气洗式扇贝清洗机研制

2017-04-20袁永伟孔德刚李珊珊刘江涛

绿色科技 2017年6期

袁永伟+孔德刚+李珊珊+刘江涛

摘要：指出了扇贝清洗是扇贝分级和扇贝剥壳机械化加工的必备工序。针对现有清洗机清洗效率低、损伤严重的问题，研制了新型的扇贝清洗机。依据扇贝形状尺寸生物特性，采用差速滚刷与无水清洗技术，利用SolidWorks完成了下辊组差速运动机构、上辊组运动机构与可调间隙机构的设计，采用高压气组件进行清洗，大大节省了用水量。该扇貝清洗机生产效率高达800 kg/h，清净率大于96%，破损率小于2%，具有广阔的市场前景。

关键词：扇贝；清洗机；差速毛刷辊；间隙可调；高压气流

中图分类号：TS254

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）6-0197-02

1 引言

近20年来，海水养殖业发展迅速，成为世界水产品产量增长的主要因素。我国是全球海水养殖最为发达的国家之一，海水贝类养殖产量占海水养殖总产量的80%，是海水养殖业的一个重要组成部分，贝类养殖已成为我国海水养殖的支柱性产业。我国海域有800余种海洋贝类，贝类产量名列世界第一。

扇贝在我国的养殖历史很长，国内扇贝主要品种包括原有的栉孔扇贝和从美国、日本引进的扇贝和虾夷扇贝，主要分布在黄海北部，山东、辽宁沿海，全国适合养殖海域2000万亩。目前已经开发养殖海域1000万亩（含浮筏养殖面积）。2013扇贝年产量达到95万t，其中扇贝产量大约71万t，栉孔扇贝产量大约15万t，虾夷扇贝产量大约9万t。由数据可以看出扇贝在我国国内的产量比重较大。日常生活中常见到由于吃到不洁的扇贝产品而发生一些食物中毒的现象，所以在平时食用扇贝前应该把扇贝清洗干净。扇贝养殖中极其重要的过程是扇贝暂养，但是捕捞上来的扇贝泥沙含量高，直接放入暂养池会污染养殖环境。而人工清洗费时、费力、更费水，而市场上又几乎没有能够高效、高质量完成扇贝清洗要求的产业化设备。因此，研制出高效、清洁、安全的扇贝清洗设备显得尤为迫切。

2 总体方案设计

2.1 工作原理及目标

本文探讨了一种新型差速毛刷辊扇贝清洗机，由上下两排转向相反的清洗毛刷辊组成。在满足扇贝通过毛刷带动向前运动的同时，通过辊子之间的转速差作用使扇贝的壳体表面不断被毛刷清洗。同时采用高压气产生装置自上而下向辊子间隙吹送高压气流，使泥沙和杂质能够快速的从辊子下方落下，实现了扇贝壳体表面的高效清洁。

研制一台扇贝清洗机，生产率为800 kg/h，清净率≥96%，破损率≤2%，产品尺寸长×宽×高：1700 mm×1500 mm×1100 mm。

2.2 整机布局设计

气洗式扇贝清洗机整机布局设计如图1所示，整个装置由机架支撑，上毛辊和下毛辊分别过盈安装于上辊架和下辊架。下辊驱动电机一通过链条一带动下毛辊一顺时针转动，下辊驱动电机二通过链条二带动下毛辊二顺时针转动，下毛辊一和下毛辊二的转速可分别提高两个电机调节，使它们的转速不

同。上辊驱动电机使上毛辊逆时针转动，转速与下毛辊都不同。扇贝通过左侧进料口进入到双层毛刷辊之间，随着毛刷辊的差速转动，边刷洗边运输，最后从右侧出料。上辊架通过四根螺柱固定在下辊架上，可同时调节四根螺柱，以此达到改变上下辊架之间间隙的目的。上辊架由内辊架和外辊架组成，通过右侧的上辊架角度调节轴和左侧的上辊固定架固定在一起。上辊架的角度也可以调节，调节上辊架高度调节杆时，与之固结的上辊架角度调节轴会产生一定的转动，同时绕右侧的上辊架角度调节轴产生一定的转动，由此达到调节上辊架角度的目的。扇贝在上下组排式清洗毛刷辊之间的间隙中通过清洗，双面均得到清洗，且扇贝清洗间隙与扇贝喂入间隙大小可调，获得最佳清洗效果。

上毛辊之间的间隙上方布置若干高压气喷嘴，扇贝随着毛刷辊边刷洗边传动的过程中，对扇贝进行高压气喷射清洗，实现双重清洗，使清洗效果更好。

3 关键部件设计

3.1 毛刷辊结构设计

毛刷辊采用常规的辊轴上规则的装有较硬的刷毛结构，心部采用金属轴支撑，毛刷辊总体结构如图2所示。

3.1.1 毛刷辊材料确定

因为此设计为扇贝清洗机，且要边清洗边传送，所以选用螺旋空心毛刷辊，刷毛用尼龙，刷辊用45#钢。

用尼龙的刷辊对扇贝进行清洗，要求刷丝抗压、弹性好，但又不能擦伤被清洗物。食品机械毛刷材料采用PA6、PA66、611，612，1010丝等，辊芯使用45#圆钢或不锈钢件，注塑，植入耐高温尼龙刷丝，用于清洗物质表面污垢；刷毛多选用防菌尼龙1010刷丝，耐温耐磨，刷丝不回弯，不掉毛。

3.1.2 毛刷辊速度的计算

生产率P=800 kg/h，每根毛刷辊上可均匀排列18个扇贝，扇贝的平均质量为30 g，即每排毛刷辊上扇贝的质量为：m=30×18=0.54 kg。

所以每小时要洗的排数为：q=P/m=800/0.54=1481.48。

所以每分钟要洗的排数为：

c=q60=1481.4860=24.69。