防倾斜及防沉没浮体框的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种防倾斜及防沉没浮体框，浮体框为可拆卸的组合式框架结构，包括至少三根首尾相连的PVC管材，管材为中空空心管，管腔内设有密度小于水密度的轻质实体充填物，单根管材内的充填物长度不长于单根管材的长度，充填物的外径不大于管材的内径。本发明通过在PVC管材构成的浮体框内增加了浮力增强充填物，建设中用较少的新增成本，很好解决了组装好后的框架系统或因各种原因导致进水后倾斜或沉没后导致的维护成本增加。本发明的浮体框即使连接处漏水或PVC管材破裂漏水后，由于管材中大部分空腔被浮力增强充填物占用，所进水量极其有限，且管内水可自由流动，不会发生沉没及倾斜现象。
【专利说明】防倾斜及防沉没浮体框
【技术领域】
[0001]本发明涉及生态环境工程【技术领域】，具体涉及一种适合各类水体生态修复中挺水植物、沉水植物恢复重建种植所涉及的浮床、悬床浮体框。
【背景技术】
[0002]我国地表水污染情况越来越严重，水体生态系统面临崩溃，河流湖泊自身的水生生态系统，特别是挺水植物、沉水植物退化严重，致使其自净能力大大减弱，恢复和重建沉水植被，发挥系统的水质净化、维持等生态功能已迫在眉睫，但受水体水质、透明度及底质生境等条件限制，水体自然修复受到极大限制，浮床及悬床种植挺水植物及沉水植物成为一种有效改善水质、创造性改善局部水生生态系统的有效方法。
[0003]浮床的浮力结构主体框架从早期的毛竹、木材等自然实体框架逐步向具有轻型、抗风浪、使用寿命较长的无机化合物框体演变，在使用寿命、安装以及生命周期成本等均有极大的改善与创新，但无机化合物框体在自然水体中抗辐射等能力差，通过热焊接等工艺密封，特别是因浮力框架一半在水面上，由于水气导热率不同或太阳辐射导致密闭腔体内空气的热胀冷缩会破坏框体的密封性，使用过程中容易导致水进入框体中等现象发生，轻则导致浮体不平衡，需不时通过人为措施进行纠正，重则会导致浮体系统沉入水体，永久丧失其使用功能。
[0004]函待一种 不会发生倾斜及沉没且能免于维护的浮体框架来降低产品整个生命周期综合成本。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题就是针对现有浮体框存在的上述不足，提供一种使用寿命长、抗性强、免于维护，不会倾斜及不会沉没，适合各种水体加挂沉水植物、挺水植物或人工填料的浮体框，用于解决现有技术中的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种防倾斜及防沉没浮体框，所述浮体框为可拆卸的组合式框架结构，包括至少三根首尾相连的PVC管材，所述管材为中空空心管，管腔内设有密度小于水密度的轻质实体充填物，单根管材内的充填物长度不长于单根管材的长度，所述充填物的外径不大于所述管材的内径。
[0007]优选地，相邻管材的连接处镶套有密封套，所述密封套为折弯管，管内腔为圆形，密封套的内径不小于管材外径。
[0008]优选地，所述密封套与管材通过热焊接或螺纹连接固定。
[0009]优选地，所述密封套外轮廓为直角或倒圆角。
[0010]优选地，所述管材、密封套上设有绳索卡槽。
[0011]优选地，所述充填物的横截面为圆内接正方形。
[0012]优选地，所述充填物为密度小于I的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、塑料泡沫。[0013]优选地，所述管材直径为80-200mm，壁厚为3_6mm。
[0014]优选地，所述浮体框由四根相同管径、两两长度相等的管材围成一方形框体。
[0015]优选地，所述浮体框底部挂设有种植床。
[0016]本发明相较于现有技术具有以下技术效果:本发明通过在PVC管材构成的浮体框内增加了浮力增强充填物，建设中用较少的新增成本，很好解决了组装好后的框架系统或因各种原因导致进水后倾斜或沉没后导致的维护成本增加。本发明的浮体框即使连接处漏水或PVC管材破裂漏水后，由于管材中大部分空腔被浮力增强充填物占用，所进水量极其有限，且管内水可自由流动，不会发生沉没及倾斜现象，故在安装时通过不同实验确认吃水深度即可，且由于不漏水时浮体框浮力与不填充浮力增强充填物一样，大大缩减了计算工作量。
[0017]而且本发明防倾斜及防沉没浮体框一体成型，可以采用单体组装、投放、深度调节及整体拼装等多种使用方式，组装投放比较方便，不会产生二次污染，治理污染水体效果较好，可在河流湖泊不同类别水体修复上大面积推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明防倾斜及防沉没浮体框较佳实施例的结构示意图；
[0019]图2为管材剖面图；
[0020]图3为多个浮体框组合示意图；
[0021]图4为浮体框加挂种植床示意图。
[0022]元件标号说明:
[0023]1管材
[0024]2充填物
[0025]3密封套
[0026]4绳索卡槽
[0027]5种植床
【具体实施方式】
[0028]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0029]请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0030]针对现有技术的不足之处，本发明提供一种使用寿命长、抗性强、免于维护，不会倾斜及不会沉没，适合各种水体加挂沉水植物、挺水植物或人工填料的浮体框架结构。参阅图1所示，显示为本发明防倾斜及防沉没浮体框较佳实施例的结构示意图，包括PVC浮力外框架、浮力增强系统、密封套3及绳索卡槽4等四部分组成。
[0031]PVC浮体框架:为浮体框架的浮力提供系统，需要满足能承担水下种植基、水生植物、水中沉积物等重量需求，可以满足加挂种植床所需的浮力系统要求及框架支持的刚度需求。一般可由三根相同管径、两两长度相等的PVC管材I组成三角形框体形式或四根相同管径、两两长度相等的PVC管材I组成正方形或长方形框体形式。
[0032]浮力增强系统:用于PVC浮体框管材内空腔的填充，增大破损事故时水进入浮体框架后的总体浮力。充填物2选用小于水密度的轻质实体材料，例如密度小于I的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、塑料泡沫。水源地使用时其溶出物需确保对水体无毒、无害，外形采用半圆形或正方体，充填物2的外径略小于浮体框的管材内径，单根管材内充填物2的长度与该管材等长或略短。
[0033]密封套3:用于将构成浮体框的首尾相连的多根管材I连接成一个完整框体的构件，连接后框体密封防水，能增加浮体框的稳定性及整体性。密封套3内部为圆形，内径略大于PVC管材1，外形弯曲成直角或圆角，通过热焊接、螺纹咬合相扣等技术镶套于P VC浮体框相邻连接管材的接口处。
[0034]绳索卡槽4:位于PVC管材I及密封套3上的一定宽度的卡槽，一般适用于框架边角及侧边中央位置，需预留，方便用尼龙绳索等软性材料固定，便于与相邻浮体框及加挂种植床5的连接。
[0035]上述浮体框的安装应用包括单体组装、投放、深度调节及整体拼装等多种安装应用方法。
[0036]单体组装:本发明的浮体框为一体成型结构，将加工好的PVC管材I内部填充选用的充填物2，并在管材I上设置好绳索卡槽4，然后用密封套3将准备的多根管材连接起来构成三角形、四边形或多边形框架，然后根据需要在密封套3处也设置好绳索卡槽4。
[0037]投放与深度调节:选定投放点后，如图4所示，根据浮体框下加挂的种植床5的材质、植物种类、种植密度等因素，以及管材直径确定合适的充填物的填充量，并根据加挂种植床负荷导致吃水深度不同，选用浮床或悬床等形式。调节连接种植床5与浮体框的粗尼龙绳长度，使种植床5悬浮至透明盘正好消失不见的位置。
[0038]整体拼装:如图3所示，根据工程方案设计成果进行拼装，将投放水体且调整好吃水深度的单体浮体框中间卡槽及密封套处卡槽处用柔性或刚性固定材料将单体浮体框有机连接，通过不同功能组合成不同图案或因地制宜地组装成工程设计效果。
[0039]以下结合具体实施例做进一步描述:
[0040]PVC浮体框架:选用高密度聚乙烯树脂管材，管材直径为110mm，壁厚4.2mm,由2根长100cm, 2根长200cm框体管材构成单体为100*200cm的长方形框体。
[0041]浮力增强系统:采用可发性聚苯乙烯泡沫，密度为6~7kg/m2，可于水源地使用，采用整体切割成略小于浮体框架的直径为100~102mm的正方体，形成一个内接正方体(图2所示)，单根填充长度基本与PVC管材等长或略短，控制在95~IOOcm左右，相对边长度误差不超过5%。
[0042]密封套3:采用内径为IlOmm的PVC管材，单体的矩形框架需要4个，将2根PVC管材分别插入其内腔中，然后通过热焊接处理，形成密闭空腔，增强整体刚性及增大浮力。
[0043]绳索卡槽4:根据连接的需要，起单体框架连接或连接水下种植床等功能所需固定场所，密封套四角及矩形浮体框长边中央位置预留宽为30_的绳索卡槽，方便尼龙绳索固定。
[0044]本发明能以较小成本大幅度降低浮床框体的维护成本。本发明在PVC浮体框的管材内填充了轻型无毒的浮力增强充填物，通过实际成本测算，与常规浮体框相比，本发明新增加的浮力系统占总浮体框架成本比例约为2%左右，若考虑运行期人工维护的成本，该比例在产品整个生命周期的比重还会进一步下降。本发明的辅助浮力增强系统填充物密度约6~7kg/m2，现场浮力测试时，填充前后框体吃水深度未发生丝毫改变；对比破损实验中，未填充框体在不加挂配套种植床时，漏水倾斜能很快得到自动调整，但加挂种植床后倾斜时需人工强力纠正。而本发明新增填充浮力框架系统，无论是否加挂种植床，均不会发生产生倾斜现象，唯一差别为加挂种植床后浮力框架系统吃水深度略有增加；破损框体加载超负荷人为沉没极端实验表明，解除负荷后，本发明浮体框架能重新上浮至水面，而常规浮体框架则永沉水体。[0045]本发明专利经过实地测试，采用面积约600m2，由300个尺寸为200*100cm的单体
组成。其中位于靠近河道中泓附近的2个浮体框受船只碰撞发生破裂，导致框体进水，但均未发现浮体框体系统发生倾斜及沉没事件，与相邻未破损新型框体相比，下沉幅度没有明显变化，经测量，后者吃水程度下降I~1.5cm左右。通过本发明新增辅助浮力增强系统，降低了更换破损固件、重复调整倾斜框体的材料费及人工费用，大大降低了产品生命周期的维护成本，具有较强的推广价值。
[0046]综上所述，本发明通过在PVC管材构成的浮体框内增加了浮力增强充填物,建设中用较少的新增成本，很好解决了组装好后的框架系统或因各种原因导致进水后倾斜或沉没后导致的维护成本增加。本发明的浮体框即使连接处漏水或PVC管材破裂漏水后，由于管材中大部分空腔被浮力增强充填物占用，所进水量极其有限，且管内水可自由流动，不会发生沉没及倾斜现象，故在安装时通过不同实验确认吃水深度即可，且由于不漏水时浮体框浮力与不填充浮力增强充填物一样，大大缩减了计算工作量。而且本发明防倾斜及防沉没浮体框一体成型，可以采用单体组装、投放、深度调节及整体拼装等多种使用方式，组装投放比较方便，不会产生二次污染，治理污染水体效果较好，可在河流湖泊不同类别水体修复上大面积推广。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0047]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述浮体框为可拆卸的组合式框架结构，包括至少三根首尾相连的PVC管材(I )，所述管材(I)为中空空心管，管腔内设有密度小于水密度的轻质实体充填物(2)，单根管材内的充填物长度不长于单根管材的长度，所述充填物(2)的外径不大于所述管材(I)的内径。
2.根据权利要求1所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，相邻管材的连接处镶套有密封套(3)，所述密封套(3)为折弯管，管内腔为圆形，所述密封套(3)的内径不小于管材外径。
3.根据权利要求2所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述密封套(3)与管材(I)通过热焊接或螺纹连接固定。
4.根据权利要求2所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述密封套(3)外轮廓为直角或倒圆角。
5.根据权利要求2所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述管材(I)、密封套(3)上设有绳索卡槽(4)。
6.根据权利要求1所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述充填物(2)的横截面为圆内接正方形。
7.根据权利要求1所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述充填物(2)为密度小于I的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、塑料泡沫。
8.根据权利要求1所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述管材(I)直径为80-200mm，壁厚为 3_6mm。
9.根据权利要求1所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述浮体框由四根相同管径、两两长度相等的管材(I)围成一方形框体。
10.根据权利要求1所述的防倾斜及防沉没浮体框，其特征在于，所述浮体框底部挂设有种植床(5)。
【文档编号】C02F3/32GK103739078SQ201310746554
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】胡伟, 陈煜权, 左倬, 程南宁, 张俊, 朱雪诞 申请人:上海勘测设计研究院