31.07.2020
220.018.3a47

СФЕРИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям сферических оболочек. Техническим результатом изобретения является повышение прочности оболочки. Сферическая оболочка состоит из стержневых элементов и шарниров, образующих фрагменты плоской решетки с возможностью трансформирования ее в форму сферической поверхности вращения. Фрагменты плоской решетки состоят из трех пространственных шестизвенных механизмов, а стержневые элементы являются звеньями пространственного шестизвенного механизма. Оболочка образована из четырех секторов, которые в свою очередь образованы из двух фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами в ромб, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положение. Оболочка может состоять из пяти секторов, которые в свою очередь образованы из четырех фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами в параллелограмм, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положение. 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к различным областям техники, в частности к конструкциям сферических оболочек в области - строительства и может быть использовано для строительства купольных сооружений.

Сферические оболочки - это многогранники, вписанные в сферическую поверхность вращения. Они обычно образуются в виде решетки из треугольников, трапеций, ромбов, пятиугольников, шестиугольников и других фигур. Стержни решетки в узлах сферических оболочек соединяются шарнирно. Несмотря на внешнюю ажурность и легкость сферических оболочек, их изготовление до сих пор остается крайне дорогостоящим и трудоемким делом. Именно сложность технологии строительства сдерживает более широкое применение этих конструкций.

Аварии строительных сооружений, обязывают проектировщиков обращать особое внимание на обеспечение достаточной прочности, устойчивости и жизнеспособности проектируемых объектов. Одним из путей достижения этой цели является применение надлежащим образом изученных и апробированных в строительной практике конструктивных элементов. К таким конструктивным элементам из класса купольных покрытий относятся оболочки, имеющие замкнутую сферическую форму. Такая модификация оболочки отличается, прежде всего, тем, что это, индивидуальный конструктивный элемент в максимальной степени обеспечивающий прочность, устойчивость и жизнеспособность сооружения.

Известны сферические оболочки с разбивкой сферы на элементы геодезическими линиями - окружностями с радиусами, равными радиусу сферы. / Г. Павлов, А. Супрун «Геодезические купола: проектирование на современном уровне» sapr.ru>article/16093/.

Недостатком известных конструкций сферических оболочек является то, что при перекрытии сооружений больших объемов значительно увеличивается число элементов конструкции имеющих различные размеры и соответственно усложняются расчеты, связанные с определением их размеров и положения их в собираемой оболочке, что усложняет технологию, строительства сооружения, что ведет к удорожанию и неэффективности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является сферическая оболочка, состоящая из стержневых элементов и шарниров, образующих плоскую решетку с возможностью трансформирования ее в форму сферической поверхности вращения, в которой плоская решетка образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, причем каждый фрагмент состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, при этом стержневые элементы, являющиеся звеньями пространственных шестизвенных механизмов, выполнены одинаковой длины, продольные оси стержневых элементов, прилегающих к шарниру, перпендикулярны осям шарниров и выполнены с возможностью пересечения с ними, а оси шарниров стержневых элементов развернуты на различные углы, в первом случае на угол 90°, во втором случае на угол 60°. (патент РФ N 2665638, кл. Е04В 1/32, "Сетчатая оболочка". Опубл. 29.07.2018. Бюл. №25).

Недостатками известной конструкции являются:

- сложность монтажа конструкции, связанная с необходимостью проведения работ по фиксированию сферической оболочки в проектном положении на высоте, например, опорным узлом основания;

- недостаточная прочность, устойчивость и жизнеспособность конструкции, в связи с тем, что она имеет форму кругового сегмента, а не форму полностью замкнутой сферы.

Решаемой задачей изобретения является упрощение конструкции сферической оболочки, не требующей операции фиксирования конструкции в проектном положении на высоте, обеспечение максимальной прочности, устойчивости и жизнеспособности конструкции, расширение функциональных возможностей ее трансформирования из плоского вида в замкнутую сферическую форму.

Техническим результатом от использования изобретения является создание простой, прочной, устойчивой сферической оболочки, с возможностью трансформирования из плоского вида в форму замкнутой сферической поверхности вращения за счет расширения ее функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что в сферической оболочке, состоящей из стержневых элементов и шарниров, образующих плоскую решетку с возможностью трансформирования ее в форму сферической поверхности вращения, в которой плоская решетка образована из фрагментов, фрагмент состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, а стержневые элементы выполнены одинаковой длины и являются звеньями пространственных шестизвенных механизмов, согласно которой, сферическая оболочка образована из четырех секторов, которые в свою очередь образованы из двух фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами в ромб, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положении.

Способствует достижению технического результата и образование сферической оболочки из пяти секторов, а секторов из четырех фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами в параллелограмм, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положение.

Для пояснения технической сущности предлагаемого изобретения рассмотрим чертежи:

фиг. 1 - фрагмент плоской решетки;

фиг. 2 - пространственный шестизвенный механизм;

фиг. 3 - сектор сферической оболочки;

фиг. 4 - сектор сферической оболочки;

фиг. 5 - сферическая оболочка;

фиг. 6 - сферическая оболочка

На прилагаемых чертежах обозначено:

1 - фрагмент плоской решетки;

2 - пространственный шестизвенный механизм;

3 - шарнир;

4 - шарнир;

5 - стержневой элемент;

6 - шарнир;

7 - сектор сферической оболочки, состоящий из двух фрагментов плоской решетки;

8 - сектор сферической оболочки, состоящий из четырех фрагментов плоской решетки;

9 - сферическая оболочка;

10 - пятиугольник;

11 - восьмиугольник;

12- сферическая оболочка;

13 - шестиугольник;

14 - пятиугольник.

На фиг. 1 представлен фрагмент плоской решетки 1, который состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов 2, соединенных в треугольник шарнирами 3. В вершинах треугольника расположены шарниры 4. Оси шарниров 4 перпендикулярны плоскости решетки, а оси шарниров 3 расположены в плоскости решетки.

Пространственный шестизвенный механизм 2, показанный на фиг. 2, состоит из шести стержневых элементов 5, соединенных шестью шарнирами 6 в треугольник, при этом стержневые элементы 5, являются звеньями пространственного шестизвенного механизма 2, продольные оси стержневых элементов 5, прилегающих к шарниру, перпендикулярны осям этих шарниров и выполнены с возможностью пересечения с ними, а оси шарниров стержневых элементов 5 развернуты на угол 90°.

На фиг. 3 представлен сектор сферической оболочки 7 в трансформированном виде. Сектор сферической оболочки 7 состоит из двух фрагментов плоской решетки 1, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами 4 в ромб, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положении.

На фиг. 4 представлен сектор сферической оболочки 8 в трансформированном виде. Сектор сферической оболочки 8 состоит из четырех фрагментов плоской решетки 1, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами 4 в параллелограмм, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положение.

Трансформирование секторов сферической оболочки 7 и 8 производится следующим образом. Стержневые элементы 5 раскладывают на плоскости собирают шестизвенные пространственные механизмы 2, для этого соединяют концы стержневых элементов 5 в шарнирах 6, собирают фрагменты плоской решетки 1, для этого соединяют шестизвенные пространственные механизмы 2 в шарнирах 3, собирают сектора сферической оболочки 7 (или 8) в ромб (или параллелограмм) для этого соединяют фрагменты плоской решетки 1 в шарнирах 4. Полученный сектор сферической оболочки 7 (или 8) является сборкой состоящей из шести (или двенадцати) пространственных шестизвенных механизмов 2. Вращением, по меньшей мере, одного стержневого элемента 5 шестизвенного пространственного механизма 2 в шарнире 6 трансформируют фрагменты плоской решетки 1 в форму сферической поверхности вращения.

Соединением четырех секторов, которые в свою очередь образованы из двух фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами в ромб, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положении.

Соединением сферической оболочки 7 в шарнирах 4 образуется замкнутая сферическая оболочка 9, показанная на фиг. 5. Сферическая оболочка 9 вписана в многогранник, состоящий из 24-х пятиугольников 10 и шести восьмиугольников 11.

Соединением пяти секторов, которые в свою очередь образованы из четырех фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, которые соединены шарнирами в параллелограмм, с возможностью фиксации в проектное замкнутое положение.

Соединением сферической оболочки 8 в шарнирах 4 образуется замкнутая сферическая оболочка 12, показанная на фиг. 6. Сферическая оболочка 12 вписана в многогранник, состоящий из 30-ти шестиугольников 13 и 12-ти пятиугольников 14.

По своим технико-экономическим преимуществам по сравнению с известными аналогами представленные варианты сферической оболочки 8 и 9 показывают на возможность создания простой сферической оболочки, способной трансформироваться из плоского вида в форму замкнутой сферической поверхности вращения за счет упрощения конструкции сферической оболочки, не требующей операции ее фиксирования в проектном положении на высоте и обеспечения максимальной прочности, устойчивости и жизнеспособности конструкции, путем расширения функциональных возможность ее трансформирования из плоского вида в замкнутую сферическую форму.

Сферическая оболочка, состоящая из стержневых элементов и шарниров, образующих плоскую решетку с возможностью трансформирования ее в форму сферической поверхности вращения, в которой плоская решетка образована из фрагментов, фрагмент состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, а стержневые элементы выполнены одинаковой длины и являются звеньями пространственных шестизвенных механизмов, отличающаяся тем, что сферическая оболочка образована из пяти секторов, которые в свою очередь образованы из четырех фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов и соединены шарнирами в параллелограмм с возможностью фиксации в проектное замкнутое положение, или сферическая оболочка образована из четырех секторов, которые в свою очередь образованы из двух фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов и соединены шарнирами в ромб с возможностью фиксации в проектное замкнутное положение.
СФЕРИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА
СФЕРИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 19.
29.12.2017
№217.015.f631

Способ работы ракетного двигателя малой тяги

Изобретение относится к космическому энергомашиностроению и может быть использовано для создания силы тяги за счет использования в качестве рабочего тела воды и преобразования тепловой энергии высокотемпературного источника тепла, например источника тока высокой частоты. В способе работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637787
Дата охранного документа: 07.12.2017
25.09.2018
№218.016.8b1f

Способ определения координат центра отверстия и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к области машиностроения. Способ определения координат центра отверстия и его реализация соответствующим устройством заключается в определении координат центра сферического отражателя лазерного измерителя не менее чем по трем точкам дуги окружности, по которым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667666
Дата охранного документа: 24.09.2018
01.03.2019
№219.016.c87a

Электрод-инструмент для комбинированной резки токопроводящих материалов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления деталей из труднообрабатываемых токопроводящих материалов комбинированным методом, преимущественно к устройствам для точной прецизионной резки, где в качестве режущего инструмента применяют преимущественно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680792
Дата охранного документа: 26.02.2019
08.03.2019
№219.016.d318

Модульная конструкция беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Модульная конструкция БЛА ВВП включает силовой элемент несущей балки 2, жестко размещенный внутри корпуса фюзеляжа (1), крыло (6), силовую установку (5), аккумуляторную батарею (16)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681423
Дата охранного документа: 06.03.2019
17.04.2019
№219.017.14cc

Позиционирующее устройство для сборочной оснастки

Изобретение относится к области машиностроения. Позиционирующее устройство для сборочной оснастки включает в себя переходной калибр, прилегающий плотно к установочному элементу сборочной оснастки в виде уха (2), расположенному в цилиндрическом элементе (3), прижимы (7) с пазами, планку (8) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684876
Дата охранного документа: 15.04.2019
09.08.2019
№219.017.bd40

Сферический подшипник скольжения

Изобретение относится к области машиностроения, а также к другим отраслям промышленности, в которых применяют конструкции подшипников скольжения, в частности может быть использовано в машиностроении, в элементах узлов трения различных машин, механизмов и оборудования. Сферический подшипник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696541
Дата охранного документа: 02.08.2019
10.08.2019
№219.017.bdbc

Устройство для испытаний и диагностики двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к стендам для испытания (обкатки) и диагностики двигателей внутреннего сгорания, мобильной авиационной техники малой мощности. Техническим результатом изобретения является создание высокоэффективного испытательного устройства для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696844
Дата охранного документа: 06.08.2019
02.10.2019
№219.017.d095

Комбинированный сепаратор

Устройство относится к аппаратам для очистки промышленных сточных вод от загрязняющих веществ и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, нефтехимии, строительной индустрии и других отраслях промышленности. Комбинированный сепаратор для очистки сточных вод содержит спиральный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700775
Дата охранного документа: 20.09.2019
03.10.2019
№219.017.d182

Элемент охлаждаемой лопатки турбины

Элемент охлаждаемой лопатки турбины (1) содержит канал для охлаждающего воздуха (4), выполненный внутри лопатки в радиальном направлении вдоль входной кромки (5), соединенный входными конфузорными по направлению движения охлаждающего воздуха каналами (6) через раздаточный коллектор (7) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701661
Дата охранного документа: 01.10.2019
04.10.2019
№219.017.d1ef

Способ остановки летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации. Способ остановки летательного аппарата заключается в охвате крыла и фюзеляжа летательного аппарата улавливающей сетью (5), выполненной из капроновых лент. В случае если возникающее усилие со стороны улавливающей сети (5) может привести к разрушению или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701894
Дата охранного документа: 02.10.2019
Показаны записи 1-8 из 8.
27.07.2013
№216.012.5a2c

Способ утилизации попутного нефтяного газа и энергетическая машина для его осуществления

Способ утилизации попутного нефтяного газа включает подачу воздуха и подачу попутного нефтяного газа в энергетическую машину, их смешение и сжигание в ней с получением нагретого рабочего тела и последующее преобразование энергии рабочего тела в полезную нагрузку. Часть подаваемого воздуха в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488705
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.03.2014
№216.012.acd1

Способ работы теплоэнергетической установки для утилизации попутного нефтяного газа и теплоэнергетическая установка для его осуществления

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии при утилизации топлива путем сжигания его в факелах. Изобретение позволит повысить термический коэффициент полезного действия с одновременным уменьшением вредных выбросов. Способ включает сжигание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509956
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.10.2015
№216.013.8707

Способ синтеза пространственного шестизвенного механизма с вращательными кинематическими парами и пространственный шестизвенный механизм с вращательными кинематическими парами (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для синтеза пространственного шестизвенного механизма с трехмерным движением. Способ синтеза шестизвенного механизма заключается в том, что в одной или в трех кинематических парах сопряжение звеньев осуществляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566170
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.04.2016
№216.015.38eb

Способ объемного тушения горящей нефти внутри печи для ее подогрева огнетушащим веществом и установка для его осуществления

Изобретение относится к противопожарной технике. Способ объемного тушения горящей нефти внутри печи для ее подогрева включает последовательные стадии тушения - первую стадию для прекращения горения нефти и вторую стадию для предотвращения повторного воспламенения нефти. На первой стадии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582473
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.08.2016
№216.015.4d30

Резцовая головка для удаления внутреннего грата в электросварных трубах

Изобретение относится к области производства труб и может быть использовано для снятия внутреннего грата при изготовлении электросварных труб. Резцовая головка содержит корпус 1 с жестко закрепленными в нем передним и задним опорными роликами 4 и 5, резцедержатель 2 с резцом 3, рычаг 6 с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595163
Дата охранного документа: 20.08.2016
25.08.2017
№217.015.c7f2

Способ теплового воздействия на продукт, транспортируемый по трубопроводу, на пунктах подогрева нефти и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Способ включает регулируемую подачу компонентов топлива, воспламенение и сжигание топлива в печи. Продукты сгорания топлива в первой теплообменной системе нагревают промежуточный теплоноситель и охлаждаются до температуры на 10-20°С...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619222
Дата охранного документа: 12.05.2017
12.07.2018
№218.016.701b

Сотовая структура

Изобретение относится к сотовой структуре для использования в качестве сотового наполнителя трансформирующихся оболочек. Сотовая структура образована из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, при этом образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660879
Дата охранного документа: 10.07.2018
30.08.2018
№218.016.819a

Сетчатая оболочка

Изобретение относится к области строительства, а именно к стержневым сетчатым оболочкам зданий. Технический результат изобретения – возможность трансформации оболочки из плоского вида в сферическую поверхность. Сетчатая оболочка, состоящая из стержневых элементов и шарниров, образующих плоскую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665338
Дата охранного документа: 29.08.2018