МАШИНА ГОЛОВООТСЕКАЮЩАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ

Полезная модель относится к области рыбоперерабатывающей промышленности, а именно к рыборазделочным технологическим агрегатам периодического действия и предназначена для использования на судах рыбопромыслового флота, а также на береговых рыбоперерабатывающих предприятиях для переработки крупной рыбы ценных пород.
Агрегат относится к машинам с пневматическим приводом рабочего органа, в которой в качестве головоотсекающего устройства используется V-образный гильотинный нож и которая может быть интегрирована в конвейерную линию или быть самостоятельной единицей, обеспечивающей обезглавливание горбуши, лосося, кеты, тунца и других ценных пород рыб.
Технологический процесс обезглавливания крупных пород рыб в непрерывном потоке, особенно на рыбопромысловых судах и плавучих рыбоконсервных заводах, имеет свои характерные особенности. Они заключаются в том, что в период рыбопромысловой путины, когда нагрузка на работу обслуживающего персонала и машин технологической линии значительно возрастает, последние должны работать с максимальной производительностью, обеспечивая необходимое качество продукции, без поломок и с минимальными затратами ручного труда. При этом в конструкции машин должна быть учтена особенность влияния на их работу морской качки при неблагоприятных погодных условиях.
С учетом вышеизложенных обстоятельств и потребовалась разработка специальной машины для экономичного отделения голов ценных пород рыб, что и было реализовано в заявленной полезной модели.
Существующие конструкции пневматических машин подобного типа для отсекания голов у крупных рыб имеют различные варианты технической реализации, однако основными их элементами являются: горизонтальный стол с прорезью, пневмоцилиндр с закрепленным на его поршне гильотинным ножом, установленным в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, приборы управления и контроля за работой машины. Гильотинный нож имеет V-образную конструкцию, две режущие грани которого в зависимости от размеров отсекаемых голов рыб изогнуты под углом от 90 до 120 градусов, что обеспечивает оптимальную разделку рыбы. Прорезь в горизонтальном столе повторяет конфигурацию ножа (в поперечном сечении) и предназначена для прохождения его сквозь столешницу в момент отсечения головы у рыбы.
Известна машины головоотсекающая пневматическая (далее - машина) для обезглавливания преимущественно трески и лосося конструкции «ГИПРОРЫБФЛОТА», устанавливаемая на судах типа БАТМ и в рыборазделочных цехах береговых предприятий, содержащая горизонтальный стол с прорезью, пневмоцилиндр с закрепленным на его поршне гильотинным ножом, установленным в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, приборы управления и контроля за
работой машины («Справочный материал по современному оборудованию для первичной обработки морепродуктов», справочное пособие, стр, 23, рис.22, издательство «ГИПРРЫБФЛОТ» Министерства рыбного хозяйства СССР, г.Ленинград, 1991 г.).
Характеризуя указанный тип машины, следует отметить несовершенство ее конструкции, ограниченный видовой и размерный диапазон обрабатываемых рыб (350÷400 мм), низкую производительность (20 рыб в минуту), сложность в ориентации головы рыбы в зоне реза, значительная доля ручного труда при обслуживании.
Конструкция машины состоит из сварочной рамы, на которой смонтирован горизонтальный стол с прорезью для прохождения ножа сквозь столешницу в момент отсечения головы рыбы, двух вертикальных трубчатых стоек, в верхней части которых установлен пневмоцилиндр. На штоке пневмоцилиндра посредством подвижной каретки, скользящей вдоль трубчатых стоек как по направляющим, закреплен двухгранный гильотинный нож. Ограждение зоны реза выполнено в виде трех трубчатых лееров, закрепленных на вертикальных стержнях, которое не обеспечивает необходимую безопасность проведения работ оператором машины, так как расположено на значительном расстоянии от зоны реза. В машине отсутствует направляющее устройство для адресной подачи рыбы в исходное положение, поэтому оператор перемещает рыбу к ножу непосредственно по поверхности горизонтального стола, ориентируясь на V-образную прорезь в столешнице и удерживая рыбу рукой до отсечения ее головы. Рабочий ход пневмоцилиндра с ножом осуществляется второй, свободной рукой включением пускового пневматического клапана, при этом, зачастую срез головы значительно смещается, что снижает качество продукции.
Наиболее близкой по совокупности признаков, технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является машина головоотсекающая пневматическая конструкция Московского научно-производственного предприятия «Контракт», содержащая горизонтальный стол с прорезью, пневмоцилиндр с закрепленным на его поршне гильотинным ножом, установленным в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, приборы управления и контроля за работой машины (патент Российской федерации №2076606, кл. 6А22625/14, опубликовано 10.04.1997 г., авторы: Лазарев Ю.М., Соколов В.Н., Дементьев Ю.Б., Саркисьянц Э.Н., Петросов А.Т.).
Однако, данная машина имеет ряд существенных недостатков конструктивного и эксплуатационного характера, а именно:
- невозможность регулирования режима технологического процесса, в частности скорости движения и режущего усилия головоотсекающего ножа в зависимости от вида рыбы, ее размеров и степени загрузки машины;
- сложность процессами управления машиной при подачи рыбы к ножу и ее ориентации относительно режущих граней ножа;
- низкая производительность (до 25 рыб в минуту) и ограничение по длине обрабатываемых рыб (до 500 мм);
- сложность устройства фиксации рыбы на поверхности стола в положении реза;
- предохранительное устройство для безопасной работы оператора неудобно в эксплуатации и не обеспечивает надлежащих условий безопасной эксплуатации машины;
- значительная доля ручного труда при обслуживании.
Так как сжатый воздух в машине этой конструкции поступает в пневмоцилиндр по гибким шлангам непосредственно от инвентарного компрессора без какого-либо промежуточного воздухосборника (ресивера и т.п.), то объема воздуха, поступившего в пневмоцилиндр хватает только для одного рабочего цикла - перемещения поршня с гильотинным ножом вниз и возврат его в исходное положение. Для того, чтобы осуществить рабочий цикл, сжатый воздух должен пройти путь по воздухоразводящим шлангам через редукционный пневмоклапан, фильтр-влагоотделитель, пневмораспределитель и пусковое ручное устройство, и только потом поступить в пневмоцилиндр. При этом увеличивается удельный расход сжатого воздуха и падает рабочее давление при входе в пневмоцилиндр. Пусковое устройство (смонтированное на горизонтальном столе), через которое отводится воздух из нижней полости пневмоцилиндра, не обеспечивает быстрый сброс давления в этой полости, так как в его конструкции отсутствует автоматический клапан, а отвод воздуха осуществляется через гибкий шланг относительно малого проходного сечения (Д=8 мм). Отсутствие резервного запаса сжатого воздуха в пневмосистеме, регулировочного клапана непосредственно перед впускным отверстием пневмоцилиндра и значительное сопротивление движению воздуха по магистрали не позволяют в должной мере регулировать скорость движения и режущее усилие гильотинного ножа в зависимости от вида рыбы, ее размеров и степени загрузки машины. Такая пневмосистема значительно увеличивает временной интервал между рабочими циклами, существенно ограничивая тем самым производительность машины, увеличение которой особенно необходимо в период активной рыбопромысловой путины.
Большое неудобство в эксплуатации машины вызывает то обстоятельство, что ее пусковое устройство управляется вручную. У оператора практически во время работы обе руки заняты: одной рукой он удерживает хвостовую часть рыбы, а другой приводит в действие пусковое устройство ножа. А при обезглавливании крупных пород рыб возникает необходимость подачи к ножу и удержание рыбы обеими руками, иначе может произойти боковое смещение рыбы и, как следствие - некачественный срез. Этому способствует и отсутствие каких-либо направляющих элементов, которые могли бы предохранять рыбу от бокового смещения и одновременно способствовать более точному позицированию головы рыбы относительно гильотинного ножа. В данной машине такое позицирование при укладке рыбы на стол оператором, осуществляется, ориентируясь на V-образную прорезь в его столешнице, что усложняет работу оператора.
Используемая в машине для защиты оператора от рыбных осколков сетка крайне неудобна в эксплуатации потому, что, во-первых, она расположена сбоку от стола и оператору перед каждой операцией рубки головы у рыбы приходится отходить в сторону (за сетку), во-вторых, через поверхность сетки ограничен визуальный обзор за рабочим процессом. Кроме этого, сетка часто забивается попадающими на нее частицами рыбы и требует тщательной очистки, в процессе которой машина останавливается.
Эта же сетка выполняет функцию защитного устройства от несанкционированного проникновения рук оператора в зону резки со стороны прибора управления (пускателя). Однако, с противоположной стороны и спереди стола такое ограждение отсутствует, что требует у оператора повышенного внимания и крайней осторожности в процессе работы.
В конечном счете, вышеперечисленные недостатки прототипа отрицательно сказываются на производительности машины и всей технологической линии по переработке рыбы, увеличивают себестоимость продукции, повышают долю ручного труда при обслуживании, значительно сокращают коэффициент использования оборудования.
Задача полезной модели - усовершенствование конструкции машины, повышение производительности и улучшение качественных характеристик продукции, снижение удельного расхода электроэнергии и сжатого воздуха, расширение диапазона использования машины, обеспечение оптимального безопасного режима технологического процесса обезглавливания рыбы, сокращение доли ручного труда.
Поставленная задача реализуется тем, что в известной пневматической головоотсекающей машине, содержащей горизонтальный стол с прорезью, пневмоцилиндр с закрепленным на его поршне гильотинным ножом, установленным в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, приборы управления и контроля, согласно заявленного технического решения она снабжена ресивером, сообщающимся с рабочей полостью пневмоцилиндра, а пневмораспределитель имеет автоматический клапан, обеспечивающий достаточно быстрый выброс воздуха в атмосферу из нижней полости пневмоцилиндра при движении поршня с ножом вниз. Пуск и остановка привода ножа осуществляется посредством ножной педали, смонтированной на золотниковом воздухораспределителе, соединенном с пневмосистемой посредством шлангов. На горизонтальном столе смонтировано направляющее устройство, выполненное в виде лотка для подачи рыбы в исходное положение к ножу для отсечения ее головы. Кроме этого, на столе перед ножом смонтирован защитный экран, установленный в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, а на направляющем устройстве перед защитным экраном смонтировано предохранительное ограждение, в виде рядя дугообразных прутковых лееров.
Отличительные признаки: установленный рядом с пневмоцилиндром ресивер выполняет функцию накопительной емкости, в которую от компрессора непрерывно нагнетается сжатый воздух, концентрируя в ней определенный запас этого воздуха с заданным избыточным давлением, при превышении которого он «стравливается» через подрывной клапан в атмосферу. Полость ресивера посредством гибких шлангов и пневмораспределителя сообщается с рабочей полостью пневмоцилиндра, при этом пневмораспределитель смонтирован непосредственно на пневмоцилиндре, а не на расстоянии от него, как у аналогов и прототипов подобных машин. Все это позволяет использовать укороченные гибкие шланги и значительно сократить общую длину пневмосистемы.
Наличие постоянного резерва сжатого воздуха в ресивере дает возможность до минимума сократить время наполнения сжатым воздухом пневмоцилиндр, а за счет практического отсутствия потерь давления в пневмосистеме - поддерживать стабильное оптимальное давление в верхней полости пневмоцилиндра (над поршнем), а соответственно и усиление реза, необходимое для отделения гильотинным ножом голов у рыб (Q=120÷180 кг при Р=6 амт). Специальным воздушным вентилем, установленным между пневмораспределителем и верхней полостью цилиндра, усиление реза может регулироваться в заданных пределах, обезглавливая рыбу длиной до 800 мм.
Наличие автоматического клапана, конструктивно вмонтированного в корпус пневмораспределителя, позволяет при движении поршня с ножом вниз, практически мгновенно удалять воздух из нижней полости пневмоцилиндра в атмосферу. В установке такого исполнения (пневмораспределитель-клапан) отсутствуют такие детали как гибкие шланги, штуцера и другие элементы, что упрощает его конструкцию и обслуживание. То обстоятельство, что пуск и остановка привода ножа осуществляется посредством ножной педали, смонтированной на золотниковом воздухораспределителе, соединенном гибкими шлангами с пневмосистемой, так же укрощает обслуживание машины и делает работу оператора более комфортной, так как управление педалью осуществляется ногой, при этом обе его руки остаются свободными для выполнения технологических операций.
Все вышеперечисленное позволяет обеспечивать оптимальный технологический режим работы машины в зависимости от вида рыбы, ее размеров и количества сырья, поступающего на переработку, что дает возможность достичь максимальной производительности (45 рыб в минуту) при минимальных затратах.
Смонтированное на горизонтальном столе направляющее устройство, выполненное в виде лотка для адресной подачи рыбы в исходное положение к ножу, значительно сокращает время ориентации рыбы на столе. Благодаря конфигурации корытообразной изложницы лотка, в которую укладывается рыба, последняя не выходит за пределы направляющего устройства, легко удерживается оператором одной рукой и не подвергается боковым смещениям. Защитный экран, смонтированный на горизонтальном столе
перед ножом в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, кроме своего прямого назначения (защиты оператора от рыбных осколков) позволяет с большой точностью позицировать зону реза на голове рыбы. Когда торпедовидная голова рыбы проходит под плоскостью защитного экрана (через дугообразный вырез в его нижней части), экран приподнимается. После того, как голова полностью зайдет за экран, оператор тянет рыбу назад, но верхняя жаберная крышка рыбы (цепляясь за стенку экрана) не позволяет ей дальше двигаться, фиксируя рыбу в положении реза и давая возможность гильотинным ножом произвести отрезание головы рыбы достаточно точно за ее жаберными крышками. При этом упрощается процесс фиксации рыбы в положении реза и обеспечивается надлежащее качество среза с минимальным отсечением вместе с головой части продуктивного мяча рыбы.
Использование предохранительного ограждения в виде рядя дугообразных прутков, смонтированного перед защитным экраном на направляющем устройстве, позволяет визуально наблюдать оператору процесс ввода головы рыбы в зону реза, предохраняет несанкционированное проникновение в эту зону его рук, а само ограждение не требует частой очистки.
Заявленная машина головоотсекающая пневматическая реализована в конкретном варианте, изображенном на чертеже.
На фиг.1 изображена машина головоотсекающая пневматическая, общий вид (спереди).
На фиг.2 - та же машина, вид сбоку.
На фиг.3 - та же машина, вид сверху.
На фиг.4 - та же машина, сечение А-А (увеличено).
Машина головоотсекающая пневматическая конструктивно содержит горизонтальный стол 1 с прорезью 2 в его столешнице, на котором на двух направляющих 3 закреплена площадка 4, на которой смонтирован ресивер 5 и пневмоцилиндр 6, к штоку 7 которого присоединена подвижная площадка 8. К нижней поверхности площадки 8 на болтах закреплен V-образный гильотинный нож 9, угол между режущими гранями которого, в зависимости от вида обрабатываемой рыбы, составляет 90÷120 градусов. Прорезь 2 в столешнице стола 1 сквозная и в зоне реза повторяет контур ножа 9 в его поперечном сечении. Между ножками стола на рамках 10 размещены два сменных ящика 11 для сбора голов, а под столешницей закреплены элементы подготовки воздуха: фильтр-влагоотделитель 12 с автоматическим сбросом конденсата, редуктором 13, исключающим несанкционированное выключение машины. Ресивер 5 соединен с фильтром - влагоотделителем 12 посредством гибкого пневматического шланга 14, а с пневмоцилиндром 6 - посредством вентиля 15, шлангов 16, 17, 18 и пневмораспределителя 19. В пневмораспределитель 19 вмонтирован автоматический клапан 20, на котором установлен глушитель 21, для бесшумного выброса воздуха в атмосферу. Ножная педаль 22, которой осуществляется привод ножа 9, смонтирована на золотниковом воздухораспределителе 12, который
посредством шлангов 17 соединена с пневмосистемой машины. Шланги 14 и 17 в зоне над столом 1 проходят внутри трубчатых направляющих 3. На столешнице стола 1 смонтировано направляющее устройство 24, изготовленное и выполненное в виде лотка с корытообразной изложницей, в которую укладывается рыба, а перед ножом 9 в зоне реза в вертикальных направляющих 25 установлен защитный экран 26, с дугообразным (арочным) вырезом на его нижней кромке (для прохода головы рыбы), изготовленный из полимерной пластины (толщиной 3 мм). На направляющем устройстве 24 перед защитным экраном 26 установлено предохранительное ограждение 27, изготовленное из металлических прутков в виде дугообразных лееров. Все элементы машины в верхней части закрыты съемным кожухом 28.
Машина головоотсекающая пневматическая работает следующим образом.
К клапану 13 посредством штуцерного резьбового соединения производится подключение пневмосистемы машины к инвентарному компрессору (входящему в комплект машины) или к существующей сети сжатого воздуха с параметрами: по производительности сжатого воздуха - не менее 400 л/мин, при давлении 5÷6 атм и внутренним диаметром подводящего шланга - не менее 12 мм. При работе с рыбой относительно небольшого размера с целью сокращения расхода воздуха на редукторе фильтра-влагоотделителя 12 устанавливается давление 4 атм.
Сжатый воздух, пройдя через фильт-влагоотделитель 12 по шлангу 14 поступает в ресивер 5 и заполняет его, после чего открывается на необходимую величину регулировочный вентиль 15 и воздух поступает в шланг 16, соединенный с пневмораспределителем 19.
Оператор укладывает рыбу в желоб направляющего устройства 24 и продвигает ее головой вперед к ножу 9, а затем ногой нажимает педаль 22, которая в свою очередь давит на клапан золотникового воздухораспределителя 23, установленного под педалью. В результате этого сжатый воздух по шлангу 17 из ресивера 5 через пневмораспределитель 19 поступает в нижнюю полость пневмоцилиндра 6 и его поршень (на чертеже не изображен) вместе со штоком 7 и с закрепленным на нем гильотинным ножом 9, продвигаясь вдоль направляющих 3, приподнимается. Воздух, находящийся в верхней полости пневмоцилиндра, при этом синхронно стравливается через автоматический клапан 20 и глушитель 21 в атмосферу. Педаль 22 удерживается в нажатом состоянии до конца хода ножа 9 в верх и до подачи рыбы к ножу. Затем оператор проталкивает голову рыбы под дугообразный вырез защитного экрана 26, в результате чего экран, скользя вдоль вертикальных направляющих 25, приподнимается торпедовидной головой рыбы и, когда голова полностью зайдет за плоскость экрана, оператор тянет рыбу назад. Однако верхняя жаберная крышка головы, упершись в экран, не позволяет двигаться рыбе в обратном направлении, фиксируя тем самым оптимальную зону позицирования головы относительно режущих граней ножа 9. После этого оператор опускает педаль 22, клапан 23
перекрывается, срабатывает пневмораспределитель 19, в результате чего сжатый воздух из ресивера 5 посредством шланга 16 поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра 6, возвращая нож 9 в исходное положение, который отсекает голову рыбы и она подает в ящик 11.
При движении поршня пневмоцилиндра с ножом 9 вниз, воздух из его нижней полости посредством шланга 18 поступает в пневмораспределитель 19 и посредством автоматического клапана 20 и глушителя 21 достаточно быстро сбрасывается в атмосферу, после чего рабочий цикл повторяется. Скорость перемещения гильотинного ножа 9 и режущее усилие регулируется величиной давления в пневмоцилиндре 6, которое устанавливается вентилем 15.