CN112109855A - 一种多模块浮体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及浮体平台技术领域，提供了一种多模块浮体及其制备方法和应用。本发明提供的多模块浮体由若干个单元模块通过连接件拼装组合而成；所述单元模块包括覆膜泡沫板以及若干根贯穿覆膜泡沫板的空心管；所述空心管在覆膜泡沫板的横向和纵向上排列；每个空心管两端靠近端头处设置有开孔；相邻单元模块的空心管端头错开，且空心管上的开孔两两对接，连接件从对接的开孔处穿过，将相邻的空心管柔性固定。本发明提供的多模块浮体能够通过调整单元模块的数量控制浮体的面积，使浮体适应不同重量和大小的设备，且成本低廉，可预先安装，现场组装效率高且施工方便，结构稳定，不易被水冲垮，大部分材料可回收再利用，具有重要的战略价值。
Description
技术领域
本发明涉及水上浮体技术领域，尤其涉及一种多模块浮体及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，较平坦的陆地资源越来越少，光伏电站通常需要占用很大的平地面积，而土地资源在全国许多地区十分宝贵，尤其是平地资源，这使光伏电站建设受到了很大的限制。充分利用水面资源开发光伏电站，已越来越受到地方政府的欢迎，水上光伏发电即利用闲置的水面来建设光伏电站，如废弃池塘、坍塌区水域、泥草地或未开发湿地。水上光伏电站具有不占用土地资源、减少水体蒸发、避免藻类生长等诸多优点，有着广阔的发展前景。而水上光伏电站在施工时需要一块水上浮体平台作为施工平台，目前常用的水上浮体平台为浮筒式水上平台，其中浮筒的尺寸一般都是根据设备大小来定制，不同重量的设备需要使用不同浮力的浮筒，定制的浮筒无法兼容多种不同重量和大小的设备，这就导致了浮筒无法批量化生产，生产成本居高不下，施工效率低下，连接安装工作量大。
此外，在抗洪救险或者其它水上工作时，也需要在水上搭一个临时浮桥，一些降雨多的地区，临时通过泥地，也需要搭建临时浮桥作为过路通道。这种临时浮桥搭建时需要人们长时间泡在水里搭建，搭建过程劳动艰苦强度大、工作环境危险，并且搭建成的浮桥容易被水冲跨或冲散架，造成了人们的生命危险和经济损失。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多模块浮体及其制备方法和应用。本发明提供的多模块浮体利用单元模块拼装组合而成，可适应多种不同重量和大小的设备，且组装方便，稳定性好，不易被水冲垮。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种多模块浮体，由若干个单元模块通过连接件拼装组合而成；所述单元模块包括覆膜泡沫板以及若干根贯穿覆膜泡沫板的空心管；所述空心管在覆膜泡沫板的横向和纵向上排列，分别记为横向空心管和纵向空心管；每个空心管两端靠近端头处设置有开孔；相邻单元模块的空心管端头错开，且空心管上的开孔两两对接，连接件从对接的开孔处穿过，将相邻的空心管柔性固定；
所述覆膜泡沫板包括泡沫板和包覆在所述泡沫板表面的隔膜。
优选的，所述泡沫板为闭孔型泡沫板，所述泡沫板的密度≤0.1g/cm3；所述覆膜泡沫板的尺寸为(1200～8000)mm×(1000～2000)mm×(100～500)mm。
优选的，所述隔膜包括第一层隔膜和设置在第一层隔膜表面的第二层隔膜，其中第一层隔膜和泡沫板表面接触；所述第一层隔膜为纤维增强树脂基复合材料，所述第二层隔膜为铝箔、锡箔或石墨纸。
优选的，所述覆膜泡沫板的表面还设置有阻燃层。
优选的，所述空心管为硬质空心管。
优选的，每个单元模块中空心管的总数为4～12根，其中横向空心管的数量为2～8根，纵向空心管的数量为2～4根。
优选的，所述连接件为绳索、胶管、卡箍或胶铆。
本发明还提供了上述方案所述多模块浮体的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供覆膜泡沫板；
(2)将空心管分别自覆膜泡沫板的横向和纵向穿过，并在空心管两端靠近端头处开孔，得到单元模块；
(3)将若干个单元模块拼接，相邻单元模块的空心管端头错开，且开孔处两两对接，将连接件从对接的开孔处穿过并将相邻空心管柔性固定，得到多模块浮体。
本发明还提供了上述方案所述多模块浮体或上述方案所述制备方法制备的多模块浮体作为浮体平台的应用。
优选的，在应用时，使用4～12个锚将所述多模块浮体的四个边缘进行固定。
本发明提供了一种多模块浮体，由若干个单元模块通过连接件拼装组合而成；所述单元模块包括覆膜泡沫板以及若干根贯穿覆膜泡沫板的空心管；所述空心管在覆膜泡沫板的横向和纵向上排列，分别记为横向空心管和纵向空心管；每个空心管两端靠近端头处设置有开孔；相邻单元模块的空心管端头错开，且空心管上的开孔两两对接，连接件从对接的开孔处穿过，将相邻的空心管柔性固定；所述覆膜泡沫板包括泡沫板和包覆在所述泡沫板表面的隔膜。本发明提供的多模块浮体由若干个单元模块拼装组合而成，能够通过调整单元模块的数量控制浮体的面积，使本发明的浮体适应不同重量和大小的设备；本发明提供的多模块浮体材料成本低廉，可预先安装，现场组装效率高且施工方便，结构稳定，不易被水冲垮，并且大部分材料可回收再利用，具有重要的战略价值。
附图说明
图1为单元模块的结构示意图，
图2为4个单元模块组装成的多模块浮体的结构示意图；
图1～2中：100-横向空心管，200-覆膜泡沫板，300-纵向空心管，400-连接件。
具体实施方式
本发明提供了一种多模块浮体，由若干个单元模块通过连接件拼装组合而成。
在本发明中，所述单元模块的结构示意图如图1所示，所述单元模块包括覆膜泡沫板以及若干根贯穿覆膜泡沫板的空心管；所述空心管在覆膜泡沫板的横向和纵向上排列，分别记为横向空心管和纵向空心管；每个空心管两端靠近端头处设置有开孔；相邻单元模块的空心管端头错开，且空心管上的开孔两两对接，连接件从对接的开孔处穿过，将相邻的空心管柔性固定。
在本发明中，所述覆膜泡沫板包括泡沫板和包覆在所述泡沫板表面的隔膜；所述泡沫板优选为闭孔型泡沫板，所述泡沫板的密度优选≤0.1g/cm3，更优选为0.03～0.06g/cm3；所述隔膜优选包括第一层隔膜和设置在第一层隔膜表面的第二层隔膜，其中第一层隔膜和泡沫板接触，第二层隔膜为覆膜泡沫板的表层；所述第一层隔膜优选为纤维增强树脂基复合材料，所述纤维增强树脂基复合材料中的增强纤维优选为玻纤和/或化纤，所述化纤优选为聚丙烯；在本发明的具体实施例中，所述纤维增强树脂基复合材料优选为玻纤布和/或聚丙烯布增强的树脂基复合材料，进一步优选为玻璃纤维平纹布增强的阻燃型不饱和树脂基复合材料；所述第二层隔膜优选为铝箔、锡箔或石墨纸。本发明对所述隔膜的厚度没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的厚度即可；本发明对所述纤维增强树脂基复合材料的来源没有特殊要求，采用市售材料即可。本发明在泡沫板表面设置隔膜，能够起到阻燃防火、防止火焰延燃的作用，且便于对隔膜表面进行喷漆等表面处理，还能增加泡沫板整体强度，便于搬运，增强在水中的耐冲击性能，防止分裂成碎块。
在本发明中，所述覆膜泡沫板的表面优选还设置有阻燃层，本发明对所述阻燃层的具体材质和厚度没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的材质和厚度，能够达到阻燃效果即可。在本发明的具体实施例中，优选在覆膜泡沫板的风险区域设置不同颜色或图案的阻燃层，以增加浮体的识别度，保障人员安全，且作为水面标靶时，能够从空中进行识别。
在本发明中，所述覆膜泡沫板的尺寸优选为(1200～8000)mm×(1000～2000)mm×(100～500)mm。在本发明中，隔膜和阻燃层的厚度可忽略不计，直接以泡沫板的尺寸作为所述覆膜泡沫板的尺寸。
在本发明中，所述空心管优选为硬质空心管；所述硬质空心管优选为金属管、玻璃钢管或塑料管；本发明对所述硬质空心管的管径没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知管径的空心管即可。
在本发明中，每个单元模块中空心管的总数优选为4～12根，其中横向空心管的数量优选为2～8根，纵向空心管的数量优选为2～4根；在本发明中，所述横向空心管具体为沿覆膜泡沫板的长度方向排列且沿宽度方向贯穿覆膜泡沫板的空心管；所述纵向空心管具体为沿覆膜泡沫板的宽度方向排列且沿长度方向贯穿泡沫板的空心管；所述横向空心管和纵向空心管互不接触；所述横向空心管或纵向空心管优选在泡沫板的横向或纵向上均匀分布。
在本发明中，所述空心管的两端均从泡沫板中伸出，且两端的靠近端头处均设置有开孔，即沿空心管的直径方向在空心管管壁上开一贯穿空心管管壁的孔洞；所述开孔的位置优选为距离空心管端头5～100mm处。
在本发明中，相邻单元模块的空心管端头错开，且空心管上的开孔两两对接，连接件从对接的开孔处穿过，将相邻的空心管柔性固定。在本发明中，所述连接件优选为绳索、胶管、卡箍或胶铆；相邻空心管的端头优选两两并列连接，具体连接方式如图2所示，图2为4个单元模块组装成的多模块浮体的结构示意图。本发明使用上述连接件将相邻单元模块中开孔对接的空心管的端头两两并列连接，以实现相邻单元模块的拼装组合。本发明采用上述拼装组合方式，能够保证组合所得浮体的结构稳定性，且可预先安装，现场组装效率高。
本发明对所述多模块浮体的面积没有特殊要求，可以根据具体需求选择单元模块的数量，组成不同面积的多模块浮体，在本发明的具体实施例中，所述多模块浮体的面积具体可以为100～50000m2，更优选为1000～45000m2。
本发明还提供了上述方案所述模块浮体的制备方法，包括以下步骤：
(1)提供覆膜泡沫板；
(2)将空心管分别自覆膜泡沫板的横向和纵向穿过，并在空心管两端靠近端头处开孔，得到单元模块；
(3)将若干个单元模块拼接，相邻单元模块的空心管端头错开，且开孔处对接，将连接件从对接的开孔处穿过并将相邻空心管固定，得到多模块浮体。
在本发明中，所述覆膜泡沫板优选通过以下方法制备：采用快速固化柔性胶将第一层隔膜和第二层隔膜依次粘合在泡沫板表面。当所述覆膜泡沫板表面还设置有阻燃层时，本发明优选通过喷涂阻燃涂料或贴阻燃薄膜的方式在覆膜泡沫板的隔膜表面再包覆一层阻燃层，本发明对所述阻燃涂料或阻燃薄膜没有特殊要求，采用市售的阻燃涂料或阻燃薄膜即可；在本发明的具体实施例中，所述喷涂阻燃涂料或贴阻燃薄膜的过程优选按照《GB20286-2006公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》中的要求执行。
本发明还提供了上述方案所述多模块浮体作为浮体平台的应用，具体可作为太阳能光伏发电站的水面支撑台或水面浮体，还可以用于抗洪救险或其它水上作业的用的临时浮桥、泥地过路通道或施工平台。在本发明中，在应用时，优选使用4～12个锚将所述多模块浮体的四个边缘进行固定，以稳定浮体结构，抵御风浪影响。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种多模块浮体，通过以下步骤制备：
提供覆膜型泡沫板，泡沫板为6000mm×1200mm×150mm的闭孔型泡沫板，包覆的第一层隔膜为玻纤布和聚丙烯布增强的树脂基复合材料，其中玻璃纤维平纹布体积含量大于35％，第二层隔膜为铝箔，第一层隔膜和第二层隔膜均通过快速固化柔性胶粘合在泡沫板表面，在第二层隔膜表面喷涂阻燃涂料，形成阻燃层；将8个空心管沿泡沫板的长度方向均匀排列并沿泡沫板宽度方向穿过，将4个空心管沿泡沫板的宽度方向均匀排列并沿泡沫板的长度方向穿过，空心管采用玻璃钢管，为拉挤型材。空心圆管两端在距离端头100mm处开孔，相邻单元模块的空心圆管端头处错开，将空心管的开孔处两两对接，然后将绳索穿过对接的开孔处，将相邻空心管的端头两两并列连接，利用多个单元模块和连接件制备得到面积为288m2的浮体；在应用时，在所述浮体区域的四个边缘处以8个锚进行固定，以防大风以及波浪的影响。
实施例2
一种多模块浮体，通过以下步骤制备：
提供覆膜型泡沫板，泡沫板为4000mm×1200mm×150mm的闭孔型泡沫板，包覆的第一层隔膜为玻纤布和聚丙烯布PP增强的树脂基复合材料，其中玻璃纤维平纹布体积含量大于35％，第二层隔膜为锡箔，第一层隔膜和第二层隔膜均通过快速固化柔性胶粘合在泡沫板表面，在第二层隔膜表面喷涂阻燃涂料，形成阻燃层；将6个空心管沿泡沫板的长度方向均匀排列并沿泡沫板宽度方向穿过，将2个空心管沿泡沫板的宽度方向均匀排列并沿泡沫板的长度方向穿过，空心管采用玻璃钢管，为拉挤型材。空心圆管两端在距离端头80mm处开孔，相邻单元模块的空心圆管端头处错开，将空心管的开孔处两两对接，然后将卡箍穿过对接的开孔处，将相邻空心管的端头两两并列连接，利用多个单元模块和连接件制备得到面积为480m2的浮体；在应用时，在所述浮体区域的四个边缘处以12个锚进行固定，以防大风以及波浪的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多模块浮体，其特征在于，由若干个单元模块通过连接件拼装组合而成；所述单元模块包括覆膜泡沫板以及若干根贯穿覆膜泡沫板的空心管；所述空心管在覆膜泡沫板的横向和纵向上排列，分别记为横向空心管和纵向空心管；每个空心管两端靠近端头处设置有开孔；相邻单元模块的空心管端头错开，且空心管上的开孔两两对接，连接件从对接的开孔处穿过，将相邻的空心管柔性固定；
所述覆膜泡沫板包括泡沫板和包覆在所述泡沫板表面的隔膜。
2.根据权利要求1所述的多模块浮体，其特征在于，所述泡沫板为闭孔型泡沫板，所述泡沫板的密度≤0.1g/cm3；所述覆膜泡沫板的尺寸为(1200～8000)mm×(1000～2000)mm×(100～500)mm。
3.根据权利要求1所述的多模块浮体，其特征在于，所述隔膜包括第一层隔膜和设置在第一层隔膜表面的第二层隔膜，其中第一层隔膜和泡沫板表面接触；所述第一层隔膜为纤维增强树脂基复合材料，所述第二层隔膜为铝箔、锡箔或石墨纸。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的多模块浮体，其特征在于，所述覆膜泡沫板的表面还设置有阻燃层。
5.根据权利要求1所述的多模块浮体，其特征在于，所述空心管为硬质空心管。
6.根据权利要求1或5所述的多模块浮体，其特征在于，每个单元模块中空心管的总数为4～12根，其中横向空心管的数量为2～8根，纵向空心管的数量为2～4根。
7.根据权利要求1所述的多模块浮体，其特征在于，所述连接件为绳索、胶管、卡箍或胶铆。
8.权利要求1～7任意一项所述多模块浮体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供覆膜泡沫板；
(2)将空心管分别自覆膜泡沫板的横向和纵向穿过，并在空心管两端靠近端头处开孔，得到单元模块；
(3)将若干个单元模块拼接，相邻单元模块的空心管端头错开，且开孔处两两对接，将连接件从对接的开孔处穿过并将相邻空心管柔性固定，得到多模块浮体。
9.权利要求1～7任意一项所述多模块浮体或权利要求8所述制备方法制备的多模块浮体作为浮体平台的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，在应用时，使用4～12个锚将所述多模块浮体的四个边缘进行固定。
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