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        蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)設(shè)施裝備設(shè)計(jì)優(yōu)化

        2021-01-29 06:31:06孫天澤李明智于功志
        鄉(xiāng)村科技 2020年36期
        關(guān)鍵詞:吊籠扇貝水槽

        孫天澤 李明智 于功志 才 昊 張 維

        (1.大連海洋大學(xué)航海與船舶工程學(xué)院,遼寧 大連 116023;2.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)

        《全國(guó)漁業(yè)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)“十三五”漁業(yè)發(fā)展要牢固樹(shù)立創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享發(fā)展理念,加快實(shí)現(xiàn)漁業(yè)現(xiàn)代化[1-2]。目前,北黃海蝦夷扇貝(Patinopecten yessoensis)增養(yǎng)殖面積70余萬(wàn)hm2,年產(chǎn)量超過(guò)20萬(wàn)t,產(chǎn)值達(dá)50億元,其中筏式養(yǎng)殖產(chǎn)量已占全國(guó)總量的60%以上[3]。我國(guó)是世界上海水養(yǎng)殖發(fā)達(dá)國(guó)家之一,但在筏式養(yǎng)殖中仍存在養(yǎng)殖工藝陳舊、設(shè)施技術(shù)裝備落后、基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善、基礎(chǔ)研究進(jìn)展緩慢等重大問(wèn)題[4]。蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)仍以傳統(tǒng)方式中的人力作業(yè)為主,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低。我國(guó)是世界漁業(yè)生產(chǎn)大國(guó),裝備制造是漁業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基本保障和主要手段,裝備現(xiàn)代化是促使?jié)O業(yè)生產(chǎn)力現(xiàn)代化的重要前提和體現(xiàn),加快提升筏式養(yǎng)殖過(guò)程中機(jī)械化水平是必然發(fā)展趨勢(shì)[5-8]。鑒于此,本文提出蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)設(shè)施的研究方案,以期提供一種有效解決目前蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)過(guò)程中諸多問(wèn)題、優(yōu)化原有養(yǎng)殖作業(yè)流程的工程設(shè)施,促進(jìn)國(guó)內(nèi)蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)裝備的發(fā)展。

        1 筏式養(yǎng)殖作業(yè)關(guān)鍵設(shè)施裝備設(shè)計(jì)

        1.1 雙向拔籠機(jī)的設(shè)計(jì)

        本文提供一種用于海上浮筏養(yǎng)殖籠拔吊且安全高效的雙向電動(dòng)拔籠裝置,替代現(xiàn)有的人力拔籠及尾掛機(jī)作為動(dòng)力源的拔籠方式,目前筏式養(yǎng)殖的吊籠梗繩在船的兩側(cè),該裝置設(shè)計(jì)成雙向操作,即單次航程能夠同時(shí)拔吊設(shè)施兩側(cè)的吊籠,減少船單次航行量。由于需要拔吊的吊籠直徑為300 mm,總長(zhǎng)為2.5 m,因此為保證吊籠能順利從海中完全拔到甲板上,需設(shè)計(jì)雙向拔籠機(jī)結(jié)構(gòu),其包括過(guò)渡圓板(直徑為300 mm的1/4圓)、U型滑槽(長(zhǎng)6 m、寬300 mm、邊緣高50 mm,厚度3 mm)、電機(jī)(功率500 W、電壓48 V、轉(zhuǎn)速60 r/min)、減速器、定滑輪、吊桿(高3 m)及絞繩輪等(見(jiàn)圖1)。吊桿安裝在船首縱軸線上;定滑輪置于吊桿頂端支出桿上,定滑輪分別過(guò)渡吊籠纜繩,進(jìn)行拔吊船兩側(cè)的吊籠;纜繩一端接吊鉤,另一端纏繞在絞繩輪上;動(dòng)力裝置布設(shè)在U 型滑槽旁且承載臺(tái)固定于吊桿上,連接絞繩輪拔籠的速度可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié),以保證吊籠和扇貝完好。

        1.2 貝苗附著基分離裝置的設(shè)計(jì)

        在人工作業(yè)占主導(dǎo)的養(yǎng)殖作業(yè)背景下,在滿足目前作業(yè)要求的前提下,本文設(shè)計(jì)了一種方便科學(xué)的貝苗附著基分離裝置,可改變?nèi)斯ば实偷膫鹘y(tǒng)作業(yè)方式,該貝苗附著基分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由電機(jī)、連動(dòng)桿、網(wǎng)袋鉤、出口開(kāi)關(guān)、清洗支架、傳動(dòng)裝置、水槽、水槽支架(長(zhǎng)2 m、寬0.6 m)及固定支架等構(gòu)成(見(jiàn)圖2)。水槽固定置于水槽支架內(nèi),水槽支架一端放置電機(jī),電機(jī)配備有電位器,工人可根據(jù)實(shí)際操作調(diào)節(jié)電機(jī)的最佳工作轉(zhuǎn)速,從而保證清洗的效率;電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接連動(dòng)桿;清洗支架與連桿相連,固定支架通過(guò)軸承連接在水槽兩側(cè),電機(jī)帶動(dòng)連動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)使清洗支架與水槽保持前后反復(fù)運(yùn)動(dòng),清洗支架下部置于水槽內(nèi);位于水槽內(nèi)的清洗支架上設(shè)置橫桿,橫桿上設(shè)置網(wǎng)袋掛鉤,且水槽兩端分別設(shè)置進(jìn)水口、出水口,方便工作時(shí)換水。改造后的裝置在節(jié)省勞動(dòng)力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí),提高分離效率。

        1.3 轉(zhuǎn)籠及篩貝裝置的設(shè)計(jì)

        轉(zhuǎn)籠及篩貝裝置由現(xiàn)有的電動(dòng)抖籠裝置進(jìn)一步改造設(shè)計(jì)而成,相比原位于船外側(cè)的電動(dòng)抖籠裝置,本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷、減小了對(duì)貝苗的損傷,且省去了人工篩貝這一步驟。該裝置由原先抖動(dòng)的方式改為滾動(dòng)出貝的方式,減少了貝苗損傷。該裝備主要由固定吊籠鉤、滾網(wǎng)、電機(jī)(功率500 W、電壓48 V、轉(zhuǎn)速60 r/min)、齒輪、滑輪以及接收槽等部分構(gòu)成。裝置以框架為主體,電機(jī)安裝在整個(gè)裝置的上部,避免電機(jī)遇水;電機(jī)連接齒輪,齒輪連接滾網(wǎng)上端齒輪,滾網(wǎng)安裝在框架內(nèi)部,滾網(wǎng)下部有2 個(gè)等大的接收槽。轉(zhuǎn)籠及篩貝裝置的整體效果如圖3 所示。利用滾網(wǎng)裝置代替人工抖苗,通過(guò)網(wǎng)口的大小篩選出所需規(guī)格的貝苗,由于在不同時(shí)間段,貝苗的篩選規(guī)格不同,因此所設(shè)計(jì)的滾網(wǎng)前部和后部的網(wǎng)口大小不同且可調(diào)節(jié),滾網(wǎng)長(zhǎng)為3 m、直徑為450 mm,直徑大于吊籠直徑150 mm。這樣可以保證吊籠能完全處于滾網(wǎng)中,滾網(wǎng)與吊籠之間存有空隙,可保證貝苗全部從吊籠中篩出。

        1.4 吊籠定量加裝貝苗裝置的設(shè)計(jì)

        貝苗篩選后,把貝苗按照適宜數(shù)量放入吊籠中,目前該操作步驟仍由人工勞動(dòng),本文設(shè)計(jì)了吊籠定量加裝貝苗裝置來(lái)取代人力作業(yè),節(jié)省工作時(shí)間,提高貝苗的成活率。該裝置由工作臺(tái)(長(zhǎng)2.5m、寬0.6m)、下貝筒(直徑120 mm)、下貝開(kāi)關(guān)、送貝口、固定板、活動(dòng)板、滑動(dòng)軌道等部分組成。送貝口安裝在整個(gè)裝置的頂部,固定板、活動(dòng)板、下貝開(kāi)關(guān)、下貝筒在送貝口的下部從上到下依次安裝。在送貝口的下方安裝固定板和活動(dòng)板,通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)板的高低,導(dǎo)致送貝口所能容納的貝苗不同;下貝開(kāi)關(guān)安裝在活動(dòng)板的下方;在下貝開(kāi)關(guān)下方安裝一排下貝筒,下貝筒伸長(zhǎng)到放在工作臺(tái)上的吊籠中,通過(guò)抽動(dòng)下貝開(kāi)關(guān),即可在吊籠中得到已知數(shù)目的貝苗;滑動(dòng)軌道貫穿固定板、活動(dòng)板。固定支架在支撐起整個(gè)裝置的同時(shí)設(shè)置了水平工作臺(tái)。整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

        2 筏式養(yǎng)殖設(shè)施裝備集成與作業(yè)流程優(yōu)化

        2.1 筏式養(yǎng)殖作業(yè)裝備集成

        根據(jù)蝦夷扇貝浮筏養(yǎng)殖收獲的條件,結(jié)合蝦夷扇貝筏式網(wǎng)籠養(yǎng)殖模式的作業(yè)流程,以及設(shè)施的穩(wěn)性,本文提供一種既有序又方便工作的甲板布置方案,將筏式養(yǎng)殖作業(yè)裝備集成(見(jiàn)圖5)。

        如圖5所示,雙向拔籠機(jī)在船的前部,有利于工人進(jìn)行解籠及相關(guān)操作。貝苗附著基分離裝置在甲板靠近左舷一側(cè)(方便取用海水),網(wǎng)袋在拔吊到船平臺(tái)后,工人直接把網(wǎng)袋從滑槽移動(dòng)到本裝置附近。轉(zhuǎn)籠及篩貝裝置在雙向拔籠機(jī)后部,甲板中部,放在甲板中部活動(dòng)空間較大,有利于工人進(jìn)行轉(zhuǎn)籠以及篩貝的操作,同時(shí)在雙向拔籠機(jī)和轉(zhuǎn)籠及篩貝裝置中間放置傳送帶或滑道,以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高效率。吊籠定量加裝貝苗裝置放置在靠近右舷的位置,工人完成篩貝操作后,迅速把扇貝移動(dòng)到該裝置進(jìn)行送貝操作,將扇貝輸送到吊籠中。在雙向拔籠機(jī)的上方裝有抽縮式遮陽(yáng)網(wǎng),使用時(shí)打開(kāi)電機(jī)可把遮陽(yáng)網(wǎng)抽出,不使用時(shí)可把遮陽(yáng)網(wǎng)收回。

        2.2 機(jī)械化筏式養(yǎng)殖作業(yè)流程

        本設(shè)施在原有人工作業(yè)基礎(chǔ)流程的基礎(chǔ)上,將分苗操作和倒籠操作全部改為機(jī)械裝備作業(yè),具體如圖6所示。

        3 結(jié)語(yǔ)

        結(jié)合目前蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖人工作業(yè)流程,本文提出了可滿足目前蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)的4 個(gè)主要設(shè)備,雙向拔籠機(jī)可大大降低搬運(yùn)過(guò)程中對(duì)扇貝造成的損傷;優(yōu)化拔籠作業(yè)方式可縮短1/2 的作業(yè)航程,提高作業(yè)效率;貝苗附著基分離裝置設(shè)計(jì),可有效篩除附著在扇貝上的貽貝以及雜質(zhì)、雜藻,避免其對(duì)扇貝生長(zhǎng)造成不利影響;轉(zhuǎn)籠及篩貝裝置操作相對(duì)現(xiàn)有抖籠過(guò)程而言,有效降低了對(duì)貝體的沖撞刺激,可便捷區(qū)別出不同規(guī)格的貝體;吊籠定量加裝貝苗裝置設(shè)計(jì),能一次性定量輸送貝苗,提高作業(yè)效率。采用雙體船結(jié)構(gòu)一定程度上增大了甲板作業(yè)面積,提高了作業(yè)設(shè)施的穩(wěn)定性,結(jié)合蝦夷扇貝筏式作業(yè)流程,合理布置甲板裝置,可使工人工作更加有序。綜上所述,該蝦夷扇貝筏式養(yǎng)殖作業(yè)設(shè)施,有效削弱了對(duì)蝦夷扇貝的刺激,蝦夷扇貝損傷率降低,用工人數(shù)減少、勞動(dòng)強(qiáng)度降低、工作效率提高、作業(yè)成本投入降低,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

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