本發(fā)明涉及一種控制失去控制的水、油、汽這三種狀態(tài)物質流動形成流體的技術，簡稱控流技術，根據該套控流技術原理，再結合各種失控流體的特點與機械原理，研究設制出可及時快捷地封堵江河堤壩決口、阻止漫堤、及時排澇、充氣形成海上圍堰收集油污、封堵住受損的潛艇艦船和飛機倉室、封堵管道流體、使之不至造成各種災難的一套具有先進性、實用性和新穎性的控流技術及其系列裝備，屬于搶險救災領域。

背景技術：

隨著全球經濟社會的發(fā)展，各種科學技術日新月異，社會生產活動越來越頻繁，各種失控流體造成的災難也越多越嚴重，美國墨西哥灣深海油管破裂1-1(參見附圖1，以下同)造成近千億美元的損失和嚴重的海洋污染；船舶觸礁破損1-2、1-3，造成上千死亡和4億加侖的原油泄漏；人類在河流上修建的水電站和畜水的水庫越來越多，越來越宏大；農村城鎮(zhèn)化，人們的生產生活和物質材富越來越集中爾尼若天氣也頻繁發(fā)生，極端天氣造成江河堤壩決口1-4、漫堤1-5、積澇1-6等洪澇災害造成的損失也越來越嚴重；就決堤潰壩口1-4、1-9這一古老的自然災害而言，至今雖然有些控流技術1-7和控流裝備1-8，然而，這些技術和裝備不但勞民傷財，還造價高昂——每千米造價高至一億元人民幣，可都還是耗時低效，2015年10月日本因風災成河堤決口1-4到今年6月中旬我國多地河堤決口洪水仍然泛濫成災、人們還是束手無策1-9；我國三峽大壩世界第一，趟若因戰(zhàn)爭重創(chuàng)大壩，將殃及半個中國！也就是說，到目前為止，還沒有一套高效快捷、行之有效的控流方法、既能夠節(jié)能環(huán)保又能把失控流體在很短的時間內就可以控制住、不讓其造成災難的機械設備。

技術實現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明為了填補上敘現(xiàn)有技術中的不足，提供一套操作簡便、結構簡約，節(jié)能又高效、制造和施工成本都很低、能夠充分利用自然之物和力就能控制住失控流體的方法及其一系列機械設備。

本案發(fā)明的目的在于以這一系列控流裝備實現(xiàn)及時高效地封堵堤壩決口；阻止洪水漫堤；快速形成圍堰，及時排澇或收集海上漏油清污、深海控流或即時宰救受損艦船等。

本案發(fā)明的另一目的在于運用本案這套控流技術去控制各種失控流體，阻止其泛濫成災，如潛艇、油輪或飛機艦船受損導至各種海難空難發(fā)生，以保障社會發(fā)展和國家的安全要求，更有力地支持經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

本發(fā)明采用的技術方案是：根據各種失控流體共同特點，運用本案發(fā)明的“借力使力，以流治流”原理(專利號2009100946370)，利用水位差所產生的壓力或流體自身重力或自身物質做材料、研發(fā)設制出一系列裝置去控制不同的失控流體，達到控流目的。以下是該系列可以即時高效率地控制住常見的失控流體，使之不至造成災難的六種技術裝備：

1.讓裝水的口袋自然充水形成壩體把江河堤的決口及時堵住的水囊壩；

2.給圓柱形水囊人工注水形成壩體、代替沙流包阻止漫堤的水囊重力壩；

3.用發(fā)明的盾樁支撐水囊形成圍堰除積排澇的水囊陸地圍堰；

4.給布囊充氣形成海上圍堰阻止并收集海上漏油清污的氣囊圍堰；

5.利用流體的壓力使傘狀裝置封堵住受損潛艇或艦船或飛機倉室等的控流傘；

6.利用流體的壓力自動在深海等惡劣環(huán)境中自動封堵管道流體的控流閥。

下面是本案以上六種控流設備的附圖說明、具體實施方式和安裝步驟及其原理：

1.水囊壩

附圖說明

圖1介紹說明各種失控流體造成的災難和迄今為止現(xiàn)有的控流技術及其裝備。

圖2是水囊壩主要零部件的名稱和結構及其功能原理示意圖。

圖中：裹頭2-1、盾樁2-2、錨樁2-3、水囊2-4、鋼索2-11、重力囊2-14、展桿2-16、食材定時水溶閥2-17、活結2-18、鋼圈2-19、吊碼2-21

具體實施方式和安裝步驟

下面結合附圖2，對本案發(fā)明的水囊壩各部件的結構、安裝方式、運行原理和操作步驟作如下詳細說明：

如附圖2所示的水囊壩1-5外部結構主要由：裹頭2-1、盾樁2-2或錨樁2-3和多個水囊2-4構成。

各零部件的功能及其運行原理和安裝步驟分別是：

堵決口控流的第一步是阻止決口的擴大，所以先將裹頭由水流至上而下展開，再拉收繩索把潰壩壩頭包裹住，不讓洪水再沖刷走壩體物質；裹頭還可以做護壩1-12、阻止水流沖涮堤壩的專用工具，由彩條布2-7、伸桿2-8和繩索1-9組成。

第二步是制造筑水壩的抗拉力：本案發(fā)明的盾樁2-2由鋼板和鋼管制作而成，盾樁用于安裝在桁船1-6腳2-10，靠桁船的重力將其壓入泥沙類河床(或以其他方式植入地里)

產生抗拉力，通過鋼索2-11牽引至展桿2-16、連同重疊水囊1-10投入急流沖成水囊壩2-5；錨樁1-3則-用于深水2-12或人車都難以到達的現(xiàn)場(更為了搶時間)，可以把水囊跟錨樁安裝后以空投2-13的方式筑成水囊壩；一般情況下將盾樁植于淺灘河床或陸地產生抗拉力，最佳方式是充分利用岸上生根石或載重卡車等自然條件產生抗拉力，然后用百米鋼索引至決口。

第三步向急流投放水囊，本案發(fā)明的水囊壩2-5是利用急流的沖力和洪水填充眾水囊而成：系由防水布料制成的眾水囊2-4單元再加重力囊2-14構筑而成；水囊的自動封口2-15的運行原理是：當多個布袋重疊集并束于展桿2-16投入水流后，每個布袋自然充水至設計要求時，食材定時水溶閥2-17脫離并拉開活結2-18，撐口的鋼圈2-19脫離，被充足水的布袋在水流的作用下移動，水囊口被鋼絲繩2-20扎緊并由吊碼2-21鎖??；然后給重力袋2-14注水、壓迫水囊尾部位使水囊壩的前端高于水面，水囊壩筑成的同時也達到了控流的目的；最后用土石泥沙加固堤壩，放松吊碼，回收整套水纖壩，以備再用。

該裝置的運行原理是：運用本案“借力使力，以流治流”的控流技術，即利用洪水的沖擊力、水的重力和洪水體身作為填充物筑成水囊壩，達到堵決控流目的；本套水纖壩之所以能夠在強大兇猛的急流中能夠形成壩體并控制住水流的原理還在于：(1)、急流中水囊由小水流充水，加上充水過程中錐形水囊在鋼索的牽制下又將所受的急流沖擊力回避到極小，至使水囊壩幾乎接近于在靜止水中筑壩；(2)、牽引力，經實驗測算，一平米的盾樁可以產生20噸左右的抗拉力；水囊減去了九成以上的水流的沖擊力，盾樁或剛索又帶來了強大的抗拉力，這樣，在設計上使抗拉力大于拉力(還可以人為增加抗拉力)，至使水囊壩能筑成并達到控流目的(注：該套水囊壩裝置1-10已由發(fā)明人設計制造完成并實驗成功，且已寫出了實驗報告，等待應用中)。

2.水囊重力壩

附圖說明

圖3-1是水囊重力壩主要零部件的名稱和結構及其功能原理示意圖。

圖中：舌囊3-4、

具體實施方式和安裝步驟

下面結合附圖3-1，對本案發(fā)明的水囊重力壩3-1各部件的結構、安裝方式、運行原理和操作步驟作如下詳細說明：

如附圖3所示的水囊重力壩3-1結構主要由舌囊3-4構成，各零部件及其功能和運行原理分別是：

舌囊3-4是給圓柱形的重力囊2-14增加上一塊布(囊舌)3-6、穿入鋼管3-7組成，因形似一塊帶舌頭的囊，故名舌囊。

其功能是結合其他輔助件安裝成水囊重力壩3-1，用于阻止河水漫堤1-13，也可以筑成圍堰1-11、封堵水流較緩的決口。

安裝方式和操作步驟：如附附圖3-1所示，首先將舌囊3-4展開平鋪于土壩3-8的頂端，然后給舌囊注河水，再將鋼管3-7穿入舌囊安置于壩腳。

該裝置的運行原理是：運用本案“借力使力，以流治流”的控流方法，就地取水作填充材并產生重力形成水囊壩體，以控制住因水位上，即利用水的重力和水作為填充物筑成水囊重力壩，達到阻止水位上漲造成的漫堤，囊舌的功能在于受鋼管的重力作用下展開、保護土壩不受河水的沖涮。

3.陸地水囊圍堰

附圖說明

圖3-2是陸地水囊圍堰主要零部件的名稱和結構及其功能原理示意圖。

圖中：舌囊3-4、盾樁3-9、帶鉤鋼管3-10、L形支架3-11

具體實施方式和安裝步驟

下面結合附圖3-2，對本案發(fā)明的陸地水囊圍堰各部件的結構、安裝方式、運行原理和操作步驟作如下詳細說明：

如附圖3所示的陸地水囊圍堰的3-2結構主要由：舌囊3-4、盾樁3-9、帶鉤鋼管3-10、或L形支架3-11構成，各零部件及其功能和運行原理分別是：

舌囊3-4是給圓柱形的重力囊2-14增加上一塊布3-6組成，因形似一塊帶舌頭的囊，故名舌囊。其功能是結合其他輔助件安裝成水囊陸地圍堰的3-2用于排澇和阻止工廠、農田等重要場所1-6、1-11被淹，也可以用于阻止流速較緩、較淺的洪水。

安裝方式和操作步驟如附附圖3-2所示：先將盾樁植入地里，然后用帶鉤鋼管3-10將盾樁連接，再將舌囊的穿管部分一一掛在帶鉤鋼管3-10上，最后給舌囊注水即形成陸地水囊圍堰；如遇堅硬的地面無法使用盾樁時，則可以用由鋼管3-12和木板3-13組合的L形支架代替。

陸地水囊圍堰的運行原理是：運用本案發(fā)明的“借力使力，以流治流”的控流方法，即就地取水做填充材料并產生重力形成水囊圍堰，以阻止洪水積水成澇或排澇，達到阻止洪水侵襲或排澇的控流目的。

4、海上氣囊圍堰

附圖說明

圖3-3是海上氣囊圍堰主要零部件的名稱和結構及其功能原理示意圖。

圖中：舌囊3-4

具體實施方式和安裝步驟

下面結合附圖3-3，對本案發(fā)明的海上氣囊圍堰各部件的結構、安裝方式、運行原理和操作步驟作如下詳細說明：

如附圖3所示的海上氣囊圍堰3-3的結構主要由：舌囊3-4、塑料管3-14、重物3-15構成，各零部件及其功能和運行原理分別是：

舌囊3-4是給圓柱形的重力囊2-14增加上一塊布3-6組成，因形似一塊帶舌頭的囊，故名舌囊。其功能是結合其他輔助件安裝成海上氣囊圍堰3-4，用于阻止水面油污擴散并收集油污。

安裝方式和操作步驟如附附圖3-3所示：先將舌囊3-4展開充氣，然后用塑料管穿入囊舌3-14，再掛上重物3-15即形成海上氣囊圍堰。

海上氣囊圍堰的運行原理是：運用本案“借力使力，以流治流”的控流方法，即就地取氣作填充材料并產生浮力形成海上氣囊圍堰，達到阻止油污擴散并收集之目的。

5、控流傘

附圖說明

附圖4是控流傘主要零部件的名稱和結構及其功能原理示意圖。

圖中：控流傘4-1為合攏圖、控流傘4-2為工作時的剖面圖。

具體實施方式和安裝步驟

下面結合附圖4對本案發(fā)明的控流傘4-1各部件的結構、安裝方式、運行原理和操作步驟作如下詳細說明：

如附圖4所示的控流傘4-1的結構主要由：邊沿囊4-3、撐管4-4、雨傘柄4-5、骨架4-6構成。各零部件及其功能和運行原理分別是：

因其結構及其機械原理與雨傘一樣，只是給傘布邊沿加了個囊邊沿囊4-3用來控流，故將這一控流裝置命名為控流傘；

其功能是封堵住潛艇或艦船1-2、3或飛機倉室破損等。

安裝方式和操作步驟如附附圖4所示：一般是在倉室內先將給邊沿囊充水工氣，再將控流傘4-1置于損傷倉壁4-7的破損部位以外的流體中，推動撐管4-4使伸縮架4-6伸展開形成展開的控流傘，然后對準破洞，在流體壓力的作用下往后退，以傘面完全蓋住破洞為準，邊沿囊在水流的下力作用下將密閉傘沿滲漏，連同傘面一起達到封堵破洞流體的目的。

控流傘的運行原理是運用本案“借力使力，以流治流”的控流方法，即就地取氣或水作材并填充邊沿囊，再利用流體產生的壓力使傘狀裝置封住破洞、阻止流體進入倉室，達到封堵破洞之目的。

6、控流閥

附圖說明

圖5是控流閥主要零部件的名稱和結構及其功能原理示意圖。

圖中：圖1是工作中的控流閥剖面圖、圖2是安裝中的控流閥剖面圖。

具體實施方式和安裝步驟

下面結合附圖5，對本案發(fā)明的控流閥各部件的結構、安裝方式、運行原理和操作步驟作如下詳細說明：

如附圖5所示的控流閥的結構主要由：楔筒墊5-4、楔筒閥門5-7構成，各零部件及其功能和運行原理分別是：

圖5是本案利用流體產生的壓力自動管道流體的一種閥門，故名控流閥。

其功能是在深海等惡劣環(huán)境中自動封堵斷裂輸油管道的一種控流閥門，解決像圖1-1那樣的災難性事故。

安裝方式和操作步驟如附附圖5-2所示：先將楔筒閥門5-7套進油管，再套進楔筒墊5-4，然后向前移楔筒閥門5-7至管口，然后關閉門5-6，堵住高溫高壓的原油泄漏，必要時閥門接口5-5與輸油管道相連接、開啟閥門5-6，恢復原油生產。

控流閥的運行原理是：運用本案“借力使力，以流治流”的控流方法，即利用油管里的高壓原油的壓力推動閥門箍筒5-7在楔筒墊5-4的斜面作用下死死箍住漏油管，達到阻止管道原油泄漏之目的；圖5-2-8是為了減輕該裝置重量又保證其受力強度而設計的加力箍。

該系列控流裝備的材料及其結構也都大同小異，大多用防水布料設制成各種規(guī)格的圓柱形囊袋與鋼索鋼管預制件組合安裝構成，使用時只要根據所處理的實際狀況、選定相應的囊袋及其鋼制輔助件，一邊組合一邊安裝即可使用。整套裝備都很輕便簡約，都可重復使用，節(jié)能還保，操作簡便、安全可靠，非常適用于各種搶險救災，具有極強的推廣應用價值和復制性。

因為本案發(fā)明的以上六項技術及其控流裝置的工作原理都是居于“借力使力，以流治流”，即：把流體本身具有的各種能量或流體自身的重力或其物質作為填充材料利用到該系列裝置，達到控流目的的這一總的發(fā)明構思。所以，依照專利法第三十一條第一款規(guī)定，屬于一個總的發(fā)明構思的以上六項發(fā)明可以作為一件專利申請?zhí)岢觥?/p>