CN102808452B - 节点式气网架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种节点式气网架结构，由多个独立气密的充气单元与节点装置连接后填充气体构成。独立气密的充气单元通过连杆与节点装置形成机械连接，独立气密的充气单元通过进气管与气体源连接形成空气流通管路，使独立气密的充气单元与节点装置的机械连接处和所述独立气密的充气单元的进气连接处相互独立。由于各充气单元与节点装置的机械连接处和各充气单元的进气连接处是相互独立的，因此各机械连接接口处的结构可有效简化，而各进气连接接口处可采用通用标准设计，有效降低了制造成本和工艺难度。并且通过单向进气阀向充气单元充气，在充气单元压力过大时通过减压阀排气，实现自动调节充气单元内的空气压力的功能。

Description

节点式气网架结构
技术领域
本发明属于活动建筑物领域，尤其涉及活动充气网架以及由其形成的活动充气建筑物。
背景技术
空间网架结构是大跨度建筑结构中最具竞争性的结构类型，其具有受力合理、重量轻、造价低及抗震性能好等优点。目前，空间网架结构在搭建临时性和半永久性建筑方面最具发展潜力的是充气网架结构。充气网架结构的应用十分广泛，特别适用于搭建展馆、卖场、娱乐场所、旅游设施、军/民用帐篷、机库等。
现有的充气网架结构均由多个膜材管状体连接后填充一定压力的空气使之膨胀，构成一定的空间构架。各管状体在端点通过胶水粘接、缝合或焊接方式相通连接，形成一个整体气密相通的充气网架。由于多个管状体连接为一个整体，当其中某管状体的某一点漏气就会影响部分网架甚至使网架整体坍塌。由于管状体众多，当管状体漏气时难以发现漏气点，且不易进行管状体更换操作。由于各管状体逐个粘合成整体，不能进行单管的密封性检测，不易形成标准化、模块化的部件生产。整体结构重量大，不易搬运，增加施工难度。整体造型的形式单一，难以实现复杂的空间构造形式。
申请人曾在发明专利申请（申请号为CN201110118835.3）中提出过一种节点式气网架结构，该方案使充气管件或充气单元通过节点装置连接，各充气管件或充气单元相对独立、单独密闭，可有效控制泄漏区域，并可划分气室体空气流通区域及控制气体流向，方便充气或排气，有效解决了现有充气网架结构的不足。但是该方案中各充气单元之间的节点装置，以及连接充气单元与节点装置的管道，在起到机械连接的作用的同时，还需要作为气体流通的管路，承担输送气体任务。因此对管道与充气单元、节点装置之间接口的气密性要求极高。需要对接口重新设计，提高了接口结构的复杂度以及生产、装配的难度。
发明内容
针对现有节点式气网架结构的上述缺陷，申请人经过研究改进，提供另一种节点式气网架结构，其机械连接管路与充气管路相对独立，可有效简化机械连接接口的结构，并可自动调节充气单元内的空气压力。
本发明的技术方案如下：
一种节点式气网架结构，由多个独立气密的充气单元与节点装置连接后填充气体构成，所述独立气密的充气单元与节点装置的机械连接处和所述独立气密的充气单元的进气连接处是相互独立的。
其进一步的技术方案为：所述独立气密的充气单元通过连杆与节点装置形成机械连接。
其进一步的技术方案为：所述独立气密的充气单元通过进气管与气体源连接形成空气流通管路。
其进一步的技术方案为：所述独立气密的充气单元通过连杆与节点装置连接，连杆的一端通过连接件与节点装置固定，连杆的另一端通过连接件与气囊夹件固定，所述独立气密的充气单元端部的体壁被所述气囊夹件夹持固定；每个连杆内安装有一个单向进气阀和一个减压阀；所述单向进气阀的进气端通过连杆内的腔体与第一支进气管连接，各第一支进气管分别连接到主进气管上；所述单向进气阀的出气端通过连杆内的腔体与所述减压阀的进气端连接，所述减压阀的出气端与连杆上的减压溢气孔连接；所述单向进气阀和减压阀之间的腔体通过第二支进气管连接到所述独立气密的充气单元上。
其进一步的技术方案为：所述节点装置为空心或实心的接点球。
其进一步的技术方案为：所述减压阀处安装有减压阀调节件。
其进一步的技术方案为：所述减压阀的开启压力阈值大于所述单向进气阀的开启压力阈值。
其进一步的技术方案为：所述独立气密的充气单元的体壁分为内外二层，材质选自橡胶或高分子材料。
其进一步的技术方案为：所述独立气密的充气单元的体壁内安装有气体压力传感器。
本发明的有益技术效果是：
（1）由于各充气单元与节点装置的机械连接处和各充气单元的进气连接处是相互独立的，因此各机械连接接口处的结构可有效简化，而各进气连接接口处可采用通用标准设计，有效降低了制造成本和工艺难度。
（2）通过单向进气阀向充气单元充气，在充气单元压力过大时通过减压阀排气，实现自动调节充气单元内的空气压力的功能。
（3）由于各充气单元的气室相对独立，因此在产品使用过程中，当某一或部分充气单元泄漏气时可有效控制泄漏区域，不会引起整体塌陷。
（4）由于各充气单元的气室相对独立，且分别安装有具有检测功能的气体压力传感器，当出现泄漏时，容易定位漏气充气单元，并可在一定时间范围内进行部件更换。
（5）在生产过程中可单体充气单元作为部件进行加工，可单独进行气密性检测，检测合格后组装单体充气单元，易形成标准化、模块化生产模式。
（6）运输方便，可在工厂组装子架体，现场集合总装充气网架体，并可自行拆装。
附图说明
图1是本发明构成的充气网架结构的示例图。
图2是充气网架结构的节点处的放大图。
图3是充气网架结构的节点处的一个连接处的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明是由多个独立气密的充气单元1按网格形式通过空心或实心的节点装置9（连接处的局部放大图见图2）连接后向独立气密的充气单元1内充入一定压力的空气使其膨胀，每个独立气密的充气单元1形成强度极高的气管，共同形成空间充气网架结构。本发明充气网架结构根据搭建形式的不同可构成双层或单层的板式结构和双层或单层的壳型网架结构结等多种结构形式。
图1中充气网架结构的节点处的具体结构如图2所示，独立气密的充气单元通1过连杆6与节点装置9形成机械连接。而独立气密的充气单元1又通过第二支进气管12、第一支进气管11、主进气管13与气体源连接，形成空气流通管路。因此，本发明中独立气密的充气单元1与节点装置9的机械连接和独立气密的充气单元1的进气连接是相互独立的。
图2中节点的一个连接处的具体结构如图3所示，连杆6的一端通过连接件8与节点装置9固定，该节点装置9是空心或实心的接点球，连杆6的另一端通过连接件3与气囊夹件2固定。独立气密的充气单元1端部的体壁被气囊夹件2所夹持固定。连杆6内安装有一个单向进气阀7和一个减压阀10，减压阀10的开启压力阈值要求大于单向进气阀7的开启压力阈值。单向进气阀7的进气端通过连杆6内的腔体与第一支进气管11连接，第一支进气管11则连接到主进气管13上。单向进气阀7的出气端通过连杆6内的腔体与减压阀10的进气端连接，减压阀10的出气端与连杆6上的减压溢气孔5连接。减压阀10的底部具有一斜面，该斜面与安装在连杆6上的减压阀调节件4接触。可通过减压阀调节件4推动斜面以调整减压阀10的开启值。单向进气阀7和减压阀10之间的连杆6上的腔体则通过第二支进气管12连接到独立气密的充气单元1上。
本发明中，独立气密的充气单元1的体壁分内外二层：内层（内胎）起充气单元的气密作用，外层（外胎）起保护内胎的作用，承受充气状态下密封充气单元的压力。内层和外层的材料可选自橡胶或高分子膜材。
本发明中，独立气密的充气单元1的体壁内可安装气体压力传感器，用以检测相应充气单元的气体压力，当出现泄漏时发出报警，通知远程的终端或服务器，对漏气的充气单元进行定位，并可对泄漏事件进行记录，从而确认那些故障较频繁的充气单元。
本发明的加工、安装及维护方式：
在生产中，将独立气密的充气单元1和节点装置9作为部件个体单独进行加工，单独进行气密性检测，合格后组装。也可在工厂分体组装，然后在现场集合总装，并可自行拆装。组装时将独立气密的充气单元1通过连杆6及节点装置9连接成充气子架体，再由充气子架体通过连杆6及节点装置9连接成最终的充气网架体。
充气网架建筑另外设置气体源，将气体源连接主进气管13，用第二支进气管12，第一支进气管11连通独立气密的充气单元1和主进气管13。完成搭建后进行充气。主进气管13、第一支进气管11、第二支进气管12的直径相对于独立气密的充气单元1的直径而言十分细小，依附于独立气密的充气单元1的表面，不会对充气网架结构的外形产生影响。因此在图1中，这件管路不可见。
单向进气阀7的开启压力可设置为2kg（该值可根据需要选择，此处仅为实施例），当充气气压在2kg以上时，单向进气阀7开启，向充气单元1内充气。减压阀10的开启压力可设置为2.5±0.2kg（该值可根据需要选择、调整，此处仅为实施例），当充气单元1内的压力过大，超过2.5±0.2kg时，减压阀10开启，通过减压溢气孔5排气（排气时，由于单向进气阀7是单向阀，并不开启）。当排气使得充气单元1内的压力减小至减压阀10的开启阈值以下时，减压阀10关闭。从而使独立气密的充气单元1内的气压保持在所要求的设定值的范围之内，实现自动调节充气单元内的空气压力的功能。
在充气网架结构随着气温变化，出现压力增减时，或当局部出现泄漏时，也可通过上述结构自动补气或减压，保持空气压力。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节点式气网架结构，由多个独立气密的充气单元与节点装置连接后填充气体构成，其特征在于：所述独立气密的充气单元与节点装置的机械连接处和所述独立气密的充气单元的进气连接处是相互独立的；所述独立气密的充气单元通过连杆与节点装置形成机械连接，所述独立气密的充气单元通过进气管与气体源连接形成空气流通管路；
所述独立气密的充气单元通过连杆与节点装置连接，连杆的一端通过连接件与节点装置固定，连杆的另一端通过连接件与气囊夹件固定，所述独立气密的充气单元端部的体壁被所述气囊夹件夹持固定；每个连杆内安装有一个单向进气阀和一个减压阀；所述单向进气阀的进气端通过连杆内的腔体与第一支进气管连接，各第一支进气管分别连接到主进气管上；所述单向进气阀的出气端通过连杆内的腔体与所述减压阀的进气端连接，所述减压阀的出气端与连杆上的减压溢气孔连接；所述单向进气阀和减压阀之间的腔体通过第二支进气管连接到所述独立气密的充气单元上。
2.根据权利要求1所述节点式气网架结构，其特征在于：所述节点装置为空心或实心的接点球。
3.根据权利要求1所述节点式气网架结构，其特征在于：所述减压阀处安装有减压阀调节件。
4.根据权利要求1所述节点式气网架结构，其特征在于：所述减压阀的开启压力阈值大于所述单向进气阀的开启压力阈值。
5.根据权利要求1所述节点式气网架结构，其特征在于：所述独立气密的充气单元的体壁分为内外二层，材质选自橡胶或高分子材料。
6.根据权利要求1所述节点式气网架结构，其特征在于：所述独立气密的充气单元的体壁内安装有气体压力传感器。
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