專利名稱：預(yù)制遮蔽所的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)制遮蔽所，尤其涉及可以被快速和容易地建造并且易于被運送的遮蔽所。本申請具有在例如自然或人為災(zāi)難之后提供緊急遮蔽所的特殊應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自然災(zāi)難之后，提供例如房屋等的緊急遮蔽所通常是必要的。這樣的遮蔽所通常由帆布帳篷提供，但是這樣的帳篷不是特別堅固的，并且不適于在緊急時期經(jīng)常遇到的極端惡劣天氣和溫度條件。此外，這樣的情況下，通常長時期需要遮蔽所，而帆布帳篷在需要它們已由永久遮蔽所的建筑取代之前可能磨損了。而且，帆布帳篷不適用于某些應(yīng)用，諸如野戰(zhàn)醫(yī)院和儲存庫，這是因為難于在帆布帳篷內(nèi)建立衛(wèi)生條件，這對其用作野戰(zhàn)醫(yī)院產(chǎn)生產(chǎn)生不利的影響；而且帆布帳篷易于進入，如果有價值的儲存物被保留在帆布帳篷內(nèi)，那么使得它們易于被搶奪。
用于食物和設(shè)備儲存的大型遮蔽所由大的金屬框架覆蓋以柔韌的不可滲透的材料而制成。其難于建造并經(jīng)常需要準備好的地基。
已知氣力充氣表皮層并將混凝土注在充氣的表皮層上(見US-2,270,229，US-3,734,6709，GB-1242647，US-4,746,471，GB-603655)或通過施加液態(tài)混凝土層到可以被充氣的表皮層上(見US-3,462,521和US-4,170,093)來形成建筑物。
但是，這樣的裝置耗費時間并且在技術(shù)上難于建造，因此不適用于災(zāi)區(qū)。他們還通常需要使用多于一個人以建立建筑和遮蔽所。此外，這樣的遮蔽所通常不能建立在緊急區(qū)域，這是由于基本規(guī)模的混凝土混合需要重型機械和規(guī)模的功率，這不一定可獲得。此外，任何已被混合的混凝土在它凝固之前必須被使用，其對建造遮蔽所強加了可能達不到的時間表。
US-3,292,338描述了一種方法，其通過使袋充氣，將泡沫樹脂塊施加到所述袋的內(nèi)部以形成類似于圓頂建筑的結(jié)構(gòu)，其提供建筑物的強度，以及最后施加內(nèi)襯來建造建筑物。這種建筑需要大量的工作來建造。
US 4446083描述了適用于形成建筑物屋頂?shù)某錃饣炷翚?shell)。為了使用這種技術(shù)制造屋頂，基本框架被建造并且地支撐臺被建造在所述框架內(nèi)。之后，鋼筋網(wǎng)(reinforcing fabric)復蓋在框架上以形成覆蓋物，并且它被固定到所述框架。之后，干灰漿復蓋在鋼筋網(wǎng)上，并進一步地然后施加鋼筋網(wǎng)和灰漿的交替層。在所述網(wǎng)層下空氣被抽吸，其使屋頂膨脹為圓頂形狀。之后通過振動殼的外周而使灰漿致密以將灰漿加到所述網(wǎng)層，水被噴撒在殼上并讓其凝固。凝固之后，升起屋頂，墻壁被建造，之后屋頂被降低到墻壁上?？蚣芎偷刂闻_的建筑物使花費時間并且勞動密集的，并且完全不適于緊急區(qū)的遮蔽所的快速建設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于形成預(yù)制遮蔽所的可充氣殼，其包括覆蓋物，其具有氣體不可透過的內(nèi)部和由至少一層織物形成的外部，所述織物已浸漬有可水凝固的材料和/或可輻射凝固的或可空氣凝固的材料；以及及防潮布(groundsheet)，其與所述覆蓋物構(gòu)成整體；其中所述內(nèi)部為氣力可充氣的以形成在其下面的空間。
如本文使用的，涉及覆蓋物而使用的術(shù)語“內(nèi)部”和“外部”意為，所述內(nèi)部相對于所述外部朝向所述殼內(nèi)側(cè)的定位。術(shù)語“內(nèi)部”和“外部”不一定的意味著所述內(nèi)部形成所述覆蓋物的最內(nèi)層或部分，或所述外部形成所述覆蓋物的最外層或部分，即使兩者的這些設(shè)置是可能的。各所述內(nèi)部或外部可以由一或更多層組成。
防潮布和覆蓋物之間的氣力可充氣的空間可以被用于充氣并支撐所述覆蓋物?？商鎿Q地，所述內(nèi)部可通過包括例如氣動支柱等的一個或更多可充氣袋被氣力充氣，以升高所述覆蓋物來提供在其下面的所需的空間。
所述可水凝固材料優(yōu)選地是水泥基的，更優(yōu)選地是快速干燥的水泥。可選擇地，其可以包括混凝料，例如沙子、纖維加固和/或減重或內(nèi)部絕緣的包含物，例如耗費的聚苯乙烯珠。諸如石膏等其他可水凝固的材料可以被提供而取代水泥，但水泥由于其的強度是優(yōu)選的。此外，還可使用除了可水凝固的材料外的或而不是其的其他可凝固材料，例如為，可輻射固化的或可空氣固化的材料，除可水固化的材料外的或替代其的所述材料的使用落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
優(yōu)選的實施方式中，多于一層的浸漬織物被提供，以及層數(shù)依賴于形成遮蔽所外部的凝固材料的所需厚度。除了浸漬到織物中外，可凝固的材料可以被夾在內(nèi)部和第一織物層之間，以及更多的可凝固材料可以被夾在第一層和隨后的層之間。
優(yōu)選地，所述可凝固材料通過可與水混溶的粘合劑粘著到至少一層織物層。任何可與混溶的粘合劑是適合的，但是選PVA(聚乙烯丙烯酸酯)，當用作可水凝固材料時，其還作用為增塑劑。
所述外部不必在整個所述內(nèi)部之上延伸，所述外部中的縫隙可以被用于形成遮蔽所中的門道和/或窗口。早所述可水凝固材料已凝固之后，通過切割所述內(nèi)部門道可以被形成。在所述門道的位置所述內(nèi)部可以被完全切開，或單切口可以被引入以提供兩個折板(flap)，所述折板例如通過柱螺栓或拉鏈緊固件(zip fastener)可關(guān)閉。如果需要，堅固的門可以被添加到所述門道。而且額外的開口可以被形成用于其他目的，例如允許有用的管道工程管、管道或電纜進入所述遮蔽所，或提供用于火或加熱器的通風。
所述內(nèi)部優(yōu)選地為透明或半透明的，從而在未被浸漬的織物覆蓋的區(qū)域中，光線可以進入所述遮蔽所中。
所述覆蓋物的所述內(nèi)部或所述外部部分可以被連接在一起，例如通過粘合劑和/或柱螺栓連接在一起。
優(yōu)選地，所述內(nèi)部采用完全被建造的遮蔽所的形狀，并不完全依賴于所述材料的伸展，所述內(nèi)部由此材料形成以提供所述遮蔽所的三維形狀。換而言之，所述內(nèi)部不是像橡膠氣球一樣被充氣，而是如同熱氣球一樣用氣體充氣。以這種方式，將所述覆蓋物充氣所需的壓力不是特別高，且通過低壓氣泵或腳踏泵可以實現(xiàn)。但是，這不排除所述內(nèi)部可以伸展一定數(shù)量的可能性。因此，所述覆蓋物優(yōu)選地被制造以成型。
所述遮蔽所內(nèi)部的體積可能太大以致不能在可接受的時間內(nèi)實現(xiàn)充足的空氣的引入。因此，由內(nèi)燃機驅(qū)動的泵是優(yōu)選的?？商鎿Q地，可以用自氣缸的壓縮氣體或通過由化學反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，例如通過酸和碳酸鹽之間的反應(yīng)放出的二氧化碳來完成所述充氣。可以使用混合充氣技術(shù)。
當所述覆蓋物已被完全充氣時，所述外部優(yōu)選的形狀為其具有與所述內(nèi)部相同的形狀，但是有利的在于，其稍微小于所述內(nèi)部，從而當所述覆蓋物已被完全充氣時，所述織物被輕微伸展使得當凝固時其在所述內(nèi)部上保持張緊。
所述織物可由任何適合的纖維制成，并可以被編織或不被編織。優(yōu)選地，當可水凝固材料被提供時，其可以通過毛細作用吸水以將水遍布到可水凝固的材料。因此，所述織物可以由天然或合成材料制成，并可以是親水的或疏水的。如果是疏水的，通過借助提供將水吸入織物內(nèi)部中的毛細管作用的織物纖維之間的空間，可完成毛細傳送作用，并因此與可水凝固的材料接觸。在一實施方式中，所述覆蓋物的至少一個織物層以可凝固的材料浸漬。浸漬的織物可以是松的非編織氈(felt)，諸如有時被稱為“填料”的氈。松的非編織織物是在層內(nèi)沿所有方向伸展的纖維的緊密組合，其可以是例如5-25mm的厚度。水泥和其他添加劑通過將其放置在織物上并振動所述織物而可以被浸漬到織物層中。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包裹(package)，其包括如上所述設(shè)置在容器內(nèi)的包括可充氣殼，其中所述容器的體積為使得除所述殼之外其可以保存足以凝固所述殼內(nèi)的可水凝固的材料的水量。因此，可能的是遞送含有遮蔽所殼的包裹，將水添加到所述包裹，其應(yīng)當優(yōu)選地以大致等于或稍微大于完全將可水凝固的材料水合所必需的水量的數(shù)量添加。因此，通過實施例，容器可以具有一內(nèi)部空間，其的60％由遮蔽所殼占據(jù)，剩下的40％的剩余用于水。
當可水凝固材料完全被濕潤時，容器應(yīng)可打開的。優(yōu)選地，所述容器可以被打開形成平的網(wǎng)，以及優(yōu)選地，至少部分連接到所述遮蔽所的防潮布以對防潮布提供額外強度，或其可以形成所述防潮布的一部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種建造上述遮蔽所的方法，其包括充氣所述遮蔽所的內(nèi)部以形成在其下面的空間，以及允許可凝固材料凝固。當所述可凝固是可水凝固的時候，所述方法包括濕潤所述外部的可水凝固的材料，將所述殼的內(nèi)部充氣以形成在其下面的空間，以及允許可水凝固材料凝固。
現(xiàn)在參照附圖，僅通過實施例來描述本發(fā)明的實施方式，其中

圖1是可以被運送的包裹的視圖；圖2是當展開時圖1包裹的容器的網(wǎng)的視圖；圖3是濕潤之后充氣之前的遮蔽所的視圖；
圖4是充氣之后的遮蔽所的視圖；圖5是穿過遮蔽所覆蓋物的截面視圖；圖6是充氣之前的遮蔽所的截面視圖(未按比例)。
圖7是顯示覆蓋層的一種可能構(gòu)造的透視圖；圖8是充氣之后的遮蔽所的可替換設(shè)計的視圖；圖9是穿過圖8的遮蔽所的覆蓋物的截面視圖。
本發(fā)明的最佳實施方式的說明開始參考圖1，其示出了重量約為230kg的包裹10，其可以通過航空遞送到災(zāi)區(qū)。所述包裹包括容器10，所述容器10包含遮蔽所14的殼(見圖3和4)；所述殼包括水泥(見下文)，且所述容器還包括進水口12。除了遮蔽所14之外，容器的容積足夠提供足以使水泥成為水合物的水量；即大致為的容器總體積的40％。
所述容器首先用水填充并保持，直到水泥外部吸收水分達十分鐘至一小時的時間，例如15分鐘。容器的網(wǎng)在圖2中示出，并包括基部16、四個側(cè)面18和四個三角形折板20，所述折板20被折疊在一起以形成容器的頂部折板，進水口12，例如閥或螺旋瓶蓋連接在其中。當所述水泥已濕時，容器保持任何包括在容器內(nèi)的水泥粉塵，并僅將遮蔽所暴露于環(huán)境中，并因此不能被強風吹走或不能危害到那些建設(shè)結(jié)構(gòu)的人。在水吸收階段的末尾時，容器沿著接縫22被分開，其形成容器頂部的對角線以及側(cè)邊緣，從而使容器變?yōu)閳D2中示出的平網(wǎng)。這從容器內(nèi)釋放遮蔽所的殼，其可以如圖3中示出的被展開或放平。這種布置截面在圖6的中示出，可以從該圖看出，遮蔽所殼包括防潮布30和遮蓋物32，所述遮蓋物32圍繞防潮布30的周邊連接。還設(shè)置閥34以用于將空氣輸送到防潮布30和遮蓋物32之間的空間36中。
穿過遮蓋物32的截面視圖在圖5中被更加詳細地示出，從該圖可以看出，其由內(nèi)層24制成，所述內(nèi)層24由不透氣的材料，諸如聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯制成。明顯地，可替代地使用其他材料。對于內(nèi)層24，完全不透氣是不必要的，以及所述內(nèi)層24可以由允許少量氣體通過的材料制成，其例如非常緊密的紡織帆布，其可選地被處理成使其為不可滲透的。內(nèi)層24被剪裁成具有最后的穹形形狀(見圖4)，但是明顯地以圖3中示出的展開形式鋪平。其可以例如通過模制被制成一片的，或被連接在一起的幾片。在內(nèi)層24的外部，存在由織物26和水泥28制成的連續(xù)層。這種布置將水泥保持在織物上并阻止水泥的流失和除塵。通過PVA膠所述水泥被粘連到織物，以阻止其通過織物漏出，以及阻止其在織物26的任何層和鄰接的織物層之間的空間內(nèi)移動。用于結(jié)構(gòu)中的PVA膠的量是水泥重量的大約2％到3％。水泥層28可以包括諸如沙子和/或填充材料的混凝料，例如為發(fā)泡聚苯乙烯，其可以被用于減少遮蔽所的重量并提供絕熱。
織物26可以是編織的或非編織的，并由天然的或合成的材料制成。優(yōu)選地，所述織物通過毛細作用吸走加入到容器10的水，從而其快速滲透覆蓋物32，并濕潤所有水泥層28。盡管圖5中顯示出三層織物/水泥，然而可提供許多的層以提供遮蔽物中的壁厚，例如達10-15mm厚。不使用織物和水泥的交替層，而可使用浸漬水泥的氈，例如填料；通過振動所述織物可以實現(xiàn)浸漬。
覆蓋物32中的織物層26可以由已經(jīng)被連接在一起的一連串的節(jié)段形狀的條42(見圖7)制成。可替換地，覆蓋物32可以通過三維編織制成。盡管成型的板構(gòu)成了最終遮蔽所的大部分形狀，然而覆蓋物還可以以提供遮蔽所所需的內(nèi)部形狀的一定程度伸展。
遮蓋物32已被充氣之后，遮蔽所中的水泥被保持以充分凝固。為了防止其干燥，優(yōu)選地，在晚上使覆蓋物充氣并允許其整夜凝固。明顯地，水泥的量應(yīng)為凝固時形成自承式的屋頂。
當水泥已凝固，門道可以被切割。在圖4中示出門道為標號44。在區(qū)域44中，沒有織物和水泥層26、28被施用，因此僅通過切割內(nèi)層35，可以切割出所述門。同樣地，所述覆蓋物中的縫隙可以被留下用于窗口、管道和輸送管(未示出)；所述窗口可以被切去或可以被留在所述內(nèi)部的適當?shù)奈恢?。因此，所述?nèi)部優(yōu)選地為透明的。
再次參考圖6，內(nèi)部24的材料不必要由與防潮布30的材料相同的材料制成，優(yōu)選地選擇防潮布30，是因其的耐磨性；優(yōu)選的材料為編織的聚乙烯。然而，保護性的覆蓋物可以被置于遮蔽所內(nèi)部的防潮布30上以防止其在使用中被損壞。覆蓋物32通過任何適合方法圍繞防潮布的周邊固定到所述防潮布，所述方法例如為熱焊、粘合劑等。
防潮布30可以通過樁被固定到地面，通以及為此目的，孔眼(eyelet)可布置在防潮布中。
通過切割門道44，所述覆蓋物內(nèi)的壓力被釋放。壓力作用的凝固水泥將支撐所述覆蓋物。由于存在有織物，水泥的強度被充分改善，所述織物的纖維加固水泥。使用PVA將水泥28粘著到織物26作為用于水泥的增塑劑，因此改善其的特性。
使用不透氣的內(nèi)部24的一優(yōu)點在于其一般還為防水的，從而防止雨水滲入罩(enclosure)中。此外，可能的是其可以被消毒以用于無菌環(huán)境中，例如用于野戰(zhàn)醫(yī)院。
在所述內(nèi)部切出縫以提供通過門道的通道之后，在門道44的內(nèi)部材料可以被保留或可以被移除。如果保留，那么所述內(nèi)部可以被再次固定，例如通過拉鏈緊固件再次固定以形成門或可選地可以提供由局部材料制造的單獨的門(未示出)。在一實施方式中，容器和殼托板(pallet)上被傳送，所述托板被設(shè)計成其可形成門。在水泥已凝固后，可以將一或更多的另外層施加到覆蓋物頂部上，以提供熱絕緣；此外，可油漆所述覆蓋物。
當被展開，所述結(jié)構(gòu)可以被裝載以重的額外材料，所述材料可以為混凝土、土、沙袋或雪，這是因為所述結(jié)構(gòu)由分布的壓縮負載而被加強。
所述罩可以依比例制成任何需要的直徑。它可以是穹形形狀(如圖4中示出的)或可以被拉長并具有彎曲的(部分圓柱形)屋頂。在一實施方式中，一系列的穹形罩可以與走廊連接在一起，其由帶有彎曲屋頂?shù)纳扉L的罩制成。
如可看到的，本發(fā)明的罩提供了輕質(zhì)的包裹10，其可以通過航空運輸?shù)綖?zāi)區(qū)，并使用本地提供的水快速形成有用的結(jié)構(gòu)。所述水不必為適于飲用的。所述遮蔽所可以低的勞力成本被建造，且所述遮蔽所可以具有許多年的使用期限。通過實施例，用于4m直徑的罩的包裹10可以被制造為重近約為230kg。
圖8顯示遮蔽所的可替換設(shè)計，其類似于圖4的遮蔽所，但是具有加長的形狀；覆蓋物具有圓形的端部部分50，其可以如有關(guān)圖4-7所描述地被制造，然而中央部分52的外層由優(yōu)選浸漬填料的矩形織物件制造。遮蔽所的壁類似于圖5的構(gòu)造，但是不具有織物和水泥的交替層，其除了氣體不可透過的層24之外，還具有浸漬了聚丙烯氈54的兩層水泥。
權(quán)利要求
1.一種用于形成預(yù)制遮蔽所的可充氣殼，其包括覆蓋物，其具有氣體不可透過的內(nèi)部和由至少一層織物形成的外部，所述至少一層織物浸漬有可水凝固的材料和/或可輻射凝固的或可空氣凝固的材料，以及防潮布，其與所述覆蓋物構(gòu)成整體，其中所述內(nèi)部為氣力可充氣的以形成在其下面的空間。
2.如權(quán)利要求1所述的殼，其中所述覆蓋物的所述內(nèi)部和所述防潮布形成氣力可充氣的空間。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的殼，其中所述可水凝固的材料為水泥基的。
4.如權(quán)利要求1所述的殼，其中已浸漬有所述可水凝固的、可輻射凝固的和/或可空氣凝固的材料的所述至少一層織物包括至少兩層織物，以及所述可水凝固的、可輻射凝固的和/或可空氣凝固的材料被夾在相鄰層之間。
5.如權(quán)利要求1所述的殼，其中所述至少一層織物包括至少一層氈，所述至少一層氈浸漬有所述可水凝固的、可輻射凝固的或可空氣凝固的材料。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的殼，其中所述可水凝固的、可輻射凝固的和/或可空氣凝固的材料被結(jié)合到所述至少一層織物，例如通過可與水混溶的粘合劑，例如聚乙稀丙烯酸酯粘結(jié)到所述至少一層織物。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的殼，其中所述內(nèi)部的一部分未被所述至少一層織物覆蓋，由此其可形成所述遮蔽所的門道和/或窗口。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的殼，其中所述內(nèi)部為透明的或半透明的。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的殼，其中所述可凝固材料是可水凝固的。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的殼，其中所述內(nèi)部是防水的。
11.一種包裹，其包括容器和權(quán)利要求9所述的殼，所述殼位于所述容器內(nèi)，其中所述容器的容積使得除所述殼外其可以保存足以使所述可水凝固的材料凝固的水量。
12.一種建立如權(quán)利要求1至9中任一項所述的遮蔽所的方法，其包括將所述內(nèi)部充氣以形成在其下面的空間，以及允許所述可水凝固的、可輻射凝固的和/或空氣可凝固的材料凝固。
13.一種建立如權(quán)利要求12所述的遮蔽所的方法，其包括將所述外部的所述可水凝固的材料濕潤，將所述內(nèi)部充氣以形成在其下面的空間，以及允許所述可水凝固的材料凝固。
全文摘要
一種用于形成遮蔽所(14)的預(yù)制殼，其具有防潮布(30)和覆蓋物(32)，所述覆蓋物(32)具有氣體不可透過的內(nèi)層(24)和至少一個外層。所述外層各由一層織物形成，所述一層織物已浸漬例如水泥等的可水凝固的材料。所述殼浸在水中以使水泥濕潤，然后所述覆蓋物被氣力充氣以形成所述覆蓋物和防潮布之間的空間。然后所述遮蔽所被保持直到水泥凝固，并能夠支撐所述覆蓋物。所述遮蔽所可容易建造成提供耐用的遮蔽所，特別是在緊急區(qū)提供耐用的遮蔽所。
文檔編號E04HGK101048556SQ200580026705
公開日2007年10月3日 申請日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者彼得·布萊溫, 威廉·克勞弗德 申請人:克勞弗德布萊溫有限公司