一种智能柔性围隔装置制造方法及图纸

一种智能柔性围隔装置，适用于敏感性水域的自动隔离保护。所述智能柔性围隔装置由可隐没式柔性围隔、污染事件预警系统和充气浮体控制系统组成；所述的可隐没式柔性围隔由连续带状充气浮体、墙布、锚固装置三部分缝合而成，其中连续带状充气浮体通过导气管连接充气浮体控制系统；充气浮体控制系统包括充气装置、储气设备、压力传感器和控气阀，通过导气管连接，压力传感器监测储气设备中气体的压力；污染事件预警系统包括环境传感器和微机控制系统，微机控制系统接收环境传感器和压力传感器的信号，并传送控制指令。所述智能柔性围隔装置能够基于水体环境质量在线监测的污染事件快速预警，反应敏捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水体环境工程
，涉及一种全柔性围隔，特别涉及一种智能柔性围隔装置，适用于敏感性水域的自动隔离保护，如湖泊及江河中的水源保护区、景观水域、码头等，应对随机性污染事件。
技术介绍
由于水域流通性特征，外来污染包括漂移蓝藻、垃圾杂物、污染水团会对保护水域产生威胁，各种围栏(围隔)技术应用于阻隔外来污染，保护特定水域。工程应用的围隔类型主要为固定式围隔，其对外来污染具有一定的拦截效果，但同时具有阻滞水流、影响景观、妨碍水上交通、隔离水体生态等缺陷；并且由于固定式布设，无法应对大风浪、水位大变幅等问题，而且其长期暴露在水面上受紫外线照射极易发生老化破损。而机动式围隔、沉浮式围隔等类型围隔，虽然一定程度上克服了固定式围隔的缺陷，但结构复杂、动作迟缓，难以实现规模化工程应用。已知的柔性围栏，如中国专利CN201310088489.8、ZL200710024370.9所披露的，围隔类型主要为固定式柔性围隔，通过透明帆布和不倒翁结构浮筒或者棒状浮体消除和缓冲风浪的冲击力，这种结构虽然能够在一定程度上抵御风浪侵扰，但是并没有克服妨碍水上交通、隔离水体生态、影响景观等缺陷，而且其长期暴露在水面上受紫外线照射极易发生老化破损。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能柔性围隔装置，所述的智能柔性围隔装置能够实时监测水域环境特征，根据水环境质量要求或水上交通状况自动控制围隔的运行状态，对敏感性水域进行自动隔离保护，应对随机性污染事件；并且能够有效的规避风浪的破坏和长期光照引起的老化，提高使用寿命。为克服固定式围隔阻隔水流、影响景观的缺陷，有效规避风浪的破坏和光照引起的老化，智能控制的围隔系统应当能根据水环境质量要求或水上交通状况自动控制围隔运行。所述的智能控制围隔系统应当满足以下技术要求：(1)可以快速地上浮或下沉，对控制系统的指令响应迅速，长度不限，能适应水体环境；(2)基于水体环境质量在线监测的污染事件快速预警系统，反应敏捷；(3)围隔自动操控，安全可靠；(4)整体协调，经久耐用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种智能柔性围隔装置，由可隐没式柔性围隔、污染事件预警系统和充气浮体控制系统组成；所述的可隐没式柔性围隔由连续带状充气浮体、墙布、锚固装置三部分缝合而成，其中连续带状充气浮体通过导气管连接充气浮体控制系统；充气浮体控制系统包括充气装置、储气设备、压力传感器和控气阀，通过导气管连接，储气设备上设置压力传感器；污染事件预警系统包括环境传感器和微机控制系统，微机控制系统接收环境传感器和压力传感器的信号输入，并向充气装置和控气阀输出控制指令。所述连续带状充气浮体由带状充气浮体单元组成，所述的带状充气浮体单元包括气带，由柔性气密性材料制作；相邻带状充气浮体单元通过大管径接口相连接，可组成长度不限的柔性快速充/放气浮体。连续带状充气浮体的两端嵌装端盖，端盖上装有控气阀和导气管接口，实现充气和放气；以墙布包裹所述的带状充气浮体单元，在墙布缝合处包裹上纲绳；围隔的上纲绳配重，使水上部分自身比重大于水，在浮体气带排气下沉过程中起作用。本专利技术采用的可隐没式柔性围隔，除连续带状充气浮体外，围隔主体结构和布设方式采用专利技术专利“全封闭式柔性深水围隔”(ZL200710024370.9)的技术方案，即主体结构由连续带状充气浮体、墙布、锚固装置三部分缝合而成，采用弹性方式布设。本专利技术中可隐没式柔性围隔结构采用弹性方式布设，垂直方向和水平方向均保持一定的松弛度，以应对风浪的揉搓；浮体单元可以组建无限长度的柔性连续带状充气浮体；通过充气浮体控制系统给浮体充/放气，可以在数分钟内将数千米长度的全封闭柔性围隔浮现于水面，用以隔离外来污染水团，排出浮体中的空气可以使围隔迅速沉匿于水底，便于水流交换和躲避风浪。结合下文描述的污染事件预警系统和充气浮体控制系统，实现柔性围隔的智能控制。充气浮体控气系统由充气装置、储气设备、压力传感器和控气阀组成，根据压力传感器提供的信号，通过微机控制系统操控智能围隔的浮沉。当充气浮体控制系统指示为启动状态，控气阀切换到通气状态，由充气装置给储气设备供气。一旦储气设备中压力传感器监测数据低于设定气压限值，微机控制系统启动充气装置给储气设备供气，反之，充气装置停止工作。警报解除后，微机控制系统远程操控控气阀，充气浮体放气。所述的储气设备的气压限值为维持充气浮体运行的最低气压值(P0)，通过下式得到：其中，L浮体为连续带状充气浮体的总长度，φ为连续带状充气浮体的直径，P浮体为连续带状充气浮体的运行气压，V储气罐为储气设备体积。本专利技术中污染事件快速预警系统包括环境传感器和微机控制系统。所述环境传感器包括气象监测仪器、水文监测探头、水质监测探头以及其它特种监测仪器中的一种或多种。可根据水域保护目标设置环境传感器类型，例如针对漂移蓝藻，设置风速风向仪、波浪仪和叶绿素监测探头等；针对污染水团，设置风速风向仪、波浪仪和相应的水质监测探头等；针对垃圾杂物，设置风速风向仪、波浪仪和浊度仪等。所述的微机控制系统中，根据水域保护目标设定环境参数限值和预后时间。环境传感器监测数据实时传送至微机控制系统。当环境传感器监测数据高于环境参数限值，微机控制系统即时发出预警，启动充气浮体。预后时间是指预测污染事件发生的持续时间，通过预后时间的设置可避免污染水团脉冲式迁移造成瞬时监测值波动，微机控制系统频繁发出不同指令。当预后时间结束，环境传感器监测数据低于环境参数限值，则警报解除，充气浮体放气。本专利技术的智能柔性围隔装置，其运行的原理是：当环境传感器发出预警信号，充气浮体自动操控系统启动供气模式，自近岸端以大流量低压空气(工作水深+1m水柱)充气，通过大管径接口串联的连续带状充气浮体短时上浮至水面；预后阶段，储气设备以气压限值的低压空气维持充气浮体运行；警报解除后，操控系统启动放气模式，通过连续带状充气浮体端盖的控气阀放气。借由上述技术方案，本专利技术的智能柔性围隔装置具有以下优点：具有可以快速充气和放气的连续带状充气浮体，长度不限，能适应水体环境；基于水体环境质量在线监测的污染事件快速预警系统，反应敏捷；充气浮体控制系统，安全可靠；整体协调，经久耐用；所述的智能柔性围隔装置根据水环境质量要求自动控制围隔运行，适于规模化、工程化应用。本专利技术的智能围隔克服了固定式围隔阻隔水流、影响景观的缺陷，而且有效规避了风浪的破坏和光照引起的老化，提高了保障率并延长了使用寿命。当带状充气浮体出现破损漏气问题，解开缝合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能柔性围隔装置，其特征在于，所述智能柔性围隔装置由可隐没式柔性围隔、污染事件预警系统和充气浮体控制系统组成；所述的可隐没式柔性围隔由连续带状充气浮体、墙布、锚固装置三部分缝合而成，其中连续带状充气浮体通过导气管连接充气浮体控制系统；充气浮体控制系统包括充气装置、储气设备、压力传感器和控气阀，通过导气管连接，储气设备上设置压力传感器；污染事件预警系统包括环境传感器和微机控制系统，微机控制系统接收环境传感器和压力传感器的信号输入，并向充气装置和控气阀输出控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种智能柔性围隔装置，其特征在于，所述智能柔性围隔装置由可隐没式柔性围隔、
污染事件预警系统和充气浮体控制系统组成；所述的可隐没式柔性围隔由连续带状充气浮体、
墙布、锚固装置三部分缝合而成，其中连续带状充气浮体通过导气管连接充气浮体控制系统；
充气浮体控制系统包括充气装置、储气设备、压力传感器和控气阀，通过导气管连接，储气
设备上设置压力传感器；污染事件预警系统包括环境传感器和微机控制系统，微机控制系统
接收环境传感器和压力传感器的信号输入，并向充气装置和控气阀输出控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种智能柔性围隔装置，其特征在于，所述连续带状充气浮体
由带...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯慕华，柯凡，李文朝，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32