установка для разделения туш животных на полутуши

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТУШ ЖИВОТНЫХ НА ПОЛУТУШИ, содержащая раму, транспортное устройство, включающее монорельс, механизм резания с режущим инструментом, элементы базирования туши в зоне спины и крестцовой кости, механизм крепления задних конечностей и смонтированное на колоннах устройство, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, отличающаяся тем, что колонны выполнены поворотными, а установка снабжена вмонтированным в монорельс транспортного устройства и расположенным напротив и симметрично режущему инструменту балансиром, представляющим собой равноплечий рычаг, укрепленный на размещенной в плоскости режущего инструмента оси качания и имеющий на рабочей поверхности расположенные симметрично оси качания углубления, в зоне которых установленны кинематически связанные с поворотными колоннами фиксаторы, закрывающие углубления и фиксирующие равноплечий рычаг так, что его рабочая поверхность находится в одной плоскости с рабочей поверхностью монорельса в одном положении колонн и расфиксирующие рычаг и открывающие углубления для контакта с элементами подвески туш в другом, а устройство, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, смонтировано на колоннах с возможностью вертикального перемещения и имеет расположенные симметрично относительно режущего инструмента элементы базирования для взаимодействия с внутренней поверхностью грудной клетки туши.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности и может быть использовано при разделении туш животных на полутуши.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в улучшении качества разделения туш животных относительно режущего инструмента и обеспечения возможности растягивания вдоль позвоночного столба обезглавленных туш.

Известна установка для разделения туш животных на полутуши [1] содержащая опорную раму, установленную на ней подвижную раму с направляющей колонной, на которой укреплена каретка с пилой, привод поперечного перемещения подвижной рамы, привод вертикального перемещения каретки и датчики управления приводами.

С целью более точного ориентирования туш животных относительно пилы установка снабжена механизмом растяжки задних конечностей, состоящим из двух рычагов, расположенных симметрично по отношению к плоскости пилы, причем рычаги установлены с возможностью взаимодействия с крюками или троллеями и снабжены датчиками крайнего положения.

Недостатком описанного аналога является низкое качество разделения вследствие недостаточной точности ориентирования туш животных относительно пилы и отсутствие устройства для растягивания туш вдоль позвоночного столба.

Известна также установка для разделения туш животных на полутуши [2] содержащая раму, поворотную колонну, механизм резания с режущим инструментом, механизм растяжки и фиксирования задних конечностей, планку, поджимающую тушу в области крестцовой кости, крюк, растягивающий за нижнюю челюсть тушу вдоль позвоночного столба.

Недостатком этого аналога можно считать также низкое качество разделения вследствие недостаточной точности ориентирования туш животных относительно пилы и отсутствие устройства для растягивания вдоль позвоночника обезглавленной туши.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа установка для разделения туш животных на полутуши [3] содержащая раму, транспортное устройство, включающее монорельс, механизм резания с режущим инструментом, механизм крепления задних конечностей в зоне подвеса, два упора, установленных на шарнирно закрепленном рычаге и прижимающих тушу в зоне груди и крестцовой кости к двум неподвижным стойкам, между которыми базируется спина туши, крюк, растягивающий тушу вдоль позвоночного столба за нижнюю челюсть и механизм подвода головы к крюку для захвата за нижнюю челюсть.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: рама, на которой смонтированы все узлы установки, транспортное устройство, включающей монорельс и обеспечивающее растяжку задних конечностей, подачу в установку туш и разгрузку полутуш животных из установки; механизм резания с режущим инструментом, производящий разделение туши вдоль позвоночника; элементы базирования туши в зоне спины и крестцовой кости, ориентирующие тушу относительно режущего инструмента; механизм укрепления задних конечностей в зоне подвеса, ориентирующий тушу относительно вертикальной оси; смонтированное на колоннах устройство, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба с целью придания ему дополнительной устойчивости при разделении.

Недостатками прототипа являются низкое качество разделения туш на полутуши вследствие недостаточной точности ориентирования туш относительно режущего инструмента и отсутствие возможности растягивания вдоль позвоночного столба обезглавленных туш.

Первый недостаток обусловлен тем, что подаваемые транспортным устройством на разделение туши имеют под действием собственного веса искривление оси симметрии позвоночника, которое не полностью устраняется зажимными, базирующими и растягивающими тушу механизмами, кроме того, у прототипа отсутствует возможность растягивания вдоль позвоночного столба обезглавленной туши, что снижает устойчивость позвоночного столба, т.е. ухудшает качество разделения.

Искривление оси симметрии позвоночника туши под собственным весом возникает при подвешивании ее за задние конечности на крюках или троллеях, как результат отклонения рабочей поверхности монорельса отклонения рабочей поверхности монорельса от горизонтального положения, разной длины крюков или троллей, разной толщины их элементов, внедряемых в задние конечности, разного расстояния от крестцовой кости до точек зачаливания туши. Второй недостаток обусловлен наличием технологий, предусматривающих переработку обезглавленных туш животных.

Цель изобретения улучшение качества разделения туш животных на полутуши путем повышения точности ориентирования туш животных относительно режущего инструмента и обеспечения возможности растягивания вдоль позвоночного столба обезглавленных туш.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретения установка для разделения туш животных на полутуши содержит следующие общие, выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной связанной с целью изобретения задачи, раму, транспортное устройство, включающее монорельс, механизм резания с режущим инструментом, элементы базирования туши в зоне спины и крестовой кости, механизм крепления задних конечностей, смонтированное на колоннах устройство, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, вмонтированный в монорельс транспортного устройства и расположенный напротив и симметрично режущему инструменту балансир, представляющий собой равноплечий рычаг, укрепленный на размещенной в плоскости режущего инструмента оси качания и имеющий на рабочей поверхности расположенные симметрично оси качания углубления, в зоне которых установлены кинематически связанные с поворотными колоннами фиксаторы, закрывающие углубления и фиксирующие равноплечий рычаг так, что его рабочая поверхность находится в одной плоскости с рабочей поверхностью монорельса в одном положении поворотных колонн, и расфиксирующие рычаг и открывающие углубления для контакта с элементами подвески туш в другом, а устройство, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, смонтировано на колоннах с возможностью вертикального перемещения и имеет расположенные симметрично относительно режущего инструмента элементы базирования для взаимодействия с внутренней поверхностью грудной клетки туши.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: колонны выполнены поворотными, установка снабжена вмонтированным в монорельс транспортного устройства и расположенным напротив и симметрично режущему инструменту балансиром, представляющим собой равноплечий рычаг, укрепленный на размещенной в плоскости режущего инструмента оси качания и имеющий на рабочей поверхности pасположенные симметрично оси качания углубления, в зоне которых установлены кинематически связанные с поворотными колоннами фиксаторы, закрывающие углубления и фиксирующие равноплечий рычаг так, что его рабочая поверхность находится в одной плоскости с рабочей поверхностью монорельса в одном положении поворотных колонн, и расфиксирующие рычаг и открывающие углубления для контакта с элементами подвески туш в другом, а устройство, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, смонтировано на колоннах с возможностью вертикального перемещения и имеет расположенные симметрично относительно режущего инструмента элементы базирования для взаимодействия с внутренней поверхностью грудной клетки туши.

Наличие балансира позволяет устранить искривление оси симметрии позвоночника туши под действием собственного веса путем исключения влияния отклонения рабочей поверхности монорельса от горизонтального положения, влияние разной длины крюков или троллей, разной толщины их элементов, внедряемых в задние конечности, и разного расстояния от крестовой кости до точек зачаливания туши и ввести ось симметрии туши в плоскость режущего инструмента.

Благодаря тому, что балансир вмонтирован в монорельс транспортного устройства, он при закрытых углублениях и зафиксированном равноплечем рычаге выполняет функции монорельса, а при открытых углублениях и расфиксированном рычаге ориентирует тушу относительно режущего инструмента.

Установка устройства, растягивающего тушу вдоль позвоночного столба, на поворотных колоннах с возможностью вертикального перемещения позволяет вводить и выводить из грудной клетки туши элементы базирования, которые, взаимодействуя с внутренней поверхностью грудной клетки, растягивают обезглавленную тушу, повышая этим устойчивость позвоночного столба при разделении.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь: применение балансира устраняет искривление оси симметрии позвоночника туши и вводит ось симметрии туши в плоскость режущего инструмента, а следовательно, повышает точность ориентирования туши относительно режущего инструмента; наличием элементов базирования, взаимодействующих с внутренней поверхностью грудной клетки животного, позволяет растягивать вдоль позвоночного столба обезглавленные туши, что улучшает качество разделения туш на полутуши. Расположение балансира напротив и симметрично относительно редужего инструмента, симметричное расположение углублений рычага относительно его оси качания и симметричное расположение элементов базирования по внутренней поверхности грудной клети животного относительно режущего инструмента обусловлены тем, что если они будут иметь смещение, то ось симметрии позвоночника туши не будет находиться в плоскости режущего инструмента, т. е. не будет достигнут первичный технический результат, связанный с целью изобретения.

Элементы базирования, взаимодействующие с внутренней поверхностью грудной клетки животного, могут быть выполнены в виде роликов, шаров, пластин с криволинейной поверхностью и т.п.

По имеющимся сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Новизна".

Сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат, новое свойство объекта совокупность признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения в принципе может быть многократно использована в мясной промышленности с получением технического результата,заключающегося в повышении точности ориентирования туши относительно режущего инструмента и обеспечении возможности растягивания вдоль позвоночного столба обезглавленных туш, обусловливающих обеспечение достижения поставленной цели улучшение качества разделения туш на полутуши, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Промышленная применимость".

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг.2 вид по стрелке А" на фиг. 2 на балансир в зафиксированном положении; на фиг.3 вид по стрелке А на фиг.1 на балансир в расфиксированном положении; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг. 1 с видом сверху а элементы базирования, взаимодействующие с внутренней поверхностью грудной клетки туши животного; на фиг.5 разрез В-В на фиг. 2; на фиг.6 вид сверху на транспортное устройство; на фиг.7 сечение Г-Г на фиг.6.

Заявляемая согласно формуле изобретения установка для разделения туш животных на полутуши содержит раму 1, транспортное устройство 2, механизм 3 резания, элементы 4 и 5 базирования туши в зоне спины и в зоне крестцовой кости соответственно механизм 6 крепления задних конечностей, устройство 7, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, балансир 8 с равноплечим рычагом 9, имеющим симметрично расположенные относительно оси 10 качания углубления 11, в зоне которых в направляющих 12 установлены подвижно фиксаторы 13, связанные через натяжники 14, тросы 15 и блоки 16 с поворотными колоннами 17. Балансир 8 вмонтирован в монорельс 18 транспортного устройства 2 и расположен напротив и симметрично режущему инструменту 19. Ось 10 качания расположена также в плоскости режущего инструмента (пилы) 19 и связывает шарнирно балансир 8 с рамой 1. При повороте колонн 17 вправо тросы 15 натягиваются, поднимая фиксаторы 13, которые закрывают углубления 11, выталкивая из них элементы подвески 20 туши, и фиксируют балансир 8, т.е. лишают возможности рычаг 9 качаться на оси 10, при этом длину тросов 15 следует отрегулировать натяжниками 14 так, чтобы рабочие поверхности равноплечего рычага 9 и монорельса 18 находились в одной плоскости, а фиксаторы 13 изготовить так, чтобы их рабочие поверхности находились при этом также в одной плоскости с рабочей поверхностью рычага 9.

При повороте колонн 17 влево тросы 15 ослабевают, фиксаторы 13 расфиксируют балансир 8 и открывают углубления 11 для контакта с элементами подвески 20 туши.

Устройство 7, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, установлено с возможностью вертикального перемещения на поворотных колоннах 17 и имеет расположенные симметрично относительно режущего инструмента 19 элементы 21 и 22 базирования, взаимодействующие с внутренней поверхностью грудной клетки туши. Транспортное устройство 2 наряду с монорельсом 18 содержит также пневмоцилиндр 23, шарнирно связанный с кареткой 24, установленной на четырех роликах 25 с возможностью перемещения по направляющим 26, выполненным в виде двух швеллеров, связанных неподвижно с рамой 1. На каретке 24 неподвижно закреплена гребенка 27 с четырьмя упорами 28, 28а, 28b, 28 с. Упоры установлены подвижно на осях 29, запрессованных в гребенку 27. Гребенка имеет выступы 30, ограничивающие поворот упоров под действием пружины 31. Пружины соединены одним концом через зацепы 32 с упорами 28, 28а, 28b, 28с, а другим концом через зацепы 33 с гребенкой 27. Такая установка упоров 28, 28а, 28b, 28с позволяет им при движении каретки 24 назад поворачиваться на осях 29, растягивая пружины 31 в момент взаимодействия с элементами подвески 20 туши и шторкой 34, неподвижно установленной на направляющих 26. При движении каретки 24 вперед упоры 28, 28а, 28b могут жестко воздействовать на элементы подвески 20 туши.

Упор 28с может фиксироваться от поворота на оси 29 защелкой 35, шарнирно установленной на оси 36 и удерживаемой в рабочем положении пластинчатой пружиной 37, что позволяет упору 28с воспринимать нагрузку от элемента подвески 20 при растяжке задних конечностей туши.

На защелке 35 установлен с возможностью вращения ролик 38, который при работе установки периодически взаимодействует с упором 39, неподвижно закрепленным на поворотной колонне 17, благодаря чему упор 28с может периодически расфиксироваться и в таком состоянии возвращаться назад. Транспортное устройство 2 содержит также закрепленный неподвижно на раме 1 пневмостопор 40, выполненный в виде пневмоцилиндра с закрепленным на его штоке штырем 41, который в выдвинутом положении стопорит перемещение второго элемента подвески 20 в момент растяжки задних конечностей туши.

Монорельс 18 с одной стороны стыкуется с монорельсом цехового конвейера К1, подающим туши к установке, а с другой с монорельсом цехового конвейера К2, принимающим полутуши из установки.

Механизм 3 резания содержит дисковую пилу 19 и привод 42, смонтированный на каретке 43, имеющий возможность движения на колоннах 44. Каретка 43 тросом 45 через блоки 46 и 47 связана с пневмолебедкой 48, неподвижно закрепленной на раме 1. Устройство 49 позволяет регулировать наклон колонн 44 в зависимости от диаметра дисковой пилы 19. Элементы 4 базирования туши в зоне спины выполнены в виде двух пластин 50, поворачивающихся встречно вместе с двумя стойками 51 от пневмоцилиндра 52 через рейку 53 и два зубчатых колеса 54. Стойки 51 соединены с рамой 1 с возможностью вращения вокруг собственной оси. Элемент 5 базирования туши в зоне крестцовой кости имеет пневмоцилиндр 55, смонтированный на каретке 56, перемещаемой пневмопозиционером 57 по колоннам 17, которые при работе установки поворачиваются на оси 58 пневмоцилиндром 59.

Механизм 6 крепления задних конечностей содержит два упора 60, вильчатые захваты 61, закрепленные неподвижно на штоках на раме 1.

Устройство 7, растягивающее тушу вдоль позвоночного столба, содержит также каретку 63, на которой закреплен пневмоцилиндр 64, штоки которого несут вилку 65 с базирующими элементами 21, выполненными в виде роликов, вращающихся на осях 66; содержит зубчатые секторы 67, к которым с одной стороны шарнирно прикреплен пневмоцилиндр 68, а с другой через стержни 69 неподвижно присоединены базирующие элементы 22, выполненные в виде шаров. Зубчатые секторы 67 вращаются на осях 70, закреппленных неподвижно на каретке 63, которая может двигаться на колоннах 17 с помощью пневмолебедки 71, троса 72 и блока 73.

Перед работой все узлы установки находятся в исходном положении, а именно в транспортном устройстве 2 шток пневмоцилиндра 23 втянут, каретка 24 с гребенкой 27 и упорами 28, 28а, 28b, 28с находится в крайнем заднем положении, при этом упоры 28b и 28с развернуты и спрятаны за шторкой 34, что не создает помехи при подаче туши;

колонны 17 повернуты вправо, тросы 15 натянуты, балансир 8 зафиксирован, т.е. равноплечий рычаг 9 лишен возможности качаться на оси 10;

штырь 41 пневмостопора 40 задвинут;

механизм 3 резания находится в верхнем крайнем положении;

пластины 50 элементов 4 базирования туши в зоне спины разведены;

шоки пневмоцилиндра 55 втянуты, каретка 56 находится в верхнем крайнем положении;

базирующие элементы 22 сведены, штоки пневмоцилиндра 64 втянуты, каретка 63 находится в верхнем крайнем положении.

В процессе работы установки туши, зачаленные элементами подвески 20 на задние конечности, периодически подаются цеховым конвейером К1 на монорельс 18 так, что элементы подвески 20 останавливаются напротив пневмостопора 40. Датчики контроля длины туши, установленные на входе установки, дают команду пневмопозиционеру 57 установить каретку 56 с элементом 5 базирования в одно из трех положений, соответствующее длине туши, а пневмостопору 40 выдвинуть штырь 41, который заходит между элементами подвески 20 и дает команду на выдвижение штока пневмоцилиндра 23, который перемещает каретку 24 на роликах 25 по направляющим 26 вместе с гребенкой 27 и упорами 28, 28а, 28b, 28с. Два первых упора 28, 28а, воздействуя на элементы подвески 20, подают полутуши к цеховому приемному конвейеру К2.

Третий упор 28b, выходя из-за шторки 34, захватывает первый элемент подвески 20 туши, растягивая при движении ее задние конечности до выхода из-за шторки упора 28с и фиксации его от поворота защелкой 35, после чего штырь 41 задвигается, а упоры 28с и 28b, удерживая задние конечности туши в растянутом положении, взаимодействуя с элементом подвески 20, подают тушу на зафиксированный балансир 8. В переднем крайнем положении каретки 24 с гребенкой 27 ролики элементов подвески 20 туши располагаются на фиксаторах 13, а полутуши находятся в зоне действия приемного конвейера К2.

В этот момент датчик крайнего положения каретки 24 дает команду на поворот колонн 17. Колонны 17 пневмоцилиндром 59 на осях 58 поворачиваются влево, а вертикальное положение, тросы 15 ослабевают; под действием веса туши фиксаторы 13 опускаются, ролики элементов подвески 20 опускаются в углубления 11 равноплечего рычага 9, который, поворачиваясь на оси 10, ликвидирует искривление оси позвоночника туши и вводит ось в плоскость режущего инструмента. Упор 39, воздействуя на ролик 38, открывает защелку 35, расфиксируя упор 28с, после чего каретка 24 с гребенкой 27 и упорами 28, 28а, 28b, 28с пневмоцилиндром 23 возвращается в исходное положение; пневмоцилиндром 64 выдвигаются базирующие элементы 21, пневмоцилиндром 52 через рейку 53 и зубчатые колеса 54 поворачиваются со стойками 51 к туше пластины 50, базируя ее в зоне спины. После возврата каретки 24 с гребенкой 27 в исходное положение, пневмолебедка 71 через трос 72 и блок 73 двигает вниз по колоннам 17 каретку 63, при этом базирующие элементы 21 упираются в грудную клетку и растягивают тушу вдоль позвоночного столба; пневмоцилиндр 62 вильчатыми захватами 61 прижимает к упорам 60 задние конечности туши; пневмоцилиндр 55 базирующим элементом 5 фиксирует тушу в зоне крестцовой кости; пневмоцилиндром 68 через зубчатые секторы 67 и стержни 69 разводятся базирующие элементы 22, выполненные в виде шаров. По окончанию балансировки, растягивания вдоль позвоночного столба, базирования и фиксации туши механизм 3 резания под собственным весом по колоннам 44 опускается, при этом в пневмолебедку 48 сжатый воздух не подается, пила 19, возвращающаяся от привода 42, разделяет тушу на полутуши вдоль позвоночного столба.

После достижения механизмом 3 резания крайнего нижнего положения, пневмоцилиндр 59 возвращает колонны 17 в исходное положение, балансир 8 фиксируется фиксаторами 13, каретка 56 пневмопозиционером 57, а каретка 63 пневмолебедкой 71 возвращаются в верхнее положение, пневмоцилиндром 52 разводятся пластины 50, после чего пневмолебедкой 4 через трос 45, блоки 46 и 47 каретка 43 возвращается в крайнее верхнее положение. В дальнейшем при наличии туши перед установкой рабочий цикл повторяется.

Как показали результаты моделирования, при использовании заявляемой установки для разделения туш животных на полутуши обеспечивается за счет балансира стабильная прямолинейность оси симметрии позвоночника туши и совпадение ее с плоскостью режущего инструмента, а базирующие элементы, взаимодействующие с внутренней поверхностью грудной клетки, позволяют растягивать обезглавленные туши вдоль позвоночного столба, то есть повышается точность ориентирования туш относительно режущего инструмента, что улучшает качество разделения туш на полутуши, уменьшает количество отходов в виде стружки из-за уменьшения площади контакта режущего инструмента с тушей.

Согласно данным моделирования и конструкторских проработок заявляемое изобретение может быть использовано в народном хозяйстве и в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами:

обеспечивает повышение точности ориентирования туши относительно режущего инструмента;

позволяет растягивать обезглавленные туши животных вдоль позвоночного столба.

Заявляемая установка для разделения туш животных а полутуши представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как расширяет возможность автоматизации процесса разделения туш на полутуши за счет применения балансира и обеспечивает внедрение новой технологии, позволяющей разделять растянутые вдоль позвоночного столба обезглавленные туши животных.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.