智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体制造技术

本发明专利技术公开了智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，包括养殖网箱、浮式中心服务平台、运输船和和浮式海上管道桁架；若干养殖网箱围绕浮式中心服务平台设置；浮式中心服务平台的下部浮力结构由主浮力模块模块化叠加而成，上部平台结构提供平台工作负载的存放空间；养殖网箱的网箱框架为空间桁架结构，解决了“抗风浪”和“出效益”的难题，制造施工难度低，施工周期短。运输船往返于陆基和浮式中心服务平台之间运输饲料、能源、设备。浮式中心服务平台和各养殖网箱分别通过浮式海上管道桁架连接，浮式中心服务平台上设置有平台投喂设备，平台投喂设备与需进行投喂的养殖网箱上的网箱投喂设备连接，以投喂饲料到养殖水体空间内。

【技术实现步骤摘要】
智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体
本专利技术属于海洋工程装置、特别是深远海养殖装备领域，具体涉及智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体。
技术介绍
和国际养殖技术相比，我国近岸海水养殖技术比较成熟，以家庭式、小规模的生产方式为主，且没有形成规模效应，难以支撑深远海养殖的规模化生产方式，真正涉足深远海养殖的经验几乎没有。除了渔船、养殖装备较其他先进国家落后外，深远海养殖还面临自然海况更加复杂的问题。自然地理环境成为影响深远海养殖的一大客观因素。我国沿海海况较其他养殖业发达国家更为复杂，我国近岸浅、污染重、台风多、避风港湾少、海况恶劣等。全球60％台风都集中在我国东南沿海，对我国进行对深远海水产养殖极其不利。除此之外，我国深远海养殖产业链缺乏政策和资金扶持，支持体系尚未建立，比如：一个数万立方米体积的养殖网箱需要与之匹配的大量合规苗种一次性放养；网箱收获季，又需要在一个较短的时间段，处理加工数千吨级渔获物的能力和冷链物流运输及市场容纳能力。海上冷链物流技术未能实现由海洋到陆地到餐桌的无缝连接，深远海养殖人员生活保障系统还没完善(如淡水和新鲜蔬菜)。开拓深远海养殖新空间是保障人民食物蛋白质供应的战略需求，需要探索深远海养殖新模式，攻克关键工程技术，推动我国水产养殖业走向“深蓝”。这就需要开展关键技术与重大装备研发，加大深海大型养殖平台、大型养殖工船、深潜观测、鱼体大小自动测量与分级、鱼的行为观察与计数、自动投饲、死鱼拣出、养成鱼收获与现场加工等渔业装备研制。引导关联性和共通性领域企业的互联互通，加快军民融合跨行业、多领域深度发展，构建“养--捕--加”相结合、“海--岛--陆”相连接的全产业链的深远海养殖体系，加大政策、资金等国家战略性投入，从产业政策、科研经费上给予倾斜，引入多方资本，建立企业平台，形成全新的产业链模式。传统近海海上网箱养殖的模式为(网箱+工作船)模式，在离岸较近的海域上分布若干养殖网箱，这些网箱由每天若干次往返于岸上基地的小型工作船负责投喂和维护，这种养殖模式一般只适用于离岸较近的小规模非智能化传统养殖。但随着网箱养殖走向深海，其缺点就显现出来了。在远离海岸线的大规模智能化深远海网箱养殖过程中，如沿用(网箱+工作船)养殖模式，不仅在经济上缺乏合理性，也在我国深蓝一号大型远海网箱实际操作中验证了这种模式的不可行。传统近海海上网箱养殖的模式为(网箱--运输船)模式，典型的现有技术如CN107343482A和CN105918198A等，在离岸较近的海域上分布若干养殖网箱，这些网箱由每天若干交往返于岸上基地的小运输船负责投喂和维护，这种养殖模式一般只适用于离岸较近的小规模非智能化人工养殖。随着网箱养殖一步步走向远海，其缺点就显现出来了：其一，若网箱放置海域距海岸以百公里以上计，运输船往返一次要十多小时，若每日多次往返，显然不可能。其二，若遇恶劣天气、海况，运输船无法出海，网箱无法投喂，会导致养殖过程中断。其三，养殖网箱远离海岸，对网箱的监视调控、维护保养都变的异常困难。其四，在收获季，鱼获出水后不能及时加工冷藏，导致前端冷链缺失，严重影响鱼获的品质。其五，无法及时监控水下养殖状况以及其它未考虑到的不利因素。上述分析表明，在远离海岸线的大规模智能化养殖网箱养殖过程中，如沿用(网箱--运输船)养殖模式，是完全行不通的，我国深蓝一号大型养殖网箱实际操作也验证了这种模式的不可行。在养殖网箱方面，还存在“抗风浪”和“出效益”这两个突出问题。在深远海养殖，要将养殖装备固定在某一区域，需要具有较强的抗风浪能力、较强的能源自给能力和自持力，在极端风浪来临前，需能够躲避。研究表明在海上风浪来临时，其作用强度随着距海平面距离的增加而减少，在距水面距离6-7米时，风浪的作用强度仅为海面的10％左右。所以若在较大风暴来临之前，将养殖网箱下潜至海平面以下6-10米的半潜状态，可有效避开风浪对养殖设备和养殖对象的伤害。深水网箱受海流产生变形问题不容忽视，普通重力式网箱在水流1米/秒的情况下，网箱体积损失率可高达80％，大大压缩了养殖水体，不利于鱼类生长。网衣清洗和更换主要依靠人工操作，水下作业难度较高，防污损技术要求高。水产养殖中鱼类的应激反应问题同样突出，深远海养殖的环境更为复杂，风、气压、水流、温度、光照、盐度等等因素众多且不确定，现有的网箱限制了鱼类为克服应激反应的自然动作，又缺乏对环境适应和调整的技术手段和能力，因此鱼类应激反应危害更严重且不可控，导致鱼类生长发育缓慢、繁殖能力下降、免疫机能低下以致发病率升高、甚至突然死亡等。再如CN109874716A这类网箱，虽然具有悬索和浮潜功能，但都是以网箱整体进行竖向浮潜，在收获的过程中，由于养殖水体体积过大，直接泵吸效果不佳，通常需要以收网的方式捕鱼，但得依赖外部的船舶机械，且网箱与网体需要先完成分离，容易出现纠缠、分离不彻底，机械扯破网衣导致鱼类大量流失，由此，机械收网需谨慎稍作，非常耗时且效率低(这在网衣清洗和更换时同样如此)。这一问题在不可预知的风流浪等恶劣外部环境来临时，变得更加突出，船舶出航本就是一大问题，即使出航，窗口期也来不及完成收鱼或转移，而一般悬索类网箱的强度又不够，避险能力也不足，因此，悬索类网箱经常发生风暴过后箱毁渔亡的事故，带来巨大的经济损失。
技术实现思路
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本专利技术提供了智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其极大的提高养殖技术和养殖规模，实现工厂化全过程智能养殖，大力发展配套的海上新能源装备，开拓大规模工厂化智能新能源深远海养殖新局面。按照本专利技术的一个方面，提出了智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于，包括养殖网箱、浮式中心服务平台、运输船和多个浮式海上管道桁架，其中：所述养殖网箱包括网箱框架和养殖网；所述网箱框架为空间桁架结构并由桁架节点和桁架杆件模块化建造和扩展，所述养殖网安装在所述网箱框架上形成养殖水体空间；所述网箱框架上安装有网箱投喂设备，该网箱投喂设备伸入该养殖水体空间内；所述浮式中心服务平台锚固在选定的养殖海域，并包括上部平台结构、中间支撑结构和下部浮力结构；所述上部平台结构设置用于远海养殖的平台工作负载；所述下部浮力结构包括若干在水平及垂直方向叠加的主浮力模块，所述主浮力模块包括所述桁架节点的浮力可调节点形成的立体阵列；若干所述养殖网箱围绕所述浮式中心服务平台设置；所述运输船往返于陆基与所述浮式中心服务平台之间进行运输；与该浮式中心服务平台的距离在设定值以内的各所述养殖网箱分别通过浮式海上管道桁架连接；所述浮式海上管道桁架包括浮力组件、连接杆件和铰接件，所述连接杆件与所述浮力组件通过所述铰接件进行铰连接，以使所述连接杆件可相对所述浮力组件转动；所述浮式中心服务平台上设置有平台投喂设备，所述平台投喂设备通过饲料投喂管道与需进行投喂的养殖网箱上的网箱投喂设备连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于，包括养殖网箱(1)、浮式中心服务平台(2)、运输船(3)和多个浮式海上管道桁架(4)，其中：/n所述养殖网箱(1)包括网箱框架和养殖网；所述网箱框架为空间桁架结构并由桁架节点和桁架杆件模块化建造和扩展，所述养殖网安装在所述网箱框架上形成养殖水体空间；所述网箱框架上安装有网箱投喂设备，该网箱投喂设备伸入该养殖水体空间内；/n所述浮式中心服务平台(2)锚固在选定的养殖海域，并包括上部平台结构、中间支撑结构和下部浮力结构；所述上部平台结构设置用于远海养殖的平台工作负载；所述下部浮力结构包括若干在水平及垂直方向叠加的主浮力模块(23)，所述主浮力模块(23)包括所述桁架节点的浮力可调节点(10)形成的立体阵列；/n若干所述养殖网箱(1)围绕所述浮式中心服务平台(2)设置；/n所述运输船(3)往返于陆基与所述浮式中心服务平台(2)之间进行运输；/n与该浮式中心服务平台(2)的距离在设定值以内的各所述养殖网箱(1)分别通过浮式海上管道桁架(4)连接；/n所述浮式海上管道桁架包括浮力组件(100)、连接杆件(200)和铰接件(300)，所述连接杆件(200)与所述浮力组件(100)通过所述铰接件(300)进行铰连接，以使所述连接杆件(200)可相对所述浮力组件(100)转动；/n所述浮式中心服务平台(2)上设置有平台投喂设备(6)，所述平台投喂设备(6)通过饲料投喂管道与需进行投喂的养殖网箱(1)上的网箱投喂设备(7)连接，以投喂饲料到所述养殖水体空间内。/n...

【技术特征摘要】
1.智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于，包括养殖网箱(1)、浮式中心服务平台(2)、运输船(3)和多个浮式海上管道桁架(4)，其中：
所述养殖网箱(1)包括网箱框架和养殖网；所述网箱框架为空间桁架结构并由桁架节点和桁架杆件模块化建造和扩展，所述养殖网安装在所述网箱框架上形成养殖水体空间；所述网箱框架上安装有网箱投喂设备，该网箱投喂设备伸入该养殖水体空间内；
所述浮式中心服务平台(2)锚固在选定的养殖海域，并包括上部平台结构、中间支撑结构和下部浮力结构；所述上部平台结构设置用于远海养殖的平台工作负载；所述下部浮力结构包括若干在水平及垂直方向叠加的主浮力模块(23)，所述主浮力模块(23)包括所述桁架节点的浮力可调节点(10)形成的立体阵列；
若干所述养殖网箱(1)围绕所述浮式中心服务平台(2)设置；
所述运输船(3)往返于陆基与所述浮式中心服务平台(2)之间进行运输；
与该浮式中心服务平台(2)的距离在设定值以内的各所述养殖网箱(1)分别通过浮式海上管道桁架(4)连接；
所述浮式海上管道桁架包括浮力组件(100)、连接杆件(200)和铰接件(300)，所述连接杆件(200)与所述浮力组件(100)通过所述铰接件(300)进行铰连接，以使所述连接杆件(200)可相对所述浮力组件(100)转动；
所述浮式中心服务平台(2)上设置有平台投喂设备(6)，所述平台投喂设备(6)通过饲料投喂管道与需进行投喂的养殖网箱(1)上的网箱投喂设备(7)连接，以投喂饲料到所述养殖水体空间内。


2.如权利要求1所述的智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于：
所述网箱框架中至少部分为内外方向上的多层桁架，所述多层桁架包括浮力可调层和浮力不可调层，最内层为所述浮力不可调层，最内层的外侧至少含一层所述浮力可调层；
所述桁架节点除了包括浮力可调节点(10)外，还包括浮力不可调的力学节点(11)，所述桁架杆件包括节点间连杆(12)、力学节点间连杆(13)、层间节点间连杆(14)；
所述浮力可调层包括所述浮力可调节点(10)和所述节点间连杆(12)，所述浮力不可调层包括所述力学节点(11)和所述力学节点间连杆(13)；各层之间通过相对应的桁架节点之间的所述层间节点间连杆(14)连接；
所述浮力可调节点(10)为相较桁架杆件膨大的薄壁空心壳体，用以产生养殖网箱工作中所需的浮力，以及对养殖网箱的浮潜、承载量和水中姿态进行调节；
所述养殖网中至少部分固定在最内层的所述浮力不可调层，并形成封闭的养殖水体空间。


3.如权利要求2所述的智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于：水中姿态调节包括大致竖直状态、大致水平状态和竖直面内的滚翻状态三者中任意两者之间的切换。


4.如权利要求2所述的智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于：所述浮力可调节点(10)包括球壳体(101)，所述球壳体(101)内设有中心气管(102)，所述球壳体(101)与所述中心气管(102)之间设有弹性气囊(103)，所述中心气管(102)上设有进排气口(104)，所述中心气管(102)的至少一端连接气源，所述球壳体(101)上、所述弹性气囊(103)之外设有进排水口(105)，所述进排水口(105)可连通所在的外部水体；
通过调节所述弹性气囊(103)的进排气量来调节气囊膨胀程度，以此调节所述球壳体(101)与所述弹性气囊(103)之间的进排水量，进而调节浮力可调节点的浮力。


5.如权利要求4所述的智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于：所述中心气管(102)作为所述壳体(101)的内部加强支撑结构；
优选地，所述中心气管(102)与中空的所述浮力可调节点间连杆(12)相互贯通；
优选地，气源与所述中心气管(102)之间的供排气管路设置在中空的所述浮力可调节点间连杆(12)中。


6.如权利要求2所述的智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于：所述桁架节点还包括储物节点(10’)；
部分所述浮力可调节点(10)替换为所述储物节点(10’)，为相较桁架杆件膨大的薄壁空心壳体，用以存贮模块化空间桁架结构深远海网箱工作中所需的物资，包括气态物资或液态物资或固态物资；
当所述储物节点(10’)存贮气态物资时，用于存贮压缩气体，每一个这样的储物节点(10’)为周边的一个或多个所述浮力节点(10)的浮力调节提供气源；
当所述储物节点(10’)存贮液态物资时，用于存贮油料或淡水；
当所述储物节点(10’)存贮固态物资时，用于存贮颗粒饲料或包括电池、电子设备在内的功能性设备。
和/或，
所述桁架节点还包括增重节点(10”)；
部分所述浮力可调节点(10)替换为所述增重节点(10”)，为相较桁架杆件膨大的薄壁空心壳体，内装比重大于水的内容物，以克服浮力增大自重，从而增加整个模块化空间桁架结构深远海网箱的平衡和稳定性。


7.如权利要求2所述的智能化新能源浮式海上管道桁架连接型深远海养殖综合体，其特征在于：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，阳峻龙，
申请(专利权)人：深圳埃吉尔海洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44