用于在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備、系統和方法
【專利摘要】一種用于在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備、系統和方法。該結構可以包括具有第一和第二端部的細長柔性氣囊毯分隔器。該結構可以具有可操作地連接至所述第一和第二端部的開放孔垂直支撐部。每一端部延伸進入開放孔垂直支撐部，并靠在擋板氣囊束的至少一個擋板氣囊上。該至少一個擋板氣囊包含在開放孔垂直支撐部中，并且至少一個擋板氣囊在垂直支撐部的端部和水體的底部之間。一種使用所述設備的方法包括提供一種設備，該設備具有可變體積的第一和第二隔室，該第一和第二隔室被柔性氣囊毯分隔器分隔；以及通過氣囊上的開口引入各種制劑，以控制入侵生物體的生長或將所述入侵生物體殺死。
【專利說明】用于在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備、系統和方法
[0001]本申請是申請日為2007年3月22日、申請號為200780053028.X (國際申請號為PCT/US2007/064458)、名稱為“用于在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備、系統和方法”的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明總體涉及對我們的自然資源的保護，并更具體地涉及在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備、系統和方法。
【背景技術】
[0003]已發現的是，一些天然形成的水體，諸如湖泊、水庫、江河和溪流，已開始被諸如多氯聯苯(PCB)或氯化二惡英(chlorinated dioxin)等化學物質所污染。上述這些水體可能容納了埋藏的具有歷史價值的人工制品，因此，收回所述人工制品是所希望的。
[0004]另外，已有水體中入侵植物物種激增的報道。斑馬貝(Zebra mussel)、歐亞狐尾藻(Eurasian watermilfoil)、梅花S盧(ruffe),以及其他入侵物種對水和本地水生植物和動物造成了嚴重威脅。黑藻(Hydrilla)是一個所發現的極具入侵性的植物的實例，它“搭乘”在觀賞性水生植物根莖上。
[0005]在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備、系統和方法是需要的。

【發明內容】

[0006]本發明的第一方面提供了一種用于收回歷史人工制品、根除入侵物種或恢復植物生命的設備，其包括:具有第一和第二端部的細長柔性氣囊毯分隔器；以及可操作地連接至該第一和第二端部的開放孔垂直支撐部；其中每一端部延伸進入開放孔垂直支撐部，并靠在擋板氣囊束的至少一個擋板氣囊上，以及其中所述至少一個擋板氣囊包含在開放孔垂直支撐部中，并且至少一個擋板氣囊在垂直支撐部的端部和水體的底部之間。
[0007]本發明的第二方面提供了一種收回歷史人工制品、根除入侵物種或在水體的被污染底部重新種植植物生命的方法，其包括:提供一種設備，該設備包括:細長柔性氣囊毯分隔器，其具有第一和第二端部；開放孔垂直支撐部，其可操作地連接至該第一和第二端部；其中每一端部延伸進入開放孔垂直支撐部，并靠在擋板氣囊束的至少一個擋板氣囊上，以及其中所述至少一個擋板氣囊包含在開放孔垂直支撐部中，并且至少一個擋板氣囊在垂直支撐部的端部和水體的底部之間，以使該至少一個擋板氣囊與水體的底部可釋放地形成一密封；重新懸浮該設備中的被污染沉積物；以及去除重新懸浮的被污染沉積物，以使細長柔性氣囊毯分隔器降低，使得可以利用機器人臂提取所述人工制品，可以使用化學注入器引入化學制品以根除入侵物種，或可以使用噴嘴引入種植袋，以重新種植水體的底部。
[0008]本發明的第三個方面提供了一種用于收回歷史人工制品、根除入侵物種或在被污染的水體底部恢復植物生命的系統，其包括:船只；設備，該設備包括:具有第一和第二端部的細長柔性氣囊毯分隔器；可操作地連接至該第一和第二端部的開放孔垂直支撐部；其中每一端部延伸進入開放孔垂直支撐部并靠在擋板氣囊束的至少一個擋板氣囊上，其中所述至少一個擋板氣囊包含在開放孔垂直支撐部中且每一擋板氣囊在垂直支撐部的端部和地之間，以及其中所述駁船包括用于提升或降低所述設備的機械裝置。
[0009]本發明的第四方面提供了一種用于控制入侵生物體的方法，所述入侵生物體諸如狐尾藻、斑馬貝、生長失去控制的特定植物，該方法包括:提供一種設備，該設備具有可變體積的第一和第二隔室，該第一和第二隔室被柔性氣囊毯分隔器分隔，其中當氣囊毯分隔器朝水體的底部移動時，第二隔室的體積減小；以及通過氣囊上的開口引入化學制品、加速齊U、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，以控制入侵生物體的生長或將所述入侵生物體殺死。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出了用于在水生環境中收回人工制品和根除入侵物種的設備的前剖視圖，根據本發明的實施方案，該設備包括柔性氣囊毯分隔器；
[0011]圖2描述了圖1的細長柔性氣囊毯分隔器的前剖視圖，根據本發明的實施方案，示出了插入該細長柔性氣囊毯分隔器的裝置的分解圖；
[0012]圖3、4、5和6描述了加強束的互連網絡的前剖面圖；以及
[0013]圖7描述了用于收回歷史人工制品、根除入侵物種、或恢復植物生命的設備的前首丨J視圖;
[0014]圖8a_f根據本發明的實施方案描述了被配置為框架擋板氣囊束(Frame ApronBladder Bundles) (FABBs)的擋板束的前剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1示出了設備100的前剖視圖，該設備100諸如為在使用考古調查研究和人工制品收回工具 IIOCArchaeological Investigative Research&Artifact Recovery tool)(AIR&ART)中起輔助作用的、通稱為考古盒探測器(Archaeological Box Explorer) (ABE)的“Boxplorer”系統，其中工具110的開放側90可以朝向水體83的底部80，并且工具110的擋板氣囊束105的擋板氣囊104的邊緣82可以直接、物理地與水體83的底部80接觸，以使所容納區域中的水和懸浮沉積物152、所容納的沉淀沉積物78以及所容納的淤泥85可以與工具110外部的未容納區域中的水和懸浮沉積物150、和沉淀沉積物78，以及未容納的淤泥85’基本完全隔離或分離。水體83包括表面81、水和懸浮沉積物150以及水體83的底部80，其中水體83的底部80可以包括沉積物78’、淤泥85’以及基巖87，并且可以相鄰于陸地體(body of land) 160，例如，沿岸水域、沿河邊界水域、沿湖濱邊界水域，或者沿海濱邊界水域。所容納的沉淀沉積部分78和未容納的沉淀沉積部分78’可以是諸如受污染材料，所容納的淤泥部分85和未容納的淤泥部分85’可以是泥土和水的混合物，因此具有粘性，而基巖部分87可以是巖石、頁巖或其他支撐淤泥85和85’和/或沉積物78和78’的硬質材料。在一些情況下，水體83的底部80的所容納的沉積物部分78和未容納的沉積物部分78’、和/或所容納的淤泥部分85和未容納的淤泥部分85’中的一些或所有可能包含化學污染級別，以致于所述化學污染的級別對于人、野生生物一諸如存活于水體83中的魚類或植物生命一是有害健康的或有毒的。所述化學污染可以是諸如水銀、鉛的重金屬，或諸如鉻、鎂、錳、銅的其他金屬，或諸如多氯聯苯(PCB)、二惡英的有機物，或諸如三氯乙烯、甲苯或苯的鹵化溶劑或芳烴溶劑。所述級別可以是例如低至萬億分之0-100 (重量計)，或接近用于量化化學污染級別的現代分析儀器的最小檢測限值。在污染級別可能有害健康或有毒的情況下，希望或必需使用如圖1所描述的設備100以從底部80去除受化學污染的部分。
[0016]工具110可以包括:觀察裝置105a和105b，諸如防水相機，其可以用于顯示所容納區域的水和懸浮沉積物152。所述工具110可以是氣囊邊界系統(Baldder BounarySystem) (BBS)或者任何其他適合的帶有防水壁的容器。所述工具110使用能夠撓曲和成形的氣囊板(BSS)50，以將可能具有歷史或文物價值的人工制品76保持在適當位置。所述氣囊板(BSS)可以帶有構成柔性氣囊毯分隔器49的多重層51。在一個實施方案中，氣囊擋板104可以有利地依靠擋板氣囊束105、106——諸如軟接觸式聯合氣囊系統(Soft TouchUnion Bladder System) (STUBS)——以幫助與水床的底部80形成穩定、表面均勻、負載平衡的軟氣囊密封。在下文中，“氣囊”定義為可膨脹的柔性膜或囊，其容納了具有比水體83中的流體密度更大的液體，或容納了幫助氣囊在保持固態形狀同時也具有柔性形狀的互連的內部(內骨骼的)網絡。束105、106可以配置為框架擋板氣囊束(Frame Apron BladderBundle) (FABB),諸如高層(High Rise) 80a 和 80f、A 型框架(A-Frame) 80b、混合式 A 型框架80c、V型框架80d、設計用于“軟接觸”諸如海床的水體底部80的M型框架80e，如圖8A-8F中所描繪以及在有關聯文本中所描述的。
[0017]擋板氣囊104或細長柔性氣囊毯分隔器49可以由從下述組中選出的柔性材料制成，該組由下述材料組成:聚氨酯聚合物、聚硅酮聚合物、聚酯聚合物、聚苯乙烯聚合物、天然或合成橡膠、高或低密度聚乙烯、高或低密度聚丙烯，以及聚酰胺聚合物。擋板氣囊104可以具有任何適合的立體幾何形狀，諸如多邊形、立方形、圓柱形、球形、棱錐形、菱形或圓錐形。所述BBS可以收縮細長柔性氣囊毯分隔器49 (氣囊板(BBS))之下的區域，并在收回人工制品76時減少待搬運的水量。在一個實施方案中，BBS在人工制品76的收回過程中，通過開啟閥56經由管149去除流體以收縮該BBS的擋板氣囊104，從而減少被污染地點中待過濾的水量。在一個優選實施方案中，擋板氣囊104可以通過互通管58而互通，以使擋板氣囊104內的壓力自平衡，因此使得能夠“軟接觸”諸如海床的水體底部80，如圖8A-8F所描繪并在相關的文本中所描述的。導線管70可以容納同軸電纜或其他適合的配線以向觀察裝置105a和105b供電，并提供數據總線，通過該數據總線，人工制品76和/或入侵物種12、13的所容納區域93的圖片可以擴展至另一位置用于遠程觀察。入侵物種12可以是斑馬貝，或入侵物種13為歐亞狐尾藻、梅花鱸、以及其他對水和本地水生植物和動物造成嚴重威脅的入侵物種。黑藻是一個所發現的極具入侵性的植物的實例，其“搭乘”在觀賞性植物根莖上。另外，觀察裝置105a和105b可以配備用于照亮所容納區域93的照明器，所述照明器諸如防水用電燈，或可能通過化學發光照亮的熒光棒。
[0018]設備100可以是用于挖掘所容納的沉淀沉積物部分78的懸浮主動開采過程(Suspension Active Mining Process),包括分別經由閥52的回水/回氣口 145a’、經由閥53的供水/供氣口 145b’、經由閥55到攪拌裝置61的噴水/噴氣口 62、以及添加劑部位60，諸如經由閥51通過化學注入器270的化學注入系統120、121。[0019]設備100—諸如懸浮主動開采過程一通過以下方式挖掘包圍人工制品76的所容納的沉淀沉積物部分78:使所容納的沉淀沉積物部分78成為懸浮態，以產生所容納的懸浮的水和沉積物152。設備100—諸如懸浮主動開采過程一使用攪拌裝置61 (諸如噴口、螺絲鉆、螺旋槳、泵)經由管線147a和147b攪動(whip)和傳輸懸浮的所容納的水和沉積物，以通過這樣的閉環管路設備100或開環管路設備200進行處理，所述閉環管路設備100或開環管路設備200公開在美國專利申請S/N10/918，257中，所述專利申請由與本申請相同的發明人Thomas J.Kryzak創造,并以引證方式納入本說明書。
[0020]設備100-諸如通用探測高級研究系統(General Exploration Advanced
Research System) (GEARS)-將潛水檢測可視探測系統(Dive Inspection Visual
Exploration System) (DIVES)、潛水綜合機械提取系統(Dive Integrated MechanicalExtraction System) (DIMES)和選擇性收回方法系統(Alternative Recovery MethodSystem) (ARMS)與許可接地盒(Granting earth Box) (GEB)一起使用。DIVES 使用 GEB 的輕質、清晰視野、屏幕可視的相機105b以用于“傳遞”人工制品76的收回。DMES使用GEB的“機械工具”116以取回人工制品76，但不限于使用空氣、氣體、氣泡、化學制品、材料、水或其他適合的物質或其組合進行鉆孔、取芯、鋸、磨、壓緊(impacting)、送風(blasting)或噴射的傳輸技術。ARMS使用擋板氣囊束105、106——諸如GEB的氣囊排序系統(Bladder
Order Systerm)-以借助于氣囊膨脹網系統(Bladder Inflating Net System) (BINS)
滲透、包圍、和/或支撐人工制品76。
[0021]參考圖1，設備100可以經由入口管60從獨立的供水系統而非水體83 (未示出)處補給未污染的水。入口管60和傳輸管147a和147b可以通過移除艙口蓋63被打開以供使用。
[0022]圖2描述了圖1的細長柔性氣囊毯分隔器49的前剖視圖，示出了被插入設備100的細長柔性氣囊毯分隔器49中的攪拌裝置210、215、61，收回裝置216，或處理裝置120和121，或采樣點105的分解圖。用于添加化學添加劑以消滅入侵物種12或13的處理裝置120和121包括添加口 62和62’，其通過氣囊中的開口或管150和160引入諸如氯、過氧化氫、加速劑、減速劑、給養劑(feeding)、斷養劑(starving)、阻光劑或窒息劑的化學添加劑，以控制入侵生物的生長或殺死入侵生物。處理裝置120和121包括分別用于開始和停止流體流入處理裝置120和121的控制閥51、51a以及52和52a。設備100包括用于分別經由管55a’-c’和55a-c向攪拌裝置61供給水/氣的供水/供氣口 60和60’，所述管是穿過細長柔性氣囊毯分隔器49的插入件。采樣點205可以用于采樣以分析所容納的水和懸浮沉積物152的污染級別，并且用于插入種植袋以植被再造。可替代地，種植袋700可以通過種植袋引入系統252的艙口蓋63被引入。種植袋700如下文的圖7所示并在其相關的文本被描述，并已在先公開在本說明書中引用的美國專利申請S/N 10/918,257中，該專利申請由與本申請相同的 申請人:Thomas J.Kryzak創造,并以引證方式納入本說明書。
[0023]圖1-2和7示出的伸展探測過程(SEP)，其也提供了水生物控制根除系統(AquaticControlled Eradication System)(ACES)。控制入侵物種傳播系統(Controlled InvasiveSpecies Travel System) (CISTS)使用控制水生植被根除系統(Controlled AquaticVegetation Eradication System) (CAVES)以及氣囊邊界系統(BBS)以保護本地物種不被取代或破壞。軟接觸式聯合氣囊系統在項目作業過程中保護水體83 (例如，海床)的底部80，并使得物種生命周期催化劑(SpeciesLife Cycle Catalyst) (LCCS)能夠使用。因為LCCS加速劑或減速劑、添加劑或穩定劑、抑制劑、還原劑、消除劑對本地物種的維護產生了深遠的影響。利用光、C02、氧氣、水流運動、化學物質、藻類微生物的給養或斷養可以增強生命或者可以窒息生命。“閉環管路系統”也即公開在美國專利申請S/N10/918，257中的設備100可以將生物過濾入或過濾出為所選擇的物種。在入侵物種13被消滅的區域，本地物種的新引種可以被重新引入，并使用SEP以保護、促進、給養、加水、供能以及增進生長。
[0024]在方法600的步驟620中，收回歷史人工制品76、根除入侵物種12、13，或在水體83的被污染的底部80重新種植植物生命，該步驟包括:提供設備100，該設備包括:具有第一和第二端部250、255的細長柔性氣囊毯分隔器49 ;可操作地連接至第一和第二端部250、255的開放孔垂直支撐部110 ;其中每一端部250、255延伸進入開放孔垂直支撐部110，并靠在擋板氣囊束105、106的至少一個擋板氣囊104上，其中該至少一個擋板氣囊104容納在開放孔垂直支撐部110中，并且該至少一個擋板氣囊104在垂直支撐部的端部260、265和水體83的底部80之間，以使該至少一個擋板氣囊104與水體83的底部80可釋放地形成一密封82 ；
[0025]在方法600的步驟640中，重新懸浮所述設備內的所容納的水和被污染的沉積物152 ;以及
[0026]在方法600的步驟660中，去除所容納的水和被污染的沉積物152，使得細長柔性氣囊毯分隔器49的降低，從而歷史人工制品76可以利用機器人臂116取出，可以使用化學注入器270引入化學制品以根除入侵物種12、13，或者，可以使用采樣點205或種植袋引入系統252引入種植袋700，以在水體83的底部80上重新種植。下文中，“重新種植(revegetate)”定義為種重新種植本地物種以代替入侵植物物。
[0027]根據下文所述和圖2所描繪的方法600的步驟660，工具110可以通過機械或其他手段沿圖2和7中所示箭頭280的方向“降低”到位。如方法600的步驟660所述，通過向工具110的內部引入空氣/水/材料，細長柔性氣囊毯分隔器49可以移動至水體83的底部80的更深處，導致在容器110的邊緣78，創造一可釋放的密封82，其可以由容器110外的所述底部80的沉積物78’和淤泥85’壓向所述邊緣78’和沉積物78、淤泥85或基巖87中的任一種而形成，這取決于容器110被推進的深度。可釋放的密封82由此將所述內部93與水150和/或可能在容器100之外的水體83的底部80隔離。
[0028]在方法600的提供步驟620中，只要邊緣78’直接地、物理地與水體83的底部80相接觸，工具110就可以部分浸沒或全部浸沒在水體83的表面81之下。
[0029]在方法600的重新懸浮步驟640中，攪拌裝置61——諸如螺絲鉆、噴霧頭、攪動器(whip)、螺旋槳、流體和氣體分配裝置等——可以提供工具110的內部93的攪拌，使得可能容納在工具110的內部93中的底部材料的一部分或基本所有的懸浮，該底部材料例如底部80的78或85，其中懸浮部分可以包括被污染材料。該被污染材料可以在容器110的內部93的底部80的全部材料重量的百分之0-100范圍內。
[0030]在步驟640中，懸浮被污染材料所必需的攪拌率，例如在包圍人工制品76的位置，可以基于以去除為目標的底部材料的重量百分比由經驗確定，其中可能需要較高程度的攪拌以懸浮帶有被污染材料的底部80的較多的部分。在水和懸浮材料152中的被污染的懸浮材料可以通過“閉環”管路系統或“開環”管路系統傳送至處理系統140，諸如，帶有在線的化學測試設備的過濾系統，以識別可能已被污染的懸浮材料并將其從流體一如懸浮材料中的水和水152——中分離，如美國專利申請S/N10/818257所公開的并因此以引證方式納入本說明書的內容。
[0031]在方法600的實施方案中，在步驟620中，使用裝置820、850和910視頻監控該細長柔性氣囊毯的降低，因此裝置820、850和910使得水體780的底部輪廓可視化，其中該輪廓通過從下述組中選擇出的物體產生，所述組由下列物體組成:歷史人工制品、金屬桶、巖石、碎片，其中所述水體底部輪廓的可視化使得設備操作者可以將細長柔性氣囊毯分隔器749降低至距物體約I英寸或更大的距離之內，而不接觸該物體。
[0032]在一個實施方案中，去除重新懸浮的被污染沉積物795導致了大于95% (重量計)的化學污染物得到去除，或大于95% (重量計)的入侵物種712、713得到根除。
[0033]在一個實施方案中，通過氣囊中的開口引入化學制品、加速劑、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，控制了入侵物種712、713的生長或將入侵物種712、713殺死。
[0034]圖7描述了用于收回歷史人工制品705、根除入侵物種712、713或利用例如種植袋700恢復植物生命的設備的前剖視圖，該設備包括:帶有第一和第二端部750、755的細長柔性氣囊毯分隔器749 ;以及可操作地連接至第一和第二端部750、755的開放孔垂直支撐部710 ;其中每一端部750、755延伸進入開放孔垂直支撐部710，并靠在擋板氣囊束706、707的至少一個擋板氣囊704上，且其中該至少一個擋板氣囊704容納在開放孔垂直支撐部710中，且該至少一個擋板氣囊704在垂直支撐部710的端部750、755和水體783的底部780之間。
[0035]設備700包括再循環/加熱/冷卻管束1150。該管束1150可以是能夠將第二隔室793中所容納的水和重新懸浮的沉積物795的溫度控制在約5°C至約50°C之間的再循環熱交換器。箭頭1170示出了來自第二隔室793的流體再循環流入和流出再循環/加熱/冷卻管束1150。設備700可以包括攪拌裝置1165，其可以噴出由供給線1160供給的氣/水。
[0036]圖7描述了細長柔性氣囊毯分隔器749的內部635的前剖視圖，所述細長柔性氣囊毯分隔器749包括加強束640的互連網絡。
[0037]在一個實施方案中，設備700包括收回裝置716、根除裝置890或重新種植裝置930，該三項裝置從由下述裝置組成的組中選出:GPS900、照明器810、監控器820、聲納830、雷達840、相機850、化學注入器860、機器人卡鉗716、攪拌裝置870、螺絲鉆880、鉆頭890、抽吸裝置900、視頻監控裝置910、以及噴嘴920，上述裝置貫穿地插入細長柔性氣囊毯749中。
[0038]圖7描述收回裝置716，諸如用于抓緊人工制品705的機器人卡鉗725。該收回裝置716可以沿起重架(gantry) 718縱向滑動，并沿箭頭720的方向從約0°到約360°樞軸地轉動。所述機器人卡鉗包括用于碳弧氣刨的電極、水下焊炬(underwater torch)、用于沖擊式(ballistically)加熱以破壞水下植被的水下熱燒灼器(underwater heatcauterizer)、纟產、鉆、制芯器(core maker)、用于精確切割金屬、人工制品、植被、玻璃、石塊的激光器、切片機刀片附件、鋸、用于清除人工制品上的細小碎片的震動器、照明器、相機、聲納發射器/接受器、X光或磁性金屬探測器、用于將具有約0.1mm及以上直徑的小物體與更小的物體隔離和分離的篩。[0039]在一個實施方案中，擋板氣囊704包含密度大于外部環境的流體的互通流體，以使擋板氣囊704沉入到水體83的底部780，并與水體83的底部80的輪廓相一致，從而在擋板氣囊704和水體783的底部780之間形成可釋放的密封600。所述互通流體可以通過供給管1155注入擋板氣囊704。
[0040]在一個實施方案中，所述流體是密度大于水體83的流體的漿狀混合物，因此通過互通管610將漿狀混合物傳送入擋板氣囊中，使得擋板氣囊束706、707變得較水體83的流體更重，以使氣囊束706、707靠在水體783的底部780上。
[0041]在一個實施方案中，視頻監控裝置820或相機850使水體83的底部80的輪廓可視化，其中該輪廓通過從下述組中選擇出的物體產生，所述組由下列物體組成:歷史人工制品、金屬桶、巖石、碎片，其中所述水體783的底部780輪廓的可視化使得設備700的操作者能沿箭頭280方向將細長柔性氣囊毯分隔器749降低至距物體約I英寸或更大的距離之內，而不接觸該物體。
[0042]在一個實施方案中，設備700的內部環境793的溫度通過將加熱或冷卻流體或氣體引入至少一個垂直支撐部710的開放孔620，而相對于外界溫度升高或降低。
[0043]在一個實施方案中，內部艙口門625或外部艙口門630通向任一垂直支撐部的內部，以提供進入設備700——包括擋板氣囊704——的通路(access)。
[0044]在一個實施方案中，細長柔性氣囊毯分隔器749的內部635包括加強束640的互連網絡。
[0045]在一個實施方案中，加強束640的互連網絡具有從由下列形狀組成的組中選擇出的形狀:多邊形、立方形、圓柱形、球形、棱錐形、菱形或圓錐形、及其組合。
[0046]圖3、4、5和6描繪了加強束1050、1090、1120和1100的互連網絡的前剖視圖。力口強束1050、1090、1120和1100可以是立體管狀結構，以形成諸如束1110的蜂巢加強結構1120，如圖5所示。可替代地，它們可以是空心管1105、1096、1056，如圖6、4和3所示。管1096和1056可以布置成如圖3和4的同心環。大體地，更多數量的管導致強度更高但韌性更低的束。所述束可以使用納米技術制造，其中所述管可以通過諸如選擇性氧化的化學反應制成中空。
[0047]在一個實施方案中，細長柔性氣囊毯分隔器749從由下列材料組成的組中選出的材料制成:聚氨酯聚合物、硅酮聚合物、聚酯聚合物、聚苯乙烯聚合物、天然或合成橡膠、高或低密度聚乙烯、高或低密度聚丙烯、以及聚酰胺聚合物。
[0048]在一個實施方案中，根除裝置890是至少一個化學注入器860，其用于控制入侵物種712、713在水體783中生長，所述入侵物種從由入侵植物物種、斑馬貝及其組合組成的組中選出。
[0049]在一個實施方案中，入侵物種從由有毒杉葉蕨藻(toxic caulerpa taxifolia)、金錢草(loosestrife)、狐尾藻(milfoil)、梅花S盧和黑藻組成的組中選出。
[0050]在一個實施方案中，收回裝置716是用于從水體中取走歷史人工制品的機器人卡鉗。
[0051 ] 在一個實施方案中，機器人卡鉗包括用于碳弧氣刨的電極、水下焊炬、用于沖擊式加熱以破壞水下植被的水下熱燒灼器、鏟、鉆、制芯器、用于精確切割金屬、人工制品、植被、玻璃、石塊的激光器、切片機刀片附件、鋸、用于清除人工制品上的細小碎片的震動器、照明器、相機、聲納發射器/接受器、X光或磁性金屬探測器、用于將具有約0.1mm及以上直徑的小物體與更小的物體隔離和分離的篩。
[0052]在一個實施方案中，重新種植裝置930是用于在水體底部播種種植袋700的噴嘴920。
[0053]在一個實施方案中，設備700包括用于收回歷史人工制品、根除入侵物種，或在被污染的水體底部恢復植物生命的系統，其包括:船只1000和機械提升裝置1010 ;以及設備700。
[0054]在一個實施方案中，用于控制入侵生物體——諸如狐尾藻、斑馬貝、生長失去控制的特定植物——的方法800，包括:提供帶有可變體積的第一和第二隔室793、797的設備700，所述第一和第二隔室由柔性氣囊毯分隔器749分隔，其中當氣囊毯分隔器沿箭頭280方向朝水體783的底部780移動時，第二隔室793的體積減小；以及通過氣囊上的開口引入化學制品、加速劑、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，以控制入侵生物體的生長或將其殺死。
[0055]雖然本發明的具體實施方案以闡釋為目的在說明書中進行了描述，但對于本領域普通技術人員來說，許多修改和改變都是明顯的。因此，所附權利要求意在包括落在本發明的真正精神和范圍內的所有的這些修改和改變。
【權利要求】
1.一種用于收回歷史人工制品、根除入侵物種或恢復植物生命的設備，其包括: 可變體積的第一隔室和第二隔室，該第一隔室和第二隔室被柔性氣囊毯分隔器分隔，其中當氣囊毯分隔器朝水體的底部移動時，第二隔室的體積減小；以及 氣囊中的開口，通過該開口引入化學制品、加速劑、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，以控制入侵生物體的生長或將所述入侵生物體殺死。
2.根據權利要求1所述的設備，其包括:收回裝置、根除裝置或重新種植裝置，上述裝置貫穿地插入所述細長柔性氣囊毯中。
3.根據權利要求1所述的設備，其中擋板氣囊包含互通流體，所述互通流體的密度大于外部環境的流體的密度，以使擋板氣囊沉入到水體的底部，并與水體的底部的輪廓相一致。
4.根據權利要求3所述的設備，其中所述流體是漿狀混合物，其密度大于水體的流體的密度，以至將漿狀混合物傳送至擋板氣囊中導致擋板氣囊束變得較水體的流體更重，以使氣囊束靠在水體的底部上。
5.根據權利要求2所述的設備，包括一個視頻監控裝置，所述視頻監控裝置使水體的底部的輪廓可視化，其中該輪廓通過從下述組中選擇出的物體產生，所述組由下列物體組成:歷史人工制品、金屬桶、巖石、碎片，其中所述水體的底部輪廓的可視化使得設備的操作者將細長柔性氣囊毯分隔器降低至距物體約I英寸或更大的距離之內而不接觸該物體。
6.根據權利要求1所 述的設備，其中該設備的內部環境的溫度通過將加熱或冷卻流體或氣體引入至少一個所述垂直支撐部的開放孔，而相對于外界溫度升高或降低。
7.根據權利要求1所述的設備，其中一個艙口門通向任一垂直支撐部的內部，以提供進入該設備的通路，包括進入擋板氣囊。
8.根據權利要求1所述的設備，其中細長柔性氣囊毯分隔器的內部包括加強束的互連網絡。
9.根據權利要求8所述的設備，其中加強束的互連網絡具有從由下列形狀組成的組中選擇出的形狀:多邊形、立方形、圓柱形、球形、棱錐形、菱形或圓錐形及其組合。
10.根據權利要求1所述的設備，其中細長柔性氣囊毯分隔器由從下列材料組成的組中選出的材料制成:聚氨酯聚合物、硅酮聚合物、聚酯聚合物、聚苯乙烯聚合物、天然或合成橡膠、高或低密度聚乙烯、高或低密度聚丙烯、以及聚酰胺聚合物。
11.根據權利要求2所述的設備，其中根除裝置是至少一個化學注入器，其用于控制水體中入侵物種的生長，所述入侵物種從由入侵植物物種、斑馬貝及其組合組成的組中選出。
12.根據權利要求11所述的設備，其中入侵物種從由有毒杉葉蕨藻、金錢草、狐尾藻、梅花鱸和黑藻組成的組中選出。
13.根據權利要求2所述的設備，其中收回裝置是用于從水體中取出歷史人工制品的機器人卡鉗。
14.根據權利要求13所述的設備，其中機器人卡鉗包括用于碳弧氣刨的電極、水下焊炬、用于沖擊式加熱以破壞水下植被的水下熱燒灼器、鏟、鉆、制芯器、用于精確切割金屬、人工制品、植被、玻璃、石塊的激光器、切片機刀片附件、鋸、用于清除人工制品上的細小碎片的震動器、照明器、相機、聲納發射器/接受器、X光或磁性金屬探測器、用于將具有約.0.1mm及以上直徑的小物體與更小的目標隔離和分離的篩。
15.根據權利要求2所述的設備，其中重新種植裝置是用于在水體底部播種種植袋的噴嘴。
16.一種收回歷史人工制品、根除入侵物種或在水體的被污染底部重新種植植物生命的方法，其包括: 提供一種設備，該設備包括: 可變體積的第一隔室和第二隔室，該第一隔室和第二隔室被柔性氣囊毯分隔器分隔，其中當氣囊毯分隔器朝水體的底部移動時，第二隔室的體積減小；以及 氣囊中的開口，通過該開口引入化學制品、加速劑、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，以控制入侵生物體的生長或將所述入侵生物體殺死。
17.根據權利要求16所述的方法，其包括:視頻監控細長柔性氣囊毯的降低，從而視頻監控裝置使得水體的底部輪廓可視化，其中該輪廓通過從下述組中選擇出的物體產生，所述組由下列物體組成:歷史人工制品、金屬桶、巖石、碎片，其中所述水體的底部輪廓的可視化使得設備操作者可以將細長柔性氣囊毯分隔器降低至距物體約I英寸或更大的距離之內，而不接觸該物體。
18.根據權利要求16所述的方法，其中去除重新懸浮的被污染沉積物導致了大于95重量百分比的化學污染物得到去除，或大于95重量百分比的入侵物種得到根除。
19.根據權利要求16所述的方法，其中通過氣囊中的開口引入化學制品、加速劑、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，這控制了入侵物種的生長或將所述入侵物種殺死。
20.一種用于收回歷史人工制品、根除入侵物種，或在被污染的水體底部恢復植物生命的系統，其包括: 船只； 可變體積的第一隔室和第二隔室，該第一隔室和第二隔室被柔性氣囊毯分隔器分隔，其中當氣囊毯分隔器朝水體的底部移動時，第二隔室的體積減小；以及 氣囊中的開口，通過該開口引入化學制品、加速劑、減速劑、給養劑、斷養劑、阻光劑或窒息劑，以控制入侵生物體的生長或將所述入侵生物體殺死。
【文檔編號】A01M21/04GK103806489SQ201210313116
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2007年3月22日 優先權日:2007年3月20日
【發明者】托馬斯·J·克里扎克 申請人:托馬斯·J·克里扎克