RU220552U1 - 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 coverings, shells of tanks/gas holders, as well as fully prefabricated residential blocks of settlements in hard-to-reach areas and in zones of extreme natural and climatic conditions, incl. spherical living compartments of orbital space multimodule 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 given set of features is the expansion of the functionality of the spherical module by simplifying the connection of spherical modules to each other along the flat circular contour of the spherical segments with the formation of multi-block composite structures of various configurations, as well as simplifying the design 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, 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 каждый из зеркально симметричных сферических отсеков состыкован с четырьмя окружающими его неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют шесть зеркально симметричных сферических отсеков и двадцать четыре неправильных шестиугольных сферических отсека, одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки выполнены в виде круговых сферических сегментов; при этом одна из кромок у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков, размещенная между двумя несмежными равными кромками, составляет одну четвертую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента.This technical result is achieved by the fact that in a spherical module, consisting of identical mirror-symmetrical spherical compartments joined along arcuate edges, as well as identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges made in pairs equal; in this case, each of the mirror-symmetrical spherical compartments is docked with four irregular hexagonal spherical compartments surrounding it, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the complete spherical shell of the module consists of six mirror-symmetrical spherical compartments and twenty-four irregular hexagonal spherical compartments, identical in mirror image symmetrical spherical compartments are made in the form of circular spherical segments; wherein one of the edges of each of the irregular hexagonal spherical compartments, placed between two non-adjacent equal edges, constitutes one-fourth 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 coverings, shells of tanks/gas holders, as well as fully prefabricated residential blocks of settlements in hard-to-reach areas and in zones of extreme natural and climatic conditions, incl. spherical living compartments of orbital space multimodule 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, the spherical shell of a gas holder is known, composed of the same type of lens-shaped spherical sheet segments, having an additional division along the length and docked along the meridians of the sphere to form two opposite vertices-poles on its surface (Architecture of industrial enterprises, buildings and structures: a designer's handbook / V.A. Drozdov, L.F. Goldengersh, E.S. Matveev, etc.; edited by N.N. Kim - 2nd ed., revised and supplemented - 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 prevents obtaining the technical result that is provided by the utility model, is the complex cutting of the composite lens-shaped spherical elements, as well as the significant complexity of accurately connecting the numerous vertices of the constituent elements in the 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).The 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 interiors. - 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 that is provided by the utility model, is the heterogeneity and complex cutting of the quadrangular strips that make up the shell, and, consequently, the significant complexity of its manufacture and installation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является модуль сферический, состоящий из состыкованных по целым дугообразным кромкам, очерченным участками геодезических линий, одинаковых квадратных 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 каждый из квадратных сферических отсеков состыкован с четырьмя неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют шесть квадратных сферических отсеков и двадцать четыре неправильных шестиугольных сферических отсека (патент РФ №218034, 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 identical square spherical compartments joined along entire arcuate edges, outlined by sections of geodetic lines, as well as identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges are made equal in pairs; Moreover, each of the square spherical compartments is docked with four 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 six square spherical compartments and twenty-four irregular hexagonal spherical compartments (RF patent No. 218034, Module spherical, 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 prevents obtaining the technical result that is provided by the utility model, is the impossibility of connecting spherical modules to each other when creating multi-block composite structures, as well as installing flat portholes and airlock blocks along the spatial contour of the 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, 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 каждый из зеркально симметричных сферических отсеков состыкован с четырьмя окружающими его неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют шесть зеркально симметричных сферических отсеков и двадцать четыре неправильных шестиугольных сферических отсека, одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки выполнены в виде круговых сферических сегментов, при этом одна из кромок у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков, размещенная между двумя несмежными равными кромками, составляет одну четвертую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента.This problem is solved due to the fact that in a spherical module, consisting of identical mirror-symmetrical spherical compartments joined along arcuate edges, as well as identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges made equal in pairs, in this case, each of the mirror-symmetrical spherical compartments is docked with four irregular hexagonal spherical compartments surrounding it, three spherical compartments are docked at all corner vertices of the module, and the complete spherical shell of the module consists of six mirror-symmetrical spherical compartments and twenty-four irregular hexagonal spherical compartments, identical in mirror image the symmetrical spherical compartments are made in the form of circular spherical segments, with one of the edges of each of the irregular hexagonal spherical compartments, placed between two non-adjacent equal edges, constituting one fourth 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 given set of features is the expansion of the functionality of the spherical module by simplifying the connection of spherical modules to each other along the flat circular contour of the spherical segments with the formation of multi-block composite structures of various configurations, as well as simplifying the design 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 в различных ракурсах.In fig. 1-2 shows a general view of the spherical module from various angles.

Модуль сферический состоит из состыкованных по дугообразным кромкам одинаковых зеркально симметричных сферических отсеков 1, а также 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 из зеркально симметричных сферических отсеков 1 состыкован с четырьмя окружающими его неправильными шестиугольными сферическими отсеками 2; при этом во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют шесть зеркально симметричных сферических отсеков 1 и двадцать четыре неправильных шестиугольных сферических отсека 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 четвертую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента 1.The spherical module consists of identical mirror-symmetrical spherical compartments 1 joined along arcuate edges, as well as identical irregular hexagonal spherical compartments 2 placed between them, each of which has two adjacent edges 3 and two non-adjacent edges 4 made in pairs equal. Each of the mirror-symmetrical spherical compartments 1 is docked with four surrounding irregular hexagonal spherical compartments 2; in this case, three spherical compartments are joined at all corner vertices of the module, and the complete spherical shell of the module consists of six mirror-symmetrical spherical compartments 1 and twenty-four irregular hexagonal spherical compartments 2. Identical mirror-symmetrical spherical compartments 1 are made in the form of circular spherical segments; in this case, one of the edges 5 of each of the irregular hexagonal spherical compartments 2, placed between two non-adjacent equal edges 4, constitutes one fourth 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 горячеформованных металлических листовых элементов с последующим соединением их по контурным дугам сваркой.The spherical shell of the proposed module is made, for example, from multilayer composite materials with internal foamed insulating insulation. It is possible to manufacture a prefabricated module shell from hot-formed metal sheet elements and then connect them along 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.Spherical modules can collectively form three-dimensional composite objects of various spatial configurations, sequentially joining each other in known ways. In this case, the fully prefabricated design of the spherical module can ensure its completely autonomous, isolated life support as a volumetric component of the composite structure.

Claims (1)

Модуль сферический, состоящий из состыкованных по дугообразным кромкам одинаковых зеркально симметричных 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 каждый из зеркально симметричных сферических отсеков состыкован с четырьмя окружающими его неправильными шестиугольными сферическими отсеками, во всех угловых вершинах модуля состыкованы по три сферических отсека, а полную сферическую оболочку модуля составляют шесть зеркально симметричных сферических отсеков и двадцать четыре неправильных шестиугольных сферических отсека, отличающийся тем, что одинаковые зеркально симметричные сферические отсеки выполнены в виде круговых сферических сегментов, при этом одна из кромок у каждого из неправильных шестиугольных сферических отсеков, размещенная между двумя несмежными равными кромками, составляет одну четвертую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента.A spherical module consisting of identical mirror-symmetrical spherical compartments joined along arcuate edges, as well as identical irregular hexagonal spherical compartments placed between them, each of which has two adjacent and two non-adjacent edges made equal in pairs, while each of the mirror-symmetrical spherical compartments is joined with four irregular hexagonal spherical compartments surrounding it, three spherical compartments are joined at all corner vertices of the module, and the complete spherical shell of the module consists of six mirror-symmetrical spherical compartments and twenty-four irregular hexagonal spherical compartments, characterized in that the same mirror-symmetrical spherical compartments are made in in the form of circular spherical segments, with one of the edges of each of the irregular hexagonal spherical compartments, placed between two non-adjacent equal edges, constituting one-fourth of the circular base of the adjacent spherical segment.