蝦夷扇貝吊籠定量加裝裝置設(shè)計(jì)分析

盧宏博 李明智 李沄朔 紀(jì) 楊 喬婷玉

（大連海洋大學(xué)大學(xué)生“蔚藍(lán)”科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，遼寧 大連 116023）

隨著貝類產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）的產(chǎn)量呈逐年遞增趨勢(shì)［1］。蝦夷扇貝的養(yǎng)殖方式主要包括底播和筏式養(yǎng)殖2種，而且近年來(lái)設(shè)施漁業(yè)工程技術(shù)已被應(yīng)用于蝦夷扇貝養(yǎng)殖生產(chǎn)的全過(guò)程［2-4］。其中，在蝦夷扇貝浮筏養(yǎng)殖過(guò)程中，隨著貝苗的生長(zhǎng)，需要進(jìn)行吊籠工作，但因吊籠定量時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)貝苗的生長(zhǎng)發(fā)育有很大影響［2］。所以，在吊籠過(guò)程中控制貝苗定量時(shí)長(zhǎng)十分關(guān)鍵，但目前吊籠定量工作完全依靠人工完成，時(shí)間長(zhǎng)、工作勞動(dòng)強(qiáng)度大，在很大程度上影響了貝苗的成活率。本文針對(duì)上述問(wèn)題設(shè)計(jì)了蝦夷扇貝吊籠定量加裝裝置，可有效解決目前吊籠定量過(guò)程中時(shí)間長(zhǎng)和勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，同時(shí)為貝類吊籠定量裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

1 裝置總體結(jié)構(gòu)與工作原理

蝦夷扇貝吊籠定量加裝裝置結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，其主要由儲(chǔ)貝槽、定量主體和導(dǎo)貝筒三部分組成。其中，定量主體包括主體量筒和量筒配件，量筒配件按序插入相匹配的主體量筒中。儲(chǔ)貝槽與定量主體相配，可沿定量主體上表面前后滑動(dòng)。其在儲(chǔ)存、推送貝苗的同時(shí)，前后滑動(dòng)可抹平量筒配件中的貝苗，以確保準(zhǔn)確定量。控制桿水平貫穿于量筒主體，轉(zhuǎn)動(dòng)控制桿可控制量筒配件前后筒壁的距離，以確保量筒在吊籠不同時(shí)期精確定量。導(dǎo)貝筒由相互固定的滑筒組成，在定量主體與導(dǎo)貝筒之間有可徑向滑動(dòng)的擋板，當(dāng)量筒主體完成一次定量后，滑動(dòng)擋板使貝苗從量筒主體中滑入吊籠，完成一次批量定量加裝。

圖1 裝置整體結(jié)構(gòu)

圖2 裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)三視圖

2 定量主體和容量可調(diào)設(shè)計(jì)

2.1 定量主體

常見的定量裝置有2種類型［5］，即容杯固定式定量裝置和容杯可調(diào)式定量裝置。依據(jù)張曉芳等對(duì)蝦夷扇貝天然苗種的篩選結(jié)果，在吊籠時(shí)期貝苗的大小變化較快［6］，因此，該裝置采用容杯可調(diào)式定量裝置。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)定量貝苗的規(guī)格（蝦夷扇貝殼高＞5、10、25 mm），設(shè)計(jì)出由15個(gè)橫截面為U形的擋板連接組成量筒配件，U形擋板半徑與主體量筒半徑相同，U形設(shè)計(jì)使主體量筒的容積增加且可調(diào)節(jié)，如圖3所示。

圖3 定量主體及配件

2.2 定量量筒容量的可調(diào)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)蝦夷扇貝吊籠過(guò)程的調(diào)研，將6、7、8月貝苗看作規(guī)則圓形物體處理。經(jīng)理論計(jì)算，主體量筒的可調(diào)范圍及調(diào)節(jié)方案如表1所示。

表1 定量量筒容量的可調(diào)范圍及調(diào)節(jié)方案

如圖4所示，定量量筒的主體半徑為25 mm，以確保8月較大貝苗順利吊籠。控制桿在主體量筒上徑向移動(dòng)，其底端設(shè)置有一個(gè)矩形凸起，且以主體量筒底部所在平面為水平面，沿控制桿所在方向在量筒的矩形框壁上距水平面0、25、150 mm處設(shè)置3個(gè)凹槽，記為1、2、3號(hào)限位，轉(zhuǎn)動(dòng)并抽拉控制桿，使控制桿上的矩形突起與凹槽嵌合，可精確調(diào)節(jié)定量配件的量筒壁距主體量筒筒壁的距離，即可確定需要的定量筒容量，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

圖4 定量量筒主體及配件局部

當(dāng)控制桿上的矩形凸起與1號(hào)限位卡槽嵌合時(shí)，定量量筒主體的圓弧形部分與定量量筒配件的圓弧部分組成一個(gè)橫截面為圓形的定量間，此時(shí)定量容積為7 400 mm3，可滿足6月貝苗吊籠的規(guī)格及數(shù)量要求。當(dāng)控制桿上的矩形凸起與2號(hào)限位卡槽嵌合時(shí)，定量量筒主體的圓弧形部分與定量量筒配件的圓弧部分以及兩側(cè)長(zhǎng)直擋板共同組成一個(gè)橫截面為近似于膠囊形的U形空間，此時(shí)定量容積為15 000 mm3，可滿足7月貝苗吊籠的規(guī)格及數(shù)量要求。當(dāng)控制桿上的矩形凸起與3號(hào)限位卡槽嵌合時(shí)，定量量筒主體的圓弧形部分與定量量筒配件的圓弧部分以及兩側(cè)長(zhǎng)直擋板共同組成一個(gè)橫截面為近似于膠囊形的U形空間，此時(shí)定量容積為71 000 mm3，可滿足8月貝苗吊籠的規(guī)格及數(shù)量要求。

3 結(jié)語(yǔ)

本文在定量裝置的發(fā)展基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量準(zhǔn)確、操作方便的適合貝類各生長(zhǎng)階段的可調(diào)式吊籠定量裝置。該裝置穩(wěn)定性較好，完成一次定量的時(shí)間為3 min，效率為4 375.0 g/（min·人），較人工效率2 187.5 g/（min·人）提高了2.05倍，可用于海上規(guī)?；趸\作業(yè)，可解決目前吊籠過(guò)程中定量時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、貝苗干露時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。