CN107075828A - 溢出围控栏栅 - Google Patents

Abstract

本发明的一些实施方案涉及一种用于部署在环境水中的溢出封栏油栅单元，其使用诸如SAP的吸水材料以促进其腔室的扩展。一些实施方案提供了包括形成至少一个中空腔室的一个或多个表面的栏栅单元，其中所述中空腔室的至少一个壁包括至少一个可填充隔室。

Description

溢出围控栏栅

技术领域

本申请涉及2013年4月14日提交的PCT专利申请号PCT/IL2013/050325(公开号WO2013/156998)，所述申请的内容通过引用的方式并入本文。

根据美国法典第35篇第119条(e)款，本申请要求在2014年10月14日提交的美国临时申请序列号62/063,605和在2015年4月27日提交的62/153,415的优先权权益，这两者的内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

在本发明的一些实施方案中，本发明涉及溢油围控栏栅，更具体地但非排他地涉及包括适于稳定栏栅的几何形状的轻型栏栅。

授予Blair等人的标题为“可膨胀浮动栏栅”的美国专利号US3563036 A教导了一种“用于限制溢出的油或其他浮动材料的手风琴式折叠浮动栏栅，其并入有垂直定位的薄连续柔性翅片，且具有沿其上边缘安装的多个、短而可膨胀气球状浮袋。浮袋全部是可紧缩且可折叠的，用于在有限的空间体积内进行栏栅的紧凑的手风琴式折叠装载，从而用于通过水运或空投进行存储、装运和运送到现场。通过由部署过程致动的各个压力源来实现可连续膨胀的浮袋在栏栅的展开部署时的自动膨胀，从而提供膨胀压力以产生浮袋的完全膨胀扩展，以便实现栏栅结构的漂浮浮动。由栏栅展开而触发的压缩气体膨胀缸供应所需的膨胀压力。可替代地，封闭在相邻外壳中的化学反应物在栏栅的展开部署时混合在一起，以产生足够量的气态反应产物，从而提供每个浮球状浮袋所需的膨胀压力。本发明涉及用于限制诸如溢出的油的浮动材料的手风琴式折叠浮动栏栅，且特别地涉及可快速部署的栏栅，所述栏栅可以以小货量紧凑地折叠存储，并且可以通过展开和膨胀快速而容易地部署，以便将它们放置成包围将要限制的溢出的油或其他浮动材料的操作状况”。

授予Cain等人的标题为“轻型、快速部署溢油封栏油栅”的美国专利号US5197821A教导了“紧急的轻型船用封油系统由封油板条箱构成，平坦地手风琴式折叠的未膨胀栏栅帘幕位于所述板条箱中。栏栅帘幕由一个纵向边缘上的自膨胀浮动腔室与终止于相对的纵向边缘上的自膨胀压载腔室中的整体相关的帘幕构成。浮动腔室通过气体膨胀，并且压载腔室通过水或海水膨胀，栏栅帘幕被设置在所述水或海水中。栏栅帘幕由轻型单层或多层板材制成”。

发明内容

通过以下实例说明本发明的一些实施方案，注意到本发明的一些实施方案包括来自任何数目的实例的特征。

实例1。一种用于以轴向延伸的布置部署在环境水中的溢出封栏油栅单元，其包括：

一个或多个表面，其在横向于所述轴线的平面中与基本上围绕腔室的壁形成至少一个中空腔室，其中所述中空腔室的至少一个壁包括至少一个可填充隔室。

实例2。根据实例1所述的栏栅单元，其中所述中空腔室被构造成帮助使得所述栏栅单元的结构抵抗外部作用力而稳定。

实例3。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室由多个锁定点限定，所述锁定点限制所述表面或表面的部分相对于彼此的至少一些移动，以保持所述栏栅单元结构稳定和/或防止所述腔室打开或改变形状或角度。

实例4。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室由多个弯曲区域限定，所述多个弯曲区域是所述栏栅结构的适于弯曲的部分并且比所述栏栅的可填充或填充部分更薄。

实例5。根据实例4所述的栏栅单元，其包括至少一个弹性或形状记忆元件，所述至少一个弹性或形状记忆元件定位并且足够强，以提供用于将所述栏栅单元折叠成所部署形状的力。

实例6。根据实例1-5中任一项所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室由气体释放或产生机构释放的气体填充，所述气体释放或产生机构是所述栏栅的一部分，并且其中所述机构包括多个焊缝，一些焊缝比其他焊缝弱以允许粉碎所述单元，从而引起气体前体的混合，而不将气体从所述栏栅中释放出来。

实例7。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室包括吸水材料，当所述栏栅单元被部署时，所述吸水材料吸水并且其体积扩展至少5倍。

实例8。根据实例7所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室包括至少一个多孔壁或壁，所述至少一个多孔壁或壁具有大小被设定成允许水进入并防止所述材料离开的开口。

实例9。根据实例8所述的栏栅单元，其中所述开口中的至少一些设置在织物中。

实例10。根据实例8所述的栏栅单元，其中所述开口中的至少一些呈可闭合阀的形式，当所述可填充腔室填充时，所述可闭合阀自身闭合。

实例11。根据实例7-10中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料被安装在骨架上。

实例12。根据实例7-11中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料被粘附在所述隔室壁上。

实例13。根据实例7-12中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料设置在多孔包装中。

实例14。根据实例7-13中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料与吸收增强材料混合。

实例15。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室用作用于保持所述腔室打开的梁。

实例16。根据实例1所述的栏栅单元，其中所述中空腔室包括三角形截面轮廓。

实例17。根据实例16所述的栏栅单元，其中当在所述中空腔室的截面处观察时，所述至少一个可填充隔室是相对于所述栏栅单元的基本上垂直于水面的长轴并且相对于所述水面的斜边。

实例18。根据前述实例中任一项所述的栏栅，其包括用于连接在隔室之间的至少一个连接元件，所述至少一个连接元件包括在所述栏栅的生产阶段插入的元件，并且具有在所述栏栅被部署时被锁定并且保持所述栏栅打开的机构。

实例19。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室在所述栏栅单元被部署时至少部分地限制环境流体的移动，使得所述单元的稳定性增加。

实例20。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元包括水下部分和水上部分，所述中空腔室被构造在所述水下部分和所述水上部分中的一者或两者中，并且所述环境流体是环境水，并且其中所述水下部分延伸到水面以下20-50cm的距离。

实例21。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其包括在隔室之间的至少一个拉伸元件或隔室内或隔室之间的刚性或半刚性元件，并且所述元件有助于保持所述腔室敞开。

实例22。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室限定具有数学表面的几何形状，并且所述腔室被限定所述腔室的真实内表面的壁包围，并且其中所述内表面包括在所述腔室的几何表面的5％与50％之间的开放区域。

实例23。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其包括浮动腔室，所述浮动腔室在其部署之前包括多个充气密封部分。

实例24。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其还包括不形成所述中空腔室的一个或多个附加的可填充隔室。

实例25。根据实例24所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元的水下部分包括以X形截面轮廓布置的一个或多个压载隔室，并且所述栏栅单元的水上部分包括一个或多个浮动隔室。

实例26。根据前述实例中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元限定A形截面轮廓，其中一个或多个压载隔室形成所述A的腿部，并且一个或多个浮动隔室形成所述A的水平延伸线。

实例27。根据实例1-26中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元限定截面轮廓，所述截面轮廓包括水下的X形交叉和水上的倒置V。

实例28。一种包括至少一个可填充隔室的栏栅单元，所述至少一个可填充隔室包含当吸收盐水时体积扩展至少5倍的材料，其中所述材料结合防止其在所述隔室内的迁移的结构布置在所述隔室中。

实例29。根据实例28所述的栏栅单元，其中所述结构包括所述隔室壁，所述吸收材料的颗粒附着到所述隔室壁。

实例30。根据实例28和29中任一项所述的栏栅装置，其中所述结构包括插入件，所述吸收材料粘附到所述插入件。

实例31。根据实例28至30中任一项所述的栏栅单元，其中所述结构包括由多孔材料形成的插入件，所述材料容纳在所述多孔材料内，并且所述多孔材料允许水进入并防止吸水材料离开并且具有与插入材料的隔室的几何形状对应的几何形状。

实例32。根据实例28-31中任一项所述的栏栅单元，其中所述隔室包括至少一个刚性或半刚性壁。

实例33。根据实例32所述的栏栅单元，其中所述壁具有在其中形成的至少一个孔口以用于水进入。

实例34。根据实例32或33所述的栏栅单元，其包括至少一个柔性壁和足够的材料，以在所述材料吸收足够海水时引起所述壁的扩张。

实例35。根据实例28-34中任一项所述的栏栅单元，其中所述隔室至少包括由多孔材料形成的壁。

实例36。根据实例28-35中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元包括X形截面轮廓，并且其中所述吸水材料是超吸收性聚合物(SAP)。

实例37。根据实例28-36中任一项所述的栏栅单元，其中所述结构包括插入件，并且其中所述插入件具有与所述隔室大致相同或更大的体积。

实例38。根据实例28至37中任一项所述的栏栅单元，其中所述材料使用一工艺粘附到所述隔室的壁上，其中粘合剂以与所述隔室相匹配的图案喷涂并且小于所述隔室的内表面的80％，然后添加所述材料。

实例39。根据实例28-38中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料使用粘合剂进行附着。

实例40。根据实例28-36中任一项所述的栏栅单元，其中所述结构包括插入件，并且其中所述插入件包括可压缩开孔结构，所述材料粘附和/或插入所述可压缩开孔结构中。

实例41。根据实例28-40中任一项所述的栏栅单元，其包括与相邻所述吸水材料混合的放热材料，并且所述放热材料在与盐水接触时产生热量，所述放热材料以足够的量对所述吸水材料和/或环境水进行加热以便使吸收率提高至少30％。

实例42。根据实例28-40中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元的所述隔室包括基本上仅吸水材料和/或相关联结构，并且所述栏栅单元不包括任何附加隔室。

实例43。根据实例28-42中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅的所述水上部分将所述栏栅的所述水下部分保持在相对于所述水面的垂直位置处。

实例44。根据实例36所述的栏栅单元，其中所述隔室中的一个或多个含有一定量的SAP，当被水吸收时，所述SAP固化至比所述隔室的体积大至少1％至5％的体积，以将压力施加到所述隔室的内壁，从而增加所述隔室的刚性。

实例45。根据实例36所述的栏栅单元，其中复合材料纤维被添加到含SAP隔室中的所述一个或多个，以增加所述栏栅重量。

实例46。一种包括至少一个预填充且密封腔室的栏栅单元，所述至少一个预填充且密封腔室包括一定量足以提供所述栏栅单元的浮力的至少50％的气体。

实例47。一种用于在所述栏栅在环境水中的部署期间增加溢出封栏油栅单元的结构强度的方法，其包括：

用一定量的超吸收性聚合物(SAP)填充所述栏栅单元的至少一个隔室，所述超吸收性聚合物(SAP)在被水吸收时，固化至比所述隔室的体积大至少5％的体积，以将压力施加到所述隔室的内壁，从而增加所述隔室的刚性；以及

将所述栏栅单元部署在环境水中以允许所述SAP吸收水。

实例48。一种溢出封栏油栅单元，其包括：

限定X形截面轮廓的两个或更多个隔室，其中所述隔室中的每一个包括水上浮动部分和水下压载部分；

至少一个预定义的旋转点，其被构造在所述隔室之间的交叉点处，其中隔室被构造成响应于作用在所述隔室上的外力而相对于所述栏栅单元的纵向轴线在所述点上枢转，以增加所述栏栅单元对所述外力的阻力。

实例49。根据实例48所述的栏栅单元，其中作用在所述隔室的浮动部分上的所述外力使得所述隔室枢转，从而使所述隔室的所述水下压载部分相对于水面移动以更靠近垂直位置，其中在所述更靠近垂直位置中，所述压载部分在水中更深地延伸以锚定所述栏栅单元。

实例50。根据实例49所述的栏栅单元，其中所述外力由风引起。

实例51。一种用于制备由一个或多个套筒区段形成的栏栅单元的方法，所述套筒区段包括一个或多个可填充隔室，所述方法包括：

至少部分地将所述套筒区段彼此联接；

允许所述可填充隔室中的一个或多个膨胀，从而在一个或多个锁定点处将所述套筒区段彼此锁定并且限定由所述膨胀隔室保持打开的中空腔室。

实例52。一种多向溢出封栏油栅单元，其包括：

限定X形截面轮廓的一个或多个隔室，所述隔室含有气体和水的组合，所述栏栅单元适于即使在围绕中心轴旋转时仍至少部分地保持在水上并且部分地保持在水下。

根据一些实施方案的一个方面，提供一种用于部署在环境水中的溢出封栏油栅单元，其包括形成至少一个中空腔室的一个或多个表面，其中中空腔室的至少一个壁包括至少一个可膨胀隔室。在一些实施方案中，中空腔室被构造成使得栏栅单元的结构抵抗外部作用力而稳定。在一些实施方案中，中空腔室由多个锁定点限定，所述锁定点限制表面或表面的部分相对于彼此的至少一些移动，以保持动栏栅单元结构稳定。

在一些实施方案中，可膨胀隔室用气体膨胀。在一些实施方案中，可膨胀隔室用水充气。在一些实施方案中，可膨胀隔室包含吸水材料，所述吸水材料在栏栅单元被部署时吸水。在一些实施方案中，可膨胀隔室用作用于保持腔室打开的梁。在一些实施方案中，中空腔室包括三角形截面轮廓。

在一些实施方案中，当在中空腔室的截面处观察时，至少一个可膨胀隔室是相对于栏栅单元的基本上垂直于水面的长轴并且相对于水面的斜边。在一些实施方案中，至少一个锁定点被构造成防止腔室打开。在一些实施方案中，表面是包括一个或多个可膨胀隔室的栏栅套筒区段，以及位于隔室之间的一个或多个密封套筒区域。在一些实施方案中，当栏栅单元被部署时，中空腔室至少部分地限制环境流体的移动。在一些实施方案中，栏栅单元包括水下部分和水上部分，中空腔室被构造在水下部分上，并且环境流体是环境水。在一些实施方案中，栏栅单元包括水下部分和水上部分，中空腔室被构造在栏栅的水上部分上，并且环境流体是空气。在一些实施方案中，栏栅单元包括水下部分和水上部分，其中中空腔室的一部分被构造在所述水上部分上，并且中空腔室的一部分被构造在水下部分上。

在一些实施方案中，栏栅单元包括水下部分和水上部分，水下部分延伸到例如水面下方20-50cm的距离。在一些实施方案中，中空腔室的壁由一个或多个可膨胀隔室中的至少一个与隔室之间的一个或多个连接元件限定。在一些实施方案中，连接元件是在两个锁定点之间延伸的带。在一些实施方案中，中空腔室的大小被设定成容纳一定体积的水，其足以起到使栏栅单元相对于水面稳定的重量的作用。在一些实施方案中，至少一个可膨胀隔室是浮动隔室。在一些实施方案中，可膨胀隔室相对于栏栅单元的基本上垂直于水面的长轴侧向延伸。在一些实施方案中，至少一个可膨胀隔室是压载隔室。在一些实施方案中，栏栅单元还包括不形成中空腔室的一个或多个可可膨胀隔室。在一些实施方案中，栏栅单元的水下部分包括以X形截面轮廓布置的一个或多个压载隔室，并且栏栅单元的水上部分包括一个或多个浮动隔室。在一些实施方案中，水下X形结构包括被构造在水上的延伸部，用作栏栅单元的一个或多个浮动隔室顶部上的重量。在一些实施方案中，浮动隔室含有气体，并且压载隔室含有水。在一些实施方案中，栏栅单元限定A形截面轮廓，其中一个或多个压载隔室形成A的腿部，并且一个或多个浮动隔室形成A的水平延伸线。在一些实施方案中，形成表面的栏栅套筒部分由螺纹连接交错。

根据一些实施方案的一个方面，提供一种多向溢出封油栏栅单元，其包括限定X形截面轮廓的一个或多个隔室，所述隔室含有气体和水的组合，栏栅单元适于即使在围绕中心轴旋转时仍至少部分地保持在水上并且部分地保持在水下。

根据一些实施方案的一个方面，提供一种溢出封油栏栅单元，其构造成通过浮力和重力的净力至少部分地平衡在水上并且至少部分地平衡在水下，所述栏栅单元包括填充有吸水材料的一个或多个隔室，其中当被水吸收时吸水材料的比重小于水的比重。在一些实施方案中，栏栅单元包括X形截面轮廓，并且其中吸水材料是超吸收性聚合物(SAP)。在一些实施方案中，栏栅的隔室仅包括吸水材料，并且栏栅单元不包括任何附加的隔室。在一些实施方案中，栏栅的水上部分将栏栅的水下部分保持在相对于水面的垂直位置处。在一些实施方案中，隔室中的一个或多个含有一定量的SAP，当被水吸收时，所述SAP固化至比隔室的体积大至少1％至5％的体积，以将压力施加到隔室的内壁，从而增加隔室的刚性。在一些实施方案中，复合材料纤维被添加到一个或多个含SAP的隔室中以增加其重量。

根据一些实施方案的一个方面，提供一种用于在栏栅在环境水中的部署期间增加溢出封栏油栅单元的结构强度的方法，其包括：用一定量的超吸收性聚合物(SAP)填充栏栅单元的至少一个隔室，所述超吸收性聚合物在被水吸收时，固化至比隔室的体积大至少5％的体积，以将压力施加到隔室的内壁，从而增加隔室的刚性；以及将栏栅单元部署在环境水中以允许SAP吸收水。

根据一些实施方案的一个方面，提供一种溢出封栏油栅单元，其包括：限定X形截面轮廓的两个或更多个隔室，其中隔室中的每一个包括水上浮动部分和水下压载部分；至少一个预定义的旋转点，其被构造在隔室之间的交叉点处，其中隔室被构造成响应于作用在隔室上的外力而相对于栏栅单元的纵向轴线在所述点上枢转，以增加栏栅单元对外力的阻力。在一些实施方案中，作用在隔室的浮动部分上的外力使得隔室枢转，从而使隔室的水下压载部分相对于水面移动以更靠近垂直位置，其中在更靠近垂直位置中，压载部分在水中更深地延伸以锚定栏栅单元。在一些实施方案中，外力是由风引起的。

根据一些实施方案的一个方面，提供一种用于制备由一个或多个套筒区段形成的栏栅单元的方法，所述套筒区段包括一个或多个可膨胀隔室，所述方法包括：至少部分地将套筒区段彼此联接；允许可膨胀隔室中的一个或多个膨胀，从而在一个或多个锁定点处将套筒区段彼此锁定并且限定由膨胀隔室保持打开的中空腔室。

除非另外定义，否则本文中所用的所有技术和/或科学术语均具有与本发明所属领域一般技术人员通常所理解含义相同的含义。尽管在实践或测试本发明的实施方案时可以使用与本文所述的那些方法和材料类似或等效的方法和材料，但以下描述了示例性方法和/或材料。如有矛盾，以包括定义在内的本专利说明书为准。此外，材料、方法和实施方案仅是说明性的，并不意图是必然限制性的。

附图说明

本文中参考附图仅以实例的方式描述了本发明的一些实施方案。现在详细参考附图，强调的是，所示的细节是作为实例，并且用于本发明的实施方案的说明性讨论的目的。在这方面，结合附图进行的描述使得本领域技术人员明白如何实施本发明的实施方案。

在附图中：

图1是根据本发明的一些实施方案的制备和部署用于限制溢油扩散的栏栅的方法的流程图；

图2A至图2B是根据本发明的一些实施方案的包括呈封闭三角形布置形式的稳定几何形状的栏栅单元的截面视图，以及作用在栏栅单元上的外力的示意图；

图2C至图2E示出了根据本发明的一些实施方案的具有任选的水上蓄水隔室的栏栅区段的折叠；

图2F至图2H示出了根据本发明的一些实施方案的使用形状记忆材料或其他弹性机构的栏栅区段的示例性折叠；

图3是根据本发明的一些实施方案的多向X形栏栅单元的截面视图，即使在翻倒时也是功能性的；

图4是根据本发明的一些实施方案的A形栏栅单元的截面视图；

图5A至图5D示出了根据本发明的一些实施方案的包括至少一个封闭形状的几何形状的各种栏栅单元；

图6是根据本发明的一些实施方案的包括锯齿形构型的栏栅的示例性压载部分的俯视图；

图7是根据本发明的一些实施方案的制备和部署含有超吸收性聚合物的栏栅的方法的流程图；

图8是根据本发明的一些实施方案的SAP填充的栏栅单元的截面视图；

图9是根据本发明的一些实施方案的包括一个或多个旋转轴的栏栅单元的截面视图；

图10是根据本发明的一些实施方案的包括纤维增强结构的栏栅单元的截面视图；

图11是根据本发明的一些实施方案的包括可膨胀部分和密封部分的栏栅套筒区段的俯视图；

图12是根据本发明的一些实施方案的被成形来在其中形成单向阀的腔室壁的截面视图；

图13A至图13C示出了根据本发明的一些实施方案的用于单独存储气体形成材料的多个构型；

图14示出了根据本发明的一些实施方案的用于单独存储气体形成材料的替代构型；

图15A至图15D和图15G示出了根据本发明的一些实施方案的使用超吸收性聚合物(SAP)的扩展栏栅区段；

图15E至图15F示出了根据本发明的一些实施方案的具有替代SAP构型的栏栅区段；并且

图16A至图16B示出了根据本发明的一些实施方案的具有附加替代构型的栏栅区段。

具体实施方式

在本发明的一些实施方案中，本发明涉及溢油封栏油栅，更具体地但非排他地涉及包括适于稳定栏栅的几何形状的轻型栏栅。

本发明的一些实施方案的广泛方面涉及适用于在溢出现场(诸如溢油)处的快速部署的栏栅。任选地，可以在检测到溢出之后立即部署栏栅，任选地由相对小的团队通过使用相对小的部署工艺(诸如船)进行。

如本文所提及的栏栅套筒可以包括多个区段的细长链，每个区段被构造成联接到一个或多个附加套筒的一个或多个区段以限定栏栅单元。可替代地，栏栅包括单个套筒的链接区段。任选地，包括浮动隔室的第一套筒的区段联接到包括压载隔室的第二套筒的区段。如本文所提及的通过将套筒区段彼此联接而获得的栏栅单元可以包括联接到一个或多个压载隔室的一个或多个浮动隔室。为了清楚起见，在整个本申请中通常描述在沿栏栅单元的一个或多个点处的栏栅单元的截面轮廓。在一些实施方案中，整个栏栅包括一个接一个地链接的多个栏栅单元。

本发明的一些实施方案涉及一种栏栅单元，其包括一个或多个浮动隔室和一个或多个压载隔室。在一些实施方案中，浮动隔室含有气体，诸如空气或CO₂。在一些实施方案中，压载隔室包含诸如水的流体。在一些实施方案中，栏栅单元总的来说不包含比水重多于1％、多于5％、多于10％的材料。在一些实施方案中，在部署之前和/或部署之后，整个栏栅单元填充有比水轻的材料。

一些实施方案的一个方面涉及一种栏栅单元，其包括彼此联接的一个或多个套筒区段，以形成包括至少一个中空腔室的三维结构。在一些实施方案中，套筒区段包括一个或多个可膨胀隔室和/或以其他方式可扩展的隔室，并且隔室中的至少一个限定中空腔室的壁。任选地，至少一个可膨胀隔室用作使所述中空腔室保持打开的梁，从而防止所述隔室塌缩。在一些实施方案中，中空腔室的壁由在隔室之间延伸的一个或多个可膨胀隔室和/或一个或多个连接元件(诸如呈条带形式的挡板)形成。在一些实施方案中，可膨胀隔室填充有气体、水、吸水材料和/或它们的组合。应当注意，本发明的替代实施方案不包括这种中空腔室和/或具有由套筒区段限定的壁。根据本发明的一些实施方案，如本文所述的其他特征可应用于此类栏栅设计。

在一些实施方案中，中空腔室由多个锁定点限定。在一些实施方案中，在锁定点处，两个或更多个套筒区段相对于彼此的移动和/或单个区段的部分相对于彼此的移动至少部分地受到限制。在一些实施方案中，由锁定点限定的结构增加了栏栅单元的结构强度。任选地，通过增加结构强度，所部署的栏栅单元更能抵抗外力(诸如由风、波浪和/或电流引起的力)，这可能导致栏栅单元弯曲、折叠或以其他方式塌缩。任选地，栏栅单元被构造用于以不影响栏栅功能的方式对外力作出响应。

在本发明的一些示例性实施方案中，腔室是封闭腔室，并且不包括在开放超过例如其表面的20％、40％、80％的一侧。任选地，腔室不向下开放。

如本文所提及的锁定点可以包括例如两个或更多个隔室之间的连接点、隔室之间的交叉点、单个隔室的部分之间的接头、隔室的弯曲部。在一些实施方案中，锁定点限定所附接的区段之间的互锁。任选地，锁定点处的联接件包括一个区段或其一部分与一个或多个区段或其部分的过盈配合。例如，这种过盈配合可以通过将区段部分拧入另一区段的开口而获得，其中第一区段部分大于开口以防止其脱离。锁定点处的其他联接机构可以包括例如螺纹连接、粘合剂连接(例如使用胶水或焊接)，结合元件和/或其他附接机构的使用。

在本发明的一些示例性实施方案中，联接是通过在一个或两个隔室上提供相对刚性区段，并且允许刚性区段与另一个刚性区段互锁(例如，过盈配合或卡扣连接)。任选地或可替代地，刚性区段压缩地接合软区段(例如，由刚性区段中的狭缝接合的一个隔室上的软区段)。任选地，这种刚性区段是金属和/或塑料。在本发明的一些示例性实施方案中，互锁是不可逆的，例如使用不可逆的几何互锁。任选地，部署机构包括一个或多个引导件，所述引导件引导将要彼此互锁的部分，例如，每个部分安放在单独引导件上并且引导件彼此接近。

任选地，通过在制造(例如，模制或挤出)期间将栏栅区段模制成包括较厚和/或更刚性区段和/或作为插入件来提供互锁的刚性区段和/或其他部分。任选地或可替代地，在形成腔室壁之后和/或在封闭腔室(例如，壁的焊接)之后形成刚性插入件。例如，壁可以形成但不焊接在一起，插入件插入并进行焊接。在另一个实例中，插入件例如经由其未密封的开口被放置在制备的腔室中，并且开口可以保持未密封。

可以理解，在一些实施方案中，锁定点是区域和/或线性延伸。当观察栏栅的截面时，锁定区域可以是点或小室域。然而，在一些实施方案中，锁定点沿着栏栅区段的长度的至少一部分延伸，和/或沿着区段提供多个锁定点。在一些实施方案中，刚性区段在栏栅区段的长度的30％至70％之间(例如约50％)，并且可以用于产生抵抗由外力如水流产生的力的组合强度。

应当理解，锁定点和互锁方法也可以用于不限定中空腔室的栏栅设计，例如，如果栏栅区段互锁以提供开放结构。在本发明的一些示例性实施方案中，互锁用于栏栅区段内，以例如在部署期间使栏栅的部分互锁，而不是(或除了)将不同的栏栅区段和/或沿着一段栏栅的区段锁定在一起。

在本发明的一些示例性实施方案中，通过使栏栅的一部分穿过栏栅的另一部分中的开口或狭缝来使栏栅区段互锁。任选地或可替代地，在本发明的一些示例性实施方案中，互锁是栏栅区段的插入件和/或延伸件(例如，其半刚性或刚性模制部件)，而不是或除了栏栅区段的可扩展区段之外。

在一些实施方案中，中空腔室的截面轮廓是三角形的。在一些实施方案中，隔室或其一部分相对于栏栅单元的截面的长轴(即，垂直于水面延伸的轴)并且相对于沿着水面延伸的理论轴延伸以形成斜边。可替代地，中空腔室包括不同的截面轮廓，诸如六边形轮廓或其他多边形轮廓。可替代地，腔室包括圆形轮廓。

在本发明的一些示例性实施方案中，栏栅通常是轴向的，并且腔室至少在横向侧上由壁和/或可填充隔室包围。任选地，至少一些壁限定孔口，例如从而允许有限的水流入和/或流出。任选地，至少一个开口用作阀，例如瓣阀，从而妨碍水流出。任选地，将腔室考虑为由壁限定的几何形状，几何形状的表面积的至多50％、40％、30％、20％、10％或中间百分比对自由水流开放。在一些情况下，壁将部分地轴向延伸，然后包括孔口，然后轴向再延伸一些。

在本发明的一些示例性实施方案中，孔隙的大小和形状被设定成允许所述隔室的体积的至少50％在20分钟、10分钟、5分钟、3分钟、1分钟、30秒、10秒和/或中间时间内填充。

在本发明的一些示例性实施方案中，腔室的几何形状的体积在围绕腔室的可填充和/或填充腔室的体积的70％与3000％(或更多)之间，例如在100％与400％之间或在200％与1000％之间。这可以允许用更小的可扩展腔室和/或更少的材料来实现更大的锚定作用。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及栏栅单元的几何形状，其中所述栏栅包括两个或更多个压载区段，所述压载区段在再次向内延伸之前侧向且向下延伸。任选地，在会合点处连接所述区段。任选地，在延伸区段之间形成中空腔室。

可替代地，形成腔室的一般形状，其具有对流开放的大百分比的表面积。可替代地，腔室的形状减慢了腔室内和/或室外的体积流量(例如，海水)(例如，与没有腔室或任何干扰元件的流量相比，例如，因子为2、5、10、50、100或中间或更大因子。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及通过折叠进行的栏栅部署。在本发明的一些示例性实施方案中，栏栅的部分被焊接在一起，代替或除了一些互锁之外。任选地，折叠的部分包括至少围绕其边缘焊接在一起的两层。

任选地，选择折叠区段，使得当栏栅部署时，扩展部分和/或扩展区段彼此抵靠。在本发明的一些示例性实施方案中，诸如插入件和/或拉伸元件的结构元件有助于将所部署的栏栅保持在期望的形状。例如，这种结构元件形成三角形的一侧，另外两侧通过扩展栏栅区段形成。当扩展时，这种栏栅区段在结构上是刚性的。

根据本发明的一些实施方案，半刚性薄膜是可以通过各种方法成形为三维结构的薄膜。一种方法是柔性套筒中的内部压力，另一种方法是通过产生垂直肋(通常使用热塑性工艺)。在本发明的一些示例性实施方案中，以这种方式成形的薄膜可以作为具有抵抗外力的能力的壁执行。半刚性壁保持一定的灵活性，同时仍然抵抗在外力作用下的塌缩。

在本发明的一些示例性实施方案中，通过使用形状记忆材料或其他储能材料(诸如弹性和海绵材料)来辅助部署。例如，泡沫材料可以设置在隔室内和/或隔室之间(任选地靠近折叠位置，例如以减少所需材料的体积)。当储存时，其他形状记忆材料(例如，NiTi合金和/或聚合物)的这种泡沫被压缩，并且当栏栅被释放时，泡沫返回到其先前的构型，从而辅助或设定所部署的栏栅的形状。在本发明的一些示例性实施方案中，在所述过程中释放的能量被投入以将平坦的栏栅位置改变成期望的三维结构。

如本文所述，相对刚性的结构可以包括由刚性元件形成的一个或多个结构部件、由拉伸元件(例如柔性的)形成的一个或多个结构部件、由可扩展元件形成的一个或多个结构部件和/或由预先扩展元件形成的一个或多个结构部件。在本发明的一些示例性实施方案中，通过焊接、互锁、连接器和/或粘附中的一者或多者来使此类部件(例如，任选地隔室)附接和/或互连。

一些实施方案的一个方面涉及干扰环境流体的运动以稳定栏栅单元。在一些实施方案中，当栏栅被部署时，中空腔室限制环境流体(诸如环境水和/或环境空气)的至少一些运动。在一些实施方案中，腔室包括一个或多个开口，流体可流过所述开口。任选地，开口的总表面积不大于腔室的总内表面的20％、30％、40％或中间、更大或更小的百分比。在一些实施方案中，腔室的大小被设定成干扰一定体积的环境流体(诸如环境水)的运动，其足以稳定栏栅单元。在一些实施方案中，例如通过有效地增加栏栅单元的质量和/或栏栅单元的重量，腔室对环境流体的运动的阻力影响栏栅单元的物理和/或机械特性。任选地，通过干扰至少一定体积流体的运动，腔室影响作用在栏栅单元上的浮力的大小和/或方向。

包括有效地用作称重元件的腔室的栏栅结构的潜在优点可以包括减少对诸如金属链的外部重量的需要。

在一些实施方案中，通过具有用作锚定元件的水下腔室的方式至少部分地抵抗了可能使栏栅倾斜和/或以其他方式不稳定的作用在栏栅上的外力(诸如由水下流动引起的力和/或由水上风引起的力)。另外地可替代地，栏栅包括被构造在栏栅单元的水上部分上的腔室。

任选地，水上腔室至少干扰空气的一些运动。

在一些实施方案中，栏栅单元的稳定性涉及将栏栅的水下部分维持在与水面基本上垂直的对准。在一些实施方案中，选择水上浮动部分的位置以获得和/或维持水下部分的垂直对准，例如通过包括侧向延伸部的浮动部分，所述浮动部分远离栏栅单元的截面的长轴延伸，所述长轴穿过栏栅单元的重心。在一些实施方案中，栏栅单元的水上部分是航空动态地成形的，以防止提升力和/或增加水拖曳，例如通过当栏栅被部署时，使延伸部的远端略微低于水平面定位，使得风吹可能会将栏栅单元更深地推入水中，而不是将其从水中提起。浮动隔室的“偏心”结构的潜在优点可以包括利用浮力来稳定和/或对准栏栅的水下部分。

在一些实施方案中，栏栅单元的稳定性涉及半刚性套筒区段的使用，其中一些部分(诸如可膨胀隔室)比其他部分(诸如隔室之间的密封套筒区域)更加刚性。在一些实施方案中，密封套筒区域的形状和/或大小被设定为提供柔性，例如提供相对于彼此移动(诸如弯曲)到一定程度的刚性部分。在一些实施方案中，密封套筒区域形成有一条或多条曲线，从而减少由于在膨胀和/或填充隔室时引起的变形而导致的故障风险。

一些实施方案的一个方面涉及一种栏栅单元，其由于浮力和重力的净力至少部分地平衡在水面上并且至少部分地平衡在水面下。在一些实施方案中，栏栅单元含有吸收水的材料，诸如超吸收性聚合物(SAP)。

在一些实施方案中，吸收材料包含比水重小的比重。在一个实施方案中，栏栅单元不包括任何气体可膨胀隔室，并且可填充隔室是吸收材料填充的隔室。任选地，提供一个或多个气体预填充(和/或密封空气)隔室。任选地，此类部件提供栏栅(或用于盐水的其他物体)的浮力的至少30％、50％、70％、80％或中间百分比。

在一些实施方案中，选择隔室内的预吸收的SAP的量以增加栏栅的至少一些部分的刚性，例如通过用一定量的SAP填充隔室，当SAP被水吸收时，其占据的体积比封闭隔室略大，例如大2％、4％、5％。任选地，所吸收的固化SAP将压力施加到隔室的内壁上，从而潜在地增加隔室的刚性。

在一些实施方案中，诸如金属纤维和/或塑料插入件和/或复合材料纤维的纤维(包括线和/或其他形状，任选地扁平且薄，任选地窄和/或细长的)被并入吸收材料填充的隔室内，以增加隔室的重量和/或增强隔室并增加其结构强度。在一个实施方案中，由一个或多个吸收材料填充的隔室形成的栏栅单元包括X形截面轮廓。

本发明的一些实施方案的广泛方面涉及将SAP或其他吸水材料用于预期用于水中的装置。在本发明的一些示例性实施方案中，SAP被用于为设备提供刚性。任选地或可替代地，SAP被用于向装置提供浮动或添加重量(或质量)。任选地或可替代地，装置包括可填充部分，并且所有此类可填充部分都预先填充有SAP。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及稳定水浸装置中的SAP颗粒(作为吸水材料的实例)的结构。在本发明的一些示例性实施方案中，装置是用于防止污染水和/或油延伸经过栏栅的栏栅。

在本发明的一些示例性实施方案中，选择所述结构以防止SAP颗粒相对于隔室几何形状的迁移。这样的迁移可能会导致隔室变形和/或引起水入口处的聚集和/或堵塞，这种聚集可能会干扰水进入。

在本发明的一些示例性实施方案中，结构包括粘合剂，以减少SAP颗粒的迁移。任选地，粘合剂作为一层提供在装置的内隔室壁上。任选地，通过喷涂施加粘合剂，例如使用图案化喷雾器来匹配装置上的隔室布局图案。任选地，隔室的内表面的5％与95％之间用粘合剂喷涂，并且其上安装有SAP，例如在一个壁的10％与100％之间和/或所有壁的20％与70％之间。

在本发明的一些示例性实施方案中，用于将SAP保持在适当位置的粘合剂是水溶性的，任选地，以支持在数秒(例如1-72)或数分钟(例如，1-10)之后释放SAP，例如在发生水系统的至少30％或50％之后。

隔室形状的匹配可以使用其他方法，例如将SAP附接到适当成形的插入件和/或将其提供在适当成形的袋中。

在本发明的一些示例性实施方案中，结构包括例如通过粘合剂在其上附接SAP的骨架。任选地，在制造期间所述骨架被插入装置隔室中。在本发明的一些示例性实施方案中，骨架包括单面或双面胶带或基本上由其组成，SAP颗粒附着并以直的、弯曲的或折叠的形状插入隔室中。

在本发明的一些示例性实施方案中，SAP颗粒被提供在袋内，任选地包括一个或多个多孔部分。所述袋可以插入装置隔室中。使用这种袋的潜在优点是在制造期间，用于防止SAP颗粒逸出并妨碍隔室形成。任选地或可替代地，这种袋(和粘合剂)可用于防止SAP从用于允许水流入隔室的孔逸出。

任选地或可替代地，SAP颗粒被提供在海绵或其他开孔泡沫中或其上。任选地，海绵还用作形状记忆/储能材料以扩展隔室和/或栏栅单元。

任选地或可替代地，海绵本身是吸水材料，代替SAP或除了SAP之外使用。

在一些实施方案中，当使用开孔材料(例如海绵)时，将海绵或其他结构插入到小室并在使用真空制造时压实，并任选地用在水中溶化的塑料(例如Poly Venil Ethylin)进行密封。任选地，水进入允许结构扩展并且还可以辅助将水吸入结构中。

在本发明的一些示例性实施方案中，SAP包或骨架本身是“隔室”，并且不提供单独的隔室壁，或者这样的隔室是开放至少50％的面积。

在本发明的一些示例性实施方案中，隔室的至少一个壁是半刚性的和/或包括加固元件，这可有助于维持隔室的形状和/或确保在吸水期间SAP的期望布置。

在本发明的一些实施方案中，至少部分地通过使用限定小室的半刚性塑料部件(例如，热成型、真空成型、注入或使用任何其他制造机构)来实现隔室刚性，所述小室然后填充有适当量的SAP。任选地，小室壁被穿孔，孔的大小允许水进入但防止SAP凝胶离开小室。在一些实施方案中，SAP被包装在例如非织造织物的材料内，所述非织造织物足够多孔以允许水进入同时阻止SAP凝胶离开。任选地，所述材料用作衬垫并且半刚性塑料用作壳体。在一些实施方案中，半刚性壳体具有大的孔，所述孔使得衬垫能够快速暴露于水中。任选地，孔隙的至少50％和/或孔隙面积的50％处于最大程度上在100与300微米之间的孔中。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及利用SAP使水进入隔室中。在本发明的一些示例性实施方案中，进入是经由孔进行，所述孔被选择为足够小以防止SAP凝胶的逸出，但足够大和/或数量足够多以支持水的足够快速进入。任选地，孔隙的至少50％和/或孔隙面积的50％处于最大程度上在100与300微米之间的孔中。

在本发明的一些示例性实施方案中，孔限定单向阀，例如瓣阀和/或压管阀。任选地，通过在隔室内的SAP的扩展来关闭阀。

在本发明的一些示例性实施方案中，SAP携带在具有多孔层的单元内。任选地，所述单元具有至少一个不与隔室共用的壁。任选地或可替代地，所述层是织物，例如织造织物或非织造织物。任选地或可替代地，所述层是疏油性(和/或所添加的单独疏油层)，以防止油干扰SAP的吸收和扩展。

在一些实施方案中，SAP被保持在由以下方式穿孔的材料制成的袋中，其方式为使得水容易进入，但SAP凝胶不会离开。任选地，所述材料用作将SAP保持在栏栅隔室内的衬垫(例如，类似于轮胎中的内管)。

在一些实施方案中，腔室的可穿透壁由穿孔薄膜制成或包括由穿孔薄膜制成的区段。任选地，孔尽可能大以使水快速进入，同时仍然防止具有更大分子大小的活化SAP凝胶离开。例如，孔可以在最大程度上介于100与300微米之间，并且任选地近似正方形或圆形。

在使用含有SAP的内袋或非织造管或其他结构的实施方案中，可以提供更大的孔(例如，0.5-2mm或5mm)。

在一些实施方案中，总的来说，单元和/或腔室壁的重要部分或甚至大部分是多孔的，例如面积的至少25％、40％、50％、70％、80％、90％或中间百分比。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及放置在腔室中的SAP的量。任选地，根据腔室的用途(例如盐水或淡水)来选择所述量。任选地或可替代地，根据腔室的体积来选择所述量。任选地，当腔室具有一个体积的静态形状时，腔室的变形(例如，角度和/或表面)可以导致更大的体积。任选地，提供足够的SAP，使得当扩展时，腔室的形状将变形，并且体积增长例如至少10％、20％、30％或中间百分比。值得注意的是，这种增长超出了腔室从塌缩状态到填充状态的任何扩展。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及通过SAP辅助水的快速和/或均匀吸收和/或向填充的隔室提供其他期望的性质。在本发明的一些示例性实施方案中，这涉及根据SAP和SAP颗粒的形状而与SAP混合提供的材料。

在本发明的一些示例性实施方案中，提供了拒油表面和/或颗粒以减少对SAP的油粘附。

在本发明的一些示例性实施方案中，制造含SAP隔室的两个(最大)壁，使得至少一个壁用作油的屏障，并且至少一个壁可被水穿透。在一些实施方案中，隔室的外侧由疏油材料制成，以将油保持远离并维持水的容易进入。

在本发明的一些示例性实施方案中，通过向SAP和/或隔室或单元添加加热材料来辅助吸收。在本发明的一些示例性实施方案中，所述材料表现出与海水和/或水的放热反应，这可有助于吸收过程。

在本发明的一些示例性实施方案中，其他和/或附加材料与SAP相关联。在一个实例中，与水反应以释放氢的气体形成材料(诸如镁、钙或钡)与Sap混合并产生气泡(任选地被SAP颗粒捕获)和/或可增强浮力。

在本发明的一些示例性实施方案中，向SAP中添加排油材料和/或涂层。

在本发明的一些实施方案中，添加反射材料，例如金属颗粒或纤维，以使浮子对雷达更可见。任选地或另外地，添加角反射器或其他几何形状(诸如适当大小的气泡)以改善声呐可视性。

在本发明的一些示例性实施方案中，将例如1mm与30mm之间或300mm长的纤维添加到SAP，并用于诸如通过提供加固和/或减少迁移来增强机械性质。任选地，纤维是粘合剂(例如，具有粘合剂涂层)。任选地或可替代地，SAP颗粒旋入在此类纤维上。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及被构造成辅助水的吸收的SAP颗粒形状。任选地，使颗粒变得更大，以便允许使用更大的进水孔。任选地或可替代地，使颗粒变得平坦(例如，厚度与表面积的平方根之间的比率小于0.5、0.3、0.1或中间比率)。任选地或可替代地，使颗粒更小和/或不光滑，以增加其相对表面积。任选地或可替代地，颗粒由一个或多个孔口，例如通孔形成，以增加表面积和/或减小有效的颗粒厚度(例如，增加吸收速率)，同时保持相对较大的颗粒大小。

此类几何形状的潜在优点是防止和/或减少有时由“软木塞”引起的堵塞现象，所述软木塞是在一定量的SAP吸水和凝胶变化后产生的，从而阻止水流向未活化的SAP的其他区域。

一些实施方案的一个方面涉及包括一个或多个预定义旋转点的栏栅单元。在一些实施方案中，旋转点允许栏栅以不干扰栏栅的功能性的方式对外部施加的力作出响应。在一些实施方案中，栏栅单元或其一部分的隔室可相对于第二隔室枢转。在一个实例中，例如由风引起的外力作用在隔室的浮动部分上，从而导致隔室相对于例如栏栅的纵向轴线枢转，使得同一隔室的压载部分(在水下构造的)被旋转以获得相对于水面更靠近垂直的位置。

任选地，压载部分在水中更深地锚定，从而增加了栏栅对被风提起和/或以其他方式移动的抵抗力。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及预膨胀的栏栅区段。在本发明的一些示例性实施方案中，栏栅的浮动部分包括一个或多个密封且预填充的气体隔室。任选地，隔室形成在焊接在一起的聚合物薄膜之间。任选地，隔室足以满足栏栅的所有浮动需要，或至少50％、70％、90％或更多的浮动需要。任选地，栏栅与预填充隔室一起储存。

使用预填充隔室的一个潜在优点是可以简化部署。应该注意的是，大部分栏栅任选地由浮力中性或近中性材料形成(例如，密度为0.9-1.4g/cm³)，因此少量空气或其他气体可能足以向栏栅提供浮力。

在本发明的一些示例性实施方案中，体积的至少50％的气体存在于具有至少0.1cm³、1cm³、5cm³和/或10cm³的内部体积的隔室中。任选地，这排除了作为预填膨胀体储存元件的开孔或闭孔泡沫。然而，在一些实施方案中，密封的气体隔室可以包括例如泡沫、作为形状记忆材料的海绵，例如如本文所述。

在本发明的一些示例性实施方案中，栏栅的预填充隔室的厚度在0.5cm与30cm之间，例如在2cm与10cm之间。这种隔室可以包括单层或多于一层的气体填充部分。

任选地，栏栅区段的壁本身彼此密封以形成气体保持区域，例如具有作为气体储存元件壁和作为外部表面的相同薄膜。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及使用少量材料来填充阻油栏栅。在本发明的一些示例性实施方案中，气体体积在每米栏栅0.5与5升之间，例如在1与2升/米之间。

在本发明的一些示例性实施方案中，SAP用于吸水。任选地，SAP以1:10与1:30之间的比率提供，例如，SAP重量与由SAP凝胶吸收的期望体积的海水重量之间的约1:20或更高比率(例如1：50、1：100或更多，诸如小于1：500)，以用于淡水中的栏栅。

在本发明的一些示例性实施方案中，提供介于30与300克/米SAP之间，例如在80与200之间，例如约100克/米。

本发明的一些实施方案的一个方面涉及用于防止油迁移的栏栅中的原位气体产生。在本发明的一些示例性实施方案中，栏栅的一部分由密封在一起的聚合物片材(其任选地还用作栏栅的外表面)形成。在本发明的一些示例性实施方案中，在所述部分内提供不同的焊接强度。例如，提供强大的焊接以防止气体逸出到栏栅外部，并且在保持气体前体的隔室之间提供较弱的焊接。在部署期间，所述部分上的压力可能导致较弱的焊接破裂，从而允许前体混合，从而产生气体以扩展所述区段。任选地，提供中等强度的焊接作为阀，以允许气体离开栏栅的其他部分。任选地，只有在产生足够的气体时阀才能打开，并且可以防止可反应前体的泄漏。

任选地或可替代地，使用较弱和较强的焊接，在本发明的一些示例性实施方案中，一个前体的流动路径通过保持另一个前体的隔室。任选地，另一个前体的隔室或区段中的不同几何形状(例如，半封闭区段)用作两个前体的混合隔室。

在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，应当理解，本发明不必限于其应用于在下面的描述中阐述的部件和/或方法的结构和布置的细节和/或在附图和/或实例中示出。本发明能够具有其他实施方案或者以各种方式实践或执行。

现在参考附图，图1是根据本发明的一些实施方案的制备和部署用于限制溢油扩散的栏栅的方法的流程图。

在一些实施方案中，任选地在检测到溢出之后立即在溢出现场处执行如本文所述的方法。在一些实施方案中，部署工具承载：适于现场快速制造和部署栏栅的机器和/或其他设备(例如，承载栏栅套筒的一个或多个卷盘)；以及诸如电动机、控制器、卷盘处理机、装载和卸载装置、传感器，膨胀模块和/或流体填充模块的机器；和/或适于制造和/或部署栏栅的其他设备。

在一些实施方案中，提供至少一个未膨胀的栏栅套筒(100)。在一些实施方案中，套筒被分成多个区段，每个区段包括一个或多个预成型隔室。在一些实施方案中，一个或多个隔室旨在用作浮动隔室，并且一个或多个隔室旨在用作压载隔室。如本文所述的，套筒区段可以包括一个或多个隔室，其在联接到一个或多个附加套筒的一个或多个区段时，限定栏栅单元，以使得链接在一起的多个栏栅单元形成栏栅。可替代地，第一套筒的区段单独用作栏栅单元，包括一个或多个浮动隔室和一个或多个压载隔室。另外如本文所述的，栏栅套筒可以使用自填充和/或预填充的区段和/或不具有任何可膨胀区段。

在一些实施方案中，栏栅套筒包括横向闭合的细长薄膜(任选多层)。在一个实例中，两个细长薄膜在其边缘处焊接在一起，并且在一个或多个长度方向位置和/或宽度方向位置处被进一步焊接以便限定隔室。在一些实施方案中，套筒包括具有各种形状和大小的多个密封区域，其在可膨胀隔室之间分开。在另一个实例中，单个薄膜在长度方向上折叠以便形成套筒，并且任选地在一个或多个附加位置处被焊接以便限定隔室。

在一些实施方案中，栏栅单元的构造包括使第一套筒的区段与一个或多个其他套筒的一个或多个区段交错(102)。任选地，在对室进行膨胀和/或填充之前、在对室进行膨胀和/或填充期间(即在膨胀完成之前)和/或在对室进行膨胀和/或填充之后执行交错。在一些实施方案中，交错包括通过螺纹连接将隔室或其部分连接到一个或多个其他隔室，例如通过将第一隔室或其部分穿过另一个隔室的指定开口。在一些实施方案中，对隔室膨胀的完成锁定了它们之间的联接，以使得防止螺纹隔室彼此脱离接合。在一些实施方案中，套筒区段包括一个或多个突出部，例如是密封薄膜区域，其可插入一个或多个附加套筒区段的相应狭槽或开口中以便将它们联接在一起。

另外地或可替代地，隔室通过其他方式来联接，例如焊接在一起(例如，在栏栅套筒的工厂制造期间)、胶合在一起、通过固定装置(例如，销、夹子或带)和/或适于维持所附接的隔室的其他装置来附接。

在一些实施方案中，一个或多个连接元件用于在交错隔室之间进行联接，例如在隔室之间延伸的条或带。任选地，连接元件限制了隔室的相对运动。任选地，连接元件用作挡板。

在一些实施方案中，在部署现场处，主动地和/或被动地对一个或多个栏栅套筒的室进行膨胀和/或填充(104)。在其他实施方案中，例如如本文所述的，一个或多个隔室(例如，气体室和/或水隔室)被预填充和/或填充有膨胀材料。

任选地，在制造期间并在包装之前(例如，为存储的折叠)进行预填充。

在一些实施方案中，通过气体(诸如空气)对用作浮动隔室的一个或多个隔室极进行膨胀。任选地，例如通过使用鼓风机主动地对隔室进行膨胀。附加地或可替代地，隔室被动地膨胀(或自膨胀)，例如通过致动化学和/或机械作用，这进而产生填充隔室的气体。在一些实施方案中，通过破坏胶囊或挤压袋以便在两种或更多种材料之间进行混合来开始化学作用，例如，产生在乙酸、柠檬酸或其他弱酸与碳酸氢钠(NaHCO3)或其他盐或碱之间的反应，以便产生足以填充浮动隔室的CO2体积。在一个实例中，稀释水溶液(25-50％)中的10cc乙酸和16cc碳酸氢钠将产生约1-2升的CO2体积，例如足以填充单个隔室。在一些实施方案中，例如所述的化学反应可用于填充具有任何大小和/或形状的隔室，并且选择特定量的化学反应器以便获得特定的膨胀压力。在一些实施方案中，诸如CO2的液化气体以气体形式从加压罐释放并且填充隔室。

应该注意的是，填充不需要包括填充到张紧。相反，在一些实施方案中，仅需要提供足以用于浮动的气体，并且隔室壁可能不会通过填充而显着地变硬。

在一些实施方案中，用于产生一定体积气体的化学过程的激活包括加热。在一些实施方案中，化学过程的激活包括施加电磁场。

在一些实施方案中，旨在定位在水下以用于稳定栏栅的用作压载隔室的一个或多个隔室主动地和/或被动地通过诸如水的流体来填充。在一些实施方案中，泵通过水来填充隔室。附加地或可替代地，隔室至少部分地部署在环境水(例如，到海、洋中)中以便通过水来进行自填充。另外或者替代地，隔室含有吸收材料(诸如海绵或SAP(超吸收性聚合物))，其吸收水，所述水由此增加隔室重量，从而允许所述室用作压载器和/或由于结构原因而变硬和/或用作锚定件。如本文所用，术语SAP尤其包括聚丙烯酸钠和/或其他材料(例如聚丙烯酰胺共聚物)，其吸收水以便形成体积为原始材料体积的至少5倍的凝胶或其他复合物。

任选地，在栏栅部署在环境水中期间，水被吸收性填充材料吸收。附加地或可替代地，执行机械作用以便致使隔室自充满水，例如，弹簧在平坦室内释放以便延伸隔室并且增加其体积，从而允许其充满水。在一些实施方案中，小室中的SAP量可以控制吸收的水量。小室中的水量也可以通过隔室壁或包围SAP的其他结构的柔性来控制。

在本发明的一些示例性实施方案中，这些壁包括适于进入水、但防止SAP颗粒和/或由吸收形成的SAP-水复合物离开的孔和/或其他结构。

在一些实施方案中，一个或多个附加隔室用诸如水的流体来填充，并且位于环境水平面上方，例如将进一步示出的。这可以提供改善的稳定性。

在一些实施方案中，浮动隔室和/或压载隔室的膨胀产生了栏栅单元，其中室之间的密封套筒区域向结构提供柔性。任选地，密封区域用作允许膨胀隔室围绕其移动的轴线，例如允许隔室相对于彼此弯曲。在一些实施方案中，制成套筒薄膜的材料至少在某种程度上是刚性的，使得密封区域的折叠和/或以其他方式挠曲的程度受限。

在一些实施方案中，膨胀隔室和/或填充隔室向栏栅单元提供刚性。任选地，选择膨胀压力(其可以在室之间变化、或者甚至在单个隔室的子室内变化)和/或填充材料(诸如SAP)被水吸收而产生的机械压力，以便为栏栅单元的至少一些部分提供刚度。在一些实施方案中，膨胀隔室和/或填充隔室用作限定栏栅单元的刚性框架的梁。在一些实施方案中，室和/或另一SAP封闭结构包括至少一个半刚性壁(例如，使用热塑性工艺制造的)、和/或使用插入到小室结构中的半刚性元件(诸如梁、卡扣、铰链等)。这些元件可能增加刚性。

在一些实施方案中，根据环境条件来选择浮动隔室和/或压载隔室的膨胀压力。例如，根据周围大气温度和/或栏栅布置在其中的环境水温来选择压力。在一些实施方案中，在选择膨胀压力时，考虑到水和/或环境温度(例如，一天内)的波动。任选地，例如本文所述的，栏栅是自动膨胀和/或自膨胀的，并且与膨胀模块(诸如由部署工具携带的膨胀模块)通信的控制器基于环境条件自动选择膨胀压力。任选地，环境条件由用户插入。任选地或可替代地，借助于一个或多个传感器(诸如温度传感器)来自动测量环境条件。在制造期间选择栏栅参数时可以考虑的其他环境条件可包括：例如，波浪条件(例如，高度、模式、频率)、当前条件和/或其他天气条件、部署栏栅的地理位置(例如，远离岸边的海洋或沿海地区)和/或其他条件。

在一些实施方案中，围绕溢出物(诸如溢油)部署所产生的栏栅以便包含溢出物并且限制其扩散(106)。现场快速生产栏栅的潜在优势可包括在其扩散到较大区域之前包含栏栅。通过对卷起的栏栅套筒中已经预成形并且不在现场产生的隔室进行膨胀和/或填充，可减少现场生产时间(例如相对于在现场由轧制膜或片材制造的栏栅)。

在一些实施方案中，所生产的栏栅不包含比水重的任何材料，或仅包含无关百分比的比水重的材料，例如1％、2％、5％、或中间、更大或更小的百分比的比水重的材料。使用生产前后为轻型的栏栅的潜在优势在于：在检测到溢出之后，可以立即部署栏栅，从而仅需要一个小团队(例如，2人)来现场制备和部署栏栅。

在一些实施方案中，约1米的栏栅长度的重量(例如包括单独地、或与诸如2个区段的附加区段一起形成三维栏栅)例如在300-900克的范围内，诸如350克、500克、650克、750克、或中间、更大或更小的范围。

在一些实施方案中，所部署的栏栅保持未附接到诸如部署工具或锚定元件的外部支撑结构，并且被允许自由流动。任选地，围绕溢出而部署的栏栅环承受环境条件(诸如风、水流和/或波浪)，其方式类似于溢出物承受那些条件的方式，并且栏栅可能与溢出物一起漂移，同时仍然包含所述溢出物。在一些实施方案中，栏栅尺寸是较小的，例如小于本领域已知的栏栅尺寸。任选地，栏栅尺寸是足够小的以便允许栏栅自由流动，例如与溢出物一起流动。包括相对较小尺寸的栏栅单元的潜在优点在于：例如与现有技术中已知的栏栅(例如，在水上方约1米并且在水下方约2米处延伸)相比，可以包括更容易和/或更快的部署。另一个潜在优点可包括能够快速调整到周围环境的栏栅，并且可以被构造成立即响应诸如突然风吹的突然条件变化。包括相对小尺寸的栏栅的另一潜在优点可包括有助于在溢出地点处存储和/或处理冗长栏栅，和/或在较小部署工具上预加载多个栏栅。由于栏栅尺寸可有助于操作和/或部署，30米、50米、100米的示例性栏栅长度或中间、更长或短的长度可以由一个小团队(例如2-3人)处理，并且可能减少使用重型机器(诸如起重机、叉车或其他机动机器)的需要。

图2A至图2B是根据本发明的一些实施方案的包括呈封闭三角形布置形式的稳定几何形状的栏栅单元的截面视图，以及作用在栏栅单元上的外力的示意图。

在图中所示的示例性结构中，栏栅单元200包括水上浮动隔室202，任选地包括弯曲部和两个含水的水下压载隔室204，每个隔室包括位于环境水位上方的延伸部206。浮动隔室202被构造在压载隔室204的近侧以便主要位于水上。在一些实施方案中，以带或条的形式的诸如元件224的连接元件在两个或更多个隔室和/或隔室间接头之间延伸以便限制它们的相对运动。在此实例中，元件224在浮动隔室202与水隔室204的接头之间延伸。

可替代地，在一些实施方案中，栏栅单元包括不同数量的浮动隔室和/或不同数量的压载隔室，例如包括彼此联接的两个浮动隔室，从而任选地形成弯曲部。

在一些实施方案中，栏栅单元包括中空腔室，其在此图中所示的截面处由边界区域220表示。在本文所示出的实例中，中空腔室的封闭截面轮廓由三个锁定点限定，一个锁定点214位于水隔室204之间的交叉点处，并且两个锁定点216、218位于水隔室204与浮动隔室202之间的螺纹连接处。如参考本文，锁定点可以包括：两个或更多个连接隔室之间的交叉点；隔室的弯曲部；两个或更多个交错隔室之间的螺纹连接；胶合和/或焊接的连接；和/或其他几何结，其连同一个或多个附加几何结一起限定框架结构。在一些实施方案中，锁定点设置隔室相对于彼此的角位置。在一些实施方案中，锁定点限制交错隔室相对于彼此的移动。

在一些实施方案中，锁定点被布置成以等角度(任选地等边多边形)的形式限定封闭形状。在此图中，闭合形状以等边三角形的形式，其中在锁定点之间延伸的轴线之间的角度α为60度。等边构型的潜在优点可包括有效地将溢出材料包含在三角形腿之间，例如由压载隔室204限定的。任选地，压载隔室204对角地延伸以便形成三角形中的斜边，其中截面的长轴线210形成三角形的一个边缘，并且水平轴线212(基本上跨水面延伸)形成第二边缘。

可替代地，锁定点可以限定四边形构型、六边形构型和/或其他多边形构型。在一些实施方案中，封闭形状包括圆形构型，诸如圆形。包括至少一个封闭形状的栏栅单元结构的潜在优点可包括增加栏栅单元对以下力的抵抗：所述力可能致使栏栅单元倾覆、翻转和/或旋转，诸如由风、水流和/或波浪引起的力。通过根据锁定点定位室以便限定边界区域220的壁，栏栅单元可以相对于室的“开放”布置(诸如隔室的“W”形构型)设置有增加的稳定性。

在本发明的一些示例性实施方案中，选择裙部形状以便防止流体在裙部下方逸出到裙部的另一侧。

任选地，这包括在裙部下端具有向外指向部分(例如，相对于垂直方向的锐角)的形状，其防止流体的逐渐移动。任选地，此类部分设置在裙部的两侧上。

可替代地，仅向一侧提供这种情况。

任选地，在任何给定时刻，在边界区域220和/或周围区域220的限制内，邻近封闭区域220的隔室至少部分地干扰环境水的自然流动。限定边界区域(诸如隔室之间的区域220)的栏栅单元的潜在优点可包括稳定栏栅单元；并且保持其处于直立位置，在所述位置有效地限制溢出物的扩散，而不需要使用比水重的外部重量或压载器(诸如金属链和/或其他类型的锚定件)。在一些实施方案中，边界区域220的截面尺寸有效地“捕获”足够量的环境水以便获得稳定效果，其中栏栅单元的纵向轴线基本上垂直于水面以便防止油穿过。

在一些实施方案中，通过边界区域220的轴向流动(即，在与栏栅单元的纵向轴线210基本上垂直的方向上的流动)继续流过。在一些实施方案中，封闭形状形成有允许水流过的一个或多个开口，诸如限定在隔室204内的开口240。

在一些实施方案中，封闭形状相对于栏栅单元的纵向轴线210和/或相对于栏栅单元的水平轴线212对称布置。

可替代地，在一些实施方案中，闭合形状相对于轴线以不对称构型来布置，例如使第一锁定点定位在比相对锁定点更远离轴线210的位置处。

包括闭合形状的栏栅单元的另一个潜在优点可以包括提高栏栅单元的刚性，而不增加形成栏栅的材料的量(例如，不增加膜厚度)、和/或不需要诸如金属电缆的外部刚性元件。

在一些实施方案中包括例如一个弯曲室的浮动隔室202、或在一些实施方案中相对于彼此以一定角度布置的两个隔室相对于纵向轴线210侧向延伸。任选地，例如本文所示的，轴线210穿过栏栅单元的重心(在锁定点214的位置处)，并且通过远离轴线210延伸，浮动隔室202有效地相对于轴线210平衡栏栅，从而将纵向轴线210保持在相对于环境水面基本上垂直的位置。浮动隔室202的潜在优点可以包括相对于水面稳定栏栅单元的压载隔室(诸如水舱204)的位置。本发明人注意到，如果栏栅单元仅由充水压载隔室组成，而没有任何浮动隔室或其他浮动元件，充水压载隔室将以类似于充水袋方式由环境水移动，并且将与环境水一起漂移；从而代替使栏栅的长轴线处于相对于水面基本垂直的位置，使得其处于根据一些实施方案的栏栅单元有效地限制溢出扩散的位置。

在一些实施方案中，浮动隔室202的延伸尖端228与纵向轴线210之间的距离226被选择为足够短的，以便承受诸如波浪和/或风的力而不断裂。在一些实施方案中，距离226被选择为足够长的，以便利用作用于水面的更多浮力以用于稳定栏栅单元。在一些实施方案中，距离226的范围在例如10cm至30cm之间，诸如12.5cm、20cm、25cm、或中间、更长或更短的距离。任选地，形成延伸部的膜材料的厚度被选择为足够厚的以便减少断裂。

在一些实施方案中，浮动隔室202的尖端228位于环境水中，例如与水面的距离的范围在1-10cm之间，诸如1.5cm、5cm、7cm、或中间、更长或更短的距离。将尖端228定位在环境水中的潜在优点可以包括降低风将栏栅从水中提起的风险。

在一些实施方案中，浮动隔室202与水平轴线212之间的最大高度222(在此实例中其基本上沿水面延伸)，一方面被选择为足够高的以便防止溢出材料喷洒在栏栅单元上方(例如由于风)；另一方面被选择为足够低的以便减少拖曳力(诸如由风致使的拖曳)的影响。

任选地，高度222的范围在例如7-40cm之间，诸如10cm、20cm、25cm、或中间、更长或更短的高度。

在一些实施方案中，角度β被限定在两个浮动隔室之间的接头处和/或在单个浮动隔室202的弯曲部处。任选地，角度β的范围在例如60-150度之间，诸如70度、95度、120度、或中间、更大或更小的角度。在一些实施方案中，选择浮动隔室202的膨胀压力以便产生特定角度β。

任选地，在包括弯曲部的单个浮动隔室中，增加的膨胀压力将产生更尖锐的较小角度β。在一些实施方案中，隔室的弯曲角度由围绕弯曲部的密封套筒区域的形状和/或尺寸设置。

在一些实施方案中，交错隔室彼此锁定的角度由膨胀压力确定。任选地，减小的膨胀压力使得在联接隔室之间至少存在某个自由度，从而允许其相对运动，例如允许隔室相对于另一隔室轴向地弯曲和/或旋转和/或略微滑动。

在一些实施方案中，栏栅单元的压载隔室(诸如含水隔室204)限定了倒置V形构型228。倒置V形构型的潜在优点可以包括增加对于将栏栅单元从水中拉出(例如由于作用在浮动隔室上的风和/或由于水流)的抵抗。在一些实施方案中，限定在室204之间的交叉处(诸如在锁定点214处)的角度是基本上垂直的角度，例如范围在85-95度之间。在一个实施方案中，角度为90度角。

在一些实施方案中，在栏栅单元的水部分下方的压载器的长度230(例如，沿着水平轴线212与压载隔室204的远端之间的轴线210测量的)，被选择为足够长的以便减少将栏栅单元从水中拉出的风险、和/或阻止溢出材料在下方(即远端)穿过到栏栅(卷吸现象)；并且另一方面被选择为足够短的以便较少地承受可能导致栏栅弯曲(例如，相对于纵向轴线)的力，所述栏栅弯曲冒着使溢出材料在弯曲部处超过栏栅的风险。任选地，长度230的范围在例如30-70cm之间，诸如35cm、50cm、65cm，或中间、更长或更短的长度。任选地，通过增加压载隔室的刚度，例如通过使用形成隔室壁的更刚性的薄膜材料和/或通过增加隔室壁的厚度，可以使用更长的压载器部分，因为更刚性的压载器将更好地抵抗弯曲力。在一些实施方案中，由于更长、更刚性的压载器部分一方面将更有效地抵抗外力(诸如风和/或水流)以及增加栏栅的稳定性，并且另一方面当处于非部署的卷起状态时将占用更大的体积并且可能花费更长的时间来部署，因此在选择用于栏栅的水下压载器部分的材料的尺寸和/或类型时进行折中。

图2B是根据本发明的一些实施方案的作用在栏栅单元200上的力的示意图。

在本文所示的实例中，浮力Fb向上推动栏栅单元，从而与重力Fg相反。栏栅单元200至少部分地在水面(浮动隔室202)上方平衡，并且至少部分地在水面(压载隔室204)下方平衡，处于有效阻止溢油242在水面上进一步扩散的位置。在一些实施方案中，溢油242包含在沿纵向轴线210的两个水平面之间：大致在水面处的第一水平面，其处于压载隔室204与浮动隔室202之间的交错水平(诸如在锁定点216和218之间)；以及在压载隔室204的交叉点214处的第二水平面。

在一些实施方案中，由风引起的力(诸如Fw)沿一个或多个方向作用在栏栅的水上部分上，任何力可能致使栏栅侧向倾斜、翻转和/或被提到水上。在一些实施方案中，由水下水流引起的力Fc沿一个或多个方向作用在栏栅的水下部分上，并且可能致使栏栅旋转、倾斜和/或被推到水上方更高处。

在一些实施方案中，栏栅结构被构造成增加栏栅单元对至少一些上述力的抵抗。当涉及浮动隔室202的构型时，例如，隔室的侧向延伸抵抗提升力并且使纵向轴线210平衡在与水面基本垂直的位置；当涉及压载隔室204和连接元件224所限定的封闭形状时，例如，封闭形状用作抵抗作用在浮动隔室202上的风的重量，从而抵抗风引起的栏栅单元的倾斜和/或抬升；当涉及由压载隔室204的远端所限定的倒置V形228时，例如，倒置V形用作锚定件，从而抵抗抬升水流和/或抬升风。

在一些实施方案中，栏栅单元被构造用于立即响应于波浪，例如响应于波浪高度和/或模式的改变，从而即使当溢出物(和栏栅)被波浪移动时，仍然保持在其与溢出物边缘对齐的位置。在一些实施方案中，如果浮力Fb抵消重力Fg以使得栏栅在水面上平衡，则栏栅将以最小的延迟随着波浪升降。当溢出物在与波浪一起移动的水面上浮动时，栏栅将“粘附”到被波浪移动的溢出物，并且以类似于溢出物的方式被波浪移动，从而减小溢出材料在栏栅上方和/或上方逸出的风险。

在一些实施方案中，基本上平行于水面延伸的栏栅区段的长度(所述区段(其自身或通过联接到一个或多个区段)限定一个或多个“垂直”(例如，基本垂直于水面)的栏栅单元))被选择为足够短的以便符合波浪的曲率。

栏栅包括通过柔性连接而彼此联接的多个链接栏栅区段，所述柔性连接允许区段之间的至少一些相对移动，其中每个区段是足够短的以便符合波浪的曲率，所述栏栅的潜在优点可包括降低溢出材料在栏栅上方和/或下方穿过的风险，如由于区段的相对短的长度，区段将保持尽可能靠近弯曲的水面。

图2C至图2E示出了根据本发明的一些实施方案的具有任选水上蓄水隔室的栏栅部分的折叠。

当栏栅可以基于可填充区段的互锁时，在一些实施方案中，区段被焊接在一起和/或包括折叠线。

图2C示出了栏栅部分250的截面图的一半(左侧)。顶部区段252用于浮动，并且例如可以用气体填充或预填充，例如包括其中具有气体的一个或多个密封隔室。顶部铰链262将顶部区段252与右侧顶部区段互连(参见图2E，用于部署的区段)。

充水压载器区段254通过铰链264附接到区段252。

任选地，铰链264是由区段外壳的单层材料和/或两个此类层形成的活动铰链，其任选地焊接在一起。

任选地，铰链264被卡住，以使得当部分250被部署时，区段252将倾斜抵靠区段254(图2E)。

例如本文所述的，同样任选地提供任选水上充水区段260，并且其还可以附接到铰链264。

任选地，两个区段254在连接/铰链256(图2E)处相遇(例如，在其中区段之间形成中空腔室的这些实施方案中)。

任选地，两个区段例如通过焊接、粘合剂和/或连接器来预附接。

任选地，提供最低的裙部区段258，其附接到铰链258并且可以提供平衡和/或。应当注意，在本发明的一些实施方案中，装置左侧上的区段258是右侧上的区段254的延伸部，并且反之亦然。在所示实施方案中，也可能是这种情况。然而，任选地，左侧的区段258与左侧的区段256邻接(例如，由邻接片材形成)。

区段260、254和258任选地包括SAP或其他吸收材料，并且包括一个或多个孔以便允许水被SAP吸收。

这种吸收可能致使区段的变形和/或填充。在一些实施方案中，区段252还包括SAP。

图2D示出了在折叠期间的部分250，并且图2E示出处于部署状态的部分250(左侧和右侧)并且还示出了水线270。

在本发明的一些实施方案中，用于构造部分250的薄膜是半刚性的(例如热成型塑料薄膜(150-450微米厚))，如图所示，其被制造成提供X形栏栅。如上所述，区段252任选地预填充有空气或密封的空气单元(诸如2D阵列的气泡或单独形成的塑料薄膜，诸如PET、PP、HDPE等气泡)并且被密封(如果需要的话)。区段260、254、258任选地预填充有sap并且包括一个或多个孔口或具有多孔壁材料。在本发明的一些实施方案中，所述部分被平坦地储存，并且部署可以由逐渐展开栏栅的外部楔形物272辅助(例如，在其部署时在部分258及其铰链256依靠在其上)(或其部分252及其铰链262依靠在其上的楔形物)。任选地，当栏栅单元进行时，楔形物的形状从平板逐渐变为三角形(例如，增加顶角)，从而迫使两个258部分之间的角度增加到例如接近90度。

任选地，至少部分地使用塑料或金属机构来维持栏栅形状，所述塑料或金属机构防止了反转所述过程(例如，图2F-2G)。在本发明的一些实施方案中，部署部分的宽度在100mm与300mm之间，例如在240mm与280mm之间。任选地，铰链264上方的高度在10mm与60mm之间，例如在30mm与45mm之间。任选地，铰链264下方的高度在150mm与300mm之间，例如在180mm与230mm之间。

任选地，栏栅的最低部分处的宽度在20mm与100mm之间，例如在35mm与75mm之间。任选地，一旦被填充，部分的厚度在10mm与40mm之间。

在本发明的一些实施方案中，通过区段254、258的膨胀和/或通过例如在262与256之间提供任选弹性的拉伸元件(未示出)来提供折叠。任选地，在提供非弹性拉伸构件的情况下，提供折叠的区段254。当其膨胀时，由于拉伸元件通过展开而被拉伸，所以它展开并且因此致使部分250作为整体而变形。

在本发明的一些实施方案中，一个或多个区段包括插入件(例如，具有形状记忆或弹性材料)，其任选地位于所述区段内而不是连接到其外表面，任选地桥接被设置成弯曲到期望形状的铰链区域。

在本发明的一些实施方案中，形状记忆材料被设置在两个区段之间，例如以便将它们推开或将它们带到一起以用于部署。

图2F至图2H示出了根据本发明的一些实施方案的使用形状记忆材料或其他弹性机构(通常，“储能”)的栏栅区段的示例性折叠。如图所示，在(任选地)具有与区段250类似的设计的栏栅区段中，形状记忆材料282和/或284设置在区段254与254之间和/或区段258与258之间。从2F-H的进展可以看出，所述材料返回到其静止状态，导致区段之间的角度增加，从而引起、辅助和/或引导区段280的折叠。

在本发明的一些示例性实施方案中，材料282和/或284由机构(例如弹簧(例如，金属或塑料)与棘轮和/或仅棘轮和/或仅弹簧)代替，这有助于部署和/或防止折叠。

图3是根据本发明的一些实施方案的多向X形栏栅单元的截面视图。

在一些实施方案中，栏栅单元300包括多向构型，其中栏栅单元有效地限制溢出扩散经过栏栅单元的中心302，即使在相对于栏栅的中心轴线(例如，沿着多个链接栏栅单元延伸的轴线)旋转时。

在本文所示出的实例中，栏栅单元300包括X结构，包括两个交错隔室304(可替代地，可以通过交错不同数量的隔室，例如4个隔室来获得X结构。可替代地，使用单个X形隔室)。

在一些实施方案中，隔室304含有气体306(诸如空气)和水308。任选地，由于气体比水轻，所以它将沿着近侧方向浮动，而不管栏栅相对于中心轴线的当前取向如何，从而用作浮动元件并升高到水平面至上。

在一些实施方案中，容纳在隔室304内的气体(例如空气)体积与水体积之间的比率被选择来获得含有水的压载部分的一定深度(例如相对于水面的深度)，通过选定的浮动程度(例如，X结构的浮动尖端与水面之间的距离)稳定。

在一些实施方案中，连接元件310连接在两个或多个隔室或其部分之间。任选地，在所述示例性X构型中，还提供附加连接元件，例如连接元件310’、310”，310”’中的一个或多个，以连接X构型的成对区段。可以理解，连接可以在所有侧面上，或仅在一些侧面上，例如两个侧面和/或顶部和/或底部。任选地或可替代地，连接元件位于隔室的边缘附近，可以代替地或另外地提供连接元件(例如312)，所述连接元件更靠近栏栅的中心，例如在隔室边缘与栏栅的截面的几何中心之间的距离的70％、50％、30％或中间百分比内。部署过程可以包括记忆形状材料或如图2C-2E所描述的楔形物。

在本发明的一些实施方案中，连接元件310(和/或312)防止栏栅单元300的塌缩，并且可以垂直地和/或水平地布置(例如，在其他栏栅设计中类似地)。在本发明的一些实施方案中，连接元件呈带状或刚性或半刚性梁的形式，沿着栏栅单元在间隔开的位置处发现。例如，这种带状物可以由用于栏栅单元的壳体的相同薄膜形成，并且具有例如在1cm与15cm之间的宽度，并且在相邻连接元件之间以5cm与50cm之间的间距间隔开。

图4是根据本发明的一些实施方案的A形栏栅单元的截面视图。

在一些实施方案中，栏栅单元400的几何形状包括一个或多个封闭形状，例如水上构造的。在本文所示的实例中，一个或多个浮动隔室402和一个或多个压载隔室404被布置来形成A形轮廓，从而在栏栅单元的水上部分上限定封闭的三角形形状。

在一些实施方案中，压载隔室404以一种构型(例如，螺纹连接)与浮动隔室402交错，所述构型迫使压载隔室弯曲成A形，从而使压载腔室404的部分406定位在浮动隔室402的近侧(并且从而在部署时位于水面上)，以及使部分408定位在浮动隔室402远侧(并且从而在部署时位于水面下)。

在一些实施方案中，压载隔室404的水上部分406包括足以压低栏栅结构的重量，从而降低栏栅被抬升、倾斜、旋转和/或以其他方式不稳定的风险。任选地，水上部分406延伸到高度410(即，相对于水面)，这适合阻止溢出的材料在水上部分406与浮动腔室402之间通过，和/或用于阻止溢出的材料被喷洒在水上部分的顶部上。

在一些实施方案中，封闭的三角形区域414被限定在形成三角形腿部的压载隔室的水上部分406与形成三角形基部的浮动腔室402之间。可替代地，在一些实施方案中，封闭区域包括不同的形状，诸如圆形。

在一些实施方案中，压载隔室404的水下部分408以与上述倒置V构型相似的方式成形，以增加栏栅从水中提升的阻力。任选地，水下部分408向远侧延伸到适于减少夹带的长度412。

任选地，提供一个或多个加固元件，例如柔性拉伸元件和/或刚性元件，例如线、带状物或杆。这些元件可以类似于图3中的元件310-312。任选地，例如，如图所示，连接器418和/或416设置在裙部与浮子之间，和/或连接器420设置在裙部的部分之间。部署过程可以包括记忆形状材料或如图2C-2E所描述的楔形物。

图5A至图5D是根据本发明的一些实施方案的包括至少一个封闭形状的几何形状的各种栏栅单元。

在一些实施方案中，例如如图5A至图5C所示，封闭形状500被构造在栏栅单元的近侧部分上，当栏栅被部署时，所述封闭形状被定位在水上。另外地或可替代地，例如如图5C和图5D所示，封闭形状被构造在栏栅单元的远侧部分上，当栏栅被部署时，所述封闭形状被定位在水下。图5C示出了第一封闭形状被构造在水上并且第二封闭形状被构造在水下的构型。

在一些实施方案中，例如如图5A、图5D所示，封闭形状由栏栅单元的一个或多个隔室502界定。附加地或可替代地，例如如图5B、图5C所示，封闭形状由一个或多个隔室和/或由隔室之间的一个或多个连接元件(诸如带504)界定。

在一些实施方案中，例如如图5A、图5B和图5C所示，封闭形状500包括多边形构型，诸如三角形构型。可替代地，一些实施方案可以包括其他多边形构型的封闭形状，诸如梯形和/或其他封闭形状。在一些实施方案中，例如如图5D所示，封闭形状包括圆形构型，诸如圆或椭圆。

图6是根据本发明的一些实施方案的包括锯齿形构型的栏栅的示例性压载部分的俯视图。

在一些实施方案中，一起形成用于防止油通过的水下帘幕600的多个栏栅单元的链接压载部分例如如本文所示的以锯齿形构造，其中单个栏栅单元的压载部分602与相邻栏栅单元的压载部分604成角度γ定位。任选地，角度γ的范围在例如90-170度之间，诸如100度、120度、150度、或中间、更大或更小的角度。任选地，所述角度基于套筒薄膜的材料性质来选择。在一些实施方案中，较小的角度γ可以增加作用在压载隔室上的侧向力的阻力。

任选地，产生和/或维持较小角度γ可以涉及使用具有增加刚性的套筒材料和/或使用将维持所述对准的固定元件(例如，带、夹具)。

当部署在水中时，形成锯齿形构型的压载部分的潜在优点可以包括增加浮动部分中的支撑，从而有助于维持栏栅的浮动部分与压载部分之间的基本上垂直的对准(并且因此相对于水面维持压载部分)。

在一些实施方案中，两个相邻隔室之间的角度对准相对于溢油的基本上弯曲的轮廓的大小是不重要的，使得栏栅的阻挡能力不受锯齿形构型的影响。

图7是根据本发明的一些实施方案的制备和部署含有超吸收性聚合物的栏栅的方法的流程图。

在一些实施方案中，提供栏栅套筒，所述栏栅套筒包括含有超吸收性聚合物(SAP)和/或海绵和/或泡沫和/或其他材料的一个或多个隔室，所述其他材料适于吸收大量液体(诸如水)，例如适于吸收至少是非吸收材料的重量的10、50、100、500倍或中间、更大或更小量(700)。在一个实例中，1克SAP被构造成吸收20-60克的水。在一些实施方案中，预吸收的SAP呈粉末、织造纤维和/或非织物纤维的形式。在一些实施方案中，SAP包含在形成隔室壁的套筒薄膜内。任选地，套筒薄膜保护SAP免于在部署期间不期望地暴露于湿气和/或过早地暴露于水中。

任选地，隔室内的SAP量被选择为尽可能轻便且体积小的，但至少在吸收时足以在栏栅或其部分的一些隔室中用作压载物。

例如，本文参考图15至图16描述了另外可能的SAP构型。

在一些实施方案中，隔室被穿孔以允许水被填充材料吸收。另外地或可替代地，隔室包括一个或多个阀，任选地单向阀，所述阀使得水能够流入。另外地或可替代地，隔室由例如包含聚合物材料的水可渗透膜涂覆。任选地，膜对于较大分子或材料(诸如SAP(例如，300微米或更小))不可渗透。任选地，膜不会显著地阻碍水的通过，并且水不需要显著的压差来跨过膜。

在一些实施方案中，栏栅套筒的区段与一个或多个其他套筒的一个或多个区段交错和/或以其他方式接合(诸如通过焊接联接件、胶水、固定装置和/或适于将区段附接在一起的其他装置)(702)，例如如以上所述。任选地，包括一个或多个浮动隔室(诸如气体可膨胀隔室)的区段与包括一个或多个压载隔室(诸如含有SAP的隔室)的区段交错。可替代地，旨在形成栏栅单元的所有隔室都含有SAP(或其他吸收性材料)，并且不使用气体可膨胀隔室。

在一些实施方案中，所产生的栏栅至少部分地部署在环境水中，从而允许SAP吸收水(704)。任选地，只有含SAP部分在栏栅的其余部分之前被浸没在水中。当流体积聚在焊接隔室内时，SAP固化，从而使隔室硬化。任选地，在吸收之后，隔室的刚性相对于预吸收隔室的刚性增加，从而潜在地增加了栏栅的机械强度。在一些情况下，通过选择一定量的SAP获得增加的刚性，这是归因于在SAP被完全吸收时，体积增加到大于焊接隔室的体积，使得吸收的SAP对隔室的内壁施加压力。任选地，SAP(或其他吸收性材料)的吸收体积比隔室的体积大至少2％、至少5％、至少7％或中间、更大或更小的百分比。

在一些实施方案中，如果栏栅单元包括气体可膨胀浮动隔室，则隔室主动地膨胀(例如通过使用鼓风机)和/或自膨胀(例如通过致动化学反应)(706)。任选地，仅在SAP填充的隔室已经至少部分地暴露于水中之后进行膨胀，以确保在部署期间，膨胀的隔室不会减缓SAP填充的隔室向水的暴露。

在本发明的一些实施方案中，气体填充的区段在制造(例如，储存的膨胀的)期间被预膨胀和/或密封，并且包括例如一个或多个塑料密封的气泡和/或被密封以充当气泡本身。

任选地，栏栅单元利用充满气体的气泡以折叠状态储存在包装中。任选地或可替代地，隔室包括1与1000个之间，例如2与40个之间、例如2至10个之间的气泡；

然而，可以使用更大的数量，例如，如果气泡较小和/或隔室较大。

在(708)中，准备的栏栅完全部署在水中。任选地，仅在机械(例如，扩展隔室的记忆形状材料或弹簧)和/或化学过程(例如，破坏胶囊以激活化学反应)之后进行完全部署，以使浮动腔室和/或可吸水隔室发生膨胀。

图8是根据本发明的一些实施方案的SAP填充的栏栅单元的截面视图。

在一些实施方案中，栏栅单元800包括含有SAP 802的一个或多个隔室。在本文所描述的实例中，至少95％、90％、80％或中间、更大或更小的百分比的栏栅单元体积包括SAP。

在一些实施方案中，获得栏栅的浮动，而不需要气体可膨胀隔室。在本文所描述的实例中，即使在被水吸收时，SAP填充的栏栅仍然比水更轻，这是诸如由于吸收材料内存在空腔和/或气泡。SAP填充的栏栅800部分地维持在水上(参见X形栏栅单元的部分804)，并且部分地维持在水下(参见X形栏栅单元的部分806)。这个概念可以类似于冰山的浮动，所述冰山包括水下部分和水上部分，这是归因于冰比水密度小，从而表现出比水的比重小的事实。类似地，所吸收的SAP被浮力所推动，所述浮力等于由其移位的水的体积重量，其对小于等体积水的所吸收的SAP的重量起作用，从而导致所吸收的SAP部分地浮在水上。

在一些实施方案中，浮动的程度(例如如通过水上部分804相对于水面的最大高度808所示)由所吸收的SAP的比重和栏栅的形状和/或大小来确定。

在一些实施方案中，栏栅单元的各个部分包括具有各种密度的SAP材料。任选地，栏栅单元的一些部分包括较高密度SAP，例如旨在位于水下方的部分806，并且一些部分包括较低密度SAP，例如旨在浮在水上的部分804。在一些实施方案中，选择各种栏栅单元部分的SAP密度以向不同栏栅部分提供各种级别的刚性。

例如，压载隔室可以包括相对高密度SAP，以在用水膨胀时获得增加的刚度。在另一个实例中，接近锁定点的栏栅单元部分可以包括相对于含有较低密度SAP的其他栏栅部分而言更加刚性的更高密度SAP。

在一个实施方案中，当材料被吸收在水中时，整个栏栅单元由包含小于水的比重的吸收性材料形成。

图9是根据本发明的一些实施方案的包括一个或多个旋转轴的栏栅单元的截面视图。

在一些实施方案中，栏栅单元900包括一个或多个旋转轴，例如由铰链902和/或适于提供一个或多个隔室或其部分相对于其他隔室或其部分的旋转的其他类型的轴承提供。

在本文所示的实例中，X形栏栅单元包括两个隔室904、906，所述隔室可以通过在铰链902上枢转而相对于彼此以一定角度移动。在一些实施方案中，隔室响应于诸如风908吹引起的外力而移动。在一些实施方案中，风908作用在隔室904的浮动部分910上，从而使隔室沿着箭头912所示的方向旋转，使得压载物，即隔室904的水下部分914，相对于水面前进到更靠近垂直位置，从而更深地锚定在水中，以增加栏栅对被风908抬升的阻力。

在一些实施方案中，铰链902被构造成限制隔室904的旋转程度，例如通过包括一个或多个销和/或其他止动元件。任选地，限制旋转程度防止以下情况：隔室904枢转到一位置，在所述位置中隔室904与906之间的对准不再适于有效阻挡溢出和/或在水中稳定，诸如隔室904平行于隔室906的位置。

任选地，选择旋转程度以将倒置V构型维持在隔室的压载部分之间。

图10是根据本发明的一些实施方案的包括纤维增强结构的栏栅单元的截面视图。

在一些实施方案中，栏栅单元1000包括一个或多个纤维1002。在一些实施方案中，纤维被添加到栏栅材料中，例如添加到用作压载隔室的SAP隔室(例如，以增加隔室的重量和/或保持其形状)。

纤维1002由其制成的示例性材料可以包括金属、复合材料诸如凯夫拉、玻璃或碳纤维和/或塑料材料。在本发明的一些实施方案中，复合材料是形状记忆材料和/或其他弹性材料(例如，呈弹簧或海绵的形式)。可替代地，这支持两种状态：第一是在激活栏栅之前在储存时保持平坦–而第二是期望的功能形状。任选地，纤维施加将栏栅从第一状态部署到第二状态的至少一些力。

在一些实施方案中，纤维1002被布置成增加栏栅单元的结构强度。在一些实施方案中，纤维或增强件被包括在栏栅的填充材料内，例如纵向、横向和/或以任意传播的方式延伸，作为包含在材料内的少量纤维。另外地或可替代地，纤维被包括在围绕填充材料的套筒薄膜内。在其他实施方案中，由不同类型的塑料制成的纤维和/或增强件被插入隔室的内腔和/或附接到其壁上，以支持隔室的刚性的稳定性和/或程度(例如部分的)。任选地，纤维与其他元件(诸如本文所述的拉伸元件)一起提供结构稳定性。

在一些实施方案中，诸如金属纤维的纤维用于例如通过雷达来检测所部署的栏栅。任选地，此类材料，例如纤维或颗粒混合在SAP中。任选地或另外地，此类材料仅设置在栏栅的水上区段中。任选地或另外地，通过提供在栏栅的下方区段上或其中，可以例如通过雷达来远程检测栏栅的倾覆。

图11是根据本发明的一些实施方案的包括可膨胀部分和密封部分的栏栅套筒区段的俯视图。

在一些实施方案中，套筒区段1100包括一个或多个可膨胀部分1102和/或更多的密封区域1104。在一些实施方案中，当膨胀和/或吸收时(即，在隔室含有吸收性材料的情况下)，可膨胀部分1102变得比密封区域1104更加刚性，用作限定框架的梁。在一些实施方案中，包括套筒薄膜的非膨胀层的密封区域1104是柔性的。任选地，密封区域1104使得能够相对于彼此折叠、扭转、轻微拉伸和/或逼近可膨胀隔室。

在一些实施方案中，一些可膨胀部分被膨胀到比其他可膨胀部分更低的压力。任选地，较低压部分比较高压部分刚性小，并且可以允许例如隔室的轻微弯曲。

在一些实施方案中，密封区域1104的形状和/或大小被设定成允许在膨胀期间和/或由于膨胀而发生的可膨胀部分的变形。

任选地，密封区域1104包括弯曲边缘1106。与直边角相比，弯曲边缘的潜在优点例如可以包括减少潜在的故障点的量，诸如栏栅套筒可能以不期望的方式撕裂、折断和/或以其他方式变形的位置。

可替代地，栏栅包括直边角。

在一些实施方案中，套筒区段1100联接到一个或多个套筒区段以产生一个或多个三维栏栅单元，例如如本文所述。任选地，每个区段形成组装后的三维栏栅结构的平面。在一些实施方案中，两个或更多个区段通过相应的狭槽1108和突出部1110、诸如条带的连接元件、诸如胶水的粘合装置、诸如塑料焊接的焊接、螺纹连接和/或任何其他附接装置中的一者或多者彼此联接，例如在其中第一区段的一部分装配在第二区段的凹部内和/或穿过第二区段的凹部。

在一些实施方案中，套筒区段1100包括一个或多个阀1112，可膨胀部分可以通过所述阀膨胀。任选地，阀1112是单向阀，从而仅允许膨胀并防止气体和/或流体离开可膨胀隔室。

栏栅套筒区段1100的示例性尺寸可以包括范围在例如10-50cm之间，诸如20、30、40cm或中间、更长或更短长度的长度1114；范围在例如10-50cm之间，诸如10、20、35cm或中间、更长或更短宽度的宽度1116。

在一些实施方案中，栏栅具有一个或多个预先膨胀或密封的腔室。任选地，腔室的形式是形成在两个焊接在一起的塑料薄膜之间的气泡。任选地或另外地，在栏栅区段中设置多个独立密封的腔室。任选地或另外地，浮动腔室包括呈多个塑料密封气体单元形式的插入件，所述气体单元任选地以阵列(例如，类似于用于气泡包裹的设计)或(例如)矩形格栅、圆形或六边形可膨胀隔室、气泡形状因子或任何其他形式布置。

示出了不具有进气口的区段1120，并且任选地用作预填充气体浮动腔室。

图12是根据本发明的一些实施方案的被成形来在其中形成单向阀(例如，用于允许水进入并防止SAP离开)的腔室壁的截面视图。

如图所示，腔室1200的壁包括多个开口，每个开口包括两个唇缘1202和1204，其共同限定阀1206。任选地，唇缘是壁材料的一部分(例如，通过拉伸、牵拉和/或加热壁材料和/或通过模制其形成)。任选地或另外地，唇缘例如通过焊接至少部分地附接。任选地，唇缘是分开的唇缘。

每个阀可以提供两个以上的唇缘。可替代地，唇缘可以呈漏斗的形式。任选地或另外地，提供单个唇缘(其任选地抵靠壁闭合，例如像瓣阀)。任选地，唇缘是柔韧的。如果是弹性的，则唇缘任选地倾向于阀的打开位置。

当腔室的内部压力例如由于水的充分进入和/或由于SAP的扩展而增长时，唇缘1202、1204上的内部压力Pint增加并且至少部分地由阀1206闭合。任选地，这防止SAP颗粒离开腔室1200。SAP的充分扩展甚至可能会增加Pint高于外部压力Pext。

任选地，此类阀用于不包括诸如SAP的吸水材料和/或不包含足够的材料以直接关闭阀的腔室。

图13A至图13C示出了根据本发明的一些实施方案的用于单独存储气体形成材料(例如，液体和/或粉末)的多个构型。

图13A示出了一种设计，其中具有壁1310的单元包括两个包装，具有酸(或其他第一前体)的1301和具有碱或盐(或其他合适的前体)的1302。当压缩时，包装爆裂，并且它们在由单元的可选壁1304或其他结构引导的路径中流动到混合腔室1303。在混合之后，释放的气体可以流出，以经由开口1305填充单元和/或出口，以填充与单元连接的腔室的其他部分。

图13B示出了替代设计，其中一种前体是粉末形式1308并且位于混合腔室1303内，任选地粘附到其壁和/或多孔包中。

图13C示出了混合腔室1303共享单元壁1310的替代设计。

在本发明的一些实施方案中，通过粉碎一个或多个内部包装并允许化学物品反应来激活气体产生过程。如图所示，单元设计迫使两种化学物品在其离开其包装之前和/或在它们流动远离其包装期间混合。在本发明的一些实施方案中，粉碎机构(例如，开始过程的辊或压机)定位成在期望区域(例如，与包装的已知位置垂直和/或水平和/或轴向和/或横向对准(它们自身通过几何结构对准到输送系统))中激活所述过程。任选地，选择粉碎方向以促进沿期望方向的流动(例如，在图中向下进行)。

图14示出了根据本发明的一些实施方案的用于单独存储气体形成材料的替代构型1400。

根据本发明的示例性实施方案，构型1400利用各种强度和/或可靠性的焊接(或粘合)来提供气体的储存和控制释放。

在所示的实施方案中，第一前体例如NaHCo3粉末、糊剂或溶液被提供在第一隔室1402中，并由相对较弱的焊接(或粘合剂或其他密封件)1406从第二隔室1404分离，所述第二隔室包括第二(因此如果使用第三前体)前体。隔室本身由相对较强的材料界定，并且焊接时使用强焊接1410。

当构型1400被粉碎时，弱焊接1406而不是焊接1410失效，从而允许两个前体混合。所形成的气体任选地通过中间强度1408的可选焊接(或其他结合)存在，其抵抗撕裂焊接1406的力，但是当内部气体压力足够高时失效。然后，气体可以通过通道1412流到待扩展的隔室的其余部分。

图15A至图15D和图15G示出了根据本发明的一些实施方案的使用超吸收性聚合物(SAP)的扩展栏栅区段。

图15A示出了单元1500的截面视图。单元1500可以是例如栏栅区段，或可以放置在栏栅区段内。在单元1500内发现多个SAP颗粒1501。由于它们之间的空间，区段1500可以是可压缩的。在单元1500的壁中指示多个孔隙或其他开口1502。任选地或另外地，单元1500的壁1504由诸如织造或非织造织物的多孔材料形成(图15G)。

在本发明的一些实施方案中，至少一个壁是耐油的。

任选地，两个壁在其中都包括用于水进入的孔隙。

图15B示出了一些水进入之后的单元1500。SAP颗粒1501被展示为通过吸收水而生长。

在图15C，然后图15D中，更多的水被吸收，从而潜在地导致单元1500的变形和/或其他扩展。任选地，壁1504是柔性的和/或预折叠的，因此它可以扩展。在任一种情况下，最终结果可以包括一个或多个凸出的壁。任选地，相对壁更加刚性，使得凸起和/或其他变形主要限于所需的壁和/或其区段。

图15G是展示作为单元1500的一个壁的织物/多孔层1504和单元内的SAP颗粒1501的侧面透视图。

在本发明的一些实施方案中，形成半刚性塑料材料，例如PVC、PET、PP或其他塑料，以使用热成型或其他工艺来产生小室形状。任选地，这允许至少一个壁是半刚性或刚性的。

任选地，小室壁被钻孔或刺穿以形成允许水的相对均匀进入的图案的开口1502。任选地，选择孔大小以使水进入，但不让SAP凝胶流出。然后将小室填充有干燥的SAP细粒(1501)，所述细粒任选地均匀扩散到小室的内部空间中。

任选地，SAP分布是通过用胶水喷涂或刷洗小室壁，然后用SAP细粒覆盖。任选地，去除未粘附的SAP。

图15E示出了替代设计，其中SAP附接到刚性或柔性的骨架，例如双面胶带1503。然后可以将所述骨架插入小室1500中。

图15F示出了替代设计，其中SAP被保持在包1526中，例如由织造和/或非织造织物形成的包并且具有至少一个多孔和/或开孔区域和/或使用多孔织物。

任选地，壁1504用于在其制造和/或填充之后密封单元1500。任选地，密封是使用柔性片材1504胶合和/或焊接到单元1500的半刚性区段。

图16A至16B示出了根据本发明的一些实施方案的具有附加替代构型的栏栅区段。

图16A是具有内部体积1626并具有半刚性或刚性壳体1605的栏栅区段1600的截面视图。SAP 1601在体积1612中被提供作为插入件1603，例如包。使用柔性膜1614和/或多孔(例如织物)层1614封闭区段160。任选地，1604和1614之一是耐油的。任选地，多个孔口1602形成在半刚性壳体区段1605中，以允许水进入(然后到达并穿过包1603的壁并被吸收且使SAP 1601变形)。任选地或另外地，水穿过层1614。任选地，一旦SAP 1601充分扩展，层1604会变形。

图16B示出了栏栅区段1620的替代设计，其中SAP 1601附接在双层带1613或其他骨架的两侧上。任选地或另外地，提供SAP 1601以粘附到壁1605，例如使用粘合剂层1628。

所预期的是在从本申请成熟的专利有效期间，许多相关的吸水材料将被开发，并且术语的范围旨在先验地包括全部此类新技术。

如本文中关于数量或价值所使用的，术语“约”意指“在10％以内±”。

术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”及其变化形式表示：“包括但不限于”。

术语“由...组成”意指“包括并限于”。

术语“基本上由...组成”是指组成物、方法或结构可以包括另外的成分、步骤和/或部分，但是仅在附加成分、步骤和/或部分不实质改变所要求保护的组成物，方法或结构的基本和新颖特征的情况下。

如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确指示。例如，术语“化合物”或“至少一种化合物”可以包括多种化合物，包括其混合物。

在本申请中，本发明的实施方案可以参考范围格式呈现。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，并且不应被解释为对本发明的范围的不灵活的限制。因此，范围的描述应当被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及所述范围内的单个数值。例如，如1至6的范围描述应当被认为具有确切公开的子范围，如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等等；以及所述范围内的单独数字，例如1、2、3、4、5以及6。这适用于范围的宽度。

无论何时在本文指示数字范围(例如“10-15”、“10至15”或由这些另一个这样的范围指示链接的任何一对数字)，则意图包括所指示范围限值内的任何数量(分数或整数)，包括范围限值，除非上下文另有明确规定。短语第一指示数字与第二指示数字“之间的范围/范围/范围(range/ranging/ranges between)”以及“从”第一指示数字“到”、“直到”、“直至”、“至”(或另一个这种范围指示术语)第二指示数字的“范围/范围(ranging/ranges)”在本文可互换使用并且意图包括第一指示数字和第二指示数字以及它们之间的所有分数和整数。

除非另有说明，本文所使用的数字和基于其的任何数字范围是本领域技术人员所理解的合理测量和舍入误差的精度内的近似值。

应当理解，为了清楚起见，在单独实施方案的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反地，为简洁起见而在单个实施方案上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独或以任何适合的子组合提供可替代地在本公开所描述的任何其他实施方案中同样适合。在各种实施方案的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施方案的必要特征，除非在没有那些元件的情况下实施方案不起作用。

虽然已经结合其具体实施方案描述了本发明，但是显然许多替代、修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在包括落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有这样的替代、修改和变化。

在本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用整体并入本说明书中，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体和单独地指示通过引用并入本文。此外，本申请中任何参考文献的引用或识别不应被解释为承认这样的参考文献可作为本发明的现有技术。在使用章节标题的程度上，它们不应被解释为必然限制。

Claims (46)

1.一种以轴向延伸的布置而部署在环境水中的溢出围控栏栅单元，其包括：

一个或多个表面，其在横向于所述轴线的平面中与基本上围绕腔室的壁形成至少一个中空腔室，其中所述中空腔室的至少一个壁包括至少一个可填充隔室。

2.根据权利要求1所述的栏栅单元，其中所述中空腔室被构造成帮助稳定所述栏栅单元的结构而抵抗外部作用力。

3.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室由多个锁定点限定，所述锁定点限制所述表面或所述表面的部分相对于彼此的至少一些移动，以使所述栏栅单元结构保持稳定和/或防止所述腔室打开或改变形状或角度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室由多个弯曲区域限定，所述多个弯曲区域是所述栏栅结构的适于弯曲的部分并且比所述栏栅的可填充或填充部分更薄。

5.根据权利要求4所述的栏栅单元，其包括至少一个弹性或形状记忆元件，所述至少一个弹性或形状记忆元件定位并且足够强，以提供用于将所述栏栅单元折叠成所部署形状的力。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室由气体释放或产生机构释放的气体填充，所述气体释放或产生机构是所述栏栅的一部分，并且其中所述机构包括多个焊缝，一些焊缝比其他焊缝弱以允许压破所述单元，从而引起气体前体的混合，而不将气体从所述栏栅中释放出来。

7.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室包括吸水材料，当所述栏栅单元被部署时，所述吸水材料吸水并且其体积扩展至少5倍。

8.根据权利要求7所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室包括至少一个多孔壁或壁，所述至少一个多孔壁或壁具有大小被设定成允许水进入并防止所述材料离开的开口。

9.根据权利要求8所述的栏栅单元，其中所述开口中的至少一些以织物而提供。

10.根据权利要求8所述的栏栅单元，其中所述开口中的至少一些呈可闭合阀的形式，当所述可填充腔室被填充时，所述可闭合阀自闭合。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料被安装在骨架上。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料被粘附在所述隔室壁上。

13.根据权利要求7-12中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料设置在多孔包装中。

14.根据权利要求7-13中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料与吸收增强材料混合。

15.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述可填充隔室用作用于保持所述腔室打开的梁。

16.根据权利要求1所述的栏栅单元，其中所述中空腔室包括三角形截面轮廓。

17.根据权利要求16所述的栏栅单元，其中当在所述中空腔室的截面处观察时，所述至少一个可填充隔室是相对于所述栏栅单元的基本上垂直于水面的长轴和相对于所述水面的斜边。

18.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅，其包括用于连接在隔室之间的至少一个连接元件，所述至少一个连接元件包括在所述栏栅的生产阶段插入的元件，并且具有在所述栏栅被部署时被锁定并且保持所述栏栅打开的机构。

19.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室在所述栏栅单元被部署时至少部分地限制环境流体的移动，使得所述单元的稳定性增加。

20.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元包括水下部分和水上部分，所述中空腔室被构造在所述水下部分和所述水上部分中的一者或两者中，并且所述环境流体是环境水，并且其中所述水下部分延伸到水面以下20-50cm的距离。

21.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其包括在隔室之间的至少一个拉伸元件或隔室内或隔室之间的刚性或半刚性元件，并且所述元件有助于保持所述腔室敞开。

22.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述中空腔室限定具有数学表面的几何形状，并且所述腔室被限定所述腔室的真实内表面的壁所包围，并且其中所述内表面包括在所述腔室的几何表面的5％与50％之间的开放区域。

23.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其包括浮动腔室，所述浮动腔室在其部署之前包括多个充气密封部分。

24.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其还包括不形成所述中空腔室的一个或多个附加的可填充隔室。

25.根据权利要求24所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元的水下部分包括以X形截面轮廓布置的一个或多个压载隔室，并且所述栏栅单元的水上部分包括一个或多个浮动隔室。

26.根据前述权利要求中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元限定A形截面轮廓，其中一个或多个压载隔室形成所述A的腿部，并且一个或多个浮动隔室形成所述A的水平延伸线。

27.根据权利要求1-26中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元限定截面轮廓，所述截面轮廓包括水下的X形交叉和水上的倒置V。

28.一种包括至少一个可填充隔室的栏栅单元，所述至少一个可填充隔室包含当吸收盐水时体积扩展至少5倍的材料，其中所述材料结合防止其在所述隔室内的迁移的结构布置在所述隔室中。

29.根据权利要求28所述的栏栅单元，其中所述结构包括所述隔室的壁，所述吸收材料的颗粒附着到所述隔室的壁。

30.根据权利要求28和29中任一项所述的栏栅装置，其中所述结构包括插入件，所述吸收材料粘附到所述插入件。

31.根据权利要求28至30中任一项所述的栏栅单元，其中所述结构包括由多孔材料形成的插入件，所述材料容纳在所述多孔材料内，并且所述多孔材料允许水进入并防止吸水材料离开并且具有与插入材料的隔室的几何形状对应的几何形状。

32.根据权利要求28-31中任一项所述的栏栅单元，其中所述隔室包括至少一个刚性或半刚性壁。

33.根据权利要求32所述的栏栅单元，其中所述壁具有在其中形成的至少一个孔口以用于水进入。

34.根据权利要求32或33所述的栏栅单元，其包括至少一个柔性壁和足够的材料，以在所述材料吸收足够海水时引起所述壁的扩张。

35.根据权利要求28-34中任一项所述的栏栅单元，其中所述隔室至少包括由多孔材料形成的壁。

36.根据权利要求28-35中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元包括X形截面轮廓，并且其中所述吸水材料是超吸收性聚合物(SAP)。

37.根据权利要求28-36中任一项所述的栏栅单元，其中所述结构包括插入件，并且其中所述插入件具有与所述隔室大致相同或更大的体积。

38.根据权利要求28至37中任一项所述的栏栅单元，其中所述材料通过使用工艺粘附到所述隔室的壁上；所述工艺中粘合剂以与所述隔室相匹配的图案喷涂并且小于所述隔室的内表面的80％，然后添加所述材料。

39.根据权利要求28-38中任一项所述的栏栅单元，其中所述吸收材料使用粘合剂进行附着。

40.根据权利要求28-36中任一项所述的栏栅单元，其中所述结构包括插入件，并且其中所述插入件包括可压缩开孔结构，所述材料粘附和/或插入所述可压缩开孔结构中。

41.根据权利要求28-40中任一项所述的栏栅单元，其包括与所述吸水材料混合或相邻的放热材料，并且所述放热材料在与盐水接触时产生热量，所述放热材料以足够的量对所述吸水材料和/或环境水进行加热以便使吸收率提高至少30％。

42.根据权利要求28-40中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅单元的所述隔室包括基本上仅吸水材料和/或相关联结构，并且所述栏栅单元不包括任何附加隔室。

43.根据权利要求28-42中任一项所述的栏栅单元，其中所述栏栅的所述水上部分将所述栏栅的所述水下部分保持在相对于所述水面的垂直位置处。

44.根据权利要求36所述的栏栅单元，其中所述隔室中的一个或多个含有一定量的SAP，当被水吸收时，所述SAP固化至比所述隔室的体积大至少1％至5％的体积，以将压力施加到所述隔室的内壁，从而增加所述隔室的刚性。

45.根据权利要求36所述的栏栅单元，其中复合材料纤维被添加到含SAP隔室中的所述一个或多个，以增加所述栏栅重量。

46.一种包括至少一个预填充且密封的腔室的栏栅单元，所述至少一个预填充且密封的腔室包括气体，所述气体的量足以提供所述栏栅单元的浮力的至少50％。