深海网箱养殖系统及方法与流程

本发明涉农业领域，具体涉及渔业领域，特别涉及一种深海网箱养殖系统及方法。

背景技术：

1、深海养殖网箱主要由框架系统、网囊、固定系统和配套设施组成，利用固定平台的相互作用及箱体的自身特点把箱体降到水下限定的深度。深海网箱养殖具有强度高，柔性好，耐腐蚀，抗老化，抗风浪能力强，使用年限长，有效养殖水体大，效率高，综合成本低，污染小，水质优，鱼类死亡率低，鱼产品品质好的特点。深海网箱养殖在渔业养殖中发挥着重要作用，首先，鱼类在网箱内，活动量减少，呼吸频率降低，代谢作用缓慢，能量消耗减少，有利于营养物质的转化和积累；其次，箱内外水体能自由交换，得到充足的氧气和天然饵料，鱼类排泄物随水流带出箱外，水质新鲜，使鱼类有优越的生活环境；再次，深海网箱养殖可以避免水域中敌害鱼类和水生动物的侵袭，提高成活率；另外，根据不同鱼类，配制不同饲料，有利精养高产和鱼病防治，同时，网箱便于管理，成鱼起水方便，回捕率高。

2、但是目前的深海网箱养殖在具体的使用时存在一定的缺陷，这些缺陷集中体现在：首先，由于深海网箱基础科学还不完善，传统的深海网箱的自身结构存在缺陷。这些传统的深海网箱一般采用一个单框体结构，在框体的顶部、侧面以及底部采用防护网实施圈围，然后利用浮力件和锚固件将网箱整体漂浮在海平面，底部是实施固定锚泊。传统的网箱结构整体采用单支撑结构构建，支撑点连接采用固件连接，成体框架抗应变能力较弱，支撑体系存在很大的安全隐患，抗风险能力较低，在发生海上自然灾害时，容易造成损坏，给养殖者造成严重的经济损失；其次，传统的深海网箱对海洋自然灾害的预警能力较弱，目前深海网箱应对海洋灾害的预警是养殖者通过海洋天气预报获取预警信息，然后根据预警信息对深海网箱实施对应的保护作业。但是在瞬息万变的海洋中，传统的天气预警往往存在一定的不准确性，而网箱周边小范围的海域也会因为诸多因素产生一些强对流等灾害天气，如果这些较小的强对流灾害天气没有被天气预报预警，养殖者就不能快速及时的得到预警，则不能及时采取防护或者保护等相关措施，极易给养殖者带来经济损失；再次，传统的深海网箱在对灾害应变时一般采取的时下沉深度的方式实现海洋灾害对网箱的破坏，但是在实现升降作业的方式上，一般传统的方式是提供底部直接深入海底的升降件来完成支撑，在升降作业的操作过程时，采用滑动螺母原理或者滑轮升降的方式对网箱实施上升和下降的控制作业，这种方式需要耗费较大的支撑体系，在底部较深的深海区域搭建下部的支撑时需要耗费较大的人力和物力以及财力的，即使不需要搭建长度较长的支撑体，采取滑动螺母或滑轮等机械传动的方式实现的升降作业，存在传动部件与支撑部件之间的在产生预应力时应变能力角较差的现象发生，并且整体连接容易受到外力损坏后失效，元器件长期浸泡在海水中也会出现使用寿命降低、损坏、维修和养护困难等缺陷。另外，传统的深海网箱在能源利用方便一般采取深海电缆实施供电作业，提供整理元器件的电能补给作业，造成了资源的极大浪费，忽略了海洋中的风能、太阳能、海流能等自然洁净能源的还发和利用。

3、综上所述，提供一种结构简单，操作方便，整体牢固，抗应变能力强，抗风险能力，稳定系数高，使用寿命长，灾害预警能力及时有效，处理应急措施及时，升降方式独特，升降效果明显，升降系数稳定，节省不可再生能源，有效开发洁净能源，能源利用率高，方法简单易操作的深海网箱养殖系统及方法，具有广泛的市场前景。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，整体牢固，抗应变能力强，抗风险能力，稳定系数高，使用寿命长，灾害预警能力及时有效，处理应急措施及时，升降方式独特，升降效果明显，升降系数稳定，节省不可再生能源，有效开发洁净能源，能源利用率高，方法简单易操作的深海网箱养殖系统及方法，用于克服现有技术中的缺陷。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种深海网箱养殖系统，包括呈正八边形纵向分布的八根主体立柱，安装在八根主体立柱顶部外侧的正八边形结构的浮岛，设置在八根主体立柱中间的深海网箱，所述的八根主体立柱自上而下固定安装有四层横向固定套管组件，第一层和第二层横向固定套管组件固定安装在的八根主体立柱的顶部，第三层横向固定套管组件固定安装在八根主体立柱的中下部位置，第四层横向固定套管组件固定安装在八根主体立柱的底部，浮岛固定安装在第一层和第二层横向固定套管组件之间，在第二层和第三层横向固定套管组件之间的八根主体立柱上活动安装两层横向活动套管组件，两层横向活动套管组件之间通过升降仓相连接，升降仓是外侧为正八边形且内侧为圆形通孔的仓体结构，深海网箱的顶部外壁与升降仓的内壁固定连接，在第一层横向固定套管组件的顶部固定安装有能源互补控制装置，升降仓的顶面一侧设置有进气口，进气口通过安装有进气电磁阀的管道与能源互补控制装置相连接，升降仓的顶面另一侧设置有进水电磁阀，升降仓的底面设置有排水电磁阀，进水电磁阀以及排水电磁阀通过导线与能源互补控制装置相连接。

3、所述的能源互补控制装置包括均等固定安装在第一层横向固定套管组件上方的八根倾斜立柱，其中相邻的六根倾斜立柱之间固定安装有太阳能电池板，八根倾斜立柱的顶部与连接平台的底部固定连接，在连接平台的顶部固定安装有风能发电机，风能发电机的底部一侧安装有与海底电缆以及光缆相连接的防水控制柜，在防水控制柜内部安装有控制器、逆变器、网络收发器以及电控元件，风能发电机的底部另一侧固定安装有超声波气象站，在风能发电机的顶部和底部分别固定安装有顶部预警显示灯和底部视频监控器，在连接平台的底部固定安装有防水箱体，防水箱体内安装有蓄电池组、与超声波气象站相连接的gps通讯定位器和空气压缩机，在浮岛的底部固定安装有海流能发电机，gps通讯定位器、蓄电池组、空气压缩机以及风能发电机通过导线与防水控制柜相连接，海流能发电机以及太阳能电池板通过电源控制器与蓄电池组相连接，超声波气象站、顶部预警显示灯、底部视频监控器、进气电磁阀、进水电磁阀以及排水电磁阀通过导线与蓄电池组相连接，进气电磁阀通过进气管道与空气压缩机相连接。

4、所述的横向固定套管组件和横向活动套管组件的形状和结构以及大小均相同，横向固定套管组件和横向活动套管组件均是由八个端部连接件和八根连接管组成的，每个端部连接件都包括套装在主体立柱上的主体立柱套管和对称安装在主体立柱套管两侧的两个连接管接头组成的，横向固定套管组件的主体立柱套管的内壁与主体立柱的外壁固定连接，横向活动套管组件的主体立柱套管的内壁与主体立柱的外壁活动连接，浮岛是外侧为正八边形且内侧为圆形通孔的空腔结构，浮岛的内壁分别通过浮岛延长连接体和浮岛倒角连接件与相配合的横向固定套管组件的连接管和主体立柱套管固定连接，升降仓的外壁分别通过升降仓延长连接体和升降仓倒角连接件与相配合的横向活动套管组件的连接管和主体立柱套管固定连接。

5、所述的升降仓的顶面以及进水电磁阀均设置在海水面的下方，第三层横向固定套管组件位于主体立柱中间靠下位置，主体立柱的长度是深海网箱高度的至少两倍，在第四层横向固定套管组件的外侧均等固定安装有至少四个锚泊固定挂环，在每个锚泊固定挂环上均安装与海底平面相连接的锚泊件，深海网箱为圆形框架结构，在深海网箱的底部设置有底部环架，在深海网箱的顶部活动安装有顶部密封网，在在深海网箱侧壁活动安装有侧面密封网，在底部环架的底部活动安装有底部密封网，升降仓的内壁与深海网箱的顶部外壁固定连接。

6、所述的第一层横向固定套管组件通过倾斜固定连接套管与倾斜立柱固定连接，倾斜固定连接套管的底部与第一层横向固定套管组件固定连接，每根倾斜立柱的顶部延长线均与正八边形结构的纵向分布的八根主体立柱的轴线相交，浮岛、升降仓以及深海网箱的轴线与正八边形结构的纵向分布的八根主体立柱的轴线为同一条直线，连接平台的底部设置有加强支撑台，加强支撑台的底部与加强支撑框的顶部固定连接，加强支撑框的侧面与八根倾斜立柱的顶端固定连接，加强支撑台为正八边形结构，加强支撑台构成的正八边形的角与八根主体立柱构成的正八边形的边的中点纵向对应，倾斜立柱与水平面的夹角为30至45度。

7、所述的太阳能电池板是采用异形板和方形板拼接而成的梯形块状结构，在太阳能电池板的底部设置有用于支撑太阳能电池板的电池板安装架，该电池安装架的两端与倾斜立柱固定连接，该电池安装架的顶部固定安装在连接平台的下方，该电池安装架的底部固定安装在第一层横向固定套管组件的上方，太阳能电池板共为五块，五块固定安装在相邻的六根倾斜立柱之间，剩余的两根倾斜立柱的左右两侧的上部和下部分别与外部大气和深海网箱的顶部相连通，升降仓的顶面位于浮岛底面的下方。

8、所述的防水控制柜为长方体空腔结构，在防水控制柜的底部开设有用于安装海底电缆以及光缆的线缆防水连接安装接头，海底电缆以及光缆通过该线缆防水连接安装接头深入至防水控制柜内部，风能发电机的顶部机头部分采用旋转机构连接，顶部预警显示灯的预警方向为顶部和周身360度，底部视频监控器的监控方向朝下，风能发电机的底部固定安装在连接平台顶部的中心位置，防水箱体为密封的长方体空腔结构，空气压缩机的进气口通过外侧端部安装有单向进气阀片的管道与外部空气相连通，防水箱体的底部位于浮岛中心位置的上部，浮岛的顶部所处的平面位于防水箱体的底部所处的平面的下方，海流能发电机的顶部通过海流能发电机连接杆与浮岛的底部固定连接，海流能发电机为八个，八个海流能发电机均等分布在浮岛的下方。

9、一种如上所述的深海网箱养殖系统的使用方法，其使用方法如下：

10、通过浮岛实施八根主体立柱以及四层横向固定套管组件和两层横向活动套管组件的漂浮作业，八根主体立柱以及四层横向固定套管组件和两层横向活动套管组件构成外部支撑结构，通过该外部支撑结构将深海网箱包裹在内，深海网箱通过升降仓与两层横向活动套管组件连接，当需要对升降仓实施下沉作业时，通过控制器开启进水电磁阀，海水通过进水电磁阀流入至升降仓内，升降仓内的空气排出，随着海水重量的增加和升降仓内空气的减少，升降仓下沉，进水电磁阀关闭，在升降仓下沉的同时带动深海网箱落入该外部支撑结构的底部，实现深海网箱深入至水下设定高度的目的；

11、当需要对升降仓实施上升业时，通过控制器开启进气电磁阀、排水电磁阀和空气压缩机，空气压缩机将高压空气通过管道输送升降仓内，升降仓内的海水通过排水电磁阀排出，随着随着海水重量的减少和升降仓内空气的增加，升降仓上升，在升降仓上升的同时带动深海网箱漂浮到该外部支撑结构的上部，实现深海网箱从水下上升的目的；当上升到位后，关闭进气电磁阀、排水电磁阀和空气压缩机；

12、当发生天气预警信息时，天气预警信息通过海底光缆传输至网络收发器，网络收发器接收到信息后，根据预警信息启动控制器做出应急处理措施，并实现深海网箱的上升或者下沉作业，与此同时，超声波气象站对深海网箱周边海域实施天气监控，当发生局部天气变化时，超声波气象站将采集的信息传输至网络收发器，网络收发器接收到信息后，根据预警信息启动控制器做出应急处理措施，并实现深海网箱的上升或者下沉作业；

13、风能发电机、太阳能电池板以及海流能发电机为系统补充能源，当需要启动耗电量大的设备时，通过海底线缆提供能源补给，风能发电机将收集后的电能作为辅助能源提供给系统使用，当需要启动耗电量小的设备时，海流能发电机以及太阳能电池板通过电源控制器将转化的电能存储至蓄电池组，蓄电池组通过逆变器带动交流负载，太阳能电池板通过电源控制器带动直流负载，顶部预警显示灯和gps通讯定位器提供定位和位置识别的警示作业。

14、本发明具有如下的积极效果：

15、首先，本发明采用正八边形外部框架式支撑的方式实现深海网箱的支撑作业，整体浮岛以及其它配合部件均围绕正八边形的外部支撑框架实现，通过正八边形实现中心的深海网箱的稳定，同时外部框架能够更好的消除海水带来的不稳定因素，能够抵御不同方向的海水晃动带来的变形影响，通过外部框架配合内部框架的双层结构方式实现深海箱体的强度增大，同时具有一定的应变能力，利用双层结构的顶部空心结构实现随海水晃动消除不利因素的阻尼的效果，支撑连接点位置采取加强连接的方式实现稳定的支撑和连接，安全系数大大提高。

16、其次，本发明在应对海洋自然灾害时预警和抵御机制较强，不仅能够通过大数据天气和灾害预警迅速实施控制和调整，同时能根据位置区域的实时天气状况做出迅速的应急处理，适合海洋局部天气多变的特征，对瞬间强对流天气的防范有较强的预警和处理能力。

17、再次，在深海网箱升降作业运行时，本发明采取套管限位配合浮力加自重作业的方式实现，整体在上浮作业中利用两块浮力机构构建操作平台以及网箱自身的上浮作业，当需要对网箱实时下沉作业时，采取排出空气并加注海水的方式实现内部浮力块的下沉作业，并且在下沉作业运行时有很好的外部和底部限位部件保证其稳定性和可操控性，与传统的机械传统的方式存在很大区别，整体操作易于实现，稳定系数高，故障率低，不需要搭建较长的底部支撑机构，同时与传统的水下动力传动的方式存在较大的区别，部件不易损坏，整体电性连接部件较少，节省成本和开支，升降部件的使用寿命较长，维修养护方便。另外，本发明将位于海上的多种洁净能源合理的收集，对风能、太阳能和海流能收集转化为辅助动力，提高了资源的利用率，海洋中的风能、太阳能、海流能等自然洁净能源得到合理的开发和利用。

18、与此同时，本发明提供了一种与系统配套的使用方法，通过该方法实现对深海网箱的上升、下沉作业，同时为系统提供了相应的能源使用方法，天气预警应急处理方法以及支撑体系的构建，整体方法简单易操作，与系统形成一个密不可分的整体，为深海网箱养殖提供了配套的操作使用指导。