一种智能化贝类蒸煮开壳设备
阅读说明：本技术 一种智能化贝类蒸煮开壳设备 (Intelligent shellfish cooking and shell opening equipment ) 是由 申屠留芳 刘涵 孙星钊 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能化贝类蒸煮开壳设备,包括蒸煮输送装置、蒸汽输送装置、控制装置,蒸煮输送装置对捕捞清洗后的贝类进行蒸煮从而使其开壳,其内置的网带输送机构采用蒸汽加热管内嵌于网带输送带的布置样式,该安装方法紧凑,减少了蒸煮壳体的体积,极大节约了加工用料,并且贝类在网带传送带上的堆积层厚更加均匀、受热更加完整；蒸汽输送装置为蒸煮作业提供所需的高温蒸汽；控制装置包括图象识别探头、控制器、温度传感器、转速传感器、蒸汽流量传感器,所述控制器内嵌有养殖与野生贝类最佳蒸煮作业数据,当进行加工作业时,只需拨动对应加工品种的按钮,蒸煮设备即可自动运转。(The invention discloses intelligent shellfish cooking and shell opening equipment, which comprises a cooking and conveying device, a steam conveying device and a control device, wherein the cooking and conveying device is used for cooking shellfish which is fished and cleaned so as to open the shell; the steam conveying device provides high-temperature steam for the cooking operation; the control device comprises an image recognition probe, a controller, a temperature sensor, a rotating speed sensor and a steam flow sensor, wherein the controller is embedded with optimal cooking operation data of the cultured and wild shellfish, and when the processing operation is carried out, the cooking equipment can automatically operate only by shifting a button corresponding to a processing variety.)
技术领域
本发明涉及海产品加工领域，具体为一种智能化贝类蒸煮开壳设备。
背景技术
贝类海产品以其独特的口感和丰富的营养价值而倍受消费者的喜爱，贝类收获旺季时，由于采捕周期短，收货时间相对集中，贝肉及易发生腐败，为延长贝类的保存期，通常将贝肉从贝壳中剔出，并加工成干制品进行出售，进行贝肉的分离首先需要对新鲜贝类进行开壳处理，以往采用大锅蒸煮在进行人工分离等方式，这些方式效率低下，作业成本高，不满足现代机械化、智能化的加工要求。
为了减少蒸煮时蒸汽的损耗量，降低生产成本，贝类加工企业对以往的贝类开壳设备做了诸多的改进。例如，检索到公告号为CN210988062U的中国专利，公开了一种新型贝类蒸煮设备，包括进料单元、蒸煮箱、出料单元、排放装置；在进行蒸煮作业时，贝类通过进料斗进入蒸煮箱内，蒸煮箱侧壁上的蒸汽入口导管向蒸煮箱内输入高温蒸汽，通过蒸汽入口导管处的阀门可控制进入蒸煮箱中的蒸汽量，通过驱动装置的变频器可控制传送带的速度，使贝类从进料单元进入蒸煮箱到被传送带运送至出料口的过程刚好被蒸熟；从进料斗与出料口逸出的蒸汽被上方排放装置的引风管和抽气罩吸入并排放到生产车间外。
上述方案存在以下缺陷，蒸煮箱内的贝类只是依靠蒸汽入口导管输入的高温蒸汽进行蒸熟，且只在蒸煮箱中间位置设置进气口，必然会造成蒸煮箱内温度分布不均匀，进而导致贝类受热不均，造成部分贝类不能开壳的现象，影响后续的加工作业；仍需人工观察贝类的蒸煮状态进而输入指令在通过变频器控制传送带的速度，无法实现连续化、智能化的蒸煮作业；贝类进行蒸煮作业时，对加热温度有着严格的要求，上述方案只是通过调节输送带的运转速度进而控制蒸煮时间，无法考虑到多维度、多因素对蒸煮作业的影响。为此提供了一种智能化贝类蒸煮开壳设备。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种智能化贝类蒸煮开壳设备，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化贝类蒸煮开壳设备，包括蒸煮输送装置、蒸汽输送装置和控制装置，蒸汽输送机构安装在蒸煮输送装置的外侧上，所述控制装置分别与蒸煮输送装置和蒸汽输送装置电性连接；
所述蒸煮输送装置包括蒸煮壳体、进料斗、网带输送机构、转运轨道、翻料杆、拨料刷、杂质收集器、过滤网板和引流管；
所述蒸汽输送装置包括输水管、蒸汽输送管、汽液分离缸、水流控制阀、蒸汽阀和凝结回水器；
所述控制装置包括控制器、蒸煮传送电机、蒸汽流量传感器、转速传感器、温度传感器、蒸煮箱体支撑架和图像识别探头。
作为本发明的一种优选技术方案，所述蒸煮壳体上方设有进料斗，所述进料斗安装方向与水平面相垂直，所述蒸煮壳体内部设有网带输送机构，所述网带输送机构由网带输送带和蒸汽加热管构成，所述网带输送带由若干个单元条杆组成，所述蒸汽加热管置于网带输送带的内部且安装方向与蒸煮壳体相平行，蒸汽加热管与蒸汽输送机构相连；
所述网带输送带由转动辊、转运链轮、转运链条和滚子构成，所述转动辊位于网带输送带两端，转动辊两端均设有转运链轮，所述转运链轮上设有转运链条，所述转运链条的安装孔内插有单元条杆，所述转运链条的内链板与外链板之间嵌有滚子；
所述滚子在下方的转运轨道上运转从而带动网带输送带运转，所述网带输送带上方设有若干组翻料杆，所述翻料杆的杆身上等距设有拨料刷，相邻翻料杆上的拨料刷呈错位布置，所述拨料刷垂直向下延伸且与网带输送带保持一定间隔，所述翻料杆通过螺栓固定在蒸煮壳体的上表面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述杂质收集器焊接于蒸煮壳体最低端下端面，所述杂质收集器内部安装有过滤网板，所述杂质收集器底部焊接有引流管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输水管与蒸汽输送管并列于汽液分离缸上下方，所述分水流控制阀安装在输水管的中部上，所述蒸汽阀安装在蒸汽输送管的中部上，所述汽液分离缸下方通过螺栓固定有凝结回水器，所述凝结回水器呈圆筒状与汽液分离缸相通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器分别与蒸汽流量传感器、转速传感器和温度传感器电性连接，所述蒸汽流量传感器安装在汽液分离缸内，所述蒸煮传送电机上连接有设有转速传感器，所述蒸煮壳体的内部安装有温度传感器，所述温度传感器设置于蒸煮壳体起始端至高度三分之二处与高度三分之二处至末端，所述蒸煮传送电机通过螺栓固定于蒸煮箱体支撑架上，所述图象识别探头固定于蒸煮壳体末端上方。
作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤网板与杂质收集器内壁的安装角度为45°-60°，过滤网板表面呈方孔状，方孔的规格为0.2cm*0.2cm-0.5cm*0.5cm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述温度传感器在水下设置有3-4组，所述温度传感器在蒸煮壳体的内部上端面设置有2组，最终测的温度为各组数据的平均值。
作为本发明的一种优选技术方案，所述网带输送带设有两种，一种为野生贝类网带输送带，另一种为养殖贝类网带输送带，所述野生贝类网带输送带的间隙长宽大小设定在4cm-6cm*0.8cm-1cm之间，所述养殖贝类网带输送带的间隙长宽大小设定在6cm-7.5cm*0.8cm-1.2cm之间。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器分别与蒸煮传送电机和图像识别探头电性连接，所述控制器上设有蒸汽流量控制按钮A、野生贝类加工模式B、显示屏C、温度控制按钮D、控制器开关E、转速控制按钮F和养殖贝类加工模式G。
本发明的有益效果是：
1、创造性的在蒸煮箱体内添加了加热介质——液态水，极大改善了传统蒸煮装置只用蒸汽加热贝类导致其受热不均匀造成的部分贝类无法开壳的情况，同时也减少了蒸汽的流失，节约了能源；
2、采用网带输送带，将蒸汽加热管内嵌于网带输送带内部，蒸汽加热管表面设有出汽口，蒸汽在水中产生气泡通过网带输送带的间隙给贝类施加竖直向上的力，令贝类产生翻滚动作，使贝类能够受热均匀；
3、控制装置设置不同品种贝类的蒸煮模式，当进行贝类蒸煮作业时，只需拨动控制器上按钮，选择对应品种贝类的蒸煮模式，蒸煮装置即可开始作业，实现了连续化生产；
4、图象识别探头可观察贝类蒸煮完成的状态，且内置有机器学习程序，若蒸煮结果经过计算后不满足当前最佳蒸煮状态时，探头将数据传回控制器，控制器将指令输送至各个控制元件，控制元件对蒸汽进气量、电机运转速度进行调节，同时温度、蒸汽流量、转速传感器监测到运转状态变化后再将信号反馈回控制器，图像识别探头对后续贝类的蒸煮状态进行重新计算，如此反复，不断优化蒸煮作业的数据，进而使开壳率达到最佳数值；
5、图象识别探头自动计算到达蒸煮壳体出口贝类的开壳率，并决定是否需要将信号反馈给控制器进行调整，这摒弃了传统蒸煮装置需人工实时观察贝类开壳情况并调节运转速率的方法，实现了贝类蒸煮作业的智能化，保证了可持续生产，节省了大量人力。
附图说明
图1为本发明总结构示意图；
图2为蒸煮输送装置二维结构示意图；
图3为蒸煮输送装置局部爆炸图；
图4为网带输送机构局部结构示意图；
图5为链条与滚子结构示意图；
图6为蒸汽输送装置结构示意图；
图7为控制装置二维结构示意图；
图8为控制装置三维结构示意图；
图9为控制器控制面板图；
以上各图中：1-蒸煮输送装置；1-1蒸煮壳体；1-2进料斗；1-3网带输送机构；1-3-1网带输送带；1-3-2蒸汽加热管；1-3-1-1转动辊；1-3-1-2转运链轮；1-3-1-3转运链条；1-3-1-4滚子；1-4转运轨道；1-5翻料杆；1-6拨料刷；1-7杂质收集器；1-8过滤网板；1-9引流管；2-蒸汽输送装置；2-1输水管；2-2蒸汽输送管；2-3分汽缸；2-4水流控制阀；2-5蒸汽阀；2-6凝结回水器；3-控制装置；3-1控制器；3-2蒸煮传送电机；3-3蒸汽流量传感器；3-4转速传感器；3-5温度传感器；3-6蒸煮箱体支撑架；3-7图像识别探头；A-蒸汽流量控制按钮、B-野生贝类加工模式、C-显示屏、D-温度控制按钮、E-控制器开关、F-转速控制按钮、G-养殖贝类加工模式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种智能化贝类蒸煮开壳设备，包括蒸煮输送装置1、蒸汽输送装置2、控制装置3；蒸汽输送机构2安装在蒸煮输送装置1的外侧上，控制装置3分别与蒸煮输送装置1和蒸汽输送装置2电性连接；
蒸煮输送装置1用于通过网带输送带1-3-1将贝类从低处运往高出并使贝类受热均匀从而进行完整的蒸煮作业；蒸汽输送装置用于通过蒸汽输送管2-2输送蒸煮输送装置1所需的高温蒸汽并通过蒸汽加热管1-3-2提供贝类开壳所需的温度；控制装置3为整个设备提供动力并自动调节网带输送带运转速率和贝类的加热时间；对于野生贝类，蒸煮壳体内水温范围设定在80℃-95℃，未被水覆盖蒸煮壳体内的中心温度范围设定在95℃-120℃，对于养殖贝类，蒸煮壳体内水温范围设定在90℃-100℃，未被水覆盖蒸煮壳体内的中心温度范围设定在100℃-120℃，该水温及箱内温度保证不会由于蒸煮时间过短导致部分贝类不开壳，也不会由于蒸煮时间过长导致贝肉质老化，口感欠佳。
蒸煮输送装置1包括蒸煮壳体1-1、进料斗1-2、网带输送机构1-3、转运轨道1-4、翻料杆1-5、拨料刷1-6；
蒸煮壳体1-1上方设有进料斗1-2，进料斗1-2安装方向与水平面相垂直，蒸煮壳体1-1内部设有网带输送机构1-3，网带输送机构1-3包括网带输送带1-3-1、蒸汽加热管1-3-2，网带输送带1-3-1由单元条杆组成，蒸汽加热管1-3-2置于网带输送带1-3-1内部且安装方向与蒸煮壳体1-1相平行，网带输送带1-3-1包括转动辊1-3-1-1、转运链轮1-3-1-2、转运链条1-3-1-3、滚子1-3-1-4，转动辊1-3-1-1位于网带输送带1-3-1两端，转动辊1-3-1-1末端分别设有转运链轮1-3-1-2，转运链轮1-3-1-2上设有转运链条1-3-1-3，转运链条1-3-1-3的安装孔内插有单元条杆，转运链条1-3-1-2的内链板与外链板之间有特殊设计的滚子1-3-1-4，滚子1-3-1-4在下方的转运轨道1-4上运转从而带动网带输送带1-3-1运转，网带输送带1-3-1上方设有若干组翻料杆1-5，翻料杆1-5杆身上等距设有拨料刷1-6，相邻翻料杆1-5上的拨料刷1-6呈错位布置，拨料刷1-6垂直向下延伸且与网带输送带1-3-1保持一定间隔。
贝类从蒸煮壳体1-1上方的进料斗1-2被投入至网带输送机构1-3上，贝类随网带输送带1-3-1向蒸煮壳体1-1出口处运转，蒸煮壳体1-1内存有与进料斗1-2高度平齐(约蒸煮壳体高度的三分之二)的液态水，水中加有盐，确保完成作业后贝肉的口感，蒸汽加热管1-3-2内的高温蒸汽从其通孔处逸出在水中形成气泡对网带输送带1-3-1上的贝类产生竖直向上的力，使贝类产生翻滚动作，这保证贝类受热均匀；在水中完成蒸煮的贝类运送至无水区域，此时贝类只依靠蒸汽进行加热，这保证了部分还未开口的贝类在高温蒸汽的蒸煮作用下开壳；网带输送带1-3-1上方的拨料刷1-6的撩拨作用保证了贝类不会因为局部聚集而与蒸煮壳体1-1上端面摩擦导致贝体破碎，在降低贝类破损率的同时能够保证最大数量的贝类能够通过蒸煮壳体1-1完成蒸煮作业。
蒸煮输送装置1还包括杂质收集器1-7、过滤网板1-8、引流管1-9；
杂质收集器1-7焊接于蒸煮壳体1-1最低端下端面，杂质收集器1-7内部安装有过滤网板1-8，杂质收集器1-7底部设有引流管1-9；新鲜贝类通过进料斗1-2不断进入到蒸煮壳体1-1中，在高温蒸汽与沸水的作用下，贝类表面附带的细小贝壳及内部含有的杂质统统散入水中，过滤网板1-8可将较大杂质进行过滤并进行集中收集，过滤网板1-8上的通孔呈方形，过滤网板1-8与杂质收集器1-7内壁的安装角度在45°-60°之间，待该批量的贝类完整蒸煮作业，沸水及蒸煮残留的细小混合物可从引流管1-9排出，该装置的设计保证了蒸煮作业过程中产生的杂质不会堆积于蒸煮壳体1-1内并对下面作业的贝类产生二次污染。
蒸汽输送装置2包括输水管2-1、蒸汽输送管2-2、汽液分离缸2-3、水流控制阀2-4、蒸汽阀2-5、凝结回水器2-6；
输水管2-1与蒸汽输送管2-2并列于汽液分离缸2-3上下方，分水流控制阀2-4与蒸汽阀2-5设置于输水管2-1与蒸汽输送管2-2中间，汽液分离缸2-3下方设有凝结回水器2-6，凝结回水器2-6呈圆筒状与汽液分离缸2-3相通；
蒸汽输送管2-2起始端与锅炉房中锅炉出汽口相连，末端与蒸汽加热管1-3-2相连，提供蒸汽输送装置2所需的高温蒸汽，输水管2-1提供蒸煮所需的水，汽液分离缸2-3内有隔板将水与高温蒸汽隔开，水流控制阀2-4和蒸汽阀2-5与各传感器相连，根据实况实时调节进水量与进汽量，蒸汽管路集成中的高温蒸汽在输送过程中会有部分凝结为液态水，凝结回水器2-6可将凝结水暂存并输送回锅炉房中重新生成高温蒸汽。
控制装置3包括控制器3-1、蒸煮传送电机3-2、蒸汽流量传感器3-3、转速传感器3-4、温度传感器3-5、蒸煮箱体支撑架3-6、图像识别探头3-7。
控制器3-1固定于蒸煮壳体1-1外侧，控制器3-1一端与蒸汽输送装置2相连接，一端与蒸煮传送电机3-2相连接，另一端与蒸煮壳体1-1内部相连，与蒸汽输送装置2的连接端设有蒸汽流量传感器3-3，蒸汽流量传感器3-3设置于汽液分离缸2-3内，与蒸煮传送电机3-2相接端设有转速传感器3-4，与蒸煮壳体1-1的连接端设有温度传感器3-5，温度传感器3-5设置于蒸煮壳体1-1起始端至高度三分之二处(水中)与高度三分之二处至末端(蒸煮壳体内部上端面)，蒸煮传送电机3-2固定于蒸煮箱体支撑架3-6上,图象识别探头3-7固定于蒸煮壳体1-1末端上方。
控制器3-1可控制蒸汽输送管2-2的进汽量与蒸煮传送电机3-2的运转速度，由于贝类的生长环境不同，故进行蒸煮作业时贝类开口的时间也不同，野生贝类蒸煮时间较短，养殖贝类蒸煮时间偏长，将野生与养殖贝类开壳作业所匹配的蒸汽进气速率与蒸煮传送电机3-2的运转速率参数导入控制器3-1的控制系统中，在控制器面板设置野生与养殖两种开壳模式，当进行贝类加工作业时，只需手动选择相匹配的加工模式即可，其中控制器3-1中A、D、F分别为蒸汽流量、温度、转速控制按钮，B、G为野生、养殖种类贝类的加工模式，C为显示屏，E为控制器开关，位于蒸煮壳体1-1末端的图像识别探头3-7可观察贝类蒸煮完成的状态，若计算到贝类存在5％以上未开壳比例，控制器3-1将输出信号传递给各传感器，蒸汽流量传感器3-3控制蒸汽输送装置2中的蒸汽阀2-5扩大蒸汽进汽量，使蒸煮壳体1-1内的温度升高，转速传感器3-4调节蒸煮传送电机3-2进而放缓网带输送带1-3-1的运转速率，从而使贝类获得更长的蒸煮时间；若观察到贝类存在部分已经完全脱壳或贝肉破碎的现象，则通过调节使蒸汽进气量减小，网带输送带1-3-1运转速率加快，减少贝类的蒸煮时间，同时图象识别探头内嵌有机器学习程序，可对结束蒸煮作业的贝类状态图像进行学习，更新图象识别的数据库从而提高识别结果的精准度，进而对蒸煮作业过程进行更加细致的优化，若人工发现某一项指标更加适合当前的加工模式，也可通过控制器3-1上的按钮直接调节参数，实现了人机协同作业。
上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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