцать зеркально симметричных сферических отсеков и шестьдесят неправильных шестиугольных сферических отсеков, отличающийся тем, что одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки выполнены в виде круговых сферических сегментов, причем одна из кромок у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков, размещенная между двумя несмежными равными кромками, составляет одну пятую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента.A spherical module consisting of identical mirror-symmetric spherical compartments joined along arcuate edges and identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges made in pairs equal, with each of the mirror-symmetric spherical compartments docked with the surrounding its five irregular hexagonal spherical compartments, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the complete spherical shell of the module consists of twelve mirror-symmetric spherical compartments and sixty irregular hexagonal spherical compartments, characterized in that the same mirror-symmetrical spherical compartments are made in the form of circular spherical segments, and one of the edges of each of the irregular hexagonal spherical compartments, placed between two non-adjacent equal edges, is one fifth of the circular base of the adjacent spherical segment.