專利名稱：保溫塑料薄膜結構和方法
本申請案為1987年8月10日提交的待批申請第83，174號的繼續(xù)申請部分。
本發(fā)明涉及適合于用作天蓬、暖房和其他遮蓋物、掩體及圍棚的塑料薄膜結構。具體地說，本發(fā)明是一種由可以快速組裝和容易調換破損薄膜板的構件組裝的廉價、多層、保溫塑料薄膜結構。
以往，業(yè)已研制成各種各樣利用透明或半透明的聚合物板和薄膜、支撐在構架上的結構。最初的結構是仿照傳統(tǒng)的玻璃暖房制作的;并且使用纖維增強軟塑料板。一般來說，構架由擠壓鋁材、木材或鋼材構成。
美國專利第4，091，584號揭示了一種小建筑組合結構的構造，它包括用塑料薄膜覆蓋的由聚氯乙烯(PVC)管構成的建筑構架。薄膜繃在構架上并用夾子固定在底部橫桿上。美國專利第3，996，650號說明了塑料薄膜夾子的結構以及塑料薄膜被夾在上面的建筑構架。通常，薄膜圍繞在長條形圓構件上，夾緊件置于薄膜上，將薄膜緊壓在長條形構件上。薄膜僅僅在被夾緊的地方固定在構架上。
為了把塑料薄膜的整個邊都固定在建筑構架上，長條形結構件由設有直槽或者其他可固定薄膜的表面形狀的木材金屬構成。在美國專利第3，930，344號中，薄膜42由桿62和螺栓結合夾板64壓在圓槽(


圖10)的表面上。在美國專利第3，765，134號中，薄膜由連接件41(
圖15和
圖17)的平支承面壓在桁條的平支承面上，連接件通過栓結合夾板46夾緊。這些結構需要昂貴的專門的異型構件，裝構架和固定薄膜極為費工。美國專利第4，233，958號說明了另一種結構，它由上有夾槽的金屬架構成的六角形板制成(圖3)，其中薄膜用T型長塑料條夾住。
美國專利第4，452，230號揭示了一種用于建筑結構的較復雜的天蓬系統(tǒng)，采用剛性長構件支承軟管。在圖7-9中，熔(縫)在4根繩帶40周圍的織物材料形成一個盒形結構。然后，使繩帶穿過剛性長構件43中的直槽。圖6所示為由塑料薄膜構成的一種結構。塑料管盒形結構的“接合”由在剛性通道部分24的凸緣內延伸的直角角棒23構成。這種結構需要復雜且昂貴的構件，而且構件裝配也極為費工。美國專利第2，950，727號、第2，986，150號和第4，036，244號揭示的薄膜結構，其中用相對設置的通道保持單層薄膜的珠狀邊緣，以把薄膜保持在構架上。
美國專利第4，273，099號揭示了一種具有頂或蓋的太陽能加熱建筑結構，頂或蓋由連續(xù)塑料薄膜構件構成，頂蓋上具有透明部分和光線反射部分。靠機械使薄膜移動，改變反射和(或)透明部分的位置，以調節(jié)建筑物內部接受的陽光。薄膜的繩增強邊穿入剛性結構導件42的槽44中并由可充氣管48(圖5)保持在位置上。當管48充氣時，在塑料薄膜的表面和槽的相對表面之間形成密封。
在美國專利第4，305，235號中，塑料薄膜被夾在構件上，以形成暖房熱量保存系統(tǒng)。美國專利第4，352，259號敘述了一種由排氣后可貯存在結構側面上，而充氣后可形成活頂板的塑料縱向管構成的板。美國專利第4，365，455號說明了用被夾塑料薄膜的型面的剛性建筑薄殼結構。
本發(fā)明的塑料薄膜結構包括一構架，它支承一連續(xù)的被密封的用于把氣體保持在正壓下的平塑料薄膜管件。該管有相對的邊，并有軟薄膜保持線穿過且延伸到其端部之外形成凸圓邊。構架可以有側邊和頂部，并且具有許多在其上平行地安置的軟導帶，每根導帶至少沿著構架的一部分延伸。每根導帶包括設置在導帶相對邊緣上的整體導軌，在一個導帶的一邊緣上的導軌件與相鄰導軌件的相對邊緣上的導軌件相對。導軌是接納和引導由保持線經此拉出的平薄膜管件的一邊，并且使保持線和薄膜管件保持在構架的位置上的構件。壁結構可以包括第一和第二側壁及頂部，每根導帶可以彎曲，向上至少沿著第一側壁的一部分延伸，穿過頂部，再向下沿著至少第二側壁的一部分延伸。完全組裝好的結構的塑料薄膜管裝置是一充有正壓氣體的密封管。
在優(yōu)先采用的組裝好在壁結構中，塑料薄膜的形狀為四層平薄膜(平的四薄膜層)，形成兩個充氣保溫層。薄膜層由兩根同心管構成，在端部密封形成管狀密封套，對層壁密封形成一管狀封套。保持線通過內管延伸。
在本發(fā)明用于形成壁結構的方法中，保持線穿入且通過設置在構架結構上的軟導帶的導軌件被拉動，從而把平薄膜管拉過導軌件而把軟薄膜管置于結構上。在構架結構上定位之后，則把氣體充入密封套管，內呈正壓。
圖1為本發(fā)明的一種棚的實施例的等距視圖，薄膜層設置在構架結構的外側;
圖2為構架的等距視圖，其上置有軟導帶;
圖3為組裝后的桁架件的部分正視圖，在其上具有軟導帶;
圖4為構架件的剖面圖，在其上具有導帶，沿圖3中4-4線切取;
圖5為支承在兩條軟安裝帶之間的塑料薄膜管的局部示意圖;
圖6為樁組件的局部剖視圖，通過它可以把本發(fā)明的棚固定地系住在地面上，不需地基;
圖7為本發(fā)明四層薄膜雙保溫實施例的局部剖視圖;
圖8為四層薄膜層平的雙管的頂視圖;
圖9為圖8四層薄膜層平的雙管的一角的局部視圖;
圖10為密封和索眼環(huán)的剖面圖，以圖9中A-A線切取;
圖11為邊緣和系緊線的剖視圖，以
圖10中B-B線切取;
圖12為帶有保持線和索眼環(huán)的四層薄膜的平雙管的角的局部等距視圖。
圖13為軟導向件的局部視圖，它通過一條帶和圖7的四層薄膜雙保溫實施例固定在管狀支承件上。
本發(fā)明的棚可容易而經濟地由市售材料制成的預制的管狀和薄膜構件構成。
圖1為所說的棚的一個實施例的等距視圖，它具有在構架結構外側固定的薄膜層，圖2為所說構架的等距視圖，在其上具有軟導帶。
構架由管狀塑料成金屬件，通過常規(guī)的連接固定件連接成構架組合件而構成。側桁條2由自底構件8延伸的直桁架4和6支承。頂桁條10與椽構件12和14連接且由其支承，構件12和14又支承地與直桁架構件16和18連接。在另一側，側桁條22由自底構件28延伸的直桁架24和26支承。頂桁條30與椽構件32和34連接且由其支承，構件32和34又支承地與直桁架構件36和38連接。由椽構件40和42連接相對的頂桁系10和30。直桁架4、6、24和26均可用短的角構件44連接在各自的底構件8和28上。
這些構架構件均由塑料和金屬管構成，采用常規(guī)連接件，例如彎接頭46和48、T型接頭50和52以及十字接54連接。通過用T型接頭52和十字接頭54把頂和側桁條、桁架、椽構件以及底構件連接在起始的構件上，可以使這種結構擴展。
塑料構件如聚乙烯管可以用通常的乙烯基膠固定在塑料接合處。同樣，鋁構件也可以用環(huán)氧膠等連接，可以用銅管和連接件如銅管和銅彎接頭、T型接頭以及十字接頭，用釬料連接，或者用固定螺釘把連接件固定在管子上。為了提高強度和抗周圍環(huán)境腐蝕的能力，優(yōu)先采用鎂合金管和連接件。
塑料薄膜板60、62和64通過
圖12所示和更詳細地在圖3和圖4所示的軟導帶66和68被安裝在骨架管結構上。板60從底構件48延伸到相對的底構件28，通過在各自椽構件的外表面上設置的軟導帶66和68支承在頂結構中。端薄膜板62和64設置在軟導帶66上，延伸到地面。端薄膜板62和64的相鄰邊70和72可以用任何常規(guī)方法連接，但是最好采用可以更換和容易分開的方法連接。為此，可以使用一種簡單的連接件，例如索眼環(huán)、按扣、按鈕VELCRO帶。
水平桁條2、10、22和30在與彎接頭48相離開的位置上被連接在支撐桁架和椽上。以防因管子拉經軟導帶時被在彎曲處的彎接頭造成薄膜的局部拉伸和可能的斷裂。
圖3為組裝好的桁架的局部正視圖，其上設置有軟導帶。在本實施例中，側壁由兩個直桁架構件26和38組成，胨降墜辜 8和側桁條22連接。頂由與水平頂桁條30連接的兩個椽構件34和40構成。直桁架構件38通過彎接頭48連接在椽構件34上。
軟導帶68固定在桁架構件25和38的外面和椽構件34和40的外面，自底構件28向上穿過頂結構，再向下延伸到另一相對底構件(圖中未畫)的相對側。軟帶68的端部70從支撐件44上延離，使導繩易于穿入槽72，下文將作較詳細的敘述。底可以通過圖6中較詳細示出的樁74固定在地上。
圖4為構架構件的剖視圖，在其上設有導帶和薄膜，以圖3中A-A線切取。
軟導帶68有兩個分開的導向面90和92。導向面90和92由中心安裝部分94分開，一諸如螺釘96的緊固件通過安裝部分94延伸到桁架26的壁上。導向面90和92是相同但相對的槽98和100的表面的一部分。槽98的開口包括兩相對的唇102和104，其兩相對表面106和108之間的距離小于保持線，例如保持線110的厚度，保持線置于相對的槽100中，因此能在當橫向拉伸時使保持線保持在槽中。
在圖4所示的最佳實施例中，內導軌或槽98和100彼此反向設置。唇包括一對相隔且相對的內保持面90和92。每個保持面如面90匯合成喇叭形支承面112和114。
由導軌100支承的薄膜套管115包括一具有內部分116和外部118的管狀薄膜，在端部密封，具有通過其相對邊緣延伸的保持線110。每條保持線從一端到另一端穿入且經導軌100拉出，并與其一起拉動管狀薄膜。相對的二唇表面如106和108之間的距離小于保持線110的直徑，防止它在橫向拉伸下從槽中出來。導軌98和100的直徑遠大于保持線110的直徑，故而使該線在不被夾住的情況下經導軌拉出。
軟導帶應當選擇彈性體或者軟聚合物材料，它在低達-50℃的寒冷條件一直到沙漠溫度60℃的溫度范圍內暴露時應仍保持柔軟。對大多數(shù)農業(yè)區(qū)來說，溫度范圍為-20℃到大約50℃。應當選擇含有足夠的紫外穩(wěn)定劑和其他保護劑的材料作為導帶的材料，在陽光下直接暴露10年而不顯著地降低其性能。合適的聚合物為丁二烯和其他烯烴均聚物和共聚物，例如聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯以及其他軟的和(或)彈性的烯烴聚合物，例如聚異戊二烯。
它們可以充填碳或者其他不透光材料或者摻和保護聚合物結構免受陽光老化的光屏(紫外線穩(wěn)定劑)。其使用壽命至少為5年。最好大于10年。
薄膜材料可以為任何加有足夠的紫外線穩(wěn)定劑的透明或半透明的常用薄膜，以防在陽光下迅速老化。合適的薄膜材料如聚酯薄膜、帶有光屏層或者防光化學物質組分的聚烯烴類薄膜。
圖5為組裝后在兩根軟安裝帶之間支承的塑料薄膜套管的局部示意圖。管狀薄膜具有內、外表面116和118，圍繞并且在相對的保持線124和126之間延伸，保持線由各自的軟導帶66和68中的導軌支承，后者則安置在直桁架24和26上。組裝之后，把氣體例如空氣充入薄膜套管中，使該管膨脹且使表面116和118分開。這就提供了一種保溫結構。充氣結構的拉伸增大，可更強化整個結構。前板62和后板可以有由保持線128保持在導槽內的相對壁120和122組成的相似結構。
圖6為樁組合件的局部剖視圖，通過它本發(fā)明可以固定地錨定在地上而不需地基。樁130和132由具有帽蓋134和136的管子構成，以吸收錘子或其他驅動工具和尖頭的沖擊。這些樁在底管8的兩側以會聚的角度打入地下，用金屬線、繩索或其他合適的軟材料138穿過管8的頂部繞在樁之間，牢固地形成一個把管子8固定在地面上的固定箍圈。管子的會聚角防止它們整個拔出。如果這種樁要移動或者拆除，由先去除箍圈，沿它們各自的軸線分別從地面向上拉就能容易地拔出樁130和132。
圖7為本發(fā)明四層薄膜雙保溫實施例的局部剖視圖。四層薄膜保溫壁140延伸在相鄰的軟帶142和144之間。每一根帶142和144均分別通過一根捆扎用帶150和152固定在支承管146和148上。
圖8為四層薄膜層平的雙管的頂視圖。薄膜壁由雙管，即同心薄膜管形成，一根管在另一根管內，弄平形成一種四層薄膜結構154。引對的兩邊156和158沿縫160和162熱封，以形成一種密封套管。沿管的兩端，在密封縫160和162與端之間設有兩個或兩個以上的系緊用的索眼環(huán)。
圖9為圖8中的四層薄膜平雙管的一角的局部視圖。
圖10為密封和系緊索眼環(huán)的剖視圖，沿圖9中A-A線切取。沿縫160的整個長度，管的一側薄膜部分170和172和另一側的薄膜部分174和176被熔合或焊成整體不漏氣的縫160。除了端部之外沿所有的部分，還使相鄰面172和174熔合。
圖11為管的邊緣180和系緊索眼環(huán)164的剖視圖，以
圖10中的B-B線切取。平的管形成一個由上部170和174(172)，下部174和176限定的管狀套管。內管壁172和174的相鄰面靠邊緣180處不密封，沿邊緣折迭處留有一開口182，在把該管裝配在結構上之前，保持線穿過此開口。
圖12為裝配好的管和保持線186的局部等距示圖。系緊繩穿過索眼環(huán)164。系緊繩179可以用于把管端系在水平管8上(
圖1)。為了改善棚中的通風，可以解開系繩，把管端提高到使空氣經棚循環(huán)。
圖13為軟導向件的局部剖視圖，它通過一條帶子連接在管狀支承件上。圖中還示出了圖7的四層薄膜雙保溫管實施例。管140已充好氣，管狀套管170和172及174和176的相鄰壁由通過圖8中所示的密封入口184充入管中的空氣或者其他氣體分隔開。這就提供了一種雙保溫系統(tǒng)并且在相鄰支承管之間引進了張力，從而增強了該結構。薄膜管繞過保持線186，形成一種保持在軟帶142的槽188中的凸圓邊。如上所述，保持線經軟帶拉出以裝上薄膜。
在本實施例中，軟導帶142用一般的帶150安裝在支承管上，一般帶包括一帶齒金屬帶189，通過螺栓190和螺母192以及墊圈194把固定在軟導帶上用螺釘196使帶收緊。或者，也可以采用任何種類的可固定到軟導帶上的帶或線緊固件，包括具有系固件的塑料帶等等。軟導帶應當由能耐溫度、濕度、腐蝕性霧以及在陽光照射下不變壞的材料組成。
本發(fā)明業(yè)已以安裝在構架結構的外部的導帶進行了說明。它同樣可以很好地安裝在構架結構的內部，而且這種結構可以用其他材料，例如木材、擠壓金屬件等等來制成。所有的這些改型被認為包括在本發(fā)明的指定的范圍內。
本發(fā)明的結構可以容易而快速地組裝，費工極少。優(yōu)先采用管狀支承結構，因為裝配容易，結構材料易買到，管件本身的固有強度高，節(jié)省工時以及成本。本發(fā)明的棚不要求固定地基，故而可以移動。底構件可以用簡單的樁固定在地上，直接打入地下而不再需要別的準備工作。結構的端部可以敞開或封閉，取決于結構中環(huán)境的要求。
與常規(guī)暖房和相似的結構相比，本發(fā)明的零部件制作和結構的裝配具有許多優(yōu)點。所要求的特殊的零部件減至最少，而這些特殊零部件可以容易地制作和預裝配;管子可按需預先切割成一段段，再彎曲;接合件可以是通用的零部件。本結構可以用通常的手動工具進行裝配。所有的零部件均可在現(xiàn)場安裝。構件可以用一般的運貨車運輸?shù)窖b配地。不需地基。本結構可以容易地拆除和在另一地方再組裝而不需調換任何零部件。
與目前通常的暖房結構相比，本發(fā)明的結構也具有許多優(yōu)點。雙層保溫層結構具有優(yōu)良的保溫作用和溫度控制作用。如果薄膜結構設置在構架的外部，保溫性能達到最佳，因為暴露在外界的熱傳導金屬零部件為數(shù)就最少。構架和塑料均能抗含鹽空氣。如果遭受不尋常的強風速，可將凸緣邊從軟導軌中拉出，以免構架結構受損。損壞或者損傷的管子部分可以迅速去除，并且不費力地進行調換。
本發(fā)明的結構用作農業(yè)棚架，例如暖房或者其他需要進行環(huán)境控制的結構。它們還可以用于蓋住水道，以減少蒸發(fā)或者用于圍住溶液培養(yǎng)系統(tǒng)。最后，它可用作車輛、農具、牧草以及其他要求免受天氣影響的材料等等的棚。在圖7中所示的四層雙保溫的保溫結構的情況下，該棚允許更高的溫度控制，整夜保持室溫以及有效地提高暖房植物的生長速度。故而，該棚可以以較高的熱效率用在較冷地區(qū)的季節(jié)中。
權利要求
1.一種有壁的結構，其特征在于所說的結構包括一構架，所說的構架支承一連續(xù)地被密封的用于把氣體保持在正壓下的平塑料薄膜管件并且具有相對的邊緣，平薄膜管件的每一相對的邊緣具有一穿過且延伸到其端部之外的軟薄膜保持線，所說的構架具有側部和頂部，并且具有許多在其上平行地安置的軟導帶，每根導帶沿著至少一部分構架延伸，每根導帶包括設置在導帶的相對邊緣上的整體導軌，在一導帶的一邊緣上的導軌件與鄰近導軌件的一相對邊緣上的一導軌件相對，所說的導軌件是一用于接納和引導由保持線經此拉出的平薄膜管件的一邊緣，并且使保持線和薄膜管件保持在構架位置上的構件。
2.根據權利要求1所述的有壁的結構，其特征在于所說的構架具有第一和第二側壁及頂部，每根導帶被彎曲，向上沿著至少一部分第一側壁，穿過頂部，再向下沿著至少一部分第二側壁延伸。
3.根據權利要求1所述的有壁的結構，其特征在于所說的塑料薄膜管件是一充有正壓氣體的密封管。
4.根據權利要求1所述的有壁的結構，其特征在于所說的塑料薄膜管是一平的四層雙管，經密封形成的一充有正壓氣體的密封套管。
5.根據權利要求4所述的帶壁結構，其特征在于所說的軟保持線穿過一內管沿被折迭的邊形成一由軟導帶保持的凸圓邊。
6.根據權利要求1所述的有壁結構，其特征在于所說的軟導帶由連在軟導帶上的軟帶固定在構架上。
7.一種用于構成權利要求1的有壁結構的方法，其特征在于使所說的每根保持線穿過且經過構架上設置的軟導帶的導軌件拉出，平薄膜管件拉過一導軌件使軟薄膜管置于結構上。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所說的薄膜管件是一密封管，在其置于構架結構上之后，把氣體充入密封管，呈正壓。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所說的塑料薄膜管是一平的四層雙管，密封形成管狀套管，內充入正壓氣體。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于所說的軟保持線穿過內管沿著折疊邊形成由軟導帶保持的凸圓邊。
全文摘要
一種構架支承一連續(xù)地被密封的用于把氣體保持在正壓下的平塑料薄膜管。該管具有相對的邊緣，帶有穿過且延伸到其端部形成凸圓邊的軟薄膜保持線。具有整體導軌體的導帶置于導帶的相對的邊緣上。導軌接納且引導由保持線經此拉出的平薄膜管件的一邊緣，并使保持線的薄膜管件保持在構架位置上。組裝好的結構的塑料薄膜管是充正壓氣體的密封管。在最佳的組裝好的壁結構中，塑料薄膜具有形成兩個充氣保溫層的平四層薄膜的形狀。薄膜層由兩同心管組成，其端部密封以形成管狀密封套管，雙壁被密封形成管狀套管。保持線經內管延伸。
文檔編號A01G9/14GK1032726SQ8810603
公開日1989年5月10日 申請日期1988年8月10日 優(yōu)先權日1987年8月10日
發(fā)明者喬治·艾克達, 威廉B·沃克 申請人:喬治·艾克達, 威廉B·沃克