工业海洋养殖技术论文
2020-02-09 22:35:02 56
1.设计简介
2007年，应美国大豆工业协会OCAT项目的要求，机械工程系和新罕布什尔大学（ UNH和工程中心的海洋工程师对现有的OCAT笼进行了设计评论。该评估包括对所有组件的评估，对组件的有效性和连接性的评估，对制造和组装成本的估算，以及对要改进的组件的标识。 UNH的设计审查确定了两个可能的改进：改进了原始框架角接缝，和/或移除了一个或两个HDPE框架环上的钢制角接缝。基于识别和改进的改进型OCAT笼的构建成功。以下UNH设计审查和改进的网箱构造的详细说明摘自UNH提交给美国大豆工业协会USB的最终报告：放置在海湾中的OCAT网箱的结构和布局（Celikkloetal。，2007d）。
2.角连接器的改进
图1所示的原始角焊缝将HDPE连接起来，形成坚固的笼式框架。 HDPE管插入到管状钢延长管中，并用螺栓固定。但是，为了使HDPE-钢接口的连接正常，由于尺寸原因，不能使用标准的钢管。只有钢管可以加工以使其适合。管道通常很难获得，并且比钢管昂贵得多。例如，原始的OCAT角焊件重105磅（47.6千克），并且具有易于移动的优点。但是，调查发现每个连接器的生产价格约为3,250美元，整个笼架的八个角连接器的总价格为26,000美元。这是钢连接的价格。考虑到该项目的成本，对角接头进行了一系列设计改进，以简化管接头，并使用易于查找的现有材料将其制成。首先，增加笼子上倾斜管的直径，使其与上下框架的管直径相同。然后将标准的10英寸（25.4厘米）钢管接头和法兰纳入角连接的设计中。但是，与原始设计不同的是，HDPE管道不再插入钢管扩展中，而是通过螺栓和法兰连接（图2）。
图3显示了改进的角连接器的示例。这种改进的角连接器由标准的10英寸钢管制成，并设计为与10英寸DR11HDPE管匹配。每个改进的角连接均由一个标准的90度三通，两个标准的45度弯头和三个钢法兰组成，其中一个焊接在T形上，另外两个焊接在弯头上。 90度三通和45度弯头焊接在一起。三通后的角度应适合HDPE斜管的安装。锚链和吊孔的设置基本上与原始设计相同，但是增加直径的钢管钢板的尺寸已经增加。 10英寸SD11H用于上下边框和倾斜管部分DPE管的制造。 HDPE管的外径为10.75英寸，内径为8.72英寸，平均壁厚为1.015英寸。 HDPE管段也进行了修改，以适应新的角配件。改进包括法兰的两个部分，将HDPE短管端和钢支撑环焊接到每个HDPE管端（图4）。安装后，可以将钢支撑环用螺栓固定到焊接到角连接器三通和弯头的法兰上（图4）。
此改进简化了转角连接器的生产，降低了总体成本，并简化了保持架的结构。表1列出了原始连接器和新设计零件的最终成本。新的角连接减少了约50％的成本。网笼的制造得以简化，因为无需将HDPE管挤压到钢管中。无需在HDPE管道上钻孔。通过旋转支撑环，可以将角钢连接器和HDPE管件对齐。此外，新系统的模块化结构使拆卸和重新组装变得容易。请注意，新的角连接器的重量增加了338磅（153.3千克）。增加的重量使改进的部件的运动复杂化。为了解决该问题，制造了用于角连接器的支撑构件。这些支撑部件设计为具有用于移动角连接的轮子，并在需要时支撑整个笼子的重量。支撑架如图5所示。在施工过程中发现意外支撑架的好处之一是，当笼架离开地面时，它易于组装。新角连接和支撑的图形分别在附录A和B中。
