CN109832185B - 一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，旨在提供一种可以净化水质，并可以通过大型海藻繁殖时孢子体的扩散作用，补充海藻群体；同时，可通过人工沉降实现防风浪功能的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置。它包括：基座；支撑浮架，支撑浮架与基座之间通过第一连接绳相连接；海藻养殖装置，海藻养殖装置包括悬浮在支撑浮架下方的浮台、设置在浮台上的海藻架及连接海藻架与支撑浮架的预连接绳；连接与沉降触发机构，连接与沉降触发机构包括滑动设置在竖直导套内的滑动套体、设置在滑动套体内的下连接件、连接浮球与上活塞的触发绳、连接触底释放机构与下连接件的第二连接绳及连接配重块与基座的第三连接绳。

Description

一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置

技术领域

本发明涉及一种海藻养殖装置，具体涉及一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置。

背景技术

受近岸海洋环境变化影响，海水透明度降低，近岸岩礁附着基上沉积物增多，大型海藻的栖息地被能够适宜环境变化的大量低矮珊瑚藻类所覆盖，以及近岸岩礁基质坡度大等因素影响，导致适宜大型海藻栖息的空间逐渐缩小。

为了扩大藻场修复面积，投放人工海藻礁成为目前最常见的方式之一。目前的人工海藻礁大致分为两类：其一，沉底式藻礁，这类藻礁对海区海水透明度的要求非常高，否则海藻难以获得适宜的光照条件；而且容易被沉积物覆盖；其二，浮式藻礁（通过浮球漂浮在海面上，将藻礁悬挂在海水中），这类浮式藻礁随海面波浪浮动不仅受海面波浪影响极大，容易因海面波浪浮动而损坏藻礁上生长的海藻；而且浮球漂浮在海面上同样会遮挡阳光，影响海藻的光照条件。这使得目前的人工海藻礁在很多区域不适合进行人工投放移植海藻。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可以净化水质，并可以通过大型海藻繁殖时孢子体的扩散作用，在海域自然传播大型海藻的补充海藻群体；同时，可以不仅受海面波浪影响，并且可通过人工沉降实现防风浪功能的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置。

本发明的技术方案是：

一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，包括：基座，基座沉降至海底；支撑浮架，支撑浮架悬浮在基座上方，支撑浮架上设有竖直导绳孔，支撑浮架与基座之间通过第一连接绳相连接；海藻养殖装置，海藻养殖装置位于支撑浮架的下方，海藻养殖装置包括悬浮在支撑浮架下方的浮台、设置在浮台上的海藻架、若干设置在海藻架上的藻礁块及连接海藻架与支撑浮架的预连接绳，所述浮台内具有密闭的内腔体，浮台内设有贯穿浮台的上下表面的竖直导套，竖直导套的内侧面上设有与内腔体相连通的导套过孔；连接与沉降触发机构，连接与沉降触发机构包括漂浮在海面上的浮球、位于浮台的下方的配重块、设置在配重块上的触底释放机构、滑动设置在竖直导套内的滑动套体、设置在滑动套体外侧面上的上密封圈与下密封圈、连通滑动套体的内外侧面的套体过孔、设置在滑动套体的内侧面上的上限位块与下限位块、滑动设置在滑动套体内的上活塞与下活塞、连接上活塞与下活塞的活塞连杆、设置在滑动套体的外侧面上并位于竖直导套的上方的外挡块、设置在滑动套体内并位于下活塞的下方的下连接件、连接下活塞与下连接件的第一拉簧、连接浮球与上活塞的触发绳、连接触底释放机构与下连接件的第二连接绳及连接配重块与基座的第三连接绳，所述触发绳穿过竖直导绳孔，所述下限位块位于下连接件与下活塞之间，所述上限位块位于上活塞与下活塞之间，所述套体过孔位于上限位块与上活塞之间，套体过孔位于上密封圈与下密封圈之间，当外挡块抵在竖直导套的上端面上时，导套过孔位于上密封圈与下密封圈之间。

本方案的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置可以净化水质，并可以通过大型海藻繁殖时孢子体的扩散作用，在海域自然传播大型海藻的补充海藻群体；同时，可以不仅受海面波浪影响，并且可通过人工沉降实现防风浪功能。

作为优选，配重块的顶面设有容纳槽，触底释放机构容纳在容纳槽内，触底释放机构包括设置在连通容纳槽的底面上的安装板、设置在安装板上的水平导套、滑动设置在水平导套内的滑动杆、设置在滑动杆侧面上的滑动杆限位块、设置在安装板上并与水平导套同轴的限位套、设置在连通容纳槽的底面上的竖直导向通孔、滑动设置在竖直导向通孔内的触发杆及连接触发杆与滑动杆的连杆，

所述滑动杆限位块与限位套位于水平导套的相对两侧，所述滑动杆的第一端设有滑动杆连接件，导套连接件与水平导套位于滑动杆限位块的相对两侧，滑动杆的第二端插入限位套内，所述水平导套的外侧面设有导套连接件，滑动杆连接件与导套连接件通过第二拉簧相连，所述触发杆的下端位于配重块的下方，所述连杆的一端与触发杆的上端铰接相连，连杆的另一端与滑动杆的第一端铰接相连，所述第二连接绳的下端设有挂环，所述滑动杆穿过挂环，且挂环位于水平导套与限位套之间。

作为优选，触发杆的下端设有触发平板。

作为优选，连接与沉降触发机构还包括扩张器，扩张器包括设置在滑动套体内并位于上限位块与上活塞之间的径向导套、滑动设置在径向导套内的径向导杆、设置在径向导杆上的第一环形挡块与第二环形挡块及套设在径向导杆上并位于径向导套与第二环形挡块上之间的压缩弹簧，所述径向导套位于第一环形挡块与第二环形挡块之间，径向导杆的一端抵在滑动套体的内侧面上，

所述活塞连杆包括连接径向导套与上活塞的上活塞连杆及连接径向导套与下活塞的下活塞连杆。

作为优选，海藻架设置在浮台的上表面上，且海藻架上设有与滑动套体相对应的滑动套体过口。

作为优选，浮台的浮力大于海藻养殖装置和连接与沉降触发机构的重力之和。

作为优选，支撑浮架的浮力大于支撑浮架与海藻养殖装置的重力之和。

作为优选，触发绳上设有限位挡件，且限位挡件位于竖直导绳孔的下方。

本发明的有益效果是：可以净化水质，并可以通过大型海藻繁殖时孢子体的扩散作用，在海域自然传播大型海藻的补充海藻群体；同时，可以不仅受海面波浪影响，并且可通过人工沉降实现防风浪功能。

附图说明

图1是本发明的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置的一种结构示意图。

图2是图1中A处的一种局部放大图。

图3是图1中B处的一种局部放大图。

图4是图3中D处的一种局部放大图。

图5是图1中C处的一种局部放大图。

图中：

基座1；

支撑浮架2，竖直导绳孔2.1；

第一连接绳3；

海藻养殖装置4，浮台4.1，海藻架4.2，预连接绳4.3，内腔体4.4，藻礁块4.5，滑动套体过口4.6，竖直导套4.7，导套过孔4.8；

连接与沉降触发机构5，

浮球5.1，

触发绳5.2，限位挡件5.21，

滑动套体5.3，外挡块5.31，套体过孔5.32，上限位块5.33，下限位块5.34，

第二连接绳5.4，挂环5.41，

触底释放机构5.5，触发平板5.50，触发杆5.51，水平导套5.52，滑动杆5.53，滑动杆限位块5.54，限位套5.55，连杆5.56，滑动杆连接件5.57，导套连接件5.58，第二拉簧5.59，

配重块5.6，第三连接绳5.61，容纳槽5.62，

上密封圈5.71，下密封圈5.72，

上活塞5.81，下活塞5.82，

活塞连杆5.9，上活塞连杆5.91，下活塞连杆5.92，

第一拉簧5.10，下连接件5.11，径向导套5.12，径向导杆5.13，第一环形挡块5.14，第二环形挡块5.15，压缩弹簧5.16。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体:可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1所示，一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，包括：基座1、支撑浮架2、海藻养殖装置4及连接与沉降触发机构5。

基座为混凝土平台。基座沉降至海底。

如图1、图2所示，支撑浮架2悬浮在基座上方。支撑浮架的中部设有竖直导绳孔2.1。支撑浮架与基座之间通过第一连接绳3相连接。支撑浮架2的浮力大于支撑浮架2与海藻养殖装置4的重力之和。

如图1、图3所示，海藻养殖装置4位于支撑浮架的下方。海藻养殖装置4包括悬浮在支撑浮架下方的浮台4.1、设置在浮台上的海藻架4.2、若干设置在海藻架上的藻礁块4.5及连接海藻架与支撑浮架的预连接绳4.3。藻礁块为混凝土块，藻礁块的表面附着有人工培育的海藻孢子或海藻幼苗，例如马尾藻幼苗、海带幼苗等。浮台内具有密闭的内腔体4.4。浮台内设有贯穿浮台的上下表面的竖直导套4.7。竖直导套的内侧面上设有与内腔体相连通的导套过孔4.8，导套过孔位于竖直导套的中部或中上部或上部。海藻架设置在浮台的上表面上。浮台的浮力大于海藻养殖装置4和连接与沉降触发机构5的重力之和。

如图1、图3所示，连接与沉降触发机构5包括扩张器、漂浮在海面上的浮球5.1、位于支撑浮架的下方的配重块5.6、设置在配重块上的触底释放机构5.5、滑动设置在竖直导套内的滑动套体5.3、设置在滑动套体外侧面上的上密封圈5.71与下密封圈5.72、连通滑动套体的内外侧面的套体过孔5.32、设置在滑动套体的内侧面上的上限位块5.33与下限位块5.34、滑动设置在滑动套体内的上活塞5.81与下活塞5.82、连接上活塞与下活塞的活塞连杆5.9、设置在滑动套体的外侧面上并位于竖直导套的上方的外挡块5.31、设置在滑动套体内并位于下活塞的下方的下连接件5.11、连接下活塞与下连接件的第一拉簧5.10、连接浮球与上活塞的触发绳5.2、连接触底释放机构与下连接件的第二连接绳5.4及连接配重块与基座的第三连接绳5.61。上密封圈在滑动套体与竖直导套之间形成滑动密封，下密封圈在滑动套体与竖直导套之间形成滑动密封。

如图1、图2所示，触发绳5.2穿过竖直导绳孔2.1，触发绳上设有限位挡件5.21，且限位挡件位于竖直导绳孔的下方。

如图3所示，海藻架上设有与滑动套体相对应的滑动套体过口4.6。滑动套体的上端伸入到滑动套体过口内。

下限位块位于下连接件与下活塞之间。上限位块位于上活塞与下活塞之间。套体过孔位于上限位块与上活塞之间。套体过孔位于上密封圈与下密封圈之间。当外挡块抵在竖直导套的上端面上时，导套过孔位于上密封圈与下密封圈之间。下活塞在第一拉簧的作用下，抵在下限位块上。

如图3、图4所示，扩张器包括设置在滑动套体内并位于上限位块与上活塞之间的径向导套5.12、滑动设置在径向导套内的径向导杆5.13、设置在径向导杆上的第一环形挡块5.14与第二环形挡块5.15及套设在径向导杆上并位于径向导套与第二环形挡块上之间的压缩弹簧5.16。径向导套水平设置，且径向导套的轴线沿滑动套体的径向延伸。径向导套位于第一环形挡块与第二环形挡块之间。径向导杆的一端抵在滑动套体的内侧面上，且抵在滑动套体的内侧面上的径向导杆的端面为凸出的半球面。

活塞连杆5.9包括连接径向导套与上活塞的上活塞连杆5.91及连接径向导套与下活塞的下活塞连杆5.92。

如图1、图5所示，配重块的顶面设有容纳槽5.62。触底释放机构容纳在容纳槽内。

触底释放机构5.5包括设置在连通容纳槽的底面上的安装板、设置在安装板上的水平导套5.52、滑动设置在水平导套内的滑动杆5.53、设置在滑动杆侧面上的滑动杆限位块5.54、设置在安装板上并与水平导套同轴的限位套5.55、设置在连通容纳槽的底面上的竖直导向通孔、滑动设置在竖直导向通孔内的触发杆5.51及连接触发杆与滑动杆的连杆5.56。

滑动杆限位块与限位套位于水平导套的相对两侧。滑动杆的第一端设有滑动杆连接件5.57。导套连接件与水平导套位于滑动杆限位块的相对两侧。滑动杆的第二端插入限位套内。水平导套的外侧面设有导套连接件5.58，滑动杆连接件与导套连接件通过第二拉簧5.59相连，第二拉簧的一端与滑动杆连接件相连，第二拉簧的另一端与导套连接件相连。

触发杆的下端位于配重块的下方，且触发杆的下端设有触发平板5.50。连杆5.56的一端与触发杆的上端铰接相连，连杆的另一端与滑动杆的第一端铰接相连。

第二连接绳的上端与下连接件相连接，第二连接绳的下端设有挂环5.41。滑动杆穿过挂环，且挂环位于水平导套与限位套之间。

本实施例中，触发绳的长度5-15米，第一连接绳的长度25-50米，第二连接绳的长度为10-20米，第三连接绳的长度为10-20米，预连接绳的长度为15-35米。

如图1所述，在浮台在浮力作用下，外挡块将抵在竖直导套的上端面上，使配重块的顶面抵在支撑浮架上，并使第二连接绳和第三连接绳绷紧，从而实现连接浮台与基座，此时，预连接绳的长度大于支撑浮架与海藻架之间的间距。

如图1所示，本实施例的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置的海藻架悬浮在海水中，位于水面下方5-15米，因而可以在很大程度上不受海面风浪的影响，藻礁块的表面附着的人工培育的大型海藻孢子或大型海藻幼苗可以在海藻架的上部形成海藻林，如此，可以通过大型海藻净化水质（大型海藻高效吸收氮磷等营养盐），可以通过大型海藻繁殖时孢子体的扩散作用，在岩礁基质海域自然传播大型海藻的补充群体；藻场还能够吸引多种海洋生物来此栖息，同时大型海藻及其上附着生物能够为一些海洋生物提供饵料。

另一方面，虽然本实施例的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置位于水面下方，可以在很大程度上不受海面风浪的影响，但对于极端天气的大风浪还是会损坏海藻架上生长的海藻，甚至损坏可沉降的悬浮式海藻生态修复装置；为此，本实施例的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置针对这一问题进行改进，有效解决极端天气的大风浪还是会损坏海藻架上生长的海藻，甚至损坏可沉降的悬浮式海藻生态修复装置的问题，具体如下：

在极端天气来临之前（通过天气预报判断极端天气），通过漂浮在海面上的浮球找到触发绳，并将触发绳往上拉，克服第一拉簧的拉力，将上活塞、下活塞和扩张器往上拉，直至下活塞抵在上限位块上，此时，扩张器位于滑动套体的上方；然后，释放触发绳即可。

当扩张器位于滑动套体的上方后，在压缩弹簧的作用下径向导杆将沿径向导套滑动，直至第一环形挡块抵在径向导套上，此时，径向导杆与径向导套配合抵在滑动套体的上端，避免上活塞在第一拉簧的作用下再次移动至滑动套体内。如此，外界的海水将通过滑动套体的上端口进入滑动套体内，并通过套体过孔和导套过孔进入到浮台内的内腔体内，这个过程中，当浮台的浮力小于海藻养殖装置和连接与沉降触发机构的重力之和后，配重块将下沉，并通过第二连接绳带动海藻养殖装置一同下沉，此时，操作者将观察到漂浮在海面上的浮球往下沉，如此，操作者可以通过浮球往下沉，判断海藻养殖装置下沉，此后，操作者可以撤离。

在配重块将下沉过程中，浮台的浮力逐渐减小，使浮力小于海藻养殖装置的重力，当配重块下沉并支撑在基座上表面上后，海藻养殖装置将在自重作用下往下沉（当配重块下沉并支撑在基座上表面上后，浮台的浮力小于海藻养殖装置的重力），直至预连接绳绷紧为止，此时，海藻养殖装置通过预连接绳悬挂在支撑浮架的下方，海藻养殖装置将离海面足够深，如此，可以有效解决极端天气的大风浪还是会损坏海藻架上生长的海藻，甚至损坏可沉降的悬浮式海藻生态修复装置的问题；同时，海藻养殖装置通过预连接绳悬挂在支撑浮架的下方，可以避免海藻养殖装置下沉至海底，造成海藻养殖装置与海底刚性撞击，导致损坏海藻架上生长的海藻与海藻养殖装置破坏；

另一方面，当配重块下沉并支撑在基座上表面上后，触发平板抵在基座上表面上，触发杆将沿竖直导向通孔上移，从而通过连杆带动滑动杆的第二端往水平导套移动，当滑动杆的第二端移至水平导套内后，挂环与滑动杆分离；当挂环与滑动杆分离，在浮球的浮力作用下，浮球将带动滑动套体、触发绳与第二连接绳一同上浮，直至浮球再次上浮至海面，此时，限位挡件抵在竖直导绳孔的下端，防止浮球和第二连接绳与支撑浮架分离；如此，在极端天气过口可以通过漂浮在海面上的浮球找到触发绳，并通过触发绳将可沉降的悬浮式海藻生态修复装置提起，回收。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，包括：

基座，基座沉降至海底；

支撑浮架，支撑浮架悬浮在基座上方，支撑浮架上设有竖直导绳孔，支撑浮架与基座之间通过第一连接绳相连接；

海藻养殖装置，海藻养殖装置位于支撑浮架的下方，海藻养殖装置包括悬浮在支撑浮架下方的浮台、设置在浮台上的海藻架、若干设置在海藻架上的藻礁块及连接海藻架与支撑浮架的预连接绳，所述浮台内具有密闭的内腔体，浮台内设有贯穿浮台的上下表面的竖直导套，竖直导套的内侧面上设有与内腔体相连通的导套过孔；

连接与沉降触发机构，连接与沉降触发机构包括漂浮在海面上的浮球、位于浮台的下方的配重块、设置在配重块上的触底释放机构、滑动设置在竖直导套内的滑动套体、设置在滑动套体外侧面上的上密封圈与下密封圈、连通滑动套体的内外侧面的套体过孔、设置在滑动套体的内侧面上的上限位块与下限位块、滑动设置在滑动套体内的上活塞与下活塞、连接上活塞与下活塞的活塞连杆、设置在滑动套体的外侧面上并位于竖直导套的上方的外挡块、设置在滑动套体内并位于下活塞的下方的下连接件、连接下活塞与下连接件的第一拉簧、连接浮球与上活塞的触发绳、连接触底释放机构与下连接件的第二连接绳及连接配重块与基座的第三连接绳，

所述触发绳穿过竖直导绳孔，

所述下限位块位于下连接件与下活塞之间，所述上限位块位于上活塞与下活塞之间，所述套体过孔位于上限位块与上活塞之间，套体过孔位于上密封圈与下密封圈之间，当外挡块抵在竖直导套的上端面上时，导套过孔位于上密封圈与下密封圈之间；

所述配重块的顶面设有容纳槽，触底释放机构容纳在容纳槽内，触底释放机构包括设置在连通容纳槽的底面上的安装板、设置在安装板上的水平导套、滑动设置在水平导套内的滑动杆、设置在滑动杆侧面上的滑动杆限位块、设置在安装板上并与水平导套同轴的限位套、设置在连通容纳槽的底面上的竖直导向通孔、滑动设置在竖直导向通孔内的触发杆及连接触发杆与滑动杆的连杆，

所述滑动杆限位块与限位套位于水平导套的相对两侧，所述滑动杆的第一端设有滑动杆连接件，导套连接件与水平导套位于滑动杆限位块的相对两侧，滑动杆的第二端插入限位套内，所述水平导套的外侧面设有导套连接件，滑动杆连接件与导套连接件通过第二拉簧相连，所述触发杆的下端位于配重块的下方，所述连杆的一端与触发杆的上端铰接相连，连杆的另一端与滑动杆的第一端铰接相连，

所述第二连接绳的下端设有挂环，所述滑动杆穿过挂环，且挂环位于水平导套与限位套之间。

2.根据权利要求1所述的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，所述触发杆的下端设有触发平板。

3.根据权利要求1所述的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，所述连接与沉降触发机构还包括扩张器，扩张器包括设置在滑动套体内并位于上限位块与上活塞之间的径向导套、滑动设置在径向导套内的径向导杆、设置在径向导杆上的第一环形挡块与第二环形挡块及套设在径向导杆上并位于径向导套与第二环形挡块上之间的压缩弹簧，所述径向导套位于第一环形挡块与第二环形挡块之间，径向导杆的一端抵在滑动套体的内侧面上，

所述活塞连杆包括连接径向导套与上活塞的上活塞连杆及连接径向导套与下活塞的下活塞连杆。

4.根据权利要求1所述的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，所述海藻架设置在浮台的上表面上，且海藻架上设有与滑动套体相对应的滑动套体过口。

5.根据权利要求1所述的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，所述浮台的浮力大于海藻养殖装置和连接与沉降触发机构的重力之和。

6.根据权利要求1所述的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，所述支撑浮架的浮力大于支撑浮架与海藻养殖装置的重力之和。

7.根据权利要求1所述的可沉降的悬浮式海藻生态修复装置，其特征是，所述触发绳上设有限位挡件，且限位挡件位于竖直导绳孔的下方。

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