Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННОСТЕЙ И ЗАЧИСТКИ БРЮШНОЙ ПОЛОСТИ РЫБЫ

Изобретение относится к рыбной промышленности, а точнее к технологическому оборудованию, для удаления внутренностей и зачистки брюшной полости рыбы. Устройство может устанавливаться как на береговых предприятиях, так и на судах промыслового флота.

Разделывание рыбы относится к наиболее трудоемким операциям при производстве многих видов продукции, в том числе консервов, пресервов, копченой рыбы, полуфабрикатов, кулинарных изделий и других. В отрасли предъявляются высокие требования к качеству удаления внутренностей и зачистки рыбы, поскольку правильность выполнения этих операций определяет товарный вид и сохранность готовой продукции, а также влияет на количество брака.

Технологический процесс механического удаления внутренностей и зачистки брюшной полости рыбы состоит из следующих основных операций:

- вспарывание брюшка, для осуществления которого дисковым ножом вскрывается брюшная полость рыбы: от приголовного среза до анального отверстия;

- удаление внутренностей, для осуществления которого тушка брюшком вниз перемещается через потрошильный валик, оснащенный радиальными пластинами;

- зачистка, для осуществления которой у тушки щеткой зачищается брюшная полость от черной пленки и кровяной почки.

При удалении внутренностей и зачистке брюшной полости рыбы основными проблемами являются: точная настройка рабочих органов, которая позволяет экономить сырье и повысить качество готового продукта; надежная фиксация тушки прижимным приспособлением во время обработки; повышение производительности и универсальности оборудования.

Для достижения максимальной точности при настройке рабочих органов должны измеряться морфометрические параметры рыбы. Обеспечивать универсальность оборудования целесообразно путем использования комплектов сменных рабочих органов. Кроме того, качество обработки должно достигаться за счет автоматического управления рабочими органами.

Известно устройство для разделки рыбы (RU №1750584, А22С 25/14, опубл. 30.07.1992), включающее цепной конвейер с поперечными лотками, механизм выставки рыбы на рез головы, механизм отрезания головы, операционный ротор, несущий инструменты для вспарывания и зачистки брюшной полости, механизм отрезания хвостового плавника. Устройство работает следующим образом. Рыбу, подлежащую разделке, укладывают в лотки вручную или механическим путем, предварительно сориентировав ее брюшком вверх, головой до упорной планки, уложенной на ленту сопровождения голов, в зоне загрузки рыбы и выставки на экономичный рез головы, лотки и пластины входят в контакт с копирами. В результате этого пластины отводятся вниз, иглы утапливаются в лотки. Конвейер подводит рыбу к механизму для определения линии реза головы и выставки ее в исходную позицию, затем происходит замер параметров рыбы обмерным щупом и затем рыба обезглавливается. После отрезания головы в приголовный рез входит конус серповидного ножа, вспарывающего брюшко. После этого тушка перемещается к механизму потрошения, рабочие органы которого выполнены в виде установленных в ряд, по винтовой линии, на участке протяженностью не менее одного витка профильных скоб, после этого однорядная и многорядная щетки выполняют окончательную зачистку брюшной полости, и рыба перемещается к механизму удаления плавника, после этой операции тушка выводится из устройства.

Недостатками устройства являются применение контактного измерительного органа, выполненного в виде щупа, что снижает точность измерения параметров сырья, из-за продавливания тушки рыбы в ходе измерения, что приводит к снижению качества обработки, ручная переналадка основных узлов машины при изменении видо-размерного состава рыбы, что приводит к снижению производительности.

Известно устройство для удаления внутренностей у рыбы (RU №1501997, МПК А22С 25/14, опубл. 23.08.1989), включающее конвейер с кассетами для рыбы, подпружиненные прижимы и систему приводных механизмов для передачи движения на рабочие органы, включающие нож для вспарывания брюшной полости, распластыватель и щетку для дозачистки внутренностей, орган-приспособление для подрезания и зачистки черной пленки и кровяной почки. Устройство работает следующим образом. Рыба, сориентированная в кассетах конвейера брюшком вверх, после отрезания головы и хвостового плавника подается периодически к устройству для удаления внутренностей. В период выстоя конвейера, посредством цепной передачи приводятся во вращение валы, несущие рабочие органы. Сначала дисковой нож подрезает брюшко, затем в него вводится распластыватель, который раскрывает его для обработки приспособлением, удаляющим черную пленку и кровяную почку щеточными насадками.

Недостатками устройства являются отсутствие измерительного оборудования, что снижает точность и соответственно качество обработки сырья, отсутствие автоматической настройки рабочих органов и их ручной демонтаж в случае изменения видо-размерного состава рыбы приводит к снижению качества обработки и производительности устройства.

Известно устройство (CN №203827974, МПК А22С 25/08, опубл. 17.09.2014) для удаления внутренностей у рыбы, включающее стойку, два параллельных конвейера, систему приводных механизмов для вращения рабочих органов, нож для вспарывания брюшной полости, распластыватель, механизм для удаления внутренностей и механизм дозачистки. Устройство работает следующим образом. Предварительно обезглавленная рыба загружается на конвейер и перемещается к механизму подрезания брюшка, где специальный режущий инструмент вспарывает брюшко. Затем в разрез вводится распластыватель, который раскрывает брюшную полость для дальнейшей обработки специальным приспособлением. После механического удаления внутренностей рыба перемещается к механизму дозачистки, который вымывает остатки внутренностей.

Недостатками устройства являются отсутствие измерительного оборудования, автоматической настройки и смены рабочих органов, что приводит к снижению качества и производительности устройства.

Наиболее близким техническим решением является устройство для удаления внутренностей и зачистки брюшной полости (RU №2300892, МПК А22С 25/14, опубл. 20.06.2007), содержащее раму с закрепленными на ней опорами, треугольника, включающего в себя комплект рабочих органов для удаления внутренностей и зачистки, механизм подрезания брюшка, механизм натяжной звездочки, механизм обводной звездочки. Для удобной и безопасной работы устройство снабжено прижимно-протяжными башмаками, загрузочными лотками и направляющими. Устройство работает следующим образом. Предварительно обезглавленная рыба вручную загружается в первый лоток в положении брюшком вниз и приголовком вперед, и продвигается вперед к дисковому ножу. Затем с помощью прижимного башмака рыба проводится через дисковый нож, который прорезает ее брюшко (вспарывает брюшко) до анального отверстия. После этого рыба, базируясь хребтовой костью на козырек, закрывающий сверху дисковый нож и направляющую, проводится через потрошильный валик, который посредством радиальных пластин удаляет из брюшной полости внутренности. После обработки на первом ручье выпотрошенная рыба перемещается для дополнительной обработки на второй ручей устройства. На этом ручье рыба аналогично вручную загружается в лоток, продвигается вперед и, соответственно одновременно центрируется и базируется на направляющей. После этого рыба с помощью второго прижимного башмака проводится через щеточный диск, который посредством пучков щетины зачищает брюшную полость (хребтовую кость и брюшные створки) от почки, сгустков крови и черной пленки. В случае перехода на обработку рыб другого видо-размерного диапазона устройство может быть легко перенастроено для их обработки путем выведения из рабочего положения одного комплекта рабочих органов для потрошения и зачистки брюшной полости и одновременного подведения в это положение другого. Перенастройка дискового ножа осуществляется путем его перемещения в вертикальной плоскости посредством передачи гайка-винт.

Решающим ограничением при использовании данного устройства является отсутствие измерительного приспособления, что не позволяет осуществлять автоматическую настройку рабочих органов для обработки рыбы различных видов и размеров. Это приводит к неполному удалению внутренностей у рыбы и снижению универсальности оборудования. В устройстве предусмотрены ручная смена рабочих органов и ручное перемещение сырья в ходе обработки, что существенно снижает производительность устройства и повышает опасность травмирования рук оператора.

Изобретение решает задачу повышения степени автоматизации операций по удалению внутренностей и зачистки брюшной полости рыбы, которая обеспечивает повышение производительности и качества обработки рыбы за счет бесконтактного измерения морфометрического параметра тушки рыбы и автоматического выбора и ввода в действие оптимального набора рабочих органов, а также надежной фиксации тушки рыбы в ленточном конвейере во время обработки.

Для получения необходимого технического результата в известном устройстве для удаления внутренностей и зачистки брюшной полости рыбы, включающем раму, валы с комплектом рабочих органов для удаления внутренностей и зачистки, установленные на опорах с возможностью вращения, ориентированные параллельно и равноудаленные друг от друга и от оси с закрепленными на ней опорами, которые установлены с возможностью поворота и фиксации в рабочем положении выбранного вала с комплектом рабочих органов, дисковый нож для вспарывания брюшка, установленный на отдельном валу с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, подпружиненное натяжное звено, обводное звено, двигатель для вращения рабочих органов, гибкую передачу, объединяющую двигатель, вал с дисковым ножом, валы с выбранными комплектами органов для удаления внутренностей и зачистки, подпружиненное натяжное звено и обводное звено, прижимное приспособление для тушки рыбы, направляющие, предлагается устройство дополнительно снабдить шаговыми двигателями и связанными с ними механизмами поворота и фиксации в рабочем положении выбранных валов с комплектами рабочих органов. Каждый механизм предлагается выполнить в виде планетарной передачи, ведущую шестерню которой закрепить на валу шагового двигателя и через сателлиты, установленные на валах, закрепленных на опорах, связать с внешней ведомой шестерней с внутренним зацеплением, к которой прикрепить опоры валов с комплектами рабочих органов. В качестве прижимного приспособления для тушки рыбы предлагается использовать ленточный конвейер, выполненный в виде двух отдельных эластичных лент с рифленой поверхностью, снабженных отдельными двигателями и установленных на подпружиненных валах для двухстороннего обхвата и фиксации положения тушки рыбы, находящейся в направляющих, расположенных перед ленточным конвейером. Кроме того, устройство предлагается снабдить лазерным источником и фотоприемником, установленными оппозитно по обе стороны конвейера в вертикальной плоскости перед дисковым ножом, а также вычислительным блоком, связанным с лазерным источником, фотоприемником, валом дискового ножа, шаговыми двигателями, двигателем для вращения рабочих органов, двигателями ленточных конвейеров.

Использование планетарной передачи в механизме поворота и фиксации в рабочем положении выбранного вала с комплектами рабочих органов обусловлено следующими преимуществами:

- конструкция передачи со многими сателлитами обеспечивает зацепление большего числа зубьев и меньшую нагрузку на каждый зуб. Это позволяет увеличить производительность устройства по сравнению с ближайшим аналогом;

- сбалансированность сил в передаче приводит к меньшему уровню шума и более плавной работе;

- конструкция передачи позволяет достичь больших передаточных отношений при меньшем числе колес;

- равномерное распределение сателлитов по окружности приводит к уравновешиванию радиальных сил, действующих на колеса, и, следовательно, к разгрузке подшипников центральных колес и водила.

Применение лент конвейера в качестве прижимного приспособления обосновано простотой конструкции, надежной фиксацией рыбы без механического повреждения тушки и снижением материалоемкости по сравнению с другими конструкциями.

Применение измерительного приспособления в виде лазерного источника и фотоприемника позволяет измерять бесконтактным методом длину тушки вне зависимости от консистенции сырья. Применение лазера с высокой интенсивностью луча позволяет уверенно измерять длину рыбы в условиях водяного тумана и загрязнения рабочей зоны. Промышленные исследования показывают, что погрешность измерения параметра тела рыбы фотоэлектронным способом составляет не более ±0,5 мм.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для удаления внутренностей и зачистки брюшной полости рыбы.

На фиг. 2 представлена схема механизма поворота и фиксации в рабочем положении выбранных валов с комплектами рабочих органов, выполненная в виде планетарной передачи.

На фиг. 3 представлена схема предлагаемого устройства, вид спереди.

На фиг. 4 представлена схема предлагаемого устройства, вид сбоку.

На схемах приняты следующие обозначения:

1, 31 - пятиугольные опоры;

2, 32 - оси вращения при смене рабочих органов;

3 - ведущая шестерня;

4, 34 - валы шаговых двигателей;

5, 35 - шаговые двигатели;

6, 7, 8, 9 - сателлиты;

10, 11, 12, 13 - валы сателлитов;

14 - внешняя ведомая шестерня;

15, 33 - планетарные передачи;

16, 17, 18, 19, 20, 36, 37, 38, 39, 40 - валы рабочих органов;

21, 22, 23, 24, 25 - органы для удаления внутренностей;

26, 27, 28, 29, 30, 46, 47, 48, 49, 50 - шкивы валов рабочих органов;

41, 42, 43, 44, 45 - органы для зачистки брюшной полости;

51 - гибкая передача;

52 - шкив вала дискового ножа;

53 - вал дискового ножа;

54 - дисковый нож;

55 - шкив двигателя;

56 - вал двигателя;

57 - двигатель для вращения рабочих органов;

58, 59 - обводные звенья;

60 - натяжное звено;

61 - конвейер;

62, 63 - эластичные ленты конвейера;

64, 65 - подпружиненные валы;

66, 67 - направляющие;

68, 69 - двигатели для вращения лент конвейера;

70 - лазерный источник;

71 - фотоприемник;

72 - вычислительный блок.

Устройство состоит из узла удаления внутренностей и узла зачистки брюшной полости. Оба узла аналогичны друг другу за исключением рабочих органов. На узле удаления внутренностей установлены рабочие органы для удаления внутренностей, а на узле зачистки брюшной полости установлены рабочие органы для зачистки брюшной полости. Узел удаления внутренностей состоит из пятиугольной опоры 1, имеющей возможность вращения вокруг оси 2. На оси 2 закреплена ведущая шестерня 3, установленная на валу 4 шагового двигателя 5 и введенная в зацепление с сателлитами 6, 7, 8, 9. Вал 4 установлен на опорах корпуса устройства. Сателлиты 6, 7, 8, 9 закреплены соответственно на валах 10, 11, 12, 13, введены в зацепление с внешней ведомой шестерней 14 и являются неподвижными относительно оси 2. Валы 10, 11, 12, 13 установлены на опорах корпуса устройства. При этом ведущая шестерня 3, сателлиты 6, 7, 8, 9, валы 10, 11, 12, 13, 4 и внешняя ведомая шестерня 14 образуют планетарную передачу 15, установленную в опоре 1. На пятиугольной опоре установлены валы рабочих органов 16, 17, 18, 19, 20, на каждом из которых установлены органы для удаления внутренностей 21, 22, 23, 24, 25. Валы рабочих органов 16, 17, 18, 19, 20 имеют на концах шкивы 26, 27, 28, 29, 30. Узел зачистки брюшной полости за исключением рабочих органов исполнен аналогично и состоит из пятиугольной опоры 31, оси 32, планетарной передачи 33, вала 34 шагового двигателя 35, валов рабочих органов 36, 37, 38, 39, 40, рабочих органов для зачистки брюшной полости 41, 42, 43, 44, 45 и шкивов 46, 47, 48, 49, 50. Гибкая передача 51 объединяет шкивы валов рабочих органов, находящихся в рабочем положении, со шкивом 52 вала 53 дискового ножа 54 и шкивом 55 вала 56, соединенного с двигателем для вращения рабочих органов 57. Кроме того, гибкая передача 51 включает обводные звенья 58, 59 и натяжное звено 60. Устройство снабжено конвейером 61, который выполнен из двух отдельных эластичных лент 62 и 63 с рифленой поверхностью, принимающих форму вводимого сырья, установленных на подпружиненных валах 64 и 65. В начале и конце конвейера установлены направляющие 66 и 67. Ленты конвейера приводятся в движение двигателями 68 и 69 для их вращения. Также устройство снабжено измерительным приспособлением, состоящим из лазерного источника 70 и фотоприемника 71, установленных оппозитно по обе стороны конвейера 61 в вертикальной плоскости перед дисковым ножом 54 и вычислительным блоком 72.

Описание работы устройства.

Предварительно обезглавленная тушка рыбы загружается на направляющую 66 конвейера 61, который одновременно с функцией перемещения выполняет функцию фиксации тушки в положении брюшком вниз и приголовком вперед. Тушка проходит мимо измерительного приспособления, состоящего из лазерного источника 70 и фотоприемника 71, которое осуществляет измерение ее морфометрического параметра - длины тушки. На основе информации о длине рыбы, вычислительный блок 72 осуществляет выбор и смену рабочих органов следующим образом: шаговые двигатели 5 и 35 вращают валы 4 и 34, которые приводят в движение планетарные передачи 15 и 33, установленные в центре пятиугольных опор 1 и 31. Вместе с опорой 1 и 31 вращаются валы рабочих органов 16, 17, 18, 19, 20 и валы 36, 37, 38, 39, 40 вокруг осей 2 и 32, до тех пор, пока один из них не войдет в рабочее положение. Затем тушка продвигается к дисковому ножу 54, который вспарывает ее брюшко. Далее рыба проводится через орган для удаления внутренностей. После обработки в узле удаления внутренностей рыба протягивается конвейером на узел зачистки брюшной полости. Рыба проходит через рабочий орган для зачистки брюшной полости, который вычищает остатки кровяной почки и черной пленки, после чего выводится из устройства.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства, по сравнению с ближайшим аналогом, выполняется автоматическая смена рабочих органов в зависимости от размера брюшной полости каждого экземпляра рыбы что обеспечивает повышение качества удаления внутренностей у рыбы и зачистки брюшной полости. Как показали опытные испытания устройства, количество брака при производстве тушки потрошеной сокращается на 20%, а производительность возрастает на 40%.

Устройство позволяет осуществить качественное удаление внутренностей у рыбы и зачистку с различными размерными диапазонами брюшной полости, что позволяет исключить трудоемкую операцию ручной предварительной сортировки рыбы на размерные фракции перед обработкой, а также трудоемкую операцию ручной настройки рабочих органов.