虾夷扇贝吊笼定量加装装置设计分析

卢宏博 李明智 李沄朔 纪 杨 乔婷玉

（大连海洋大学大学生“蔚蓝”科技创新创业基地，辽宁 大连 116023）

随着贝类产业的不断发展，虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）的产量呈逐年递增趋势［1］。虾夷扇贝的养殖方式主要包括底播和筏式养殖2种，而且近年来设施渔业工程技术已被应用于虾夷扇贝养殖生产的全过程［2-4］。其中，在虾夷扇贝浮筏养殖过程中，随着贝苗的生长，需要进行吊笼工作，但因吊笼定量时间长，对贝苗的生长发育有很大影响［2］。所以，在吊笼过程中控制贝苗定量时长十分关键，但目前吊笼定量工作完全依靠人工完成，时间长、工作劳动强度大，在很大程度上影响了贝苗的成活率。本文针对上述问题设计了虾夷扇贝吊笼定量加装装置，可有效解决目前吊笼定量过程中时间长和劳动强度大等问题，同时为贝类吊笼定量装置的结构设计奠定了一定的理论基础。

1 装置总体结构与工作原理

虾夷扇贝吊笼定量加装装置结构如图1和图2所示，其主要由储贝槽、定量主体和导贝筒三部分组成。其中，定量主体包括主体量筒和量筒配件，量筒配件按序插入相匹配的主体量筒中。储贝槽与定量主体相配，可沿定量主体上表面前后滑动。其在储存、推送贝苗的同时，前后滑动可抹平量筒配件中的贝苗，以确保准确定量。控制杆水平贯穿于量筒主体，转动控制杆可控制量筒配件前后筒壁的距离，以确保量筒在吊笼不同时期精确定量。导贝筒由相互固定的滑筒组成，在定量主体与导贝筒之间有可径向滑动的挡板，当量筒主体完成一次定量后，滑动挡板使贝苗从量筒主体中滑入吊笼，完成一次批量定量加装。

图1 装置整体结构

图2 装置整机结构三视图

2 定量主体和容量可调设计

2.1 定量主体

常见的定量装置有2种类型［5］，即容杯固定式定量装置和容杯可调式定量装置。依据张晓芳等对虾夷扇贝天然苗种的筛选结果，在吊笼时期贝苗的大小变化较快［6］，因此，该装置采用容杯可调式定量装置。

经统计定量贝苗的规格（虾夷扇贝壳高＞5、10、25 mm），设计出由15个横截面为U形的挡板连接组成量筒配件，U形挡板半径与主体量筒半径相同，U形设计使主体量筒的容积增加且可调节，如图3所示。

图3 定量主体及配件

2.2 定量量筒容量的可调设计

通过对虾夷扇贝吊笼过程的调研，将6、7、8月贝苗看作规则圆形物体处理。经理论计算，主体量筒的可调范围及调节方案如表1所示。

表1 定量量筒容量的可调范围及调节方案

如图4所示，定量量筒的主体半径为25 mm，以确保8月较大贝苗顺利吊笼。控制杆在主体量筒上径向移动，其底端设置有一个矩形凸起，且以主体量筒底部所在平面为水平面，沿控制杆所在方向在量筒的矩形框壁上距水平面0、25、150 mm处设置3个凹槽，记为1、2、3号限位，转动并抽拉控制杆，使控制杆上的矩形突起与凹槽嵌合，可精确调节定量配件的量筒壁距主体量筒筒壁的距离，即可确定需要的定量筒容量，以满足实际生产需求。

图4 定量量筒主体及配件局部

当控制杆上的矩形凸起与1号限位卡槽嵌合时，定量量筒主体的圆弧形部分与定量量筒配件的圆弧部分组成一个横截面为圆形的定量间，此时定量容积为7 400 mm3，可满足6月贝苗吊笼的规格及数量要求。当控制杆上的矩形凸起与2号限位卡槽嵌合时，定量量筒主体的圆弧形部分与定量量筒配件的圆弧部分以及两侧长直挡板共同组成一个横截面为近似于胶囊形的U形空间，此时定量容积为15 000 mm3，可满足7月贝苗吊笼的规格及数量要求。当控制杆上的矩形凸起与3号限位卡槽嵌合时，定量量筒主体的圆弧形部分与定量量筒配件的圆弧部分以及两侧长直挡板共同组成一个横截面为近似于胶囊形的U形空间，此时定量容积为71 000 mm3，可满足8月贝苗吊笼的规格及数量要求。

3 结语

本文在定量装置的发展基础上设计了一种结构简单、计量准确、操作方便的适合贝类各生长阶段的可调式吊笼定量装置。该装置稳定性较好，完成一次定量的时间为3 min，效率为4 375.0 g/（min·人），较人工效率2 187.5 g/（min·人）提高了2.05倍，可用于海上规模化吊笼作业，可解决目前吊笼过程中定量时间长、劳动强度大、工作效率低、贝苗干露时间长等问题，具有较高的推广应用价值。