CN111418533A - 一种远程监控的自扶正沉浮网箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于水产品养殖技术领域，公开了一种远程监控的自扶正沉浮网箱，包括网箱主体、锚固结构和控制系统，控制系统包括控制平台、浮球储藏舱、浮球、隔离舱和浮力调节舱，浮球储藏舱为下端封闭的筒状结构，网箱主体呈轴对称结构，控制系统沿网箱主体对称轴设置。本技术方案在风浪作用下，网箱发生摇摆时，具有自扶正功能，保证网箱在养殖海域具有足够的稳性；网箱为焊接结构，减小了海上施工安装的风险和难度；有效避免出现网箱倾斜、偏转等风险；有效防止网箱上浮下沉过程中产生气封等现象，保证了网箱上浮下潜的平稳操作；可远程监控调整网箱上浮下沉。

Description

一种远程监控的自扶正沉浮网箱

技术领域

本发明专利涉及水产品养殖技术领域，尤其涉及远程监控的自扶正沉浮网箱。

背景技术

我国的网箱养殖正由浅海向深水发展。但常规HDPE浮式网箱很难适应深远海地区的养殖环境，网箱结构强度、网衣9在海流下的变形、网箱升沉等都成为目前无法解决的问题。目前国内研究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，由于可调浮球结构各部分压力差异而导致排气不均和进水快慢不同，使得网箱在下沉过程中发生倾侧、偏转、侧翻，影响养殖生物的生长，且操作其升降需要工作人员到达现场，极为不便。因此，提供一种可以远程监控的自扶正沉浮网箱是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提供可实现远程监控且具有自扶正功能的可沉浮式网箱，通过以下技术方案实现。

该网箱为椭球型钢制焊接结构，由控制平台1、支撑桁架2、浮球储藏舱3、钢制主框架、锚固系统10、浮力调节舱8、充排水系统 、充排气系统 、阀门控制系统20、蓄电池16、太阳能充电板19、网箱监控装置21、传感器14等构成。

根据网箱海上养殖的特殊环境，网箱设计成中间大，两端小的椭球型结构，使得网箱受到风浪等外载荷的作用发生摇摆时，能通过自身进行自动扶正。网箱主体框架采用钢管17制成，分上、中、下支撑框架，中间框架直径最大，为上框架5或下框架7的1.5倍。各框架间用钢管17焊接成桁架结构连接固定，网衣9通过绑扎件固定在框架的钢管17上，上框架5绑扎网衣9形成上网盖，以防止网箱下沉时鱼群跑出网箱，上网盖为可拆卸式，在捕获和换网时可进行更换。

控制系统包括浮球储藏舱3、浮力调节舱8、浮球4等，设置于网箱圆心处，圆心处的控制系统通过与上、下框架7平面的六根钢管17与网箱主框架连接，控制系统下部为浮力调节舱8，浮力调节舱8整体重心位于最底端，以最大限度的降低网箱系统的重心，增加系统的稳性。

浮力调节舱8位于网箱系统圆心最下端，其底部设有进水阀13，顶端设置排气阀12，排气口24通过排气管11至顶部操作平台。进排水阀13和排气阀12的控制线缆连至网箱系统顶端的阀门控制装置。

浮力调节舱8为钢制水密空腔结构，调节舱底部设有进排水阀13门，上部设排气口24并通过排气阀12控制开闭，排气阀12通过法兰与排气管11连接并延至顶部的控制平台1，以保证在任何深沉操作时不会发生气封现象。

在浮球储藏舱3外壁安装压力及倾角传感器14，其采集信号经通讯线缆送至顶部的监控装置21。浮力调节舱8上部为隔离舱15，用于布置水阀13、气阀、浮球储藏舱3，浮球储藏舱3底端水密，上端开敞，上边缘在浮式状态下高于水平面，浮球储藏舱3外部设垂向水密管弄11，用于安装水阀13、气阀的管系以及传感器14等装置的通讯线缆。浮球储藏舱3用于存放浮球4，同时在注水排气过程中可根据浮球储藏舱3内部的储水量的多少调节网箱系统的下沉深度。

浮球4上设有把手，通过绳索相互连接储存在浮球储藏舱中。浮球储藏舱3上方为钢管17式支撑桁架2，桁架在网箱漂浮时用于支撑控制平台1位于水面之上，在网箱系统下沉时，用于限制浮球4在桁架内上下沉浮。支撑桁架2上方设控制平台1，平台四周用栏杆围挡，平台上用于布放充气泵18、水泵22、蓄电池16、太阳能充电板19、阀门控制装置、网箱监控装置21等。

监控装置由传感器14、摄像机、数据储存装置、编解码器、防护罩、支架等集成为一体化装置，通过螺栓固定在控制平台1上。监控装置通过读取传感器14数据进而得出网箱实际的姿态及所处深度，经编解码器进行数据转换后再通过无线网络将数据输送至岸站或者附近的养殖平台控制中心，同时根据设置在控制平台1的上视频摄像设备定期检查网箱的使用情况及海洋环境状况，方便定期维护和及时沉降操作等。

浮球储藏舱3设于浮力调节舱8顶部，位于网箱系统的圆心处，其内部涂防磨涂层，以防止浮球4上浮下沉与储藏室磨擦损坏。储藏室用于储存浮球4，同时其上边缘在漂浮状态时位于水平面以上，储存浮球4的同时，可通过进水排水为网箱系统提供浮力，进行洗网换网操作

浮球4是球形或正方体等形状，采用轻质材料制成，浮球4有多个，可以串联，并将其储存在浮球储藏舱3中，通过其浮力与重力差的净增量，为网箱的上浮下沉提供浮力。同时根据单体沉入水中的个数及高度来实现网箱不同深度的下沉。

浮球4通过串联设置于储藏舱中，可以为网箱系统提供不同数量级的浮力，也可以通过浮球4的个数及位置可精确推算网箱下沉的深度。

网箱主框架为钢制，由上、中、下三个圆形框架构成，每个框架与中心处的浮力舱通过钢管17连接。在各个框架之间通过钢管17架结构进行连接加强，保证了网箱系统在风、浪、流等载荷下的结构强度，纯刚性的金属网箱结构在任何情况下均不发生变形，较好地保证了养殖容积，避免鱼类受伤。网箱采用钢结构框架主体，且沉浮控制系统位于网箱圆心处，能保证网箱上浮下沉的平稳实现。

网箱的进排水口始终位于水下，排气口24始终位于水上，可完全避免由于气封造成网箱无法进行上浮下沉。网箱上部自带控制平台1，用于布置气泵、水泵22、控制箱、监控装置21、充放电装置等，可通过模块化安装固定进行灵活装卸维修。通过浮力控制舱和浮球储藏舱3的共同作用及浮力配合调整，可灵活实现网箱系统的上浮、下沉、换网等操作。

本技术方案在风浪作用下，网箱发生摇摆时，具有自扶正功能，保证网箱在养殖海域具有足够的稳性；网箱为焊接结构，当全部安装工程在码头完成后，由拖船拖至指定养殖海域即可投入使用，大大减小了海上施工安装的风险和难度；上浮下沉过程中整个浮力重力调节系统重心始终位于网箱的圆心，使得网箱在上浮下沉操作时有效避免出现网箱倾斜、偏转等风险；进排水口位于网箱最低点，排气口24由浮力调节舱8延至控制平台1最高点，可有效防止网箱上浮下沉过程中产生气封等现象，有效地保证了网箱上浮下潜的平稳操作；可远程监控调整网箱上浮下沉。

附图说明

图1：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱的整体结构图；

图2：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱的浮力调节舱8结构放大图；

图3：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱的上框架5结构图；

图4：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱的控制平台1布置图；

图5：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱实施例下潜状态图；

图6：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱实施例漂浮状态图；

图7：本发明远程监控的自扶正沉浮网箱实施例换网、洗网状态图。

其中：1.控制平台；2.支撑桁架；3.浮球储藏舱；4.浮球；5.上框架；6.中部框架；7.下框架；8.浮力调节舱；9.网衣；10.锚固系统；11.排气管；12.排气阀；13.水阀；14.传感器；15.隔离舱；16.蓄电池；17.钢管；18.充气泵；19太阳能充电板；20.阀门控制系统；21.监控装置；22.水泵；23.水；24.排气口。

具体实施方式

实施例1

网箱下沉过程：网箱正常养殖状态下处于漂浮状态，当需要进行下沉操作时，通过操作平台上的阀门控制系统20打开浮力调节舱8底部的控制阀，海水进入底部浮力调节舱8，整个网箱系统所受重力逐步增加，注水量到一定程度时网箱开始下沉。当网箱下沉至一定深度后，浮球储藏舱3的上边缘开始进水。浮球储藏舱3中的浮球4受到浮力开始上浮，并随着进水量的增加上浮至操作平台的下端，浮球4离开浮球储藏舱3浮至控制平台1后开始为整个网箱系统提供浮力，以平衡网箱系统注水的重力增加值。根据预定下潜深度的要求，当浮力调节舱8进水量所增加的重力与进入水中部分的浮球4浮力相平衡时，停止注水网箱系统悬浮于水下某一深度，此时网箱状态如图5所示。

实施例2

网箱上浮过程：当需要将网箱进行上浮操作时，操作阀门控制系统20，打开排气阀12、水阀13，通过控制平台1上的充气泵18经排气阀12向浮力调节舱8中注入压缩空气，气压将浮力调节舱8中的水经底部的水阀13排出，随浮力调节舱8中进水量的减少，网箱系统重力减小，当整个系统浮力大于重力时，网箱开始上浮。此时位于上部浮球4逐渐浮出水面，所提供浮力逐渐减小，当网箱上浮至预定高度时，停止注气排水，网箱系统不再上浮。根据实际需要，开启水泵22，将浮球储藏舱3中的水抽出，进一步减小网箱系统的重力，网箱进一步上浮。同时浮球4由于浮球储藏舱3中的海水排空回收至浮球储藏舱3，此时网箱状态如图6所示。

实施例3

网箱换网洗网过程：在海上长时间养殖过程当中，需要进行洗网换网等操作，而网箱系统在漂浮状态时无法进行洗网、换网操作，这时需要将网衣9浮出水面进行操作。此时根据网衣9抬高要求，打开排气阀12和水阀13，利用控制平台1上的充气泵18向对浮力调节舱8注入压缩空气，利用气压将舱内的压载水经底部排水口排出，网箱系统由于自身重力减小开始上浮。根据网箱的漂浮状态，可灵活控制浮力调节舱8和浮球储藏舱3内的压载水量，使得网箱在漂浮状态下进一步上浮，网箱系统抬升的最大高度对应浮力调节舱8和浮球储藏舱3全部排空的状态。网衣9主体浮出水面，采用高压水枪及其它工具进行换网、洗网操作，此时网箱状态如图7所示。

实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：包括网箱主体、锚固结构和控制系统，控制系统包括控制平台(1)、浮球储藏舱(3)、浮球(4)、隔离舱(15)和浮力调节舱(8)，浮球储藏舱(3)为下端封闭的筒状结构，网箱主体呈轴对称结构，控制系统沿网箱主体对称轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：控制平台(1)包括充气泵(18)、蓄电池(16)、太阳能充电板(19)、阀门控制系统(20)、监控装置和水泵(22)。

3.根据权利要求2所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：浮力调节舱(8)设有水阀(13)和排气口(24)，隔离舱(15)内排气口(24)处设有排气阀(12)，排气阀(12)与排气管(11)连接，排气管(11)另一端与充气泵(18)连接。

4.根据权利要求2所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：监控装置包括摄像机、数据存储装置和编解码器，控制系统外壁设有传感器(14)，传感器(14)与监控装置连接。

5.根据权利要求2-4任一所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：阀门控制系统(20)与水阀(13)和排气阀(12)连接，水泵(22)与浮球储藏舱(3)连接，蓄电池(16)与太阳能充电板(19)连接，蓄电池(16)为监控装置、阀门控制系统(20)、水泵(22)和充气泵(18)供电。

6.根据权利要求5所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：网箱主体包括上框架(5)、中部框架(6)和下框架(7)，各框架及各框架之间设有网衣(9)。

7.根据权利要求6所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：上框架(5)和下框架(7)直径相同，中部框架(6)直径是上框架(5)直径的1.5倍。

8.根据权利要求7所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：控制平台(1)与浮球储藏舱(3)之间设有支撑桁架2。

9.根据权利要求1-4、6-7任一所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：浮力调节舱(8)呈倒置的漏斗形或喇叭形。

10.根据权利要求9所述的一种远程监控的自扶正沉浮网箱，其特征在于：浮球(4)由轻质材料制成，浮球(4)之间可以连接。

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