一种半潜式智能化深远海养殖网箱的制作方法

1.本实用新型涉及深远海养殖网箱结构技术领域，特别是涉及一种半潜式智能化深远海养殖网箱。


背景技术：

2.目前，传统海湾养殖空间已趋于饱和，发展受限；扩展海洋渔业发展空间、提高质量、降低污染，开发新型海洋渔业养殖技术与装备，使海水养殖由港湾和近海走向开阔海域，已成为发展的必然选择。
3.传统的滩涂养殖指在潮间从事海水养殖生产，海上养殖指在低潮位线以下从事海水养殖生产。
4.普通网箱一般由合成纤维如尼龙、案氯乙烯等网线编织而成，装置在网箱架上。普通网箱面积均为数平方米到数十平方米。一般安置在港湾、沿岸、湖泊、水库和河沟等水域。
5.深水网箱是一种大型海水网箱，主要有重力式聚乙烯网箱、浮绳式网箱和碟形网箱三种类型，其有抗风浪性能。网箱水体均为数百立方米到数千立方米。深水网箱一般安置在水深20米以下的海域。
6.深远海养殖网箱指在海域水深大于20米，使用的养殖网箱，是近十年发展起来的新型养殖装备，但深远海养殖面临台风等恶劣海况威胁，只有按照海洋工程理念设计才能正常在深远海域工作。
7.目前深远海养殖网箱面临的主要问题是采用了先进的海工技术设计的网箱成本高昂、投资回收周期长、养殖水体小、自动化程度低、操作复杂、投放困难，严重的脱离的目前养殖行业的技术现状，不能形成新型装备与渔业生产的有机融合；但现有的传统网箱养殖水体小、抗风浪能力差、网箱成本高及自动化程度低，无法应用于深远海养殖。


技术实现要素：

8.为了解决现有网箱的以上所述问题，本实用新型提供了一种半潜式智能化深远海养殖网箱，通过网箱主体结构的新设计能有效降低深远海恶劣环境的影响，通过智能化自动化设备及系统降低人力成本。本实用新型采用的技术方案如下所述：
9.一种半潜式智能化深远海养殖网箱，包含网箱主体、以及设置于网箱主体上的网衣、系泊系统、升降系统、艏部上建结构和艉部上建结构；
10.网衣贴合设置于网箱主体内部；系泊系统与网箱主体连接，将网箱主体通过四点锚泊固定在海底；升降系统控制网箱主体的升降；艏部上建结构和艉部上建结构分别设置于网箱主体的两端。
11.优选的，所述网箱主体的框架结构采用钢结构，能满足刚度及强度性能要求，结构可抗台风；包含相互连接的立柱、撑杆、浮筒构成的框架，撑杆包括上撑杆和下撑杆。
12.优选的，所述立柱包含外主立柱、内主立柱、内辅立柱和外辅立柱，其中外主立柱为八根，位于框架的前后两个长边上；内主立柱为两根，位于最外侧外主立柱的前后方向的
中间位置；外主立柱和内主立柱底端连接四根浮筒、顶端连接上撑杆和上撑杆上方的上层复合材料撑杆，外主立柱、浮筒和撑杆构成长方体；内辅立柱有两根，位于内侧外主立柱前后方向的中间位置；其中内辅立柱与其前、后的两根外主立柱之间通过顶端的下撑杆和底端的上撑杆连接；外辅立柱共四根，分别竖直固定于长方体框架的左右两个短边两端。
13.优选的，同一侧的相邻外主立柱之间设置斜向的辅杆；内辅立柱与其前、后的两根外主立柱之间设置斜向的辅杆。
14.优选的，同一端外辅立柱之间的距离小于前后两根外主立柱之间的距离，网箱主体两端为梯形结构，使得整个网箱主体构成近八边形框架结构。
15.优选的，同一端外辅立柱之间、外辅立柱与相邻的外主立柱之间通过顶端的上撑杆与上层复合材料撑杆，以及底端的下撑杆连接，上层复合材料撑杆位于上撑杆上方。
16.网箱主体从俯视角度看是中间长方形，两边各一个梯形组成的八边形，其中有8根立柱分布于八边形的顶点位置，4根立柱分布于长方形长边的三等分点位置，4根立柱分布于长方形短边以及三等分点对应连线的中心点位置，优选的，其中分布于长方体横截面四顶点位置的外主立柱的圆形截面大于其他立柱的截面，对于整个结构框架起到支撑作用；立柱下端与底部的浮筒焊接连接，连接处立柱与浮筒内腔连通，立柱上端焊接舱盖，对于立柱起到密封作用。
17.优选的，所述浮筒共四根，为截面圆环形的圆管结构，四根浮筒两端分别连接至外主立柱和内主立柱，设置在立柱下端，呈现为长方形形状，与立柱焊接连接的位置开孔，与立柱连通。
18.优选的，所述网衣设置于立柱围成的网箱主体的内部，网衣的四周通过网衣纲绳连接在若干的耳板上，耳板分别连接于网箱主体上。
19.优选的，所述外主立柱的最外端四根立柱的下侧通过系泊系统固定于海底，所述系泊系统包括在最外端四根立柱的下侧安装的可旋转的导缆器，导缆器通过插销与两端带有琵琶头的连接缆绳一端连接，连接缆绳另一端通过h型卸扣与锚链一端连接，锚链另一端通过锚卸扣与大抓力锚连接，四点锚泊系统有效防止养殖网箱移动及有效地抵抗深远海区域的恶劣风浪。
20.优选的，所述立柱和浮筒连通，内部空间构成压载舱室。
21.优选的，所述立柱与浮筒连接处设有压排水孔道。
22.优选的，所述升降系统是通过将网箱外侧立柱注排载水和浮筒注排载水控制网箱升降，升降系统包括分别设置于外主立柱内底部和外部侧壁上的两个压载水泵和分别与两个压载水泵连接的排水管和进水管，排水管穿过压排水孔道，可对立柱内压载舱室进行打排压载水操作，通过外部压载水泵和进水管向浮筒及立柱压排水孔道进行注水控制网箱的下潜，通过内部压载水泵和排水管将浮筒及立柱压排水孔道内的压载水排除，控制网箱的上浮，压载水泵通过电缆连接到集控室升降控制系统，确保网箱平稳下潜和起浮，升降控制系统可确保网箱在遇到台风前安全迅速下潜到避台工况。
23.优选的，所述艏部上建结构设有集控室、休息室，集控室包括总控制设备室和检测室，集控室内设置控制台和电源，集控室升降控制系统，分别与升降系统、自动投喂系统、网衣清洗系统、死鱼回收系统及收鱼系统电连接，用于升降系统、自动投喂系统、网衣清洗系统、死鱼回收系统及收鱼系统的供电及控制。网箱主体浮筒、立柱、撑杆、辅杆、网衣、锚链周
围及内部布置有若干传感器，用于实时进行气象监测、波浪监测、海区实时视频监控、水质监测、网衣监测、鱼群监测，并将相关参数传输到集控室，将数据分类并汇总显示到各监测系统显示屏上。升降控制系统根据气象部门的预报，启动发电机供电并启动压载水泵将海水注入到压载舱内实现网箱下潜。
24.优选的，所述艉部上建结构设有自动投喂系统、网衣清洗系统、死鱼回收系统和收鱼系统。
25.进一步的，所述艏部上建结构和艉部上建结构的顶部分别设有太阳能电池板和风力发电设备，用于补充渔业养殖过程中的电力消耗。
26.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
27.本专利提供的深远海养殖网箱相对于传统的滩涂养殖，适用于更大面积的深远洋养殖，网箱主体结构应用连续纤维复材作为网箱主体上层撑杆，其比强度高，比模量大，在降低质量保证强度及刚度要求的前提下还具有耐腐蚀的优势，可降低成本；钢结构的网箱主体及升降系统可以有效地抵抗深远海区域的恶劣海况，并通过搭载网箱上的自动化渔业养殖设备极大地降低人力物力成本，提升了深远海渔业养殖的经济效益。
28.本网箱具有升降功能，当遭遇大风浪恶劣环境时，可通过升降功能安全稳定且迅速下潜到避台风工况来躲避风浪；本网箱为半潜式网箱，相比坐底式网箱无需考虑复杂的海床地质环境，不存在因海床造成的无法正常上浮的问题，节约了海底勘探成本，且因无需考虑海底环境对网箱安装养殖水域可选择性大；本网箱包含升降系统、自动投喂系统、网衣清洗系统、死鱼回收系统、收鱼系统、水下监测设备、水质监测设备等，实现了网箱养殖的自动化、智能化和生态化。
附图说明
29.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
30.图1为本发明的养殖网箱的立体结构图。
31.图2为本发明的养殖网箱的主视图。
32.图3为本发明的养殖网箱的艏部上建结构的示意简图。
33.图4为本发明的养殖网箱的艉部上建结构的示意简图。
34.图5为本发明的养殖网箱立柱与浮筒连接处压排水孔道结构示意图。
35.图6为本实用新型提供的养殖网箱的工作通道结构示意图。
36.图7为本实用新型提供的养殖网箱的升降系统的结构示意图。
37.图8为本实用新型提供的养殖网箱的上层复合材料撑杆的结构示意图。
38.在图中，1、艏部上建结构，2、艉部上建结构，3、浮筒，4、外主立柱，
39.5、内主立柱，6、内辅立柱，7、外辅立柱，8、上撑杆，9、下撑杆，10、
40.辅杆，11、锚链，12、网衣，13、上层复合材料撑杆，14、压载舱室，15、压排水孔道，16、压载水泵，17、导缆器，18、工作通道，19、排水管，20、进水管；
41.101、总控制设备室，102、检测室，103、休息室，131、复合材料段，132-钢管段，201、死鱼回收系统，202、收鱼系统，203、自动投喂系统，204、网衣清洗系统。
具体实施方式
42.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
43.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
44.如图1至图5所示，本实施例提供一种半潜式智能化深远海养殖网箱，其包含网箱主体、网衣12、系泊系统、升降系统、艏部上建结构和艉部上建结构。
45.网衣贴合设置于网箱主体内部；系泊系统与网箱主体连接，将网箱主体通过四点锚泊固定在海底；升降系统是通过立柱和浮筒设置的压载舱室进行打排压载水操作，控制网箱主体的升降；艏部上建结构和艉部上建结构分别设置于网箱主体的两端。
46.如图1所示，网箱主体的框架结构主要采用钢结构，能满足刚度及强度性能要求，结构可抗台风；其框架为近八边形柱体框架结构，其截面为近八边形结构，在两端进行功能拓展；网箱主体包含立柱、撑杆、辅杆、浮筒。
47.如图1所示，立柱包含外主立柱4、内主立柱5、内辅立柱6和外辅立柱7，其中外主立柱4有八根，竖直固定于近八边形框架的前后两个长边上；内主立柱5有2根，位于最外侧外主立柱的前后方向的中间位置；外主立柱和内主立柱底端连接四根浮筒3、顶端连接上撑杆8和上撑杆上方的上层复合材料撑杆13构成长方体，同一侧的相邻外主立柱之间设置了斜向的辅杆10；内辅立柱6有两根，位于内侧外主立柱前后方向的中间位置；其中内辅立柱6与其前、后的两根外主立柱4之间通过顶端的上撑杆8和底端的下撑杆9连接，并设置斜向的辅杆10；外辅立柱7共四根，分别竖直固定于长方体框架的左右两个短边两端，同一端外辅立柱7之间的距离小于前后两根外主立柱4之间的距离，构成两端梯形结构，使得整个网箱主体构成近八边形框架结构；同一端外辅立柱7之间、外辅立柱7与相邻的外主立柱4之间通过顶端的上撑杆8与上层复合材料撑杆13，以及底端的下撑杆9连接，上层复合材料撑杆13位于上撑杆8上方。
48.网箱主体从俯视角度看是中间长方形，两边各一个梯形组成的八边形，其中有8根立柱分布于八边形的顶点位置，4根立柱分布于长方形长边的三等分点位置，4根立柱分布于长方形短边以及三等分点对应连线的中心点位置，其中分布于长方形四顶点位置的立柱的圆形截面要大于其他立柱的截面，对于整个结构框架起到支撑作用，立柱下端焊接在底部的浮筒上，立柱上端焊接舱盖，对于立柱起到密封作用。
49.如图1所示，撑杆包含上撑杆8、下撑杆9和上层复合材料撑杆13，其中上撑杆8共有20根，两两相邻的立柱的上部均通过上撑杆8连接；下撑杆9共有10根，其中外辅立柱7和前后外主立柱4的最外侧四根立柱通过下撑杆9连接，内辅立柱6和前后外主立柱4的内侧的四根立柱通过下撑杆9连接；上层复合材料撑杆13共有16根，其中构成近八边形柱体框架的外立柱4和7通过上层复合材料撑杆13连接，其中内主立柱5和外主立柱的最外侧四根立柱通过上层复合材料撑杆13连接，且在上层复合材料撑杆13上铺设有工作通道18，如图6所示，并有护栏保护。
50.在上层复合材料撑杆13的近八边形柱体框架的两端梯形位置的上面分别建有艏部上建结构1和艉部上建结构2。
51.如图8所示，上层复合材料撑杆13为两头钢结构嵌入到复合材料的管材，包括中间的复合材料段131和嵌入两端的钢管段132，其与立柱之间的连接通过钢材的焊接实现；复合材料的管材为连续纤维复材结构，其中连续纤维复合材料具有比强度高、比模量高、耐腐蚀等优势，使用玻璃纤维及玄武岩纤维复合材料制作的上层复合材料撑杆，应用于网箱顶部，作为网箱顶部环形走道的支撑结构，能满足强度及刚度要求，结构质量轻且无需进行防腐处理，大大节省成本。上撑杆8与上层复合材料撑杆13构成的两组撑杆支撑结构既能对整体结构构型起到良好的支撑作用，使结构具备足够的刚强度，还能达到减重节约成本的作用，上层的嵌入钢管的复合材料管材对于顶端的工作通道的走廊等结构还起到了支撑作用。
52.如图1所示，辅杆10共有20根，其连接于相邻立柱的对角位置，作为加强梁，构成连续的正v及倒v状结构。
53.如图1所示，浮筒3共有四根，为截面圆环形的圆管结构，四根浮筒两端分别连接至外主立柱4和内主立柱5，设置在立柱下端，呈现为长方形形状，与立柱焊接连接的位置开孔，与立柱连通。
54.如图1和2所示，网衣12设置于立柱围成的网箱主体的内部，网衣12的四周通过网衣纲绳连接在若干的耳板上，耳板分别连接于网箱主体的浮筒3、外主立柱4、外辅立柱7及上撑杆8。
55.如图1所示，网箱主体的四周，即外主立柱4的最外端四根立柱的下侧通过系泊系统固定于海底，其中系泊系统为四点锚泊；在最外端四根外主立柱4的下侧安装导缆器17；导缆器通过插销与两端带有琵琶头的连接缆绳一端连接，连接缆绳另一端通过h型卸扣与锚链11一端连接，锚链11另一端通过锚卸扣与大抓力锚连接，四点锚泊系统有效防止养殖网箱移动及有效地抵抗深远海区域的恶劣风浪。
56.所述立柱和浮筒连通，内部空间构成压载舱室14。
57.如图5所示，所述立柱内部与浮筒连接处设置有椭圆形孔的压排水孔道15。
58.升降系统是通过将网箱外侧立柱注排载水和浮筒注排载水控制网箱升降，如图7所示，升降系统包括分别设置于外主立柱4内底部和外部侧壁上的两个压载水泵16和分别与两个压载水泵连接的排水管19和进水管20，排水管19贯穿压排水孔道15，排水管19的外径小于压排水孔道15的短轴内径，通过外部压载水泵和进水管20向外主立柱和浮筒进行注水控制网箱的下潜，通过内部压载水泵和排水管19将浮筒及外主立柱内的压载水排除，控制网箱的上浮，压载水泵通过电缆连接到集控室升降控制系统，确保网箱平稳下潜和起浮，升降控制系统可确保网箱在遇到台风前安全迅速下潜到避台工况。
59.如图1所示，艏部上建结构1位于上层复合材料撑杆13的近八边形柱体框架的两端梯形位置的上面的一侧，通过辅助支撑桁架支撑。
60.如图3所示，艏部上建结构1设有集控室、休息室103，集控室包括总控制设备室101和检测室102，为工作人员提供控制操作和检测场所。集控室内设置控制台和电源，与升降系统的压载水泵16连接，控制压载水泵的启停，实现养殖网箱的上浮和下潜。
61.如图1和图2所示，艉部上建结构2位于上层复合材料撑杆13的近八边形柱体框架
的两端梯形位置的上面的一侧，通过辅助支撑桁架支撑。
62.如图4所示，艉部上建结构2设有自动投喂系统203、网衣清洗系统204、死鱼回收系统201和收鱼系统202，自动投喂系统203配备自动投喂设备，网衣清洗系统204配备网箱网衣水下清洗设备，死鱼回收系统201配备死鱼回收处理装置，收鱼系统202配备收鱼设备，实现养殖网箱内自动投喂、网衣水下清洗、死鱼回收和收鱼工作，所述的自动投喂设备，网箱网衣水下清洗设备，死鱼回收处理装置和收鱼设备采用渔业现有设备，其控制装置和电源设置于艏部上建结构1的集控室的总控制设备室101。
63.所述网箱主体浮筒、立柱、撑杆、辅杆、网衣、锚链周围及内部布置有若干传感器，用于实时进行气象监测、波浪监测、海区实时视频监控、水质监测、网衣监测、鱼群监测，并将相关参数传输到集控室，将数据分类并汇总显示到各监测系统显示屏上。升降控制系统根据气象部门的预报，启动发电机供电并启动压载水泵将海水注入到压载舱内实现网箱下潜。
64.艏部上建结构1和艉部上建结构2的顶部分别设有太阳能电池板和风力发电设备，用于补充渔业养殖过程中的电力消耗。
65.本专利涉及网箱养殖水体约3万立方，长72m，宽度42m，高度25m，可根据业主需求划分为3个1万立方养殖水体，实现多种类鱼类养殖床在更大的经济效益。
66.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。