新型自卸式排渣吊籠及防骨渣掉落裝置的研制

楊方威 賈 偉 張春暉 李 俠

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193)

新型自卸式排渣吊籠及防骨渣掉落裝置的研制

楊方威 賈 偉 張春暉 李 俠

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193)

研制一種用于動(dòng)物骨提取的新型自卸式排渣吊籠及防骨渣掉落裝置。該自卸式排渣吊籠主要由吊籠底圈、底蓋網(wǎng)板、吊籠桶體、上沿加強(qiáng)圈、吊籠上蓋等幾個(gè)主體構(gòu)成，很好地解決了老式排渣吊籠鎖蓋不嚴(yán)、銷釘容易掉落的問題。新的起吊結(jié)構(gòu)，能夠防止吊鉤脫落，而且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，即使在罐下部起吊也可簡單易操作，提高了生產(chǎn)效率和安全性。同時(shí)，為避免吊籠進(jìn)出底部加設(shè)直噴立管的提取罐時(shí)骨渣容易掉落的問題，配套設(shè)計(jì)了新型防止吊籠中骨渣掉落裝置。該設(shè)計(jì)裝置造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，能有效防止吊籠中骨渣掉落，可大大提高后續(xù)設(shè)備的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。

吊籠；畜禽骨提?。还窃?；裝置設(shè)計(jì)

骨素又名鮮骨抽提物，是以鮮骨為原料，采用物理加工工藝，充分提取鮮骨中的水溶性營養(yǎng)物質(zhì)，肉香味濃郁且營養(yǎng)極其豐富，是一種高蛋白、低脂肪、純天然的營養(yǎng)型食品調(diào)味料基料[1]。骨素已廣泛應(yīng)用于肉制品加工、方便面調(diào)味包及調(diào)理食品的生產(chǎn)中，逐漸成為畜禽骨高值轉(zhuǎn)化利用的主要形式[2]。

依據(jù)原料進(jìn)出抽提設(shè)備的方式可將中國的骨素?zé)釅撼樘嵩O(shè)備分為上進(jìn)上出式、上進(jìn)下出式、上進(jìn)下排渣式、中間出料式和臥式殺菌鍋提取式等；其中上進(jìn)上出式提取罐設(shè)備應(yīng)用優(yōu)勢較大，生產(chǎn)效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化，但要求設(shè)計(jì)同提取罐的罐體相配套的吊籠，即進(jìn)行大開口吊籠上進(jìn)上出料方式的提取罐提取[3]。吊籠作為承裝畜禽骨的設(shè)備需要有透水好和耐壓、耐沖撞的特性。畜禽骨提取生產(chǎn)中的傳統(tǒng)吊籠常用打孔的304不銹鋼板制作，提取后，裝載在吊籠中的物料需要卸載，往往在去掉吊鉤后采用專用裝置將吊籠反轉(zhuǎn)后倒出(圖1)。該操作工序費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且一般吊籠和物料經(jīng)過蒸煮后溫度很高，容易發(fā)生次生危險(xiǎn)對操作人員造成傷害。此外，老式的排渣吊籠的雙開下蓋采用4個(gè)U型活動(dòng)栓在下蓋和吊籠底圈栓住。在打開時(shí)，U型銷栓經(jīng)蒸煮后滾燙拆卸時(shí)容易掉落，對其他設(shè)備易造成損害。老式吊籠采用3根或4根鏈條連接后作為起吊配置，這樣上部開蓋加料時(shí)鏈條易形成阻礙，而且鏈條長期使用過程中存在疲勞隱患，造價(jià)偏高[4]。在工作過程中，尤其是在起吊兩個(gè)疊加吊籠下面一個(gè)時(shí)，由于鏈條為柔性會(huì)散落在籠上，需要起吊掛鉤時(shí)必須使用特殊工具輔助。操作人員處在提取罐口離底部吊籠距離遠(yuǎn)，而且往往罐內(nèi)有大量熱蒸汽既不安全又很難操作。

1. 底部立管孔 2. 吊籠筒體 3. 翻轉(zhuǎn)吊耳 4. 鏈條吊耳 5. 鏈條

同時(shí)，為了提高產(chǎn)品的出品率且使吊籠中的骨頭加熱更加均勻，在骨抽提罐的底部需要加設(shè)直噴立管[5]。相對應(yīng)，吊籠為配合立管就需要在吊籠的中部開孔，以使吊籠下落過程中直噴立管插入到吊籠中間。由此，一般吊籠開孔直徑為76～108 mm的上下通孔，而骨渣的大小一般為30～50 mm 的塊，所以在吊籠運(yùn)行過程中碎骨會(huì)經(jīng)過通孔掉落在提取罐內(nèi)(圖2)。尤其在蒸煮完成后，由于骨頭經(jīng)過加熱已變得酥軟，吊籠在出鍋時(shí)非常容易掉落大量骨渣。掉落在罐內(nèi)的大量骨渣對后期湯液的過濾分離造成很大的困難，不僅增加了設(shè)備負(fù)擔(dān)，也大量增加設(shè)備使用成本和人工成本。

因此，為了提高生產(chǎn)效率和安全性，設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、防吊鉤脫落、易起吊的自卸式吊籠，同時(shí)加設(shè)防止吊籠中骨渣掉落的裝置，就顯得尤為必要。本研究是在現(xiàn)有骨素吊籠提取裝置的基礎(chǔ)上，研制出一套既可提高產(chǎn)品質(zhì)量又可減輕后續(xù)成本的可食性動(dòng)物骨素提取裝置。

1. 提取罐下封頭 2. 吊籠 3. 立管 4. 提取罐夾套 5. 提取罐上蓋

1 新型自卸式排渣吊籠和防骨渣掉落裝置的設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

新型自卸式排渣吊籠主要由吊籠底圈、底蓋網(wǎng)板、吊籠桶體、上沿加強(qiáng)圈、吊籠上蓋等主體構(gòu)成，見圖3。新型防止吊籠中骨渣掉落裝置主要由裝置外殼、復(fù)位彈簧、滑塊、插入孔等組成，見圖4。

1.2 工作原理

在新型自卸式吊籠下蓋處焊接厚度為50 mm含有內(nèi)徑21 mm圓孔的鎖蓋塊，鎖塊再與蓋通過連接板連接加強(qiáng)。在底部圈焊接有帶固定套的L行長槽的銷釘套，丄形為20 mm圓鋼銷釘在銷釘套內(nèi)沿L行長槽可與鎖蓋塊的圓孔銷合并鎖定，丄形銷釘可在重力作用下保持在L行長槽的短端。下蓋由兩個(gè)半圓蓋組成，每個(gè)半圓蓋安裝兩套鎖蓋裝置，使用時(shí)需要將吊籠放置在平面上使銷釘與鎖蓋塊圓孔同心這樣便可輕松打開。若在起吊或者非平面時(shí)，在籠內(nèi)物料重力作用下，鎖蓋塊圓孔與銷釘不同心而造成錯(cuò)位打不開蓋，從而保證在起吊或使用過程中避免突然開銷造成事故[6]。起吊方式使用雙支點(diǎn)起吊，即在吊籠上邊圈處焊接直徑為24 mm 的圓鋼L形倒鉤，行車的起吊裝置設(shè)計(jì)為直徑108 mm×7 mm 厚壁圓管主桿，兩下鉤主體為12 mm厚120 mm寬鋼板，端頂鉤為配合吊籠的向上鉤，簡單描述為扁擔(dān)狀的起吊裝置。在使用時(shí)由于下鉤為剛性，能更為容易地對準(zhǔn)籠體倒鉤且操作簡單，安全性高。

1. 鎖蓋螺栓 2. 吊籠吊鉤 3. 吊籠底圈 4. 鎖蓋銷 5. 加強(qiáng)筋 6. 底蓋網(wǎng)板 7. 吊籠桶體 8. 上沿加強(qiáng)圈 9. 上鎖蓋螺母 10. 吊籠上蓋 11. 銷釘座蓋板 12. 銷釘座蓋板 13. 銷釘座加強(qiáng)板 14. 銷釘加強(qiáng)板 15. 吊籠導(dǎo)向桿

1. 滑塊 2. 復(fù)位彈簧 3. 調(diào)節(jié)螺栓 4. 裝置外殼 5. 活動(dòng)側(cè)板 6. 固定螺栓 7. 滑塊定位桿 8. 插入孔

使用新型防止吊籠中骨渣掉落裝置，只需要吊籠與加熱立管位置配合相對準(zhǔn)確即可。在吊籠下落過程中，立管朝上的尖端對準(zhǔn)防掉落裝置兩滑塊的圓滑弧面，在重力作用下，彈簧壓縮立管進(jìn)入吊籠內(nèi)部。在吊籠吊出過程中，滑塊會(huì)在彈簧力的作用下與立管保持緊密結(jié)合，隨著立管的推出，滑塊會(huì)馬上閉合[7]，骨渣不會(huì)隨孔而掉落。

2 新型自卸式排渣吊籠和防骨渣掉落裝置的工作原理

2.1 新型自卸式排渣吊籠工作原理

結(jié)合圖3對本設(shè)計(jì)做進(jìn)一步說明。自卸式吊籠主要由吊籠底圈3、底蓋網(wǎng)板6、吊籠桶體7、上沿加強(qiáng)圈8、吊籠上蓋10幾個(gè)主體構(gòu)成。在使用時(shí)，鎖蓋螺栓1打開，將吊籠上蓋10打開，檢查鎖蓋銷4是否鎖閉，以及吊籠吊鉤2及吊籠導(dǎo)向桿15是否正常。之后加入需要提取的畜禽鮮骨，添加完畢后，將鎖蓋螺栓1與上鎖蓋螺母9鎖緊。放下扁擔(dān)形吊鉤，勾住吊籠吊鉤2，對準(zhǔn)提取罐并保證導(dǎo)向桿15與罐體內(nèi)的導(dǎo)向槽吻合。提取完畢后，放下扁擔(dān)形吊鉤，勾住吊籠吊鉤2將吊籠放置在地面平整的平臺(tái)或架子上，分別打開4個(gè)鎖蓋銷4，緩慢提起吊鉤保證籠內(nèi)物料在重力作用下將下蓋打開將骨渣排出。

2.2 新型防骨渣掉落裝置工作原理

結(jié)合圖4對本設(shè)計(jì)做進(jìn)一步說明。防止吊籠中骨渣掉落裝置外殼4焊接在吊籠(未標(biāo)示)的底部，插入孔8與吊籠(未標(biāo)示)底部的孔在同一中心上。當(dāng)?shù)趸\(未標(biāo)示)下落過程中，滑塊1遇到加熱立管(未標(biāo)示)的尖頂部分時(shí)，滑塊1下端面圓弧被立管尖頂頂開，從而壓縮復(fù)位彈簧2。兩個(gè)滑塊緩慢的打開，整個(gè)插入孔8仍然被封閉，骨渣不掉落。

當(dāng)蒸煮完成，吊籠起吊時(shí)，在復(fù)位彈簧2作用下，兩個(gè)滑塊1與立管依然緊密配合，當(dāng)立管(未標(biāo)示)完全退出吊籠(未標(biāo)示)時(shí)，兩個(gè)滑塊在復(fù)位彈簧2作用下完全閉合，骨渣不掉落。根據(jù)下落時(shí)吊籠的重量，可以通過調(diào)節(jié)螺栓3來調(diào)節(jié)復(fù)位彈簧2的壓緊程度，為防止復(fù)位彈簧2在形變過程中跑偏，滑動(dòng)側(cè)板5中心部分的調(diào)節(jié)螺栓3和滑塊定位桿7來確定復(fù)位彈簧2的位置。在使用一段時(shí)間后，裝置內(nèi)會(huì)殘存少量細(xì)小骨渣，可以松開固定螺栓6拆卸掉活動(dòng)側(cè)板5來清理裝置內(nèi)部，保證裝置正常使用。

3 新型自卸式排渣吊籠和防骨渣掉落裝置的特征與優(yōu)點(diǎn)

3.1 新型自卸式排渣吊籠的特征與優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的排渣吊籠相比較，新型自卸式排渣吊籠的特征主要有以下幾方面：新型自卸式排渣吊籠帶有自鎖設(shè)計(jì)和不易掉落的鎖蓋機(jī)構(gòu)；采用了新式的起吊結(jié)構(gòu)；鎖蓋機(jī)構(gòu)與籠體結(jié)合在一起，不是單獨(dú)的配件；新型吊籠鎖蓋機(jī)構(gòu)帶有底部加強(qiáng)筋、銷釘形狀、銷釘蓋板以及銷釘座加強(qiáng)板；鎖蓋機(jī)構(gòu)為四個(gè)；新式起吊結(jié)構(gòu)有兩個(gè)L形吊鉤長端方向向下的吊鉤點(diǎn)；有兩個(gè)對稱在吊籠直徑方向的吊鉤。

本研究設(shè)計(jì)的新型自卸式排渣吊籠能保證使用過程的安全可靠性，為排渣吊籠之前存在鎖蓋不嚴(yán)、銷釘容易掉落的問題提供很好的解決方案。另外，傳統(tǒng)的起吊方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，而且對加料造成諸多不便。使用新的吊籠起吊結(jié)構(gòu)，能夠防止吊鉤脫落，而且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，即使在罐下部起吊也簡單易操作，提高了生產(chǎn)效率和安全性。

3.2 新型防骨渣掉落裝置的特征與優(yōu)點(diǎn)

新型防吊籠中骨渣掉落裝置的特征主要有以下幾方面：裝置外殼為上下蓋板及可拆卸側(cè)板，上下板為焊接，側(cè)板采用螺栓連接[8]；復(fù)位彈簧安裝在側(cè)板和滑塊之間，與裝置可拆卸側(cè)板和滑塊通過連接桿定位[9]；滑塊為兩塊帶圓滑弧度，滑塊下表面為圓滑弧度面，方便下落過程中加熱立管能方便插入；插入孔為外殼上下板相對應(yīng)設(shè)置，插入孔與加熱立管直徑配合，一般為加熱管直徑的1.2倍。

本研究設(shè)計(jì)的是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、制作成本低的防止吊籠中骨渣掉落裝置。解決了原先吊籠的立管孔會(huì)大量落渣的問題。而且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，可以通過調(diào)節(jié)彈簧外螺栓的長度來調(diào)整彈簧的力度。能夠在吊籠進(jìn)出過程中就實(shí)現(xiàn)孔的自動(dòng)開啟閉合且不增加額外操作。該防骨渣掉落裝置可降低后期設(shè)備使用成本和人工成本，提高設(shè)備的耐用程度，簡化后期湯液的過濾分離。

4 結(jié)論

新型自卸式排渣吊籠能保證使用過程的安全可靠性，為排渣吊籠之前存在鎖蓋不嚴(yán)、銷釘容易掉落的問題提供很好的解決方案。使用新的吊籠起吊結(jié)構(gòu)，能夠防止吊鉤脫落，而且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，即使在罐下部起吊也簡單易操作，提高了骨素加工生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率和操作工藝的安全性。新型防止吊籠中骨渣掉落裝置，可有效避免吊籠進(jìn)出提取罐時(shí)骨渣容易掉落的問題。通過調(diào)節(jié)螺栓即可方便地壓緊或放松滑塊。此外，基于新型自卸式排渣吊籠和防掉渣裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用，該套新型設(shè)計(jì)除用于可食性動(dòng)物骨素提取外，也可用于植物源物料的提取及罐頭、軟罐頭殺菌生產(chǎn)，是一種能夠滿足食品物料提取和殺菌的安全可靠的吊籠裝置。

[1] 趙電波, 陳茜, 白艷紅, 等. 骨素的開發(fā)利用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 肉類工業(yè), 2010(1): 9-12.

[2] 孫紅梅. 雞骨素及其酶解液美拉德反應(yīng)風(fēng)味變化及安全性評價(jià)[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2014: 1-5.

[3] 賈偉, 蔣玉梅, 李俠, 等. 畜禽骨素?zé)釅撼樘嵩O(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 中國食品工業(yè), 2011(8): 43-46.

[4] 楊桂府. 可自動(dòng)進(jìn)出料的油水分離式商用油炸機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 食品與機(jī)械, 2016, 32(2): 88-90.

[5] 李銀, 賈偉, 張春暉, 等. 可食性動(dòng)物骨素?zé)釅撼樘嵫b置的研制[J]. 食品與機(jī)械, 2013, 29(3): 153-156.

[6] 羅及紅. 重力自動(dòng)開合防塵蓋的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置, 2011(3): 107-108.

[7] 張寶珍, 樊軍慶. 啤酒瓶自動(dòng)啟蓋機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 食品與機(jī)械, 2008, 24(2): 84-85.

[8] 鄧梅東. GDX1包裝機(jī)商標(biāo)紙上膠機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J]. 食品與機(jī)械, 2014, 30(4): 78-81.

[9] 劉志剛. 基于MATLAB的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化分析[J]. 食品與機(jī)械, 2014, 30(2): 114-117.

Design and manufacture of a new type self-unloading bone dregs removal suspension coop and bone dregs-falling proof device

YANG Fang-weiJIAWeiZHANGChun-huiLIXia

(InstituteofFoodScienceandTechnology,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100193,China)

Designed a kind of the new type self-unloading bone dregs removal suspension coop and bone dregs-falling proof device. The new type self-unloading bone dregs removal suspension coop is mainly composed of a cage bottom ring and the bottom cover plate, cage barrel body, along the reinforcing ring, cage cover several main body. The new type suspension coop can ensure the safety and reliability of bone processing, providing a good solution for the problem of the traditional suspension coop that has a lock cover is not strict, the pin is easy to fall. The hanging structure of the traditional suspension coop is complex and expensive, and it causes inconvenience to the adding bone raw material to the suspension coop. Correspondingly use a new hanging coop hoisting structure, can prevent the hook off, and the utility model has the advantages of simple structure, low cost, even in the lower part of the tank lifting can also be simple and easy to operate, improve the production efficiency and safety. At the same time, in order to avoid the problem that the bone dregs are easy to fall off when the suspension coop into or out of the extraction tank which adds and retrofitting the direct injection standpipe. The new device that could prevent bone dregs in the suspension coop from falling is designed. The device has the advantages of low cost, simple structure, convenient maintenance, effectively prevent the suspension coop bone dregs off, and greatly improve the service life and the economic benefit of the subsequent equipment.

suspension coop; extraction of livestock and poultry bone; bone dreg; device design

農(nóng)業(yè)部“948”項(xiàng)目(編號：2016-X31)

楊方威，男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所科研助理，碩士。

張春暉(1971—)，男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所研究員，博士。E-mail：dr_zch@163.com

2016-06-17

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.01.019