升降式海珍品生态养殖装备的研发与设计 - 畜牧渔业论文升降式海珍品生态养殖装备的研发与设计常忠岳，关长涛，李连森，张志新，周颖敏，姜泽明，连岩，刘瑶，刘阳（威海正明海洋科技开发有限公司，山东荣成 264300 ）我国是海洋大国，拥有 300 万 hm2 的海洋国土，可供捕捞的海洋渔场是 281万 hm2 ，比陆地的耕地面积要多 58% ，耕海牧渔潜力巨大可是近年来，随着捕捞强度增加， 以及近岸海洋污染日益严重， 我国海洋渔业资源严重衰退 作为海洋捕捞业的补充，我国海水养殖业曾在上世纪 60 年代兴起后蓬勃发展，但本世纪开始后，由于养殖环境、养殖病害等原因，以及高速发展的海岸工程，使滩涂和浅海养殖业日渐萎缩但是作为为人类提供食品、蛋白质重要来源的海洋，随着人口的膨胀， 以及对海洋食品的需求， 海洋渔业的可持续发展， 已经成为我国的重大命题为了突破困境，离岸智能养殖装备、现代化海洋牧场的研究、开发和应用已成为我国海洋渔业的战略选择， 也是世界各国渔业发展的主攻方向之一现代化海洋牧场被视为 21 世纪海洋经济新的增长点离岸智能养殖装备是建立现代化海洋牧场必备条件， 现代化深水海珍品高效养殖装备—升降式海珍品生态养殖箱的研发， 对建设现代化海洋牧场， 开展以发展海洋生物等战略性新兴产业具有重要意义。
现将我们研发设计的山东省海洋经济创新发展区域示范项目 《- 现代化深水海珍品高效养殖装备研发及产业化示范》升降式海珍品生态养殖箱介绍如下：1 升降式海珍品生态养殖箱的设计1.1 升降式海珍品生态养殖箱简介升降式海珍品生态养殖箱，使用高强度聚乙烯（ HDPE ）管材制作的双管圆型升降式网箱框架， 无结网、铜合金网衣对流窗、 配重底锚以及水阀、 气阀组成见图 1）1.2 升降式海珍品生态养殖箱结构主要参数周长： 40m ，高： 1.5m ；网箱框架外径： 110cm ，内径： 94cm ；立柱直径： 120cm ，高： 1.0m ；立柱间距： ；工作平台：外径： 250cm ，内径： 220cm ；配重底锚： 75kg ；网片：网目： 0.4 ～ 20mm ，网线： 24 股；铜合金网衣对流窗： 1.8m × 60cm ；网底：海珍品附着基 168 组，每组 3 个捆绑一起，直径：12.5cm ，长 68cm ；容积： 127.41m2 1.3 升降系统参数空气压缩机功率： 4.4 ～8.8kW （6 ～12 马力）；进排气管外径： 25mm ，内径： 20mm ；进排水管外径： 40mm ，内径： 34mm ；气阀门组漂浮水上。
2 升降式海珍品生态养殖箱专利创新技术2.1 圆形框架平底结构技术整体网箱框架（ 10 ）由圆形内管（ 12 ）、圆形外管（ 11 ）通过立管（ 13 ）连接圆形扶手管（ 14 ）组成该种框架结构，在一定材料下，取得了最大的容积；抗风浪效果良好， 得到了普及利用 由于其结构合理， 本实用新型仍然采用传统的抗风浪养殖网箱框架（ 10 ），为了适应海珍品的生长习性，在上述的抗风浪养殖网箱框架（ 10 ）上，由无结网（ 20 ）围裹，圆形扶手管（ 14 ）内设置与其相匹配的圆形盖网（ 21 ）、圆形外管（ 12 ）内设置匹配的底网（ 25 ）、立管（ 13 ）四周则设置围网（ 26 ），盖网（ 21 ）、底网（ 25 ）和围网（ 26 ），由绳索系结在网箱框架（ 10 ）上详见图 2、 3、 4 、5 及说明图中说明（图 2- 图 12 ）：10 —网箱框架， 11 —外管， 12 —内管， 13 —立管，14 —扶手管； 20 —无结网， 21 —盖网， 22 —浮子， 23 —投料孔， 24 —观察窗，25 —底网， 26 —围网； 30 —配重底锚， 31 —系绳扣， 32 —支撑柱； 40 —气阀，41 —水阀， 42 —隔离舱； 43 —铜合金网衣对流窗2.2 底部配重底锚技术为适应海珍品在海底生长的习性，也为了规避风浪，海珍品养殖期间，升降式海珍品生态养殖箱沉降在海底，因此，本升降式海珍品生态养殖箱设置了“凸”字形的配重底锚 （30 ），该配重底锚（ 30 ）上部的凸出部分设置在外管 （11 ）与内管（ 12 ）之间，并由配重底锚（ 30 ）预设的系绳扣（ 31 ）连接外管（ 11 ）与内管（ 12 ）；该配重底锚（ 30 ）下部，预设有支撑柱（ 32 ），以防止配重底锚（ 30 ）被海底污泥埋没，并起固定作用（见图 6 、图 7 ）。
2.3 气控保险水面上技术为实现升降式海珍品生态养殖箱的沉降和上浮功能，升降式海珍品生态养殖箱的外管（ 11 ）和内管（ 12 ）上设置了进排气水系统，该进排气水系统包括：至少由 2 个与上述的外管（ 11 ）和至少由 2 个与上述的内管（ 12 ）形成一体的共 4 个气阀（ 40 ）；至少由 2 个与上述的外管（ 11 ）和至少由 2 个与上述的内管（ 12 ）形成一体的 4 个水阀（ 41 ）形成气阀（ 40 ）与水阀（ 41 ）在上述的外管（ 11 ）和内管（ 12 ）形成的圆形的直径方向上对称设置，直径的一端设置气阀（ 40 ）、另一端设置水阀（ 41 ）与上述的外管（ 11 ）形成一体的气阀（ 40 ）之间和与上述的内管（ 12 ）形成一体的气阀（ 40 ）之间，被隔离舱（ 42 ）隔离，设置在上述的外管（ 11 ）和内管（ 12 ）上端与上述的外管（ 11 ）形成一体的水阀（ 41 ）之间和与上述的内管（ 12 ）形成一体的水阀之间，被隔离舱隔离，设置在上述的外管（ 11 ）和内管（ 12 ）下端（见图 8- 图 11 ）2.4 铜合金网衣对流窗 8-10 年无附着、抑菌技术升降式海珍品生态养殖箱网围中设立对称铜合金网衣对流窗（ 43 ），铜合金网衣对流窗（ 43 ）具有抗附着、抗污损抑菌功效，提高箱内水交换能力，减少换网次数（见图 12 ）。
2.5 水面操作技术升降式海珍品生态养殖箱结构简单，升降平稳，抗风浪，可上浮在海面上，操作人员站立在网箱浮管工作平台上换网、晒网、放苗、投饵、观察海珍品生长情况、捕捞最佳地模拟海珍品的生长习性见图 13 2.6 网底防摩擦气动技术为了保护网底不被异物磨损， 网底部特别加设了 HDPE 管材作防磨底，HDPE管内填充配重料使之稳定性好，抗风浪见图 14 2.7 海珍品别墅立体养殖及浮箱工作平台上单设养殖区技术升降式海珍品生态养殖箱内设别墅立体养殖附着基，进行立体式养殖模式见图 15 浮箱工作平台上可吊挂养殖笼进行单养或混养，形成独立的养殖区域3 网箱的性能特点3.1 网箱性能参数①使用寿命≥ 年15；②抗风能力≥ 级12以上；③抗浪能力≥ 4m（波高；）④抗流能力≥ 2m/s （4约节海流）；⑤网衣防附着能力≥ 个月10；⑥铜合金网衣对流窗抗污损、耐磨能力≥8 年；⑦单箱养殖容量＞ 1500kg 成品参；⑧养殖捕获率≥ 80%3.2 网箱功能强大，技术指标先进升降式海珍品生态养殖箱研发项目使用高强度聚乙烯（ HDPE ）管材制作的双管圆型升降式网箱框架，其管材的抗屈服能力达到 20 ～ 30Mpa ，断裂伸长率为 60% ～65% ，在流速 100cm/sim 的情况下网箱容积损失率≤ 具20%备耐，腐蚀，抗老化，强度高，柔性好性能。
网底部特别加设了 HDPE 管材作防磨底，能保护网底不被异物磨损；使用寿命长达 20 年以上平底结构底部养殖面积更大，自带配重底锚，保证了网箱沉到海底后不会因风浪、流而移动，养殖环境更接近自然，各项技术指标接近或达到国际先进水平3.3 网箱操作和管理方便升降式海珍品生态养殖箱设计合理，管理方便；换网、晒网、捕捞等水上操作也极为方便； 容量大、效率高、综合成本低、 投资见效快； 抗风浪、流能力强，风险低，污染小，环境优，海珍品存活率高，效益好，回报高，海珍品品质优升降式海珍品生态养殖箱具有操作简单、方便、快捷、升降过程平衡可靠、浮力大等特点，采用升降自动平衡技术； 利用向网箱框架浮管充气、 排水和进水、排气来实现网箱的升降3.4 养殖效益高专利产品现代化深水海珍品高效养殖装备—升降式海珍品生态养殖箱，养殖海珍品技术成熟可靠，养殖成活率提高到 80% 以上，单箱年产量达到 1500kg以上，具有良好的经济实用性收稿日期： 2015-09-11 ）。