плавучий модуль покрытия водной поверхности

Формула изобретения

1. Плавучий модуль покрытия водной поверхности для водохранилищ и хвостохранилищ, содержащий

(a) участок обода,

(b) множество закрытых заполненных воздухом плавучих пакетов, разнесенных вокруг участка обода для придания плавучести модулю при использовании таким образом, что участок обода является по существу погруженным в воду;

(c) и участок покрытия, проходящий от участка обода таким образом, что при использовании участок покрытия расположен над водой и образует воздушное пространство между участком покрытия и водой, при этом участок покрытия имеет углубления, разнесенные вокруг периметра участка покрытия, в которых размещаются заполненные воздухом плавучие пакеты одинаковых модулей, уложенных в штабель.

2. Модуль по п.1, в котором участок обода имеет наружное ступенчатое образование, которое позволяет участку покрытия и части участка обода одного модуля размещаться внутри лежащего сверху модуля для образования штабеля.

3. Модуль по п.1, в котором участок покрытия имеет выпуклую форму.

4. Модуль по п.1, в котором участок покрытия имеет вентиляционное отверстие для выравнивания давления воздуха внутри воздушного пространства.

5. Модуль по п.1, в котором участок покрытия, участок обода и существенная часть каждого из заполненных воздухом плавучих пакетов выполнены в виде единой детали, полученной путем пластического формования.

6. Модуль по п.1, в котором высота (h_r) обода и глубина (х) надводного участка удовлетворяют отношению: 0,1<х/h_r<0,3 (1).

7. Модуль по п.1, в котором отношение диаметра к высоте обода (D: h_d) и отношение диаметра к высоте выпуклого покрытия (D: h_d) составляет между 5:1 и 25:1.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к минимизации испарения воды из водохранилищ и хвостохранилищ и, в частности, к плавучим модулям покрытия водной поверхности для использования при обеспечении плавучего барьера, который покрывает существенную часть поверхности водохранилища для минимизации испарения.

Предшествующий уровень техники

Необходимость в консервировании воды во многих частях света для удовлетворения увеличивающегося потребления водных ресурсов из-за увеличения населения, наряду с требованиями по охране окружающей среды, становится со временем все более очевидна. Это вызвало интерес к способам минимизации потерь на испарение из открытых хранилищ.

Многочисленные предложения для минимизации испарения, включая использование плавучих объектов, были сделаны в прошлом с разной степенью успеха и связанными с этим проблемами. Несмотря на то, что известно уменьшение потерь на испарение путем размещения на поверхности воды покрытия из пластика или подобного листового материала, и несмотря на то, что такие технологии с успехом применяются в бассейнах, такие приспособления имели ограниченный успех при использовании в водохранилищах, имеющих большие площади поверхности, которые подвержены экстремальным погодным условиям, и в частности сильным ветрам.

Другие предложения включают использование плавучих шаров и других плавучих покрытий, выполненных из листового пластикового материала. В исследовании, проведенном одним из настоящих изобретателей, было определено, что плавучие модули покрытия водной поверхности, которые закрывают большую часть поверхности воды, обеспечивают практичное решение для больших площадей поверхности воды, так как они относительно стабильны при сильных ветрах.

Покрытие, которое может быть использовано вышеупомянутым образом, описано в WO 98/12392, в которой описано плавучее покрытие, выполненное из подходящего пластика и имеющее вертикальные стороны и куполообразное покрытие, плавучесть обеспечивается отделением, проходящим поперек угла между сторонами и покрытием. Несмотря на то, что описанное приспособление может, с некоторыми изменениями, подходить для массового производства, оно имеет недостаток, заключающийся в том, что оно не способно укладываться в устойчивый штабель для хранения или распределения, таким образом повышая стоимость хранения и распределения, когда требуется в количествах, необходимых для покрытия большого водного пространства, и что делает его менее приспособленным для массового производства.

Краткое описание и цель изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение плавучего модуля покрытия водохранилища, который приспособлен для экономичного массового производства и в то же время позволяет избежать проблем с хранением и транспортировкой, определенных выше.

Настоящее изобретение обеспечивает плавучий модуль покрытия водной поверхности, содержащий участок обода и участок покрытия, средства для придания модулю плавучести, такой, что при использовании участок обода по существу погружен в воду, при этом участок покрытия имеет такую конфигурацию, чтобы ограничивать воздушное пространство над водой, вышеуказанные средства для придания плавучести включают, по меньшей мере, один плавучий пакет, заполненный воздухом, вышеуказанный обод и/или покрытие и вышеуказанный пакет (пакеты) имеют такую конфигурацию, чтобы модуль мог быть помещен среди подобных модулей и скомпонован с ними для хранения и транспортировки.

При помощи использования плавучего пакета (пакетов), заполненных воздухом, в качестве средств для придания плавучести, модуль может быть выполнен из подходящего пластикового материла или из другого подходящего материала, для возможности осуществления коммерчески выгодного массового производства, в то время как конфигурация обода и/или покрытия для возможности штабелирования снижает затраты на хранение и погрузочно-разгрузочные работы путем упрощения процесса доставки.

Участок покрытия, как правило, снабжен вентиляционным отверстием для выравнивания давления в вышеуказанном воздушном пространстве между покрытием и поверхностью воды. Участок покрытия в большинстве случаев является по меньшей мере слегка выпуклым для обеспечения сбегания воды, в то же время значительно не влияя на способность к штабелированию.

Участок обода предпочтительно имеет круглую форму для обеспечения наиболее эффективного покрытия в соответствии с теорией случайного компонования. Несмотря на то, что могут быть использованы шестиугольные, треугольные и квадратные профили, случайный порядок расположения модулей на поверхности воды означает, что сложно достичь точного выравнивания. Оказалось, что при круглом профиле достигается наибольшая консистенция покрытия поверхности воды, и поэтому круглый профиль является предпочтительным. В любом случае, предпочтительным считается сохранение, по меньшей мере, малой части поверхности воды непокрытой для сохранения качества воды.

Средства для придания плавучести могут включать множество отдельных пакетов, заполненных воздухом, разнесенных вокруг обода. В одной форме открытые пакеты могут быть выполнены на этапе пластического формования обода и участка покрытия с отдельными крышками, присоединенными к ободу и покрытию после формования таким образом, чтобы закрыть открытые пакеты для того, чтобы таким образом образовать средства для придания плавучести, заполненные воздухом.

В одной из форм, описанных ниже, в участке покрытия выполнены фасонные углубления, которые принимают ограничивающие пакет участки обода и покрытия, когда модули уложены в штабель, таким образом снижая высоту штабеля модулей.

Обод может иметь форму с наружным ступенчатым нижним участком, который ограничивает пояс, на который опирается нижняя грань обода, когда модули уложены в штабель.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Для лучшего понимания изобретения теперь будет описан вариант осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена боковая вертикальная проекция модуля согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 изображен вид в перспективе сверху штабеля модулей на фиг.1;

на фиг.3 изображен вид в перспективе снизу штабеля модулей на фиг.1;

на фиг.4 изображен увеличенный местный вид в вертикальном сечении, на котором подробно показана конфигурация ободов и углублений и их сообщение между собой, когда модули штабелированы, как показано на фиг.2.

Со ссылкой на фиг.1-4, на них изображен плавучий модуль покрытия водной поверхности, который имеет обод 1 и неглубокое выпуклое покрытие 2, снабженное вентиляционным отверстием 3 необходимого размера для выравнивания давления воздуха под покрытием 2, когда модуль погружен в воду W, как показано, в то же время не допуская проникновения значительного количества водяного пара. Модуль выполнен при помощи литьевого формования из пластика, обработанного ультрафиолетом, такого как полиуретан, и внутренняя сторона модуля снабжена упрочняющими ребрами 4, проходящими от центра покрытия 2 к ободу 1, как показано на фиг.3.

Для придания модулю требуемой плавучести он снабжается шестью фасонными полостями 5 с открытым верхом, которые сверху закрываются шестью фасонными крышками 8, присоединенными после формования для создания воздухонепроницаемых полостей 5, заполненных воздухом. Для обеспечения возможности штабелирования нижние участки полостей 5 имеют такую форму, чтобы помещаться внутри стенок 6, ограничивающих углубления 7, выполненные в покрытии 2, ободе 1, полости 5 и углублениях 7, сообщаются таким образом, который показан на фиг.4, когда модули укладываются в штабель способом, показанным на фиг.2. Как будет видно на фиг.4, обод 1 имеет наружный ступенчатый нижний участок 9, определяющий пояс 10, на который опирается нижний край штабелированного модуля с покрытием 2 и верхней частью обода 1 модуля, размещенного внутри модуля, штабелированного на нем, как показано на фиг.4.

Формование полостей 5 для воздуха вместе с ободом и участком покрытия дополнительно упрочняет модуль, и соединение между полостями 5 и углублениями 7 и ступенчатыми ободами 1 прилегающих модулей в штабеле обеспечивает то, что каждый модуль уложен и хорошо закреплен, когда уложен в штабель, как показано на фиг.2 и 4.

Каждый модуль погружен в воду W, как показано на фигурах, посредством подходящего выбора плавучести, обеспечиваемой полостями 5. Путем обеспечения погружения обода 1 таким образом, что модуль будет иметь низкий профиль и менее вероятно, что он будет опрокинут или иным образом нарушен из-за сильных ветров.

В предпочтительном варианте осуществления отношение между высотой (h_r) обода и глубиной (x) надводного участка (участка, не погруженного в воду) удовлетворяет следующему условию:

Если отношение больше 0,3, это представляет состояние, когда дно обода более вероятно выйдет из воды при жестких условиях, таким образом делая модуль склонным к улавливанию ветром. При значениях менее 0,1, что представляет нормальный уровень воды близко к поверхности покрытия 2, вода может

забрызгиваться на покрытие, таким образом увеличивая водную поверхность, на которой может возникнуть испарение.

В типичном варианте осуществления отношение диаметра к высоте обода (D:h _r) и отношение диаметра к высоте выпуклого покрытия (D:h _d) составляет между 5:1 и 25:1.

Параметры дизайна воздухонепроницаемых и заполненных воздухом полостей 5 и участков 6 и углублений 7 будут определены применением стандартной теории плавучести и последующими производственными испытаниями для получения на практике надводного участка, удовлетворяющего уравнению 1.

Вариант осуществления, описанный выше, удовлетворяет требованиям облегчения массового производства и обеспечения возможности эффективного хранения и распределения для использования в качестве эффективного устройства для минимизации испарения воды из водохранилищ, подверженных враждебным окружающим условиям.