[發(fā)明專利]用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站及其使用方法

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• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112211162A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉明瀟;孫羽;李曉晨;張杰;杜慶軍;孫東坡;劉科;武娟娟
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: E02B5/08
• 分類號: E02B5/08;E02B5/02
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

1.用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：包括穹拱（1），穹拱（1）的兩側(cè)面底部分別安裝有側(cè)翼（2），側(cè)翼（2）上安裝有真空吸盤陣（4），真空吸盤陣（4）連接有真空泵，所述穹拱（1）上表面安裝有氣囊（6），穹拱（1）內(nèi)部設置有抽水泵組件（11）；所述穹拱（1）底面邊緣固設有密封止水組件。

2.如權(quán)利要求1所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述穹拱（1）無底面且其上端面開口，穹拱（1）的下端面封閉，下端面外側(cè)底部安裝有底翼（3），底翼（3）上安裝真空吸盤陣（4）。

3.如權(quán)利要求1所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述穹拱（1）內(nèi)側(cè)面底部設置有二次防滲組件（9）。

4.如權(quán)利要求2所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述二次防滲組件（9）包括靠近穹拱（1）內(nèi)側(cè)壁的防滲墻（901），防滲墻（901）與穹拱（1）內(nèi)側(cè)之間形成防滲溝，防滲溝內(nèi)設置有排水管（902）。

5.如權(quán)利要求3所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述防滲墻（901）頂部安裝有豎直柔性連接件（905），豎直柔性連接件（905）頂部連接在穹拱（1）上，防滲墻（901）側(cè)面頂部與穹拱（1）之間連接有支撐連桿（108），防滲墻（901）側(cè)面連接有水平柔性連接件（903），水平柔性連接件（903）另一端連接在穹拱（1）上。

6.如權(quán)利要求1所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述密封止水組件包括連接在穹拱（1）底部的穹拱底座（109），穹拱底座（109）下方連接有防水橡膠墊（110）。

7.如權(quán)利要求6所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述穹拱底座（109）下表面中部開設有上凹槽，防水橡膠墊（110）上表面中部開設有上下開口的下凹槽，上凹槽和下凹槽位置相對應且連通形成密封腔體，密封腔體內(nèi)設置有充氣橡膠（111），充氣橡膠（111）內(nèi)設有空腔，空腔內(nèi)設置有用于充氣的充氣管路（112），充氣管路（112）依次穿過充氣橡膠（111）、穹拱底座（109）從空腔內(nèi)向外伸出，充氣管路（112）伸出端連接有氣源和充氣泵。

8.如權(quán)利要求1所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述側(cè)翼（2）的外側(cè)壁上安裝有便于吸附式水下空間站移動的伸縮導向輪（7），伸縮導向輪（7）包括導向輪，導向輪頂部連接有活塞桿朝下的氣缸（701），氣缸（701）頂部固接在側(cè)翼（2）上。

9.如權(quán)利要求1所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述穹拱（1）內(nèi)安裝有照明燈組件（10）和施工用水龍頭組件（8）。

10.如權(quán)利要求2所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述穹拱（1）是由穹拱段Ⅰ（101）、穹拱段Ⅱ（102）、穹拱段Ⅲ（103）和下端面穹拱（107）組裝而成。

11.如權(quán)利要求1或2所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站，其特征在于：所述穹拱（1）的拱形下端側(cè)面兩側(cè)靠近其下端面分別安裝有防水軸承，防水軸承內(nèi)安裝有驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的一端位于穹拱（1）外且連接有伸入明渠水中的葉輪，驅(qū)動軸另一端連接有內(nèi)排風扇；所述穹拱（1）的拱形上端側(cè)面內(nèi)兩側(cè)靠近其外端分別安裝有外排風扇。

12.如權(quán)利要求1-11任一項所述的用于大型明渠不停水修復的吸附式水下空間站的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

a)對明渠邊坡上需修復區(qū)域的邊緣，進行清污處理，便于吸盤工作；

b)將穹拱（1）裝車運輸至指定修復區(qū)域最近的道路上，通過吊車調(diào)運至渠道岸邊，順流組裝，并對氣囊（6）充氣；然后將岸上卷揚機的纜繩連接在穹拱（1）的四周，卷揚機纜繩拉動空間站進行轉(zhuǎn)移至指定修復區(qū)域，并對氣囊（6）放氣，使空間站在修復區(qū)定位下沉；

c)利用真空泵對真空吸盤陣（4）各吸盤抽氣達到預計真空度，檢查吸附力以確保其達到空間站抗浮穩(wěn)定設計要求；

d)利用抽水泵組件（11）將空間站內(nèi)部積水全部排入渠道；

e)接著施工人員與施工機械進場，開始邊坡修復施工；

f)修復完成后，施工人員與施工機械撤出，通過向真空吸盤陣（4）的吸盤內(nèi)充氣，利用氣體反沖力形成氣體墊層至空間站恢復至移動狀態(tài)，并對氣囊（6）充氣，配合空間站上的伸縮導向輪（7）及連接的纜繩，順流移動至下一維修工作區(qū)域，接著對氣囊（6）放氣，且縮回伸縮導向輪（7）；然后重復步驟a），c）~e）的工作；

g)在修復工作全部完成后，調(diào)節(jié)真空吸盤陣（4）的吸盤真空度以去除吸附力，利用氣囊（6）充氣與連接的纜繩，調(diào)整空間站姿態(tài)為順流靠岸狀態(tài)，然后對氣囊（6）進行放氣，再對穹拱（1）各部分進行拆解，由起重機分塊吊運裝車，拉回存儲倉庫。