一种抗风浪重力式深水圆形养殖网箱的制作方法

本发明涉及圆形养殖网箱，具体涉及一种抗风浪重力式深水圆形养殖网箱。

背景技术：

1、深水圆形养殖网箱通常包括浮圈、网衣、沉子圈及锚泊组件，浮圈漂浮于水面并为网衣上部提供浮力支撑，沉子圈用于向下张紧网衣，锚泊组件则用于将网箱限制于预定养殖水域；由于深水养殖区域受到的风浪和海流作用较为明显，现有养殖网箱通常通过提高浮架结构强度、采用弹性材料、优化网箱外形或者设置缓冲结构等方式，提高网箱承受风浪冲击的能力。

2、如中国专利公开了一种抗风浪圆形养殖网箱（公告号为cn218389356u），包括浮排以及设置于浮排上的若干网箱，其中，浮排包括圆形框架和若干挂载网格，圆形框架由若干节支撑结构连接形成；该圆形框架采用弹性材料制成，能够通过结构变形吸收冲击作用，并利用圆形轮廓将浮冰导向两侧；相邻支撑管之间还设置有供海浪通过的间隙，以削弱海浪对浮排的冲击，从而提高养殖网箱的抗风浪能力。

3、上述通过圆形外形、弹性变形及间隙泄流等方式，能够在一定程度上分散或缓冲波浪冲击。然而，该类浮式养殖网箱中承载网衣上部的浮圈通常与承担锚泊定位作用的浮架固定为一体，并需长期保持于水面附近。在风浪较大时，承载网衣上部的浮圈及网衣上缘持续处于水面强波动区域，容易产生较明显的升沉、摆动及局部受力。单纯依靠提高材料强度、结构弹性或者设置泄流间隙，主要是增强网箱对波浪载荷的承受和缓冲能力，难以降低浮圈及网衣上部所受波浪作用，因而在较强风浪工况下，仍存在升沉响应较大、结构受力集中以及运行稳定性不足的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗风浪重力式深水圆形养殖网箱，以在保持支撑浮架水面锚泊定位的同时，使承载网衣上部的潜沉浮架能够随风浪强弱下沉或上浮，从而降低潜沉浮架及网衣上部处于水面强波动区域时所受的波浪载荷和升沉响应。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种抗风浪重力式深水圆形养殖网箱，包括网衣、连接于网衣下部的沉子圈和锚泊组件；还包括：支撑浮架；潜沉浮架，可竖向活动地连接于支撑浮架，网衣的上部连接于潜沉浮架；潜沉浮架包括径向间隔且同心设置的两个浮圈，各浮圈内均设有相互隔离的密封浮力腔和压载腔，压载腔的底部设有与外部水体连通的水交换口，压载腔通过输气管路与气路切换组件连通；风浪驱动组件，用于随波浪运动泵送气体；气路切换组件，设置于支撑浮架，并分别与风浪驱动组件和外部空气连通，用于根据风浪驱动组件的泵送强度，使压载腔在保气状态和排气状态之间切换；在保气状态，风浪驱动组件与压载腔连通，且压载腔与外部空气之间的排气通路关闭；在排气状态，风浪驱动组件向压载腔输气的主输气通路断开，且压载腔与外部空气连通，以使外部水体经水交换口进入压载腔并驱使潜沉浮架下降。

4、进一步地，各浮圈的压载腔内均固定连接有若干沿周向间隔布置的分隔板，分隔板与对应压载腔的内壁密封连接，以将压载腔沿周向等分为若干相互隔离的腔室；各腔室的底部均设有水交换口，各腔室内均设置有导气管，导气管的一端延伸至对应腔室的上部。

5、进一步地，两个浮圈侧壁的底部均开设有环形嵌入槽，各环形嵌入槽内均固定连接有环形分配管；各浮圈中各腔室内导气管的底端分别与对应的环形分配管连通；各环形分配管分别连通有汇流管，两个汇流管分别通过各自对应的软管与气路切换组件连通。

6、进一步地，气路切换组件包括切换缸、活塞柱、插管和弹簧，切换缸固定连接于支撑浮架，且其一侧与风浪驱动组件连通；活塞柱滑动连接于切换缸内，插管固定连接于切换缸内，活塞柱滑动套设于插管的外部；插管的一端封闭、另一端连通有分流接头，分流接头分别通过两根软管与两个汇流管连通，插管的侧壁开设有流通孔和稳压孔；切换缸的侧壁沿轴向间隔设置有均与外部空气连通的第一导通管和第二导通管，活塞柱开设有贯穿其两个端面的缓流孔以及连通其内周面和外周面的导通槽；弹簧套设于插管外并抵接于活塞柱与切换缸之间；活塞柱移动至预定位置时，导通槽连通流通孔与第一导通管，第二导通管与切换缸中连接风浪驱动组件的一侧腔室连通；稳压孔与弹簧所在的缸腔连通，且稳压孔的孔径小于流通孔的孔径。其中，第一导通管用于在活塞柱移动至预定位置时排出压载腔内的气体，第二导通管用于排出风浪驱动组件继续泵送至切换缸内的气体。

7、进一步地，风浪驱动组件包括与切换缸固定连接的活塞缸，活塞缸内设置有活塞板，活塞板的外周缘与活塞缸的内壁密封滑动配合，活塞板的一侧与活塞缸围成泵气腔；活塞缸上设置有均与泵气腔连通的进气管和出气管，进气管内设置有仅允许外部空气进入泵气腔的单向阀，出气管内设置有仅允许泵气腔内的空气进入切换缸的单向阀；活塞缸在活塞板远离泵气腔的一侧固定连接有安装架，安装架的中部可滑动地穿设有滑杆，滑杆的一端与活塞板固定连接、另一端铰接有联动杆；安装架上铰接有摆臂，摆臂远离安装架的一端固定连接有叶板，摆臂的中部与联动杆远离滑杆的一端铰接。

8、进一步地，各环形分配管内均固定连接有沿其周向延伸的隔断板，各隔断板分别将对应环形分配管的内腔分隔为进气腔和分配腔；各汇流管分别与对应的进气腔连通，各浮圈中各腔室内的导气管分别与对应的分配腔连通；各隔断板均沿周向间隔开设有若干均流孔，沿对应环形分配管的两个周向方向，各均流孔的孔径均由靠近对应汇流管的位置向远离对应汇流管的位置逐渐增大。

9、进一步地，两个浮圈之间沿周向间隔固定连接有若干连接板，各连接板的顶部之间固定连接有平台板，平台板的顶部固定连接有若干竖杆，若干竖杆之间固定连接有环形杆，以形成护栏；竖杆上滑动连接有环形板，环形板开设有若干与竖杆一一对应的导向孔，各竖杆分别滑动穿设于对应的导向孔内，环形板与支撑浮架固定连接，且环形板位于环形杆的下方。

10、进一步地，锚泊组件包括若干锚索，各锚索的一端分别与支撑浮架连接。

11、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术效果是：

12、1、本发明提供一种抗风浪重力式深水圆形养殖网箱，通过设置能够相对支撑浮架竖向移动的潜沉浮架，并利用压载腔进排水改变潜沉浮架的浮力状态，使潜沉浮架能够随风浪强弱自动下沉或上浮；在风浪增大时，潜沉浮架带动网衣上部进入水面以下，减少潜沉浮架及网衣上部露出水面或处于水面强波动区域的部分，从而降低该可升降部分所受的波浪载荷及升沉响应，而在风浪减小时，潜沉浮架能够重新上浮至水面工作位置。

13、2、本发明通过分隔板将压载腔沿周向划分为若干相互隔离且容积基本一致的腔室，能够限制压载水在浮圈内沿周向自由流动，避免潜沉浮架倾斜时压载水持续向低位一侧集中，从而减小偏沉和倾斜进一步扩大的风险，提高潜沉浮架进水下沉及排水上浮过程中的平稳性；同时，各腔室相互隔离，单个腔室发生异常进水或者局部破损时，能够限制水体向其他腔室扩散，降低局部故障对浮圈整体浮力的影响。

14、3、本发明通过活塞柱、插管、缓流孔、流通孔、导通槽、第一导通管和第二导通管之间的配合，使缓流孔对活塞柱两侧缸腔之间的气体流动形成节流，并在风浪驱动组件的泵送强度增大时使活塞柱两侧形成气压差，由该气压差推动活塞柱克服弹簧作用而移动，据此使压载腔在保气状态与排气状态之间自动切换，减少独立风浪检测元件和外部控制机构；其中，第一导通管用于形成压载腔排气支路，第二导通管用于形成风浪驱动组件的旁路排气支路；稳压孔能够在活塞柱移动及复位过程中对弹簧所在缸腔进行小流量均压，避免缸腔内的气压阻碍活塞柱运动。

15、4、本发明通过叶板承受波浪作用并带动摆臂往复摆动，再由联动杆和滑杆驱动活塞板在活塞缸内往复运动，能够将波浪水动力转化为活塞板的往复泵气动作，无需设置电动气泵及相应供电线路；进气管和出气管内的单向阀能够对活塞板往复运动形成的气体流动进行导向，使泵气腔在扩张时从外部吸入空气，在收缩时将空气单向输送至切换缸，从而利用连续波浪形成持续的单向气体输出；活塞板与活塞缸内壁密封滑动配合，使泵气腔与活塞板另一侧的传动区域相互隔开，以适应海上水体环境。

16、5、本发明通过隔断板将环形分配管分隔为进气腔和分配腔，并在隔断板上设置孔径渐变的均流孔，能够对不同周向位置的气体流量进行差异化调节。靠近汇流管处的气体压力相对较高，相应位置采用孔径较小的均流孔，以增大气体进入分配腔时的流动阻力；远离汇流管处的气体压力相对较低，相应位置采用孔径较大的均流孔，以减小气体进入分配腔时的流动阻力。由此补偿气体沿环形分配管输送距离不同造成的压力差异，使各腔室的注气速度相对接近，减少潜沉浮架在排水上浮过程中出现局部先浮、整体倾斜的情况。