CN102017903B

CN102017903B - 高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制方法

Info

Publication number: CN102017903B
Application number: CN2009101956596A
Authority: CN
Inventors: 王鲁民; 刘永利; 石建高
Original assignee: East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Current assignee: East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2029-09-14
Also published as: CN102017903A

Abstract

高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制方法，涉及海洋养殖网箱，需要提供一种网箱升降装备，本发明采用由浮力管框、扶手管、连接浮力管框与扶手的连接支架、由网衣及网纲组成的箱体、箱体底部与垂直网纲相连并加挂沉块，以及固定在浮力管框架上的锚泊绳缆，其特征是双环形或双管多边形浮力管内装有多个可充、排气的柔性橡胶气囊，橡胶气囊一端装充排气管接口、另一端封闭并装固定环，浮力框以交错对称分别排布多个管腔，并分为常浮力密封腔和内装橡胶气囊的可调节浮力腔，可调节浮力腔的管壁上有进、排水孔；橡胶气囊一端的接口与气管连接，气管另一端保持在水面以上与充气泵连接，充气后堵塞气管使网箱处于常浮状态，打开堵塞排气使网箱下沉。

Description

高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制方法

技术领域

本发明涉及海洋养殖网箱，尤其是控制网箱下沉与升浮的装备及其控制方法。

背景技术

高密度聚乙烯框架重力式网箱以高密度聚乙烯管作为浮力框架、以箱体(网袋)底部悬挂沉块的重力形成箱体空间(容积)，框架形状有圆形、六角形、方形以及子母式等，其中又以圆形网箱在国内外的应用最为广泛，其优点是网箱设备的抗风浪性能好，网箱的成本相对较低，养殖操作方便。这种网箱分为浮式或升降式，而升降式网箱通过控制网箱的下沉，能有效抵御台风、赤潮等灾害，提高网箱设施及养殖对象的安全性。

现有高密度聚乙烯框架重力式网箱下沉或上浮的控制方法有以下几种：(1)采用在框架管装配充、放气阀和进、排水阀，通过打开充气和排水阀，在高密度聚乙烯框架管内空腔中充气，使网箱框架上浮或处于常浮于海面的状态；通过打开充、放气阀排气，并打开进水阀使高密度聚乙烯框架管内空腔中进水，实现网箱浮力框架的下沉。例如挪威生产的升降式高密度聚乙烯框架圆形网箱；2005年02月23日公开，中国专利申请号为200410024161.0，发明名称为《升降式网箱远程控制系统及控制方法》；2008年12月03日公开，专利申请号为200810028994.2，发明名称为《一种无阀升降式深水网箱的主构架》等均采用此种网箱升降控制方法。(2)采用外挂网箱升降控制浮筒，同样是通过装配充、放气阀和进、排水阀，充气排出浮筒内的海水或排气使浮筒内进水调节总浮力而控制网箱下沉或上浮。例如2004年01月21日公开，中国专利申请号为02135316.6，发明名称为《升降式网箱》；2008年03月05日公开，专利申请号为200710113126.X，发明名称为《深水网箱整组升降控制系统及控制方法》等。(3)采用浮架管与外挂浮筒的组合式，如2006年06月14日公开，专利申请号为200410075404.3，发明名称为《不对称双椎体沉浮抗风浪网箱》，采用可分别向下挂浮筒与浮力管内充气排水或排气进水，从而控制网箱的升降；2006年02月15日公开，专利申请号为200510043761.6，发明名称为《双管圆形升降式网箱框架》，采用向内圈高密度聚乙烯管内腔充气排水或排气进水，并结合外圈橡胶充气管的充气或排气，从而控制网箱的总浮力与浮沉状态。2008年12月26日公开，专利申请号为200710042140.5，发明名称为《自减流低形变离岸深水网箱》，通过在圆柱形箱体深度的1/2处设一只大于浮力框架及沉圈直径的支撑及升降控制圈，支撑及升降控制圈管壁开有进、出水孔，环管内装有调节网箱总浮力的环带状橡胶内胆，通过橡胶内胆的充、排气控制网箱浮沉状态。

发明内容

本发明需解决的技术问题是提供一种使高密度聚乙烯框架重力式网箱在较恶劣的海况条件下，尤其是台风和赤潮来临时能平稳沉入水下，在海况条件良好时能平稳上浮并保持常浮于海面、便于养殖管理的高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制的方法。

本发明的技术方案采用由高密度聚乙烯管材构成的双环形或双管多边形浮力管框、扶手管、连接浮力管框与扶手的连接支架、由网衣及网纲组成的圆柱形或多边柱形箱体(网袋)、网箱箱体底部与垂直网纲相连并加挂沉块，以及固定在浮力管框架上的锚泊绳缆，其特征是由高密度聚乙烯管材构成的双环形或双管多边形浮力管内装有多个可充、排气的柔性橡胶气囊，橡胶气囊由气密性的橡胶布制成圆柱形，橡胶布的正、反面为气密性的丁晴橡胶，中间夹层为具有增强作用的聚酰胺纤维布；圆柱形橡胶气囊的一端装有可连接充排气管的接口、另一端封闭并装有固定环，圆柱形橡胶气囊的外径与作为浮力框的高密度聚乙烯管的内径相同；作为浮力框的高密度聚乙烯双管以交错对称分别排布多个管腔，并分为常浮力密封腔和内装橡胶气囊的可调节浮力腔，可调节浮力腔的高密度聚乙烯管壁上开有数个可进、排水的圆孔；橡胶气囊一端的接口与耐压气管连接，气管长度可使网箱下沉后的另一端保持在水面以上并于水面上的小型便携式充气泵连接充气使网箱上浮、充气后堵塞气管使网箱处于常浮状态或打开堵塞排气使网箱下沉。

本发明的有益效果为：1、与现有高密度聚乙烯框架重力式/升降式深水网箱相比较，本发明采用聚乙烯管内装柔性气囊的网箱浮力调节从而使网箱常浮、下沉或上浮，可方便的在水面进行操作，尤其是解决了原有方法直接在聚乙烯管上安装进、排水阀和充、放气阀时，长期安放在海水中后，由于海洋污损生物附着在进排水阀致使进排水阀难以开闭操作，以及污损生物附着而影响进排水阀的密封性能的问题。2、采用高密度聚乙烯管内装橡胶气囊，气囊的外径与聚乙烯管的内径相同，在海上风浪较大而使浮框管倾斜(不能保持水平)时，只要将气囊充气就可完全排除聚乙烯管内的海水，精确控制网箱的浮力，解决了原有在网箱浮框聚乙烯管上安装进、排水阀，在海上风浪较大的海况条件下，由于浮框管倾斜(不能保持水平)并不断随浪波动时，难于从安装于浮管下方的排水阀完全排除管腔内海水而影响网箱总浮力控制问题。3、本发明可以对高密度聚乙烯框架浮式网箱为基础进行技术升级改造，改造成本低，便于大面积推广应用，从而根本解决台风、赤潮灾害对网箱设施和养殖对象的威胁，保证网箱养殖生产安全。

附图说明

图1、网箱结构示意图；图2、气囊结构示意图；

图3、气囊装配示意图。

具体实施方式

参见图1、图2、图3。

网箱采用由直径110mm、壁厚3mm的高密度聚乙烯管焊接成的扶手框1、网箱连接支架2，由直径250mm、壁厚7mm的高密度聚乙烯管焊接成周长为50m的圆环状浮力框架外环管3和周长为48m的内环管4，网衣及力纲装配而成的周长为48m、高度4m～8m圆柱形箱体5，箱体底部配挂16只水中重量分别为50kg的沉块6，锚泊缆绳7，水下绳框8，水下绳框与网箱主浮力框架的连接绳9，水面浮子连接绳10，水面浮子11。

由高密度聚乙烯管焊接成的双环形外环管3和内环管4中内装有四只长度为20m、外径与浮力框高密度聚乙烯管的内径相同可充、排气的圆柱形柔性橡胶气囊12，橡胶气囊由良好气密性的橡胶布制成圆柱形，橡胶布正、反面为气密性好的丁晴橡胶，中间夹层为具有增强作用的聚酰胺纤维布；圆柱形橡胶气囊的一端装有可连接充排气管的接口13、另一端封闭并装有固定环14，并用绳索与高密度聚乙烯管的管壁固定，防止气囊放气后卷曲移位；作为浮力框的高密度聚乙烯双管以交错对称分别排布四个长度为1.5m的常浮力密封管腔15；以密封管腔分隔成的外环管和内环管的各两个可调节浮力管腔内装橡胶气囊12，可调节浮力管腔的高密度聚乙烯管壁上开有数个直径5mm可进、排水的圆孔16，进排水孔在环状管的上、下方，呈品字型错位排布而不影响双环浮架管的整体和局部抗拉强度；内装橡胶气囊一端的接口13与耐压气管17连接，气管长度可使网箱下沉后的另一端保持在水面以上并于水面上的充气泵18连接充气使网箱上浮、充气后堵塞气管使网箱处于常浮状态或打开堵塞排气使网箱下沉。

本发明高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制方法的工作原理及有益效果为：

1、在网箱设置海域海况条件较好时，高密度聚乙烯管内的四只气囊采用充气泵充足气后堵塞管口，此时，网箱的总浮力为_F总浮力＝F_{密封隔腔浮力}+F_{气囊充气后浮力}，而用于保持网箱箱体水下成型所配挂在底部沉块的重力为W_{底部沉块重力}，网箱的净浮力为F_净浮力＝F_{密封隔腔浮力}+F_气 _{囊充气后浮力}-W_{底部沉块重力}，而且网箱的总浮力F_总浮力数倍于配挂于网箱底部沉块的重力W_底部沉块，使网箱净浮力保持了较大的数值，从而使网箱处于常浮状态并足以承受多名工作人员在网箱浮力框架上重量，方便海上操作与管理。

2、在网箱设置海域海况条件较恶劣时，尤其是遇到台风、赤潮灾害性环境时，打开四只气囊充气管在水面上的管口，安装于开有进、排水孔的高密度聚乙烯管内的充气气囊，由于水压的作用使气囊中的气体缓缓排出，网箱的总浮力仅为F_总浮力＝F_{密封隔腔浮力}，而用于保持网箱箱体水下成型所配挂在底部沉块的重力仍为W_{底部沉块重力}，而且W_{底部沉块重力}＞F_扶手管+F_{密封隔腔浮力}，网箱整体净浮力为负值，从而使网箱整体下沉，此时，聚乙烯主浮力双环管上设置的四个密封隔腔和扶手管的浮力(F_扶手管+F_{密封隔腔浮力})与底部沉块的重力(W_{底部沉块重力})保持网箱在水下的容积状态。而网箱主浮力框架的连接绳9的长度，与水面浮子连接绳10的长度，可决定网箱的下潜并稳定于水下的深度，此时网箱的总浮力F_总浮力＝F_{密封隔腔浮力}+F_{扶手管浮力}+F_{水面浮子浮力}，且满足以下两式：

F_{密封隔腔浮力}+F_{扶手管浮力}＜W_{底部沉块重力}

F_{密封隔腔浮力}+F_{扶手管浮力}+F_{水面浮子浮力}＞W_{底部沉块重力}

3、当网箱设置海域台风、赤潮等恶劣海况条件、环境过后，通过连接气囊引留在水面的充气管，连接四只小型便携式充气泵充气，可方便的控制网箱的平稳上浮，在四只气囊充足气后堵塞管口后，即恢复了网箱的常浮状态。

4、本发明的高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制方法，采用交叉对称安装的四个密封隔腔以及交叉对称的四只浮力调节气囊，在网箱下沉时可十分方便的单独控制每只气囊的充气、放气速度，从而控制网箱的平稳下潜和上浮；通过连接气囊并引留在水面的充气管，控制可方便的在水面进行操作，尤其是解决了原有方法由于海洋污损生物附着在进排水阀致使进排水阀难以开闭操作以及污损生物附着而影响进排水阀的密封性能等问题。

本发明可以目前尤其是国内较普遍应用的高密度聚乙烯框架浮式网箱为基础进行技术升级改造，并在实物网箱制作和海上实际操作中实现了网箱的平稳下沉、上浮和常浮状态控制中获得成功的应用。采用本发明技术，在原有高密度聚乙烯框架浮式网箱上的改造成本低，便于大面积推广应用，可根本解决台风、赤潮灾害对网箱设施和养殖对象的威胁，保证网箱养殖生产安全。

Claims

1.高密度聚乙烯框架重力式网箱升降控制方法，其中，高密度聚乙烯框架重力式网箱采用由高密度聚乙烯管材构成的双环形或双管多边形浮力管框、扶手管、连接浮力管框与扶手管的连接支架、由网衣及网纲组成的圆柱形或多边柱形箱体、以及固定在浮力管框架上的锚泊绳缆，网箱箱体底部与垂直网纲相连并加挂沉块，其特征是由高密度聚乙烯管材构成的双环形或双管多边形浮力管内装有多个可充、排气的柔性橡胶气囊，橡胶气囊由气密性的橡胶布制成圆柱形，橡胶布的正、反面为气密性的丁晴橡胶，中间夹层为具有增强作用的聚酰胺纤维布；圆柱形橡胶气囊的一端装有可连接充排气管的接口、另一端封闭并装有固定环，圆柱形橡胶气囊的外径与作为浮力管框的高密度聚乙烯管的内径相同；作为浮力管框的高密度聚乙烯管以交错对称分别排布四个长度为1.5m的常浮力密封管腔；以密封管腔分隔成的外环管和内环管的各两个可调节浮力管腔内装橡胶气囊，可调节浮力腔的高密度聚乙烯管壁上开有数个可进、排水的圆孔；橡胶气囊一端的接口与耐压气管连接，气管长度可使网箱下沉后的另一端保持在水面以上并与水面上的小型便携式充气泵连接充气使网箱上浮、充气后堵塞气管使网箱处于常浮状态或打开堵塞排气使网箱下沉。