專利名稱：沉積物控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沉積物的控制。
背景技術(shù)：
此處，術(shù)語“沉積物”被用于指代固體顆粒材料，例如土壤、沙子或卵石，這些材料在流動的液流中會變成懸浮的或懸浮于流動的液流中，在液體停止流動時，所述材料將從液體中沉淀出來。術(shù)語“沉積物控制卷”(此處通常縮寫為SCR)在此處用于表示一種物品，其可以被運輸和放置(i)在通常為地面的襯底的頂部上以便從流過SCR的通常為水的含沉積物的液流中收集沉積物，或者(ii)在例如由土，沙，卵石或巖石組成的現(xiàn)有地塊周圍以防止或減少由向著、沿著、在上面或穿過地塊流動的水所造成的沉積物從地塊處的消除。術(shù)語“地塊”在此處包括但不局限于斜坡、溪谷、海灘、或例如河流或湖泊的水體的堤岸。
通常希望從液體中收集懸浮于其中的沉積物，或者穩(wěn)固現(xiàn)有的大塊沉積物以防止其被帶走。在一些情況下，法律要求對從建筑工地流出的液體中的沉積物進行清理。收集沉積物的常規(guī)方法是將干草捆或編織物橫向于液體路徑放置。在例如美國專利No.6,422,787、No.6,547,493和No.6,641,335中描述了其它方法，其內(nèi)容以參考的方式結(jié)合在本申請中。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，通過引導含沉淀物的液體連續(xù)通過下述配置來收集沉積物(a)具有許多較大通孔并且降低含沉淀物的液體速度的閥元件，(b)基本中空的沉積物收集腔室(此處通?？s寫為SCC)，和(c)具有許多較小通孔的流出過濾器。收集沉積物的目的可以為例如防止其在不希望的位置沉積或者防止其從現(xiàn)有的地塊上被消除。
所述閥元件、SCC和流出過濾器方便地結(jié)合在一起作為SCR。優(yōu)選地，流出過濾器由具有許多較大通孔的流出元件支撐。在一些實施例中，至少一部分含沉積物的液體在其已經(jīng)通過閥元件之后并通過SSC之前流過具有許多較小通孔的閥過濾器，例如由閥元件支撐(例如固定到閥元件內(nèi)部)的閥過濾器。
該SCC為“基本中空的”，此處所用術(shù)語“基本中空的”意味著SCC具有的無障礙容積占SCR總體積的至少50％，例如50-98％，特別是至少70％，例如70-97％，例如至少80％，例如80-96％。例如，在一個實施例中，流出過濾器固定在流出元件的內(nèi)部，并且有選擇地，閥過濾器固定在閥元件的內(nèi)部并且閥元件和流出元件之間的容積是空的。過濾器可以任一便利的方式固定到流出元件和/或閥元件上，例如(a)利用膠合劑(例如，熱固定膠合劑或熱熔膠合劑)或者通過熔融熔接，和/或(b)通過夾在流出元件或閥元件與具有較大通孔的相同或類似材料的內(nèi)層之間。可選地，(假設(shè)SCC保持上面所限定的“基本中空的”)，例如可以具有占據(jù)閥元件和流出元件之間的一部分空間的附加的元件。該附加的元件可以對通過SCC的液流產(chǎn)生/或不產(chǎn)生重要的作用。
在很多情況下，SCR優(yōu)選地包括遠離閥元件和流出元件切向延伸的定位元件。當將SCR放置為其軸線通常為水平的以例如收集來自建筑工地的流出物時，定位元件可以放置在與地面接觸的通常為水平的平面內(nèi)，優(yōu)選地使得含沉積物的液體在到達閥元件之前流過定位元件。當使用多個SCR的組件時，定位元件可用于將相鄰的SCR彼此固定。
在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例中，SCR在每一個都被使用了之后被移除、清潔并重復使用，并且在重復使用之后再循環(huán)。在其他優(yōu)選實施例中，SCR留在原地以形成穩(wěn)固現(xiàn)有地塊的保持結(jié)構(gòu)。在這些實施例中，SCR不僅能收集將被從現(xiàn)有地塊上移除的沉積物，而且還減少了經(jīng)過、沿著或朝向地塊流動的水流(例如從溪谷瀉下的水流或者由風和/或船引起的波浪)的沖刷力。
在第一優(yōu)選方面中，本發(fā)明提供了一種SCR，其包括1)細長的閥元件，其具有許多較大的閥通孔；2)細長的流出元件，其具有許多較大的流出通孔；和3)細長的流出過濾器，該流出過濾器(i)由流出元件支撐，例如固定到流出元件上，并且(ii)具有許多較小的過濾通孔；所述SCR包括位于閥元件和流出元件之間的基本中空、細長的SCC。
在本發(fā)明第一方面的一個實施例中，閥元件和流出元件由單件的有孔聚合板制成，所述板成形為包括有孔聚合板的疊置層的通常為管狀的構(gòu)造(例如，卷成基本為圓柱形狀)。所述疊置可被限制到使疊置區(qū)域彼此固定所需的程度，例如0.5-6英寸(12.5-150毫米)，例如0.5-3英寸(12.5-75毫米)，或者可以更為寬闊，例如使得流出過濾器(和/或閥過濾器，如果存在的話)的至少20％夾在疊置層之間。優(yōu)選地，有孔聚合板還可以從管狀構(gòu)造伸出，從而提供定位元件的全部或一部分。在這種情況下，卷形物可以包括一片過濾材料，其不僅提供流出過濾器，而且在定位元件的至少一部分上延伸。
在第二優(yōu)選方面中，本發(fā)明提供了一種從含沉積物的液流中收集沉積物的方法，其包括(A)使液流穿過具有許多較大閥孔的閥元件，(a)所述閥孔貫穿閥元件，并且(b)所述閥孔的尺寸使得至少大部分沉積物例如全部沉積物可穿過閥元件；(B)使來自步驟(A)的液流穿過基本無障礙的SCC；和(C)使來自步驟(B)的液流穿過具有許多較小過濾孔的流出過濾器，(a)所述過濾孔貫穿過濾器，并且(b)所述過濾孔的尺寸使得至少大部分沉積物不能穿過過濾器。
通常，因為過濾材料通常不具有足夠的機械強度以在正常使用條件下自支撐，所以該方法還包括步驟(D)使來自步驟(C)的液流穿過流出元件，該流出元件支撐所述流出過濾器并且具有許多在其中穿過的較大的流出通孔。
優(yōu)選地，含沉積物的液體穿過如本發(fā)明第一方面中所限定的SCR。
在一個優(yōu)選實施例中，液流從建筑工地流出。在另一個優(yōu)選實施例中，液流來自現(xiàn)有地塊，并且所述方法避免或減少了沉積物從該地塊消除掉。
在第三優(yōu)選方面中，本發(fā)明提供了一種制造SCR、優(yōu)選地是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選方面的SCR的方法，該方法包括(A)提供用于SCR的預制件，該預制件包括(i)具有較大通孔的有孔板材，和(ii)一片過濾材料，其具有較小通孔并且其固定到部分或全部所述有孔板材上；(B)使預制件成形，例如卷起所述預制件，以提供通常為管狀的主體，(a)該管狀主體包括彼此疊置的有孔板材的第一和第二部分，并且(b)其中，至少一部分過濾材料固定到管狀主體內(nèi)表面的至少一部分上，例如一部分過濾材料夾在有孔板材的疊置的第一和第二部分之間；以及(C)將疊置的有孔板材的第一和第二部分固定在一起。
在步驟(C)中，以任一便利的方式將第一和第二部分固定在一起，例如利用膠合劑，和/或通過熔融熔接(bonding)，和/或通過機械聯(lián)鎖，例如利用類似維可牢尼龍搭扣的元件，或通過金屬或聚合材料的帶子或鉤子。當僅通過機械聯(lián)鎖裝置將疊置部分固定在一起時，聯(lián)鎖裝置可以松開，使得通過松開機械聯(lián)鎖裝置，SCR可以恢復到較為平坦的形狀以進行清潔和/或儲存和/或運輸。
在本發(fā)明第三方面的一個優(yōu)選實施例中，一部分有孔板材，優(yōu)選地是過濾材料固定于其上的一部分有孔板材從管狀主體切向延伸，從而提供定位元件。
在第四優(yōu)選方面中，本發(fā)明提供了適用于本發(fā)明第三方面的方法中的預制件，該預制件包括(1)具有較大通孔的有孔板材，和(2)一片過濾材料，其具有較小通孔并且固定到所述的有孔板材上。
該預制件基本為平坦的，使它們便于運輸?shù)嚼鐚⒁褂肧CR的地點。當將這種預制件在所述地點安裝時，優(yōu)選地，至少部分地通過機械聯(lián)鎖將疊置的第一和第二部分固定在一起。
該預制件例如可以包括基本為矩形的有孔板材和固定在其上的一片基本為矩形的過濾材料，該片過濾材料(a)與該片有孔板材具有基本相同的尺寸，并且利用基本重合的邊固定在其上(如圖8中所舉例說明的)；或者(b)具有的尺寸顯著小于該片有孔材料的尺寸并且固定到該片有孔板材上，使得四個邊中的三個基本重合(如圖11和14中舉例說明的)；或者(c)具有的尺寸顯著小于該片有孔材料的尺寸并且固定到該片有孔板材上，使得過濾材料的兩個對邊與該片有孔材料的邊基本重合(如圖17和20中舉例說明的)；或者(d)具有小于該片有孔材料的一個尺寸的第一尺寸和大于該片有孔材料的另一個尺寸的第二尺寸，并且固定到該片有孔材料上，使得該片過濾材料的一部分延伸超過該有孔板材(如圖25中舉例說明的)。
該預制件可以包括附加的部件，例如有孔聚合板材制的附加層和/或用于將疊置部分固定在一起以提供管狀主體的元件。
通過使用上面(d)中所限定的預制件可以提供的一優(yōu)選特征是過濾材料縱向延伸超過管狀主體。該延伸部分可以卷繞在相鄰SCR上，并且因此有助于保證沉積物不能穿過SCR之間的接頭。


本發(fā)明在附圖中進行了說明，所述附圖為示意圖并且未按比例繪制，其中圖1-3和7為本發(fā)明的SCR的截面視圖，圖4為典型閥元件的一部分暴露表面的平面視圖，圖5和6為包括六個如圖3中所示SCR的組件的平面視圖和側(cè)視圖，圖8-9、11-12、14-15、17-18和20-21為根據(jù)本發(fā)明第四方面的五個不同預制件的頂視圖和截面視圖，圖10、13、16、19和22分別為通過卷起和固定圖8-9、11-12、14-15、17-18和20-21中所示預制件的疊置區(qū)域而制備的SCR的截面視圖，圖23為用于穩(wěn)固土堤的SCR組件的截面視圖，圖24和25分別為用于控制流入排水設(shè)備的含沉積物液流的截面視圖和平面圖。
圖26為根據(jù)本發(fā)明第四方面的另一預制件的頂視圖，圖27為可以通過卷起和固定圖26中所示預制件的疊置部分而制備的SCR的平面圖，以及圖28和29分別為與圖27中所示SCR類似，但是具有固定于其上的橋接元件的SCR的平面圖和端視圖。
具體實施例方式
在上面的發(fā)明內(nèi)容、對本發(fā)明的具體描述、實例和下面的權(quán)利要求以及附圖中，涉及了本發(fā)明的特定特征，例如包括元件、成分、裝置、設(shè)備、系統(tǒng)和方法步驟。應(yīng)當理解的是，本說明書中的本發(fā)明的內(nèi)容包括這些特定特征的所有可能的組合。例如，在特定實施例、特定附圖、或特定權(quán)利要求的內(nèi)容中公開了一特定特征，該特征在可能的范圍內(nèi)還可以在其它特定實施例、附圖和權(quán)利要求的內(nèi)容中、以及整個發(fā)明中使用。此處所主張的本發(fā)明包括在此未特別描述的實施例，并且例如可以使用此處未特別描述但是提供與此處特別公開的特征相同、等效或類似的功能的特征。
術(shù)語“包括”及其語法的等效用法在此處意味著其它特征可選擇地存在。例如，“包括”(或“其包括”)元件A、B和C的SCR可以只包含元件A、B和C，或者可以不僅包含元件A、B和C，還包含一個或多個其它元件。此處涉及一種包括兩個或更多的限定步驟的方法，隨后，除非上下文要求，否則，所述限定步驟可以按照任何順序或同時進行，并且該方法可以包括一個或多個其他步驟，其在任何限定步驟之前、兩個限定步驟之間或在所有限定步驟之后進行。緊隨數(shù)字之后的術(shù)語“至少”在此處用于表示從該數(shù)字開始的范圍的起點(其可能為具有上限或沒有上限的范圍，所述上限取決于所定義的變量)。例如“至少20％”意味著20％或大于20％。在該說明書中，當范圍給定為“(第一數(shù)字)到(第二數(shù)字)”或“(第一數(shù)字)-(第二數(shù)字)”，這意味著下限為第一數(shù)字并且上限為第二數(shù)字的范圍。例如，“0.5-3”意味著下限為0.5，并且上限為3的范圍。此處給定的數(shù)字應(yīng)當解釋為合乎它們的內(nèi)容和表達式的范圍。術(shù)語“多個”在此處用于表示兩個或更多。當此處涉及“一”，“一個”或“該”特征時，應(yīng)當理解，除非上下文要求之外，可以存在一個或以上的這樣的特征。
此處涉及兩個或更多個元件(或部件或部分等等)時，應(yīng)該理解，除非上下文要求以外，這些元件使彼此、或作為兩個或更多個特定元件的單個結(jié)構(gòu)或單個元件的整體部分分開。
閥元件閥元件中的孔(“較大的閥孔”)具有較大的尺寸使得至少大部分沉積物優(yōu)選全部沉積物可以穿過閥元件，并且優(yōu)選地使得在閥元件處引導的液體速度顯著降低。閥元件優(yōu)選地為SCR的第一部分，其阻礙含沉積物液體的流動。盡管不是必需的，但是所有的孔通常具有相同的尺寸和/或形狀。所述孔可以為任意形狀，例如包括三角形和平行四邊形(包括矩形，例如，正方形)在內(nèi)的多邊形，圓形或橢圓形。在一些實施例中，每個孔為平行四邊形，其中銳角從60°到82°，優(yōu)選地70°到80°。每個孔例如可以具有0.01到1.0平方英寸，優(yōu)選地0.02到0.25平方英寸，特別是0.03到0.16平方英寸，例如0.04到0.1平方英寸的面積(6.5到650平方毫米，優(yōu)選地為13到160平方毫米，特別是19到100平方毫米，例如25到65平方毫米)，和/或最小尺寸為0.1到1.0英寸，優(yōu)選地0.15到0.5英寸，特別是0.15到0.4英寸，例如0.2到0.3英寸(2.5到25毫米，優(yōu)選地3.8到13毫米，特別是3.8到10毫米，例如5到7.5毫米)。這種孔對于許多實踐中常見的沉積物顆粒來說幾乎沒有阻力，但是防止了浮在液體中的較大物體(例如棍，罐和塑料瓶)的通過。
固體表面面積與閥元件的總面積的比率越大，閥元件將使含沉積物液流的速度變得越慢。液流速度的這種降低伴隨有含沉積物的液體沿許多方向的偏轉(zhuǎn)。兩種因素都促進了從穿過閥元件的液體中移除沉積物。然而，如果液流速度過慢的話，液流的一部分可能不能通過閥元件，并且因此使一些含沉積物的液體可以流過閥元件的頂部，而造成沒有任何沉積物從該液體中移除。在本發(fā)明的一些實施例中，閥元件的固體表面積為閥元件暴露表面總面積的10到80％，例如25到65％，這兩個面積均以是在垂直于閥元件的方向觀察的。
閥元件可以由在接合點處連接在一起的例如聚合繩的許多繩組成，從而提供使含沉積物的液體流過并阻礙其流動的牢固網(wǎng)狀物。沿垂直于閥元件的平面觀察，聚合繩的厚度可以例如為0.08到0.3英寸(2到7.5毫米)，例如0.1到0.2英寸(2.5到5毫米)。因此，適于用作閥元件的材料可以為通過熔融擠出有機聚合物獲得的重量級網(wǎng)狀物的形式。生產(chǎn)這種網(wǎng)狀物的方法眾所周知，并且例如可以利用兩個迅速旋轉(zhuǎn)、相對的擠出頭實現(xiàn)，每個擠出頭與最終產(chǎn)品的主軸線，即加工方向成相同的角度擠出聚合繩。最終網(wǎng)狀物包括通常為平行四邊形的孔，其由(i)許多彼此平行的第一繩，和(ii)許多彼此平行的第二繩限定，所述第一繩和第二繩與網(wǎng)狀物的主軸線成相同的角度。尤其是當SCR的制備包括使一段長度的該網(wǎng)狀物卷繞(或其它成形方法)以提供閥元件，和/或流出元件時，第一繩和第二繩之間的銳角優(yōu)選地為60°到82°，例如為70°到80°。這種網(wǎng)狀物的制備需要對用于制備擠出網(wǎng)狀物的公知技術(shù)進行改進，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)他們自身的知識和本說明書的公開內(nèi)容將毫無困難地制備這種網(wǎng)狀物。該網(wǎng)狀物優(yōu)選地被卷起(或其它成形方式)使得網(wǎng)狀物的加工方向圍繞最終卷橫向延伸。
閥元件優(yōu)選地由可以熔融成形的聚合成分(即，包含聚合物和諸如填料的傳統(tǒng)添加劑的成分)組成，特別是由使用時不吸收大量水分和/或可以循環(huán)使用和/或抵抗紫外線的成分例如通過重量比占2-3％的炭黑組成。該成分的適當聚合物包括聚烯烴，特別是高密度聚乙烯和聚丙烯。部分或全部閥元件中的聚合物可以例如通過暴露在電子束輻射中而交聯(lián)。優(yōu)選避免使用能分解或釋放對包括野生生物在內(nèi)的環(huán)境有害的材料的聚合成分，例如含增塑劑的聚合物?？捎糜陂y元件的其它材料適當?shù)貫橛羞x擇地涂有合成聚合物的有孔金屬片，其由金屬線相互連接。
當閥元件由相同(或不同)有孔材料的兩個(或更多)疊置層組成時，閥元件對含沉積物的液流的作用將取決于限定孔的繩疊置的程度。如果這些孔都具有相同的尺寸并且直接位于彼此上面，這些孔的有效尺寸及所述兩層閥元件的固體表面積將與這些層中一層的尺寸差不多相同。另一方面，如果限定孔的實心繩彼此交錯，孔的有效尺寸將例如減少30-50％，并且固體表面積將例如增加30-50％。
流出元件上面對閥元件的描述同樣適用于流出元件。在很多情況下，流出元件和閥元件由適當?shù)膯螇K有孔材料制成，所述材料被切割、成形為提供所述兩個元件之間所希望的關(guān)系及SCR的其余部分。然而，流出元件及閥元件可以為相同的有孔材料的分離部件，或者不同的有孔材料的分離部件。
如果希望使SCR重復利用的話，流出元件優(yōu)選地由一種材料制成，該材料與閥元件和過濾器相同，或者與閥元件和過濾器同一批次重復使用。
閥元件和流出元件優(yōu)選地由材料制成并具有尺寸而使得SCR具有足夠的強度、韌度和柔性，而不需要附加的支撐元件。高密度聚乙烯使強度、柔性、韌度、穩(wěn)定性、成本、可用性、易于再循環(huán)性、和環(huán)境可接受性之間達到良好的平衡。其他令人滿意的聚合物包括聚丙烯和低密度聚乙烯。
過濾器流出過濾器在含沉積物的液體通過閥元件和SCC之后且在通過流出元件之前與含沉積物的液體相接觸。在一些實施例中，在含沉積物的液體流過SCC之前還存在與其接觸的閥過濾器。當流出過濾器和閥過濾器都存在時，它們可以由相同或不同的過濾材料制成。例如，流出過濾器中孔的尺寸可以小于閥過濾器中孔的尺寸。
作為液體速度降低和/或方向改變的結(jié)果，或者由于沉積物不能通過流出過濾器，使得通過閥元件(并通過或流過閥過濾器，如果存在的話)的沉積物沉淀在基本中空的SCR中，并因此在流出過濾器的前面落下，或者保持在流出過濾器中。如果存在閥過濾器的話，沉積物最初將沉淀在閥過濾器的前面；但是隨著時間的推移(或者如果存在含沉積物的液體的突然沖擊的話)，含沉積物的液體可以流過閥過濾器的頂部，直接流入SCC，由此使更多的沉積物沉淀其中。
流出過濾器可基本在整個流出元件上延伸而使得SCC的容量盡可能的大。然而，在一些實施例中，流出過濾器僅在流出元件的下部上延伸，所述下部例如從流出元件的底部向SCR高度的至少50％，例如50到90％，優(yōu)選地至少70％，例如70到90％的上部位置延伸。
閥過濾器如果存在的話可以在基本上整個閥元件上延伸，或者可以僅在閥元件的下部上延伸，該下部從閥元件的底部向SCR高度的至少20％，例如20到90％，或者至少35％，例如35到80％，或至少60％，例如60到90％的上部位置延伸。閥過濾器(如果存在的話)的頂部可以位于比流出過濾器的頂部更低的位置上。例如，流出過濾器的頂部可以高出SCC的高度的至少10％，優(yōu)選地至少30％。在另一實施例中，在SCR的頂部存在不具有過濾材料的部分。
如果含沉積物的液體的特征可以預知的話，則因此可以隨后選取包括但不限于孔眼大小的流出過濾器(和閥過濾器，如果存在的話)的特征。一般而言，過濾層具有80微米到600微米，優(yōu)選地100微米到500微米，例如約為100微米的孔眼尺寸(按ASTME-11測得)。這種過濾器市場有售。該過濾材料例如可以為具有基本相等厚度的板材，該厚度小于0.5英寸(12.5毫米)或小于0.25英寸(6毫米)，例如0.01英寸-0.06英寸(0.25毫米-1.5毫米)，優(yōu)選地為0.01英寸-0.05英寸(0.25毫米-1.3毫米)，例如0.015英寸-0.045英寸(0.4毫米-1.2毫米)。
在清水單獨通過過濾材料的實驗中，過濾材料根據(jù)其孔眼尺寸通常能夠以每平方英尺每分鐘通過至少10加侖，例如至少20加侖的水，但每平方英尺每分鐘通過不超過60加侖或不超過40加侖，例如18到35加侖的水(每平方米每分鐘通過至少0.4立方米，例如至少0.8立方米，但不超過2.5立方米或不超過1.6立方米，例如0.7到1.4立方米的水)。
本發(fā)明中所用過濾材料需要被支撐以使它們不被流動的液體移動。在一些實施例中，過濾材料固定到流出元件或閥元件上?？蛇x地或另外地，閥過濾器或流出過濾器可被固定到內(nèi)部支撐件上。該內(nèi)部支撐件例如可以為有孔聚合板，該聚合板與流出元件和/或閥元件相同，或者其孔大于流出元件和/或閥元件的孔。當閥元件和流出元件以及過濾器及內(nèi)部支撐件(如果存在的話)的成分使得它們可以熔融熔接在一起時(例如當它們由相同的有機聚合物組成時)，它們優(yōu)選地通過熔融熔接，例如沿著非連續(xù)的線或在非連續(xù)的區(qū)域處彼此固定在一起。可選地或另外地，它們例如沿著非連續(xù)線或在非連續(xù)區(qū)域處可以通過膠合劑例如熱固定粘合劑或熔融粘合劑，和/或通過機械裝置例如維可牢尼龍搭扣型貼片，或者金屬或聚合材料的鉤子或帶子彼此固定在一起。
過濾器優(yōu)選地由合成聚合物特別是在使用中不吸收大量水分和/或可以重復使用的聚合物組成。適當?shù)木酆衔锇ň巯N，特別是高密度聚乙烯和聚丙烯。如果希望重復使用SCR的話，過濾器優(yōu)選地由一種聚合物制成，該聚合物可以與閥元件和流出元件同一批次地重復使用，并且其優(yōu)選地與閥元件和流出元件中的聚合物相同。
SCR閥元件、過濾器和流出元件優(yōu)選固定在一起使得它們形成上面所限定的SCR。閥元件、過濾器和流出元件以任何便利的方式固定在一起。
該SCR優(yōu)選地為堅固的且為柔性的，使得它容易被處理并且適應(yīng)于不平坦的底物，但是在建筑場所難以避免的類型的粗處理(例如，人們站立在SCR上和車輛經(jīng)過SCR)不會使得SCR不可用。優(yōu)選地，如果SCR在70(21℃)的室溫下進行實驗的話，其中，200磅(90千克)的重量均勻地施加在SCR頂部的1英尺(300毫米)長的部分上持續(xù)20秒，并隨后移除，所述承受重量部分的SCR的高度在重量移除之前降低至少25％，通常至少為60％或至少70％，例如直到大致100％，并且在重量移除的一個小時內(nèi)恢復到其原高度的至少60％，特別是至少75％。優(yōu)選地，閥元件和流出元件成形為確保具有足夠的拉伸強度及彎曲強度，而不需要附加的支撐元件。然而，SCR可以包括附加的支撐元件以提供所需的尺寸穩(wěn)定性。本發(fā)明包括SCR處于適于存儲和運輸并且可以轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎眯螤畹乃s形狀的可能性，例如根據(jù)本發(fā)明第四方面的預制件。
優(yōu)選地，SCR的所有部件都構(gòu)造為使得該卷不會吸收大量的水分。例如，優(yōu)選地，當卷經(jīng)受由包括下述條件的實驗時，所述卷在實驗之后的重量不超過1.3倍、優(yōu)選地不超過1.1倍于所述卷在實驗之前的重量，(i)將所述卷完全浸在水中0.5小時，(ii)將所述卷從水中取出，(iii)將所述卷放在水平的有孔表面上，和(iv)使所述卷在20℃的靜止空氣中排水0.5小時。
優(yōu)選地，SCR被構(gòu)造成使得在清水以垂直于閥元件的方向朝所述卷流動的實驗中，所述卷能夠使閥元件正面區(qū)域(即閥元件從正面觀察時的面積，例如，對于圓柱形卷來說，該面積為卷的長度乘以直徑)的每平方英尺每分鐘通過至少10加侖，例如至少20加侖的水，但不超過40加侖的水(每平方米每分鐘至少0.4立方米，例如至少0.8立方米，但不超過1.6立方米的水)。因為所述卷不起到管子的作用以使液體向所述卷的端部流動，因此，在該實驗中(同樣在實際中)，該卷的結(jié)構(gòu)通常使得流入和流出所述卷的任意特定長度的水量基本相同(例如，根據(jù)流入卷的水量，差別小于20％，優(yōu)選地小于10％)。
SCR的干重優(yōu)選地使得它可以容易運輸并且人工放置在適當?shù)奈恢蒙?。SCR的每線英尺(per linear foot)的重量例如可以為0.2到2.5磅(Ib)，例如0.35到1.0Ib(0.3到3.7，例如0.5到1.5千克/米)，并且總重量例如為1到15Ib.(0.45到7千克)，優(yōu)選地小于8Ib(3.5千克)。
本發(fā)明的管狀SCR可以具有任何橫截面。通常，但不是必需的，它們具有不變的橫截面。具有通常為圓形橫截面的SCR易于制備，但是具有其它橫截面的SCR也是可能的，所述其他橫截面例如為橢圓形或多邊形(包括，例如，三角形和包括正方形的矩形)，并且多邊形橫截面管的較大底面積使得它們放置在地面上通常為水平的位置上時更加穩(wěn)固。
SCR的端部本發(fā)明SCR的端部可以完全敞開，或者可以被適當?shù)亩瞬吭忾]，所述端部元件可以為有孔的。端部元件可以構(gòu)造為使得它提供用于所述卷的物理支撐并且減少了卷端部被不經(jīng)意壓變形的風險。可選或另外地，端部元件可以構(gòu)造為使得兩個或以上的SCR成列地連接在一起以提供延伸的SCR。例如，一或兩個端部可以包括安裝在SCC內(nèi)部并且可以安裝在相鄰卷內(nèi)部的橋接元件。當SCR將被用于控制流入排水設(shè)備的含沉積物的液流時，SCR的端部可以定形和/或關(guān)住(或用于連接輔助部件，例如沙袋)，以確保在不流過SCR的情況下幾乎沒有液體可以進入排水設(shè)備。
SCR的定位元件如上所述，通常優(yōu)選地是，SCR包括一個或多個遠離SCR延伸的定位元件。當將SCR放置在地面上基本水平的位置上，例如從來自建筑工地的廢水中收集沉積物時，例如通過驅(qū)動一個或多個樁子穿過定位元件到地面中，和/或通過散布土、沙子、卵石或其它碎片到一部分或全部定位元件的頂部上，和/或通過在地下挖溝并且將一部分或全部的定位元件埋入溝中，而將所用的定位元件可以“鍵入”(即固定SCR在適當?shù)奈恢蒙?。優(yōu)選地，當從所述卷上方的平面觀察該卷時，定位元件延伸超過SCR的主體。如下面進一步描述的，當該SCR為多個SCR組件的一部分時，定位元件可用于將相鄰的SCR固定在一起。如下面進一步描述的，當SCR用于保護排水設(shè)備時，定位元件覆蓋排水設(shè)備的水平表面。
優(yōu)選地，定位元件為薄板形式。定位元件優(yōu)選地由相同的材料制成和/或作為流出元件的延伸部。然而，它例如可以包括未穿孔的聚合薄膜，或者具有通孔的不同板材。尤其是當定位元件包括有孔聚合板材時，它優(yōu)選地還包括在至少一部分定位元件上、優(yōu)選地在大致全部定位元件上延伸的過濾器。過濾器可以提供定位元件的至少部分例如全部頂面，和/或部分或全部過濾器可以夾在下部有孔板材和上部有孔板材之間。尤其是當將SCR放置在硬表面(例如，混凝土或瀝青)上時，定位元件優(yōu)選地還包括提供定位元件的至少一部分底面的過濾元件。過濾元件有助于保持定位元件與下面的表面相接觸。定位元件的下表面上的過濾器可以為如上定義的流出過濾器；例如，它可以由與流出過濾器相同的材料制成。
定位元件可以包括例如圍繞定位元件周邊的一個或多個重物，和/或例如沙袋的一個或多個重物，在將SCR放置到適當位置之后，所述重物可以放置在定位元件上。這有助于固定SCR在適當位置上，并且在SCR被用于控制流入排水設(shè)備的含沉積物的液流時尤為有用。
SCR的組件兩個或更多的SCR可以端部對端部地連接在一起以形成縱向延伸的SCR。SCR之間的接頭優(yōu)選地使得沉積物收集發(fā)生在接頭處(及它們之間)。該接頭例如可以通過將兩個SCR對接在一起并且通過有選擇地為不透水的機械裝置例如鉤子、繩、帶子、金屬絲或夾子)；和/或通過安裝在每個SCR內(nèi)部的管狀C形橋接元件；和/或通過熔融熔接和/或通過膠粘劑將它們連接在一起，但是這在野外通常是不方便的。當使用聚合橋接元件時，它可以為有孔或沒孔的，并且例如可以通過管擠制工藝，或者通過卷起聚合材料平板例如與用于閥元件和/或流出元件的材料相似或相同的板材來制備。在一個優(yōu)選實施例中，管狀的C形有孔橋接元件固定在每個SCR的一個端部內(nèi)，使得它可以安裝在相鄰SCR的敞開端部中。當SCR以一定角度彼此連接在一起時，每個所述卷的端部可以修整到所需角度和/或可以使用斜管狀橋接元件。可選地，SCR本身可以構(gòu)造為在其中具有角度。通過在定位元件(如果存在的話)中切出橫向狹縫而在SCR的中部產(chǎn)生角度，并且隨后在狹縫處彎曲該管狀部分。
可選或另外地，兩個或更多個例如6或8個SCR可以并排連接在一起，例如因此形成沿一個或兩個方向的多個SCR。該組件可以包括加固件。最終組件可以放置在地面上，并且SCR的軸線通常為水平的，或者與水平成一定角度，例如基本為豎直的。這種組件在預測有大量的含沉積物的液體時、或者當目標為防止現(xiàn)有的沉積物材料團被沖走時尤為有用。所有的SCR可以具有相同的長度，或者它們可以具有不同的長度。例如，它們可以有規(guī)律或無規(guī)律地交錯設(shè)置以形成臺階狀的組件。許多這種臺階狀組件例如可以放置在現(xiàn)有地塊周圍并且隨后連接在一起，所述SCR的軸線與水平成一定角度，通常最長的SCR最為接近現(xiàn)有的地塊，從而形成一種保持壁，如下面進一步描述的。
作為加工工序的一部分，這種組件例如可以通過熔融熔接，和/或通過膠合劑，和/或通過例如穿過定位元件的機械裝置，和/或通過圍繞所述組件纏繞的有孔材料片將SCR彼此連接在一起而制成。在野外，多個SCR(或所制造的SCR組件)例如可以通過例如鉤子、繩、帶子、金屬絲或夾子的機械裝置，和/或通過熔融熔接，和/或通過膠合劑連接在一起，盡管在野外使用熔融熔接和膠粘劑通常是不方便的。
使用SCR以穩(wěn)固現(xiàn)有地塊SCR的一個有價值的用處是穩(wěn)固現(xiàn)有地塊，例如，斜坡、溪谷、海灘、湖泊、河流或運河的堤岸。為了這個用處，優(yōu)選地使用包括許多SCR的組件，這些SCR固定在一起并且它們的軸線與水平成較大的角度安裝，例如30到90°，從而例如與待穩(wěn)固地塊的斜坡相匹配。
有時候，利用一種制造方法將較少數(shù)目的SCR例如4到20個SCR固定在一起，以提供可以運輸?shù)桨惭b地點的組件，并且隨后在該地點將多個這種組件固定在一起，這樣是很方便的。所述組件可以為相同或不同的，并且單個的SCR或較小組件還可以用于提供所需的最終結(jié)構(gòu)。相鄰SCR的底部和/或頂部可以為臺階狀的，并且可以與SCR的軸線成直角或其它選定角度，以便適于將要放置SCR的地形，和/或提供所需的上部輪廓。
在將SCR已經(jīng)放在其位置中之后，它們可以固定到已被嵌入待穩(wěn)固地塊中的適當限制物上，和/或至少一些SCC隨后用土填滿以賦予組件更大的重量、強度和剛度，以及維持設(shè)備壽命的能力。
使用SCR以保護排水設(shè)備具有定位元件的SCR可用于控制碎片和沉積物進入排水設(shè)備，特別是路邊的排水設(shè)備，存在通過路邊的開口通向該排水設(shè)備的通道，并且該排水設(shè)備具有在路面不受阻礙但是被人行道覆蓋的后部。該排水設(shè)備還可以具有設(shè)置在道路中并且由沉重的箅子覆蓋的暴露的前部。SCR放置在路緣中的開口上。優(yōu)選地，SCR足夠長以在每個端部被路緣支撐。SCC可以具有直徑而使得其頂部還被人行道支撐。如果SCR基本覆蓋住路緣中的開口，SCR的頂部優(yōu)選地沒有過濾材料，這樣如果需要的話，可使過量的含沉積物的液體可以相對不受阻礙地流入排水設(shè)備中。定位元件延伸到道路中，并且如果在道路上存在箅子的話，定位元件在箅子上延伸。當定位元件在箅子上延伸時，該定位元件長于其它應(yīng)用所需的長度，例如為SCC直徑的3到6倍。為了這個用處，定位元件優(yōu)選地包括兩個具有較大孔的有孔聚合板材的疊置層，并且具有較小孔的過濾材料層夾在所述疊置層之間。
SCR的制備本發(fā)明的SCR可以通過任何適當?shù)姆绞街苽?。本發(fā)明第三方面的方法是一種令人滿意的制備SCR的方法，其中閥元件和流出元件包括整塊有孔板材的疊置層。該方法還可以提供定位元件，其為同一塊有孔板材的一部分。
在本方法的特定實例中，一個長約45英寸(1.15米)高密度聚乙烯網(wǎng)狀物從寬約60英寸(1.5米)的網(wǎng)狀物卷上切下，并且放置在平坦的臺子上。所述網(wǎng)狀物中的聚合繩和孔如圖4中所示，并且角度θ約為75°，a約為0.062英寸(1.6毫米)，x約為0.225英寸(5.7毫米)，并且y約為0.215英寸(5.5毫米)。一條60英寸(1.5米)的邊插到切入心軸的槽中，所述心軸具有大約5英寸(125毫米)的直徑及稍大于60英寸(1.5米)的長度。驅(qū)動該心軸而保持網(wǎng)狀物緊緊纏繞心軸直到網(wǎng)狀物重疊為止。使用超聲波熔接頭沿著最先疊置的線對疊置層進行熔融熔接。將一塊或多塊選定尺寸的200目的高密度聚乙烯過濾板放置在仍保持于臺子上的網(wǎng)狀物上的選定位置處(該塊過濾板的尺寸和位置取決于產(chǎn)品中的所需過濾器)并且熔融粘合到網(wǎng)狀物上。心軸再次轉(zhuǎn)動，保持網(wǎng)狀物(和粘合好的過濾材料)緊緊纏繞心軸直到網(wǎng)狀物再次疊置為止。重新疊置的層被熔融熔接在一起。仍然位于臺子上的剩余的5英寸(125毫米)網(wǎng)狀物提供定位元件。具有長度約為10英寸(0.25米)和直徑略小于管內(nèi)徑的管形套筒由無孔的高密度聚乙烯板或網(wǎng)狀材料制備。該套筒可以插入到所述卷的端部中使得兩個或更多的SCR可以沿直線連接在一起。
附圖現(xiàn)在參考附圖，其中相同的參考數(shù)字用于表示相同或類似的元件，圖1、2、3和7顯示了不同的SCR。在圖1、2、3和7中的每一幅中，網(wǎng)狀材料1和過濾材料2已經(jīng)卷起并且在位置3處固定在一起，例如熔融熔接在一起，留下網(wǎng)狀物的薄片4延伸作為定位元件。在圖1-3中，網(wǎng)狀材料1的疊置部分11a和11b(并且在圖2中還有疊置部分11c)提供流出元件，并且使流出過濾器21夾在它們之間；并且疊置部分12a和12b提供閥元件，在圖2和3(而不是在圖1中)具有夾在它們之間的閥過濾器22。在圖2中，閥過濾器延伸到低于流出過濾器的上部高度的上部位置，從而留出上部無過濾部分。在圖3中，流出過濾器和閥過濾器形成圍繞沉積物SCR圓周的連續(xù)過濾器。在圖7中，疊置程度限于需要將疊置區(qū)域固定在一起的程度，并且過濾器21延伸到定位元件上并且形成定位元件的上表面。在圖1-3和7中的每一幅中，SCC6由閥元件和流出元件包圍。
圖4為聚合網(wǎng)狀物的實例的平面圖，該聚合網(wǎng)狀物可用作本發(fā)明中的閥元件和流出元件。該網(wǎng)狀物已經(jīng)通過沿加工方向的擠出制備而成，所述加工方向由圖4中的豎直箭頭表示。聚合繩的厚度指定為a；平行四邊形孔的銳角指定為θ；平行于聚合繩的主要尺寸指定為x；并且平行于聚合繩的較小尺寸指定為y。
圖5和6為由六個SCR組成的組件的平面視圖和側(cè)視圖，所述SCR如圖3中所示，但是具有不同的長度。所述SCR通過將各自的定位元件4A-4F在位置7A-7F處熔融熔接到相鄰SCR上而連接在一起。
在圖8-22中，基本平坦的預制件包括網(wǎng)狀物1和過濾材料2，該過濾材料在網(wǎng)狀物的全部(圖8-9)或選定部分(圖11-12、14-15、17-18、20-21)上延伸。預制件可以沿圖8、11、14、17和20中的箭頭所示方向卷起，并且預制件的最終疊置部分在位置3處固定在一起以提供SCC 6和定位元件4。在圖20中，預制件還包括網(wǎng)狀物的上層41，其形成圖22中所示最終SCR中的定位元件的頂面，特別適用于控制含沉積物的液體向排水設(shè)備中的流動。
在圖23中，地塊的斜坡232由SCR的組件233穩(wěn)固。SCR的底部放置在挖掘于斜坡底部的溝231中。
在圖24和25中，圖22中所示類型的SCR用于控制含沉積物的水向設(shè)置在道路242中的排水設(shè)備中的流動，所述道路的邊界由具有路緣244的人行道243限定。該排水設(shè)備由箅子245(其周邊由圖25中的虛線顯示)覆蓋，除了人行道下面的后部以外，存在通過路緣中的開口通向該排水設(shè)備的通道。SCC 6覆蓋路緣中的開口并且與相鄰的路緣部分相接觸。定位元件4覆蓋箅子245并且在相鄰的道路部分上延伸。
在圖26中，基本平坦的預制件包括網(wǎng)狀物1和過濾材料2，該過濾材料在網(wǎng)狀物的選定部分上延伸，并且從網(wǎng)狀物伸出。預制件可以沿箭頭所示方向卷起，并且預制件的最終疊置部分在位置3處固定在一起以提供SCC 6和定位元件4，如圖27中所示。
圖28和29顯示了與圖27中所示SCR類似的SCR，但是具有固定于其上的C形的有孔橋接元件9。
權(quán)利要求
1.一種沉積物控制卷(SCR)，其包括1)細長的閥元件，其具有多個較大的閥通孔；2)細長的流出元件，其具有多個較大的流出通孔；3)細長的流出過濾器，該流出過濾器(i)由流出元件支撐，并且(ii)具有多個較小的過濾通孔；所述SCR包括位于閥元件和流出元件之間的基本上中空、細長的沉積物收集室(SCC)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的SCR，其特征在于，閥元件和流出元件由整塊的有孔聚合板提供，所述聚合板已經(jīng)卷成包括有孔聚合板的疊置層、通常為管狀的構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的SCR，其特征在于，所述層在基本為矩形區(qū)域上疊置，該區(qū)域覆蓋管狀構(gòu)造的長度延伸并且寬度為0.5-3英寸(12.5-75毫米)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的SCR，其特征在于，所述層在基本為矩形區(qū)域上疊置，該區(qū)域延伸覆蓋管狀構(gòu)造的長度并且使得流出過濾器的至少20％夾在疊置層之間。
5.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求的SCR，其特征在于，閥元件和流出元件中的每一個孔都具有0.02-0.25平方英寸(13-160平方毫米)的面積，并且每一個閥元件和流出元件的開放面積為暴露表面總面積的25％到65％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項的SCR，其特征在于，流出過濾器的孔眼大小為100到500微米并且基本均勻的厚度小于0.5英寸(12.5毫米)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項的SCR，當經(jīng)受由(i)將SCR完全浸在水中0.5小時，(ii)將SCR從水中取出，(iii)將SCR放置在水平的有孔表面上，和(iv)使SCR在20℃的靜止空氣中排水0.5小時組成的實驗時，該SCR實驗后的重量不大于實驗前其重量的1.1倍。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項的SCR，當經(jīng)受清水以垂直于閥元件的方向流向SCR的實驗時，該SCR能夠使閥元件的正面每平方英尺每分鐘通過至少10加侖的水，但不超過40加侖的水(每平方米每分鐘至少0.4立方米的水，但不超過1.6立方米的水)，并且流入和流出任意特定長度的SCR的水量基本相等。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項的SCR，當在70(21℃)下進行實驗時，其中將200磅(90千克)的重量均勻地施加在SCR頂部的1英尺(0.3米)長的部分上持續(xù)20秒，并隨后移除，所述承受重量部分的SCR的高度在重量移除之前降低至少60％，并且在重量移除之后的一個小時內(nèi)恢復到其原高度的至少75％。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項的SCR，其包括從流出元件伸出的定位元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的SCR，其特征在于，閥元件、流出元件和定位元件為整個有孔聚合板的不同部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的SCR，其特征在于，閥元件、流出元件和定位元件為由多條聚合繩組成的整個熔融擠出的聚合網(wǎng)狀物的不同部分，其(a)限定了多個基本相同的孔，每個孔的面積為0.03到0.16平方英寸(20到100平方毫米)；和(b)具有占網(wǎng)狀物總面積25％到65％的固體表面積；并且流出過濾器(i)固定到流出元件上，并且(ii)具有80微米到600微米的孔眼尺寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的SCR，其特征在于，流出過濾器僅在流出元件的下部延伸，該下部從流出元件的底部向上部位置延伸，該上部位置為SCR高度的至少80％。
14.一種從流動的含沉積物的液流中收集沉積物的方法，其包括使液流通過上述權(quán)利要求中任意一項所述的SCR。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，液流從建筑工地排出。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，該SCR(a)放置在與排水設(shè)備相鄰的路緣中的開口上，并且(b)包括定位元件，該定位元件包括過濾器，因此，流向排水設(shè)備的含沉積物的液體在流入排水設(shè)備之前通過定位元件或SCC。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，，液流來自現(xiàn)有地塊，并且所述方法避免或減少了沉積物從該地塊的消除。
18.一種制造如權(quán)利要求1-13中任意一項所述的SCR的方法，該方法包括(A)提供用于SCR的預制件，該預制件包括(i)具有較大通孔的有孔板材，和(ii)一片具有較小通孔并且固定到所述有孔板材的一部分或全部上的過濾材料；(B)卷起該預制件以提供基本為管狀的主體，(a)該主體包括彼此疊置的有孔板材的第一和第二部分，并且(b)其中該過濾材料的至少一部分固定到管狀主體內(nèi)表面的至少一部分上；以及(C)將有孔板材的疊置的第一和第二部分固定在一起。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于，具有固定到其上的過濾材料的一部分有孔板材從管狀主體切向伸出，從而提供定位元件。
20.一種適用于權(quán)利要求18或19所述方法中的預制件，該預制件包括(1)具有較大通孔的有孔板材，和(2)一片具有較小通孔并且固定到有孔板材上的過濾材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的預制件，其包括基本為矩形的有孔板材和固定在其上的基本為矩形的過濾材料板，該過濾材料板固定到有孔材料板上使得四個邊中的兩個基本重合并且該過濾材料板的一部分延伸超過有孔板材。
全文摘要
一種沉積物控制卷(SCR)包括就有較大通孔的閥元件(1)、中空的沉積物收集室(SCC)(6)和具有較小通孔的流出過濾器(2)。該SCR優(yōu)選地包括從SCC伸出的定位元件(4)。該SCR可用于收集來自建筑工地的廢水中的沉積物，或者減少來自現(xiàn)有地塊的沉積物的消除。該SCR例如可以通過將帶有附貼于其上的濾布的擠出聚合網(wǎng)狀物制成。
文檔編號E02D17/20GK1894471SQ200480037888
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者約翰·H·麥金 申請人:理查德·謝拉特, 約翰·H·麥金, Ertec環(huán)境系統(tǒng)有限公司