CN111387114A - 一种深水养殖设施的潜降系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种潜降系统，特别是一种深水养殖设施的潜降系统，其结构中水深压力传感器实时检测养殖设施所处水深并反馈至控制器，控制器获取前述反馈信号以及水深压力传感器、位置传感器、气囊压力传感器、无杆腔压力传感器和有杆腔压力传感器的反馈信号，控制三位三通电磁气阀与三位四通电磁气阀进行工作切换以实时调节潜降装置中第二腔容积值，即调节第二腔注水量与浮力的实时比值，使其等于设定比值（按设定速度匀速升降时潜降系统中第二腔注水量（即养殖设施重量）与浮力的比值），从而养殖设施实现匀速升降。其解决了“深水养殖设施实现平稳升降”的技术问题，以便于深水养殖设施更好的抵抗风浪。

Description

一种深水养殖设施的潜降系统
技术领域
本发明涉及一种潜降系统，特别是一种深水养殖设施的潜降系统。
背景技术
深水养殖设施是指可以在相对较深海域（通常海区深度大于20m）使用的养殖设施，是近十年来迅速发展的养殖设备。如何使养殖设施抗风浪是深海养殖领域的关键技术之一，根据波高随水深的等差增加而呈等比衰减的波浪理论，将养殖设施沉降到水下一定深度水层，是深水养殖设施抗风浪的重要技术措施。
深水养殖设施通常是通过设施上的潜降控制系统中浮箱（浮管）注水与放水实现升降的。例如：专利号201820200073.9的已公告中国实用新型专利文献中所记载的一种深水养殖网箱的自动升降控制系统。深水养殖网箱需要下潜时，这时要打开调压溢流阀放气，使调载浮箱内的气压下降，海水注入调载浮箱，网箱框架的浮力减少，当网箱框架的浮力小于重量时，网箱结构下降，控制调压溢流阀的压力即可控制网箱结构下降的深度。反之，调载浮箱通过注入压缩空气排水，使得网箱框架重量减少，整体浮力增加，当网箱框架浮力大于重量时，网箱结构上升，如此控制就能使网箱稳定在指定的高度。
考虑到深水养殖设施位于养殖海域的不同深度，养殖设施受海水竖直向上托的浮力值大小就会不同。因此养殖设施的整个升降过程中为实现匀速，就必须通过潜降控制系统精确控制不同水深情况下浮箱（浮管）的注水量。
但是，上述现有的潜降控制系统均仅简单的通过浮箱（浮管）排放压缩空气注水或注入压缩空气排水以改变其注水量，养殖设施升降的过程中浮箱（浮管）的注水量无法实时调节，从而就无法精确的控制养殖设施重量与浮力的比值，即在养殖设施升降过程中无法实现匀速，影响养殖设施升降的平稳性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种深水养殖设施的潜降系统，在养殖设施升降过程中能够控制养殖设施的升降速度。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种深水养殖设施的潜降系统，该系统包括：
潜降装置，其包括一个筒体结构的HDPE缸体，其两侧端口均通过一个端盖密封；在HDPE缸体内设有一个活塞，且沿其轴向往复运动；在活塞两侧形成一个第一腔与一个第二腔；在第一腔内设有一个气囊，其始终填充第一腔；所述HDPE缸体上设有一个进出水口，且与第二腔贯通；在HDPE缸体的端盖外侧设有一个法兰与一个气缸罩，该法兰与气缸罩共同通过第一螺栓组件固定至HDPE缸体的端盖上；在气缸罩内设有一个气缸，该气缸与法兰通过第二螺栓组件固定，且气缸杆与HDPE缸体两者的中轴线相重合；该气缸杆在依次贯穿法兰与端盖后延伸至HDPE缸体的第二腔内，并与活塞连接；在气缸缸体上设有一个用于检测气缸活塞实时位置的位置传感器；
气路系统，其包括通过气路连接的一个高压气源、一个减压阀、一个三位三通电磁气阀、一个气囊压力传感器、一个三位四通电磁气阀、一个无杆腔压力传感器、一个有杆腔压力传感器和两个单向阀；
其中，高压气源的第一出口与减压阀的第一进口通过气路对接；减压阀的第二出口独立与三位三通电磁气阀的气源口以及三位四通电磁气阀的气源口通过气路对接；三位三通电磁气阀的工作口与气囊的第二进口通过气路对接，且在该气路上串接气囊压力传感器，其排气口上通过气路对接单向阀；三位四通电磁气阀的一个工作口与气缸的有杆腔通过气路对接，且在该气路上串接有杆腔压力传感器，其另一个工作口与气缸的无杆腔通过气路对接，且在该气路上串接无杆腔压力传感器，其排气口上通过气路对接单向阀；
控制器，其电连接一个水深压力传感器，并引出至控制器外部，控制器与气路系统的位置传感器、气囊压力传感器、无杆腔压力传感器和有杆腔压力传感器独立电连接，并根据水深压力传感器、位置传感器、气囊压力传感器、无杆腔压力传感器和有杆腔压力传感器的反馈信号，控制三位三通电磁气阀与三位四通电磁气阀进行工作切换以实时调节潜降装置的第二腔容积值。
在深水养殖设施的升降过程中，上述潜降系统中水深压力传感器实时检测养殖设施所处水深并反馈至控制器，控制器获取前述反馈信号以及水深压力传感器、位置传感器、气囊压力传感器、无杆腔压力传感器和有杆腔压力传感器的反馈信号，控制三位三通电磁气阀与三位四通电磁气阀进行工作切换以实时调节潜降装置中第二腔容积值，即调节第二腔注水量与浮力的实时比值，使其等于设定比值（按设定速度匀速升降时潜降系统中第二腔注水量（即养殖设施重量）与浮力的比值），从而养殖设施实现匀速升降。
本发明创造可以居中设置在深水养殖设施上控制养殖设施升降，也可以设置于深水养殖设施的外圈。常用的深水养殖设施一般就是指深水养殖网箱。
进一步的，上述一种深水养殖设施的潜降系统，其结构中：在法兰的一侧设有一个橡胶垫，该橡胶垫与其对应侧的法兰面相贴合，所述气缸罩的开口与橡胶垫贴合后通过第一螺栓组件与法兰固定。
上述进一步技术方案中气缸罩与橡胶垫贴合后再通过第一螺栓组件与法兰固定，能够提升气缸罩开口处的安装密封性，从而最大程度上避免海水侵入气缸罩内腐蚀气缸部件，以保证气缸长时间使用的稳定性以及安全性。
与现有技术相比，本发明得到的一种深水养殖设施的潜降系统，其具备以下的技术优点：
1、本发明创造结合至深水养殖设施上使用，能够实现养殖设施匀速升降，从而提升养殖设施升降的平稳性，以便于更好的抵抗风浪，同时在升降过程中又能够最大程度上避免出现养殖设施伤害养殖水产的情况。
2、本发明创造与养殖设施的组合方式多样化，即潜降系统可以居中设置于养殖设施，又可以分布于养殖设施的外圈。
3、本发明创造还具备使用稳定性好，使用安全等一些优点。
附图说明
图1是第一种实施方式中养殖网箱的结构示意图；
图2是第一种实施方式中潜降系统的原理示意图；
图3是第一种实施方式中潜降装置的结构示意图；
图4是第二种实施方式中养殖网箱的结构示意图；
图5是第三种实施方式中潜降装置的结构示意图。
图中：潜降装置1、HDPE缸体2、端盖3、活塞4、第一腔5、第二腔6、气囊7、进出水口8、法兰9、气缸罩10、第一螺栓组件11、气缸12、第二螺栓组件13、气缸杆14、位置传感器15、气路系统16、高压气源17、减压阀18、三位三通电磁气阀19、气囊压力传感器20、三位四通电磁气阀21、无杆腔压力传感器22、有杆腔压力传感器23、单向阀24、控制器25、水深压力传感器26、橡胶垫27、养殖网箱28。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种深水养殖设施的潜降系统，如图1所示，其在养殖网箱28上居中安装。如图2和图3所示，上述潜降系统包括：
一个潜降装置1，其包括一个筒体结构的HDPE缸体2，其两侧端口均通过一个端盖3密封；在HDPE缸体2内设有一个活塞4，且沿其轴向往复运动；在活塞4两侧形成一个第一腔5与一个第二腔6；在第一腔5内设有一个气囊7，其始终填充第一腔5；所述HDPE缸体2上设有一个进出水口8，且与第二腔6贯通；在HDPE缸体2的端盖3外侧设有一个法兰9与一个气缸罩10，该法兰9与气缸罩10共同通过第一螺栓组件11固定至HDPE缸体2的端盖3上；在气缸罩10内设有一个气缸12，该气缸12与法兰9通过第二螺栓组件13固定，且气缸杆14与HDPE缸体2两者的中轴线相重合；该气缸杆14在依次贯穿法兰9与端盖3后延伸至HDPE缸体2的第二腔6内，并与活塞4连接；在气缸12缸体上设有一个用于检测气缸活塞实时位置的位置传感器15；
一个气路系统16，其包括通过气路连接的一个高压气源17、一个减压阀18、一个三位三通电磁气阀19、一个气囊压力传感器20、一个三位四通电磁气阀21、一个无杆腔压力传感器22、一个有杆腔压力传感器23和两个单向阀24；
其中，高压气源17的第一出口与减压阀18的第一进口通过气路对接；减压阀18的第二出口独立与三位三通电磁气阀19的气源口P以及三位四通电磁气阀21的气源口P通过气路对接；三位三通电磁气阀19的工作口A与气囊7的第二进口通过气路对接，且在该气路上串接气囊压力传感器20，其排气口O上通过气路对接单向阀24；三位四通电磁气阀21的一个工作口A与气缸12的有杆腔通过气路对接，且在该气路上串接有杆腔压力传感器23，其另一个工作口B与气缸12的无杆腔通过气路对接，且在该气路上串接无杆腔压力传感器22，其排气口T上通过气路对接单向阀24；
一个控制器25，其电连接一个水深压力传感器26，并引出至控制器25外部，控制器25与气路系统16的位置传感器15、气囊压力传感器20、无杆腔压力传感器22和有杆腔压力传感器23独立电连接，并根据水深压力传感器26、位置传感器15、气囊压力传感器20、无杆腔压力传感器22和有杆腔压力传感器23的反馈信号，控制三位三通电磁气阀19与三位四通电磁气阀21进行工作切换以实时调节潜降装置1的第二腔6容积值。
在深水养殖网箱28的升降过程中，上述潜降系统中水深压力传感器26实时检测养殖网箱28所处水深并反馈至控制器25，控制器25获取前述反馈信号以及水深压力传感器26、位置传感器15、气囊压力传感器20、无杆腔压力传感器22和有杆腔压力传感器23的反馈信号，控制三位三通电磁气阀19与三位四通电磁气阀21进行工作切换以实时调节潜降装置1中第二腔6容积值，即调节第二腔6注水量与浮力的实时比值，使其等于设定比值（按设定速度匀速升降时潜降系统中第二腔6注水量（即养殖网箱28重量）与浮力的比值），从而养殖网箱28实现匀速升降。
具体的操作原理如下：
在深水养殖网箱28的潜降过程中，水深压力传感器26实时检测养殖网箱28所处水深并反馈至控制器25，以获取实时浮力系数，位置传感器15实时检测气缸活塞位置并反馈至控制器25（即HDPE缸体2内活塞4位置），以获取潜降装置1中第二腔6内的实时注水量（养殖网箱28重量），控制器25计算判断养殖网箱28重量与浮力的实时比值，若实时比值＞设定比值，即第二腔6排水，控制器25控制三位四通电磁气阀21的气源口P与工作口A接通，且工作口B与排气口O接通，通过气缸杆14驱动活塞4压缩第二腔6容积，此时控制器25同步地控制三位三通电磁气阀19的气源口P与工作口A接通，气囊7充气，直至实时比值＝设定比值。反之，若实时比值＜设定比值，则第二腔6注水，控制器25控制三位四通电磁气阀21的气源口P与工作口B接通，且工作口A与排气口O接通，通过气缸杆14驱动活塞4扩充第二腔6容积，此时控制器25同步地控制三位三通电磁气阀19的排气口O与工作口A接通，气囊7排气，直至实时比值＝设定比值。在此过程中气囊压力传感器20、无杆腔压力传感器22和有杆腔压力传感器23实时监测各腔压力，并反馈至控制器25以避免误操作。
同理，在深水养殖设施的浮升过程中，上述潜降装置1的工作原理同上。
当然，本发明创造与养殖设施的组合方式可以是多样化的，例如本发明创造的第二种实施方式，如图4所示，本实施方式中潜降装置1的数量有六个，且每个潜降装置1均独立对应一个用于控制其工作的气路系统16，六个气路系统16均由同一个控制器25实现控制。六个潜降装置1需要均匀分布至养殖网箱28的外圈。本实施方式中每个潜降装置1的具体结构与前述实施方式中相一致，每个气路系统16的气路布置同样与前述实施方式相一致。
作为本发明创造的第三种实施方式，如图5所示，本实施方式中一种深水养殖设施的潜降系统，其结构中在法兰9的一侧设有一个橡胶垫27，该橡胶垫27与其对应侧的法兰9面相贴合，所述气缸罩10的开口与橡胶垫27贴合后通过第一螺栓组件11与法兰9固定。从而最大程度上避免海水侵入气缸罩10内腐蚀气缸12部件，以保证气缸12长时间使用的稳定性以及安全性。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均应该落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种深水养殖设施的潜降系统，其特征是包括：
潜降装置，其包括一个筒体结构的HDPE缸体，其两侧端口均通过一个端盖密封；
在HDPE缸体内设有一个活塞，且沿其轴向往复运动；
在活塞两侧形成一个第一腔与一个第二腔；
在第一腔内设有一个气囊，其始终填充第一腔；所述HDPE缸体上设有一个进出水口，且与第二腔贯通；
在HDPE缸体的端盖外侧设有一个法兰与一个气缸罩，该法兰与气缸罩共同通过第一螺栓组件固定至HDPE缸体的端盖上；
在气缸罩内设有一个气缸，该气缸与法兰通过第二螺栓组件固定，且气缸杆与HDPE缸体两者的中轴线相重合；
该气缸杆在依次贯穿法兰与端盖后延伸至HDPE缸体的第二腔内，并与活塞连接；在气缸缸体上设有一个用于检测气缸活塞实时位置的位置传感器；
气路系统，其包括通过气路连接的一个高压气源、一个减压阀、一个三位三通电磁气阀、一个气囊压力传感器、一个三位四通电磁气阀、一个无杆腔压力传感器、一个有杆腔压力传感器和两个单向阀；
其中，高压气源的第一出口与减压阀的第一进口通过气路对接；
减压阀的第二出口独立与三位三通电磁气阀的气源口以及三位四通电磁气阀的气源口通过气路对接；
三位三通电磁气阀的工作口与气囊的第二进口通过气路对接，且在该气路上串接气囊压力传感器，其排气口上通过气路对接单向阀；
三位四通电磁气阀的一个工作口与气缸的有杆腔通过气路对接，且在该气路上串接有杆腔压力传感器，其另一个工作口与气缸的无杆腔通过气路对接，且在该气路上串接无杆腔压力传感器，其排气口上通过气路对接单向阀；
控制器，其电连接一个水深压力传感器，并引出至控制器外部，控制器与气路系统的位置传感器、气囊压力传感器、无杆腔压力传感器和有杆腔压力传感器独立电连接，并根据水深压力传感器、位置传感器、气囊压力传感器、无杆腔压力传感器和有杆腔压力传感器的反馈信号，控制三位三通电磁气阀与三位四通电磁气阀进行工作切换以实时调节潜降装置的第二腔容积值。
2.根据权利要求1所述的一种深水养殖设施的潜降系统，其特征在于： 在法兰的一侧设有一个橡胶垫，该橡胶垫与其对应侧的法兰面相贴合，所述气缸罩的开口与橡胶垫贴合后通过第一螺栓组件与法兰固定。
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