技术领域
本发明涉及一种水产养殖系统。
背景技术
在内陆水域中养鱼的标准方法是在自由范围或箱网的开放池塘中养鱼。这种池 塘利用了陆地资源特别是农村地区的陆地资源，然而同时也具有一些缺点。在这种 池塘的自由范围内养鱼很难观察、监控和管理。例如，很难估计鱼类的采食量、健 康状况和生长率。由于需要排净池塘的水(需要花费很多小时)或者在水体上拉网， 因此从这种广泛区域内捕鱼也同样非常困难。鸟类或河鼠对鱼的捕食也是非常大的 问题。可论证地，最大的缺点还是来自未吃掉的食物和鱼体废料的营养物对水体的 污染。这种污染典型地每公顷限制1-2吨池塘产量，在池塘换水率较低时尤为明显。
营养物因促进了微藻类的开花而限制了池塘的产量。随着池塘中的营养物的增 加，开花的强度也随之增大。藻花在晚上从水中夺走氧气，从而导致大量鱼类死亡。 如果微藻花变得过厚，则海藻会死亡并沉积到池塘底部，再次夺走水中的氧气。鱼 类排泄的固体废物和剩余食物在池塘底部形成淤泥，其同样也会消耗宝贵的氧气。 因为在池塘中拉网时会搅动淤泥，更进一步地夺走氧气并杀死鱼类，所以这些淤泥 还使网鱼的过程变得更加复杂。
为了克服开放池塘养殖的这些缺陷，人们通常将鱼类放置在网箱中。那样就克 服了收获、捕食和鱼类管理等问题。然而，产量仍然受到投入到池塘中的营养物和 因夺走氧气而产生藻花的限制，箱中的鱼类实际上情况更坏，鱼类挤在一起，因此 更加快速地产生缺氧。这些箱中鱼类的密度限制在大约10kg/m3。
发明内容
根据本发明一个方面提供了一种水产养殖系统，包括：
水体；
布置在所述水体中的不透液体容器；和
水体网状系统，所述水体中的水通过所述容器进行再循环，并返回到所述水体中。
根据本发明另一方面提供了一种水产养殖系统，包括：
水产养殖系统包括：
不透液体容器，设有使所述容器在水体中漂浮的浮具。在此方面的系统中还可 以包括：水体网状系统，使所述容器漂浮在其内的水体中的水通过所述容器进行再 循环并返回到所述水体中。
优选地，所述水体网状系统包括进水口，将水引导到所述容器中在某种意义上 以在容器中产生大致循环的水流。
优选地，所述进水口包括设有至少一个开口的导管，基本上以与所述容器内表 面的竖直面相切方向将水引入。
优选地，所述导管包括竖直歧管，其中该开口为将水以沿大致与容器竖直内表 面相切的方向引入的所述歧管多个开口中的一个。
优选地，所述容器包括排污口，位于所述容器中高于水体表面水位的水位处。 因此，通过所述水体网状系统将该容器填充来自水体的水达到一个水位以产生容器 相对于水体的水压。
优选地，所述网状系统包括将所述水体中的水排到所述容器中的排水装置。
优选地，所述排水装置包括气泵，气体将水从所述水体中提升到所述容器中。
优选地，所述排水装置还包括为所述水体与所述容器之间提供流体连通的导 管，所述气泵在水体液面下面的一个位置处与导管流体连通。
优选地，所述水产养殖系统还包括排污系统，将所述容器中的固体废物抽出并 将所述废物送入到废物分离器中。
优选地，所述排污系统包括排污管，其在靠近所述容器底部内表面的位置具有 开口，通过该开口可以将水和废物抽出到所述废物分离器中。
优选地，所述废物分离器包括重力分离器。
优选地，所述重力分离器为旋风分离器。
优选地，所述废物分离器包括出水口，从分离器上部送入，所述分离器中的水 通过该出水口从所述分离器中排出并被返回到所述水体中。
优选地，所述废物分离器包括与所述分离器底部连通的排污导管，通过该排污 导管可以去除收集在所述分离器中的固体废物；和泵装置，通过所述排污导管将固 体废物泵出到与池塘流体连通处隔离的位置上。
优选地，所述排污系统还包括传感器，当所述分离器中的固体废物达到设定量 时进行检测，并自动地操作所述泵装置以便将固体废物通过所述导管泵出到固定位 置上。
优选地，所述容器具有圆形截面。
优选地，所述容器包括用来使所述容器在水体中漂浮的浮具。
在一个实施方式中，所述容器包括外部结构，其可以是以玻璃纤维、塑料或金 属制成的硬质壳体的形式，或可选地为柔性板材形式。
优选地，所述容器还包括所述外部结构内的可倒转衬里。
附图说明
为了获得授权仅参考下列附图详细描述本发明的一个实施例，其中：
图1是根据本发明水产养殖系统的一个实施例的示意图；
图2是水产养殖系统的一个实施例示意图；
图3是水产养殖系统中的容器和排污系统的示意图；
图4是图3所示容器和排污系统的另一视图，但处于另一种工作状态；
图5是在排污模式下的容器和排污系统的示意图；
图6是水产养殖系统中的排污系统的俯视图；
图7是水产养殖系统中的容器的一个实施例示意图；
图8是包含在接近充满的水产养殖系统中的容器内侧的示意图；
图9是在图8充满状态下所示的箱的示意图；和
图10是所述容器在倒转状态下的衬里的一个实施例的示意图。
具体实施方式
参见附图，特别是图1和图2，根据本发明的一个实施例的水产养殖系统10包 括湖泊、河口、海洋或池塘12等水体(后面通称为“池塘12”)，其中设置了多个 箱14式的不透液体容器。尽管附图中描述使用多个箱14，但是水产养殖系统10的 可选实施方式中可以只使用一个单独的箱14。水产养殖系统10还包括网状系统16， 通过箱14将池塘12中的水进行再循环。从下面的描述中可知，网状系统16不是单 独的项目，而是管道、导管和泵或鼓风机等排水装置或设备的总称。
从广义上来说，水产养殖系统10通过将鱼类18等水生动物保持在箱14中并 将池塘12中的水通过箱14进行再循环来工作。从容器14中抽出鱼类18所产生的 固体废物和剩余食物中的主要部分，并沉积在远处位置。该远处位置与池塘的流体 连通区隔离开。如下面将要描述的，这样会将废物沉积在池塘外的陆地上，或者地 面基地上或保持在池塘中以后排放到远离池塘处的箱或池中。
每个箱14具有(硬质)外部结构例如壳体20，其典型地由玻璃纤维制成，尽 管也可以使用例如塑料或其它适宜的镀层或镀锌钢制成。浮标22被在箱14上以使 其漂浮在池塘12中。箱14被池塘12中的水填充时，达到水位L1(参见图3)，其 高于池塘12中的水位L2。这样在箱14中会产生水压H。水压H典型地为100公 里数量级。这是通过在箱14中的恰当水位或位置设置出口24以产生所需的水压H 来实现的。
网状系统16包括歧管26式的进水口，其将水引入到箱14中以使水在箱14中 基本上循环流动。在本实施方式中，通过形成歧管26作为带有多个将水沿大致与箱 14的竖直内表面30相切的方向引入的开口28的立管来实现上述效果(特别参见图 5&8)。
通过一端连接到歧管26且位于池塘12水位L2下面的下端开放的外管或导管 32，将池塘12中的水引导到歧管26中。尽管可以使用泵将水从池塘12泵入到导管 32中，但最好可以通过包含有将空气通过软管36引入到导管32中的鼓风机34(参 见图1)的空气升液系统，将水从池塘12排出到箱14中。当气体通过导管32冒泡 时，将导管32中的水升高，使其流入到进口/歧管26中并因而进入到箱14中。理 想地，将鼓风机34连续保持在接通状态以使池塘12中的水连续排出到箱14中。箱 14中高于排出口水位的水返回到池塘12中。这些水可以在排出(或者溢出)口24 的位置直接返回到池塘12中。可选地，排出口24的水可被导入到管道或软管中， 其在远离箱14的位置将水返回到池塘12中。
剩余食物和鱼类粪便等固体物质会在重力作用和由循环水流的向心力的共同 作用下，集聚在箱14的底面38上，尤其是被拉向底面38的中央位置。
排污系统40工作以便除去箱14中的固体废物。排污系统40包括安装在箱14 外侧上的重力分离器42。分离器42更具体地是以旋风或漩涡分离器的形式。排污 管44的一端连接到分离器42的入口46上并延伸基本上与箱中水位L1下面水平的 第一段48，并延伸基本上沿着朝向底面38的箱中央轴垂直的第二段50。段50的下 端52开放，并连接到圆形凸缘54上，该凸缘由多个短腿部件56保持在底面38上。 这样形成了凸缘54与箱14底面38之间的废物收集区58。
空气升液器60连接分离器42，通过分离器42将箱14中的水经由排污管44抽 出。空气升液器60包括导体62，其大致为字母“U”形，一端64连接到形成于箱 14正常水位L1下面水位的分离器42的出水口66上。导管62的另一端68开放， 将水返回到池塘12中。在分离器42附近的位置可能会发生这种情况，或者可选地， 端部68可连接到软管上以便在远离分离器42和相关箱14的位置将水返回到池塘 中。空气软管70连接到导管62的长度段上，包含位于导管62的“U”形管63上 面且低于水位线L2的位置的端部68。空气软管70与鼓风机34流体连通。
软管70中没有通气时，分离器42内的水位L3基本上与水位L1和水箱14相 同。因而基本上没有水从箱14转移到分离器42中。然而当空气升液器60接通时， 气体通过软管70泵入到导管62中，通过导管62的空气冒泡从端部68排出，将容 纳在导管那部分中的水排出。这样就产生了从分离器42通过导管62的水流，导致 水位L3相对于箱14中水位L1的下降，如图4所示。因此，将水从箱14中经由排 污管44抽到分离器42中。该水流从凸缘54底部被抽出，水流中携带了箱14底部 38上沉积的固体废物。由于入口46位于出口66下方，所以包含在被抽入到分离器 42中的水中的固体物质基本上会沉淀在分离器42的底部。而且，当水进入进口46 时确实与分离器42的内表面相切，产生有助于将固体物质与水分离的循环水流。将 位于或高于出口66水位的水经由导管62抽出。挡板或盘72支撑在分离器42内， 沿竖直面位于基本上与出口66水位相等的水位上。这样还有助于防止固体物质通过 开口66排出。
为了排出聚集在分离器42中的废物，将第二空气升液器74连接到分离器42 上。空气升液器74包括连接到分离器42下端的排污口78上的导管76。导管76大 致为字母J形，具有连接到排污口78上的U形管80。软管82的一端流体连接鼓风 机34，另一端在高于U形管80的一个位置流体连接导管76。当将空气通过软管82 输送给导管76时，导管76中的水冒气泡，将容纳其中的水排出。这样就使分离器 42的水经由排污口78和导管76流动。这种流动会带走淤泥和收集在分离器42中 的其它废物。导管76远离排污口78的一端会通往如图5所示的漂浮废物收集盒84。 可选地，导管76可连接到将废物输送到远离池塘12位置的网状系统。然后可以进 一步处理废物例如制造肥料或沼气。分离器42具有下截头圆锥体部86和上圆柱体 部88。截头圆锥体部86有助于当排出固体废物时在分离器42中产生循环水流。只 有一小部分的池塘水穿过排污口78和导管76，以减少失水量。可以通过处理废物 以从固体废物中分离出尽可能多的水而进一步减少这种损失。然后可以对水进行处 理并使其返回到池塘12中。
水产养殖系统10的结构和操作简述如下。首先，箱14在池塘12中提供了一 个隔离的环境，在该环境中养殖鱼类或其它水生动物18。在这点上，箱14是抗渗 透的，因此水不能自由地流通池塘12与箱14内部之间的容器的表面区域。此外， 因此基本上在水产养殖过程中所产生的所有固体废物都与池塘水分离。通过经由管 36输送气体，池塘12中的水被气动提升到箱14中，使箱14中产生循环水流。空 气连续流动以使水连续输送到箱14中。当水位升高到开口28的水位以上时，溢出 水被送回到池塘12中。由于箱14中水的重力和循环流动的作用，从开口28排出的 水至多只包含非常小比例的固体废物。大部分的废物沉积在底部38。气体可以连接 到输送到第一空气升液器60中，使水从箱14的底部38经由排污管44流入分离器 42中。基本上所有的固体废物都夹带在水流中。分离器42将固体废物与水分离开 并沉淀在分离器42的底部。在该过程中从分离器42中溢出的水被送回到池塘12 中，并再次基本上不含废物。通过操作第二空气升液器74，可以经常从分离器中去 除积累的固体废物和淤泥。这些废物可以输送到漂浮淤泥盒84中，或者更优选地排 出到远离池塘12的一个位置上。可以设置传感器以便在固体物质或淤泥达到预定量 时进行检测，例如分离器42的重量、体积或高度以便自动地操作第二空气升液器 74以排出废物。
系统10组合了基于水产养殖系统的标准池塘和基于箱系统的陆地的正面特征。 特别地，该系统能够去除基本上所有的废物，使再产生的藻花最小化，因而提供基 本上更大的产量。原型系统的仿制意味着池塘产量可达到每公顷10-15吨数量级。
如图10所示，通过为每个箱14提供可倒转的衬里90可进一步增加系统10。 提供可倒转的衬里10便于鱼类经由为箱与箱之间提供流体连通的通道(未示出)在 各箱之间自动通过。此外，衬里90的倒转便于清洁衬里。可通过衬里34与箱中设 置衬里的内表面之间的鼓风机34将气体泵出，将衬里90倒转。在美国专利号 6,195,812中阐述了该衬里工作的更多内容，在此引用其相关内容作为参考。
因为已详细描述了本发明的一个实施方式，所以对于相关领域中的普通技术人 员来说很清楚，在不脱离基本发明内容的范围内还包括各种修改和变形。例如，水 产养殖系统10可以包括任何数量的箱或容器14。此外，尽管该系统描述了使用气 泵或鼓风机34以产生所需的水流，但是也可以通过常规水泵来实现。系统10还可 以包括浮船装置92，如某些附图中所示，以使操作者可以方便地操作系统和畜牧业。 此外，容器不需要包括硬质外部结构或壳体20。而是一个或多个容器中可以包括柔 性的不透液体片材例如PVC或其它塑料材料。在带有衬里90的容器中，容器会包 括两个柔性的不透液体片材，把一个嵌套在另一个之中。同时，排污管44无需具有 所示的特定形状和结构，也就是水平段48和竖直段50，而是可以简单地从箱14的 侧壁倾斜地延伸。除了用来监控分离器42中废物生长的传感器之外，还可以利用简 单的计时器来代替，使废物经由导管76的排出基本时间基线。例如，计时器每两个 小时操作空气升液器74十分钟以去除箱14中的固体废物。
所有这些修改和变形都应被视为包含在通过上述说明和权利要求中所确定的本 发明实质的范围内。