CN107136000B - 带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,包括锚泊基础、锚链、浮管框架、网衣、沉子,浮管框架下端面安装有筒状网衣,网衣下端间隔悬挂有沉子,网衣四周设有多列纵向分布的套管;还包括分力架,分力架由圆环管及多根斜管构成,各斜管上端均匀且对称焊接在圆环管外壁下方,各斜管下端共同汇聚到一点并焊接安装有系泊环;锚链包括一级锚链与二级锚链两段构成,一级锚链一端系泊在锚泊基础上,另一端系泊在分力架的系泊环上;各二级锚链穿过各列套管后一端系泊在浮管框架上,另一端系泊在分力架的圆环管上。本发明属于单点锚泊方式,基于套管与二级锚链的固定、牵制作用,网衣的四壁不会相互聚拢,有效维护了养殖空间。
Description
技术领域:
本发明涉及海水养殖网箱,更具体地,涉及一种带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统。
背景技术:
我国20 m等深线以内的海域面积约1600万公顷,40 m等深线以内的海域面积约5000万公顷,海水养殖的发展空间巨大。大力发展20 m水深以上的深水网箱养殖,向海洋索取资源、拓宽生存空间,发展“海洋牧场”、建立“海上粮仓”,是解决我国食品供给保障的新途径之一。
深水网箱产业是我国渔业向现代化渔业迈进的重要创新型产业之一。养殖网箱一般由网箱框架系统、网衣系统、锚泊系统和配套设施系统四大部分组成。关于海水网箱系统的技术发展,下列两方面的问题值得关注:
一、网箱的锚泊方式:
传统的网箱采用多点直系锚法,以应对来自不确定的风向对网箱的影响,如单箱采用的6锚点法,每60度设置一个锚,无论哪个方向来风,均有至少2锚碇作用。中国专利授权公告号CN1176578C、CN204949099U、CN204949120U等公布的网箱均为典型的多点锚泊方式。这类多点锚泊系统存在施工难度大、施工质量难以保证、效率低、成本高、维护难的局限性,在较大的风浪荷载作用下损毁现象较严重。
为了顺应深水网箱的发展,已逐步发展出单点锚泊系统。与多点锚泊系统相比,单点锚泊系统具有抗台风能力强、施工简捷、节约成本、节约海域资源的特点,是深水网箱发展的主要技术方向。如中国专利授权公告号CN104186383B、CN104604768B、CN104186381B等公布的实施例均为典型的单点锚泊方式。
但常见的单点锚泊系统与网箱框架通常只有一个连接点、系泊点,导致该连接处受荷大、应力集中现象严重,虽然在网箱框架的系泊点处进行了加固处理,但在恶劣工况下仍容易造成网箱框架的塌陷、折断与损毁。
二、网衣的容积损失率:
网衣系统主要是围出一个养殖水体供养殖鱼类活动。如果海水流速较快,网衣常常会漂浮不定且向内聚拢,导致网箱的养殖空间变小,水产活动范围变小,水中含氧量下降,水质下降,进而诱发各类疾病的发生。
国内通过试验研究发现,海水流速对网箱的最大影响还是造成网箱网衣容积的变小,流速0.5m/s时,网箱的容积损失率为30%左右;当流速1.0m/s时,网箱的容积损失率为50%左右;当流速1.5m/s时,网箱的容积损失率为70%左右。可见,如何减小网箱的容积损失,是提高网箱养殖单产量的关键技术之一。
目前,为了避免网衣因为水流作用聚集一起而挤压养殖对象,通常在网衣底部按一定间距系缚系列沉子,或在网箱内放入环形的支撑环,支撑环沉入网箱底部,可以防止网衣向内聚拢。但在更换网衣、清洗网衣或拉网收鱼时,需要潜水员潜水去水底将沉子在收网前先拉出水面,或将支撑环取出,增加了用工用时,进而增加了养殖成本,且工作效率较低。
可见,亟待改进深水网箱网衣的固定装置,以降低深水网箱养殖成本,提高工作效率。
发明内容:
为了弥补现有技术问题的不足,本发明的目的是提供一种带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,其结构简单,施工方便,能大大降低网箱系泊点处的应力集中,且能有效维护网衣的养殖容积。
本发明的技术方案如下:
带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,包括锚泊基础、锚链、浮管框架、网衣、沉子,浮管框架为环状,浮管框架下端面安装有筒状网衣,网衣下端间隔悬挂有沉子,其特征在于:所述网衣四周设有多列纵向分布的套管;
还包括分力架,分力架由顶部圆环管及下方多根斜管焊接构成,各斜管上端均匀且对称焊接在圆环管外壁下方,各斜管下端共同汇聚到一点并焊接安装有系泊环;
所述锚链包括一级锚链与二级锚链,一级锚链一端系泊在锚泊基础上,另一端系泊在分力架的系泊环上;二级锚链数量与套管列数量对应,各二级锚链穿过各列套管后一端系泊在浮管框架上,另一端系泊在分力架的圆环管上。
所述的带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,其特征在于,所述的网衣四周上的套管不少于四列,每列套管由多个套管沿着铅垂线方向间隔设置。
所述的带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,其特征在于,所述的套管为PVC直管,套管的内径大于二级锚链外径两倍,套管的长度取10cm~50cm。
所述的带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,其特征在于,所述的分力架的圆环管内壁沿直径方向焊接有两根相互垂直的直管,整体呈对称状态,圆环管直径与网衣直径相同。
所述的带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,其特征在于,所述的分力架上斜管的数量不少于四根。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1、本发明属于单点锚泊方式,与多点锚泊方式对比而言,使用单点锚泊方式的网箱具有抗台风能力强、施工简捷、节约成本、节约海域资源的特点,代表了网箱锚泊方式的先进发展方向;
2、本发明网衣上设置多列套管且套在二级锚链上,基于二级锚链的固定与牵制作用,在风浪荷载作用下网衣能维持较大容积,网衣的四壁并不会相互聚拢,从而大大降低了网衣的容积损失率,有效维护了养殖空间;
3、本发明由于套管的内径大于二级锚链的外径,在更换网衣、清洗网衣或拉网收鱼时,各列套管与二级锚链之间的摩擦力非常小,套管对网衣的向上拉起作业基本无影响;
4、传统网箱依靠沉子的重力作用向下拉直网衣,使网衣在海流作用下即可能维持较大的容积,故所需沉子的数量较多、累计重量较大;而本发明中的网衣不依靠沉子来维持容积率,沉子仅起到向下拉直网衣的作用,故所需沉子的数量较少、累计重量较小,更有助于网衣的拉起作业。;
5、本发明包括一级锚链与二级锚链,锚链与网箱框架的系泊点数量等于二级锚链的数量;二级锚链的数量不少于四条,且沿网箱框架四周均匀分布,即系泊点的数量不少于四个,且沿网箱框架四周均匀分布,该设计能大大减小网箱浮管框架系泊点处的应力集中,有效提高了网箱浮管框架的安全性。
附图说明
图1为本发明的网衣系统的结构示意图。
图2为本发明的分力架结构示意图。
图3为本发明的分力架连接网箱结构示意图。
图4为本发明的网箱系统三维结构示意图。
图5为本发明的网箱系统主视图。
图6为本发明的网箱系统在风浪荷载作用下的变形示意图。
附图标记说明:1、浮管框架;2、网衣;3、套管;4、分力架;5、圆环管;6、斜管;7、系泊环;8、沉子;9、一级锚链;10、二级锚链;11、锚泊基础;A、海平面;B、海床面;C、风浪载荷。
具体实施方式:
参见附图:
网箱一般由锚链、锚泊基础11、浮管框架1、网衣2与沉子8等构成,其中锚链系统一端连接浮管框架1,另一端连接锚泊基础11。“单点锚泊系统”未见有规范、统一的定义,本发明所提的“单点锚泊系统”,其含义是指锚链系统连接锚泊基础的一端仅有一个系泊点,锚泊基础(或基础群)通过一个系泊点与锚链相连接,基础(或基础群)内部之间可以有复杂的相互连接方式,但基础(或基础群)最终作为一个整体通过一个系泊点与锚链相连。单点锚泊系统中,锚链与网箱连接的一端可以是一个系泊点,但也可以是多个系泊点。本发明所提的锚链系统,其一端通过一个系泊点与锚泊基础相连,另一端通过多个系泊点与网箱相连,属于单点锚泊方式的范畴。相应地,多点锚泊系统是指锚泊基础(或基础群)通过多个系泊点与多个锚链相连接,多个锚链的另一端通过多个系泊点共同连接网箱。
带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,包括锚泊基础11、锚链、浮管框架1、网衣2、沉子8等,网衣2四周均匀、对称的设置多列与铅垂线同轴的套管3;所述网箱系统还包括分力架4,分力架4由圆环管5与多根斜管6焊接而成,各斜管6的一端在圆环管5圆周上均匀、对称的焊接,各斜管6的另一端共同汇聚到一点且与系泊环7焊接相连,圆环管5上沿相互垂直直径方向焊接直管;所述锚链包括一级锚链9与二级锚链10,一级锚链9的一端系泊在锚泊基础11上,一级锚链9另一端系泊在分力架4的系泊环7上,二级锚链10穿过各列套管3后一端系泊在浮管框架1上,二级锚链10另一端系泊在分力架4的圆环管5上。
本发明所提的“一级锚链”是指与锚泊基础直接相连的锚链,单点锚泊系统中仅有唯一的一根“一级锚链”与锚泊基础直接相连;“二级锚链”是指把网箱荷载直接传递给“一级锚链”的锚链。在本发明中,“二级锚链”的一端通过分力架4与“一级锚链”相连, “二级锚链”的另一端直接与网箱的浮管框架1相连,如图3与图4所示。
同级锚链的长度应相同,使得整个锚链系统在风平浪静时基本呈对称状态。如图3中的四根二级锚链10长度相等。
网衣2上对称、均匀的设置多列与铅垂线同轴的套管3,二级锚链10穿过每列与铅垂线同轴的套管3与浮管框架1相连,如图3所示。套管3一般由PVC管制成的直管。优选地,套管3的内径大于二级锚链10的外径两倍以上,套管3的长度取10cm~50cm。故根据网衣2的深度与套管3的长度,可确定每列同轴套管3所需的数量。
网衣2上的各列与铅垂线同轴的套管3在网衣2的圆周上均匀、对称分布,优选地,网衣2圆周上的同轴套管3不少于四列。
套管3的作用是:通过网衣2上的系列套管3套住二级锚链10,使二级锚链10成为维护网衣2容积的骨架,鉴于多个二级锚链10相互平行且承受锚泊力后处于拉直状态,其能承受较大的水平力,故能使网衣2的容积损失率大大降低。
即使网箱受到风浪荷载作用后使二级锚链10产生较大倾斜,但此时所有二级锚链10仍大致相互平行,共同向一个方向倾斜,套管3的连接使网衣2也与二级锚链10产生同样的倾斜,二级锚链10的牵制作用使网衣2的四壁并不会相互聚拢,故网衣2的容积损失率较小,如图6所示。
由于各列套管3与铅直线同轴且内径大于二级锚链10,故更换网衣、清洗网衣或拉网收鱼时,网衣2的向上拉起并不会与二级锚链10产生较大的摩擦。即各列套管3与二级锚链10之间的摩擦力非常小,其对网衣2的向上拉起作业基本无影响。可见,套管3的设置一方面能有效维护网衣2的容积,另一方面对网衣向上拉起作业无影响。
另外,网衣2的底部仍需设置多个沉子8,其作用是把网衣2向下拉直,维护网衣2的有效容积。但本发明中所用的沉子8与传统网箱沉子的作用存在明显区别:传统网箱依靠沉子的重力作用向下拉直网衣,使网衣在海流作用下即可能维持较大的容积,故所需沉子的数量较多、累计重量较大;而本发明中的网衣不依靠沉子来维持容积率(依靠二级锚链10来维持容积率),沉子仅起到向下拉直网衣的作用,故所需沉子的数量较少、累计重量较小,有助于网衣的拉起作业。
可见,本发明所提网衣2上设置套管3套入二级锚链10的设计思路,一方面能有效维护网衣2的容积率,另一方面还能减轻网衣向上拉起作业的难度,显然更符合深水网箱的发展需求。
分力架4由圆环管5与多根斜管6焊接而成,各斜管6的一端在圆环管5圆周上均匀、对称的焊接,各斜管6的另一端共同汇聚到一点且与系泊环7焊接相连,圆环管5上沿相互垂直直径方向焊接直管,分力架4整体呈对称状态。
分力架4上圆环管5的直径与网衣2的直径相同。优选地,分力架4上斜管6的数量不少于四根。
一级锚链9的一端系泊在锚泊基础11上,另一端系泊在分力架4的系泊环7上。二级锚链10穿过各列套管3后,二级锚链10的一端系泊在浮管框架1上,另一端系泊在分力架4的圆环管5上。网箱受到的风浪荷载通过各二级锚链10传递给分力架4,再通过分力架4把荷载传递给一级锚链9,进而传递给锚泊基础11。故分力架4起到“承上启下”的作用,其强度应满足恶劣工况下荷载的传递需要,不因应力集中发生屈曲与失效。
风平浪静时,在分力架4与各二级锚链10的重量作用下,各二级锚链10处于铅垂状态,网衣2也处于体积最大的舒展状态,如图5所示。风浪荷载作用时,网衣发生倾斜,由于分力架4对各二级锚链10的牵制作用使各二级锚链10仍处于基本平行的倾斜状态,套在各二级锚链10上的套管3使网衣2与各二级锚链10发生基本一致的倾斜状态,各二级锚链10的牵制作用使网衣2的四壁无法相互聚拢、压缩养殖空间,如图6所示。
锚链与网箱框架的系泊点数量等于二级锚链的数量。二级锚链的数量不少于四条,且沿网箱框架四周均匀分布。即系泊点的数量不少于四个,且沿网箱框架四周均匀分布,该设计能大大减小网箱浮管框架系泊点处的应力集中,把网箱承受的风浪荷载通过多个系泊点传递给多条二级锚链,有效提高了网箱浮管框架的安全性。可见,所提网箱系统采用单点锚泊系统,但不会在网箱框架的系泊点、连接处产生较大的应力集中。
可根据实际需要使用不同数量的二级锚链10,下面介绍几种实施例。
实施例1:沿网衣2的四周均匀、对称的设置四列与铅垂线同轴的套管3,如图1所示。把四条二级锚链10穿过相应的四列套管3,二级锚链10的一端系泊在浮管框架1上,另一端系泊在分力架4的圆环管5上。一级锚链9的一端系泊在锚泊基础11上,另一端系泊在分力架4的系泊环7上。二级锚链10的长度应大于网箱的深度。如此构成一种带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,如图4所示。
本实施例中,四条二级锚链10的合力与一级锚链9的拉力相等,故二级锚链10的材料强度、截面积尺寸可小于一级锚链9的材料强度、截面积尺寸。故可根据各级锚链的受力情况,设计与其匹配的材料参数,使各级锚链的安全系数基本相同,达到优化设计的目的。
实施例2:沿网衣2的四周均匀、对称的设置五列与铅垂线同轴的套管3,相应地采用五条二级锚链10进行连接,连接方法同实施例1。
实施例3:沿网衣2的四周均匀、对称的设置六列与铅垂线同轴的套管3,相应地采用六条二级锚链10进行连接,连接方法同实施例1。
按照上述思路,还可以衍生出更多的实施例方式,此处不再穷举。
本发明一方面其采用单点锚泊系统,但不会在网箱框架的系泊点、连接处产生较大的应力集中,另一方面其能有效减小网箱的容积损失率,且对网衣更换、网衣清洗或拉网收鱼作业影响不大,能更好的适应深水网箱养殖的发展需求。
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的;相同或相似的标号对应相同或相似的部件;附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
本发明不局限于上述具体实施方式,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.带网衣固定功能的单点锚泊式网箱系统,包括锚泊基础、锚链、浮管框架、网衣、沉子,浮管框架为环状,浮管框架下端面安装有筒状网衣,网衣下端间隔悬挂有沉子,其特征在于:所述网衣四周设有多列纵向分布的套管;
还包括分力架,分力架由顶部圆环管及下方多根斜管焊接构成,各斜管上端均匀且对称焊接在圆环管外壁下方,各斜管下端共同汇聚到一点并焊接安装有系泊环;
所述锚链包括一级锚链与二级锚链,一级锚链一端系泊在锚泊基础上,另一端系泊在分力架的系泊环上;二级锚链数量与套管列数量对应,各二级锚链穿过各列套管后一端系泊在浮管框架上,另一端系泊在分力架的圆环管上;
所述的网衣四周上的套管不少于四列,每列套管由多个套管沿着铅垂线方向间隔设置;
所述的套管为PVC直管,套管的内径大于二级锚链外径两倍,套管的长度取10cm~50cm;
所述的分力架的圆环管内壁沿直径方向焊接有两根相互垂直的直管,整体呈对称状态,圆环管直径与网衣直径相同;
所述的分力架上斜管的数量不少于四根。
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2017
- 2017-07-19 CN CN201710588805.6A patent/CN107136000B/zh active Active
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