УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОШТУЧНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ И ОРИЕНТИРОВАНИЯ РЫБЫ
DEVICE FOR FISH SINGULATION AND ORIENTATION

Изобретение относится к рыбной промышленности, а точнее к технологическому оборудованию для поштучного разделения рыбы. Устройство может использоваться как на береговых предприятиях, так и на судах промыслового флота.
При выполнении операций поштучного разделения и загрузки рыбы основными проблемами являются следующие: травмирование рыбы при ее перемещении, недостаточная надежность поштучного разделения рыбы, обеспечение необходимой ориентации рыбы для дальнейшей обработки, низкая производительность при загрузке, необходимость ручной перенастройки в зависимости от видо-размерного состава рыбы.
Известно устройство для загрузки рыбы (RU №2476366, МПК А22С 25/08, опубл. 06.10.1978), включающее приводимый во вращение барабан с ячейками и приспособление для ориентирования рыбы головой вперед, которое содержит верхнюю и нижнюю ориентирующие плоскости, покрытые фрикционным материалом, разделенные продольными перегородками и соединенные системой рычагов, загрузочный транспортер, лотки для передачи рыбы с верхней ориентирующей плоскости на нижнюю плоскость, вращающуюся щетку, лоток для передачи рыбы в барабан и поддон. Загрузочный транспортер подает рыбу из бункера на верхнюю ориентирующую плоскость. Под действием колебательною движения, сообщаемого системой рычагов, рыба по верхней ориентирующей плоскости перемещается головой вперед и по лоткам передается на нижнюю ориентирующую плоскость. Затем ориентированная головой в одну сторону тушка поступает под щетку, которая распределяет поток рыб в один слой и сообщает ему ускорение. Вследствие этого рыба упирается рылом в упорную планку и через окно и лоток, не меняя ориентации, падает в ячейки барабана, размещаясь между пластинами. После выхода ячеек барабана с рыбой из зоны загрузки, ограничиваемой стенками лотка, между пластинами остается некоторое количество рыбы. Поворотная пластина поворачивается, прижимая рыбу к барабану. Остальные ничем не удерживаемые тушки высыпаются из ячеек барабана и отводятся в бункер. Прижатая пластиной рыба переносится на поддон, где пластина вновь поворачивается, занимая первоначальное положение, а рыба перемещается по поддону следующей за ней неподвижной пластиной. При выходе рыбы за пределы поддона пластина вместе с рычагом возвращается в первоначальное положение, и освобожденная рыба, ориентированная спинкой вверх, попадает в кассету рыбообрабатывающей машины.
Недостатками устройства являются ненадежное поштучное разделение рыбы, обусловленное тем, что в каждой ячейке барабана прижимная пластина может захватить две рыбы вместо одной. Также требуется ручная замена поворотной пластины в зависимости от размеров рыбы. В устройстве возможно травмирование рыбы и нарушение равномерности работы рыбообрабатывающего оборудования при неудачном захвате сырья прижимной пластиной. Это приводит к снижению производительности и ухудшению универсальности оборудования.
Известно устройство для загрузки ориентаторов (RU №3008220, МПК А22С 25/08, опубл. 30.10.1983), включающее ковшовый элеватор, бункер, тяговый орган, выполненный в виде двух параллельных цепей. Ковш элеватора, последовательно проходя через бункер, захватывает определенное количество рыб. При достижении первым ковшом крайнего желоба ориентатора все ковши группы опрокидываются и свободно разворачиваются относительно друг друга. Рыба переходит в продольном положении в желоба ориентатора.
Недостатками устройства являются неточное порционное дозирование, снижающее надежность работы оборудования, и невысокая производительность.
Известно устройство для загрузки рыбы на автоматическую линию производства ломтиков (CN №203568344, МПК А22С 25/08, опубл. 30.04.2014), включающее опорную раму, конвейер, ведущее и ведомое колеса, соединенные с конвейером, кронштейн с регулируемыми распорными пластинами, трапециевидный лоток, привод, соединенный с ведущим колесом, накопитель для рыбы. Устройство позволяет извлекать из накопителя тушки рыбы и поштучно загружать их на автоматическую линию, причем количество поштучно загружаемой рыбы регулируется путем изменения расстояния между распорными пластинами.
К недостаткам данного устройства следует отнести низкую надежность поштучной загрузки рыбы, невысокую производительность, а также возможность повреждения тушек при застревании в распорных пластинах. Для повышения точности загрузки в устройстве следует уменьшать расстояние между распорными пластинами, что приводит к застреванию и повреждению рыбы в устройстве. Увеличение производительности связано с увеличением скорости конвейера, что также увеличивает повреждаемость сырья при загрузке.
Наиболее близким техническим решением является устройство для поштучного разделения рыбы (RU №1052208, МПК А22С 25/08, опубл. 07.11.1983), включающее накопитель, приводимый во вращение барабан, ограждение и съемник. Ограждение барабана содержит пластину из эластичного материала, жестко закрепленную концами, и стойки, причем пластина снабжена планками с отверстиями и пружиной, последовательно пропущенной через стойки и отверстия планок с возможностью ее осевого перемещения. С транспортирующего устройства рыба, ориентированная головой вперед, поступает в накопитель, где размещается стопкой, упираясь рылом в шторку и наклонную стенку накопителя. При вращении барабана очередной ряд игл накалывает нижний ряд рыб, находящихся в накопителе, и протягивает через шторку и далее под пластиной до съемника. При изменении толщины рыбы пластина отжимается в наружную сторону, не повреждая кожного покрова рыбы.
Недостатками устройства являются высокое количество брака в связи с травмированием тушек обрабатываемых рыб иглами при захвате. Кроме того, рыбу предварительно ориентируют, укладывая на конвейере головой вперед, а это, как правило, отдельная ручная операция.
Изобретение решает задачи снижения травмирования сырья в процессе поштучного разделения за счет использования способа удержания рыбы без травмирования ее мышечных тканей при транспортировании и ориентирования рыбы головой в одну сторону за счет использования силы тяжести с учетом того, что коэффициент трения в хвостовой части больше, чем в приголовной.
Для получения необходимых технических результатов в устройстве для поштучного разделения и ориентирования рыбы, включающем накопитель, приводимый во вращение барабан с цилиндрической поверхностью, снабженной участками, выполненными с возможностью удержания рыбы в процессе транспортирования, съемник, предлагается барабан установить на валу, который выполнить с внутренней полостью, а участки для удержания рыбы выполнить в виде пластин с внутренними полостями для хладагента, последовательно соединенными при помощи трубок с образованием контура циркуляции хладагента, подающий и отводящий каналы которого предлагается связать с внутренней полостью вала. Накопитель предлагается снабдить загрузочным лотком и установить под барабаном на перфорированном основании, закрепленном на штоке подъемного цилиндра. Накопитель предлагается выполнить из прозрачного материала с перфорированным дном для вытекания воды, а подъемный цилиндр снабдить щитом с наклонными поверхностями для отвода воды. Для определения уровня рыбы в накопителе предлагается использовать оппозитно установленные лазерный источник и фотоприемник. Кроме того, устройство предлагается снабдить ориентирующей наклонной плоскостью, на верхней части которой на держателе закрепить съемник, выполненный в виде связанной с нагревателем нити накаливания, установленной с возможностью поочередного скольжения по поверхностям охлаждаемых пластин при вращении барабана для отогрева и отделения примороженных тушек рыбы. Устройство предлагается снабдить установленным наклонно и снабженным направляющими ориентирующим конвейером, за которым расположить оборудованный лотками и приспособлением для получения видеоизображения отводящий конвейер со смонтированным на нем сбрасывателем, рядом с которым предлагается установить возвратный конвейер, связанный с загрузочным лотком накопителя. Кроме этого, устройство предлагается снабдить управляющим блоком, связанным с подъемным цилиндром, лазерным источником, фотоприемником, ориентирующим конвейером, отводящим конвейером, приспособлением для получения видеоизображения, сбрасывателем и возвратным конвейером.
Использование в качестве захватывающего приспособления охлаждаемых пластин обусловлено следующими преимуществами:
- исключение травмоопасного фактора при захвате рыбы, что позволяет существенно снизить количество брака;
- упрощение кинематики и снижение материалоемкости узла для захвата рыбы за счет замены игл охлаждаемыми пластинами и исключения ограждения.
Применение лазерного источника с высокой интенсивностью луча и фотоприемника позволяет измерять бесконтактным методом уровень наполнения рыбой накопителя даже в условиях загрязнения рабочей зоны и избежать деформирования сырья, что повысит надежность обработки рыбы.
Применение подъемника и управляющего блока позволяет автоматизировать полную выгрузку сырья из накопителя. Применение приспособления для получения видеоизображения позволит автоматически определять положение каждой тушки в лотке отводящего конвейера и отводить неправильно ориентированное сырье с помощью сбрасывателя обратно в накопитель, что предотвращает перебои в работе рыбообрабатывающей машины.
На прилагаемых к описанию схемах изображено:
фиг. 1 - предлагаемое устройство для поштучного разделения и ориентирования рыбы, вид спереди;
фиг. 2 - то же, вид сверху;
фиг. 3 - съемник предлагаемого устройства, вид сверху.
На схемах приняты следующие обозначения:
1 - загрузочный лоток;
2 - накопитель;
3 - перфорированное основание;
4 - возвратный конвейер;
5 - шток;
6 - манжета;
7 - щит;
8 - подъемный цилиндр;
9 - управляющий блок:
10 - лазерный источник;
11 - фотоприемник;
12 - барабан;
13 - охлаждаемые пластины;
14 - трубки;
15 - вал полый;
16 - съемник;
17 - ориентирующий конвейер;
18 - направляющая;
19 - отводящий конвейер;
20 - лоток;
21 - приспособление для получения видеоизображения;
22 - сбрасыватель;
23 - тушка рыбы;
24 - луч лазера;
25 - нить накаливания;
26 - нагреватель нити;
27 - штырь;
28 - ориентирующая наклонная плоскость;
29 - ограждение;
30 - подающий канал;
31 - отводящий канал;
32 - держатель съемника.
В предлагаемом устройстве для поштучного разделения рыбы загрузочный лоток 1 закреплен на накопителе 2, который установлен на перфорированном основании 3. Возвратный конвейер 4 соединен с загрузочным лотком 1. Накопитель 2 выполнен с прозрачными стенками и имеет перфорированное дно. Перфорированное основание 3 закреплено на штоке 5 с манжетой 6 подъемного цилиндра 8, защищенного от воды щитом 7, выполненным с наклонными поверхностями.
Управляющий блок 9 соединен с подъемным цилиндром 8, лазерным источником 10, фотоприемником 11, сбрасывателем 22, приспособлением для получения видеоизображения 21 и отводящим конвейером 19. Лазерный источник 10 и фотоприемник 11 установлены оппозитно по обе стороны от накопителя 2. Барабан 12 установлен на полом валу 15, по которому подается и отводится хладагент. На цилиндрической поверхности барабана 12 закреплены охлаждаемые пластины 13, выполненные с полостями для хладагента. Полости смежных пластин 13 сообщаются посредством трубок 14, образуя контур циркуляции хладагента, подающий 30 и отводящий 31 каналы которого связаны с полым валом 15.
Съемник 16 выполнен в виде нити 25 накаливания с нагревателем 26 нити и закреплен с помощью держателя 32 съемника на верхней части ориентирующей наклонной плоскости 28 с ограждением 29 так, чтобы нить 25 накаливания при вращении барабана 12 скользила по очередной приблизившейся охлаждаемой пластине 13 с примороженной тушкой 23 рыбы, отогревая поверхность пластины 13 и отделяя примороженную тушку 23 рыбы от пластины 13.
Продолжением ориентирующей наклонной плоскости 28 является наклонно установленный ориентирующий конвейер 17, над которым расположены направляющие 18 со штырями 27.
За направляющими 18 ориентирующего конвейера 17 установлен отводящий конвейер 19, оборудованный лотками 20 для тушек 23 рыбы.
Над поверхностью отводящего конвейера 19 установлено приспособление 21 для получения видеоизображения тушки 23 рыбы для контроля ее ориентации. После приспособления 21 для получения видеоизображения на отводящем конвейере 19 смонтирован сбрасыватель 22, рядом с которым установлен возвратный конвейер 4.
Описание работы устройства для поштучного разделения и ориентирования рыбы.
Размороженная или свежевыловленная рыба внавал подается через загрузочный лоток 1 в накопитель 2, который в момент загрузки опущен в крайнее нижнее положение. Вода, стекающая с тушек 23, вытекает через перфорированное дно накопителя 2 и перфорированное основание 3 и попадает на установленный над подъемным цилиндром 8 щит 7, выполненный с наклонными поверхностями для отвода воды. Барабан 12, установленный на полом валу 15, вращается вокруг своей оси. Полость вала 15 используется для подачи и отвода хладагента, который по трубкам 14 поступает к полостям охлаждаемых пластин 13. Создается контур циркуляции хладагента, включающий подающий канал 30 и отводящий канал 31, полости охлаждаемых пластин 13, сообщающиеся при помощи трубок 14.
Благодаря циркуляции хладагента в трубках 14 и полостях охлаждаемых пластин 13 пластины охлаждаются до отрицательной температуры. При включении оператором управляющего блока 9 подается команда включения лазерного источника 10. Лазерный источник 10 проецирует луч 24 лазера на фотоприемник 11 через прозрачные стенки накопителя 2. Фотоприемник 11 передает информацию управляющему блоку 9 об уровне рыбы в накопителе 2. В случае, если уровень рыбы в накопителе оказывается ниже заданной величины, управляющий блок 9 получает информацию от фотоприемника 11 и подает команду подъема на подъемный цилиндр 8 перфорированного основания 3 вместе с накопителем 2. Подъемный цилиндр 8 посредством штока 5 и перфорированного основания 3 поднимает накопитель 2 до заданного уровня, при котором тушки верхнего слоя рыбы перекрывают луч 24 лазера, после чего фотоприемник 11 передает информацию об этом в управляющий блок 9, который останавливает подъем накопителя 2. В таком положении поверхность барабана 12 с охлаждаемыми пластинами 13 при вращении входит в соприкосновение с тушками 23 рыбы, вследствие чего тушки 23 рыбы примораживаются к охлаждаемым пластинам 13, прилипая к ним. Между тушками 23 рыбы и охлаждаемыми пластинами 13 образуется тонкий слой льда. Барабан 12, продолжая вращение, поднимает примороженные тушки 23 рыбы из накопителя 2 и перемещает их вверх. По мере выгрузки рыбы из накопителя 2 луч 24 лазера попадает на фотоприемник 11, который передает информацию на управляющий блок 9. Управляющий блок 9 подает команду на подъемный цилиндр 8, который начинает подъем накопителя 2 до тех пор, пока сырье снова не перекроет луч 24 лазера. Циклы подъема и останова накопителя 2 повторяются по командам управляющего блока 9 до полной выгрузки тушек 23 рыбы из накопителя 2.
Нагретая нагревателем 26 нить 25 накаливания съемника 16 скользит по приблизившейся к ней охлаждаемой пластине 13 с тушкой 23 рыбы и растапливает тонкий слой льда между пластиной 13 и тушкой 23 рыбы, в результате чего тушка 23 рыбы отделяется от пластины 13 на барабане 12 и соскальзывает на ориентирующую плоскость 28. Поскольку ориентирующая плоскость 28 установлена под наклоном, тушки 23 рыбы ориентируется на ней преимущественно головой вперед. Ориентирующая наклонная плоскость 28 снабжена также ограждением 29, чтобы предотвратить соскальзывание тушек 23 рыбы.
Далее тушки 23 рыбы попадают на ориентирующий конвейер 17 и окончательно выравниваются и разделяются поштучно в установленных над конвейером 17 направляющих 18 и штырях 27. После выхода из направляющих 18 тушки 23 рыбы соскальзывают в лотки 20 отводящего конвейера 19, установленного рядом. Над конвейером 19 установлено приспособление 21 для получения видеоизображения с целью проверки правильности ориентирования движущейся мимо тушки рыбы.
Если тушка 23 рыбы ориентирована правильно, то она выводится из устройства в рыбообрабатывающую машину (не показана). Тушка 23 рыбы, ориентированная неправильно, сталкивается сбрасывателем 22 на возвратный конвейер 4, который перемещает тушки 23 рыбы обратно через загрузочный лоток 1 в накопитель 2. После полной выгрузки рыбы из накопителя 2 управляющий блок 9 выключает лазерный источник 10 и подает команду на подъемный цилиндр 8, который опускает перфорированное основание 3 вместе с накопителем 2 в крайнее нижнее положение. В таком положении устройство готово к приему следующей партии рыбы.
Таким образом, при использовании предлагаемого устройства, по сравнению с ближайшим аналогом, обеспечивается гарантированный захват и транспортирование рыбы без повреждения мышечных тканей, что позволяет получить продукцию более высокого качества (резко снижается количество брака - на 60%), кроме того, одновременно с транспортированием обеспечивается ориентирование рыбы головой в одну сторону, что в ближайшем аналоге не выполняется.