用于带格栅的开口的便携式柔性密封装置的制作方法

本发明涉及一种防止水或其他流体经过由非防水格栅覆盖的开口进入地下井、管道或者建筑物的便携式柔性密封装置。本发明可以用于防止因暴风雨潮涌、暴雨事件、供水管破裂等引起的向地铁、建筑物、暴风雨雨水排放系统和其他设施中的不希望涌入。本发明还可以提供设施或人员保护以免受有害废物溅溢或者化学攻击、生物攻击和/或放射攻击。该发明提供了一种可靠的盖装置和方法来使带格栅的开口在存在数英寸至数十英尺的流体水头压力的情况下是防水的，并且被牢固地紧固以防止盖装置被风、水作用或故意毁坏所移除。

现有技术

目前存在提供用来将孔密封的装置的现有专利(wo2009091599a1,us6530722b1,us7887257b2)，但是它们不包含在处于风和/或水负荷下时确保精确密封的机械系统。另一专利(us7879233b2)提供了对通风口盖的详细描述，但是其功能性被调试为向着过滤不希望的固体物质或碎片以免其进入暴风雨排水沟，而不是防止暴风雨的雨水进入。另一专利(wo2005075757a1)是基于用于排水孔的密封装置的，并且其依赖于用诸如沙子、金属小球等材料来填充中心腔室以促进密封。us7950075b2中所涵盖的另一发明描述了一种基于使用柔性聚合物材料的密封装置，但是其不包括积极地应用力来确保排水开口周围的防水密封以及将该装置固定到位的措施。

背景技术：

洪水灾害带来的经济影响在全世界范围内都是严重的问题。洪水灾害带来的损失在不断地增加，而由于已发生的全球气候变化的影响，洪水灾害带来的损失预计会进一步增加。海平面上升以及内陆暴风雨强度的加大有可能增加沿海地区以及内陆地区发生洪水的频率。因此需要能快速应用并且有效防备暴风雨中所发生的所有威胁的洪水缓解解决方案。这些装置不仅必须将开口密封以防备浅水事件，而且也必须承受住许多英尺的液体静压力，并且在一些情况下，承受住来自强飓风和流动的水的负荷，并且甚至可防止故意破坏。为了满足这种需要，创造了本发明的便携式柔性密封装置。

一个迫切需要的示例是对地铁系统的保护。地铁具有通气(或者通风)井，其通常开口于街面，并且由刚性金属或者复合物、格栅覆盖。地铁系统配有在典型的暴风雨期间能够防止洪水的泵和排水系统。然而，许多城市位于水体附近并且变得越来越容易受到因气候变化和潮涌或暴风雨巨涌而引起的海平面上升的伤害。例如，在2012年，因为暴风雨巨涌飓风桑迪(sandy)对纽约市地铁基础设施造成了数十亿美元的洪水损坏。尽管对于流体而言存在许多渗入到地铁系统中的进入途径，但是通风井被确定为了主要来源。创造了本发明的便携式柔性密封装置来在暴风雨之前快速地将地铁通风井密封以防止洪水。在飓风桑迪来临之前安装了胶合板片材以防止水经过通风井进入。然而，它们并未产生效力。因此探索了若干种替代方案，比如将通风井入口升高于海平面之上来减小因暴风雨径流和雨水引起的对隧道的涌入。然而，这些方案需要改变现有的通风井盖并且能够证实是非常昂贵的，对于城市建筑或历史遗产保护需要而言常常是不可接受的。

除了沿海交通系统处于危险之外，气候变化还增大了引起暴洪的暴风雨和降雨的强度。世界各地的内陆城市和城镇经历过洪水事件，这些洪水事件使水经过通气、废水和其他输送或连接井/管道侵入公交系统、商用和工业建筑物以及其他财产。带格栅的开口有许多种形式，并且可以有众多的朝向，因此密封装置需要在大小、形状和重力作用方面是可适配的。

技术实现要素：

本发明涉及密封装置或者盖，用于防止水或其他流体进入诸如建筑物内部等地下区域或洪水位之下的区域中或者使其最小化，所述密封装置或者盖经由格栅或格架所覆盖的开口连接至地面。密封装置可以用于密封相对于地平面处于水平朝向、垂直朝向或者介于这两者之间的朝向的开口。密封装置通过密封由柔韧材料覆盖的开口的周边而发挥作用，所述柔韧材料通过被压缩抵靠围绕格栅盖的区域而充当防水密封件。

密封装置包括由涂覆织物封装的刚性板的独特分段式组装件，涂覆织物使其适应不规则表面，放入到角落中以同时在两个平面中进行密封，并且是可折叠的以便运输和贮存。该装置是平面结构，该平面结构可以被设计成不同的几何形状，包括矩形构型、方形构型、弯曲构型和圆形构型，并且具有使其能够弯曲并密封不是平面的开口的铰接点。密封装置的主要结构组件包括刚性面板布置、夹设刚性面板并使所述盖不透流体的柔性膜、将所述盖附接至格栅的锚固件组装件、充当支点的刚性肋以及所述盖下面上的柔韧的周边密封件。该装置的区别于其他扁平板密封装置的基本操作原理是使用支点和杠杆系统来对格栅开口周围的防水垫片施加压力。刚性板从盖的周边延伸到支点，或者通常是从盖的边缘到盖的中心的距离的三分之一至二分之一，但是该距离可以缩放以配合任何情况。因此，盖的中心部分仅仅是涂覆织物或膜材料，从而大大降低了该组装件的重量。

锚固件组装件提供了一种将所述盖牢固地紧固至格栅的方法，并且与支点相结合创造了将夹紧力聚焦到周边密封件上的杠杆作用。每个刚性区段具有靠抵格栅的内部部分的支点。盖组装件上的接纳用于将盖附接至格栅的紧固件的孔足够大以方便紧固件经过格栅中的可用开口插入。紧固件的头配有垫片，当紧固件拧紧到格栅时所述垫片围绕其周边密封孔。紧固件自身类似一个在端部具有挂钩的大螺栓。当其插入到盖中的孔中时，随着螺栓拧紧，挂钩钩住格栅的底部，并且将盖紧固到位。

刚性面板被布置成沿着布置平面在这些面板之间存在间隙或空间。这些刚性面板被封装在柔性涂覆纺织品材料层之间，该柔性涂覆纺织品材料最终附着到刚性面板的任一侧。由于刚性面板紧密夹设于两个柔性层之间，因此它们形成了具有铰链的集成盖，所述集成盖既是坚硬的以便进行密封，又是柔性的以便适应表面的几何形状。板之间的间隙还减小了刚性平面结构的扭转刚度，并且使围绕周边的对垫片密封件的夹紧力最大化，以及创造了一系列的独立周边密封压缩系统，使得对密封件的夹紧力将会是一致的，即使在格栅的表面几何形状不是平面的情况下亦如此。这是重要的，原因在于许多带格栅的结构周围的土地会随着时间的推移而移动，并且格栅及其周边支撑特征变得呈波浪式的。这在城市中是很常见的，地面沉降或树根会导致带有格栅的人行道裂开并变得不再平坦。在不对盖中的刚性加固物进行分段的情况下，盖会作为一个单一的扁平板，该单扁平板将会在接触格栅其他部分之前先接触格栅的一个部分，并使在密封件上赋予压缩力的能力无效，并因此导致泄露。

刚性面板之间的间隙仅由柔性顶部层和底部层支撑，并因此充当铰链。这一设计确保了对铰链位置的控制。在大面积的盖的实施例之一中，在盖的关键位置中采用了较大间隙以使盖可折叠以便紧凑存放和简便处理或运输。

格栅密封装置的大小可以被设定以采用以一个单一装置配合具有诸如边沿等实心周围特征的任何带格栅的开口。还可以毗接多个单元的所述装置以密封由格栅或格架覆盖的非标准或较大的开口。这限制了所需的不同大小的装置的数目，并且通过创造通用设计来简化安装。对比通风口盖的大小更大的开口的密封可以通过对该开口的表面区域结合使用多个通风口盖，以及在通风口盖之间使用过渡的不可渗透垫片材料块来密封接界区域实现。盖之间的过渡垫片在盖上的周边密封件下被夹紧到位以提供盖之间的防水连结。

格栅密封装置与格栅以及该装置外周边周围的密封界面处的开口边缘处的不均匀地形表面充分共形，以形成防水密封。为了使格栅密封装置容易手提到使用点，其由轻重量材料制成，所述轻重量材料包括柔性涂覆纺织品或膜、刚性复合物或金属板以及泡沫或压制品形式的柔性垫片材料的组合。

附图说明

图1示出了安装之前的通风口盖的侧视图，其中锚固件已就位。

图2示出了通风口盖中的锚固件的示意图。

图3示出了通风口盖的安装位置的底部示图。

图4示出了通风口盖的顶部视图，其中锚固件已就位以便安装。

图5示出了安装在通风开口的格栅之上的通风口盖的剖视图。

图6示出了锚固件的位置，其中挂钩与通风开口的格栅相接合。

图7示出了在没有锚固件的情况下处于折叠构型的通风口盖。

具体实施方式

图1示出了通风口盖的一个实施例的侧视图。在该实施例中，通风口盖的形状是矩形的，其组件包括刚性层压板101、锚固件组装件102、支点处的刚性肋以及压缩垫片密封件103，该压缩垫片密封件103以连续线的方式附接于刚性层压板的边缘周围，以针对液体介质和其他污染物的进入而生成屏障，以得到对所述液体介质和其他污染物的密封。通风口盖具有与其安装和功能有关的两个侧面。通风口盖的具有锚固板的一侧是顶面，而具有垫片密封件和刚性肋的一侧是通风口盖的底面。

图2示出了锚固件组装件的实施例的透视图。锚固板201连接至螺栓206。在该实施例中保持销202附接到锚固板中以将锚固件组装件安置于格栅或格架210的条杆之间，但是其对于锚固件组装件的功能是不必要的，因此可以省去。锚固板安置于垫片密封件与通风口盖上的支点之间。在该实施例中，锚固板在下面具有一层压缩材料203，当锚固件组装件插入到刚性层压板中的孔中时该层压缩材料203充当该锚固件组装件的密封件。该锚固板和压缩材料一起实现了将来自抵靠通风口盖的顶部表面夹紧锚固板的力均匀分布的功能，并且还充当在洪水期间对水的密封件。该层由固定环204保持就位于锚固件组装件的预期位置中。锚固件组装件的具有螺纹206以促进锚固件组装件的螺栓连接的区段还具有挂钩205以及防止该挂钩从锚固件组装件意外滑动的终止部件207。

图3示出了通风口盖的底部视图。刚性肋301安置于距盖中的紧固件插入孔的最佳距离处，目的是当将紧固件拧紧时向垫片103传递最大的力，这直接关联于在使水经过带格栅的开口的进入最小化方面垫片密封件的有效程度。

图4示出了通风口盖的顶部视图，其中锚固件组装件的位置用锚固板表示。

图5示出了格栅之上处于安装位置的盖的剖视图。挂钩抵靠格栅的条杆安置并锁定。

图6示出了锚固件组装件中的挂钩与格栅条杆锁定的特写视图。

图7示出了折叠于中心处以便简易运输和安装的通风口盖。