框架體;和

網懸掛在框架本體上，形成頂開式網圍，用于養殖魚類;

所述主體框架包括多個桿狀增強彈性構件，所述桿狀增強彈性構件充滿氣體和彎曲聯軸器，所述彈性構件氣密地互連，所述浮動框架構件各自是構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，當內部壓力為 0.1 至 20 kg/cm 時，周應力與軸向應力之比為 1.5 至 2.5²應用于所述彈性體。

發明背景

（1） 發明領域

本發明涉及對用于具有各種有利特性的魚類養殖裝置的浮動框架構件的改進。

（2） 現有技術的描述

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

然而，為此，通過通過直聯軸器將多根增強軟管互連構成大型魚類養殖設備，每根軟管都具有嵌入其中的應變增強層，其方式是增強軟管可以彎曲以形成直徑達 30-100 m 的圓形在其平面投影輪廓中。可以實現比剛性框架體（如鋼管等）構成的魚類養殖設備大 6-70 倍的大養殖能力。然而，當使用這種加固軟管的舊魚類養殖設備的框架體被拖曳或受到海洋中的強潮汐流時，會從指定方向對框架體施加強大的外力，從而使通過直聯軸器被迫進入初始彎曲姿勢的加固軟管趨于恢復原來的線性狀態。因此，在直接頭附近會產生曲率半徑小的折痕，導致構成魚類養殖設備框架體的加固軟管扭結，在最壞的情況下可能導致軟管斷裂。

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

如圖 1 所示，該魚類養殖裝置的構造使得要充有氣體的桿狀增強彈性構件 1 通過彎曲聯軸器 2 相互連接，形成具有 4-30 個邊的多邊形框架體 3，在本例中為六邊形;每個彎曲聯軸器2上設置有用于系泊繩4的安裝部5;和漁網 6 懸掛在養魚裝置的框架本體 3 上。

發明內容

本發明是浮動框架構件的進一步發展，作為這種傳統魚類養殖裝置中的彈性增強。更具體地說，本發明是提供一種浮動框架構件，用于能夠安裝在海洋中的大型魚類養殖裝置，該構件作為這種魚類養殖裝置的框架體的組成部分，可以滿足各種要求。

根據本發明，提供一種用于魚類養殖裝置的浮動框架構件，其為空心棒狀彈性體，構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，當內部壓力為 0.1-20 kg/cm 時，周應力與軸向應力之比為 1.5-2.5²應用于所述彈性體。

圖紙的簡要描述

下面結合附圖對本發明進行更詳細的描述，其中：

圖 1 是示出本發明適用的魚類養殖裝置的斜視圖;

圖 2 是說明曲率、彎矩和乘積 EI 之間關系的圖表;

圖 3 是示出根據本發明的實施例的前視圖;

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。

具體實施方式

魚類繁殖框架體以及浮動框架構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較大的波浪的波面而不會因此而被打破。

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

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

（4） 具有足夠的剩余浮力以支撐漁網、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，無論是否施加內部壓力，都能始終保持恒定的長度和直徑，以有效防止吊網的破損，并防止圍繞浮動框架構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，經過各種實驗，發明人發現，為了使浮動框架構件滿足上述要求，應滿足以下特性。

（a） 關于沖浪性能、剛度和抗扭結性能，通過在水池中的模擬測試發現，浮動框架構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³-10⁴千克²，最好是 5,000 kgm².如果 EI 在此范圍內，則上述三個屬性不會產生實際問題。

（b） 通過使用纖維線作為增強材料，可以完全確保修復性能。

（c） 浮力必須具有不少于 50 kg/m 的剩余浮力。

（d） 橡膠的充氣中空結構或材料和結構具有彈性的橡膠彈性材料體可以確保抗沖擊性能。

（e） 當內部壓力下的圓周應力與軸向應力之比在 1.5-2.5 的范圍內時，即使浮動框架構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。

在上述事項的保護下，本發明提供一種浮動框架構件，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成毒氣室主要部分的彈性體，同時用有機或無機纖維繩加固來賦予恢復性能。通過將這種增強彈性體的外徑設計為約 279.4-約 609.6 毫米（11-24 英寸），可以獲得所需的剩余浮力。通過設計這種增強彈性體的厚度，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，例如氮氣、空氣等。此外，在增強彈性體的 EI 為 10 的情況下滿足的沖浪騎行性能、剛度和抗扭結性能³-10⁴千克²施加內壓后，可以通過選擇彈性構件的材質、層數和纖維線的傾斜角度來賦予，使增強彈性構件本身的 EI 可以設置在 100-3,000 kgm 的范圍內²，并將增強彈性體的充電壓力設置為 0.1-20 kg/cm².此外，當圓周應力與軸向應力之比在 1.5-2.5 范圍內時，在增強彈性體上的內部壓力下，可以賦予始終允許保持恒定長度和直徑的輪廓保持性能。

現在，上述指定限制的原因將在下面描述：

增強彈性體的外徑設置在約 279.4-609.6 毫米（11-24 英寸）范圍內的原因是，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，則從經濟角度來看是不利的。同時，將增強彈性體的厚度設置在約 12.7 至約 50.8 毫米（1/2-2 英寸）的范圍內的原因是因為，如果小于約 12.7 毫米，則很難保持與抗震性能、增強彈性構件本身的 EI 值和內部壓力時的應力比相結合的抗扭結性能， 而如果它超過約 50.8 毫米，則會導致經濟損失。

采用纖維簾線作為增強材料的原因是，由有機纖維、無機纖維、金屬纖維等的絞合簾線組成的纖維簾線，即使增強彈性體彎曲，也具有足夠的彈性恢復力，而不會斷裂或塑性變形。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之間的關系，其中，通過示例，增強彈性構件的外徑為428 mm，厚度為24 mm，由內橡膠層、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 設置為在充氮后為 10³-10⁴滿足上述各種性能。請注意，上述值 0.1 是即使充入少量氮氣的情況。經證實，隨著增強彈性構件本身的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彈性構件本身的 EI 值，以便在充氣后獲得所需的 EI 值。如果 EI 值小于 100 kgm²，即使增加內部壓力也無法獲得適當的剛度，但在考慮橡膠框架結構的安全性確定的壓力承受范圍內，如果超過 3,000 kgm²，就沒有必要施加內部壓力，并且根據本發明，通過施加內部壓力的系統的經濟優勢就喪失了。因此，該值設置在 100-3,000 kgm 的范圍內².

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

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

彎曲的聯軸器 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軸器內部。

圖中的數字 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。

在通過浮動框架件11和彎曲聯軸器13組裝養魚設備的框架體時，設置在浮動框架件11兩端的每個剛性法蘭12通過密封材料與具有適當形狀的彎曲聯軸器13連接，使得浮動框架件11的中空空間可以構成獨立的氣室，并且所述彎曲聯軸器13的隔板室17。獨立的氣室提供了一些優點，例如，即使氣體從一個浮動框架構件 11 泄漏，也不會對其他氣室產生影響。在上述連接之后，所需數量的浮動框架構件 11 通過彎曲的聯軸器 13 相互連接，同時將空氣或氮氣等氣體以 0.1-20 kg/cm 的范圍內充入每個氣室²通過來自供應/排放口 18 的閥門（未顯示）。

優選地將這樣構成的魚類養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，還優選地將這樣的浮子23覆蓋在布上，以保護其免受破損。

最后，該魚類飼養架本體配有網、欄桿、防止魚跳過的網支架、系泊繩等。

對于上述構成特征，特別是浮架構件，本發明的養魚裝置在海洋中使用和拖曳時表現出沖浪性能、剛性和抗踢性能，同時在喂食餌料中兼具恢復性能以及剩余浮力和抗震性能等。此外，由于浮動框架構件的輪廓保持性能，可以確保防止網破裂和欄桿和網的下拉，以防止魚在氣體泄漏的情況下跳過。

因此，根據本發明，構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，同時用纖維繩加固，增強彈性構件的外徑在約279.4-約609.6毫米的范圍內，其厚度在約12.7-約50.8毫米的范圍內， 增強彈性構件本身的 EI 在 100-3,000 kgm 范圍內²，鋼筋彈性構件的內部充氣壓力設定在 0.1-20 kg/cm 的范圍內²，以及施加內壓時增強彈性體的圓周應力與軸應力之比設置為 1.5-2.5。從而可以獲得足夠的沖浪騎行性能、剛度、抗扭結性能、剩余浮力、抗震性能和保廓性能，從而使本發明具有魚類養殖設備可以大規模用于海洋，并且適合拖曳的巨大優點。