CN101583471A - 自成形结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造、存储和最终组装自架设结构的方法，所述结构由多种材料和或物品制造，这些材料和或物品的一些或全部可以是柔性的，并且该一些或全部可充满可固化高分子化合物。将该结构折叠以减小其体积，并存放在真空密封的包装中以进一步减小其体积，同时防止浸入的可固化高分子化合物固化，直至期望进行固化的时候。当将该结构从真空密封的包装中取出时，通过用于建造庇护棚的材料的弹性记忆特性，它恢复到其原始几何形状。一旦将庇护棚从真空密封包装中取出，可固化高分子化合物的固化自然或人为开始。

Description

自成形结构
技术领域
本实施例总体涉及由充满或浸透可固化高分子化合物的材料制成的结构、用于形成这种结构的方法以及用于架设这种结构的方法。在一个这样的实施例中，该结构包括庇护棚。
美国专利No.5,345,738和美国专利No.5,725,704描述了由充满聚氨酯树脂的材料制成的板材。
附图说明
图1示出了如此处所述的结构的实施例的透视图。
图2示出了完工的图1中所示结构的墙或屋顶部分的水平横剖面。
图3示出了图1中所示结构的墙的分解视图。
图4示出了图1中所示结构的屋顶的分解视图。
图5示出了用于形成在此处所述结构的构造中使用的材料的喷射和挤压过程的透视图。
图6示出了图5中所示的喷射和挤压过程的示意性示图。
图7示出了用于形成在此处所述结构的构造中使用的材料的真空浸渍工艺的概略视图。
图8示出了通过预聚物浸渍工艺形成的外壳子组件的水平剖视图。
图9示出了图1中所示结构的墙和屋顶的外壳部件的透视图。
图10示出了图1中所示结构的墙和屋顶的部件的剖视图。
图11示出了图1和图9中所示结构的墙和屋顶的外壳部件以及固化夹具的分解视图。
图12示出了图1中所示的包括外壳、墙芯和屋顶芯的结构的子组件的竖直剖视图。
图13示出了图1中所示结构的实施例的墙芯的水平剖视图。
图14示出了图1中所示结构的实施例的屋顶芯的剖视图。
图15示出了通过应用蒸汽将防潮层粘附到图1中所示结构的墙芯的方法的示意图。
图16示出了图14中所示锁销系统(capture system)的锁销构件的实施例的剖视图。
图17示出了图16中所示的锁销系统的环端。
图18示出了用于将图1中所示的结构固定到表面的锁销系统的示例性布置。
图19示出了图16中所示的锁销系统的实施例的竖直剖视图。
图20示出了图16中所示的锁销系统的实施例的竖直剖视图。
图21示出了图16中所示的锁销系统的实施例的竖直剖视图。
图22示出了图1中所示结构的实施例的透视图，其中结构的屋顶形成锥顶点。
图23示出了图1中所示结构的实施例的透视图，其中结构的屋顶形成脊线。
图24示出了图1中所示结构的实施例的透视图，其中结构的屋顶形成圆屋顶。
图25示出了图1中所示结构的子组件的透视图。
图26示出了图25中所示结构的子组件的剖视图。
图27示出了图1中所示结构的实施例的剖视图，其中锁销构件布置在结构外壳的内部。
图28示出了图1中所示结构的实施例的剖视图，其中锁销构件布置在结构的庇护棚覆盖物的外部。
图29示出了通过将防潮层应用到图25和图26中所示的子组件而形成的子组件的剖视图。
图30至图35示出了折叠图1中所示的结构以减小其包装尺寸的方法的示意图。
图36示出了真空包，该真空包使用在减小其中所包装的结构的尺寸的过程中。
图37示出了用于进一步减小根据图30至图35中所示的折叠顺序折叠的结构的尺寸的抽真空顺序(vacuum sequence)。
图38示出了一种模制方法，其可用作制造图1中所示的结构的替代方法。
具体实施方式
此处描述了由充满或浸透可固化高分子化合物的材料制成的结构，以及用于形成这种结构的方法。
根据特定实施例，所述结构可以是板材、砖、屋顶构件以及竖直或水平支撑构件。在其它实施例中，所述结构可以是家具、小船或玩具。又根据其它实施例，所述结构包括庇护棚。
在此处所述结构的一些实施例中，使用柔性材料建造该结构，所述柔性材料易于吸收液体添加剂或悬浮在液体中的添加剂。在庇护棚的情形中，这意味着能够容易地将阻燃剂和杀虫剂结合到该结构中。在大多数这样的实施例中，将构成该结构的柔性材料保持干燥或在施加这种添加剂之前进行处理以除去水分。
此外，用于此处所述结构的柔性材料，例如，用于形成庇护棚的任何泡沫材料或毡制材料优选是防海盐、防酸、防酸雨、防昆虫和防真菌(mold)的材料，是天然耐水解、高耐磨的，具有高的负荷变形率和抗震等级。在大多数实施例中，这些材料也将是防腐蚀和高度保温的。
现在参照图1、2和3，示出了庇护棚10的实施例的多种表示。图1示出了已完工的完全架设起来的结构10，显示了用于结构10的墙36、屋顶38的外壳12，在墙36和屋顶38连接处的屋顶到墙的接缝30，以及可选地窗单元40。如图1的实施例中所示，庇护棚10可包括从外壳12的底部径向然后向上延展的边缘32。在一些实施例中，庇护棚10包括连接到墙36底部的下边板34，如图1中所示。
图2示出了已完工的庇护棚10的实施例的墙36或屋顶38的水平横剖面。如图2中所示，已完工的庇护棚10的墙36和屋顶38每一个都包括外壳12、内芯层14、外芯层16、防潮层18、庇护棚覆盖物20以及在庇护棚10的架设期间可除去的聚乙烯层22。在图2中所示的实施例中，槽24设置在外芯层16中以容纳支撑构件26和锁销构件(capture member)28(此处进一步详述)，支撑构件26和锁销构件28结合到庇护棚10中，位于外芯层16与防潮层18之间。
图3是架设的庇护棚10的墙36的实施例的分解视图，墙36包括除聚乙烯层22外的上述如图2中所示的层，所述聚乙烯层22在结构10的架设期间被除去(如此处进一步详述)。
图4是架设的庇护棚10的屋顶38的另一实施例的分解视图，屋顶38包括与图2和图3中所示的布置稍微不同的如上所述的部件布置。除了没有聚乙烯层22外，该聚乙烯层22在结构10的架设期间被除去并构成本实施例与图2所示实施例的区别，此实施例与图3中所示的实施例的区别在于：将支撑构件26置于内芯层14和外芯层16之间。在此实施例中，支撑构件26布置在内芯层14和外芯层16之间，而不是位于如图3中所示的外层16和防潮层18之间。
在上文大体描述的庇护棚10的特定实施例中，外壳12、内芯层14、外芯层16、防潮层18、庇护棚覆盖物20、支撑构件26、屋顶到墙的接缝30以及下边板34的任一个可由任意合适的延展的、网状的柔性材料层或诸如聚醚、聚烯烃、聚氨酯或其任意组合的开孔型塑性材料层制成，其在制造期间充满或浸透可固化高分子化合物并在庇护棚架设时固化。在一个实施例中，该柔性材料是聚脂油毡。
在庇护棚10的一些实施例中，在庇护棚10的装配之前，将充满可固化高分子化合物的柔性材料的每一层固化。在其它实施例中，仅当浸入外壳12的可固化高分子化合物已明显固化时，才可完全组装庇护棚10。
在一些这样的实施例中，施加到庇护棚10的不同层和部件的可固化高分子化合物是选自包括异氰酸酯基的化合物，并因此在它的分子式中具有至少一个-NCO基。属于异氰酸酯基的化合物实例是诸如TDI(二异氰酸甲苯)或MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)的异氰酸酯本身(纯的或未加工的)、含有至少一个-NCO基端的异氰酸酯的聚合物、以及通常在它的分子中具有至少一个-NCO端的任意化合物。
在一些实施例中，高分子化合物可通过高分子化合物中异氰酸酯基与水的作用而固化。高分子化合物还可通过本领域普通技术人员已知的其它技术固化，诸如通过暴露于胺或通过将热应用于高分子化合物。
在一些实施例中，高分子化合物是湿固化的，包括4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯并具有从大约7.8％到大约8.2％的-NCO含量以及在25℃时从大约1700到大约3330mPa·s的粘度。一种这样的湿固化高分子化合物可从Bayer MaterialScience商业购得，商品名称为聚氨基甲酸酯类粘结剂E 743(Desmodur E 743)。本领域的技术人员理解：％-NCO是作为材料中未反应的异氰酸酯基的重量百分数量测的、预聚物或其它含有异氰酸酯化合物的异氰酸酯含量的度量。
在其它这样的实施例中，湿固化高分子化合物是基于二苯基甲烷二异氰酸酯的聚异氰酸酯预聚物，具有从大约15.5％到大约17.5％的-NCO含量以及在25℃时从大约5200到大约7000mPa·s的粘度。一种这样的湿固化高分子化合物可从Bayer MaterialScience商业购得，商品名称为聚氨基甲酸酯类粘结剂E 28(Desmodur E 28)。
本领域的普通技术人员将理解，可使用诸如在美国专利No.4,826,948和美国专利No.6,077,902中公开的任意湿固化高分子化合物来注入柔性材料，所述专利的全部公开通过参引包含在此。
利用可固化高分子化合物来浸渍柔性材料，填充了材料中的开孔或小孔，其防止水分和空气渗入该柔性材料。庇护棚10架设后，可固化高分子化合物固化，其导致柔性材料变硬。在其它实施例中，可利用其它添加剂或利用固化引发剂对庇护棚部件进行处理，所述添加剂例如用于吸收太阳的炭黑、干色料颜料、发泡剂以及耐火材料。
用于将高分子化合物、添加剂和固化引发剂施加到柔性材料的方法在图5和图6中概略示出，该方法包括通过连续的喷射操作继之以压制操作来处理柔性材料。
柔性材料在喷射和压制操作期间的移动可通过传送带系统或本领域普通技术人员已知的任意类似的系统实现。柔性材料从连续的一卷柔性材料50展开，并在喷嘴列52下通过。喷嘴列52将可固化的高分子化合物或其它添加剂释放到柔性材料的面对该喷嘴列的表面。在特定的实施例中，将可固化高分子化合物以生产出大约0.25到大约0.35磅/平方英尺的柔性材料的速度施加并注入到柔性材料中。在特定的实施例中，通过加热元件54将可固化高分子化合物加热到从大约95°F到大约140°F的温度，以降低可固化高分子化合物的粘性。在特定的实施例中，可固化高分子化合物粘性的降低有助于柔性材料充满可固化高分子化合物。
包括但不限于上面所述添加剂的添加剂也可通过喷嘴列52施加到柔性材料的表面。例如，可将这种添加剂与可固化高分子化合物混合，然后将该混合物喷到柔性材料上。这种添加剂和可固化高分子化合物可从储存罐56通过可操作连接到该储存罐56的导管58供给到喷嘴列52。可提供任意数量的储存罐56以存储可固化高分子化合物和其它添加剂的物料(feed)。
在施加可固化高分子化合物之后，将固化引发剂通过一个或多个喷嘴60施加到柔性材料。固化引发剂可存储在储存罐56的一个中，存储固化引发剂的储存罐要与用于存储可固化高分子化合物和其它添加剂的储存罐分开。在特定实施例中，使用温水作为固化引发剂。根据一个这样的实施例，将具有从大约90°F到大约130°F的温度的水施加到柔性材料作为混合物的一部分，在所述混合物中，水与可固化高分子化合物的比例在大约0.75/10与大约1.2/10之间。在其它实施例中，使用胺催化剂作为固化引发剂。一种合适的胺催化剂可从Air Products公司商业购得，商品名称为DABCO R8020，将所述胺催化剂以其与可固化高分子化合物大约0.1％到0.2％的比率施加。本领域的普通技术人员将认识到也可使用其它合适的可商业购得的胺催化剂，诸如三乙胺，以及那些已知的可从Union Carbide Corporation购得的商品名称为“Niax”、可从Abbott购得的“Polycat”、可从Jefferson Chemical Company购得的“Thancat”胺催化剂以及其它固化引发剂。
在施加固化引发剂之后，柔性材料通过包括上辊筒64和下辊筒66的辊式系统，所述辊式系统可装配用于将聚乙烯层22施加到材料的上和下表面的一个或两个上，以形成诸如在图8中所示的层状结构。在特定的实施例中，施加到柔性材料上和下表面的一个或两个上的聚乙烯层厚度为大约1到大约3密耳。
然后柔性材料通过挤压辊筒68，其向柔性材料的顶侧施加足够的压力以在柔性材料的整个宽度上建立厚度基本均匀的可固化高分子化合物，并迫使可固化高分子化合物从施加该可固化高分子化合物的表面渗透到柔性材料的相对平坦表面。
在特定实施例中，喷嘴的施加速度以及可固化高分子化合物与添加剂的比率受到计算机70控制。在特定的实施例中，在将可固化高分子化合物和其它添加剂施加到柔性材料的过程中使用的诸如动态重量秤72、伺服控制马达74和流量阀76的装置，以及通过挤压辊筒68施加的力和柔性材料从卷50传送的速度通过计算机70进行监测、管理和控制。
在另一实施例中，可通过应用诸如在图7中概略示出的真空浸渍将可固化高分子化合物、其它添加剂和固化引发剂施加到柔性材料。真空浸渍工艺的应用领域中的技术人员易于实现此过程。本领域的普通技术人员将认识到根据传统真空浸渍技术，柔性材料50板覆盖真空模80，然后用包括聚丙烯或其它合适材料的柔性覆盖物81覆盖真空模80和柔性材料，形成密封空间86。柔性覆盖物81具有至少一个入口82，该入口82通过导管58从罐56供给可固化高分子化合物和其它添加剂或固化引发剂。真空模80的最远端或下侧具有与导管58相连的真空口83。
当将真空装置84应用于导管58，并将可固化高分子化合物和其它添加剂或固化引发剂施加于柔性材料时，真空力吸引可固化高分子化合物或其它添加剂穿过密封空间86中的柔性材料的表面并通过柔性材料，从而柔性材料充满了可固化高分子化合物。一旦真空浸渍工艺结束，可使浸透的柔性材料通过类似于上述的轧制处理以将该浸透的柔性材料夹在聚乙烯层之间，并建立可固化高分子化合物在柔性材料内的均匀分布。
本领域的技术人员将认识到也可使用其它方法将可固化高分子化合物和其它添加剂或固化引发剂施加到柔性材料，诸如使柔性材料通过充满可固化高分子化合物的浸渍槽(洗槽)，然后使柔性材料通过挤压辊筒68。
图8示出了图1至图3中所示的庇护棚10的实施例的外壳12的横剖面，在上述的处理工艺后即出现如这样的外壳12的横剖面。在庇护棚10的组装之前将聚乙烯层22去除。外壳12限定了庇护棚10的内部和庇护棚10的基本几何结构，例如墙36和屋顶38的内部。如图3、4和9所示，外壳12可包括能够连接形成外壳12的墙部件12’和屋顶部件12”。
外壳12包括充满可固化高分子化合物的材料。在特定实施例中，外壳材料包括聚酯。在这种实施例的特定一个中，外壳材料是聚酯油毡，其厚度从大约0.06到大约0.08英寸，重量大约为8盎司/平方码(oz./sq.yd.)。在一些实施例中，包括外壳材料的聚酯油毡厚度从大约0.25到0.50英寸，而在其它实施例中，包括外壳材料的聚酯油毡的厚度为内芯层14(图2中图示的和图3和图4中示出的以及此处进一步详细描述的)的厚度的大约12.5％到大约25％。因为外壳12限定了庇护棚10的内部和庇护棚10的基本几何结构，例如墙36和屋顶38的内部，所以所使用的外壳材料的量根据所建造的庇护棚10的期望尺寸确定。
在特定实施例中，外壳材料包括一层聚酯油毡，所述聚酯油毡经由诸如图5至图7中概略示出以及上文所述的工艺之一的处理工艺而充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。在一些这样的实施例中，浸入聚酯油毡中的可固化高分子化合物包括大约75％的上述Desmodur E 743可固化高分子化合物以及大约25％的上述Desmodur E 28可固化高分子化合物的混合物。
在施加可固化高分子化合物之后，如上所述将固化引发剂施加到外壳材料。在施加固化引发剂之后，使外壳材料通过上述的轧制处理，并夹在两层聚乙烯层22之间。处理工艺的结果是如图8中示出的分层的外壳结构88，其中外壳12的浸透的柔性材料有效地夹在聚乙烯层22之间。聚乙烯层22防止可固化高分子化合物暴露于环境湿气。在特定实施例中，施加到外壳材料的上和下表面的聚乙烯层22的厚度从大约1到大约3密耳。
在外壳部件12’和12”退出压制操作之后，将它们置于固化夹具21中或上，保持外壳12处于对庇护棚10而言的理想形状，并使得浸入柔性外壳材料中的可固化高分子化合物能够固化。图11显示了固化夹具21以及外壳部件12’和12”在外壳12的固化过程期间的分解视图。在图11中所示的实施例中，当可固化高分子化合物固化时，将外壳部件12’和12”施加到固化夹具21的外部。由于在浸渍工艺期间施加到外壳材料中的固化引发剂，所以尽管存在聚乙烯层22，但是仍然能够进行外壳材料中的预聚物的固化。在特定的实施例中，可将聚乙烯层从外壳材料上除去，并且除了固化引发剂之外或代替固化引发剂，通过暴露于环境湿气，也能够固化其中的可固化高分子化合物。
仍参照图11，固化夹具21的一些实施例也将具有边缘23、边缘25和边缘27，所述边缘23将导致在外壳部件12”上形成边缘13，所述边缘25将导致在外壳部件12’上形成边缘15，所述边缘27将导致在外壳部件12’上形成边缘32。
边缘13绕外壳部件12’的底缘周界形成并从外壳部件12”的表平面一定程度地径向延展。边缘15绕外壳部件12’的顶缘周界形成并从外壳部件12’的外表面以某一角度向外延展，从而当外壳部件12’和12”如图12中所示组装时，边缘15的最上方表面与边缘13的底表面齐平。边缘32绕外壳部件12’的底缘周界形成并从外壳部件12’的底部径向然后向上延展，如图1和图9至图12中所示。
现在参照图1、2和图12至图14，庇护棚10的墙36和屋顶38均分别具有提供庇护棚10的内部框架的墙芯90和屋顶芯92。墙芯90和屋顶芯92均具有许多层，在下文中将参照图2至图4和图12至图14对这些层进行描述，其中参照“内”层描述与外壳12的外表面相邻并形成芯的内侧的层，而参照“外”层描述距外壳12的外表面最远并形成芯的外侧的层。
墙芯90和屋顶芯92的每一个均具有由柔性材料制成的内芯层14和由柔性材料制成的外芯层16。在特定的实施例中，内芯层14和外芯层16的每一个均包括至少大约1英寸厚的开孔型的、聚醚、聚酯或聚氨酯泡沫体。在其它实施例中，内芯层14和外芯层16的每一个均包括具有从大约0.6到大约1.2磅的压入荷重变形(ILD)范围以及从大约1.5到大约4磅/英尺3的密度范围的开孔型的、聚醚、聚酯或聚氨酯泡沫体。
内芯层14和外芯层16的相对尺寸至少部分地通过待形成结构的期望面积来确定。在特定的实施例中，此处待形成的结构是庇护棚10，内芯层14和外芯层16均具有至少部分地通过所建造庇护棚的外周长确定的水平尺寸(相对于在其上架设有庇护棚10的表面1)，“h”(即长度)。内芯层14和外芯层16的各自长度通过该层是内芯层14还是外芯层16来进一步确定。特别地，内芯层14与外芯层16相比具有更短的长度。
墙芯90的内芯层14长度大约等于庇护棚10的期望外周长的98％。墙芯90的外芯层16长度大约等于庇护棚的期望外周长的101％。屋顶芯92的内芯层14的表面积大约等于庇护棚的期望外表面积的98％。屋顶芯92的外芯层16的表面积大约等于庇护棚的期望外表面积的101％。内芯层14和外芯层16的尺寸调整为补偿在墙芯90和屋顶芯92的组装期间遇到的几何因子，此处将对其进行更详细地描述。
通过利用具有上述相对尺寸的内和外芯层14和16形成墙芯90和屋顶芯92，如此形成的墙芯90和屋顶芯92将分别具有弓形和凹形，如图1、3和4中所示，这有助于层的直立能力。直立能力，而不是弯曲或塌陷，对于墙芯90和屋顶芯92是特别重要的，因为墙芯90和屋顶芯92均为庇护棚10提供了内部框架。
在特定的实施例中，可使墙芯90和屋顶芯92的一个或两个的内芯层14和外芯层16的一个或两个充满与此前所述类似的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。在使内和外芯层14和16物理接合(如此处进一步详述的那样)之后，如果要对内芯层14或外芯层16进行浸渍，则可通过在内芯层14的内表面和外芯层16的外表面上涂刷或喷射可固化高分子化合物来完成利用该可固化高分子化合物对内芯层14或外芯层16的浸渍。
如果内和外芯层14和16的任一个充满可固化高分子化合物，则优选不施加固化引发剂，并通过将聚乙烯层施加到浸透层以将该浸透的材料夹在中间(非常类似如结合图8所述的将外壳12夹在两个聚乙烯层22之间)来延迟可固化高分子化合物的固化。当到将墙芯90和屋顶芯92与庇护棚10的其它层接合的时间时可将聚乙烯层22除去。
庇护棚10还包括图2中图示的以及图3和图4中示出的防潮层18。防潮层18用于防护庇护棚10的处于防潮层18内部的所有层避免受到各种因素的侵扰。考虑到由防潮层18内部的层导致的庇护棚10表面积的任何增加，防潮层18的尺寸以类似于上述用于确定外层16的尺寸的方式确定。
在特定的实施例中，防潮层18可由具有聚乙烯或其它防水材料的芯的、厚度大致为1到10密耳的双面胶膜组成。任何满足这些标准的多种可商业购得的双面胶膜或胶带都适合于用作防潮层18。
如果防潮层18不是双面胶膜或类似材料，则可经由诸如图5至图7中概略示出以及上文所述的工艺之一的处理工艺，将防潮层的内表面涂覆可固化高分子化合物，例如类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。
在一些这样的实施例中，防潮层18包括牛皮纸。在这些实施例中，牛皮纸的重量为从大约30磅到大约40磅，厚度为大约0.01英寸。在其它实施例中，防潮层18包括聚酯油毡，其厚度从大约0.06到大约0.08英寸，重量大约为8盎司/平方码。
防潮层18的内表面可涂覆厚度为从大约0.005到大约0.010英寸的第一层可固化高分子化合物。在一个实施例中，为便于处理，在施加可固化高分子化合物之后，将聚乙烯层施加到防潮层18。如果要将聚乙烯层施加到防潮层18，则也可施加固化引发剂。如果不使用聚乙烯层，那么可使防潮层18中的可固化高分子化合物在与环境湿气接触时固化。
无论是否使用固化引发剂和聚乙烯层，防潮层18上的第一层可固化高分子化合物都能够固化。然后可施加第二层可固化高分子化合物。该第二层可固化高分子化合物可涂刷、喷射或辊压在第一层可固化高分子化合物上。在特定的实施例中，将第二可固化高分子化合物以大约0.05英寸厚的层施加到防潮层18的内表面。
如图15中所示，如果防潮层18包括牛皮纸，则防潮层18中发生的固化过程以及防潮层18与庇护棚10内层的粘合可通过利用蒸汽装置122将蒸汽120施加到防潮层18的外表面而加速。蒸汽装置122可以是任何安装成产生用于商用材料的水蒸汽的工业设备。蒸汽120中的水蒸气渗入防潮层18，加速固化过程并促进可固化高分子化合物发泡，其有助于在防潮层18和墙芯90、屋顶芯92以及外壳12的边缘32的最外表面之间形成永久的柔性结合。还可从外壳12的内表面施加压力124以促使发泡的可固化高分子化合物渗入墙芯90或屋顶芯92。可使用诸如此前所述的其它固化引发剂来促使可固化高分子化合物发泡。
图2中图示的以及图1、3和4中示出的庇护棚覆盖物20用作庇护棚10的最外层。考虑到由庇护棚覆盖物20内部的层导致的庇护棚10表面积的任何增加，庇护棚覆盖物20的尺寸以类似于上述用于确定外层16的尺寸的方式确定。在大多数实施例中，庇护棚覆盖物20具有足够尺寸以作为连续层环绕防潮层18的外表面。
在特定的实施例中，庇护棚覆盖物20包括已充满可固化高分子化合物的聚酯油毡。在其它实施例中，庇护棚覆盖物20包括95％的厚度为从大约0.06英寸到大约0.08英寸的毛毡(例如，美国材料试验协会编号CF-206-16R1x，600PSI或更大)。
在特定的实施例中，庇护棚遮盖物20充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。在一些这样的实施例中，浸入聚酯油毡中的湿固化高分子化合物是包括大约25％的上述Desmodur E 743高分子化合物以及大约75％的上述Desmodur E 28高分子化合物的混合物。
在庇护棚覆盖物20充满可固化高分子化合物的实施例中，为了使可固化高分子化合物能够充分浸入其中，庇护棚覆盖物材料的含水量必须小于大约每10份的可固化高分子化合物中含有0.0001份的水分。在用可固化高分子化合物浸渍之前，可将庇护棚覆盖物20弄干以除去环境湿气。
利用可固化高分子化合物对庇护棚覆盖物20的浸渍可通过手工或通过诸如图5至图7中概略示出以及上文所述的工艺之一的处理工艺来执行。然而，由于意欲延迟庇护棚覆盖物中的可固化高分子化合物的固化，直至期望最终装配庇护棚10的时候，所以不将固化引发剂施加于庇护棚覆盖物20。这种固化延迟通过在处理工艺期间将聚乙烯层施加到庇护棚覆盖物20来实现。
庇护棚10还包括图2中图示的以及图3、4、和图12至图14中示出的支撑构件26。支撑构件26主要为前述的墙芯90和屋顶芯92提供直立的能力。如图12至图14中所示，支撑构件26可设置在由墙芯90和屋顶芯92的一个或两个的外芯层16或墙芯90和屋顶芯92的一个或两个的内芯层14形成的槽24中。
在特定的实施例中，支撑构件26可使用本领域的普通技术人员所公知的传统材料，诸如聚氯乙烯管或塑料或者铝管或杆建造。
在特定的其它实施例中，支撑构件26包括厚度为外芯层16的厚度的大约75％的聚酯油毡。在这些实施例中，支撑构件26的材料可充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。
在一些实施例中，加强屋顶芯92的支撑构件26包括柔性材料、开孔型的、聚醚、聚酯或聚氨酯泡沫体，其大致等于内芯14厚度的100％，宽度从大约4英寸到大约8英寸，充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。
在与墙芯90相关联的支撑构件26充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物的一些实施例中，浸入支撑构件26的材料中的可固化高分子化合物通常仅包括上述Desmodur E 743高分子化合物。
在与屋顶芯92相关联的支撑构件26充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物的一些实施例中，浸入支撑构件26的材料中的可固化高分子化合物包括大约50％的上述Desmodur E 743高分子化合物以及大约50％的上述Desmodur E 28高分子化合物的混合物。
如果墙芯90或屋顶芯92的支撑构件26通过上述的处理工艺充满可固化高分子化合物，则优选不施加固化引发剂，并延迟可固化高分子化合物的固化，直至除去在浸渍工艺之后施加的聚乙烯层。支撑构件26中的可固化高分子化合物的固化延迟为将支撑构件26施加于墙芯90和/或屋顶芯92(此处进一步详述)提供了时间。
现在参照图1至图3以及图16至图18，示出了用于将庇护棚10固定到表面11的锁销系统110。锁销系统110包括连续或单独的锁销构件28，其提供固定点，用于将庇护棚10锚固到表面11；以及锁销节点180，其突出穿过外壳12的内表面并提供固定点，用于将元件或其它固定设备，诸如内隔板加到庇护棚10的内部或外部。
在特定的实施例中，锁销构件28包括端接于环端112(图17)中的直径大约为0.1英寸的不锈钢丝绳。在特定的其它实施例中，锁销构件28包括端接于环端112中的直径大约为0.1英寸到0.25英寸的绳索，所述绳索由尼龙、编织或未编织的布绳或其它合适的并且可商业购买的材料制成。
在特定的实施例中，锁销构件28包在柔性护套114(图16中所示)中，以防止锁销构件28切入相邻的结构层。在一些这样的实施例中，为防止切入相邻的结构层，墙芯90和屋顶芯92上的每个锁销构件28的路线与加强材料层116(如图16中所示)排成直线，在这些实施例的特定实施例中，加强材料层116充满类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。
锁销构件28容纳许多传统锚固设备和机构的附件。如图19中所示，这些附件可包括能够接收环端112的诸如地桩或螺旋钻螺钉的地锚31。其它锚固的实施例包括设置在地锚31和锁销构件28之间以便于初始和定期调整的套筒螺母33，如图20中所示。
在另一锚固的实施例中，诸如通过图18和图21示出的实施例，由诸如塑料或金属(例如铝)的刚性材料制成并定形为接收庇护棚10的底部几何结构的安装轨道29可直接锚固到其上架设庇护棚10的表面11上，可使用锁销系统110将庇护棚10固定到安装轨道29上。
不管锚固机构的类型或锁销构件28在墙36的结构内的精确布置如何，都将环端112以某种方式偏置到庇护棚10的内部，诸如在通过图19至图21示出的实施例中，从而可从庇护棚10内部将庇护棚10锚固到表面11。
返回参照图1，庇护棚10还包括屋顶到墙的接缝30，接缝30保护屋顶38和墙36之间的连接，并确保在由庇护棚覆盖物20提供的覆盖中不存在缝隙。屋顶到墙的接缝30的尺寸设置为足够长以缠绕庇护棚10的墙36的整个顶缘周界，以及设置为足够宽以向下延展到庇护棚10的墙36的外部大约4英寸到大约6英寸并向上延展到庇护棚10的屋顶38的外部大约4英寸到大约6英寸。
在特定的实施例中，屋顶到墙的接缝30包括已充满可固化高分子化合物的毡带，所述可固化高分子化合物是类似于此前所述的可湿固化多异氰酸酯高分子化合物。在一些这样的实施例中，屋顶到墙的接缝30包括95％的毛毡(例如，美国材料试验协会编号CF-206-16R1x，600PSI或更大)，所述毛毡的厚度为从大约0.06英寸到大约0.08英寸，并充满可固化高分子化合物。
当意图延迟庇护棚覆盖物中的可固化高分子化合物的固化，直至期望最终装配庇护棚10的时候，通过诸如图5至图7中概略示出以及上文所述的工艺之一的处理工艺可实现利用可固化高分子化合物对屋顶到墙的接缝30的浸渍。因此，不施加固化引发剂，并且当屋顶到墙的接缝30退出轧制处理时，它的两个表面被聚乙烯层覆盖。
再次参照图1，在一些实施例中，将下边板34施加到墙36的底缘周界。在这些实施例中，下边板34的尺寸设置为足够长以缠绕庇护棚的整个周界，以及设置为足够宽以从庇护棚覆盖物20的外部延展到外壳12的内部，在相对于表面11的垂直方向中，在外壳12的内部和庇护棚覆盖物20的外部上的重叠部分至少为3英寸，庇护棚10将建立在所述表面11上。另外，下边板34的长度包括任意门洞的高度和宽度，并遵循任意这种开口的几何形状。
在这些实施例的特定实施例中，下边板34包括95％的厚度为从大约0.06英寸到大约0.08英寸的毛毡(例如，美国材料试验协会编号CF-206-16R1x，600PSI或更大)。
在特定的实施例中，下边板34充满类似于如上述施加到庇护棚覆盖物20的可固化高分子化合物，如果在浸入下边板34中的可固化高分子化合物明显固化出现之前施加到任一层的表面，则下边板34将粘附到庇护棚覆盖物20或外壳12的外部。
在下边板34充满可固化高分子化合物的这些实施例中，目的是延迟庇护棚覆盖物中的可固化高分子化合物的固化，直至期望最终装配庇护棚10的时候。因此，不施加固化引发剂，并使下边板34夹在聚乙烯层之间，直至装配开始，除非如下文所述，目的是将施加到下边板34的可固化高分子化合物用作粘合剂。
返回参照图8至图10，组装庇护棚10的第一步是组装单片外壳12。尽管存在聚乙烯层22，但是对外壳材料施加固化引发剂将使得浸入外壳12中的可固化高分子化合物在组装之前固化，此处聚乙烯层22的存在是为了便于外壳12的处理，。
另外参照图3、4和9，对外壳12的墙和屋顶部件进行组装，从而外壳部件12”的腔与外壳部件12’的内部形成连续的空间。然后外壳部件12’和12”彼此粘接或以另外的方式相互固定。
在一些实施例中，当分别将外壳部件12’和12”应用到固化夹具21时，将覆盖边缘15的顶面和边缘13的底面的聚乙烯层部分除去。在一些这样的实施例中，可在可固化高分子化合物明显固化之前使外壳部件12’和12”形成接触，从而可固化高分子化合物用作粘合剂并当固化时固定外壳12的两个部件。
在其它实施例中，允许外壳12的外壳部件12’和12”在连接之前基本固化，并在除去聚乙烯层22之后，随后使用聚氨酯胶粘剂或本领域的普通技术人员所公知的另外的合适材料固定。此外，外壳12的外壳部件12’和12”可通过机械固定诸如卡钉或缝合或本领域普通技术人员所公知的其它方法来连接。
返回参照图1，在将墙芯90和屋顶芯92与固化的外壳12物理连接之前，可将可选的下边板34(上文所述)固定到固化外壳12的下部内缘。在这样的实施例中，将覆盖下边板34的一个部分的聚乙烯除去，所述部分是固定到固化外壳12下部内缘的部分。然后或者将下边板34立即施加到外壳12，使得当充满下边板34的可固化高分子化合物固化时，该可固化高分子化合物用作粘合剂，或者使下边板34的暴露部分固化并随后粘附到外壳12。然后下边板34的自由端向外突出，处于墙36下发并超出墙36以封闭庇护棚10的底部和庇护棚的安装表面之间的缝隙。例如，下边板34将使庇护棚能够抵抗风雨和有害物的侵入，特别是如果用土或其它材料覆盖下边板34的话。
图13示出了上述的墙芯90的实施例，墙芯90是这样形成的：将内芯层14拉伸到与外芯层16等长的尺寸从而内芯层14与外芯层16基本重叠，并在它们各自的端部将两层粘接在一起。接下来，将内芯层14和外芯层16在它们各自的中心粘接，然后在由此形成的结构的每个相继的中点处粘接，直到内和外芯层14和16整体配合在一起。因为将内芯层14拉伸到与外芯层16重叠，随后内芯层15将试图缩回到其原始尺寸，所以这种方式的粘接有助于墙芯90相对于庇护棚内部的凹曲。这种凹曲提供了竖直刚度以及相对于内力和外力的横向抵抗的形式的结构支撑。
图14示出了上述的屋顶芯92的实施例，屋顶芯92是这样形成的：用至少一个支撑构件26(上文所述)加强内芯层14，拉伸内芯层14以大致与外芯层16重叠，然后根据庇护棚10的实施例，如图22至图24中所示，分别在屋顶38的锥顶94、脊线96或顶点98将两层粘接到一起。在屋顶芯92的可选实施例中，将至少一个支撑构件26施加到外芯层16的外部而不是夹在内和外芯层14和16之间。
在环绕屋顶芯92周界的边缘处，将内和外芯层14和16进一步粘接在一起，然后在由此形成的结构的每个相继的中点处粘接，直到内和外芯层14和16整体配合在一起。在屋顶芯92基本是圆屋顶形(图24)的实施例中，这种方式的粘接有助于屋顶芯92相对于庇护棚10内部的凸曲，其提供了垂直于屋顶38的外壳12部件的结构稳定性和刚度。
墙芯90和屋顶芯92中的一个或两个的内芯层14和外芯层16的粘接通过施加聚氨酯胶粘剂或双面胶带或胶膜来实现。任意多种可商业购得的聚氨酯胶粘剂或双面胶带都适合于此目的。
如上关于屋顶芯92所述，可将支撑构件26置于内和外芯层14和16之间或外芯层16的外部以进一步为墙芯90和屋顶芯92提供直立的能力。尽管在大多数实施例中，与墙芯90相关联的支撑构件26将相对于架设庇护棚的表面而定向在大致垂直的方向上，但是与屋顶芯92相关联的支撑构件26的定向可以改变。
图22示出了庇护棚10的支撑构件26的布置的实施例，其中屋顶芯92形成圆锥形状，支撑构件26沿大体垂直的方向设置在墙芯90上并与屋顶芯92的表面共面。在此实施例中，与屋顶芯92相关联的支撑构件26环绕屋顶芯92的周界设置，并在屋顶芯92的中心处彼此连接。
图23示出了一实施例，其中，屋顶芯92形成了人字形屋顶或斜屋顶，支撑构件26沿大体垂直的方向设置在墙芯90上并沿大致水平的方向设置在屋顶芯92上。在此实施例中，有些支撑构件26相对于屋顶芯92的承重方向水平设置，而其它支撑构件26以某一角度设置以为屋顶芯92提供附加稳定性。
图24示出了一实施例，其中，庇护棚需要屋顶芯92的附加承重能力，支撑构件26水平和竖直设置在圆屋顶结构中以使结构的稳定性和强度最高。在此实施例中，大体竖直的支撑构件26环绕屋顶芯92的周界设置并在屋顶芯92的中心处彼此连接。
更具体地参照相对于内和外芯层14和16布置支撑构件26所使用的方法，槽24可形成在墙芯90或屋顶芯92的外芯层16的内或外表面以及内芯层14的外表面中以接收支撑构件26，如图2、13和14中所示。
在特定的实施例中，槽24在内和外芯层14和16粘接之后形成在外芯层16中。在一些这样的实施例中，槽的深度大约为墙芯90的外芯层16的厚度的75％，大约为屋顶芯92的内芯层14的厚度的100％。对于墙芯90，槽24设置为以大约5英寸到大约24英寸的间距接收支撑构件26，支撑构件26横向间隔开并大致垂直于架设庇护棚的表面设置。
对于形成诸如图22和图24中分别示出的圆锥形或圆屋顶形的屋顶芯92，绕屋顶芯92的周界以均匀间距切割槽24，支撑构件26与屋顶芯92的表面大致共面地设置并在屋顶的锥顶92或顶点98连接。在具有增强承重能力的实施例中，诸如图24所示，槽24相对于屋顶的承重方向也是水平的，由此以接收以一定间距纵向隔开的支撑构件26，与下文关于人字形屋顶或斜屋顶(图23)所述的相似。
对于形成人字形屋顶或斜屋顶的屋顶芯92，槽24相对于屋顶芯92的承重方向是水平的，由此以大约5英寸到大约10英寸的间距接收支撑构件26。
在一些实施例中，如上所述，在它们的制造期间，支撑构件26分别如图22至图22中所示地充满。在这样的实施例中，在支撑构件26中分别出现明显固化之前(如图22至图24中所示)，将附在支撑构件26上的任何聚乙烯层剥掉，并将支撑构件26插入槽24中。
庇护棚10的组装的下一阶段是墙芯90、屋顶芯92以及支撑构件26与外壳12的连接。如图12中所示，墙芯90及其支撑构件26的底缘插入到外壳12的下缘和边缘32的竖直部分之间的缝隙中，并粘附到边缘32的内表面。墙芯90的内芯层14的内表面粘附到外壳12的外表面，而墙芯90的内和外芯层14和16的顶面粘附到边缘15的底面。
屋顶芯92的内芯层14和外芯层16的底面通过诸如聚氨酯胶粘剂的任意合适的粘合剂或双面胶带粘附到边缘13的顶面。屋顶芯92的内芯层14的内表面粘附到外壳12的外表面。可使用诸如聚氨酯胶粘剂的任意合适的粘合剂或双面胶带将墙芯90和屋顶芯92粘附到外壳12的外表面。
一旦将外壳12、墙芯90、屋顶芯92以及支撑构件26连接起来，庇护棚的子组件100(图25中所示)就完成了。图26示出了子组件100的实施例的水平横剖面，并图示了外壳12、墙芯90、屋顶芯92、槽24以及支撑构件26。在一些实施例中，子组件100包括诸如下边板34的特征和诸如窗单元40的可选固定设备。在所有的实施例中，子组件100的墙芯90和屋顶芯92均包括其各自的内芯层14、外芯层16、槽24和支撑构件26。
现在参照图18，其示出了应用到子组件100的锁销系统110(前面所述)的布置。锁销系统110包括连续或单独的锁销构件28，在所示的实施例中，锁销构件28设置在墙芯90和屋顶芯92的外表面上。
在一些实施例中，不管锁销构件28在墙36的结构内的精确布置如何，都将环端112以某种方式朝向庇护棚10的内部偏置，如在通过图19至图21中所示，从而可从庇护棚的内部将庇护棚10锚固到表面。
在特定的实施例中，诸如图18中所示的实施例，锁销构件28设置在位于墙芯90和屋顶芯92的外表面上的路线中，其在庇护棚10的大致四个角的位置处以及侧面上提供锚固。
在可选实施例中，由诸如塑料或金属(例如铝)的刚性材料制成并定形为接收庇护棚10的底部几何结构的安装轨道(图18和图21中所示)可直接锚固到架设该结构的表面11上，可使用锁销系统110将该结构固定到安装轨道29上。
尽管图2中所示实施例的横剖面显示了与外芯层16相邻并于其外部设置的锁销系统110的锁销构件28，但是在可选的实施例中，可使锁销系统110的部件与庇护棚10的任意层相邻设置，所述层包括例如外壳12的内部或庇护棚覆盖物20的外部，分别如图27和图28中所示。
一旦子组件100完成，则将防潮层18(上文所述)施加到图25和图26中所示的子组件100的外部。在一些实施例中，诸如图29中所示的横剖面中示出的实施例，锁销系统与外芯层16相邻设置，防潮层18覆盖锁销系统110的锁销构件28。如图29中示出的，将防潮层28施加于子组件100的外芯层16的外表面，形成了子组件102。
在防潮层已充满可固化高分子溶液并夹在聚乙烯层之间的实施例中，在将防潮层18粘附到子组件100的外芯层16之前，将聚乙烯层从防潮层18除去。可使用诸如聚氨酯胶粘剂的任意合适的粘合剂或双面胶带来完成将防潮层18粘附到外芯层16的外表面以及外壳12的边缘32的最外表面。
允许子组件102至少基本固化。例如，可将子组件102搁置大约2小时到大约4小时的时间以使浸入子组件102的材料的可固化高分子溶液固化。子组件不需要完全固化，但它应当固化到足以能够进行处理的程度。
在包含在子组件102中的所有可固化高分子溶液固化之后，将子组件102弄干以除去环境湿气以及在之前对子组件102的层执行的任意工艺期间产生的任何湿气。另外，干燥过程确保了停止所有之前施加的可固化高分子溶液的固化。
将子组件102干燥到墙芯90和屋顶芯92的内和外芯层14和16中的含水量小于大约每10份的可固化高分子溶液中含有0.0001份的水分，所述可固化高分子溶液将施加于庇护棚覆盖物，所述庇护棚覆盖物将施加到防潮层18的外表面。墙芯90和屋顶芯92的内和外芯层14和16中的含水量可使用可商业购买的湿度计来确定，诸如通用电气的ProtimeterMMS Plus(GE5800)或电气设备有限公司的TEM-1纺织品测湿仪。
返回参照图1，庇护棚覆盖物20是庇护棚10的最终的外层，将庇护棚覆盖物20应用到图29中所示的子组件102。图2有效地示出了已应用了庇护棚覆盖物20的子组件102的墙36的横剖面。
在将庇护棚覆盖物20应用到防潮层18的外表面之前，将其间夹着庇护棚覆盖物20的聚乙烯层之一除去。这导致庇护棚覆盖物20上剩余聚乙烯层设置成朝向庇护棚的外部，而庇护棚覆盖物20的已除去聚乙烯层的侧面被定位成与防潮层18的外表面相邻，如图2至图4中所示。将剩余聚乙烯层保持在庇护棚覆盖物20的外表面上的适当位置，直至期望浸入庇护棚覆盖物20中的可固化高分子溶液固化的时候。
现在参照图3和图4，通过应用粘合剂、卡钉、缝合或用于持久连接材料的任意其它方法，在边缘13的上表面和边缘15的底表面处将庇护棚覆盖物20固定到外壳12。多种可商业购买的聚氨酯胶粘剂、双面胶带、卡钉或缝合技术及材料中的任何一种都是合适的。
然后将图1中所示的屋顶到墙的接缝30应用到庇护棚覆盖物20的外表面，使得屋顶到墙的接缝30向下延展到庇护棚10的墙36的外部大约4英寸到大约6英寸并向上延展到庇护棚10的屋顶38的外部大约4英寸到大约6英寸。
在将屋顶到墙的接缝30已充满可固化高分子溶液并夹在聚乙烯层之间的实施例中，在将屋顶到墙的接缝30应用到庇护棚覆盖物20之前，将该聚乙烯层之一除去。这导致屋顶到墙的接缝30上剩余聚乙烯层设置成朝向庇护棚的外部，而屋顶到墙的接缝30的已除去聚乙烯层的侧面被设置成与庇护棚覆盖物20的外表面相邻。将屋顶到墙的接缝的外表面上的聚乙烯层保持在适当位置，直至期望固化的时候。
在这样的实施例中，同样地，通过向后剥开(peeling back)足量的剩余聚乙烯层以允许进行施加，为施加屋顶到墙的接缝30而准备庇护棚覆盖物20。一旦将屋顶到墙的接缝30应用到庇护棚覆盖物20，在其初始位置就取代了剩余聚乙烯层的向后剥开的部分。
在一些这样的实施例中，在屋顶到墙的接缝30和庇护棚覆盖物20中的一个或两个已明显发生固化之前，将屋顶到墙的接缝30应用到庇护棚覆盖物20。在这样的实施例中，可固化高分子溶液充当粘合剂，并当可固化高分子溶液固化时将屋顶到墙的接缝30和庇护棚覆盖物20粘合起来。在其它实施例中，可使用诸如聚氨酯胶粘剂的任意合适的粘合剂或双面胶带来完成将屋顶到墙的接缝30应用到庇护棚覆盖物20。
因为环境湿气可导致浸入到庇护棚覆盖物20中的可固化高分子溶液的固化，所以一旦将庇护棚覆盖物20外表面上的聚乙烯层22(图2中所示)除去，庇护棚覆盖物20就可开始固化。因此，在特定的实施例中，在庇护棚10的组装之后，可在需要的时候通过除去聚乙烯层来开始固化。在其它实施例中，将组装的庇护棚包装并运输到远离装配点的位置，因此通过将聚乙烯层保留在适当的位置以防止湿气接触到庇护棚覆盖物20而延迟固化。
一旦建造了诸如上文参照图1至图29所述的庇护棚10的结构，可通过折叠和真空包装减小结构所占用的空间体积尺寸。在特定的实施例中，例如架设时占据大约800立方英尺空间的庇护棚，通过折叠和压缩可将庇护棚的尺寸减小到其原始尺寸的大约3％，然后通过打开庇护棚并将屋顶推至期望位置，将庇护棚恢复到其最初架设的结构。在其它实施例中，例如架设时占据大约3200立方英尺空间的庇护棚，通过折叠和压缩可将庇护棚的尺寸减小到小于其原始尺寸的大约2％，然后通过打开庇护棚并将屋顶推至期望位置，将庇护棚恢复到其最初架设的结构。
现在参照图30和图31，首先通过将屋顶38的中心130或脊线132折叠到由墙36形成的内部空间中来折叠庇护棚10。随着屋顶38内翻进入庇护棚10的内部空间，将力“F1”施加到屋顶38的内表面以将面向内的斜面134推向庇护棚10内部的一侧136，如图32中以俯视图示出的。另外，将力“F2”施加到相对侧138和140的每一侧的近似中心处，由此将侧138和140的近似中心推向庇护棚10的近似中心处。
现在参照图33，在继续将侧138和140推向庇护棚10的中心时，沿侧136和142的整个墙表面施加力“F3”，由此以使彼此更接近的两侧136和142接近压紧的庇护棚10的中心。可选地，在庇护棚10的一侧的近似中心处以及庇护棚10的相对侧上的至少两个位置处施加力“F3”，所述两个位置对称地处于侧142的近似中心的远端，如图34中所示。这种在相对侧136和142上施加力，通常导致各自侧呈现围绕庇护棚的近似中心的“包围”结构。可选地，可通过在庇护棚10的竖直中心线150附近将其对折，然后在庇护棚10的水平中心线152附近沿方向“R”折叠它而进一步减小庇护棚10的尺寸(图35)。
现在参照图36，将压紧的庇护棚10放在包160中。包160的材料应是柔性且防潮的，以保护可固化高分子溶液(结构部件中有许多是利用所述可固化高分子溶液进行处理的)，并当结构仍处于包装中时防止该结构过早固化。适合用于包160的材料应具有0.1克/100平方英寸/天的最大水蒸汽传输率以及大约0.0061立方英寸/100平方英寸/天的最大氧气传输率。该材料还必须具有至少大约6磅/英寸的密封强度以及至少大约2000磅/平方英寸(psi)的抗拉强度。
该包设有允许用来连接真空装置的适当的阀162。在特定的实施例中，包受到真空装置170的操作，使得庇护棚的尺寸进一步减小，并防止水分到达所存储的庇护棚而使庇护棚覆盖物20中的可固化高分子溶液固化。在设置真空包装之前将庇护棚冷却至大约65°F或更低，也可以减少浸入庇护棚覆盖物20中的可固化高分子溶液固化的机会。在一个实施例中，包160的材料是铝箔衬背的
Figure A20068004920700311
层压包。
除了应用真空装置170外，可将氮引入到包160中以代替氧气和水分，进一步降低包的含水量。为有助于进一步减小包装尺寸，在真空装置170操作时，可将压缩力172施加到折叠的庇护棚10。将力172在外部施加到包160。
在通过折叠和真空包装减小庇护棚10的尺寸之后，将其放入适当的集装箱中。
为架设庇护棚10，将庇护棚10从包160中取出。在从包中取出后，由于由外壳12、墙芯90、屋顶芯92和支撑构件26以及内芯层14和外芯层16的弹性记忆效应提供的刚性，通过打开庇护棚10，庇护棚易于恢复到其预先包装的形式。
通过反向由图30至图35示出的过程，将庇护棚基本恢复到其包装前的形式。将庇护棚10放在直立位置，向上推动屋顶38至完全展开的位置。将覆盖庇护棚覆盖物20、屋顶到墙的接缝30和下边板34的任何剩余聚乙烯层除去，并使这些部件中的可固化高分子溶液固化。固化将响应大气中的环境湿气而产生；然而，可通过将水雾以不超过1加仑/500平方英尺(庇护棚10的表面区域)的速度施加到外壳覆盖物20来加速固化过程。
固化周期将产生坚固的庇护棚，当庇护棚覆盖物20中针对大约10份可固化高分子溶液具有大约0.5份的含水量时，庇护棚覆盖物在大约4小时内固化大致90％。
在庇护棚覆盖物20固化到大约75％或更多之后，可将庇护棚10锚固到地面或其它地基，如上所述。
在根据此处所述的方法制成的庇护棚的一些实施例中，庇护棚可配备柔性实用(utility)设备，包括电配线和用于水和流体管理的柔性管路或软管。此外，由根据此处所述的方法制成的结构的外部和内部很容易适于容纳使用已要求保护的相同制造标准的固定设备和生活设施。这些固定设备和生活设施包括诸如窗单元40(图1)、附加的墙、隔板、屋檐、地板、挑檐、百叶窗、门、排烟孔和内置家具的固定设备。
尽管本发明的可选实施例将包括如此处所述的基本类似的部件，但是本领域的技术人员将容易理解到具有其它易于获得的制造方法。
在一些这样的可选实施例中，结构的制造包括使用与由图38中的RIM系统200所示的相类似的反应性注压技术。在这些实施例的特定实施例中，上述所有的部件层和构件将通常是现存的，但是材料的处理和装配方法将是会改变。
在这样的实施例中，参照图1、2、10和11(同时继续参照图37)，所示实施例的外壳12充满如前面所述的可固化高分子溶液，将外壳12放入模制设备206的底模210和顶模212之一中，使得最后的外壳12的外表面面对底模210和顶模212的另一个。将没有利用可固化高分子溶液浸渍的庇护棚覆盖物20放在底模210和顶模212的另一个中，使得最后的庇护棚覆盖物的内表面面向底模和顶模的另一个。当将庇护棚覆盖物20和外壳12适当地放在模制设备206中时，在它们之间存在空间，结构的其它部件可放在该空间中。
在这样的实施例中，如果想要将支撑构件26、锁销构件28和环端112(图17)嵌入位于庇护棚覆盖物20和外壳12之间的某处，则可根据部件在完工结构中的期望位置将支撑构件26、锁销构件28和环端112置于模制设备206中，位于庇护棚覆盖物20和外壳12之间。图2示出了支撑构件26和锁销构件28可相对于庇护棚覆盖物20和外壳12而布置的一个实施例。支撑构件26、锁销构件28和环端112可通过间隔设备保持在适当位置，该间隔设备通过与模制设备边缘的接触而悬于底模210和顶模212之间，或通过适于将部件的位置保持在模制设备206中的任意其它方法而另外地固定。
在这样的实施例中，然后向模制设备206填充异氰酸盐和多元醇的混合物，所述混合物分别从罐220和222中输送出来，通过循环泵224计量，并通过混合头228混合并释放到封闭的模制设备206中。在特定的实施例中，将添加剂引入该混合物以便于聚合物的发泡。在一个这样的实施例中，添加剂是水，其与混合物中的异氰酸盐起反应而生成促进聚合物发泡的二氧化碳。
在一个实施例中，液体混合物在大约150psi到大约3000psi之间任何压力下进入混合头228并彻底混合。在大多数实施例中，异氰酸盐和多元醇的液体混合物在大约室温和大气压力下从混合头228进入模制设备206。模具中形成聚氨酯聚合物的放热反应需要大约5分钟到大约10分钟。注入的混合物将形成发泡的聚合物，其具有与前面所述的制造工艺中的内芯层14和外芯层16的组合相类似的物理特性。
所注入的聚合物的固化用于将所形成的泡沫层粘附到庇护棚覆盖物20和外壳12，以及使支撑构件26、锁销构件28和环端112嵌入所形成的泡沫内。
在固化后，液体聚合物混合物的处理、模制设备中的温度、压力和时间也能够在所形成的聚合物层的表面上产生外层。此外层可用作防潮层18，因此无需插入单独的材料来保护庇护棚的内层免受潮湿。
一旦所形成的泡沫层已经固化，就可在如前所述的包装之前，利用类似于此前所述的可固化多异氰酸酯高分子化合物对庇护棚覆盖物20的外表面进行喷射处理。
本领域的普通技术人员将认识到泡沫成型工艺也可基本如上所述通过使用开注式(open-pour)冷塑工艺执行。
在本发明的另一实施例中，结构部件的制造和组装基本如任意上述的具体实施例中那样执行，但是不利用可固化高分子化合物对庇护棚覆盖物20进行浸渍。
在一些这样的实施例中，庇护棚覆盖物没有用湿固化预聚物浸渍，图36中所示的包160设计为将包160用作庇护棚10的最外覆盖层和防潮层。
在这样的一个实施例中，庇护棚10的包装尺寸基本类似于上面所述以及图36和图37中所示的尺寸。然而，用于包装庇护棚的包包括足够的几何形状和尺寸，超过了容纳庇护棚10的包装尺寸所需的尺寸，从而可覆盖架设的庇护棚10的整个表面积。该超大的包材料被连同庇护棚10一起紧密包装，但当在指定地点架设了结构时，将包材料打开，用作庇护棚的防风雨的最外层。
在本发明的又一实施例中，用于形成图1中所示的庇护棚覆盖物20和外壳12的材料是适于造型或模制的材质并适于接收色彩和其它印刷操作(matter)。这种实施例的一些实例包括手工制作有模拟的砖、木、石头或木瓦的庇护棚覆盖物。
尽管上文仅仅对本发明的几个示例性实施例进行了详细描述，但是本领域的技术人员将易于理解，在不实质偏离本公开的新颖性和优点的情况下，这些示例性实施例可以进行许多修改。因此，所有这些修改都应该包括在随附权利要求中所限定的公开的范围内。在权利要求中，如果存在的话，方法加功能部分应该覆盖此处所述的如执行所述功能的结构，不仅包括结构等同物，而且也包括等同结构。

Claims (20)

1.一种用于形成结构的方法，所述方法包括：
由充满可固化高分子化合物的柔性材料形成外壳；
固化所述外壳中的所述可固化高分子化合物，其中，固化的外壳限定了所述结构的内部以及所述结构的水平和竖直几何形状；
由柔性材料形成墙芯和屋顶芯，其中，该墙芯和屋顶芯容纳支撑构件；
将墙芯和屋顶芯与所述外壳物理结合，其中所述墙芯和所述屋顶芯限定了所述结构的外部框架；
形成包括充满可固化高分子化合物的柔性材料的覆盖物；
将所述覆盖物与所述墙芯和所述屋顶芯物理结合；以及
延迟所述覆盖物中的所述可固化高分子化合物的固化。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在将所述覆盖物与所述墙芯和所述屋顶芯物理结合之后，包装所述结构；以及
通过允许湿气与所述覆盖物中的所述可固化高分子化合物接触而终止所述覆盖物中的所述可固化高分子化合物的固化的延迟。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
在所述包装之前压缩物理结合的庇护棚覆盖物、墙芯和屋顶芯的尺寸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可固化高分子化合物包括多异氰酸酯。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述可固化高分子化合物包括4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外壳、所述墙芯、所述屋顶芯和所述覆盖物的所述柔性材料包括开孔型塑性材料，所述塑性材料选自由聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯及其组合构成的组中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述外壳、所述墙芯、所述屋顶芯和所述覆盖物的所述柔性材料包括聚酯油毡。
8.一种结构，包括：
外壳，所述外壳包括充满可固化高分子化合物的柔性材料，所述外壳形成所述结构的内部并限定所述结构的墙部和屋顶部，其中所述外壳中的所述可固化高分子化合物被固化；
墙芯，所述墙芯包括充满可固化高分子化合物的柔性材料，并布置在所述外壳的所述墙部周围，
屋顶芯，所述屋顶芯包括充满可固化高分子化合物的柔性材料，并布置在所述外壳的所述屋顶部周围，
多个支撑构件，其布置在所述墙芯和所述屋顶芯内；
覆盖物，所述覆盖物包括充满可固化高分子化合物的柔性材料，所述覆盖物布置在所述墙芯和所述屋顶芯周围，并形成所述结构的外部。
9.根据权利要求8所述的结构，其中，所述覆盖物中的所述可固化高分子化合物被固化。
10.根据权利要求8所述的结构，其中，所述墙芯和所述屋顶芯中的所述可固化高分子化合物被固化。
11.根据权利要求8所述的结构，其中，所述可固化高分子化合物包括多异氰酸酯。
12.根据权利要求11所述的结构，其中，所述可固化高分子化合物包括4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯。
13.根据权利要求8所述的结构，其中，所述可固化高分子化合物通过暴露于环境湿气而固化。
14.根据权利要求8所述的结构，其中，所述外壳进一步包括具有相对的上和下表面的边缘，所述墙芯的第一端连接到所述外壳边缘的下表面，而所述屋顶芯的第一端连接到所述外壳边缘的上表面。
15.根据权利要求8所述的结构，进一步包括布置在所述墙芯和所述覆盖物之间的防潮层。
16.根据权利要求8所述的结构，进一步包括布置在所述屋顶芯和所述覆盖物之间的防潮层。
17.根据权利要求8所述的结构，其中，所述外壳、所述墙芯、所述屋顶芯和所述覆盖物的所述柔性材料包括开孔型塑性材料，所述塑性材料选自由聚醚、聚烯烃、聚酯、聚氨酯及其组合构成的组。
18.根据权利要求17所述的结构，其中，所述外壳、所述墙芯、所述屋顶芯和所述覆盖物的所述柔性材料包括聚酯油毡。
19.根据权利要求8所述的结构，进一步包括锁销系统，所述锁销系统布置在所述墙芯和所述屋顶芯内，用于将所述结构固定到表面。
20.根据权利要求19所述的结构，其中，所述锁销系统包括多个具有环端的锁销构件，用于将所述结构固定到表面。
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