CN116076415A - 升降网箱 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种升降网箱，本升降网箱采用在中浮管内设置气囊，然后利用充放气装置对气囊进行充气或者放气来调节气囊的浮力，由此使得海水从中浮管内排出或者进入，从而使网箱上浮或下沉，可方便的在水面进行操作。

Description

升降网箱

技术领域

本发明涉及养殖设备技术领域，尤其是涉及一种升降网箱。

背景技术

网箱升降系统，在台风来临时将网箱沉至水下一定深度，不仅可以降低网箱受破坏的几率而且还能保护箱体内养殖鱼类使其抗台成活率大大提高，从而提高网箱设施及养殖对象的安全性。

因此，需要一种能够方便进行升降的网箱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种升降网箱，便于网箱上浮或下沉，可方便的在水面进行操作。

第一方面，本发明提供一种升降网箱，所述网箱包括相连的上浮管、中浮管和下浮管，其中，所述中浮管的管壁上设置有水孔，在所述中浮管内均匀布置有气囊，所述气囊与充放气装置连接，所述充放气装置用于向所述气囊内充气或者将所述气囊内的气放出，以使所述网箱能够在海水中进行下沉或上浮。

在可选的实施方式中，当所述网箱的吃水线与所述上浮管的上表面齐平时，所述网箱下沉；当所述网箱的吃水线与所述中浮管的上表面齐平时，所述网箱正常漂浮。

在可选的实施方式中，所述网箱具有连接在所述中浮管和所述下浮管之间的第一连管，以及连接在所述上浮管和所述中浮管之间的第二连管；

当所述网箱正常漂浮时，所述气囊提供的浮力F_浮1满足如下条件：

F_浮1＝G-F_管1；

当网箱下沉时，所述气囊提供的浮力F_浮2满足如下条件：

F_浮2＝G-F_管2；

其中，G表示网箱总重，F_管1表示所述下浮管、所述中浮管以及所述第一连管所产生的总浮力，F_管2表示所述下浮管、所述第一连管、所述中浮管、所述第二连管以及所述上浮管所产生的总浮力。

在可选的实施方式中，F_管1＝F_下浮管+F_第一连管+F_中浮管；

F_管2＝F_下浮管+F_第一连管+F_中浮管+F_第二连管+F_上浮管；

所述下浮管产生的浮力F_下浮管＝V_下浮管ρ；

所述第一连管产生的浮力F_第一连管＝V_第一连管ρ；

所述中浮管产生的浮力F_中浮管＝V_中浮管ρ；

所述第二连管产生的浮力F_第二连管＝V_第二连管ρ；

所述上浮管产生的浮力F_上浮管＝V_上浮管ρ；

其中，其中，V_下浮管表示下浮管的管内容积，V_第一连管表示所述第一连管的管内容积；V_中浮管表示所述中浮管的管内容积；V_第二连管表示所述第二连管的管内容积；V_上浮管表示所述上浮管的管内容积；ρ表示海水密度。

在可选的实施方式中，当所述网箱正常漂浮时，所述气囊的总长度L₁满足如下条件：

L₁＝F_浮1/(S·ρ)，其中，S表示所述气囊的截面积，ρ表示海水的密度。

在可选的实施方式中，当所述网箱下沉时，所述气囊的总长度L₂满足如下条件：

L₂＝F_浮2/(S·ρ)，其中，S表示所述气囊的截面积，ρ表示海水的密度。

在可选的实施方式中，气囊的数量为多个，全部所述气囊分为五个体系，一个体系对应于所述中浮管的十字中框部分，另外四个体系分别对应于所述中浮管的外侧框体部分。

在可选的实施方式中，所述每个体系内的全部所述气囊均引出气管，全部所述气管同时与所述充放气装置连接，以通过所述充放气装置使全部所述气囊同时进行充气或放气。

在可选的实施方式中，所述充放气装置包括气泵、分气阀以及控制阀，每个所述气管连接有所述控制阀，所述气泵通过所述分气阀与一个体系内的全部所述气囊进行充气。

在可选的实施方式中，所述上浮管、所述中浮管和所述下浮管均为玄武岩纤维管。

本发明实施例的有效效果包括:

本升降网箱采用在中浮管内设置气囊，然后利用充放气装置对气囊进行充气或者放气来调节气囊的浮力，由此使得海水从中浮管内排出或者进入，从而使网箱上浮或下沉，可方便的在水面进行操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为网箱的示意图；

图2为中浮管的示意图；

图3为气囊的分布示意图；

图4为网箱的侧视局部示意图。

图标：100-网箱；110-下浮管；130-中浮管；132-十字中框；134-外侧框体；136-气囊；1361-第一气囊；1362-第二气囊；150-上浮管；170-第一连管；190-第二连管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1至图4，本实施例提供了一种升降网箱100，网箱100包括相连的上浮管150、中浮管130和下浮管110，其中，中浮管130的管壁上设置有水孔，在中浮管130内均匀布置有气囊136，气囊136与充放气装置连接，充放气装置用于向气囊136内充气或者将气囊136内的气放出，以使网箱100能够在海水中进行下沉或上浮。

与现有高密度聚乙烯框架重力式/升降式深水网箱100相比较，本升降网箱100采用在中浮管130内设置气囊136，然后利用充放气装置对气囊136进行充气或者放气来调节气囊136的浮力，由此使得海水从中浮管130内排出或者进入，从而使网箱100上浮或下沉，可方便的在水面进行操作。

此外，由于现有技术中是直接在聚乙烯管上安装进、排水阀和充放气阀时，个长期安放在海水中后，由于海洋污损生物附着在进、排水阀，致使进、排水阀难以开闭操作，以及污损生物附着而影响进、排水阀的密封性能的问题。而本申请的气囊136是处于中浮管130内部，通过外界的充放气装置对气囊136进行充放气，由此可以改善上述问题。

该技术成本低，便于大面积推广应用，从而根本解决台风、赤潮灾害等对网箱100设施和养殖对象的威胁，保证网箱100养殖生产安全。

其中，当网箱100的吃水线与上浮管150的上表面齐平时，网箱100下沉；当网箱100的吃水线与中浮管130的上表面齐平时，网箱100正常漂浮。

网箱100具有连接在中浮管130和下浮管110之间的第一连管170，以及连接在上浮管150和中浮管130之间的第二连管190；

当网箱100正常漂浮时，气囊136提供的浮力F_浮1满足如下条件：

F_浮1＝G-F_管1；  (1)

当网箱100下沉时，气囊136提供的浮力F_浮2满足如下条件：

F_浮2＝G-F_管2；  (2)

其中，G表示网箱100总重，F_管1表示下浮管110、中浮管130以及第一连管170所产生的总浮力，F_管2表示下浮管110、第一连管170、中浮管130、第二连管190以及上浮管150所产生的总浮力。

具体来说，网箱100主体结构采用玄武岩纤维复合材料，由此上浮管150、中浮管130、下浮管110以及第一连管170和第二连管190即为玄武岩纤维管。

该玄武岩纤维复合材料网箱100主体结构质量为54吨。考虑到网箱100的配套设备重量，则网箱100整体最大质量,可达85吨，包括网箱100桁架主体质量(54吨)、最大网衣质量(16吨)、最大饵料装载量(5吨)、投饵舱质量(10吨)。网衣材料密度略小于海水密度，因此网衣在海水中重力不计。因此网箱100在水中的总重力为85吨，相应网箱100在海水中需要的总浮力也为85吨，因此G的取值为85t。

因此F_管1＝F_下浮管110+F_{第一连管170}+F_中浮管130；  (3)

F_管2＝F_下浮管110+F_{第一连管170}+F_中浮管130+F_{第二连管190}+F_上浮管150；  (4)

其中，

下浮管110产生的浮力F_下浮管110＝V_下浮管110；  (5)

第一连管170产生的浮力F_{第一连管170}＝V_{第一连管170}；  (6)

中浮管130产生的浮力F_中浮管130＝V_中浮管130；  (7)

第二连管190产生的浮力F_{第二连管190}＝V_{第二连管190}；  (8)

上浮管150产生的浮力F_上浮管150＝V_上浮管150；  (9)

V_下浮管110表示下浮管110的管内容积，V_{第一连管170}表示第一连管170的管内容积；V_中浮管130表示中浮管130的管内容积；V_{第二连管190}表示第二连管190的管内容积；V_上浮管150表示上浮管150的管内容积；ρ表示海水密度。

若ρ＝1.025×10³kg/m³，V_下浮管110＝3.32m³；V_{第一连管170}＝0.68m³；V_中浮管130＝9.06m³；V_{第二连管190}＝1.51m³；V_上浮管150＝1.48m³；那么将这些值带入上述公式(5)至(9)后，再将各自运算出的结果带入公式(3)和(4)，即可得到：

F_管1＝13t；F_管2＝16.4t。

而当网箱100正常漂浮时，气囊136的总长度L₁满足如下条件：

L₁＝F_浮1/(S·ρ)；  (10)

其中，S表示气囊136的截面积，ρ表示海水的密度。

若S为0.264m²，则最终计算出所需气囊136的总长度约为265m；

此外，当网箱100下沉时，气囊136的总长度L₂满足如下条件：

L₂＝F_浮2/(S·ρ)；  (11)；

若S为0.264m²，则最终计算出所需气囊136的总长度约为254m。

经过计算，可以得出正常漂浮漂浮时，应至少充气70m3，下沉至少放气3.3m3。

在本实施例中，气囊136的数量为多个，全部气囊136分为五个体系，一个体系对应于中浮管130的十字中框132部分，另外四个体系分别对应于中浮管130的外侧框体134部分。

例如图3，在中浮管130中填充8根12米长的第一气囊1361和16根10.5米长的第二气囊1362，每个独立体系内的气囊136引出气管，然后将气管沿网箱100浮管排布，最后将气管统一汇聚于一处，再与充放气装置连接，以通过充放气装置使全部气囊136同时进行充气或放气。使用时通过调节气囊136内的气体量，从而改变整个网箱100的浮力与沉力的关系，当浮力小于沉力时网箱100下沉，反之箱体上浮，以此来控制网箱100的升降。

从而可以使得能够避免箱体在沉降过程中产生较大倾角发生倾覆的现象，沉降中最大倾角可保持在一定度数(例如15度)以内，实现网箱100平稳升降。

充放气装置包括气泵、分气阀以及控制阀，每个气囊136设置有控制阀，气泵通过分气阀与一个体系内的全部气囊136进行充气。

气泵可以是直流充气泵，其功率为120W，气压流量为35L/min。每个气泵配备的分气阀作用是同时给每个独立体系的全部气囊136进行分气。控制阀的作用是保证气囊136不漏气和完成气囊136的放气工作。

本实施例的升降网箱100的工作原理如下：

网箱100沉降过程：

首先将所有气管上连接的控制阀全部打开，开始阶段气囊136内气体压力大于大气压力，气囊136内气体自然溢出，随着气囊136内气体逐渐减少，此时网箱100依靠自身的配重使网箱100继续下沉，海水不断的由中浮管130上的水孔涌入中浮管130内，迫使中浮管130里的气囊136内气体外溢，随着网箱100下沉，气囊136内气体溢出速度不断加快，待网箱100沉到预定深度将全部控制阀关闭。其中，网箱100沉降过程可以人为控制气管排气速度从而使网箱100沉降更加平稳。

网箱100升浮过程：

使用小型便携式直流充气泵给气囊136充气，首先将气管分别与小型气泵相连接，连接好后打开全部气管的控制阀后启动气泵。充气初期因网箱100沉入水下一定深度气囊136受外界海水有一定的压力，所以充气初期缓慢，最后将气阀关闭使网箱100处于正常漂浮状态。经估算，使网箱100升浮需要15min。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种升降网箱，其特征在于，所述网箱包括相连的上浮管、中浮管和下浮管，其中，所述中浮管的管壁上设置有水孔，在所述中浮管内均匀布置有气囊，所述气囊与充放气装置连接，所述充放气装置用于向所述气囊内充气或者将所述气囊内的气放出，以使所述网箱能够在海水中进行下沉或上浮。

2.根据权利要求1所述的升降网箱，其特征在于，当所述网箱的吃水线与所述上浮管的上表面齐平时，所述网箱下沉；当所述网箱的吃水线与所述中浮管的上表面齐平时，所述网箱正常漂浮。

3.根据权利要求2所述的升降网箱，其特征在于，所述网箱具有连接在所述中浮管和所述下浮管之间的第一连管，以及连接在所述上浮管和所述中浮管之间的第二连管；

当所述网箱正常漂浮时，所述气囊提供的浮力F_浮1满足如下条件：

F_浮1＝G-F_管1；

当网箱下沉时，所述气囊提供的浮力F_浮2满足如下条件：

F_浮2＝G-F_管2；

其中，G表示网箱总重，F_管1表示所述下浮管、所述中浮管以及所述第一连管所产生的总浮力，F_管2表示所述下浮管、所述第一连管、所述中浮管、所述第二连管以及所述上浮管所产生的总浮力。

4.根据权利要求3所述的升降网箱，其特征在于，F_管1＝F_下浮管+F_第一连管+F_中浮管；

F_管2＝F_下浮管+F_第一连管+F_中浮管+F_第二连管+F_上浮管；

所述下浮管产生的浮力F_下浮管＝V_下浮管ρ；

所述第一连管产生的浮力F_第一连管＝V_第一连管ρ；

所述中浮管产生的浮力F_中浮管＝V_中浮管ρ；

所述第二连管产生的浮力F_第二连管＝V_第二连管ρ；

所述上浮管产生的浮力F_上浮管＝V_上浮管ρ；

其中，其中，V_下浮管表示下浮管的管内容积，V_第一连管表示所述第一连管的管内容积；V_中浮管表示所述中浮管的管内容积；V_第二连管表示所述第二连管的管内容积；V_上浮管表示所述上浮管的管内容积；ρ表示海水密度。

5.根据权利要求3所述的升降网箱，其特征在于，当所述网箱正常漂浮时，所述气囊的总长度L₁满足如下条件：

L₁＝F_浮1/(S·ρ)，其中，S表示所述气囊的截面积，ρ表示海水的密度。

6.根据权利要求3所述的升降网箱，其特征在于，当所述网箱下沉时，所述气囊的总长度L₂满足如下条件：

L₂＝F_浮2/(S·ρ)，其中，S表示所述气囊的截面积，ρ表示海水的密度。

7.根据权利要求1所述的升降网箱，其特征在于，气囊的数量为多个，全部所述气囊分为五个体系，一个体系对应于所述中浮管的十字中框部分，另外四个体系分别对应于所述中浮管的外侧框体部分。

8.根据权利要求7所述的升降网箱，其特征在于，所述每个体系内的全部所述气囊均引出气管，全部所述气管同时与所述充放气装置连接，以通过所述充放气装置使全部所述气囊同时进行充气或放气。

9.根据权利要求8所述的升降网箱，其特征在于，所述充放气装置包括气泵、分气阀以及控制阀，每个所述气管连接有所述控制阀，所述气泵通过所述分气阀与一个体系内的全部所述气囊进行充气。

10.根据权利要求1所述的升降网箱，其特征在于，所述上浮管、所述中浮管和所述下浮管均为玄武岩纤维管。

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