基于活节式平台原理的水下水面二用抗风浪环保生态网箱，其特性是钢或复合材料柱状密闭体，内填充聚氯乙烯或聚氨酯发泡体，底面吊环连接自由悬重杆，杆底部套上底靴式重骨料混凝土压载体，在此柱体上部铰接水平及斜向杆件，斜向杆件另一端为带调载功能的转换模块，该转换模块用缆绳及网衣连接水面管理用小网箱，水面管理用小网箱是采用耗能铰连接的钢框架网箱，本实用新型专利技术的水下网箱下潜深度是可控的，并有保持网箱完整，自稳定，生态环保，浮沉自如的优点。
【技术实现步骤摘要】
基于活节式平台原理的水下水面二用抗风浪环保生态网箱，是一种解决深水水域水下养殖的新型网箱，突出抗风浪及环保生态特点，属海洋工程领域。
技术介绍
网箱养殖是海洋经济的重要部分，目前由挪威引进的聚乙烯管材(简称HDPE)制作的网箱遍地开花，在黄渤海，东海，南海，都在大量使用，这种以HDPE材料制作的浮式或沉浮式网箱，虽然沉浮式网箱有沉浮功能，台风袭击前可沉于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但从实践来看这种网箱仍有下列致命的缺陷:1.不适应海流的冲击，据观察海流速度仅达0.257m/s时就可能发生变形，在流速达lm/s时将损失80%网箱养殖容体，这样受制于海流，就丧失了大量水质交换条件更好的养殖资源。2.由于上述的原因这类网箱只能在风平浪静的内湾使用，由于养殖户蜂拥在这个狭小的内湾内，造成湾内水质十分恶劣，甚至臭气冲天，鱼品质差，鱼病多，海滨城市丧失最可贵的一线海景，这就逼使地方政府为了城市开发，不得不强行去驱赶内湾，近岸网箱养殖户，如广东从西向东都在清理，强拆内湾，近岸养殖网箱，但因没有开阔水域使用的技术支持，这就使这些过去的渔民处于无魚可捕，又无海可耕的十分困难的境地。3.HDPE网箱平面刚度差，曲瘪即失稳是它破坏的主要形式之一，2013年8月台风”尤特”吹袭广东阳江及饶平，造成当地网箱全军覆没，这是在网箱锚固系泊较好情况下，网箱骨架在台风造成的旋转海流作用下呈现失稳破坏，其破坏形态如同把箱体”扭麻花”。当然网箱锚固及系泊问题一直没解决，以至台风袭击下浮式或沉浮式网箱，根本不可能抗风，2011年9月底海南临高在开阔水域的养殖网箱，在台风”尼格”袭击下全军覆没，一半被吹至外海丢失，一半吹到岸边打烂，快收获的鱼一条都没收回来，仅三家公司的经济损失就近8亿。同样灾害也发生在2013年9月福建漳州，台风”玉兔”造成损失数亿元，2014年7月发生在海南及广东粵西的台风”亚马逊”，使无数养殖户血本无归，虽然，在此之前海南养殖户已吸取2011年台风”尼格”袭击的教训，按海南省海洋与渔业厅2011年底发文《关于深水网箱养殖灾后恢复生产的指导性意见》作了改进。由于网箱技术的落后，深水网箱发展由热而冷，国家计划的产业园区，不但未增，反而有减，2014年竟出现大养殖公司退市的现象(如阳江中鼎)，另据说广东空箱率高达60 %，一些早已签约进军深水网箱企业，因无可靠网箱可用，迟迟没有动作。从上分析发展开阔水域网箱养殖，需要突破HDPE网箱的局限，寻求一种安全，可靠，抗台风，适用于海流较急及无遮档开阔海区的新型网箱，把深水网箱事业振兴起来。根据国内外现有经验及理论分析，网箱改进途径第一要素应是用柔性结构代替目前HDPE结构，避免失稳破坏，第二网箱结构应选取水动力学性能好，抗风浪能力强的结构形式。海洋石油系列的浮式平台如半潜式，张力腿式，筒柱式(英文SPAR)，活节式(英文ARTICULATEDCOLUMNS)就是理想的结构形式，该类型结构近半世纪在世界海洋石油开发中发挥巨大作用，特别是深海石石油开发中贡献更大，该类型结构具有如下特点:a.结构浮心在上，重心在下，具有恒稳性及无条件平衡。b.结构浮力远大于自重平衡的浮力，如图23所示，足够大浮力的浮力舱与位于立柱底部足够大压重的压载舱连接起来，二者处于平衡状态后，二者之间就产生了张力，假定风，浪，流共同作用下产生的水平力，它使浮体产生偏离，设水平力产生顺时針的倾复力矩，浮力则产生逆时針恢复力矩，二者正好反向，即浮力会反向作用使它回到平衡点，从而实现动态平衡，这就是顺应式锚固的原理。其中活节式平台如图22所示:由座立于基础面23的万向铰21连接于立柱18，立柱上方有一浮力舱19提供浮力，下有一压载舱20提供压载，使其处于平衡状态，因此立柱就有了直立自浮能力，在水位恒定时基础无须承载抗拔或抗拉，而水位变化引起的抗拔力则有限(浮力舱设计为处于最低天文潮+最大风暴潮时最低水位时最大浪谷下，故只有浮力增量)。应用海洋工程成熟，可靠，广泛成功应用的技术，设想将四个活节式平台用杆件或缆索上下联结成箱形，然后挂上网衣，不就是一款安全，可靠，抗台风，抗海流新型网箱吗？本技术专利技术就依据这样思路开发出来的。由本技术专利技术人依据海洋石油长期工作的经验，研发并己获受权的专利”深水系泊柱”专利号:ZL2013 2 0616701.9及”气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”专利号ZL201320623481.2最早应用了海洋石油浮式平台结构特点，即柱稳性一采用调节浮力的大柱体作支承结构，上下连接缆索而成，是典型的柔性结构。由本技术专利技术人研发，己获受权的另一专利”可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱”专利号201320095246.2在国际上首先提出了阻尼防荡板的方案，这对于养殖水体的生态环保是极有意义的，因为，养殖鱼的粪便及残饵落在阻尼防荡板上，不会落入泥面积累成污染源，而是转化为其他鱼类及物种养份，同时还可减少网箱巅波，降低网箱破损风险。本技术特别針对深水水域水下养殖而提出的课题，这是基于下面考虑:1.一般来说生活在底层的鱼类，大多为质好价高的品种，经济价值大，如石斑鱼，因此，需要有水下养殖适用的网箱。2.当水深与波长之比d/ λ > 0.5时，即为深水水域时，水体质点是循圆形轨迹运动，圆半径按指数规律从水面向下衰减，在半水深处水质点的水平速度分量约为水面的1/5，理论上网箱在此深度下仅受底流影响，所以，将网箱置于海床是最安全的措施，沉浮式HDPE网箱走出了下沉的一步，但因构造原因不能做到置于海床面这一步。因此，本技术是对”可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱”专利号201320095246.2及”气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”专利号201320623481.2有益的补充，为养殖户提供了一款水下水面二用新型网箱，其突出的抗风浪及生态环保优点，使其成为进军深海，造福渔民，保护环境的可靠装备。参考专利文献 ”可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱”专利号201320095246.2专利技术人:古国维专利权人:古国维 ”气囊调节浮力可随水位涨落升沉的柔性结构张力腿式深水网箱”专利号ZL201320623481.2专利技术人:古国维专利权人:古国维 ”深水系泊柱”专利号:ZL201320616701.9专利技术人:古国维专利权人:古国维
技术实现思路
本技术采用前述的，如图22所示的活节式平台原理:由座立于基础面23的万向铰21连接于立柱18，立柱上方有一浮力舱19提供浮力，下有一压载舱20提供压载，使其处于平衡状态，因此立柱就有了直立自浮能力，设想将四个活节式平台用杆件或缆索上下联结成箱形，然后挂上网衣，构造为具有可沉浮，抗风浪，抗海流，及生态环保的新特点，系统通过弹性的浮筒式系泊系统锚固，整体平衡状态如图24所示:水平力H使网箱偏移，但浮力F及浮筒式系泊系统提供的恢复力-H会使它回复，特别这种偏移是以平行四边形方式进行的，即网箱自稳定而无容积损失，调载重P注水加载时网箱下潜，注气排水时网箱上浮。依据上述阐明的原理，本技术的技术方案是:1.钢或复合材料柱状密闭体，内填充聚氯乙烯或聚氨酯发泡体，底面吊环连接上自由悬重杆，杆底部套上底靴式本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于活节式平台原理的水下水面二用抗风浪环保生态网箱，其特征是钢或复合材料柱状密闭体，内填充聚氯乙烯或聚氨酯发泡体，底面吊环连接自由悬重杆，杆底部套上底靴式重骨料混凝土压载体，在此柱体上部铰接水平及斜向杆件，斜向杆件另一端为带调载功能的转换模块，该转换模块用缆绳及网衣连接水面管理用小网箱，网衣套装固定在网箱杆件及缆绳围成的框架上，在自由悬重杆上系扎防荡板拉结缆，拉结缆上张拉上防荡板总成，钢或复合材料柱状密闭体侧吊耳上系结上系泊缆，系泊缆另一头系结在浮筒式系泊系统上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：古国维，
申请(专利权)人：古国维，
类型：新型
国别省市：广东;44
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