一种拖航浮箱装置、升降式网箱装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及海上作业装置技术领域，尤其涉及一种拖航浮箱装置、升降式网箱装置及其使用方法。


背景技术：

2.近年来，随着近海水质的污染问题恶化及海上养殖业的更新升级，海上养殖网箱得到了蓬勃发展。市场上发展出了多种类型的大型海上养殖平台。然而因大型海上养殖平台设计以养殖网箱设计为主导，平台在建造交付后，大多都面临湿拖因网衣的存在而造成的水阻力大的问题，出现整体网箱平台的拖航速度慢、成本高的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种拖航浮箱装置，其可满足码头与网箱对接固定、箱体网箱组合体拖航、浅海调整箱体位、箱体压桩及网箱拔桩、箱体组合后拖回五种作业模式，具有构造简单、造价低廉、操作方便、重复利用的优点。
4.本发明还提出一种升降式网箱装置，其将网箱与上述的拖航浮箱装置配合使用。
5.本发明还提出一种升降式网箱装置的使用方法，其用于使用升降式网箱装置。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种拖航浮箱装置，包括：箱体、组合耳板、缆绳板和十字缆桩；
8.所述组合耳板、缆绳板和十字缆桩分别安装于所述箱体；所述箱体用于承载网箱；所述组合耳板设置于所述箱体的上表面和/或侧面；所述组合耳板设有组合孔，所述组合孔用于安装紧固件，以将所述组合耳板连接于所述网箱和/或另一个所述拖航浮箱装置的所述组合耳板；
9.所述缆绳板与所述十字缆桩靠近设置；所述缆绳孔与所述十字缆桩水平对齐；所述缆绳板设有缆绳孔；所述缆绳孔用于通过第一缆绳和第二缆绳；所述第一缆绳的一端用于连接网箱，另一端用于连接辅助船；所述第二缆绳的一端用于连接所述十字缆桩，另一端用于连接所述辅助船。
10.优选地，所述箱体内设有多块支撑板，相邻的所述支撑板之间形成空舱；所述支撑板设有加强筋；所述加强筋设有位于不同平面的加强面，且一个所述加强筋通过不同的所述加强面连接不同的所述支撑板。
11.优选地，还包括：第一倾角传感器；
12.所述第一倾角传感器分别对称安装于所述箱体；所述第一倾角传感器通讯连接于拖船，所述第一倾角传感器用于测量所述箱体在宽度侧面的和/或长度侧面的倾斜角度α；对称分布的两个所述第一倾角传感器2保持α1 α2∈[0
‑△
α，0
△
α]，否则停止拖航，和/或检查箱体与网箱的连接关系；其中，
△
α为允许的误差。
[0013]
更优地，所述第一倾角传感器设定有安全角度β和计算误差
△
β；当|α|≥β
‑△
β，所述第一倾角传感器控制箱体测量角度大于0的一侧持续吸入压载水；所述第一倾角传感器
还控制箱体测量角度小于0的一侧持续排出压载水。
[0014]
优选地，还包括：第二倾角传感器；
[0015]
所述第二倾角传感器设置于所述箱体，并位于远离移动方向的一端；所述第二倾角传感器用于测量所述箱体横向偏移的偏移角度a；所述第二倾角传感器设有安全角度γ和误差
△
γ；当其中一侧的偏移角度|a|≥γ
‑△
γ，所述第二倾角传感器控制箱体偏移角度大于0的一侧持续吸入压载水，还控制箱体偏移角度小于0的一侧，持续排出压载水。
[0016]
优选地，所述组合耳板包括：耳座和三角板；
[0017]
所述耳座竖向固定于所述箱体，并靠近于所述箱体的边缘；所述耳座设有所述组合孔；多块所述三角板固定于所述耳座，所述三角板的其中一边连接所述耳座，所述三角板的其中一边连接所述箱体。
[0018]
更优地，所述箱体设有用于容纳网箱的卡接凹口；所述箱体于所述卡接凹口的两端设有分别设有加固口；所述加固口用于固定所述网箱的桩脚；
[0019]
所述加固口设有圆弧面和隔空面；所述加固口通过所述圆弧面过渡至所述卡接凹口的内侧壁；所述加固口通过所述隔空面过渡至所述卡接凹口的底壁；
[0020]
所述加固口的一端通过所述圆弧面接触于桩脚，另一端的所述隔空面与桩脚形成隔开间隙。
[0021]
一种升降式网箱装置，包括：网箱、上述的拖航浮箱装置、所述第一缆绳、所述第二缆绳和所述辅助船；
[0022]
所述网箱包括：主箱和桩脚；所述桩脚可竖直活动地安装于所述主箱；所述主箱连接于所述桩脚；
[0023]
所述第一缆绳和第二缆绳分别穿过所述缆绳孔；
[0024]
所述第一缆绳的一端连接所述主箱的顶部，另一端连接所述辅助船；所述第二缆绳的一端连接所述十字缆桩，另一端连接所述辅助船。
[0025]
优选地，所述桩脚和所述主箱两者中的其中一者设有齿条，另一者设有齿轮；所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮被驱动至转动，所述齿条升降移动，驱动所述桩脚升降移动。
[0026]
一种升降式网箱装置的使用方法，用于使用上述的一种升降式网箱装置，包括以下至少其中一个步骤：
[0027]
(1)浅海调整箱体位
[0028]
升降式网箱装置由拖船拖航至预定水海域后；启动升降式网箱装置的升降功能，将桩脚下放至海底，保证网箱可独自站立；解开箱体与网箱的紧固件和/或缆绳，以使箱体与网箱分离，但网箱顶部与箱体之间的第一缆绳始终保持连接状态；网箱顶部框架降至与箱体水平后，将箱体的组合耳板通过紧固件与网箱连接；
[0029]
(2)网箱深海压桩
[0030]
升降式网箱装置由拖船拖航至预定水深海域后，启动升降式网箱装置的升降功能，将桩脚下放至海底；网箱与拖航浮箱装置沿桩脚向上，保持压桩状态直至无明显沉降后，解开箱体与网箱的紧固件；压桩完成；
[0031]
(3)网箱深海拔桩
[0032]
调整网箱顶部与箱体水平，两者通过紧固件和第一缆绳锁定，网箱升降系统锁定；
排空箱体内压载的水，箱体通过浮力提起从海底拖离桩脚；再次启动升降系统，桩脚升至最高位置后停止；
[0033]
(4)箱体组合回程
[0034]
相邻两个箱体之间的组合孔通过紧固件连接，由拖船拖回。
[0035]
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0036]
本方案提供一种拖航浮箱装置，可满足码头与网箱对接固定、箱体网箱组合体拖航、浅海调整箱体位、箱体压桩及网箱拔桩、箱体组合后拖回五种作业模式，具有构造简单、造价低廉、操作方便、重复利用的优点，解决了现有网箱在湿拖过程中因网衣的存在而造成的水阻力大的问题。
附图说明
[0037]
图1是拖航浮箱装置的其中一个实施例的结构示意图；
[0038]
图2是升降式网箱装置在拖航过程中其中一个实施例的结构示意图；
[0039]
图3是网箱设置于箱体上方的其中一个实施例的结构示意图；
[0040]
图4是网箱设置于箱体下方的其中一个实施例的结构示意图；
[0041]
图5是辅助船对箱体限位的其中一个实施例的俯视图；
[0042]
图6是箱体一端的其中一个实施例的俯视图；
[0043]
图7是拖航浮箱装置在宽度方向纵摇变化前后的示意图；
[0044]
图8是拖航浮箱装置在长度方向纵摇变化前后的示意图；
[0045]
图9是拖航浮箱装置横摇变化前后的俯视图；
[0046]
图10是两个箱体组合后的其中一个实施例的结构示意图；
[0047]
图11是箱体的其中一个实施例的剖面示意图。
[0048]
其中：
[0049]
箱体11、组合耳板12、缆绳板13、十字缆桩14；支撑板15；加强筋16；空舱17；缆绳孔18；加强面161；卡接凹口191；加固口192；圆弧面193；隔空面194；隔开间隙195；
[0050]
拖航浮箱装置1、第一倾角传感器2；第二倾角传感器3；网箱4；第一缆绳5；第二缆绳6；拖船7；辅助船8；
[0051]
耳座121、三角板122、组合孔123；
[0052]
主箱41、桩脚42、齿条43、齿轮44。
具体实施方式
[0053]
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0054]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0055]
下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本方案的技术方案。
[0056]
一种拖航浮箱装置，包括：箱体11、组合耳板12、缆绳板13和十字缆桩14；
[0057]
所述组合耳板12、缆绳板13和十字缆桩14分别安装于所述箱体11；所述箱体11用于承载网箱4；所述组合耳板12设置于所述箱体11的上表面和/或侧面；所述组合耳板12设有组合孔123，所述组合孔123用于安装紧固件，以将所述组合耳板12连接于所述网箱4和/或另一个所述拖航浮箱装置的所述组合耳板12；
[0058]
所述缆绳板13与所述十字缆桩14靠近设置；所述缆绳孔18与所述十字缆桩14水平对齐；所述缆绳板13设有缆绳孔18；所述缆绳孔18用于通过第一缆绳5和第二缆绳6；所述第一缆绳5的一端用于连接网箱4，另一端用于连接辅助船8；所述第二缆绳6的一端用于连接所述十字缆桩14，另一端用于连接所述辅助船8。
[0059]
本方案提供一种拖航浮箱装置，可满足码头与网箱对接固定、箱体网箱组合体拖航、浅海调整箱体位、箱体压桩及网箱拔桩、箱体组合后拖回五种作业模式，具有构造简单、造价低廉、操作方便、重复利用的优点，解决了现有网箱在湿拖过程中因网衣的存在而造成的水阻力大的问题。
[0060]
具体地，拖航浮箱装置能带动网箱4移动，箱体11中的组合耳板12设有组合孔123；当两个箱体11之间，或箱体11与网箱4之间需要连接时，只需要将紧固件将组合孔123锁紧即可；紧固件为公知机构，例如螺栓，或螺栓与螺帽，螺栓穿过两个组合孔123，并通过螺帽固定。组合耳板12可设置于箱体11的任意位置，更优地，组合耳板12设置于箱体11的上表面和长度侧面的两端面；例如图1，箱体11由长板和方板组成，方板分别设置于长板的两端，长板与方板之间形成了卡接凹口191；而组合耳板12设置于方板的侧面及上表面；箱体11与网箱4组合于一体时，只需在组合耳板12的组合孔123装入紧固件，由紧固件将组合耳板12固定于网箱4，进而使箱体11与网箱4可拆卸地连接。在网箱4与箱体11固定后，箱体11为第一缆绳5和第二缆绳6提供固定位点，确保网箱4、箱体11和辅助船8之间连接稳定。第一缆绳5，其一端连接网箱4的顶部，另一端连接辅助船8；第二缆绳6的一端连接所述十字缆桩14，另一端连接辅助船8；第一缆绳5和第二缆绳6穿过缆绳孔18，缆绳孔18对第一缆绳5和第二缆绳6进行限位，第一缆绳5和第二缆绳6的一端分别连接不同的对象，可以确保辅助船8在对其进行位置固定时，牵引力集中于缆绳板13；同时，第一缆绳5和第二缆绳6分别限位于不同的位置，两者处于独立的位置，缆绳相互活动时不会有影响，提高航行的稳定性。
[0061]
优选地，所述箱体11内设有多块支撑板15，相邻的所述支撑板15之间形成空舱17；所述支撑板15设有加强筋16；所述加强筋16设有位于不同平面的加强面161，且一个所述加强筋16通过不同的所述加强面161连接不同的所述支撑板15。
[0062]
如图11，箱体11内设有多块支撑板15，支撑板15之间形成了空舱17结构，此空舱17结构可用于储水，以在使用过程中配合第一倾角传感器2和第二倾角传感器3进行吸水和排水，进而提高拖航的效率和可靠性。而由于水会对支撑板15进行冲击，本方案加在支撑板15处设置加强筋16，加强筋16带有不同方面的加强面161；当每个不同方向的加强面161分别
连接不同位置的支撑板15时，加强筋16能同时固定多块加强面161，进而提高支撑板15之间的固定能力，防止支撑板15变形。
[0063]
可优选地，箱体11的表面和/或支撑板15的表面设有人孔162，方便后续对箱体11进行安装、维修和箱体局部的排水。
[0064]
优选地，还包括：第一倾角传感器2；
[0065]
所述第一倾角传感器2分别对称安装于所述箱体11；所述第一倾角传感器2通讯连接于拖船7，所述第一倾角传感器2用于测量所述箱体11在宽度侧面的和/或长度侧面的倾斜角度α；对称分布的两个所述第一倾角传感器2保持α1 α2∈[0
‑△
α，0
△
α]，否则停止拖航，和/或检查箱体11与网箱4的连接关系；其中，
△
α为允许的误差。
[0066]
本方案通过第一倾角传感器2对箱体11的内部进行排水和吸水的控制操作；其中，箱体11可根据需要设置于网箱4的底部或两侧，即箱体11可以为单个或多个，只需要第一倾角传感器2成对设置；例如图2中，上下侧的第一倾角传感器2分别对应于不同位置的箱体，该对第一倾角传感器2分别测量所在侧的宽度侧面的和/或长度侧面的倾斜角度α即可。拖航浮箱装置在作业时，成对第一倾角传感器2会相对测量所在位置的宽度侧面的或长度侧面的倾斜角度α；箱体11和网箱4稳定连接时，在波浪作用下，箱体11在宽度侧面或长度侧面发生纵摇；如图7，w轴代表箱体11在宽度侧面纵摇的轴；如图8，l轴代表箱体11在长度侧面纵摇的轴；一侧的第一倾角传感器2测量的倾斜角度α1，另一侧的第一倾角传感器2测量的倾斜角度α2存在以下关系，即α1 α2∈[0
‑△
α，0
△
α]；若α1 α2不属于上述区间，则拖船被驱动至需要停止拖航，检查浮箱与网箱4的连接关系。由此，第一倾角传感器2可以确保网箱4在被拖航的过程中始终保持平衡状态。
[0067]
更优地，所述第一倾角传感器2设定有安全角度β和计算误差
△
β；当|α|≥β
‑△
β，所述第一倾角传感器2控制箱体11测量角度大于0的一侧持续吸入压载水；所述第一倾角传感器2还控制箱体11测量角度小于0的一侧持续排出压载水。
[0068]
如图2，本方案的拖航浮箱装置设有空舱17，能用于储存水，通过吸入和排出水来控制箱体11在宽度侧面的和/或长度侧面的倾斜角度α；初始状态下，第一倾角传感器2预先安全角度β和计算误差
△
β，其表示箱体11的安全角度；如图2为拖船实际拖带网箱时的状态，箭头方向为拖带方向，单个网箱的两侧分别连接箱体，两侧箱体之间的第一倾角传感器2对称设置；如图7或图8，若其中一侧的第一倾角传感器2测量的倾斜角度|α1|≥β
‑△
β，若α1》0，则箱体11在该侧为翘起状态；此时，第一倾角传感器2通讯连接或电连接于泵体，通过泵体将海水吸入至空舱17内，在海水的重量作用下，该侧倾斜角度|α1|下降，使|α1|＜β
‑△
β，进而实现箱体11的倾斜角度调节。同时，另一侧对应倾斜角度|α2|≥β
‑△
β，α2《0，则可以通过该侧的第一倾角传感器2控制对应的泵体排出水，确保|α2|＜β
‑△
β，最终确保网箱4在被拖航的过程中始终保持平衡状态。
[0069]
优选地，还包括：第二倾角传感器3；
[0070]
所述第二倾角传感器3设置于所述箱体11，并位于远离移动方向的一端；所述第二倾角传感器3用于测量所述箱体11横向偏移的偏移角度a；所述第二倾角传感器3设有安全角度γ和误差
△
γ；当其中一侧的偏移角度|a|≥γ
‑△
γ，所述第二倾角传感器3控制箱体11偏移角度大于0的一侧持续吸入压载水，还控制箱体11偏移角度小于0的一侧，持续排出压载水。
[0071]
如图9，箱体11除了在宽度侧面或长度侧面发生纵摇外，还会进行横摇，r轴为横摇方向(朝纸面向内)。箱体11被拖航的过程中，向左的箭头为拖航方向，箱体11的移动前端连接绳缆，移动后端设置有第二倾角传感器3；当第二倾角传感器3检测到移动后端出现横摇时，第二倾角传感器3检测移动后端的偏移角度a，若偏移角度a顺时针和逆时针的横摇角度过大时，其绝对值会≥γ
‑△
γ；此时，箱体11前后位置的泵体会对应将海水吸入或排出至空舱17，进而保持移动方向前后端的偏移角度a调节至正常位置，最终确保网箱4在被拖航的过程中始终保持平衡状态。
[0072]
优选地，所述组合耳板12包括：耳座121和三角板122；
[0073]
所述耳座121竖向固定于所述箱体11，并靠近于所述箱体11的边缘；所述耳座121设有所述组合孔123；多块所述三角板122固定于所述耳座121，所述三角板122的其中一边连接所述耳座121，所述三角板122的其中一边连接所述箱体11。
[0074]
耳座121竖向固定并靠近于箱体11的边缘时，箱体11与另一箱体11(或网箱4)进行组合时，能便于组装，只需直接将紧固件穿过组合孔123，即可通过紧固件将两个箱体11进行固定组合，或将箱体11与网箱4固定，便于组装。另外，三角板122的一边固定于耳座121，另一边固定箱体11，能提高耳座121在箱体11的固定力，而多个三角板122同时连接同一耳座121的结构，可以有效地进一步提高该固定力。
[0075]
优选地，所述箱体11设有用于容纳网箱4的卡接凹口191；所述箱体11于所述卡接凹口191的两端设有分别设有加固口192；所述加固口192用于固定所述网箱4的桩脚42；
[0076]
所述加固口192设有圆弧面193和隔空面194；所述加固口192通过所述圆弧面193过渡至所述卡接凹口191的内侧壁；所述加固口192通过所述隔空面194过渡至所述卡接凹口191的底壁；
[0077]
所述加固口192的一端通过所述圆弧面193接触于桩脚42，另一端的所述隔空面194与桩脚42形成隔开间隙195。
[0078]
卡接凹口191能提供空位来容纳网箱4，并将网箱4两侧的桩脚42限位于加固口192；而本方案中，如图6和图9，加固口192通过圆弧面193接触于网箱4的桩脚42，能环抱于桩脚42，防止拖航时网箱4与箱体11分离；而两端的隔开间隙195能防止运输时与桩脚42的表面发生碰撞，尤其是本方案的桩脚42还会安装齿条43；同时，隔开间隙195还能用于优化拖航时的应力集中的现象。
[0079]
一种升降式网箱装置，包括：网箱4、上述的拖航浮箱装置1、所述第一缆绳5、所述第二缆绳6和所述辅助船8；
[0080]
所述网箱4包括：主箱41和桩脚42；所述桩脚42可竖直活动地安装于所述主箱41；所述主箱41连接于所述桩脚42；
[0081]
所述第一缆绳5和第二缆绳6分别穿过所述缆绳孔18；
[0082]
所述第一缆绳5的一端连接所述主箱41的顶部，另一端连接所述辅助船8；所述第二缆绳6的一端连接所述十字缆桩14，另一端连接所述辅助船8。
[0083]
如图3和图4，拖航浮箱装置可拆卸地与网箱4连接，其可根据实际的浅海调整箱体位、网箱深海压桩、网箱深海拔桩和箱体组合回程的步骤，选择第一缆绳5、第二缆绳6、组合耳板12和缆绳板13等进行连接，进而实现多种作业工况。
[0084]
优选地，所述桩脚42和所述主箱41两者中的其中一者设有齿条43，另一者设有齿
轮44；所述齿轮44与所述齿条43啮合，所述齿轮44被驱动至转动，所述齿条43升降移动，驱动所述桩脚42升降移动。
[0085]
如图3和图4，齿轮44可由驱动器驱动转动，或者通过第一缆绳5拖动网箱的顶部，在啮合状态下驱动齿条与齿轮的相互运动；齿轮44转动，带动齿条43上下升降，进而带动桩脚42升降移动，实现了桩脚42的活动调节。
[0086]
一种升降式网箱装置的使用方法，用于使用上述的一种升降式网箱装置，包括以下至少其中一个步骤：
[0087]
网箱4与拖航浮箱装置组合固定后，对拖带锁具进行固定。拖带锁具可在辅助船8只固定。如图2，拖船7到网箱4偏右方向带桥缆，给辅助船通过第一缆绳5和第二缆绳6绑住箱体11与网箱4；拖船7离开，到船首200米以外等候。辅助船8协助稳定升降式网箱装置位置，安全缆绳固定后，拖船7起拖，向右移动。
[0088]
(1)浅海调整箱体位
[0089]
如图3，升降式网箱装置1由拖船7拖航至预定水海域后；启动升降式网箱装置的升降功能，将桩脚42下放至海底，保证网箱4可独自站立；解开箱体11与网箱4的紧固件和/或缆绳，以使箱体11与网箱4分离，但网箱4顶部与箱体11之间的第一缆绳5始终保持连接状态；网箱4顶部框架降至与箱体11水平后，将箱体11的组合耳板12通过紧固件与网箱4连接；达到帮拖形式，作业完成，如图4；
[0090]
(2)网箱深海压桩
[0091]
升降式网箱装置由拖船7拖航至预定水深海域后，启动升降式网箱装置的升降功能，将桩脚42下放至海底；网箱4与拖航浮箱装置沿桩脚42向上，保持压桩状态直至无明显沉降后，解开箱体11与网箱4的紧固件；压桩完成；
[0092]
压桩状态下，桩脚42由箱体11及其负载物进向下压制，压力＝(箱体11自重 网箱4自重 压载水-箱体11浮力-网箱4浮力)。压制至，无明显沉降后解锁箱体11与网箱4，约8小时，压桩完成，如图4；
[0093]
(3)网箱深海拔桩
[0094]
调整网箱4顶部与箱体11水平，两者通过紧固件和第一缆绳5锁定，网箱4升降系统锁定；排空箱体11内压载的水，箱体11通过浮力提起从海底拖离桩脚42；再次启动升降系统，桩脚42升至最高位置后停止；作业完成，如图3；
[0095]
(4)箱体11组合回程
[0096]
相邻两个箱体11之间的组合孔123通过紧固件连接，由拖船7拖回。作业完成，如图10。
[0097]
箱体11作业后，需要使用拖船7将其拖回到指定的放置点。而本方案中，箱体11上共设有多组连接耳板。将两个箱体11之间的连接耳板使用固定销连接后，整体拖回。
[0098]
以上结合具体实施例描述了本方案的技术原理。这些描述只是为了解释本方案的原理，而不能以任何方式解释为对本方案保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本方案的其它具体实施方式，这些方式都将落入本方案的保护范围之内。