安全屏障.pdf

本发明的实施例描述了一种用在水中的安全系统/屏障、以及一种使用安全屏障和屏障改进的个体部件的方法。该安全屏障包括顶部结构(“顶部件”)、垂直销、端接板、包含绳索的管(“绳索管”)、以及个体板。其它实施例描述了多行安全屏障、用于屏障的柔性系泊系统、以及借助于屏障来使用声响传感设备的用途。

权利要求书
1.  一种用在水域中的安全屏障，所述屏障包括：
顶部结构、垂直销、端接板、包含绳索的管、以及个体板。

2.  一种形成用在水域中的安全屏障的方法，包括以下步骤：
在所述水域中实施所述屏障，所述屏障包括顶部结构、垂直销、端接板、包含绳索的管、以及个体板。

说明书安全屏障
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年7月14日提交的、美国临时专利申请第60/831,118号的优先权，在此以参见的方式引入该专利申请的全文内容。
技术领域
本发明的实施例包括用在水上或陆上、较佳地在水上展开的安全系统/屏障，且描述了为此用途的改进装置和方法。
本发明可用在反恐中。在恐怖活动中常常会采用诸如陆上和海上交通工具之类的不受欢迎物体来试图侵入居民区域、安全区域或敏感区域。作为反恐措施的一部分，迫切需要防范这些物体侵入这些居民区域、安全区域或敏感区域。本发明的一个或多个实施例将有助于这种防范。
背景技术
本发明涉及在水上和/或陆上、较佳地在水上展开的安全系统/屏障。
在陆上和/或水上用作安全系统/屏障的结构在本领域是众所周知的。这些想要阻止侵入物体的结构包括从阻挡物体前进的薄实心墙到使物体推进机构无效的系统。
尽管这些结构通常可部分地或完全地实现它们的目的，但是它们常常具有显而易见的缺点。首先，这些结构在需要时或需要处安装和建造起来可能非常麻烦和费时。第二，它们在经受侵入物体的撞击之后可能很难甚至无法进行维护、尤其是修理。第三，它们通常不适于不同的需要和条件。这些和其它的缺点在相关领域是众所周知的。
因此，希望能有一种保持有效但又可克服这些缺点的、改进的安全系统/屏障。
发明内容
在一实施例中，本发明包括一种用作安全系统/屏障的系统。
在另一实施例中，本发明包括一种使用安全系统/屏障的方法。
在又一实施例中，本发明包括与安全系统/屏障一起使用的装置。
附图说明
图1是本发明的一实施例的一图。
图2是本发明的一实施例的另一图。
图3是本发明的一实施例的另一图。
图4是本发明的一实施例的另一图。
图5是本发明的一实施例的另一图。
图6是本发明的一实施例的另一图。
图7是本发明的一实施例的另一图。
图8是本发明的一实施例的另一图。
具体实施方式
在本发明的一较佳实施例中，一种用在水中的安全系统/屏障包括顶部结构(“顶部件”)、垂直销、端接板、包含绳索的管(“绳索管”)、以及个体板。
顶部件(顶部结构)
顶部件是安全屏障的第一部件。顶部件包括塑料和钢的复合材料结构，其设计成在规则波浪活动时永久地结合起来或在船舶撞击安全屏障时临时地结合起来。顶部件具有设计成接纳钢端接板的内腔和可储存额外光谱绳索的空间。
在海上环境的正常波浪和风暴波浪活动过程中，顶部件保持连续长度的安全屏障的结构整体性。
当船舶撞击该结构时，顶部件上的断开凸缘使各安全板彼此脱开。这个动作使包含在顶部件内腔中的绳索放出，由此减小安全屏障上的初始撞击力并增大屏障的行程。因此，安全屏障经受可控制的断裂。
通过产生可控制的断裂，就限制了船舶撞击对于顶部件以及相关联的端接板和锚杆的破坏。因此，安全屏障在撞击之后仍然是可用的船舶屏障。
垂直销
安全屏障的第二部件是垂直销。垂直销包括HDPE(高密度聚乙烯)管和不锈钢芯部。
垂直销较佳地在两端终止有锚眼，整个垂直销组件定位在两个顶部板和两个牢固端接板之内。
在垂直销组件内，锚杆向下穿过光谱纤维绳索的眼环或索环。垂直销用来当绳索在撞击过程中从HDPE管中放出之后制动绳索。
垂直销在两端终止有不锈钢有眼螺母，该有眼螺母防止自由移动通过顶部件和端接板。垂直销较佳地优化成可抵抗船舶撞击屏障的预期撞击力。销在极端负荷下可弯曲入和锁定入顶部件和端接板，然后将负荷转移至锚缆和系泊系统。
端接板
安全屏障的另一部件是端接板。端接板由不锈钢或其它适于海上环境的类似强度的材料制成；这些材料在相关领域是已知的。端接板用作该结构在顶部板底部处锚固点位置的结构件。
端接板形成垂直锁定机构，该垂直锁定机构用于抵抗来自波浪活动的正常颠簸和起伏而固定锚固销。
端接板还包括为了储存光谱纤维绳索而产生的内室。穿过安全板各板的每段长度的绳索都具有其自身内室。内室还在顶部板内设置折皱区域。每个内室设计成在船舶撞击时塌陷，从而作为用于拉动垂直销的垂直力的减震器。
绳索管
绳索管是安全屏障的附加部件。绳索管使光谱绳索能用作船舶屏障系统中的结构件。
绳索自身是纤维绳索或具有高强度和耐磨性的组合绳索中的一种；这些绳索在现有技术中是众所周知的。
绳索固定至安全屏障以增大屏障的整体强度。较佳的是，绳索的各部分在中空塑料管中展开。塑料较佳地是HDPE。
因此，绳索管包括塑料外壳和绳索纤维芯部。该管独立于绳索在正常和风暴海上条件下提供用于包围安全单元的结构整体性。
该管遮蔽包含在管内的绳索，以保持绳索不受磨损、紫外光照射和来自动物的破坏。包含在管内的绳索不经受应力作用，除非船舶撞击安全屏障。
绳索只在绳索管两端附连至绳索管，较佳地通过螺旋盖方法进行附连。这种附连方法使绳索管能在结构上结合至安全屏障自身。
因此，绳索管使绳索能用作安全屏障系统中的结构件。
在使用中，处于绳索管中的绳索有些松弛，并且只有当达到屏障系统的弹性时才起作用。
当船舶或其它侵入物体撞击安全屏障时，屏障板和塑料管作为一个单元移动，通常弯曲成类似抛物线的形状。当达到安全单元板和塑料管的弹性极限时，包含在绳索管内的绳索被放出且经受拉力作用。一旦任何绳索拉紧，该绳索的端部就经受负荷作用，且该绳索就用作制动缆以阻止船舶向前通过屏障。
个体板
安全屏障的另一部件是个体板。个体板由牢固塑料制成，较佳地模制成所想要的形状。板包括根据特定应用布置成预定布型的孔和开口，这些孔和开口设计成使水流动通过其中，由此进一步耗散船舶撞击的能量。由于本发明人先前的发明，一些这样的板设计现在已经众所周知了。
通过采用特殊的光谱和其它聚合物纤维和材料，个体的安全板也可制成为防爆的。板用作爆炸震动波的阻挡件。板可使爆炸流最小化，并将爆炸流方向改变到各行结构之间所收集的水中。
个体板将与任何侵入船舶直接接触，从而开始能量耗散过程。
在使用中，顶部件和端接板在海上环境的正常和风暴活动中保持连续长度的安全屏障的结构整体性。
然而，当船舶撞击在安全屏障上时，个体板将与侵入的船舶直接接触，从而开始能量耗散过程。
顶部件上的断开凸缘使各安全板彼此脱开，安全屏障通常弯曲成类似于抛物线的形状。这个动作使包含在顶部件内腔中的绳索能放出，由此减小安全屏障上的初始撞击力并增大屏障的行程。
当达到安全屏障的弹性极限时，包含在绳索管内的绳索放出且经受拉力作用。一旦任何绳索拉紧，该绳索的端部就经受负荷作用，且该绳索就用作制动缆以阻止船舶向前通过屏障。
垂直销用来在绳索已在撞击过程中从HDPE管内放出之后制动绳索。
端接板内室用作顶部板内的折皱区域并在船舶撞击过程中塌陷。内室由此用作用于拉动垂直销的垂直力的减震器。
因此，安全屏障经受可控制的断裂。这种可控制的断裂限制了船舶撞击对于顶部件以及相关联的端接板和锚杆的破坏。因此，安全屏障在撞击之后仍然是可用的船舶屏障。
此外，破坏不发生在屏障的中部，或者说不发生在难以更换部件而会导致要长时间才能完成修理之处，破坏发生在修理起来简单和迅速得多之处。修理包括在板的端部更换顶部件。
本发明的另一实施例包括在顶部件中由水平销连接多行的安全屏障。水平销在结构上类似于上述的垂直销。然而，水平销相对于各行屏障在水平方向展开。
在该实施例中，为了使在安全屏障上的撞击和爆炸作用最小化，在每对相邻的各行屏障之间设置间隙或间隔。这些间隔用作各行结构之间的缓冲件，且形成吸收爆炸能量并转移来自船舶撞击的能量的水垫。
在各行结构之间收集的水量是根据各行结构之间的间隔而可变的。间隔越大，用来吸收船舶撞击和/或爆炸的震动的水量就越大。因此，水与水量成正比地抵消爆炸和船舶撞击的力。
在本发明的又一实施例中，柔性系泊系统为安全屏障提供附加的耐久性。
系泊系统吸收船舶撞击的一些震动负荷的能力有助于耐久性。
安全屏障能够使用各种系泊系统。一较佳类型的系泊系统是一束弹性体缆索，这束缆索系在一起以形成锚缆中的柔性部件。该系泊系统能够100％伸长。这种大伸长有助于诸如安全屏障之类的水上结构在经受拉力作用时适应潮汐波动和风暴事件。
考虑到安全屏障，这种系泊系统允许屏障通过其伸长而回弹，由此提供显著的减震性。
安全屏障还可用作波浪衰减器。这样，屏障能够借助于其结构减轻波浪活动。这在正常条件下可减小水中的扰动和噪音。
这种使水变得平静的主要优点是：产生“声影”或其中水变得十分平静的区域。在该平静区域，声响传感器或转换器可设置在海底或水柱中，以检测人类或机器的水下侵入。类似的传感器也可设置在安全屏障自身上。
这种“声影”效应在浅水区的滨海环境中将是非常有帮助的，在该环境中可能很难检测到游泳者和自控式水下交通工具。
屏障的这种用途提供了相对于现有技术的另一显著改进。
因此，尽管本发明描述起来有一定的特殊性，但是应该理解，本说明书仅仅是示例性的，可不脱离本发明的精神实质和范围而在装置和方法的细节中作出多种修改。