一种冲刷结合清洗的起网清洗机的制作方法

本发明涉及网箱养殖领域，特别涉及一种冲刷结合清洗的起网清洗机。

背景技术：

我国的海水养殖网箱由于大量集中于港湾内及近岸，水流交换较差，藻类、微生物附着比较严重，同时又缺乏安全、有效的网箱网衣防附着措施，而网衣本身又是无毒、多缝隙的，它能够有效的保护附着的生物，而且相对于体积比来说，它的表面积很大，在养殖喂食过程中，养殖的鱼类、海参、鲍鱼、贝类等未曾消化的营养物质在网箱内聚集也会加速污染生物的生长，鱼类的排泄物和残饵的存在，为藻类和细菌、微生物提供了充足的养分，也会加速附着在网箱网衣上的海藻的生长，长时间浸泡在水体中的网具因大量丝状藻类等附着物的迅速繁衍滋生，很快便会堵塞网眼，造成网箱的滤水性能降低，网箱内水体的溶解氧降低、波动大，网箱中的养殖生物因缺氧或捕食不到浮游生物而生长不良进而影响到养殖生物的正常生长速度、饲料效率、成活率和单产，尤其是随着网箱养殖名特优水产品(如海参、鲍鱼、饅、鱔、大鲮鲆等)以及配套培育增养殖所需的稚鱼、鱼种的发展，小网目地网箱日益广泛的被采用，其网目污堵问题更为严重。

另外，网箱网衣附着物的加剧也会增加网箱的整体重量，使网箱的阻力增加，严重影响到网箱的安全性和使用寿命因此生物污染是海上养殖网箱的一个严重问题，也是海上网箱养殖企业、个人迫切需要解决的一个关键问题。

现有的清洗方式分为传统清洗方式和机械清洗，传统清洗方式阳光下暴晒或更换网箱，费用巨大而且对网箱损害巨大；而机械清洗法，这种方式首先要使用工程船，工程船上安装起吊网箱的吊机，船上同时配备高压清洗机、喷枪、胶管等，将工程船开至网箱附近，先用吊机将网箱一侧吊离水面，用高压水枪冲洗网箱上的污物，然后换到另外一侧，使用同样方式进行清洗。这种方法清洗比较干净，劳动强度降低，但是该方法对网衣上附着的动物较难清除，整套设备移动较困难，不适合大面积集约化的养殖区域。因此，现代化网箱清洗设备急需运用普及。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种冲刷结合清洗的起网清洗机，通过连接柄将机体固定在浮箱的浮管上，并通过浮力装置使得机体浮于水面之上，机体内设有驱动装置，驱动装置驱动卷网装置卷起网衣的同时刷洗机构对网衣进行洗刷，且驱动装置能够将高压水输送至冲水机构，通过冲水机构对刷洗后的网衣进行进一步的清洁冲洗，达到对网衣的全面清洗，该装置相比水下清洗耗能小，且成本低，较之水枪冲洗更节省人力资源。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种冲刷结合清洗的起网清洗机，包括机体，所述机体上设有用于使所述机体始终处于水面之上的浮力装置，所述机体内设有驱动装置、卷网装置和清洗装置；

所述驱动装置包括水泵、液压马达、由液压马达驱动的驱动轴，所述驱动轴驱动所述卷网装置卷起网衣，所述液压马达上设有进水口和出水口，所述进水口与水泵相连；

所述清洗装置包括冲水机构和刷洗机构，所述刷洗机构与所述卷网装置联动，所述冲水机构与所述出水口连接，所述驱动轴驱动所述卷网装置卷起网衣的同时，所述刷洗机构对网衣进行洗刷，且所述水泵中的高压水通过所述冲水机构喷出对网衣进行冲洗。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过所述改进，驱动装置包括水泵和液压马达，液压马达驱动卷网装置卷起网衣，且卷网装置与刷洗机构联动，在网衣被卷起的同时刷洗机构对网衣进行初步的洗刷清洁，且水泵输出的高压水流可通过冲水机构对洗刷完毕的网衣进行高压的冲洗，进一步冲洗网衣上的污物，此装置小巧轻便，且能高效的对网衣进行清洁，适用范围广。

作为改进，所述卷网装置包括第一同步带轮、第二同步带轮、同步带和设于同步带上的尼龙钉，所述尼龙钉按间隔距离均匀分布在所述同步带上，所述第一同步带轮设在所述驱动轴上且第一同步带轮与驱动轴转动连接，所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过所述同步带连接，且所述同步带与所述第一同步带轮和所述第二同步带轮抵紧配合，所述驱动轴通过传动齿轮组带动所述第二同步带轮转动，所述第二同步带轮通过所述同步带带动所述第一同步带轮转动，通过所述改进，尼龙钉可根据同步带的传动，而在第二齿轮处以第二齿轮的轴心为圆心转动，将网衣卷起并跟随同步带带动网衣移动，使得网衣能被卷网装置带动一端距离以便于清洗装置清洗，同时带动网衣移动以清洗整张网衣，减少了一个电机能减少了清洗网衣的能耗，降低使用成本。

作为改进，所述机体两侧设有连接部，所述卷网装置设在所述连接部内且连接部上开设有供所述尼龙钉伸出的开槽；

靠近所述第一同步带轮处的尼龙钉位于所述连接部内，靠近所述第二同步带轮处的尼龙钉通过所述开槽伸出至所述连接部外，所述尼龙钉带动网衣经所述连接部的上端面导向，由所述第一同步带轮往所述第二同步带轮的方向移动时，所述尼龙钉逐渐缩入至所述开槽内以使网衣与尼龙钉脱离。

通过所述改进，使得同步带传动有一个沿纵向高度趋向向下的趋势，使得设于同步带上的尼龙钉在带动网衣转动至靠近第一同步带轮的过程中，尼龙钉不断向下缩至连接部内入，从而使得尼龙钉与夹带的网衣逐渐分离，使网衣退出，不再随卷网装置运动，巧妙的使得尼龙钉在带动网衣运动一段距离后退入至连接部内，从而避免了网衣卷入装置中的意外现象，保证整个机体的持续运转。

作为改进，所述传动齿轮组包括从动轴和若干个依次啮合连接的齿轮，所述第二同步带轮设在所述从动轴上，所述传动齿轮组分别与所述驱动轴和所述从动轴啮合连接，所述从动轴带动所述第二同步带轮转动，通过所述改进，能够有效减缓驱动轴传递至从动轴的转动速度，使得从动轴的转动速度降低，使得驱动轴的传动能更为平稳高效的传送至从动轴，提升整个机体内卷网装置和清洗装置的运行流畅度，使得机体的工作更为顺畅。

作为改进，所述刷洗机构包括辊筒和设于辊筒上的刷毛，所述辊筒设在所述从动轴上，所述从动轴带动所述辊筒转动，通过所述改进，辊筒与第二同步带轮同轴，从动轴带动刷洗机构的运行，因此卷网装置与刷洗机构同步运行，省去了不必要的电机驱动刷洗机构运行，减轻了机体的负重同时避免多个电机在水面工作进水从而导致的机体故障。

作为改进，所述落料箱内设有用于控制落料箱容积大小的隔板，所述隔板的一侧与所述挡块抵接、另一侧固定连接有滑板，所述挡块通过第一弹簧与所述机体连接，所述落料箱的底板上设有凹槽，所述凹槽内设有第二弹簧，所述第二弹簧分别与所述隔板和所述落料箱的底板抵接，所述滑板覆盖住所述凹槽且滑板与所述落料箱的底板滑动连接，通过所述改进，隔板通过在落料箱内的移动可改变落料箱的容积大小，挡块顶端与供料箱的底端相抵且挡块与隔板相抵，在落料箱与供料箱分离后，挡块可封住供料箱上的第一开口，使得供料箱内的金属粉末不外漏。

作为改进，所述冲水机构包括喷嘴基座，所述喷嘴基座上设有喷嘴和接口，所述喷嘴与所述接口相连通，所述接口与所述出水口相连通；

所述喷嘴内开设有喷孔，所述喷孔的直径由内向外呈逐渐缩小的趋势，使得水流经过所述喷嘴呈放射性喷出。

通过所述改进，水泵的高压水进入液压马达的进水口和出水口流入喷嘴基座的接口中，随后通过喷嘴喷出高压水，充分利用了驱动装置的驱动源，对刷洗完毕的网衣进行进一步的清洗，且喷嘴的喷孔设置能够使得水流喷出的流速更快，提升对网衣的清洁度。

作为改进，所述喷嘴的直径范围为1.1～1.3mm，通过所述改进，增加喷嘴的直径从而增加喷嘴出口的射流功率，增大喷射压力使得从喷嘴喷出的高压水能够更为全面彻底的对网衣进行清洁，去除附着在网衣上的强力污物。

作为改进，所述机体的一端设有连接柄，所述连接柄与网箱的浮管可拆卸连接，所述机体通过所述连接柄与所述浮管固定连接；

作为改进，所述机体的一端设有连接板，所述连接柄靠近所述机体的一端和所述连接板上分别设有供限位销穿过的第一通孔和第二通孔，所述连接柄通过所述限位销与所述连接板固定连接；

所述连接柄远离所述机体一端设有手柄，所述手柄上设有固定部，所述固定部上设有供螺栓穿过的第三通孔，所过连接柄通过所述螺栓与浮管固定连接；

通过所述改进，使得机体能固定浮在网箱附近，无需拉出网箱内的网衣或移动机体即可完成对网箱内的网衣的清洗，清洗过程高效且全面，连接柄的两端均分别与网箱上的浮管和机体可拆卸的连接，并通过限位销和螺栓固定连接，在不适用时，可将其拆卸下来缩短机体的整体长度，方便搬运以及储存。

作为改进，所述浮力装置包括浮块，所述浮块的两侧设有供螺钉穿过的第四通孔，所述浮块通过螺钉与所述机体的底部固定连接，通过所述改进，浮块可通过螺钉与机体可拆卸连接，进一步的缩小了机体本身的体积大小，且便于更换浮块以保持机体在水面上的工作。

作为改进，所述机体顶部设有用于防止网衣卷入所述机体的盖板，所述盖板呈弧形固定在所述机体上，所述盖板上还设有与所述喷嘴的喷水位置相对应的开口，通过所述改进，网衣可避免在被机体清洗的过程中卷入机体而导致清洗过程无法顺利进行，同时盖板的弧形设置可使得网衣在机体上滑过的过程更为顺畅。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构爆炸示意图。

图3为本发明隐藏弧形盖板和部分连接部后的结构示意图。

图中所示：1、机体；11、连接板；12、第二通孔；13、限位销；18、浮块；19、第四通孔；21、水泵；22、液压马达；221、进水口；222、出水口；23、驱动轴；31、第一同步带轮；32、第二同步带轮；33、同步带；34、尼龙钉；4、连接部；41、开槽；5、从动轴；51、辊筒；52、刷毛；6、喷嘴基座；61、接口；62、喷嘴；621、喷孔；7、传动齿轮组；71、齿轮；8、连接柄；81、第一通孔；82、手柄；83、第三通孔；84、螺栓；9、盖板；91、开口；92、连接块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1-3所示，一种冲刷结合清洗的起网清洗机，包括机体1，所述机体1上设有用于使所述机体1始终处于水面之上的浮力装置，所述机体1内设有驱动装置、卷网装置和清洗装置；

所述驱动装置包括水泵21、液压马达22、由液压马达22驱动的驱动轴23，所述驱动轴23驱动所述卷网装置卷起网衣，所述液压马达22上设有进水口221和出水口222，所述进水口221与水泵21相连；

所述清洗装置包括冲水机构和刷洗机构，所述刷洗机构与所述卷网装置联动，所述冲水机构与所述出水口222连接，所述驱动轴23驱动所述卷网装置卷起网衣的同时，所述刷洗机构对网衣进行洗刷，且所述水泵21中的高压水通过所述冲水机构喷出对网衣进行冲洗。

需要说明的是，水泵21的一端伸出至机体1外且低于水平面、另一端与液压马达22连接，液压马达22通过减速器与驱动轴23相连。

具体的，所述卷网装置包括第一同步带轮31、第二同步带轮32、同步带33和设于同步带33上的尼龙钉34，所述尼龙钉34按间隔距离均匀分布在所述同步带33上，所述第一同步带轮31设在所述驱动轴23上且第一同步带轮31与驱动轴23转动连接，所述第一同步带轮31和所述第二同步带轮32通过所述同步带33连接，且所述同步带33与所述第一同步带轮31和所述第二同步带轮32抵紧配合，所述驱动轴23通过传动齿轮组7带动所述第二同步带轮32转动，所述第二同步带轮32通过所述同步带33带动所述第一同步带轮31转动。

需要说明的是，第一同步带轮31和第二同步带轮32的数量均为两个且对称设置在机体1的两侧，第一同步带轮31通过轴承与驱动轴23转动连接，尼龙钉34垂直设立在同步带32上，且同步带23上还设有若干个开孔，开孔设在两个尼龙钉34之间。

具体的，所述机体1两侧设有可拆卸的连接部4，所述卷网装置设在所述连接部4内且连接部4上开设有供所述尼龙钉34伸出的开槽41；

靠近所述第一同步带轮31处的尼龙钉34位于所述连接部4内，靠近所述第二同步带轮32处的尼龙钉34通过所述开槽41伸出至所述连接部4外，所述尼龙钉34带动网衣经所述连接部4的上端面导向，由所述第一同步带轮31往所述第二同步带轮32的方向移动时，所述尼龙钉34逐渐缩入至所述开槽41内以使网衣与尼龙钉34脱离。

需要说明的是，所述第一同步带轮31的直径小于所述第二同步带轮32的直径，所述第一同步带轮31的顶端高度低于所述第二同步带轮32的顶端高度，连接部4的两侧且对称设置在机体1的两侧，第一同步带轮31和第二同步带轮32的轴心均处于机体1的中部，且第一同步带轮31和第二同步带轮32的轴心处于同一水平面。

具体的，所述传动齿轮组7包括从动轴5和若干个依次啮合连接的齿轮71，所述第二同步带轮32设在所述从动轴5上，所述传动齿轮组7分别与所述驱动轴23和所述从动轴5啮合连接，所述从动轴5带动所述第二同步带轮32转动。

本实施例还有另一种卷网装置和清洗装置的传动方式：第一同步带轮31设在所述驱动轴23上且驱动轴23驱动第一同步带轮31转动，第一同步带轮31通过皮带33与第二同步带轮32连接，第二同步带轮32和辊筒51均设于从动轴5上，且第二同步带轮32与从动轴5转动连接，从动轴5带动辊筒51转动，驱动轴23通过传动齿轮组7与从动轴5传动连接，且驱动轴23的转动方向与辊筒5的转动方向相反，即当传动带32上的尼龙钉34带动网衣由第二同步带轮32往第一同步带轮31方向移动时，辊筒51带动刷毛52往网衣移动的反方向对网衣进行刷洗，通过所述改进，刷毛52的转动方向与网衣的移动方向相反，增大了刷毛52与网衣之间的摩擦力，且刷毛52与网衣相对运动能间接提高刷毛52的刷毛效率，使得刷毛52对网衣的清洁更加彻底。

需要说明的是，传动齿轮组7中位于一端的齿轮71设在驱动轴23上、另一端的齿轮71设在从动轴5上，相邻的齿轮71呈上下啮合连接设置；

液压马达22通过高压管20mm,获取动力，动力源为高压水泵，其最大压力为14mpa，吸取的海水通过增压以后得到1200r/s的转速；液压马达22通过减速器与驱动轴23相连，驱动轴23的转速为40r/s,故其通过减速器的传动比为1：27；通过减速器之后，其输出的力矩为原来力矩的78％，耗散率为22％；通过驱动轴23与第一同步带轮31的连接，得到第一同步带轮31的转速为40r/s，传动齿轮组7为三级减速，通过传动齿轮组7的减速，每级速比为3:1,所以从动轴5的转速为1.2r/s,(包含耗散功率)，得到从动轴5的转速为1.2r；由abs爪钉材料制作的尼龙钉的安装直径为dl＝200mm,所以驱动卷网的速度为753.6mm/s。

具体的，所述刷洗机构包括辊筒51和设于辊筒51上的刷毛52，所述辊筒51设在所述从动轴5上，所述从动轴5带动所述辊筒51转动。

需要说明的是，从动轴5为花键轴，第二同步带轮32为花键齿轮，从动轴5与第二同步带轮32通过花键配合连接。

具体的，所述冲水机构包括喷嘴基座6，所述喷嘴基座6上设有喷嘴62和接口61，所述喷嘴62与所述接口61相连通，所述接口61与所述出水口222相连通；

所述喷嘴62内开设有喷孔621，所述喷孔621的直径由内之外呈逐渐缩小的趋势，使得水流经过所述喷嘴62呈放射性喷出。

需要说明的是，喷嘴62的数量为若干个且按一定间隔距离均匀分布在喷嘴基座6上。

具体的，所述喷嘴62的直径范围为1.1～1.3mm。

需要说明的是，在对系统进行水动力学计算时,作了以下假设：

1.海水为理想流体；

2.海水密度为常量(ρ＝1.03g·cm-3)；

3.流动是恒定无旋的；

4.质量力是有势力,存在力势函数；

5.沿流线积分；

6.水泵在额定压力和流量下工作。

工程应用中的连续水射流的主要设计参数包括产生射流的流体静压力(简称流体压力)、射流流量、流速、功率及反冲力等动力学参数；

对连续射流,设定洗网机的作业深度为0.1m,高压胶管长度为10m,孔径20mm,在水泵出水口与喷嘴入口2个断面之间应用伯努利方程,可得出下列关系式(1):

z1+p1/ρg+α1v12/2g＝z2+p2/ρg+α2v22/2g+hw

式中：z1为水泵出水口处静水头，z2为洗网机喷嘴静水头，p1为水泵出水管进处压力(取压力p1为14mpa,流量q为120l·min-1的工作泵为初始设计参数)，p2为洗网机喷嘴压力，v1为水泵出水口处高压水速度，v2为洗网机喷嘴处高压水速度，α1,α2为动能修正系数,其值大小取决于过水断面上流速分布情况,流速分布愈均匀,α1,α2愈接近于1，不均匀时其值大于1，在渐变流中α≈1.05～1.10,这里取a1＝α2＝1.05,hw为管路流动阻力损失,hw＝λlv12/dp2g(考虑局部损失λ取0.3)；

由2个断面的连续方程可得式(2)：q＝1/4*v1πd12＝n/4*v2d22

联立式(1)和(2)可得到射流压力式(3):

p＝p2＝p1+ρg(z1-z2)+7.62ρq2/π2(13.0806mpa)

在喷嘴入口与喷嘴出口之间使用伯努利方程(忽略高度差)得式(4):

(p3/ρg)+(v32/2g)＝(p4/ρg)+(v42/2g)

式中p3为高压水喷嘴入口压力；p4为高压水喷嘴出口压力；v3为高压水喷嘴入口速度；v4为高压水喷嘴出口速度；

由于2个断面之间的连续方程式(5)：q＝(n/4)*v3πd32＝(n/4)*v4πd42

故式(6)：v4＝[2(p3-p4)/(ρ1(1–d44/d34))]0.5

由于p3>>p4,d44/d34<<1,则公式(6)可以简化为式(7):

v4＝(2p3/ρ)0.5

将式(7)代入式(5),可得到式(8):

d＝(4q/πn(2p3/ρ)0.5)0.5

此时p3＝p2＝p；

考虑到流量系数和喷嘴效率系数,得到喷嘴直径式(9)：

d＝d3＝d2＝0.7η(q/(μnp0.5))0.5

式中q为射流流量(l·min-1)；

p为射流压力(mpa)；

n为喷孔数量,选取n＝5(选择5个喷孔在圆周方向以间隔l(100.00mm)均匀分布在洗网机前挡板上)；

μ为喷嘴流量系数(0.9～0.92)；

η为喷嘴效率系数(1.05～1.3)；

射流速度

对于海水射流(ρ＝1.03g·cm-3),由式(7)得v＝44.11p0.5；

式中v为射流轴线方向的流速(m·s-1)射流流量己知射流速度，可由q＝va计算出射流流量,即射流流量等于射流出口速度乘以喷嘴出口截面积，即：

式(11)：q＝2.07nd2p中q为射流流量(l·min-1)；d为喷嘴出口直径(mm)；

射流功率：这里求出的喷嘴的速度和流量都是理论值,而实际的速度和流量均比理论值小，此外，当射流流量和压力确定后,可由下列关系式计算出射流功率；

式(12)：p＝16.67pq中p为射流功率(w)。式(12)表明,射流功率是压力和流量的函数；

将式(11)代入(12)可得式(13)：

p＝34.6nd2*p3/2

从式(13)可以看出,喷嘴出口的射流功率是产生射流的压力与喷嘴尺寸和数量的函数。式(13)还表明,射流功率与喷嘴直径的平方、压力的3/2次幂成正比,即射流功率对喷嘴直径的变化比对压力的变化敏感得多。喷嘴直径增加1倍,射流功率则增加3倍,而压力增加1倍,射流功率则增加1.8倍。因此,提高喷嘴直径可以有效提高射流功率；

综合得出：喷嘴直径为1.128mm，喷射角速度0.04rad*s-1，喷射压力为13.0806mpa。

具体的，所述机体1的一端设有连接柄8，所述连接柄8与网箱的浮管可拆卸连接，所述机体1通过所述连接柄8与所述浮管固定连接；

所述机体1的一端设有连接板11，所述连接柄8靠近所述机体1的一端和所述连接板11上分别设有供限位销13穿过的第一通孔81和第二通孔12，所述连接柄8通过所述限位销13与所述连接板11固定连接；

需要说明的是，所述手柄82形状为一个开环，开环为弹性材料且开环能将浮管圈住。

具体的，所述浮力装置包括浮块18，所述浮块18的两侧设有供螺钉穿过的第四通孔19，所述浮块18通过螺钉与所述机体1的底部固定连接。

具体的，所述机体1顶部设有用于防止网衣卷入所述机体1的盖板9，所述盖板9呈弧形固定在所述机体1上，所述盖板9上还设有与所述喷嘴62的喷水位置相对应的开口91。

需要说明的是，盖板9相对应喷嘴62处为向上凸起形成弧形，且口91的数量为若干个且间隔一定均匀距离，盖板9通过连接块92与机体1固定连接，所述喷嘴62的喷水位置与喷嘴62相对应。

通过上述技术方案，本发明达到的技术效果为：将连接柄8的第二通孔12与连接柄的第一通孔81处于同一竖直位置，并通过限位销13固定连接，将手柄82套设在浮管上，通过螺栓83将手柄82与浮管紧固，此时机体1固定在浮箱上。

启动水泵21，水泵吸水进入液压马达22，液压马达22通过减速器驱动驱动轴23转动，驱动轴23通过传动齿轮组7带动从动轴5转动，从动轴5带动第二同步带轮32和辊筒51转动，第二同步带轮32通过同步带33带动第一同步带轮31转动，同步带33传动使得设于同步带33上的尼龙钉34卷起网衣，与此同时，辊筒51上的刷毛52对网衣进行初步清洁洗刷；由于液压马达22的进水口221与水泵21相连通，出水口222与喷嘴基座6的接口相连通，因此水泵21中的高压水通过喷嘴62喷出，穿过盖板9上的开口91对网衣进行进一步的冲刷，持续这一状态，直至网衣全部清洗完毕即可，回收机体1，完成清理工作。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。