一种沉浮式深海气囊养殖网箱的制作方法

本发明涉及海上渔业养殖技术领域，具体地说就是一种沉浮式深海气囊养殖网箱。

背景技术：

深海养殖网箱是指可以在相对较深海域（通常海区水深>20m）使用的养殖网箱，它是近十几年发展起来的全新养殖设施，世界上深海网箱养鱼发展较快的国家有挪威、美国、智利、苏格兰、加拿大、希腊、土耳其、西班牙、澳大利亚等国家。

深海网箱可分为浮式网箱和升降式网箱，升降式网箱在风平浪静时浮于水面，当台风来临时则沉降到水下，以避免风浪的冲击，海上网箱养殖目前已是成熟的传统产业，网箱的浮体骨架材料一般选择机械性能和经济性比较好的工程塑料管材，目前的网箱结构当遇到风暴潮时，不容易收放躲避，容易造成较大损失。

气囊产品在船舶上排、下水行业的应用已有近四十年的历史，这种柔性的柱状囊体，在船舶上排下水行业已得到广泛的应用，并已经拓展到海工、军工、工程等更多行业领域，是种成熟的技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种沉浮式深海气囊养殖网箱，该深海养殖网箱利用目前的气囊技术，提高了养殖网箱的使用寿命，克服了目前塑料管材网箱抗风浪性能差的缺点，将气囊技术充分利用到深海养殖网箱领域上，实现了深海养殖网箱对台风的抵御，降低了深海养殖成本的投入。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种沉浮式深海气囊养殖网箱，包括浮体总成以及位于浮体总成下端的养殖内网箱和防鲨网，所述的养殖内网箱的下端设置有网箱铅坠，所述的浮体总成包括浮体单元和组合法兰，相邻所述的浮体单元之间通过组合法兰连接，所述的浮体单元包括位于中间的沉浮气囊和位于沉浮气囊两侧并且与沉浮气囊并排设置的骨架气囊，所述的沉浮气囊为单层气囊，所述的骨架气囊为双层气囊，所述的骨架气囊和沉浮气囊通过卡箍固定连接，所述的组合法兰上设置有沉浮气囊作业的充气系统和排气系统。

作为优化，所述的浮体总成是由多个浮体单元通过组合法兰连接并且呈环形分布，位于防鲨网的下端设置有与浮体总成连接的控沉浮重坠。

作为优化，所述的骨架气囊和沉浮气囊均为为圆柱形结构，在骨架气囊和沉浮气囊的两端端面内部均设置有与被气囊体包裹并且硫化成一体的气囊法兰。

作为优化，所述的骨架气囊包括骨架外气囊和骨架内气囊，所述的骨架外气囊的两端设置有外气囊法兰，所述的骨架内气囊的两端设置有内气囊法兰，所述的外气囊法兰和内气囊法兰通过螺栓与组合法兰连接。

作为优化，所述的沉浮气囊的两端设置有外气囊法兰，所述的外气囊法兰通过螺栓与组合法兰连接。

作为优化，所述的组合法兰上设置有与骨架气囊和沉浮气囊连接的法兰盘，组合法兰的法兰盘之间设置有骨架内气囊串气管和沉浮气囊串气管，所述的骨架内气囊串气管之间设置有串气连接管。

作为优化，所述的沉浮气囊串气管上设置有串气管连接座，所述的串气管连接座上安装有主立柱，所述的主立柱上设置有控制沉浮气囊排气的排气系统，所述的主立柱包括立柱上段和立柱下段，所述的立柱下段为中空立柱，立柱下段的上端封闭下段开口。

作为优化，所述的排气系统包括滑套、排气孔、浮筒、立柱下段和沉浮气囊串气管，所述的滑套设置在立柱下段的上端，并且在滑套与立柱下段之间设置有o型密封圈，所述的立柱下段上设置有排气孔，所述的滑套的下端设置有套在立柱下段的浮筒。

作为优化，所述的充气系统包括设置在立柱下段的进气口接嘴、立柱下段、沉浮气囊串气管和输气分管，所述的输气分管与进气口接嘴连接，所述的输气分管上连接充气管路浮标。

作为优化，所述的组合法兰上设置有与骨架气囊连接的骨架外气囊串水管，所述的骨架外气囊串水管上设置有阀门。

作为优化，所述的串气连接管穿过中间的沉浮气囊串气管与两端的骨架内气囊串气管连接，并且在串气连接管上设置有骨架内气囊阀门。

作为优化，所述的浮体总成为八个浮体单元通过组合法兰连接组成，并且呈正八边形结构，所述的充气系统和排气系统以及对骨架气囊排放水的骨架外气囊串水管均设置在同一个组合法兰上，并且均安装在间隔设置的组合法兰上。

作为优化，所述的浮体总成上安装有起固定作用的锚固总成。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种沉浮式深海气囊养殖网箱，柔性抗折弯，气体可充可放，放气后单件体积缩小到原来的1/10-1/20，能够折叠，便于收放和运输，使用寿命长，气囊产品是由多层挂胶帘子线交叉缠绕而成，是个柔性体，当充一定压力的气体后，表现为有一定的刚性，可以组合成一定的形状，耐海浪冲击，组装成型方便，可以单排、多排组合首尾相接构成大小不同的封闭环状体。

附图说明

图1为本发明漂浮在海平面时的状态图；

图2为本发明沉降在海底时的状态图；

图3为本发明浮体总成俯视图；

图4为本发明浮体单元主视图；

图5为本发明浮体单元俯视图；

图6为本发明骨架气囊剖视图；

图7为本发明骨架气囊横截面图；

图8为本发明沉浮气囊剖视图；

图9为本发明沉浮气囊横截面图；

图10为本发明组合法兰结构示意图；

图11为本发明a-a结构图；

图12为本发明b-b结构图；

图13为本发明c-c结构图；

图14为本发明主立柱主视图；

图15为本发明主立柱俯视图；

图16为本发明主立柱剖视图；

图17为本发明e部放大图；

图18为本发明浮体单元横截剖放大图；

图19为本发明控沉浮重坠结构示意图；

图20为本发明d部放大图；

其中，1浮体总成、2养殖内网箱、3网箱铅坠、4防鲨网、5控沉浮重坠、6充气管路浮标总成、7锚固总成、8浮体单元、9输气分管、10主立柱、11骨架气囊、12卡箍、13副立柱、14沉浮气囊、15护栏绳索、16螺栓、17组合法兰、18骨架外气囊、19骨架内气囊、20外气囊法兰、21内气囊法兰、22法兰盘、23骨架内气囊串气管、24骨架内气囊阀门、25沉浮气囊串气管、26串气连接管、27骨架外气囊串水管、28串气管连接座、29进气口接嘴、30浮筒、31立柱上段、32o型密封圈、33滑套、34立柱下段、35上卡箍、36下卡箍、37卡箍螺栓、38重坠单元、39拉索。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-3所示，一种沉浮式深海气囊养殖网箱，包括浮体总成1以及位于浮体总成1下端的养殖内网箱2和防鲨网4，所述的养殖内网箱2的下端设置有网箱铅坠3，所述的浮体总成1包括浮体单元8和组合法兰17，相邻所述的浮体单元8之间通过组合法兰17连接，所述的浮体单元8包括位于中间的沉浮气囊14和位于沉浮气囊14两侧并且与沉浮气囊14并排设置的骨架气囊11，所述的沉浮气囊14为单层气囊，所述的骨架气囊11为双层气囊，所述的骨架气囊11和沉浮气囊14通过卡箍12固定连接，所述的组合法兰17上设置有沉浮气囊14作业的充气系统和排气系统。

所述的浮体总成1是由多个浮体单元8通过组合法兰17连接并且呈环形分布，位于防鲨网4的下端设置有与浮体总成1连接的控沉浮重坠5。

整个气囊养殖网箱利用气囊的充气后可控制网箱沉浮的原理，实现在深海养殖网箱遇到台风等大风浪时避免遭遇损坏，浮体单元是组成整个养殖网箱的单体，浮体单元是由两个骨架气囊和一个沉浮气囊组成，其中骨架气囊设置为双层气囊，骨架内气囊和骨架外气囊，骨架内气囊内部充气，骨架外气囊和骨架内气囊之间充入水，通过空气的浮力来中和水和气囊浮体自身的重力，并且通过外层水的作用提高网箱的抗冲击强度，以及遇到风浪时的稳定性，防止大幅度晃动，降低对网内鱼苗的冲击。

如图6和图7所示，所述的骨架气囊11和沉浮气囊14均为为圆柱形结构，在骨架气囊11和沉浮气囊14的两端端面内部均设置有与被气囊体包裹并且硫化成一体的气囊法兰。

所述的骨架气囊11包括骨架外气囊18和骨架内气囊19，所述的骨架外气囊18的两端设置有外气囊法兰20，所述的骨架内气囊19的两端设置有内气囊法兰21，所述的外气囊法兰20和内气囊法兰21通过螺栓16与组合法兰17连接。

在骨架气囊与组合法兰连接时，先将骨架内气囊穿过骨架外气囊，然后通过螺栓将外气囊法兰和内气囊法兰与组合法兰连接，实现对骨架气囊的密封和连接。

如图7和图8所示，所述的沉浮气囊14的两端设置有外气囊法兰20，所述的外气囊法兰20通过螺栓16与组合法兰17连接。

如图10-13所示，所述的组合法兰17上设置有与骨架气囊11和沉浮气囊14连接的法兰盘22，组合法兰17的法兰盘22之间设置有骨架内气囊串气管23和沉浮气囊串气管25，所述的骨架内气囊串气管23之间设置有串气连接管26。

所述的沉浮气囊串气管25上设置有串气管连接座28，所述的串气管连接座28上安装有主立柱10，所述的主立柱10上设置有控制沉浮气囊14排气的排气系统，所述的主立柱10包括立柱上段31和立柱下段34，所述的立柱下段34为中空立柱，立柱下段34的上端封闭下段开口。

骨架内气囊内部充气，骨架外气囊和骨架内气囊之间充水，通过骨架内气囊串气管实现对两端连接骨架内气囊充气或者放气，在两侧的骨架内气囊串气管之间再通过串气连接管实现连接，并且串气连接管穿过沉浮气囊串气管，然后在串气连接管的一端设置有阀门，通过外接充气管道，实现对骨架内气囊的充气，放气时则只需要将串气连接管上的阀门打开即可，在组合法兰上还设置对骨架外气囊和骨架内气囊之间空隙充放水的骨架外气囊串水管，再通过外接充水管道，实现骨架气囊的充水作业。

如图14-17所示，所述的排气系统包括滑套33、排气孔40、浮筒30、立柱下段34和沉浮气囊串气管25，所述的滑套33设置在立柱下段34的上端，并且在滑套33与立柱下段34之间设置有o型密封圈32，所述的立柱下段34上设置有排气孔40，所述的滑套33的下端设置有套在立柱下段34的浮筒30。

沉浮气囊实现对整个沉浮网箱的沉浮作用，沉浮气囊内部需要充气，保证整个网箱的浮力大于网箱的重力，保证网箱能够浮在海面上，沉浮气囊串气管连接两端的沉浮气囊，实现充气放气作业，在沉浮气囊串气管的一侧设置串气管连接座，连接主立柱，主立柱为中空立柱，主立柱设置有排气孔、滑套和浮筒，放气时，需要将滑套向下滑动，将排气孔露出，实现放气，当气体放出部分后，整个网箱下沉，主立柱上的浮筒在海水浮力的作用下相对于主立柱向上移动，带动滑套向上移动，将排气孔密封，停止排气，此时在控沉浮重坠的重力作用下，整个网箱还继续向下沉降，当控沉浮重坠沉到海底时，网箱停止沉降，悬浮在海水中，有效避免了台风经过时风浪对网箱的冲击。

所述的充气系统包括设置在立柱下段34的进气口接嘴29、立柱下段34、沉浮气囊串气管25和输气分管9，所述的输气分管9与进气口接嘴29连接，所述的输气分管9上连接充气管路浮标6。

充气时，则需要通过滑套上移，将排气孔密封，然后通过主立柱上的进气口接嘴与输气分管连接，通过外界输气实现对沉浮气囊的充气。

所述的组合法兰17上设置有与骨架气囊11连接的骨架外气囊串水管27，所述的骨架外气囊串水管27上设置有阀门。

所述的串气连接管26穿过中间的沉浮气囊串气管25与两端的骨架内气囊串气管23连接，并且在串气连接管26上设置有骨架内气囊阀门24。

所述的浮体总成1为八个浮体单元8通过组合法兰17连接组成，并且正八边形结构，所述的充气系统和排气系统以及对骨架气囊11排放水的骨架外气囊串水管27均设置在同一个组合法兰上，并且均安装在间隔设置的组合法兰17上。

所述的浮体总成1上安装有起固定作用的锚固总成7。

如图18所示，所述的卡箍12包括上卡箍35和下卡箍36，上卡箍35和下卡箍36通过卡箍螺栓37连接，在上卡箍和下卡箍之间并排设置有两个骨架气囊和一个沉浮气囊，沉浮气囊在骨架气囊的中间位置，在上卡箍和下卡箍上均有弧形卡板，实现对骨架气囊和沉浮气囊之间的弧形间隙的填充，防止气囊之间移动，防止互相碰撞，减少磨损，在下卡箍的下端设置有三个吊耳，分别实现对养殖内网箱、控沉浮重坠以及防鲨网的安装。

在图4中，在浮体单元的卡箍上安装有多个并排设置的副立柱13，在副立柱13上安装有护栏绳索15，并且在主立柱10之间也安装有护栏绳索15，通过主立柱和副立柱，实现养殖人员在浮体总成上安全行走，并且通过护栏绳索实现主立柱和副立柱之间的连接，保证了行走的稳定性，同时便于养殖人员扶持依靠。

如图1和图19所示，在浮体总成的下端吊装有控沉浮重坠5，通过控沉浮重坠实现对整个养殖网箱沉浮的控制，控沉浮重坠包括多个重坠单元互38相连接组成，并且在重坠单元38之间设置有拉索39，使重坠形成稳定的整体，在浮体总成中的沉浮气囊充气后，浮体总成处于漂浮状态，浮体总成的浮力大于控沉浮重坠的重力，控沉浮重坠处于水中，起到稳定整个养殖网箱的作用，当浮体总成中的沉浮气囊排气后，浮体总成处于下沉状态，浮体总成的浮力小于控沉浮重坠的重力，控沉浮重坠下沉到海底，整个养殖网箱悬浮在海底，在台风经过养殖海域时，避免了台风对养殖网箱的冲击，防止了风浪对养殖网箱的破坏，起到有效保护的作用。

在另一个实施例中，本发明由三排或多排气囊通过多道卡箍卡合并排成一体,和组合法兰拼合构成结构单元，按照单元的长度和网箱的围长确定单元的个数，每个单元首尾相接组成网箱的主体浮体框架，框架上的组合法兰和卡箍上面设置立柱，立柱间有多道绳索连接形成围栏，用于挂网和人员走动时攀扶；网箱浮体总成的下面悬挂养殖渔网、防鲨网和网箱下沉用的重坠；结构单元的三条气囊中两侧的气囊是双层结构的骨架气囊，内层充气外层注水，并保持压力使气囊自身形体不变，形成骨架结构；中间气囊为沉浮气囊，当充满气体时网箱主体浮在水面，当气体排出后，网箱在重坠的重力作用下沉至水中，由于骨架气囊自身的浮力和重坠的牵拉使网箱在水中处于悬浮状态，并保持网箱在水中的形态和体积不变；锚固总成的绳索长度确定网箱在水中的深度位置，可根据海域深度的不同调整绳索的长度确定下潜的深度。

组成结构单元的气囊单体呈细长圆柱体，端面与囊体垂直，气囊两端面内有环状内置法兰被气囊体包裹硫化成一体，法兰端面伸出的螺栓与组合法兰端面栓接。各结构单元首尾相连接构成多边形环状组合体，形成养殖网箱的浮体；各条气囊的两端分别与组合法兰的结合面通过气囊端面的螺栓连接，组合法兰是由两片三孔连体法兰构成一定夹角的梯形组合体，靠五组管状体相连，每组管状体，串通两面的三孔法兰的相应孔，可以使组合法兰两侧的各同类气囊体相连通，在内外两侧连接的管状体上设有外接的阀门用于充气和充水，中间最粗的管状体上设有向上的开孔安装座，和主立柱的座底对口密封连接，形成气道；主立柱的下部设有充气接口用以和充气的阀门和管路联结，上部有横向开孔，滑套阀门穿套其间，利用轴向滑动控制阀门的开启与关闭，当网箱需要下沉时，将滑套向下拉滑，使排气孔敞开，沉降气囊体内与大气贯通，用于放气，当网箱沉入水下一定距离后，套在立柱上的中心带滑动孔的桶状浮筒在浮力作用下顺立柱滑动上移，带动滑套向上滑移将排气孔封闭，防止海水由排气孔倒灌沉浮气囊体内。

每个主立柱的充气口链接充气的各管路汇合到主管路，主管路末端联结控制阀门和浮标，用以在网箱下沉后漂浮在海面，便于找寻识别和充气。

图1、图2是可沉降气囊养殖网箱的主体结构；同时显示气囊浮体单元的连接结构及在水面和下沉后在水中的状态。每组气囊浮体单元的骨架气囊和中间沉浮气囊的端面靠螺栓组合和组合法兰连接在一起，中间由卡箍分段卡合成排形成一组，卡箍分上卡箍和下卡箍两部分，呈三个半孔的桥供状，卡箍螺栓将其把三条气囊卡箍在一起，上卡箍上端的连结座与副立柱联固成一体，下卡箍下端设置三排环扣，用以连接渔网、防鲨网和控沉浮重坠；每组气囊浮体单元首尾相连接构成可沉降气囊养殖网箱浮体总成；骨架外气囊和沉浮气囊结构尺寸相同，骨架内气囊穿套在外气囊体内，各气囊法兰、均为环状，其螺栓与法兰端面垂直；三排气囊的端面靠螺栓组合连结在组合法兰的三孔法兰外平面上；组合法兰是由两片三孔法兰呈一定夹角中间由沉浮气囊串气管、两条骨架气囊串气管和两条骨架外气囊串水管连接组成；两条骨架气囊串气管通过串气连接管横向连通并设有气嘴接口，通过这一个接口可以对相连通的四条骨架内气囊进行充放气；每条骨架外气囊串水管都有一个外接口，可以对相连的两条骨架外气囊充放水；沉浮气囊串气管中间有面向上带通气孔的串气连结座，整个组合法兰轮廓呈梯形结构。主立柱分上下两部分，立柱上段是护栏部分，立柱下段柱体封闭，底部设法兰连接口，用以和组合法兰上的串气连结座连结，立柱下段的上端有横向开孔的排气孔，孔的上下各有两道置有o型圈的凹槽，滑套套在其间封闭排气孔，可以向下滑动；在滑套的下方，有可以上下自由滑动的浮筒，浮筒下部设有横向的进气口接气嘴。进气口接气嘴和输气分管连接，各输气分管汇集到网箱浮体中央，与充气管路浮标连接形成整体连接管路。控沉浮重坠由型钢或钢筋混凝土等有一定结构强度、重量的粱状材料构成，通过拼装形成一个在水下框架式的整体，再经其上的环扣与养殖网箱浮体下的卡箍环扣相连。

如图19和图20所示中，控沉浮重坠5是由多个重坠单元39通过螺栓连接组成，控沉浮重坠为一个整体结构，通过绳索40实现重坠单元的整体连接的稳定性，保证浮体结构在下沉时整体同时向下沉降，防止下沉时浮体结构下沉速度不同造成网箱发生倾斜。

在整个养殖网箱可以通过8个浮体单元结构连接组成，形成一个正八边形结构的养殖网箱，也可以根据实际需要用10个、12个、14个或者16个浮体单元制作而成，具体的养殖网箱的结构或者尺寸根据需要进行组装。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。