CN102215674B - 原地进行水下网清洁和检查的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下原地网清洁器，包括：滑动机架(1)，该滑动机架用于平滑和不会卡住地横过所述网(2)的表面滑动；浮力装置(3)，该浮力装置与所述机架相连，以便向所述清洁器提供浮力；驱动装置(4)，该驱动装置用于与所述网(2)配合，并在所述网的表面附近操纵所述清洁器；推进装置(5)，该推进装置用于将所述清洁器推动至所述网上并保持与所述网(2)接触；以及清洁装置(6)，该清洁装置用于从包括海洋污物的网上从所述网的表面除去污染物，以便清洁所述网。

Description

原地进行水下网清洁和检查的装置
相关申请的交叉引用
本申请要求澳大利亚临时专利申请No.2008905261的优先权，该澳大利亚临时专利申请No.2008905261的申请日为2008年10月10日，该文献的内容被本文参引。
技术领域
本发明涉及原地清洁水下网，特别是涉及一种用于将藻类和类似污染物从水中的网等上遥控地清洁和除去的清洁装置，该水中的网等用于在鲑鱼养殖业等中产生水下网箱（cage）。
背景技术
水中的水产养殖网总是生长海中污染藻类和其它污染物，这些藻类和污染物将阻塞形成网的网孔，从而限制水流动，并最终完全防止横过网的任何水交换。防污染漆和其它方法经常用于这样的网眼，以便减慢污染物积累的速率；不过，总是需要进行清洁，因为迄今为止，防止污染的方法并不能完全防止污染该水中网的海生物的积累。
为了清洁水中的水产养殖网，在过去已经采用了一种或两种方法，包括将网从它们的原位物理拆除，其中，将网带至岸上并进行物理清洁；或者由潜水员使用高压水射流扫过网，以便将污染海生物从保持原位的网上冲走。
清洁网的上述两种方法都很不令人满意，从水中的位置物理拆除网的任务是艰巨的任务，需要非常大的提升/运送传动装置和将拆除的网运送至船上，且污染的网的重量多达20吨。在运送至岸上之后，网必须被展开和物理清洁，随后被送回和重新安装。利用潜水员的可选原地清洁方法对于所述操作人员有很高的危险和风险，其中，潜水员必须在水下的限制区域内操作，使用高压水射流来扫过网，以便从网的表面上冲走海生物。尽管利用潜水员减轻了从水中物理拆除网的问题，但是它仍然是昂贵、缓慢和不完美的解决问题方案，其中，四个潜水员每天平均进行2500平方米的清洁，只等于一个网的底部和侧部。利用潜水员来从网上冲走海生物的另一问题是除去穿过鱼网箱漂流（因此降低水质量和使得给定网箱内的鱼紧张）的水草和其它海洋生物。当采用潜水技术时，潜水员可以使用真空清洁头部，这延长了防污染涂层的使用寿命，因为它在冲走处理过程中并不使得防污染涂层运动太大，还使得海生物和污染物被泵送离开网箱环境，而不是漂过该环境。此外，由潜水员人工进行的抽真空处理比冲走更快速，其中，四个潜水员能够每天完成大约3500平方米。
不过，利用潜水员来清洁水中的网有很高的劳动强度、缓慢并有很高危险，因为它包括使得潜水员处于水中较长时间，并需要通过手臂和肩进行大量重复的费力运动，以便在需要时除去环绕网的软管和抽吸头部。当潜水时，在尽力的情况下发生减压病（潜水病）的可能性大得多，从而使得网的清洁是特别高危险的潜水行动。
潜水还是固有低效的工作方式，因为在任意给定时间都需要有两个潜水员在水下工作，两个在水面工作。此外，潜水员由于他们的技能而获得报酬并将比其它工作人员更昂贵，且各养殖场所都需要一个潜水工作队，他们主要由于除了清洁水中网的其它原因而需要进行潜水。因此，各潜水工作队并没有足够的“空余”潜水时间来每天冲洗两个网（这是为赶上平均污染速度而所需）。因此，大部分养殖场所以上述折衷和不完美的清洁方案来进行管理，这就总是导致网与所希望的相比具有更大程度的污染。
本发明的一个目的是提供一种改进的水中的水产养殖网清洁器。
发明内容
在第一方面，本发明提供了一种水下原地网清洁器，它包括：滑动机架，该滑动机架用于平滑和不会卡住地（snare free）横过所述网的表面滑动；浮力装置，该浮力装置与所述机架相关联，以便向所述清洁器提供浮力；驱动装置，该驱动装置用于与所述网配合，并在所述网的表面附近操纵所述清洁器；推进装置，该推进装置用于将所述清洁器推动至所述网上并保持与所述网接触；以及清洁装置，该清洁装置用于从包括海洋污物的网上从所述网的表面除去污染物，以便清洁所述网。
优选地，滑动机架包括由管形材料构成的大致平面的和矩形的构造，该大致平面的和矩形的构造形成弯曲的下表面滑板，该下表面滑板成形为避免挂住所述网。
机架可以包括从下部滑板伸出的网箱，以便将所述清洁器的部件包含在大致立方体形状内。滑动机架最优选地由管形不锈钢形成。
优选地，驱动装置包括一对有齿链轮，该对有齿链轮定位在所述机架的各侧，并悬挂在枢转的拖曳臂上，用于在退回位置和伸出位置之间运动，该退回位置基本在机架网箱内，该伸出位置经过所述滑动机架的平面而凸出至所述网箱的外部。
有齿链轮由液压装置来旋转驱动，并能够以独立的速度沿任一方向旋转。链轮优选地独立驱动，以便能够进行向前、向后和转向运动。
优选地，拖曳臂从所述机架的前部进行枢转，以便使得所述臂被自动向下拉动或伸入网中的任何下沉部分内，从而在网眼表面的变化部分上保持牵引力。
浮力装置可以包括两个浮力罐，这两个浮力罐在所述机架网箱内位于每一侧。
优选地，清洁装置是真空装置，用于通过所述网的表面并从所述网的表面吸入水和污染物。清洁装置还可以包括多个高压喷水器，这些高压喷水器用于将高压水流引向所述网上。
优选地，浮力固定，以便能够很容易地漂浮和操纵所述清洁器。最优选地，浮力设置为比清洁装置的水下重量少大约10kg的浮力。
网清洁器还可以包括前部和后部摄像机。
优选地，摄像机包括用于透镜的自动清洁装置，它包括横过和环绕透镜的外部环境引导的水流，以便防止移除的污染物沉积。
优选地，所述自动清洁装置包括泵，以便产生横跨和环绕透镜引导的水流，从而防止碎屑和移除的污染物沉积在所述透镜的周围环境中
优选地，水流与推进装置结合。
推进装置可以包括横向液压驱动推进器，该推进器引导水通过所述机架。
附图说明
下面将参考如图1至8中详细所示的一个特别优选实施例和附图图例来介绍本发明。
图1表示了网清洁器的顶部透视图。
图2表示了网清洁器的底部透视图。
图3表示了网清洁器的平面图。
图4表示了网清洁器的仰视图。
图5表示了网清洁器的侧视图。
图5a表示了真空狭槽结构的详细视图。
图6表示了网清洁器的正视图。
图7表示了网清洁器的拖曳臂和驱动装置的透视图。
图8表示了拖曳臂和驱动装置的分解图。
图9表示了包括高压喷水器的清洁器的底侧示图。
图10a、10b和11表示了高压喷水器的详细视图。
图例
1    滑动机架
2    水下网
3    浮力装置
4    驱动装置（链轮）
5    推进装置
6    清洁装置
7     真空管道
8     下表面滑板
9     机架网箱
10    链轮齿
11    拖曳臂
12    枢轴
13    摄像机
14    灯
15    线性管段
16    机架弯管
17    下表面滑板
18    后部真空狭槽
19    前部真空狭槽
20    横向管道
21    中心T形件
22    真空点
23    伺服马达
24    气体压杆
25    高压喷水器
具体实施方式
本发明采取可潜入水中和可运动的真空清洁装置的形式，该装置特别适用于清洁和维护水中网的海下用途，目的是除去污染物和碎屑的聚积物，这些污染物和碎屑的聚积物经常积累在浸没于海洋环境中的网上。大致参考附图，清洁器包括矩形或正方形的滑动机架1，该滑动机架1由线性管段15形成，这些线性管段15由弯管16连接，以便形成用于清洁器的大致正方形和平面的机架。
机架形成基座，清洁器的部件安装在该基座上，且机架还设有机架网箱9，该机架网箱9安装在机架上，以便提供大致立方体结构，清洁器的部件安装在该立方体结构中并得到保护。
滑动机架1由大致管形不锈钢构成，并包括下表面滑板17，该下表面滑板17具有环绕机架底座的弯曲和连续平滑形状，以便保证机架能够在网2上自由地滑移和滑动，而不会在清洁操作过程中在它横过安装的网时卡住或挂住该网。
清洁器设有两个浮力罐3，这两个浮力罐3安装在机架1的各侧，并在机架网箱9的限制区域内。浮力罐用于提供合适的浮力，以便在最小的劳动强度和最大控制的情况下使得清洁器能够在水下沿竖直方位自由地运动。
清洁器设有驱动装置，该驱动装置呈两个有齿链轮4的形式，该有齿链轮4安装在机架的限制区域内，但是适于通过拖曳臂11而相对于机架1的平面运动，该拖曳臂11由在机架前部处的枢转点12而枢转。这样，有齿链轮4和形成于它上面的齿10的位置可以相对于滑动机架进行调节，以便使得链轮能够适应网拉伸力的变化和装置的运动（当装置横过网中的波形部分和折叠部分或者其它不完整部分时）。拖曳臂的枢转点12朝着机架1的前部（该前部考虑了清洁器的大致优选向前运动）定位，使得当清洁器横过网时该清洁器遇到的任何下沉部分（dip）都将促使链轮4的齿10进一步与网接合和保持牵引。
优选地，枢转运动使得链轮能够基本退回机架网箱中至凸出大约75mm，从而保证恒定的网接合。
本发明的清洁器还设有推进装置，该推进装置呈在中心安装的推进器5的形式，该推进器5用于提供测定的推进力，以便在清洁器的操作过程中确保该清洁器轻柔地保持抵靠水下网2。
驱动装置和推进装置优选地液压驱动，从而很容易遥控和施加较低的维持力。
本发明的装置的清洁功能通过真空抽吸来提供，该真空抽吸通过前部和后部横向真空狭槽18和19来起作用。前部和后部真空狭槽形成于机架1的前部和后部线性管段15中，且机架1的空心管构造用作真空装置的管道。真空通过横向管道20而由机架引导，该横向管道20桥接机架，并包括中心T形件21，以便提供中心的、均匀的真空施加点22。这样，真空软管可以施加在一个真空点22上，从而使得真空抽吸在整个机架上实现，并导向前部和后部真空狭槽，以便使得本发明的清洁器能够在它滑动或横过网表面时向该网2施加真空抽吸。
本发明的清洁器由水面船只进行遥控，因此，供给和控制驱动装置和推进装置的真空软管和液压软管束缚在一起和从水面接近。为了监测清洁器的方向和运动，清洁器设有摄像机13，该摄像机13定位在机架的前部和后部，以便能够在操作人员、清洁器和网之间进行视觉连通。摄像机朝着机架的前部和后部定位，并通过推进装置5而能够接近水流，因此，水流横过和环绕两个摄像机射出，以便保证摄像机不会由于从网释放的碎屑积累在透镜的通常的周围环境中而被阻塞或不可操作。网清洁器在前部和后部还设有灯14，以便向网和清洁器的周围环境提供足够照明，从而帮助操作人员操纵和驱动网清洁器。
在使用中，本发明的网清洁装置提供了具有很高效率和经济的、遥控清洁浸没的海中网的装置，且大约1000mm的清洁宽度是滑动机架的有效宽度。清洁器的特殊比例和尺寸可以根据需要而变化，如果需要具有更大或更小的形式。本发明的网清洁器可以在驳船或其它漂浮装置中带到所需地点，且一旦到达需要清洁的较脏网，本发明的网清洁器可以被仔细地从驳船上提升和悬垂，直到推进器进行促动，以便在装置和网之间实现接合。然后，装置被浸没，其中，浮力罐使得网清洁器以完全控制的方式而浸没至合适深度。一旦网清洁器在滑动机架置于网2的表面上的情况下合适定位和定向，推进装置5的促动保证网清洁器紧贴地保持抵靠该网，并开始促动真空，从而使得水通过网而被吸入前部和/或后部真空狭槽中。通过网来吸入水的过程使得粘附的海藻和其它污染物从网上被拉起，并通过滑动机架横过横向管道20的内部管而被吸入真空系统，并被吸入真空软管。真空软管的出口将由操作人员来控制，因此藻污染物可以进行分离，并使得大量的水返回紧邻驳船的附近。
此外和/或与网清洁装置的真空功能分离，装置可以另外设有一系列的高压喷水器25，这些高压喷水器25优选地安装在滑动机架上并朝向下，以便使得本发明的装置能够将高压水喷流引导到横过的网上，以便有助于清洁操作和/或用于没有涂覆防污染剂的网，从而帮助提升和除去碎屑。参考图9、10a、10b和11，高压喷水器25最优选地以喷杆的形式装配在滑动机架的前部和后部部分上，该喷杆平行于前部和后部滑动机架延伸，并在外侧滑动机架框架的整个宽度上和/或真空狭槽上延伸。前部和后部的高压喷水器能够独立操作，以确保在装置的真空操作完成后喷水器优选地起作用，使得当装置沿向前方向运动时，高压喷水器用于后部喷杆，使得大约90%的碎屑通过装置的真空部件而从网上除去，并从网的周围环境中完全除去，而留在网上的任何碎屑的其余部分通过高压喷水器而除去。类似地，在装置沿相反方向运动的情况下，高压喷水器通过前部位置的喷杆来操作，使得大部分的碎屑通过装置的真空设备来除去，而其余碎屑通过高压喷水器而除去。优选地，喷杆在网眼上面的高度可随着相对于所述网调节的角度而进行调节。各种类型的喷嘴可以用于产生所需的射流形式。
本发明的网清洁器通过驱动装置的促动而进行操纵和运动，其中，两个侧部定位的链轮通过单独的伺服马达而进行独立驱动，使得两个链轮的向前促动导致拖曳臂自动降低或运动穿过机架的平面，以便与网接合，其中，链轮的齿10的尺寸和结构设置成特别与网的网眼接合。因此，链轮的驱动使得滑动机架和整个网清洁器横过网2的表面运动，从而在整个网上逐渐和系统地施加真空。有齿链轮的独立控制使得机器能够向前、向后运动或者转向，从而使得操作人员能够完全控制清洁器的操纵。有齿链轮4优选地利用UHD聚乙烯塑料来构成，以便最小化对网的可能损坏，还提供了附加优点，即如果它们在安装和促动过程中使得一个或其它齿产生一些损坏，则对于网的网眼部分产生的损坏最小。有齿链轮悬挂在枢转的拖曳臂11上，该拖曳臂11用于下降至在滑动底座的平面下面大约500mm处。这样的接合范围保证驱动装置足以使得清洁器能够横向改变网相对于底座的角度。枢轴相对于清洁器的大致向前方向向前安装，并且该向前安装处于比链轮的底部齿更高的点处，这将保证链轮以向前方向旋转，且臂被向下拉入网眼中的任何下沉部分中，从而保证恒定的牵引力。拖曳臂设有气体压杆24，以便向网施加恒定压力。
尽管本发明的特别优选实施例特别设计和构成为用于在15mm杆（bar）和25mm杆之间的多丝尼龙网眼上，但是驱动链轮的尺寸和结构可以很容易地适用于很宽范围的网类型，包括高达大约50mm杆尺寸的网和/或具有平滑PVC类型塑料涂层（finish）的网。
最优选地，浮力罐恰好安装在清洁器的重心的上面，以便保证清洁器自然地自动复位。优选地，浮力罐提供比清洁器自身的浸没重量少大约10kg的浮力，从而当清洁器攀爬水中网的侧壁时减轻置于网上的大部分应变和应力。
优选地，摄像机在清洁器的前部和后部设有高达110度视觉的较宽角度，从而使得操作人员完全视觉连通和控制清洁器。装置的复杂视觉设备提供了清晰和可靠的检查功能，其中，装置能够全面检查水中的网。
本发明第一次提供了一种原地水下网清洁器，它特别适用于由更柔性（非金属）材料形成的柔顺网，从而允许由一个人从水面操作，而并不需要潜水员帮助。本发明的网清洁器能够提供超过每天6000平方米的、大大提高的清洁速率。
机器的效率为这样，它目前能够清洁和保持无防污染剂的网，该网本身需要更积极的清洁作用，在该方面，本发明的网清洁器可以设有辅助刷、水软管等，用于向网输送水射流或增压水，如前所述，以便提供更积极的清洁作用，从而补充移除废物和碎屑中的真空吸入。
本领域技术人员应当知道，在不脱离广义所述的本发明范围的情况下，如特殊实施例中所示的本发明可以进行各种变化和/或改变。因此，本发明实施例在所有方面应当被认为是举例说明，而不是限制。

Claims (15)

1.一种水下原地网清洁器，包括：滑动机架（1），所述滑动机架（1）用于平滑地和不会卡住地横跨网（2）的表面滑动；浮力装置（3），所述浮力装置（3）与所述滑动机架（1）相关联，以便向所述清洁器提供浮力；驱动装置，所述驱动装置用于与所述网（2）配合，并在所述网（2）的表面附近操纵所述清洁器；推进装置（5），所述推进装置（5）用于将所述清洁器推动至所述网（2）上并保持与所述网接触；以及清洁装置（6），所述清洁装置用于从所述网（2）的表面从网（2）上除去包括海中污物的污染物，以便清洁所述网（2）。
2.根据权利要求1所述的清洁器，其中：所述滑动机架（1）包括下部滑板（17），所述下部滑板（17）为由管形材料构成的大致平面的矩形构造，所述下部滑板具有弯曲的下表面，所述下表面成形为避免挂住所述网（2）。
3.根据权利要求2所述的清洁器，其中：所述滑动机架（1）包括装配在所述下部滑板（17）上的网箱（9）。
4.根据权利要求1或2所述的清洁器，其中：所述滑动机架（1）由管形不锈钢形成。
5.根据权利要求1所述的清洁器，其中：所述驱动装置包括一对有齿链轮（4），所述一对有齿链轮（4）定位在所述滑动机架（1）的任一侧中。
6.根据权利要求5所述的清洁器，其中：所述滑动机架（1）包括下部滑板（17），所述下部滑板（17）为由管形材料构成的大致平面的矩形构造，所述下部滑板具有弯曲的下表面，所述下表面成形为避免挂住所述网（2），其中，所述滑动机架（1）包括装配在所述下部滑板（17）上的网箱（9），所述有齿链轮（4）悬挂在枢转的拖曳臂（11）上，用于在大致退回位置和伸出位置之间运动，所述退回位置在所述滑动机架的网箱（9）内，所述伸出位置经过所述下部滑板（17）的平面凸出至所述网箱（9）的外部。
7.根据权利要求6所述的清洁器，其中：所述拖曳臂（11）从所述滑动机架（1）的前部进行枢转，以便使得所述拖曳臂（11）被自动地向下拉或伸入网（2）中遇到的任何下沉部分内，从而在网（2）的网眼表面的变化部分上保持牵引力。
8.根据权利要求5所述的清洁器，其中：所述有齿链轮（4）具有间隔和设置成使得所述链轮的齿（10）能够充分与所述网（2）的格子接合和与所述网（2）的格子形锁合的链轮。
9.根据权利要求5所述的清洁器，其中：所述有齿链轮（4）由液压装置旋转驱动，并能够以独立速度沿任一方向旋转。
10.根据权利要求5所述的清洁器，其中：所述有齿链轮（4）被独立地驱动，以便能够进行向前、向后和转向运动。
11.根据权利要求1或2所述的清洁器，其中：所述清洁装置（6）包括真空，用于通过所述网（2）的表面并从所述网的表面吸入水和污染物。
12.根据权利要求2或6所述的清洁器，其中：所述清洁装置（6）是真空，所述真空通过所述滑动机架（1）来引导，并通过形成于所述下部滑板（17）的下边缘中的真空狭槽来传送。
13.根据权利要求3所述的清洁器，其中：所述浮力装置（3）包括两个浮力罐，这两个浮力罐分别位于所述滑动机架的网箱（9）内的两个相对侧。
14.根据权利要求1或2所述的清洁器，还包括：装配在前部和后部的摄像机（13）。
15.根据权利要求14所述的清洁器，还包括：用于所述摄像机（13）的透镜的自动清洁装置，所述自动清洁装置包括泵，以便产生横跨和环绕透镜引导的水流，从而防止碎屑和移除的污染物沉积在所述透镜的周围环境中。
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