一种具有提升海水作用的人工藻礁的制作方法

本发明涉及一种人工藻礁，尤其涉及一种具有提升海水作用的人工藻礁。

背景技术：

我国近海污染普遍以氮、磷、油类为主，水体中营养盐含量普遍偏高，超标严重。现有的人工藻礁的建设虽然的确有降低近海水体中营养盐含量的作用，但无法有效地清除藻礁表面的沉积物，使得沉积物对海藻附着和生长产生不利的影响。现有的人工藻礁无法提升海底n、p等元素，使得n、p等元素沉积在海洋底部，难以被海面经济藻类所利用，对海洋生态带来威胁。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有提升海水作用的人工藻礁。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种具有提升海水作用的人工藻礁，它主要由海藻附着基、海水动力装置和藻礁基座组成。所述藻礁基座为非实心长方体，前侧、左右两侧和顶面开孔；所述海藻附着基安装在藻礁基座上方，为半球形中空结构体，该半球形中空结构体的球面上开有若干鱼虾进出通道和一个出水口，且出水口位于半球形中空结构体的中央。所述海水动力装置包括进水管、出水管、活塞管、两个动力翅膀、两个连杆、活塞杆、弹簧和连接块，所述进水管、出水管、活塞管相互连通，其中出水管内设置有出水单向阀，出水管依次穿过藻礁基座顶面的开孔和海藻附着基顶面的出水口；所述进水管两端均设置有进水单向阀，两端分别连接藻礁基座两侧的开孔；所述活塞管穿过藻礁基座前侧的开孔；所述活塞杆一端插入到活塞管内，另一端与连接块固定连接，所述动力翅膀内侧与藻礁基座的侧壁铰接，外侧通过连杆与连接块铰接；所述弹簧套在活塞杆上，一端与连接块连接，另一端与活塞管端部相连。

进一步地，所述活塞管内具有第一限位垫圈和第二限位垫圈，所述第一限位垫圈位于活塞管前端；第二限位垫圈位于出水管前侧。

本发明的有益效果在于：

1.提升海底沉渣(富含n、p养分)，用于浅水海藻养殖。

2.能作为一定量海藻的附着基以及鱼虾的栖息地，提高种苗的存活率，并改善海洋的生态环境。

3.有效地清除藻礁表面的沉积物，避免沉积物对海藻附着和生长产生影响的藻礁。

附图说明

图1为本发明具有提升海水作用的人工藻礁的结构示意图；

图2为本发明具有提升海水作用的人工藻礁的吸水动作示意图；

图3为本发明具有提升海水作用的人工藻礁的喷水动作示意图；

图4为图1所示具有提升海水作用的人工藻礁的内部管道示意图；

图5为图1中具有提升海水作用的人工藻礁的侧面剖视图；

图6为图1中具有提升海水作用的人工藻礁的俯视剖视图；

图7为图1中附着基的示意图；

图8为海浪在定点上的速度和能量关系图；

图中，1、藻礁附着基，2、藻礁基座，3、鱼虾进出孔，4、进水管道，5、活塞管道，6、活塞管道和活塞直杆端头之间的弹簧，7、连杆，8、限位垫圈1，9、翅膀，10、出水管道，11、活塞直杆，12、活塞，13、限位垫圈2，14、连接块

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行描述。

如图1所示，一种具有提升海水作用的人工藻礁，它主要由海藻附着基1、海水动力装置和藻礁基座2组成。

其中，海藻附着基1如图7所示，为半球形中空结构体，该半球形中空结构体的球面上开有若干鱼虾进出通道3和一个出水口，且出水口位于半球形中空结构体的中央。海藻附着基1为藻类生长平台，由混凝土及贝壳制作而成，设计为半球壳是为了增大接触面积，提高阳光的利用率，上面的鱼虾进出通道不仅有利于藻类的附着，也为鱼虾提供了栖息地，起到保护幼鱼的作用。

基座：在附着基下面，形状是具有一定厚度的非实心长方体，四面开孔用来匹配管道组合体，起到保护内部管道的作用，是藻礁的一部分

如图4所示，所述海水动力装置包括进水管4、出水管10、活塞管5、两个动力翅膀9、两个连杆7、活塞杆11、弹簧6和连接块14，所述进水管4、出水管10、活塞管5相互连通，其中出水管10内设置有出水单向阀，出水管10依次穿过藻礁基座2顶面的开孔和海藻附着基1顶面的出水口；所述进水管4两端均设置有进水单向阀，两端分别连接藻礁基座2两侧的开孔；所述活塞管5穿过藻礁基座2前侧的开孔；所述活塞杆11一端插入到活塞管5内，另一端与连接块14固定连接，所述动力翅膀9内侧与藻礁基座2的侧壁铰接，外侧通过连杆7与连接块14铰接；所述弹簧6套在活塞杆11上，一端与连接块14连接，另一端与活塞管5端部相连。

作为优选，所述活塞管5内具有第一限位垫圈8和第二限位垫圈13，所述第一限位垫圈8位于活塞管5前端；第二限位垫圈13位于出水管10前侧。对活塞的周期运动距离进行限位，防止活塞以及翅膀的越位运动，使整个运动周期内，翅膀及活塞的运动区间处在一个合理范围内，并且缓冲海水过大的推力。

海洋中在一个定点上，海浪的速度和能量基本是呈周期性变化的，如图8所示。本发明依靠单向阀的特殊性能，再通过牵引活塞的周期往复运动，可完成吸水、喷水的周期运动，从而实现将底部海水喷向海面的过程，成功提升海底富集的n、p等元素。具体如下：

假设波浪方向为由右向前推进，在t0～t1时间段内，波浪强度逐渐增大并在t1时刻达到最大，此过程中波浪带动两个动力翅膀9向前运动，翅膀通过铰链带动连杆7，连杆7通过铰链拉动活塞杆11向前运动，直至活塞杆11的活塞胶体12碰到第一限位垫圈8，此过程中，两侧进水口单向阀打开，上端出水单向阀表现关闭状态，实现进水动作，弹簧6被拉伸且积蓄了一定的势能。此过程可以参照图2。

在t1～t2时间段内，波浪强度逐渐减小，此过程中弹簧积蓄的势能被释放，活塞杆11向里推进，直至碰到第二限位垫圈13，两侧进水口单向阀呈关闭状态，上端出水单向阀打开，实现喷水动作，从而有效地提升了底部富含n、p元素的海水。此过程可以参照图3。第一限位垫圈8和第二限位垫圈13之间的距离为活塞在一个周期内的最大拉距，在这个拉距内的管道水体积就是一个周期内可以提升海水的最大体积量。

上述过程使人工藻礁周围的水流运动活跃，可以有效地清除藻礁表面的沉积物，避免沉积物对海藻附着和生长产生影响。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有提升海水作用的人工藻礁，主要由藻礁基座、藻礁附着基、动力装置三部分组成。利用波浪周期性特性，借助单向阀、活塞等装置使其具有以下作用：1.提升海底沉渣(富含N、P养分)，用于浅水海藻养殖；2.能作为一定量海藻的附着基以及鱼虾的栖息地，提高种苗的存活率，并改善海洋的生态环境。3.有效地清除藻礁表面的沉积物，避免沉积物对海藻附着和生长产生影响的藻礁。

技术研发人员：肖溪;卢翼天;吴超钒;王若麒;李科
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2017.04.02
技术公布日：2017.08.22