技術領域：

本發(fā)明涉及海水養(yǎng)殖網箱，更具體地，涉及一種帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)。

背景技術：
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我國20m等深線以內的海域面積約1600萬公頃，40m等深線以內的海域面積約5000萬公頃，海水養(yǎng)殖的發(fā)展空間巨大。大力發(fā)展20m水深以上的深水網箱養(yǎng)殖，向海洋索取資源、拓寬生存空間，發(fā)展“海洋牧場”、建立“海上糧倉”，是解決我國食品供給保障的新途徑之一。

深水網箱產業(yè)是我國漁業(yè)向現(xiàn)代化漁業(yè)邁進的重要創(chuàng)新型產業(yè)之一。養(yǎng)殖網箱一般由網箱框架系統(tǒng)、網衣系統(tǒng)、錨泊系統(tǒng)和配套設施系統(tǒng)四大部分組成。關于海水網箱系統(tǒng)的技術發(fā)展，下列兩方面的問題值得關注：

一、網箱的錨泊方式：

傳統(tǒng)的網箱采用多點直系錨法，以應對來自不確定的風向對網箱的影響，如單箱采用的6錨點法，每60度設置一個錨，無論哪個方向來風，均有至少2錨碇作用。中國專利授權公告號cn1176578c、cn204949099u、cn204949120u等公布的網箱均為典型的多點錨泊方式。這類多點錨泊系統(tǒng)存在施工難度大、施工質量難以保證、效率低、成本高、維護難的局限性，在較大的風浪荷載作用下?lián)p毀現(xiàn)象較嚴重。

為了順應深水網箱的發(fā)展，已逐步發(fā)展出單點錨泊系統(tǒng)。與多點錨泊系統(tǒng)相比，單點錨泊系統(tǒng)具有抗臺風能力強、施工簡捷、節(jié)約成本、節(jié)約海域資源的特點，是深水網箱發(fā)展的主要技術方向。如中國專利授權公告號cn104186383b、cn104604768b、cn104186381b等公布的實施例均為典型的單點錨泊方式。

但常見的單點錨泊系統(tǒng)與網箱框架通常只有一個連接點、系泊點，導致該連接處受荷大、應力集中現(xiàn)象嚴重，雖然在網箱框架的系泊點處進行了加固處理，但在惡劣工況下仍容易造成網箱框架的塌陷、折斷與損毀。

二、網衣的容積損失率：

網衣系統(tǒng)主要是圍出一個養(yǎng)殖水體供養(yǎng)殖魚類活動。如果海水流速較快，網衣常常會漂浮不定且向內聚攏，導致網箱的養(yǎng)殖空間變小，水產活動范圍變小，水中含氧量下降，水質下降，進而誘發(fā)各類疾病的發(fā)生。

國內通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，海水流速對網箱的最大影響還是造成網箱網衣容積的變小，流速0.5m/s時，網箱的容積損失率為30%左右；當流速1.0m/s時，網箱的容積損失率為50%左右；當流速1.5m/s時，網箱的容積損失率為70%左右。可見，如何減小網箱的容積損失，是提高網箱養(yǎng)殖單產量的關鍵技術之一。

目前，為了避免網衣因為水流作用聚集一起而擠壓養(yǎng)殖對象，通常在網衣底部按一定間距系縛系列沉子，或在網箱內放入環(huán)形的支撐環(huán)，支撐環(huán)沉入網箱底部，可以防止網衣向內聚攏。但在更換網衣、清洗網衣或拉網收魚時，需要潛水員潛水去水底將沉子在收網前先拉出水面，或將支撐環(huán)取出，增加了用工用時，進而增加了養(yǎng)殖成本，且工作效率較低。

可見，亟待改進深水網箱網衣的固定裝置，以降低深水網箱養(yǎng)殖成本，提高工作效率。

技術實現(xiàn)要素：
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為了彌補現(xiàn)有技術問題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，其結構簡單，施工方便，能大大降低網箱系泊點處的應力集中，且能有效維護網衣的養(yǎng)殖容積。

本發(fā)明的技術方案如下：

帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，包括錨泊基礎、錨鏈、浮管框架、網衣、沉子，浮管框架為環(huán)狀，浮管框架下端面安裝有筒狀網衣，網衣下端間隔懸掛有沉子，其特征在于：所述網衣四周設有多列縱向分布的套管；

還包括分力架，分力架由頂部圓環(huán)管及下方多根斜管焊接構成，各斜管上端均勻且對稱焊接在圓環(huán)管外壁下方，各斜管下端共同匯聚到一點并焊接安裝有系泊環(huán)；

所述錨鏈包括一級錨鏈與二級錨鏈，一級錨鏈一端系泊在錨泊基礎上，另一端系泊在分力架的系泊環(huán)上；二級錨鏈數(shù)量與套管列數(shù)量對應，各二級錨鏈穿過各列套管后一端系泊在浮管框架上，另一端系泊在分力架的圓環(huán)管上。

所述的帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，其特征在于，所述的網衣四周上的套管不少于四列，每列套管由多個套管沿著鉛垂線方向間隔設置。

所述的帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，其特征在于，所述的套管為pvc直管，套管的內徑大于二級錨鏈外徑兩倍，套管的長度取10cm~50cm。

所述的帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，其特征在于，所述的分力架的圓環(huán)管內壁沿直徑方向焊接有兩根相互垂直的直管，整體呈對稱狀態(tài)，圓環(huán)管直徑與網衣直徑相同。

所述的帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，其特征在于，所述的分力架上斜管的數(shù)量不少于四根。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明屬于單點錨泊方式，與多點錨泊方式對比而言，使用單點錨泊方式的網箱具有抗臺風能力強、施工簡捷、節(jié)約成本、節(jié)約海域資源的特點，代表了網箱錨泊方式的先進發(fā)展方向；

2、本發(fā)明網衣上設置多列套管且套在二級錨鏈上，基于二級錨鏈的固定與牽制作用，在風浪荷載作用下網衣能維持較大容積，網衣的四壁并不會相互聚攏，從而大大降低了網衣的容積損失率，有效維護了養(yǎng)殖空間；

3、本發(fā)明由于套管的內徑大于二級錨鏈的外徑，在更換網衣、清洗網衣或拉網收魚時，各列套管與二級錨鏈之間的摩擦力非常小，套管對網衣的向上拉起作業(yè)基本無影響；

4、傳統(tǒng)網箱依靠沉子的重力作用向下拉直網衣，使網衣在海流作用下即可能維持較大的容積，故所需沉子的數(shù)量較多、累計重量較大；而本發(fā)明中的網衣不依靠沉子來維持容積率，沉子僅起到向下拉直網衣的作用，故所需沉子的數(shù)量較少、累計重量較小，更有助于網衣的拉起作業(yè)。；

5、本發(fā)明包括一級錨鏈與二級錨鏈，錨鏈與網箱框架的系泊點數(shù)量等于二級錨鏈的數(shù)量；二級錨鏈的數(shù)量不少于四條，且沿網箱框架四周均勻分布，即系泊點的數(shù)量不少于四個，且沿網箱框架四周均勻分布，該設計能大大減小網箱浮管框架系泊點處的應力集中，有效提高了網箱浮管框架的安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的網衣系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的分力架結構示意圖。

圖3為本發(fā)明的分力架連接網箱結構示意圖。

圖4為本發(fā)明的網箱系統(tǒng)三維結構示意圖。

圖5為本發(fā)明的網箱系統(tǒng)主視圖。

圖6為本發(fā)明的網箱系統(tǒng)在風浪荷載作用下的變形示意圖。

附圖標記說明：1、浮管框架；2、網衣；3、套管；4、分力架；5、圓環(huán)管；6、斜管；7、系泊環(huán)；8、沉子；9、一級錨鏈；10、二級錨鏈；11、錨泊基礎；a、海平面；b、海床面；c、風浪載荷。

具體實施方式：

參見附圖：

網箱一般由錨鏈、錨泊基礎11、浮管框架1、網衣2與沉子8等構成，其中錨鏈系統(tǒng)一端連接浮管框架1，另一端連接錨泊基礎11。“單點錨泊系統(tǒng)”未見有規(guī)范、統(tǒng)一的定義，本發(fā)明所提的“單點錨泊系統(tǒng)”，其含義是指錨鏈系統(tǒng)連接錨泊基礎的一端僅有一個系泊點，錨泊基礎（或基礎群）通過一個系泊點與錨鏈相連接，基礎(或基礎群)內部之間可以有復雜的相互連接方式，但基礎(或基礎群)最終作為一個整體通過一個系泊點與錨鏈相連。單點錨泊系統(tǒng)中，錨鏈與網箱連接的一端可以是一個系泊點，但也可以是多個系泊點。本發(fā)明所提的錨鏈系統(tǒng)，其一端通過一個系泊點與錨泊基礎相連，另一端通過多個系泊點與網箱相連，屬于單點錨泊方式的范疇。相應地，多點錨泊系統(tǒng)是指錨泊基礎(或基礎群)通過多個系泊點與多個錨鏈相連接，多個錨鏈的另一端通過多個系泊點共同連接網箱。

帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，包括錨泊基礎11、錨鏈、浮管框架1、網衣2、沉子8等，網衣2四周均勻、對稱的設置多列與鉛垂線同軸的套管3；所述網箱系統(tǒng)還包括分力架4，分力架4由圓環(huán)管5與多根斜管6焊接而成，各斜管6的一端在圓環(huán)管5圓周上均勻、對稱的焊接，各斜管6的另一端共同匯聚到一點且與系泊環(huán)7焊接相連，圓環(huán)管5上沿相互垂直直徑方向焊接直管；所述錨鏈包括一級錨鏈9與二級錨鏈10，一級錨鏈9的一端系泊在錨泊基礎11上，一級錨鏈9另一端系泊在分力架4的系泊環(huán)7上，二級錨鏈10穿過各列套管3后一端系泊在浮管框架1上，二級錨鏈10另一端系泊在分力架4的圓環(huán)管5上。

本發(fā)明所提的“一級錨鏈”是指與錨泊基礎直接相連的錨鏈，單點錨泊系統(tǒng)中僅有唯一的一根“一級錨鏈”與錨泊基礎直接相連；“二級錨鏈”是指把網箱荷載直接傳遞給“一級錨鏈”的錨鏈。在本發(fā)明中，“二級錨鏈”的一端通過分力架4與“一級錨鏈”相連，“二級錨鏈”的另一端直接與網箱的浮管框架1相連，如圖3與圖4所示。

同級錨鏈的長度應相同，使得整個錨鏈系統(tǒng)在風平浪靜時基本呈對稱狀態(tài)。如圖3中的四根二級錨鏈10長度相等。

網衣2上對稱、均勻的設置多列與鉛垂線同軸的套管3，二級錨鏈10穿過每列與鉛垂線同軸的套管3與浮管框架1相連，如圖3所示。套管3一般由pvc管制成的直管。優(yōu)選地，套管3的內徑大于二級錨鏈10的外徑兩倍以上，套管3的長度取10cm~50cm。故根據(jù)網衣2的深度與套管3的長度，可確定每列同軸套管3所需的數(shù)量。

網衣2上的各列與鉛垂線同軸的套管3在網衣2的圓周上均勻、對稱分布，優(yōu)選地，網衣2圓周上的同軸套管3不少于四列。

套管3的作用是：通過網衣2上的系列套管3套住二級錨鏈10，使二級錨鏈10成為維護網衣2容積的骨架，鑒于多個二級錨鏈10相互平行且承受錨泊力后處于拉直狀態(tài)，其能承受較大的水平力，故能使網衣2的容積損失率大大降低。

即使網箱受到風浪荷載作用后使二級錨鏈10產生較大傾斜，但此時所有二級錨鏈10仍大致相互平行，共同向一個方向傾斜，套管3的連接使網衣2也與二級錨鏈10產生同樣的傾斜，二級錨鏈10的牽制作用使網衣2的四壁并不會相互聚攏，故網衣2的容積損失率較小，如圖6所示。

由于各列套管3與鉛直線同軸且內徑大于二級錨鏈10，故更換網衣、清洗網衣或拉網收魚時，網衣2的向上拉起并不會與二級錨鏈10產生較大的摩擦。即各列套管3與二級錨鏈10之間的摩擦力非常小，其對網衣2的向上拉起作業(yè)基本無影響。可見，套管3的設置一方面能有效維護網衣2的容積，另一方面對網衣向上拉起作業(yè)無影響。

另外，網衣2的底部仍需設置多個沉子8，其作用是把網衣2向下拉直，維護網衣2的有效容積。但本發(fā)明中所用的沉子8與傳統(tǒng)網箱沉子的作用存在明顯區(qū)別：傳統(tǒng)網箱依靠沉子的重力作用向下拉直網衣，使網衣在海流作用下即可能維持較大的容積，故所需沉子的數(shù)量較多、累計重量較大；而本發(fā)明中的網衣不依靠沉子來維持容積率(依靠二級錨鏈10來維持容積率)，沉子僅起到向下拉直網衣的作用，故所需沉子的數(shù)量較少、累計重量較小，有助于網衣的拉起作業(yè)。

可見，本發(fā)明所提網衣2上設置套管3套入二級錨鏈10的設計思路，一方面能有效維護網衣2的容積率，另一方面還能減輕網衣向上拉起作業(yè)的難度，顯然更符合深水網箱的發(fā)展需求。

分力架4由圓環(huán)管5與多根斜管6焊接而成，各斜管6的一端在圓環(huán)管5圓周上均勻、對稱的焊接，各斜管6的另一端共同匯聚到一點且與系泊環(huán)7焊接相連，圓環(huán)管5上沿相互垂直直徑方向焊接直管，分力架4整體呈對稱狀態(tài)。

分力架4上圓環(huán)管5的直徑與網衣2的直徑相同。優(yōu)選地，分力架4上斜管6的數(shù)量不少于四根。

一級錨鏈9的一端系泊在錨泊基礎11上，另一端系泊在分力架4的系泊環(huán)7上。二級錨鏈10穿過各列套管3后，二級錨鏈10的一端系泊在浮管框架1上，另一端系泊在分力架4的圓環(huán)管5上。網箱受到的風浪荷載通過各二級錨鏈10傳遞給分力架4，再通過分力架4把荷載傳遞給一級錨鏈9，進而傳遞給錨泊基礎11。故分力架4起到“承上啟下”的作用，其強度應滿足惡劣工況下荷載的傳遞需要，不因應力集中發(fā)生屈曲與失效。

風平浪靜時，在分力架4與各二級錨鏈10的重量作用下，各二級錨鏈10處于鉛垂狀態(tài)，網衣2也處于體積最大的舒展狀態(tài)，如圖5所示。風浪荷載作用時，網衣發(fā)生傾斜，由于分力架4對各二級錨鏈10的牽制作用使各二級錨鏈10仍處于基本平行的傾斜狀態(tài)，套在各二級錨鏈10上的套管3使網衣2與各二級錨鏈10發(fā)生基本一致的傾斜狀態(tài)，各二級錨鏈10的牽制作用使網衣2的四壁無法相互聚攏、壓縮養(yǎng)殖空間，如圖6所示。

錨鏈與網箱框架的系泊點數(shù)量等于二級錨鏈的數(shù)量。二級錨鏈的數(shù)量不少于四條，且沿網箱框架四周均勻分布。即系泊點的數(shù)量不少于四個，且沿網箱框架四周均勻分布，該設計能大大減小網箱浮管框架系泊點處的應力集中，把網箱承受的風浪荷載通過多個系泊點傳遞給多條二級錨鏈，有效提高了網箱浮管框架的安全性。可見，所提網箱系統(tǒng)采用單點錨泊系統(tǒng)，但不會在網箱框架的系泊點、連接處產生較大的應力集中。

可根據(jù)實際需要使用不同數(shù)量的二級錨鏈10，下面介紹幾種實施例。

實施例1：沿網衣2的四周均勻、對稱的設置四列與鉛垂線同軸的套管3，如圖1所示。把四條二級錨鏈10穿過相應的四列套管3，二級錨鏈10的一端系泊在浮管框架1上，另一端系泊在分力架4的圓環(huán)管5上。一級錨鏈9的一端系泊在錨泊基礎11上，另一端系泊在分力架4的系泊環(huán)7上。二級錨鏈10的長度應大于網箱的深度。如此構成一種帶網衣固定功能的單點錨泊式網箱系統(tǒng)，如圖4所示。

本實施例中，四條二級錨鏈10的合力與一級錨鏈9的拉力相等，故二級錨鏈10的材料強度、截面積尺寸可小于一級錨鏈9的材料強度、截面積尺寸。故可根據(jù)各級錨鏈的受力情況，設計與其匹配的材料參數(shù)，使各級錨鏈的安全系數(shù)基本相同，達到優(yōu)化設計的目的。

實施例2：沿網衣2的四周均勻、對稱的設置五列與鉛垂線同軸的套管3，相應地采用五條二級錨鏈10進行連接，連接方法同實施例1。

實施例3：沿網衣2的四周均勻、對稱的設置六列與鉛垂線同軸的套管3，相應地采用六條二級錨鏈10進行連接，連接方法同實施例1。

按照上述思路，還可以衍生出更多的實施例方式，此處不再窮舉。

本發(fā)明一方面其采用單點錨泊系統(tǒng)，但不會在網箱框架的系泊點、連接處產生較大的應力集中，另一方面其能有效減小網箱的容積損失率，且對網衣更換、網衣清洗或拉網收魚作業(yè)影響不大，能更好的適應深水網箱養(yǎng)殖的發(fā)展需求。

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的；相同或相似的標號對應相同或相似的部件；附圖中描述位置關系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，根據(jù)上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。