贝壳类养殖笼清洗生产线的研制

李府谦 王艾泉 赵华宁

（1.山东金瓢食品机械股份有限公司，威海 264300；2.山东省机械设计研究院，济南 250031；3.荣成市名骏户外休闲用品有限公司，荣成 264300）

随着国内旅游业的兴起，沿海地区等自然环境优美的地方均成为旅游项目开发地，但由于历史原因，这些地方又是海产养殖业的收获加工、物料储存的基地。养殖物资如扇贝养殖笼的暂存、堆放较多；扇贝养殖笼一般在海水中存放一年以上，上面附着的牡蛎、海蛭、淤泥、水草等杂质较多，在扇贝收获季节，扇贝笼上岸后其附着的杂质和其他微生物发酵，滋生大量的苍蝇、细菌等，同时产生大量的臭气、臭水等，不但严重恶化环境，人无法靠近，更是降低扇贝笼的使用寿命。传统的扇贝养殖笼在以往的加工清洗整理方式是先将收获使用完后的扇贝笼堆积发酵，使扇贝笼的淤泥、有机物、生物积热发酵，在发酵过程中产生大量臭气、臭味、臭黑水，同时滋生大量的苍蝇，人畜无法靠近，这期间由于高温发酵使尼龙材质的扇贝笼热缩，尺寸缩短两次后，笼体缩短将近30mm，造成扇贝笼由于尺寸缩短养殖量不足，在使用三次后即被淘汰，造成养殖笼资源的浪费；之后，再将扇贝笼散开晾晒，占用大量平整地，晾晒之后用拖拉机进行碾压，这期间会造成部分养殖笼盘体和网体破损，需大量人工修补。碾压之后再将旧笼收集整理，费时、费力，效率低，作业环境恶劣，臭味和粉尘大，操作工难雇佣。整理的扇贝笼由于清理不彻底，还附有寄生菌之类的有害物质，易对再次使用养殖时的幼贝苗产生副作用，使幼贝苗成活率下降，染病机率增大。由于扇贝养殖是外面由一层尼龙网包裹，里面由多层平行的尼龙盘体组成，本身是一个可变软体，笼上附有较多尼龙大绳，机械处理不方便，只好采用上述原始方法处理，这一直是养殖户头痛的问题，像日本等国外养殖业先进的国家也没有有效的设备解决。

新研发的贝壳类养殖笼清洗生产线是将收获后的如扇贝壳养殖笼放入挤压机进行初步碾压，由于设备设置多处缓冲弹压装置，确保笼体既得到充分挤压，又不至于破损，在这一过程中将牡蛎、海虹、海菜、海绵体、水泡体等附着物挤压破损，去除其中水分及生物质，挤除部分淤泥，破坏了附着物的外形。随后，将挤压后的养殖笼传入击打清洗装置，装置喷洒足量海水，同时启动击打装置，力量适中的击打装置使笼体在水中弹起，并冲刷掉表面和内层的附着物，使牡蛎、海虹等经过挤压的碎贝壳和淤泥随水冲走。由于击打装置设计有巧妙的击打弹性和特殊设计的防尼龙绳缠绕功能，使扇贝笼在清洗过程中既不受损，又能从内到外清洗干净，同时不至于使扇贝笼上的尼龙绳发生缠绕，尼龙网绳、网丝里面的淤泥、寄生虫病菌得以彻底清除，而扇贝笼的磨损、破损率极低，可忽略不计。

1 关键技术

1.1 挤压装置

养殖笼是养殖扇贝及其他贝壳类海产品的重要器具，现有的养殖笼大多数是网衣分层式养殖笼，包括多个分层板和位于分层板外国的网衣，相邻的两个分层板和网衣共同形成吊笼层，分层板为硬质尼龙网板，网衣采用光滑尼龙网线编制而成。在养殖过程中，养殖笼上会附着大量的污损生物和泥沙，不但增加了养殖笼的重量，加重了饺架的受力，而且堵塞养殖笼上的网孔，降低养殖笼内溶解氧和饵料浓度，影响扇贝的正常生长。因此，需要对扇贝养殖笼上的附着物进行清除。现有的清除方法是人工手动进行，先将养殖笼连同附着的污损生物、泥沙一同晾干，再人工反复拍打养殖笼上的污损生物、泥沙，直至清除干净。显然，现有清除方法存在劳动量大、成本高、效率低、清除效果差的技术缺陷。为解决现有扇贝养殖笼的清除方法劳动量大、成本高、效率低、清除效果差的技术问题，研制了劳动量小，成本低、效率高、清除效果好的扇贝养殖笼多排列挤压装置，如图1所示。

图1 多排列挤压装置示意图

该挤压装置包括框架、电机、上压辊、下压辊、主动齿轮盘、从动齿轮盘及链条，其中，上主动轮为弹簧式胶包挤压轮，下主动轮为固定轮，对轮间隙可调，目的是在挤压效果时可通过不同厚度的被挤压物，采用1∶35减速轮；下层轮之间设置平台，防止碎壳落入或堆积，保证了笼稳定前行。

1.2 击打装置

养殖笼清洗生产线在总体设计上包括击打装置和挤压装置，其解决了现有针对扇贝养殖笼的清除方法劳动量大、成本高、效率低、清除效果差的技术问题。击打装置包括支架、击打带、转轴和连接杆，转轴连接于支架上，连接杆与转轴连接，击打带通过铰接件与连接杆连接；还包括压板装置，压板装置与转轴固定连接，压板装置设有连接杆插入孔，穿过连接杆插入孔与转轴连接；压板装置设有推压部，其可广泛应用于物体上附着物的清除处理。同时，铰接件的数量是两个，并且相对设置；每个铰接件连接两个击打带，击打带的材质是选用矿用高韧性增强软带，击打带的长度为20～30cm；压板装置设有第一推压部和第一推压部，击打装置安装在传送带装置上，传送带装置的上方设置喷水管，喷水管连接有水泵。

传送机构均配有变频器，在传输速度和击打效率上都设有一定的范围，同时变频具有一定的节能效果。

图2 击打器

1.3 击打器

在击打装置中击打器是一个关键功能部件，如图2所示，击打器、驱动电机、水槽均安装在传送带装置上；防水罩位于传送带装置上方，喷水管连接于防水罩上。传送带位于水槽的底部。击打装置包括支架、击打带、压板装置、铰接件、转轴、连接杆、传动轮。转轴连接于支架上，转轴能够以支架为支撑旋转。压板装置通过连接件焊接在转轴上，压板装置的一个面设有两个连接杆插入孔，另一个面也设有两个连接杆插入孔；压板装置包括第一推压部和第二推压部。压板装置将转轴包住。因为有两个相对设置的铰接件，所以有两个相对设置的击打带组。驱动电机作为动力源，驱动转轴旋转，转轴带动连接杆和压板装置旋转，从而使击打带按照逆时针方向甩动、旋转。连接杆可以增加击打带的回转半径。压板装置有两个作用，一是防止两个击打带干涉或缠绕在一起；二是压板装置的第一推压部和第二推压部能够给铰接件施加一定的压力，从而更有利于击打带的甩动。其中，压板装置的设计经过大量优化论证，设计成30°平行四边形独特方式，效果显著。

击打装置时，将叠在一起的扇贝养殖笼放置在甩动的击打带下方，这样击打带就会连续对扇贝养殖笼进行击打，养殖笼上附着的污损生物、泥沙很快就会被打掉，清除得干净彻底，而且清除效率很高。为批量处理扇贝养殖笼，可以将三个击打装置安装在传送带装置上，将叠在一起的扇贝养殖笼顺序放在传送带装置上，这样每个叠在一起的扇贝养殖笼依次经过三个击打装置进行击打处理。同时，喷水管先下喷水，冲洗养殖笼，实现自动清洗作业，水被水槽收集并排出。

图3 输送装置

1.4 输送装置

输送装置包括两传动轮、一回转装配在两传动轮上的输送带和一驱动传动轮转动的输送电机；输送带的输送面上设有防滑纹，为提高扇贝养殖笼的行进效率，在设计防滑纹为“V”形，方便用于压持扇贝养殖笼，防止扇贝养殖笼窜动。压持装置包括一压持板和若干压持绳索，压持板经压紧机构压靠在压持绳索上，迫使两端固定在引绳架、固绳架的压持绳索与输送带相平行，其结构合理、使用可靠。每一击打装置均包括两支架、两支撑座、一转动轴、一驱动轮、一击打电机和若干击打带，其中，两支撑座经对应支架分别固定在机架上，转动轴转动支撑在两支撑座上，在两支撑座之间的转动轴上固定设有传动件，传动件的远端经连接总成连接一固定板，击打带分别设置在固定板上，击打电机经传动机构驱动转动轴转动，转动轴转动时带动传动件同步旋转，经连接总成带动固定板上的击打带甩动而作出击打动作，有效击打养殖笼上附着的污损生物、泥沙。与现有人工击打清除养殖笼附着物相比，工人劳动量小，自动化程度高，清除效率高。

2 技术特点及应用效果

新研发的贝壳类养殖笼清洗装置已在山东长岛扇贝养殖场进行了大量应用，效果明显，与传统处理方法相比具有以下优点：一是彻底清除扇贝笼上各个缝隙间的杂质、淤泥、病菌等，可提高下次利用时幼贝苗的成活率和生长速度；二是由于扇贝笼收获后及时处理，无高温发酵等待过程，使扇贝笼整体不发生热收缩现象，扇贝笼使用次数增加一倍以上，养殖材料成本降低一半以上；三是由于作业时无发酵等待过程，不产生臭气、黑水等，无苍蝇滋生，不需要大量占地晾晒，避免了对环境的破坏和影响；四是清洗装置在清洗过程中对扇贝养殖笼的无伤害作业，可节省大量传统作业时对扇贝养殖笼的修补时间和材料费用，提高工作效率，节约用工成本；五是由于彻底解决环境污染问题，可使传统养殖业和新兴旅游业同时相互支持发展。