CN104082121A - 一种悬浮式藻类生长装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬浮式藻类生长装置，旨在提供一种不仅能够控制藻礁悬浮深度，在水域中层、中上层或中下层进行增殖；而且可以有效避免因海浪波动较大，使得悬浮藻礁上下浮动剧烈，而导致藻礁上附着的海藻被破坏的悬浮式藻类生长装置。它包括浮力装置及通过连接绳索悬挂在浮力装置下方的藻礁支撑体；所述藻礁支撑体包括往下凹陷的半球形支撑架及若干设置在半球形支撑架上的海藻附着基块，各海藻附着基块上分别设有穿绳通孔，且各海藻附着基块上的穿绳通孔内分别设有安装绳，各海藻附着基块分别通过安装绳固定在半球形支撑架上。

Description

一种悬浮式藻类生长装置

技术领域

本发明涉及一种人工藻礁，具体涉及一种在沿海海域投放的悬浮式藻类生长装置。

背景技术

人工藻礁是专门增殖藻类的人工礁体，是人为设置在水域中，为海洋藻类提供生长繁殖的场所；从而吸引鱼虾等水生动物到藻场来索饵、繁育，以达到优化海底环境，保护、增殖渔业资源的目的；而且藻类在生长过程中，能够通过光合作用吸收水中的N、P合成自身的有机物质，并释放出氧，降低水体的N、P浓度，净化水域环境，能够有救地预防和治理水域的富营养化．改善水域生态环境，克制“赤潮”爆发，吸收重金属离子，保护海洋环境。另一方面，海藻场创造的经济价值很大，海藻本身有工业、食用、医用价值。

目前的人工藻礁多为沉底式藻礁，即藻礁投放到海域后将下沉至海底，只能在海底构建藻场；而无法利用水域中层、中上层或中下层进行增殖，因而如何进一步利用水域中层、中上层或中下层进行增殖，对净化水域环境，改善水域生态环境是非常有意义的。

例如，中国专利公开号CN202680165U，公开日2013年1月23日，发明创造的名称为一种用于海藻移植的礁体，包括钢筋底座与藻礁基体两部分，所述钢筋底座与藻礁基体为分体结构，所述藻礁基体为由混凝土材质构成的圆顶形状，所述钢筋底座通过其上的垂直连接部与藻礁基体的中间连接，所述藻礁基体上设有用于放置小礁块的预留孔。该申请案的用于海藻移植的礁体同样为沉底式藻礁。

例如，中国专利公开号CN102657072A，公开日2012年9月12日，发明创造的名称为一种人工移植藻礁的固定方法，该方法包括以下步骤，在目的海区的自然岩礁基质上用冲击钻钻孔；通过连接组件把各种大小及形状的人工藻礁固定在自然岩礁基质上。该申请案同样为沉底式藻礁。

例如，中国专利公开号CN103609424A，公开日2014年3月25日，发明创造的名称为一种复合型人工藻礁，包括成藻礁和幼苗礁，所述成藻礁包括一实心底座，实心底座上表面镶嵌一形状和大小与上表面相同的金属框架，金属框架内设有贝壳网袋，上表面中心处镶嵌一金属立杆，立杆上端焊接一钢环，金属框架和钢环之间固定若干苗绳，所述幼苗礁紧固在成藻礁实心底座的侧面，幼苗礁上附有海藻幼苗。该申请案的人工藻礁同样为沉底式藻礁。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术中的人工藻礁多为沉底式藻礁，无法利用水域中层、中上层或中下层进行增殖，提供一种能够控制藻礁悬浮深度，充分利用水域中层、中上层或中下层进行增殖，有效修复、改善近海生态环境的悬浮式藻类生长装置。

本发明在第一目的基础上的另一目的是为了效避免因海浪波动较大，使得悬浮礁体上下浮动剧烈，而导致藻礁上附着的海藻被破坏的悬浮式藻类生长装置。

本发明的技术方案是：

 一种悬浮式藻类生长装置包括浮力装置及通过连接绳索悬挂在浮力装置下方的藻礁支撑体；所述藻礁支撑体包括往下凹陷的半球形支撑架及若干设置在半球形支撑架上的海藻附着基块，各海藻附着基块上分别设有穿绳通孔，且各海藻附着基块上的穿绳通孔内分别设有安装绳，各海藻附着基块分别通过安装绳固定在半球形支撑架上。

本方案的藻礁支撑体通过浮力装置悬挂在水域中，并且可以通过调节连接绳索的长度来控制藻礁支撑体悬挂的深度，在水域中层、中上层或中下层进行增殖，充分利用水域资源，有效修复、改善近海生态环境。

作为优选，还包括防风浪引信装置,该防风浪引信装置通过挂杆固定在浮力装置的下方，所述防风浪引信装置包括呈倒U形的支撑架，相互平行的两竖向导套，分别设置在两竖向导套内的竖向导杆，分别设置在两竖向导杆上端的横向轴套，可转动的设置在横向轴套内的轴杆及固定在轴杆上的绕线轮；所述挂杆上端与浮力装置相连接，下端与横板相连接；所述的连接绳索卷绕在绕线轮上，且连接绳索的一端固定在绕线轮上，另一端与藻礁支撑体相连接；所述支撑架包括相互平行的两立板及连接两立板上端的横板，所述两立板位于两竖向导套之间，且两竖向导套靠近两立板下端，两竖向导套分别通过第一连接杆与立板相连接，所述两竖向导套的外侧分别设有限位立杆，且两限位立杆分别通过第二连接杆与竖向导套相连接；所述两横向轴套与竖向导杆相垂直，且两横向轴套同轴设置，所述两立板外侧面上分别设有与竖向导杆相平行的条形导向通孔；所述绕线轮位于两立板之间，所述轴杆的两端分别穿过对应的条形导向通孔及横向轴套，轴杆侧面上、位于两横向轴套外侧分别设有限位通孔,所述两限位立杆分别穿过对应的限位通孔，所述两立板外侧面上、位于条形导向通孔下方分别设有用于限制横向轴套下行的下限位凸块，两立板外侧面上、位于条形导向通孔上方分别设有用于限制横向轴套上行的上限位凸块；两竖向导杆上、位于竖向导套与横向轴套之间分别套设有可使横向轴套往上移动、并抵靠在上限位凸块上的第一压缩弹簧，并且当横向轴套抵靠在上限位凸块时，限位立杆的上端位于轴杆的下方；当横向轴套抵靠在下限位凸块时，限位立杆的上端位于轴杆的上方。

在海浪较大的情况下，例如出现5级大浪、6级巨浪（波高2～6米），此时在海浪的作用下浮力装置将带动藻礁支撑体及其上的海藻上下剧烈波动，导致藻礁支撑体上附着的海藻被扯断、破坏等；而本方案的藻礁在海浪较大的情况下，防风浪引信装置可以释放绕线轮上的连接绳索，使藻礁支撑体下沉到海底，从而有效避免因海浪波动较大，使得悬浮礁体上下浮动剧烈，而导致藻礁上附着的海藻被破坏。

    作为优选，半球形支撑架中部设有立柱，立柱的上端位于半球形支撑架的上方，并且与藻礁支撑体相连接的连接绳索的端部固定在立柱上端；所述立柱上、位于半球形支撑架上方设有连接环，且连接环与半球形支撑架之间设有若干苗绳。

    作为优选，苗绳上附着有人工培育的海藻幼苗。

作为优选，海藻附着基块固定在半球形支撑架的内侧面上，且各海藻附着基上、朝半球形支撑架的中心的一侧面上附着有人工培育的海藻幼苗。

由于海藻附着基块固定在半球形支撑架的内侧面上；半球形支撑结构能够构建相对稳定的小环境，有利于贝藻繁衍生息，也可以投入海域使用前就接种相应贝藻及其它生物，有助于迅速增加物种丰度。另一方面，半球形支撑结构能够增加单位海水表面积的利用率，并且藻株在凹面上倾斜或垂直立面立体固着，模仿陡峭海底岩礁的环境，有利于海藻的生长。

    作为优选，海藻附着基块由泡沫混凝土构成，且海藻附着基块表面镶嵌有若干贝壳或藤壶外壳或海岩碎片。由于海藻附着基块由泡沫混凝土构成，泡沫混凝土不仅质量轻，而且具有大量的孔隙；因而海藻附着基块十分有利于藻类附着；进一步的海藻附着基块表面镶嵌有若干贝壳或藤壶外壳或海岩碎片，使其粗糙易于藻类的固着器抓牢，贴近原生态，使藻株更容易固着及繁殖。

作为优选，半球形支撑架外侧面上部设有至少三个往半球形支撑架外侧斜向下延伸的支撑脚，各支撑脚绕半球形支撑架周向均布，各支撑脚的下端位于同一高度，且各支撑脚的下端分别设有支撑平板。当藻礁支撑体下沉到海底后，本方案可以通过支撑脚将半球形支撑架平稳的支撑在海底，有效避免藻礁支撑体倾倒，有利于保护海藻不被损坏。

作为优选，浮力装置包括气囊袋，且该气囊袋的顶部设有充气嘴。

本发明的有益效果是：

其一，可以通过调节连接绳索的长度来控制藻礁支撑体悬挂的深度，在水域中层、中上层或中下层进行增殖，充分利用水域资源，有效修复、改善近海生态环境。

其二，能够有效避免因海浪波动较大，使得悬浮礁体上下浮动剧烈，而导致藻礁上附着的海藻被破坏。

其三，能够构建相对稳定的小环境，有利于贝藻繁衍生息；并且能够增加单位海水表面积的利用率，模仿陡峭海底岩礁的环境，有利于海藻的生长。

附图说明

图1是本发明的一种悬浮式藻类生长装置的一种结构示意图。

图2是本发明的藻礁支撑体的一种结构示意图。

图3是本发明的海藻附着基块的一种结构示意图。

图4是图1中的防风浪引信装置的一种结构示意图。

图5是本发明的一种悬浮式藻类生长装置在遇到海浪过程中的某一状态的一种结构示意图。

图6是图5中的防风浪引信装置的一种结构示意图。

图中：浮力装置1；挂杆2；防风浪引信装置3，支撑架31，横板31a，立板31b，绕线轮32，轴杆33，限位端杆331，第一连接杆34，竖向导套35，第二连接杆36，竖向导杆37，第一压缩弹簧38，下限位凸块39，横向轴套310，限位立杆311，条形导向通孔312，上限位凸块313；连接绳索4；立柱5；藻礁支撑体6，半球形支撑架61，支撑脚62，海藻附着基块63，穿绳通孔63a，连接环64，苗绳65。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种悬浮式藻类生长装置包括浮力装置1，防风浪引信装置3及藻礁支撑体6。浮力装置包括气囊袋，且该气囊袋的顶部设有充气嘴。防风浪引信装置通过挂杆2固定在浮力装置的下方。挂杆挂置的上端与浮力装置相连接，下端与横板中部相连接。

如图1、图2、图3所示，藻礁支撑体6包括往下凹陷的半球形支撑架61及若干设置在半球形支撑架上的海藻附着基块63。半球形支撑架中部设有立柱5。立柱的下端固定在半球形支撑架上。立柱的上端位于半球形支撑架的上方。立柱上、位于半球形支撑架上方设有连接环64，且连接环与半球形支撑架之间设有若干苗绳65。连接环通过连杆与立柱相连。苗绳上附着有人工培育的海藻幼苗。海藻附着基块由泡沫混凝土构成，且海藻附着基块表面镶嵌有若干贝壳或藤壶外壳或海岩碎片。海藻附着基块固定在半球形支撑架的内侧面上，且各海藻附着基上、朝半球形支撑架的中心的一侧面上附着有人工培育的海藻幼苗。各海藻附着基块上分别设有穿绳通孔63a，且各海藻附着基块上的穿绳通孔内分别设有安装绳。各海藻附着基块分别通过安装绳固定在半球形支撑架上。半球形支撑架外侧面上部设有四个往半球形支撑架外侧斜向下延伸的支撑脚62各支撑脚绕半球形支撑架周向均布。各支撑脚的下端位于同一高度，且各支撑脚的下端分别设有支撑平板。

如图1、图4所示，防风浪引信装置3包括呈倒U形的支撑架31，相互平行的两竖向导套35，分别设置在两竖向导套内的竖向导杆37，分别设置在两竖向导杆上端的横向轴套310，可转动的设置在横向轴套内的轴杆33及固定在轴杆上的绕线轮32。绕线轮上卷绕有连接绳索4。支撑架包括相互平行的两立板31b及连接两立板上端的横板31a。两立板位于两竖向导套之间，且两竖向导套靠近两立板下端。两竖向导套分别通过第一连接杆34与立板相连接。两竖向导套的外侧分别设有限位立杆311，且两限位立杆分别通过第二连接杆36与竖向导套相连接。两横向轴套与竖向导杆相垂直，且两横向轴套同轴设置。两立板外侧面上分别设有与竖向导杆相平行的条形导向通孔312。条形导向通孔与横向轴套相对设置。绕线轮位于两立板之间。轴杆的两端分别穿过对应的条形导向通孔及横向轴套。轴杆侧面上、位于两横向轴套外侧分别设有限位通孔；具体说是，轴杆两端、位于两横向轴套外侧分别同轴的设有限位端杆331，且限位端杆直径大于轴杆直径；两限位端杆侧面上分别设有限位通孔。两限位立杆分别穿过对应的限位通孔。两立板外侧面上、位于条形导向通孔下方分别设有用于限制横向轴套下行的下限位凸块39。两立板外侧面上、位于条形导向通孔上方分别设有用于限制横向轴套上行的上限位凸块313。两竖向导杆上、位于竖向导套与横向轴套之间分别套设有可使横向轴套往上移动、并抵靠在上限位凸块上的第一压缩弹簧38；并且当横向轴套抵靠在上限位凸块时，限位立杆的上端位于轴杆的下方；当横向轴套抵靠在下限位凸块时，限位立杆的上端位于轴杆的上方。

藻礁支撑体6通过连接绳索4悬挂在浮力装置下方，具体说是，藻礁支撑体通过连接绳索悬挂在防风浪引信装置下方。连接绳索的一端固定在绕线轮上；另一端与藻礁支撑体相连接，并且与藻礁支撑体相连接的连接绳索的端部固定在立柱上端。浮力装置的浮力大于浮力装置、第一连接绳索、防风浪引信装置及藻礁支撑体的重力之和。

本发明的悬浮式藻类生长装置的具体应用过程如下：

如图1所示，将整个悬浮式藻类生长装置下放到水域内，通过浮力装置1将防风浪引信装置3及藻礁支撑体6悬挂在水域中，并且可以通过调节绕线轮上连接绳索4的长度来控制藻礁支撑体悬挂的深度，利用水域中层、中上层或中下层进行增殖。本实施例中的藻礁适用于投放深度为25至80米的海域内，其中，连接绳索的长度一般为30至85米之间。

如图1、图4所示，当悬浮式藻类生长装置下放到水域内后，两限位立杆311分别穿过对应的限位通孔，并且在藻礁支撑体6的重力作用下连接绳索4处于绷直状态，藻礁支撑体的重力将通过连接绳索作用到绕线轮32及轴杆33上，从而克服第一压缩弹簧38的复位力，使竖向导杆下移直至横向轴套310抵靠在下限位凸块39为止。此时，绕线轮的轴杆被限位立杆卡住，无法转动，从而将藻礁支撑体悬挂在水域内，利用水域中层、中上层或中下层进行增殖。

如图5、图6所示，在遇到海浪较大的情况下，例如出现5级大浪、6级巨浪（波高2～6米）；由于浮力装置1漂浮在海面上，浮力装置将会随海浪的波动一同上下波动；当浮力装置随海浪的波动往上移动时，浮力装置将通过连接绳索带动藻礁支撑体一同往上移动；当浮力装置随海浪往上移动至最高位置，并往随海浪往下移动时，藻礁支撑体6在惯性作用下很有可能还将继续上移，直至藻礁支撑体达到最高点（在浮力装置随海浪往下浮动的一段距离内，藻礁支撑体都可能持续上移，这样浮力装置与藻礁支撑体之间的间距将小于连接绳索的长度，并且海浪越大浮力装置与主体杆件上端之间的间距的波动幅度会越大）；因而在这个过程中藻礁支撑体6的重力无法通过连接绳索作用到绕线轮及轴杆上，此时在第一压缩弹簧38的作用下将推动竖向导杆37及横向轴套310往上移动，直至横向轴套抵靠在上限位凸块313。当横向轴套抵靠在上限位凸块时，限位立杆311的上端位于轴杆的下方，即限位立杆与轴杆脱开；因而此时藻礁支撑体的重力通过连接绳索作用到绕线轮及轴杆上后，绕线轮将绕轴杆转动，从而将绕线轮上的连接绳索逐渐释放，使藻礁支撑体下沉到海底；进而有效避免因海浪波动较大，使得各藻礁支撑体上下浮动剧烈，而导致各藻礁支撑体上附着的海藻被破坏。

本发明的防风浪引信装置在横向轴套抵靠在上限位凸块后，此时的限位立杆的上与轴杆之间的间距大小将决定本方案藻礁在遇到多大的海浪时，防风浪引信装置才能够释放绕线轮上的连接绳索，使藻礁支撑体下沉。如图2所示，在横向轴套抵靠在上限位凸块后，此时的限位立杆的上与轴杆之间的间距越大，则“第一压缩弹簧的作用下将推动竖向导杆及横向轴套往上移动，使限位立杆与轴杆脱开”——这个过程所需的时间越长；这就需要浮力装置与藻礁支撑体之间的间距有足够大的波动幅度才行（即连接绳索的长度与浮力装置与藻礁支撑体之间的间距之差足够大）；因而在横向轴套抵靠在上限位凸块后，此时的限位立杆的上与轴杆之间的间距越大，则需要越大的海浪波动幅度才能够使防风浪引信装置释放绕线轮上的连接绳索，使藻礁支撑体下沉。

在遇到小的海浪时，虽然浮力装置与藻礁支撑体之间的间距可能产生波动（即浮力装置与藻礁支撑体之间的间距将小于连接绳索的长度），使第一压缩弹簧推动竖向导杆及横向轴套往上移动，但其在限位立杆与轴杆脱开之前藻礁支撑体已经下沉，藻礁支撑体的重力将重新通过连接绳索作用到绕线轮及轴杆上，克服第一压缩弹簧的复位力，使轴杆下移，也就是说在遇到小的海浪时，其不足以使防风浪引信装置释放绕线轮上的连接绳索。一般来说在遇到5级大浪、6级巨浪（波高2～6米）时，藻礁支撑体将产生剧烈的上下浮动，导致藻礁支撑体上附着的海藻被破坏；因而在遇到5级大浪、6级巨浪（波高2～6米）时，本方案的防风浪引信装置将释放绕线轮上的连接绳索，使藻礁支撑体下沉；有效避免因海浪波动较大，使得各藻礁支撑体上下浮动剧烈，而导致各藻礁支撑体上附着的海藻被破坏。当海浪退去后，维护人员可以通过连接绳索将藻礁支撑体及其上的海藻一同拉起，重新将连接绳索卷绕在绕线轮上，并将两限位立杆分别穿过对应的限位通孔，通过限位立杆将绕线轮的轴杆卡住，从而将藻礁支撑体再次悬挂在水域内，从而恢复藻场。

Claims (8)

1.一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，包括浮力装置（1）及通过连接绳索（4）悬挂在浮力装置下方的藻礁支撑体（6）；所述藻礁支撑体包括往下凹陷的半球形支撑架（61）及若干设置在半球形支撑架上的海藻附着基块（63），各海藻附着基块上分别设有穿绳通孔（63a），且各海藻附着基块上的穿绳通孔内分别设有安装绳，各海藻附着基块分别通过安装绳固定在半球形支撑架上。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，还包括防风浪引信装置（3）,该防风浪引信装置通过挂杆（2）固定在浮力装置的下方，所述防风浪引信装置包括呈倒U形的支撑架（31），相互平行的两竖向导套（35），分别设置在两竖向导套内的竖向导杆（37），分别设置在两竖向导杆上端的横向轴套（310），可转动的设置在横向轴套内的轴杆（33）及固定在轴杆上的绕线轮（32）；所述挂杆上端与浮力装置相连接，下端与横板相连接；所述的连接绳索（4）卷绕在绕线轮上，且连接绳索的一端固定在绕线轮上，另一端与藻礁支撑体相连接；所述支撑架包括相互平行的两立板（31b）及连接两立板上端的横板（31a），所述两立板位于两竖向导套之间，且两竖向导套靠近两立板下端，两竖向导套分别通过第一连接杆（34）与立板相连接，所述两竖向导套的外侧分别设有限位立杆（311），且两限位立杆分别通过第二连接杆（36）与竖向导套相连接；所述两横向轴套与竖向导杆相垂直，且两横向轴套同轴设置，所述两立板外侧面上分别设有与竖向导杆相平行的条形导向通孔（312）；所述绕线轮位于两立板之间，所述轴杆的两端分别穿过对应的条形导向通孔及横向轴套，轴杆侧面上、位于两横向轴套外侧分别设有限位通孔,所述两限位立杆分别穿过对应的限位通孔，所述两立板外侧面上、位于条形导向通孔下方分别设有用于限制横向轴套下行的下限位凸块（39），两立板外侧面上、位于条形导向通孔上方分别设有用于限制横向轴套上行的上限位凸块（313）；两竖向导杆上、位于竖向导套与横向轴套之间分别套设有可使横向轴套往上移动、并抵靠在上限位凸块上的第一压缩弹簧（38），并且当横向轴套抵靠在上限位凸块时，限位立杆的上端位于轴杆的下方；当横向轴套抵靠在下限位凸块时，限位立杆的上端位于轴杆的上方。

3.根据权利要求1所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，所述半球形支撑架中部设有立柱（5），立柱的上端位于半球形支撑架的上方，并且与藻礁支撑体相连接的连接绳索的端部固定在立柱上端；所述立柱上、位于半球形支撑架上方设有连接环（64），且连接环与半球形支撑架之间设有若干苗绳（65）。

4.根据权利要求3所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，所述苗绳上附着有人工培育的海藻幼苗。

5.根据权利要求1所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，所述海藻附着基块固定在半球形支撑架的内侧面上，且各海藻附着基上、朝半球形支撑架的中心的一侧面上附着有人工培育的海藻幼苗。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，所述海藻附着基块由泡沫混凝土构成，且海藻附着基块表面镶嵌有若干贝壳或藤壶外壳或海岩碎片。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，所述半球形支撑架外侧面上部设有至少三个往半球形支撑架外侧斜向下延伸的支撑脚（62），各支撑脚绕半球形支撑架周向均布，各支撑脚的下端位于同一高度，且各支撑脚的下端分别设有支撑平板。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种悬浮式藻类生长装置，其特征是，所述浮力装置包括气囊袋，且该气囊袋的顶部设有充气嘴。