框架體;和

網(wǎng)懸掛在框架本體上，形成頂開式網(wǎng)圍，用于養(yǎng)殖魚類;

所述主體框架包括多個(gè)桿狀增強(qiáng)彈性構(gòu)件，所述桿狀增強(qiáng)彈性構(gòu)件充滿氣體和彎曲聯(lián)軸器，所述彈性構(gòu)件氣密地互連，所述浮動(dòng)框架構(gòu)件各自是構(gòu)成其中氣室主要部分的空心桿狀體，所述彈性體由橡膠或橡膠彈性材料制成，并用纖維繩加固，其外徑約為279.4至約609.6毫米（11-24英寸）， 厚度約為 12.7 至 50.8 毫米（1/2 至 2 英寸），乘積介于楊氏模量和 100 至 3,000 千克米的截面二次力矩之間²，當(dāng)內(nèi)部壓力為 0.1 至 20 kg/cm 時(shí)，周應(yīng)力與軸向應(yīng)力之比為 1.5 至 2.5²應(yīng)用于所述彈性體。

發(fā)明背景

（1） 發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)用于具有各種有利特性的魚類養(yǎng)殖裝置的浮動(dòng)框架構(gòu)件的改進(jìn)。

（2） 現(xiàn)有技術(shù)的描述

在用網(wǎng)劃定海洋的養(yǎng)魚裝置中，用于繁殖或捕捉和保存魚和貝類，在網(wǎng)的內(nèi)部，網(wǎng)是懸掛的，由漂浮在海面上的框架體支撐。為了提高養(yǎng)殖或捕撈拖曳的效率，必須提供具有較大養(yǎng)殖能力的魚類養(yǎng)殖裝置，特別是魚類養(yǎng)殖裝置的平面投影面積較大。

然而，為此，通過通過直聯(lián)軸器將多根增強(qiáng)軟管互連構(gòu)成大型魚類養(yǎng)殖設(shè)備，每根軟管都具有嵌入其中的應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)層，其方式是增強(qiáng)軟管可以彎曲以形成直徑達(dá) 30-100 m 的圓形在其平面投影輪廓中?？梢詫?shí)現(xiàn)比剛性框架體（如鋼管等）構(gòu)成的魚類養(yǎng)殖設(shè)備大 6-70 倍的大養(yǎng)殖能力。然而，當(dāng)使用這種加固軟管的舊魚類養(yǎng)殖設(shè)備的框架體被拖曳或受到海洋中的強(qiáng)潮汐流時(shí)，會(huì)從指定方向?qū)蚣荏w施加強(qiáng)大的外力，從而使通過直聯(lián)軸器被迫進(jìn)入初始彎曲姿勢(shì)的加固軟管趨于恢復(fù)原來的線性狀態(tài)。因此，在直接頭附近會(huì)產(chǎn)生曲率半徑小的折痕，導(dǎo)致構(gòu)成魚類養(yǎng)殖設(shè)備框架體的加固軟管扭結(jié)，在最壞的情況下可能導(dǎo)致軟管斷裂。

申請(qǐng)人之前曾在日本實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開第 57-36,867 號(hào)（日本實(shí)用新型專利注冊(cè)申請(qǐng)第 55-111,624 號(hào)）中提出了一種能夠完全耐受拖曳和潮汐流的魚類養(yǎng)殖裝置。

如圖 1 所示，該魚類養(yǎng)殖裝置的構(gòu)造使得要充有氣體的桿狀增強(qiáng)彈性構(gòu)件 1 通過彎曲聯(lián)軸器 2 相互連接，形成具有 4-30 個(gè)邊的多邊形框架體 3，在本例中為六邊形;每個(gè)彎曲聯(lián)軸器2上設(shè)置有用于系泊繩4的安裝部5;和漁網(wǎng) 6 懸掛在養(yǎng)魚裝置的框架本體 3 上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是浮動(dòng)框架構(gòu)件的進(jìn)一步發(fā)展，作為這種傳統(tǒng)魚類養(yǎng)殖裝置中的彈性增強(qiáng)。更具體地說，本發(fā)明是提供一種浮動(dòng)框架構(gòu)件，用于能夠安裝在海洋中的大型魚類養(yǎng)殖裝置，該構(gòu)件作為這種魚類養(yǎng)殖裝置的框架體的組成部分，可以滿足各種要求。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于魚類養(yǎng)殖裝置的浮動(dòng)框架構(gòu)件，其為空心棒狀彈性體，構(gòu)成其中的氣室的主要部分，所述彈性體由橡膠或橡膠彈性材料制成，并用纖維繩加固，其外徑約為279.4-約609.6毫米（11-24英寸）， 厚度約為 12.7-50.8 毫米（1/2-2 英寸），乘積介于楊氏模量和 100-3,000 千克米的截面二次力矩之間²，當(dāng)內(nèi)部壓力為 0.1-20 kg/cm 時(shí)，周應(yīng)力與軸向應(yīng)力之比為 1.5-2.5²應(yīng)用于所述彈性體。

圖紙的簡要描述

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中：

圖 1 是示出本發(fā)明適用的魚類養(yǎng)殖裝置的斜視圖;

圖 2 是說明曲率、彎矩和乘積 EI 之間關(guān)系的圖表;

圖 3 是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的前視圖;

圖 4 是彎曲耦合的前視圖;和

圖 5 是說明浮子的部分剖面圖。

具體實(shí)施方式

魚類繁殖框架體以及浮動(dòng)框架構(gòu)件所需的條件列舉如下;

（1） 具有足夠的沖浪性能，可以跟隨海洋中相對(duì)較大的波浪的波面而不會(huì)因此而被打破。

（2） 具有即使在海洋中的潮汐施加外力或以約 5 節(jié)的速度拖曳框架體時(shí)，魚的繁殖框架體也不會(huì)發(fā)生任何異常變形的剛度和抗扭結(jié)性;

（3） 具有恢復(fù)特性，即使框架體因外力的作用而彎曲，也能恢復(fù)其原始輪廓，這在普通潮汐流或牽引的情況下是無法預(yù)料的;

（4） 具有足夠的剩余浮力以支撐漁網(wǎng)、工人、附件等的重量;

（5） 具有足夠的抗震性能，防止工作船舶的系泊、停泊等;和

（6） 具有型材保持性能，無論是否施加內(nèi)部壓力，都能始終保持恒定的長度和直徑，以有效防止吊網(wǎng)的破損，并防止圍繞浮動(dòng)框架構(gòu)件軸線連接的欄桿等的螺柱松弛， 防止因穿刺等原因造成的氣體泄漏。

為此，經(jīng)過各種實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了使浮動(dòng)框架構(gòu)件滿足上述要求，應(yīng)滿足以下特性。

（a） 關(guān)于沖浪性能、剛度和抗扭結(jié)性能，通過在水池中的模擬測(cè)試發(fā)現(xiàn)，浮動(dòng)框架構(gòu)件必須具有楊氏模量和截面二次力矩（以下簡稱“EI”）之間的乘積在 10 范圍內(nèi)³-10⁴千克²，最好是 5,000 kgm².如果 EI 在此范圍內(nèi)，則上述三個(gè)屬性不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際問題。

（b） 通過使用纖維線作為增強(qiáng)材料，可以完全確保修復(fù)性能。

（c） 浮力必須具有不少于 50 kg/m 的剩余浮力。

（d） 橡膠的充氣中空結(jié)構(gòu)或材料和結(jié)構(gòu)具有彈性的橡膠彈性材料體可以確?？箾_擊性能。

（e） 當(dāng)內(nèi)部壓力下的圓周應(yīng)力與軸向應(yīng)力之比在 1.5-2.5 的范圍內(nèi)時(shí)，即使浮動(dòng)框架構(gòu)件由橡膠或用纖維繩加固的橡膠彈性體制成，也可以確保型材保持性能。

在上述事項(xiàng)的保護(hù)下，本發(fā)明提供一種浮動(dòng)框架構(gòu)件，其具有上述所有性能，能夠完全滿足上述所有要求。更具體地說，可以通過用橡膠或橡膠彈性材料制作構(gòu)成毒氣室主要部分的彈性體，同時(shí)用有機(jī)或無機(jī)纖維繩加固來賦予恢復(fù)性能。通過將這種增強(qiáng)彈性體的外徑設(shè)計(jì)為約 279.4-約 609.6 毫米（11-24 英寸），可以獲得所需的剩余浮力。通過設(shè)計(jì)這種增強(qiáng)彈性體的厚度，可以獲得足夠的抗震性能，該彈性體旨在充入約 12.7-約 50.8 毫米（1/2-2 英寸）的氣體，例如氮?dú)狻⒖諝獾?。此外，在增?qiáng)彈性體的 EI 為 10 的情況下滿足的沖浪騎行性能、剛度和抗扭結(jié)性能³-10⁴千克²施加內(nèi)壓后，可以通過選擇彈性構(gòu)件的材質(zhì)、層數(shù)和纖維線的傾斜角度來賦予，使增強(qiáng)彈性構(gòu)件本身的 EI 可以設(shè)置在 100-3,000 kgm 的范圍內(nèi)²，并將增強(qiáng)彈性體的充電壓力設(shè)置為 0.1-20 kg/cm².此外，當(dāng)圓周應(yīng)力與軸向應(yīng)力之比在 1.5-2.5 范圍內(nèi)時(shí)，在增強(qiáng)彈性體上的內(nèi)部壓力下，可以賦予始終允許保持恒定長度和直徑的輪廓保持性能。

現(xiàn)在，上述指定限制的原因?qū)⒃谙旅婷枋觯?/p>

增強(qiáng)彈性體的外徑設(shè)置在約 279.4-609.6 毫米（11-24 英寸）范圍內(nèi)的原因是，如果小于約 279.4 毫米，則無法獲得 50 kg/m 的剩余浮力，而如果超過約 609.6 毫米，則從經(jīng)濟(jì)角度來看是不利的。同時(shí)，將增強(qiáng)彈性體的厚度設(shè)置在約 12.7 至約 50.8 毫米（1/2-2 英寸）的范圍內(nèi)的原因是因?yàn)?，如果小于約 12.7 毫米，則很難保持與抗震性能、增強(qiáng)彈性構(gòu)件本身的 EI 值和內(nèi)部壓力時(shí)的應(yīng)力比相結(jié)合的抗扭結(jié)性能， 而如果它超過約 50.8 毫米，則會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

采用纖維簾線作為增強(qiáng)材料的原因是，由有機(jī)纖維、無機(jī)纖維、金屬纖維等的絞合簾線組成的纖維簾線，即使增強(qiáng)彈性體彎曲，也具有足夠的彈性恢復(fù)力，而不會(huì)斷裂或塑性變形。裝料壓力限制在 0.1-20 kg/cm 的原因²從圖2中的圖中可以明顯看出，該圖顯示了曲率、彎矩和EI之間的關(guān)系，其中，通過示例，增強(qiáng)彈性構(gòu)件的外徑為428 mm，厚度為24 mm，由內(nèi)橡膠層、八根簾線層、中間橡膠層、 四層簾線，以及一層外橡膠層，按此順序堆放，EI=1,000 kgm²，確定上述范圍，以便將 EI 設(shè)置為在充氮后為 10³-10⁴滿足上述各種性能。請(qǐng)注意，上述值 0.1 是即使充入少量氮?dú)獾那闆r。經(jīng)證實(shí)，隨著增強(qiáng)彈性構(gòu)件本身的EI值增加，曲線的梯度更大。

因此，需要選擇性地采用加注壓力以及增強(qiáng)彈性構(gòu)件本身的 EI 值，以便在充氣后獲得所需的 EI 值。如果 EI 值小于 100 kgm²，即使增加內(nèi)部壓力也無法獲得適當(dāng)?shù)膭偠?，但在考慮橡膠框架結(jié)構(gòu)的安全性確定的壓力承受范圍內(nèi)，如果超過 3,000 kgm²，就沒有必要施加內(nèi)部壓力，并且根據(jù)本發(fā)明，通過施加內(nèi)部壓力的系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)就喪失了。因此，該值設(shè)置在 100-3,000 kgm 的范圍內(nèi)².

圖 3 是一個(gè)放大圖，說明了這樣構(gòu)成的浮動(dòng)框架構(gòu)件，其外徑為 437 mm，厚度為 28.5 mm，全長為 12.5 m，內(nèi)部充電壓力為 5 kg/cm²，重量為 700 公斤，剩余浮力為 100 公斤/米。浮動(dòng)框架構(gòu)件 11 在其每一端都有一個(gè)剛性法蘭 12，該法蘭 12 將通過硫化粘附氣密地固定在彎曲的聯(lián)軸器上。

圖 4 是浮動(dòng)框架構(gòu)件 11 要連接到的彎曲聯(lián)軸器的部分截面前視圖。當(dāng)然，彎曲耦合的形狀可以根據(jù)所需的浮動(dòng)框架構(gòu)件 11 的數(shù)量有選擇地確定。如圖4所示的彎曲聯(lián)軸器13具有法蘭15，法蘭15設(shè)置在聯(lián)軸器本體14的一端，與剛性法蘭12氣密連接，而連接凸角16設(shè)置在彎曲60°的彎曲聯(lián)軸器本體14的彎曲端。連接凸角 16 將連接到另一個(gè)直式或彎曲耦合器。彎曲聯(lián)軸器 13 具有一個(gè)形成于聯(lián)軸器本體 14 內(nèi)部的隔板室 17，該隔板室 17 與浮動(dòng)框架構(gòu)件的內(nèi)部相通，以及一個(gè)供/放口 18，該供/放口 18 適于通過隔板室 17 將氣體充入浮動(dòng)框架件 11。

彎曲的聯(lián)軸器 13 還具有在隔板室 17 和彎曲端之間形成的氣室 19，該氣室可防止海水滲透到彎曲的聯(lián)軸器內(nèi)部。

圖中的數(shù)字 20、21 和 22 分別表示在組裝或輸送等工作中用作手柄的鉤子、作為系泊繩裝配部分的鉤子和螺柱支架。

在通過浮動(dòng)框架件11和彎曲聯(lián)軸器13組裝養(yǎng)魚設(shè)備的框架體時(shí)，設(shè)置在浮動(dòng)框架件11兩端的每個(gè)剛性法蘭12通過密封材料與具有適當(dāng)形狀的彎曲聯(lián)軸器13連接，使得浮動(dòng)框架件11的中空空間可以構(gòu)成獨(dú)立的氣室，并且所述彎曲聯(lián)軸器13的隔板室17。獨(dú)立的氣室提供了一些優(yōu)點(diǎn)，例如，即使氣體從一個(gè)浮動(dòng)框架構(gòu)件 11 泄漏，也不會(huì)對(duì)其他氣室產(chǎn)生影響。在上述連接之后，所需數(shù)量的浮動(dòng)框架構(gòu)件 11 通過彎曲的聯(lián)軸器 13 相互連接，同時(shí)將空氣或氮?dú)獾葰怏w以 0.1-20 kg/cm 的范圍內(nèi)充入每個(gè)氣室²通過來自供應(yīng)/排放口 18 的閥門（未顯示）。

優(yōu)選地將這樣構(gòu)成的魚類養(yǎng)殖裝置與泡沫苯乙烯制成的浮子 23 連接在一起，以確保必要的浮力。此外，還優(yōu)選地將這樣的浮子23覆蓋在布上，以保護(hù)其免受破損。

最后，該魚類飼養(yǎng)架本體配有網(wǎng)、欄桿、防止魚跳過的網(wǎng)支架、系泊繩等。

對(duì)于上述構(gòu)成特征，特別是浮架構(gòu)件，本發(fā)明的養(yǎng)魚裝置在海洋中使用和拖曳時(shí)表現(xiàn)出沖浪性能、剛性和抗踢性能，同時(shí)在喂食餌料中兼具恢復(fù)性能以及剩余浮力和抗震性能等。此外，由于浮動(dòng)框架構(gòu)件的輪廓保持性能，可以確保防止網(wǎng)破裂和欄桿和網(wǎng)的下拉，以防止魚在氣體泄漏的情況下跳過。

因此，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成毒氣室主體的空心棒狀彈性體由橡膠或橡膠彈性材料制成，同時(shí)用纖維繩加固，增強(qiáng)彈性構(gòu)件的外徑在約279.4-約609.6毫米的范圍內(nèi)，其厚度在約12.7-約50.8毫米的范圍內(nèi)， 增強(qiáng)彈性構(gòu)件本身的 EI 在 100-3,000 kgm 范圍內(nèi)²，鋼筋彈性構(gòu)件的內(nèi)部充氣壓力設(shè)定在 0.1-20 kg/cm 的范圍內(nèi)²，以及施加內(nèi)壓時(shí)增強(qiáng)彈性體的圓周應(yīng)力與軸應(yīng)力之比設(shè)置為 1.5-2.5。從而可以獲得足夠的沖浪騎行性能、剛度、抗扭結(jié)性能、剩余浮力、抗震性能和保廓性能，從而使本發(fā)明具有魚類養(yǎng)殖設(shè)備可以大規(guī)模用于海洋，并且適合拖曳的巨大優(yōu)點(diǎn)。