CN203912942U - 自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性hdpe网箱 - Google Patents
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Abstract
占深水网箱总数95％的沉浮式HDPE网箱，从实践来看抗海流，抗风浪能力并不理想，本专利将现流行的沉浮式HDPE网箱，改造为自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱，其特征是使网箱净浮力加大到富余30％以上，同时至少相互垂直四个点由多功能转換块，通过弹性缆绳与HDPE网箱浮管堵头组块相连，同时系结上防脱安全绳，浮管结构用不少于四条由多功能转換块固定的刚性腿，及不少于四条的柔性张力腿缆索，与挂重块的自由悬重环连接，自由悬重环张拉上防荡板，由于张力及防荡板的作用，抗海流，抗风浪能力将得到极大改善，在强台风正面袭击时还可注水下潜至海底，而保持箱形稳定。这是一项对网箱养殖业有重大经济价值的发明。
Description
技术领域
自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱，是一种适用于海流较急及无遮档的开阔海区的新型网箱，属海洋工程领域。
技术背景
网箱养殖是海洋经济的重要部分，目前由挪威引进的重力式HDPE网箱迅速发展，在黄渤海，东海，南海，都有大量养殖户使用，这种以HDPE材料制作的浮式网箱，具有操作界面好，养殖人员投食，剔除死鱼，换网衣，收鱼等都很方便，加上造价适中(沒有投入可靠系泊，就网箱本体而言)故很受渔民欢迎，所以从南到北独占了网箱养殖装备市场，总数达万口，形成了巨大的产业链。虽然目前HDPE制作的管式框架，通过设置注/排水管，在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1m/S时将损失80％网箱养殖容体，这样就丧失了大量养殖资源。
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网箱养殖户，但因没有开阔水域使用的技术支持，这就使养殖户处于十分困难的境地。
3.沉浮式HDPE网箱虽然通过HDPE制作的管式框架，通过设置注/排水管，在台风袭击前可潜于一定深度，但受构造制约不能下潜到海底，象碟型网箱那样到达到最理想的规避台风位置。
4.沉浮式HDPE网箱虽然通过HDPE制作的管式框架，通过设置注/排水管，在台风袭击前可潜于一定深度，规避水面最大的波浪冲击，但从实践来看这种网箱抗风浪能力，并不如介绍那样理想：
A.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，仅三家公司的经济损失就近8亿。
B.2013年8月台风”尤特”吹袭广东阳江，造成当地网箱全军覆没。
C.2013年9月强台风“天兔”袭击福建省，据福建省漳州市海洋与渔业局统计，当地网箱全军覆没。造成损失5.6亿余元。
造成这种災难性后果，不是有人归罪于阀门腐蚀失灵，养殖户未按要求施工等能解释的，这种带全局性的破坏，说明要从结构上重新审视现流行的沉浮式HDPE网箱。
我们的研究结论是：这种全局性的破坏根源在于1.基础及系泊***技术的缺失，2.HDPE网箱构件的稳定性。基础及系泊***技术是另一大***，应由另一专门的课题研究，本专利仅涉及HDPE网箱的改进。
张力腿式网箱TLC，通过张力把网箱绷紧，使海流不会造成网箱的漂移，抗流能力强，抗风浪能力也从国外张力腿式网箱TLC实际表现得到佐证。海洋石油张力式平台结构，如张力腿平台，单锚腿平台，独柱式平台，其理论与实践也从另一方面说明其抗风浪的可靠性，其理论基础是这类型结构都是顺应式结构，有自平衡永不倾倒的特性。
在海洋石油张力式平台结构中，自由悬重是近几年(不足十年)才发展起来的新技术，极具发展前景。本专利发明人根据长期从事海洋石油开发工程的经验，在国际上首先引入网箱设计中，详见《可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱专利号：ZL2013 2 0095246.2》
在《可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱专利号：ZL201320095246.2》中也是首先引入防荡板(或称阻尼板)设计。
结合国外爱尔兰普利司通网箱----一种由橡胶肽与钢连接件结合的准柔性网箱，在日本，台湾广泛应用的浮绳式网箱，本专利发明人专利《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》有可能突破常规沉浮式HDPE网箱的局限，设计出一种安全，可靠，适用于海流较急及无遮档的开阔海区的新型HDPE网箱，它以张力腿式网箱为基础，取其张力的核心，利用常规沉浮式HDPE网箱的生产设备及器材，使全国价值百亿的HDPE获得新生。
参考文献
1.可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱专利号：ZL2013 2 0095246.2发明人：古国维 专利权人：古国维
2.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发明人：古国维 专利权人：古国维
发明内容
为了突破常规沉浮式HDPE网箱的局限，寻求一种安全，可靠，适用于海流较急及无遮档的开阔海区的新型网箱，就必须以张力腿式网箱为基础，取其张力的核心，利用常规沉浮式HDPE网箱的生产设备及器材，使全国价值百亿的HDPE获得新生，本实用新型的技术方案是：
1，适当加大常规HDPE网箱浮管直径，使网箱净浮力加大到富余30％以上，同时至少相互垂直四个点由多功能转換块，通过弹性缆绳与HDPE网箱浮管堵头组块相连，同时系结上防脱安全绳，加大后的净浮力由悬掛的自由悬重环平衡，浮管结构用不少于四条由多功能转換块固定的刚性腿，及不少于四条的柔性张力腿缆索，与自由悬重环连接起来，自由悬重环均匀挂上重块，这样就构成了典型的张力式结构***；
2保持沉浮式HDPE网箱装设有注/排水管阀及注/排气管阀，来实现可变浮力功能的设计及管连接件等设计；
3.底部的自由悬重环张拉上防荡板，防荡板可为木板，钢板，塑料板或复合材料蒙皮，幕式结构的幕布等；
4.为方便安装，四条刚性腿通过多功能转換块的套筒连接，在出海安装时网箱浮管与自由悬重环可重叠在一起；
该技术方案原理是：风，浪，流共同作用下产生的水平力H，它使浮体产生偏离，设水平力H产生的倾复力矩M-，浮力F产生恢复力矩为M+，二者正好反向，即张力会反向作用使它回到平衡点，从而实现动态平衡，这就是顺应式平衡的原理。当水位有变化时，浮力产生变化，浮体连同自由悬重环上下升沉，由于自由悬重环上的防荡板的阻尼作用，可减少其上下颠簸，即减少其振荡幅度，加上多功能转換块与HDPE网箱浮管组块弹性缆绳相连，已具有相当好的抗风浪能力，在台风来袭前再通过注水让其下潜，让自由悬重环触底规避台风，台风过后注气排水让其上浮复原。特别要指出由于张力结构的特点，下潜后网箱形态不变，不会有容积率的减少，同时即使所有系泊缆索失效，其本身也可自平衡，逞现单锚腿平台平衡状态，这点参考文献中本人专利《可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱专利号：ZL2013 2 0095246.2》说明书中有专门介绍。
本实用新型的优点是结构合理，可操作性强，完全克服了沉浮式HDPE网箱的缺点，又保持了沉浮式HDPE网箱作业界面好的优点，该网箱可适应水域范围大，这就为开发海流较急及无遮档的开阔海区，养殖资源的利用创造了条件。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是A放大图表示多功能连接块与网箱浮管及刚性腿连接示意图；
图3刚性腿导向固定件与刚性腿用环氧混凝土锚固示意图；
图4是多功能连接块与网箱浮管堵头组块，弹性缆绳及防脱安全绳连接方法示意图；
图5是B放大图表示自由悬重环与刚性腿及重块连接示意图。
其中：1浮管1型，101网箱浮管堵头组块，102网箱浮管堵头组块吊环，103网箱浮管连接件，2浮管2型，3栏杆管竖向固定管，4栏杆管，5多功能转換块，501多功能转換块钢壳，502聚氨酯发泡体，503连接吊环，504多功能转換块套筒，505固定螺杆，6网衣7网衣连接绳，8刚性腿，801刚性腿导向固定板，802螺孔，803环氧混凝土，9刚性环，10卸扣，11自由悬重环，12自由悬重环上吊耳，13重块，14重块连接绳，15防荡板，16防荡板张拉绳，17弹性缆绳，18防脱安全绳，19注/排水管阀，20注/排气管阀，21柔性张力腿缆索。
具体实施方式
自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱由三大部件组成，即网箱骨架及网衣，多功能转換块5及自由悬重环11。沉浮式HDPE网箱是商品化产品，其制作这里不必重复叙述。
多功能转換块5可用注塑整体加工，图2给出不具备注塑整体加工时，可按图形状先制作壳体再填充聚氨酯发泡体，注意连接吊环503要焊接牢靠。
和商品化产品沉浮式HDPE网箱组装稍有不同是：要嵌接多功能转換块5，并用弹性缆绳及防脱安全绳与网箱浮管堵头组块吊环102按图4连接。
自由悬重环为常规的钢管环，同样要注意自由悬重环上吊耳12要焊接牢靠。自由悬重环上张拉的防荡板，选用复合材料蒙皮，幕式结构的幕布对这大尺度平板状构件较合适，但按本人专利《可随水位涨落升沉的张力腿式深水网箱专利号：ZL201320095246.2》里介绍的办法处理也是可以的。
进入海上安装具体实施方式是：
自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱与自由悬重环11上下叠合，并在刚性腿8的导向固定板801上，按预先选定高度用螺杆作止位器。网箱与自由悬重环11作临时固定，缚扎一起即可，拖运到预定海区后，解除缚扎，将重块对称挂上，自由悬重环11即下沉并张紧刚性腿及柔性张力腿缆索，用固定螺杆505固定好刚性腿，这种刚性腿8在多功能转換块5套筒504内滑动下沉办法，效仿于海洋石油自升式鉆井船桩腿下沉的方法。最后和常规HDPE一样系结上系泊缆索即可投入使用，至于网衣可选择预装或后装。
Claims (3)
1.自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱，其特征是适当加大常规HDPE网箱浮管直径，使网箱净浮力加大到富余30％以上，同时至少相互垂直四个点由多功能转換块，通过弹性缆绳与HDPE网箱浮管堵头组块相连，同时系结上防脱安全绳，加大后的净浮力由悬掛的自由悬重环平衡，浮管结构用不少于四条由多功能转換块固定的刚性腿，及不少于四条的柔性张力腿缆索，与自由悬重环连接起来，自由悬重环均匀挂上重块。
2.根据权利要求1所述的自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱，其特征是不少于四条的刚性腿，通过对应的多功能转換块套筒与浮管连接。
3.根据权利要求1所述的自由悬重带防荡板的沉浮式张力腿结构准柔性HDPE网箱，其特征是底部的自由悬重环张拉上防荡板，防荡板可为木板，钢板，塑料板或复合材料蒙皮，幕式结构的幕布等。
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