CN106472379B - 一种等压控制的浮沉式养殖网箱及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等压控制的浮沉式养殖网箱及控制方法，沉浮式养殖网箱包括浮球、主浮体框架、垂向支撑管、沉浮控制体、网衣、进排水管、进排气管，浮球通过柔性绳系固在主浮体框架上，所述主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成一个刚性整体，所述沉浮控制体为多个沉浮舱通过连通管依次连接而成的环状结构，以形成一个等压腔，沉浮控制体位于网箱1/2处，通过沉浮舱和缓冲舱与垂向支撑管紧固连接。本发明沉浮控制体代替传统整体式隔离分舱，使得整个沉浮控制体在水下形成一个等压腔，实现网箱地平稳下沉；将主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成了一个刚性整体，增加网箱的结构强度，避免网衣发生变形。

Description

一种等压控制的浮沉式养殖网箱及控制方法

技术领域

本发明属于水产品养殖技术领域，特别涉及一种等压控制的浮沉式养殖网箱及控制方法。

背景技术

随着人们对于水产品的需求的日益增加以及近海养殖环境的逐步恶化，我国的网箱养殖正由浅海向深水发展。沉浮式深水养殖网箱作为一种高端的养殖设备，不仅可以根据养殖品种将网箱调至合适的养殖深度进行水产养殖，而且可以有效地躲避台风、赤潮等自然灾害。因此大型沉浮式深水网箱对于我国养殖业多元化和防灾减灾意义尤其重大。我国目前对于网箱沉浮技术的研究尚处于初步阶段，大部分深水沉浮网箱由于沉浮技术不完善或沉浮系统过于复杂，导致未在实际养殖工程中推广。

目前，市场上的养殖网箱在下沉时，受到风、浪、流等外在因素及自身结构的复杂影响，而使得网箱在下沉时，由于可调浮体结构各部分压力差异而导致排气不均和进水快慢不同，同时由于风和流的作用，使得网箱迎风一面比背风一面的锚链张紧力大。综合因素使得网箱在下沉过程中发生倾侧、偏转、侧翻。

为解决上述技术问题，专利号为201420225823.X的实用新型专利公开了一种带防荡板的沉浮式张力腿结构HDPE网箱，在网箱底部悬挂重力环，通过重力环张拉防荡板，当水位有变化时，浮力产生变化，浮体连同重力环上下升沉，由于重力环上的防荡板作用，可减少其上下颠簸。但这种方式，虽然在网箱抗风浪能力方面进行了一定改善，但并未解决目前网箱沉浮时的浮态不稳和侧倾的问题。

现有网箱的沉浮控制技术，一些设计者将沉浮控制系统设在主浮体框架上，通过在主浮体框架上设置隔舱的进水和排气来实现网箱的沉浮。但该种沉浮方式在下沉过程当中，各个隔离舱受海面风浪的影响，极易造成浮舱入水压力不均和进水速度不同，最终使得网箱在海平面失稳发生网箱倾覆或网箱不能完全入水。为使得网箱平稳下沉，一些设计者将沉浮控制舱和沉子一起设于网箱底部，该下沉方式能有效地解决网箱下沉过程中压力不均和进水快慢不同的问题，但同时带来的弊端是网箱底圈上承受巨大的下沉力而造成强度不足，严重时可能会发生网衣破损。而且此种下沉方式在更换网衣和鱼类捕获方面极其不便。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种结构强度高、易实现平稳下沉的等压控制的浮沉式养殖网箱及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种等压控制的浮沉式养殖网箱，包括漂浮于水面的浮球、为网箱提供浮力的主浮体框架、垂向支撑管、沉浮控制体、网衣、进排水管、进排气管，浮球通过柔性绳系固在主浮体框架上，所述主浮体框架与网衣为一体结构，所述沉浮控制体为多个沉浮舱通过连通管依次连接而成的环状结构，以形成一个等压腔，沉浮舱上部设置缓冲舱，沉浮控制体位于网箱1/2处，通过沉浮舱和缓冲舱与垂向支撑管紧固连接。

进一步的，所述缓冲舱上设有用于连接垂向支撑管的垂向管接口。

进一步的，所述沉浮舱两端设有用于连接连通管的连通管接口。

进一步的，所述垂向支撑管内部贯穿进排水管、进排气管，进排水管和进排气管的底部分别深入沉浮控制体内。

进一步的，进排水管上端设进排水口，进排气管上端设进排气口，进排水管和进排气管下端根据注水和排气特性采用高低位布置，进排水管下端设有用于防止水进入进排气管中的多孔式止荡板。

进一步的，所述进排气管下端设有能根据进排气管内气压与水下环境压力自动开启排放水柱的安全阀。

进一步的，网衣底部连接固定底圈，底圈上悬挂沉子。

进一步的，所述主浮体框架与网衣通过垂向网筋和尼龙绳绑扎为一体，垂向网筋与垂向支撑管在网衣上同角度布置，以使得垂向支撑管和垂向网筋共同承受下端沉子的拉力。

进一步的，所述沉浮舱上沿沉浮控制体内径整个圆周均匀布置绑扎环，固定沉浮控制体与网衣，所述主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成一个刚性整体。

进一步的，上述等压控制的浮沉式养殖网箱的控制方法，包括以下步骤：

（1）海面以上的水泵、气泵通过进排水管和进排气管的进排水口、进排气

口向沉浮控制体中注水排气，实现网箱的上浮和下沉；

（2）在台风、赤潮等海洋灾害来临之前，根据实际情况使网箱执行下沉指令，启动水泵，同时打开进排气管，通过进排水管向沉浮控制体中注水，使得下沉力大于主浮体框架的浮力，由于沉浮控制体沿网箱周向处于同一水深，故各处所受水压力相同，不会造成网箱注水下沉时因压力差异造成的各部分进水快慢不同，使得由主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成的刚性整体重心不断降低，实现网箱平稳下沉，形成比较稳定的稳性复原力臂；

（3）网箱下沉后的水下悬浮深度通过浮球与主浮体框架间的绳长来改变；

（4）在海洋灾害等特殊情况下，水进入进排气管而造成无法排气时，进排气管下端的安全阀自动开启排放水柱，保证气管顺利排气；

（5）在执行上浮指令时，启动气泵，同时打开进排水管，当沉浮控制体完全排水后可实现对网箱的举升。

与现有技术相比，本发明优点在于：

（1）本发明在于网箱正常养殖状态下通过主浮体框架提供网箱浮力，网箱处于漂浮状态，沉浮控制体完全位于水面以下，在注水下沉时，完全避免了风和浪的影响；

（2）本发明沉浮控制体位于网箱1/2处，并且沉浮控制体由多个沉浮舱通过连通管依次连接成环状结构，代替传统整体式隔离分舱，沿网箱周向处于同一水深，各处所受水压力相同，可使得整个沉浮控制体在水下形成一个等压腔，不会造成网箱注水下沉时因压力差异造成的各部分进水快慢不同，易实现网箱的平稳下沉；

（3）主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成了一个刚性整体，在注水下沉时，整个网箱的重力增加值集中在沉浮控制体处，重量分布高度集中且重心较低，形成比较稳定的稳性复原力臂；同时，该连接方式使得网箱结构强度得到有效改善，大大增强了水下网衣的刚性，使得网箱在受到水下海流的作用时，避免网衣发生变形，很好地保证网箱了养殖容积；

（4）本发明的沉浮舱上部设置缓冲舱，防止沉浮控制体中的水由于网箱晃动而进入气管，形成气封，造成无法排气；

（5）本发明在垂向支撑管内部贯穿进排水管、进排气管，有效避免进排水管、进排气管由于长期浸泡在海水中而导致的管材腐蚀和泄露，同时采用内外套管的形式可大大增强垂向支撑管的结构强度；

（6）在进排水管的下端设有多孔式止荡板，防止水进入到进排气管中；进排气管下部设有安全阀，在海洋灾害等特殊情况下水进入气管而造成无法排气时，进排气管中的气压由于气封大于水下环境压力，安全阀自动开启排放水柱，保证气管顺利排气；

（7）本发明的垂向支撑管、进排水管、进排气管、沉浮控制体结构可以与目前的浮式HDPE网箱原结构简单连接，可实现对现有浮式养殖网箱的简易改装，形成沉浮式养殖网箱。

附图说明

图1为本发明的沉浮式养殖网箱结构示意图；

图2为本发明的沉浮控制体结构示意图；

图3为本发明的管路连接示意图；

图4为本发明的多孔防荡板结构示意图。

图中：1.浮球；2.主浮体框架；3.垂向支撑管；4.沉浮控制体；5.连通管；6.进排水管；7.进排气管；8.网衣；9.垂向网筋；10.底圈；11.沉子；12.垂向管接口；13.绑扎环；14.安全阀；15.缓冲舱；16.多孔防荡板；17.连通管接口；18.沉浮舱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所述，一种等压控制的浮沉式养殖网箱，包括漂浮于水面的浮球1、为网箱提供浮力的主浮体框架2、垂向支撑管3、沉浮控制体4、网衣8、进排水管6、进排气管7，浮球1通过柔性绳系固在由内外浮圈构成的主浮体框架2上，该浮球1用于网箱下沉后提供足够的浮力以保证整个网箱悬浮于固定水深处，网箱下沉后的水下悬浮深度通过浮,1与主浮体框架2间的绳长来改变。

网衣8底部连接固定底圈10，底圈10上悬挂沉子11；主浮体框架2与网衣8通过垂向网筋9和尼龙绳绑扎为一体结构，垂向网筋9与垂向支撑管3在网衣8上同角度布置，以使得垂向支撑管3和垂向网筋9共同承受下端沉子11的拉力，网箱结构强度得到有效改善；所述沉浮控制体4位于网箱1/2处，并与垂向支撑管3紧固连接。

如图2、3、4所示，沉浮控制体4为多个沉浮舱18通过连通管5依次连接而成的环状结构，以形成一个等压腔，沉浮舱18上部设置缓冲舱15，防止沉浮控制体4中的水由于网箱晃动而进入进排气管7，形成气封；缓冲舱15上部设有用于连接垂向支撑管3的垂向管接口12，沉浮舱18两端设有用于连接连通管5的连通管接口17，沉浮控制体4通过沉浮舱18和缓冲舱15与垂向支撑管3紧固连接。

沉浮舱18上沿沉浮控制体4内径整个圆周均匀布置绑扎环13，固定沉浮控制体4与网衣8，进而主浮体框架2、垂向支撑管3和沉浮控制体4形成一个刚性整体，在注水下沉时，整个网箱的重力增加值集中在沉浮控制体4处，重量分布高度集中且重心较低，形成比较稳定的稳性复原力臂；同时，垂向支撑管3的刚性支撑大大增强了水下网衣8的刚性，使得网箱在受到水下海流的作用时，避免网衣8发生变形，很好地保证网箱了养殖容积。

垂向支撑管3内部贯穿进排水管6、进排气管7，可有效地避免进排水管6、进排气管7由于长期浸泡在海水中而导致的管材腐蚀和泄露，同时采用内外套管的形式可大大增强垂向支撑管3的结构强度。

进排水管6和进排气管7的底部分别深入沉浮控制体4内。进排水管6上端设进排水口，进排气管7上端设进排气口，进排水管6和进排气管7下端根据注水和排气特性采用高低位布置，进排水管6下端设有用于防止水进入进排气管7中的多孔式止荡板16。进排气管7下端设有能根据进排气管7内气压与水下环境压力自动开启排放水柱的安全阀14，在海洋灾害等特殊情况下水进入进排气管7而造成无法排气时，进排气管7中的气压由于气封大于水下环境压力，安全阀14自动开启排放水柱，保证气管顺利排气。

上述等压控制的浮沉式养殖网箱的控制方法，包括以下步骤：

（1）海面以上的水泵、气泵通过进排水管6和进排气管7的进排水口、进排气口向沉浮控制体4中注水排气，实现网箱的上浮和下沉；

（2）在台风、赤潮等海洋灾害来临之前，根据实际情况使网箱执行下沉指令，启动水泵，同时打开进排气管7，通过进排水管7向沉浮控制体4中注水，使得下沉力大于主浮体框架2的浮力，由于沉浮控制体4沿网箱周向处于同一水深，故各处所受水压力相同，不会造成网箱注水下沉时因压力差异造成的各部分进水快慢不同，使得由主浮体框架2、垂向支撑管3和沉浮控制体4形成的刚性整体重心不断降低，实现网箱平稳下沉，形成比较稳定的稳性复原力臂；

（3）网箱下沉后的水下悬浮深度通过浮球1与主浮体框架2间的绳长来改变；

（4）在海洋灾害等特殊情况下，水进入进排气管7而造成无法排气时，进排气管7下端的安全阀14自动开启排放水柱，保证气管顺利排气；

（5）在执行上浮指令时，启动气泵，同时打开进排水管6，当沉浮控制体4完全排水后可实现对网箱的举升。

综上所述，本发明沉浮式养殖网箱通过将沉浮控制体设计为由多个沉浮舱通过连通管依次连接成环状结构，代替传统整体式隔离分舱，可使得整个沉浮控制体在水下形成一个等压腔，不会造成网箱注水下沉时因压力差异造成的各部分进水快慢不同，实现网箱地平稳下沉；将主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成了一个刚性整体，增加网箱的结构强度，避免网衣发生变形，很好地保证网箱了养殖容积，还可以与目前的浮式HDPE网箱原结构简单连接，可实现对现有浮式养殖网箱的简易改装，形成沉浮式养殖网箱。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种等压控制的浮沉式养殖网箱，包括漂浮于水面的浮球、为网箱提供浮力的主浮体框架、垂向支撑管、沉浮控制体、网衣、进排水管、进排气管，浮球通过柔性绳系固在主浮体框架上，其特征在于：所述主浮体框架与网衣为一体结构，所述沉浮控制体为多个沉浮舱通过连通管依次连接而成的环状结构，以形成一个等压腔，沉浮舱上部设置缓冲舱，沉浮控制体位于网箱1/2处，通过沉浮舱和缓冲舱与垂向支撑管紧固连接；

所述垂向支撑管内部贯穿进排水管、进排气管，进排水管和进排气管的底部分别深入沉浮控制体内；

进排水管上端设进排水口，进排气管上端设进排气口，进排水管和进排气管下端根据注水和排气特性采用高低位布置，进排水管下端设有用于防止水进入进排气管中的多孔式止荡板；

所述进排气管下端设有能根据进排气管内气压与水下环境压力自动开启排放水柱的安全阀。

2.根据权利要求1所述的等压控制的浮沉式养殖网箱，其特征在于：所述缓冲舱上设有用于连接垂向支撑管的垂向管接口。

3.根据权利要求1或2所述的等压控制的浮沉式养殖网箱，其特征在于：所述沉浮舱两端设有用于连接连通管的连通管接口。

4.根据权利要求1所述的等压控制的浮沉式养殖网箱，其特征在于：网衣底部连接固定底圈，底圈上悬挂沉子。

5.根据权利要求4所述的等压控制的浮沉式养殖网箱，其特征在于：所述主浮体框架与网衣通过垂向网筋和尼龙绳绑扎为一体，垂向网筋与垂向支撑管在网衣上同角度布置，以使得垂向支撑管和垂向网筋共同承受下端沉子的拉力。

6.根据权利要求1或5所述的等压控制的浮沉式养殖网箱，其特征在于：所述沉浮舱上沿沉浮控制体内径整个圆周均匀布置绑扎环，固定沉浮控制体与网衣，所述主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成一个刚性整体。

7.权利要求1所述的等压控制的浮沉式养殖网箱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)海面以上的水泵、气泵通过进排水管和进排气管的进排水口、进排气口向沉浮控制体中注水排气，实现网箱的上浮和下沉；

(2)在台风、赤潮等海洋灾害来临之前，根据实际情况使网箱执行下沉指令，启动水泵，同时打开进排气管，通过进排水管向沉浮控制体中注水，使得下沉力大于主浮力框架的浮力，由于沉浮控制体沿网箱周向处于同一水深，故各处所受水压力相同，不会造成网箱注水下沉时因压力差异造成的各部分进水快慢不同，使得由主浮体框架、垂向支撑管和沉浮控制体形成的刚性整体重心不断降低，实现网箱平稳下沉，形成比较稳定的稳性复原力臂；

(3)网箱下沉后的水下悬浮深度通过浮球与主浮体框架间的绳长来改变；

(4)在海洋灾害等特殊情况下，水进入进排气管而造成无法排气时，进排气管下端的安全阀自动开启排放水柱，保证气管顺利排气；

(5)在执行上浮指令时，启动气泵，同时打开进排水管，当沉浮控制体完全排水后可实现对网箱的举升。

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