工业海洋养殖技术论文
2020-02-09 22:35:02 57
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。