Приспособление для удаления межмышечной кости - RU2555426C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к устройству для удаления костей, содержащих нервы, из филе рыбы и, в частности, к улучшенному устройству, которое минимизирует риск того, что межмышечные кости переломаются в процессе их удаления.

Предпосылка изобретения

Является обычной продажа нескольких видов рыбы в виде филе, где мясо уже отделено от костей. Это филе получают путем разрезания рыбы вдоль каждой стороны хребта ручным способом при помощи ножа или использования устройства или машин. Каждая из этих машин или устройств предназначена для отделения хребта, избегая повреждения цельности филе. Однако наличие костей, содержащих мышцы, («межмышечных костей») приводит к необходимости дальнейшего отделения мяса от костей для получения приемлемого продукта. Поэтому после срезания филе некоторые кости (межмышечные кости) остаются прилипшими или, в некоторых случаях, они остаются застрявшими в филе и их следует извлечь.

Данная проблема присутствует в ходе всех типов обработки филе и является особенно сложной в странах, где производство филе нацелено на наиболее требовательные рынки, предполагая соблюдение самых высоких стандартов качества.

Качество в высокой степени определяет время, которое прошло от смерти рыбы до момента, когда продукт прибывает в место своего назначения, включая время, потраченное на обработку и упаковку.

В US-5,525,101 раскрыт аппарат для удаления межмышечных костей, содержащий валик, который содержит средства для захвата кости. Как только кости захвачены, их извлекают, прикладывая тяговое усилие.

В US-7,247,086, которое относится к устройству и процедуре для извлечения межмышечных костей из филе рыбы, применен основной принцип вышеупомянутого патента '101. Процедура содержит отделение межмышечных костей от мяса за счет использования вибраций, а затем извлечение межмышечной кости за счет использования только достаточного тягового усилия с целью вытягивания межмышечных костей, следовательно, сохраняя их цельность без повреждения внутреннего и внешнего вида мяса. Устройство содержит генератор вибраций, аппарат для отделения мяса от костей и средства передачи указанных вибраций от генератора к аппарату для отделения мяса от костей.

Сущность изобретения

Несмотря на то что предыдущие устройства, описанные выше, представили собой прогресс в области механизированного удаления межмышечных костей из филе рыбы, есть возможности для усовершенствования.

То есть существует проблема в том, что некоторые межмышечные кости, в частности, имеют тенденцию переламываться, вследствие чего часть межмышечной кости остается внутри филе, что является неприемлемым с точки зрения качества. В частности, это может иметь место, когда межмышечные кости в филе расположены со стороны головы, поскольку они толще и жестче, и переламываются более легко. Следовательно, целью данного изобретения является предоставление улучшенного устройства для отделения мяса от костей, которое устраняет или, по меньшей мере, существенно снижает риск того, что межмышечные кости переломаются в процессе их удаления из филе.

Эта цель достигнута в первом аспекте устройством по п.1, а именно устройством для удаления межмышечной кости для удаления межмышечных костей из филе рыбы, при этом устройство содержит кинематическую цепь, содержащую двигатель, вал привода, соединенный с двигателем, и вращающуюся головку цилиндра, соединенную с указанным валом привода, где головка цилиндра имеет огибающую поверхность с углублениями и упругий язычок, соприкасающийся с указанной огибающей поверхностью, так что межмышечные кости могут быть защемлены между язычком и огибающей поверхностью, когда головка цилиндра вращается, с тем чтобы быть вытянутыми из филе. Устройство отличается тем, что оно содержит ограничитель крутящего момента, который при заданной величине момента отсоединит вращающуюся головку цилиндра от привода.

В другом аспекте головка цилиндра предоставлена как отдельный компонент, который может быть присоединен к валу привода устройства для удаления межмышечной кости.

Данное изобретение может быть выполнено в виде ручного инструмента или в виде настольной машины.

В еще одном аспекте предоставлен способ для удаления межмышечных костей из рыбы, определенный в пункте. 13. Способ включает удаление межмышечных костей из филе рыбы, где способ содержит защемление соответствующей межмышечной кости между вращающимся цилиндром с углублениями и упругим язычком, соприкасающимся с цилиндром, так что, когда происходит защемление, тянущее усилие прикладывают к кости рыбы. Способ отличается тем, что во время защемления тянущее усилие прикладывают к межмышечной кости рыбы до тех пор, пока усилие не достигнет заранее установленного уровня, на котором вытягивание прерывают на короткий промежуток времени, кроме тех случаев, когда межмышечная кость немедленно отделяется, и, если она не отделяется, тянущее усилие прилагают снова, пока оно не достигнет заранее установленного уровня, и этот процесс повторяют, пока кость не отделится.

Дальнейший объем применения настоящего изобретения будет виден из подробного описания, приведенного ниже, и прилагаемых графических материалов, которые даны только с целью иллюстрации и поэтому не должны быть рассмотрены как ограничение настоящего изобретения, и где

На фиг.1 схематически показано строение типичной межмышечной кости;

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе приспособления для удаления межмышечной кости известного уровня техники;

На фиг.3 показан покомпонентный вид в перспективе варианта осуществления механизма для выполнения функции согласно настоящему изобретению;

Фиг.4а представляет собой схематическое изображение примерного варианта осуществления устройства согласно изобретению;

Фиг.4b представляет собой схематическое изображение электронного осуществления изобретения;

Фиг.5а схематически изображает альтернативный способ осуществления изобретения; и

Фиг.5b схематически изображает еще один вариант осуществления.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящее изобретение связано с проблемой, относящейся к удалению межмышечных костей из филе рыбы во время обработки рыбы после улова.

Типичная межмышечная кость лосося/форели схематически показана на фиг.1.

Она имеет трубчатую структуру с твердым концом 1 и мягким концом 2. Внутри трубчатой структуры проходят двадцать два нерва 5. Нервы прикреплены к тонкому слою 3 мускулов непосредственно под кожей 4. На наружной стороне трубчатой структуры расположен тонкий слой, называемый белой мембраной 6. До послеубойного окоченения (которое происходит после того, как рыба была забита) белая мембрана крепко присоединена к мясу рыбы. Впоследствии, когда послеубойное окоченение больше не превалирует, белая мембрана станет мягче в связи с ферментативным действием и будет, таким образом, больше не присоединена так крепко к ткани мяса, и будет намного легче удалить межмышечную кость. Однако, несмотря на это, все еще часто случается так, что межмышечная кость переламывается, когда ее вытягивают (направление вытягивания показано как 8). Перелом происходит в срединной области 9 межмышечной кости. Эта проблема переламывания наиболее выражена для межмышечных костей, расположенных в филе со стороны головы.

На фиг.2 показано приспособление для удаления межмышечной кости известного уровня техники согласно US-5,525,101, упомянутого в разделе предпосылки. Это устройство содержит вращающийся, по существу, цилиндрический элемент 20 цилиндрической формы, установленный в осевом направлении на направленный наружу вал привода, такого как электрический, пневматический или гидравлический двигатель. Цилиндр 20 снабжен множеством углублений 22 для приема межмышечных костей для удаления. Цилиндр поворачивается, и, когда устройство перемещается по поверхности филе рыбы, кости будут захвачены углублениями в цилиндре и «защемлены» в зазор между цилиндром и элементом в виде язычка 24 или выступа, который находится в легком прижимном контакте с поверхностью цилиндра. Этот язычок или выступ 24 является слегка упругим для помещения костей в этом промежутке.

Таким образом, это устройство известного уровня техники работает таким образом, который можно назвать «непрерывным», т.е. вращающийся элемент вращается при неизменяемой частоте вращения. Эта частота может быть регулируемой, но движение вытягивания является непрерывным движением.

Автор изобретения неожиданно открыл, что, если вместо работы вращающегося элемента при постоянной частоте вращения будет предоставлен механизм для осуществления обусловленного, прерывистого вытягивания кости, тенденция перелома фактически устранена.

Это прерывистое вытягивание достигнуто в одном варианте осуществления путем интегрирования механизма в силовую передачу для приспособления для удаления межмышечной кости, который будет измерять сопротивления межмышечной кости. Этот механизм также содержит механизм установки тянущего усилия, так что может быть установлено максимально допустимое тянущее усилие. При заранее определенной силе сопротивления и если сопротивление межмышечной кости превышает максимально допустимое тянущее усилие, обеспечиваемое вращающимся элементом, вращающийся элемент будет «отпускать», т.е. останавливать вытягивание на долю секунды, а затем начинать новое действие вытягивания.

Это «прерывистое» вытягивание будет продолжаться до тех пор, пока кость не отделится и будет вытянута из мяса рыбы без переламывания.

Следовательно, в ситуации, где кости не очень сильно «закреплены» в мясе, аппарат будет работать точно так же, как аппарат известного уровня техники, согласно US-5,525,101, который упомянут выше, т.е. будет осуществляться плавное, непрерывное происходящее действие удаления кости без прерывистого действия.

Один пример механизма, подходящего для выполнения функции, описанной выше, будет описан подробно со ссылкой на фиг.3.

Фиг.3 изображает покомпонентный вид одного варианта осуществления замысла вращающейся цилиндрической головки приспособления для удаления межмышечной кости, в общем показанного как 20 на фиг.2. На фиг.3 также показаны механизм для передачи вращения из вала привода (не показан) и составляющие компоненты, требуемые для достижения функции изобретения.

Таким образом, головка 20 содержит наружный цилиндр 30, содержащий множество углублений 31, проходящих по огибающей поверхности в продольном направлении цилиндра 30. В показанном варианте осуществления эти углубления прямые, но в предпочтительных вариантах осуществления они проходят под углом к продольному направлению по огибающей поверхности, как можно видеть на фиг.2. Цилиндр 30 подходящим образом изготовлен из закаленной нержавеющей стали или материала подобной твердости с целью предоставить его долговечным. Этот материал довольно дорогой, и поэтому толщина материала цилиндра 30 только около 40 мм.

Цилиндр 30 прикреплен к внутреннему цельному цилиндрическому блоку 32, изготовленного из, например, закаленной нержавеющей стали или материала подобной твердости. Разумеется, узел может быть также изготовлен из цельного материала.

Внутренний цилиндр 32 и наружный цилиндр 30 прикреплены один к другому путем сжатия. Внутренний цилиндр 32 содержит центральный канал 33, через который проходит вал привода (не показан на фиг.3) для вращения цилиндров. Однако вал не находится непосредственно в приводном зацеплении с цилиндром 32, поскольку предусмотрен небольшой зазор между валом и внутренней стенкой канала.

Механизм для фактической передачи вращательного движения от вала к головке цилиндра далее будет детально описан ниже.

Основная идея изобретения заключается в том, чтобы сделать передачу энергии от вращающегося вала к головке цилиндра обусловленной силой, с которой межмышечная кость прикреплена в мясе рыбы. Под этим мы подразумеваем то, что, если межмышечная кость настолько сильно прикреплена, что вытягивание ее непрерывным движением (как приспособлением для удаления межмышечной кости известного уровня техники) может переломать ее, наложенное «условие» прерывало бы вытягивание при заранее установленном максимальном усилии, но затем немедленно продолжало бы вытягивание вновь и вновь, пока в конечном итоге кость не отделилась бы от мяса, не переламываясь. Это действие может быть описано как быстро повторяющееся вытягивание.

Поэтому следует определить, что, несмотря на то, что двигатель работает непрерывно, головка цилиндра должна при определенных условиях работать «с перерывами».

Механизм, предоставленный по сути дела в головке цилиндра в варианте осуществления, показанном на фиг.3, похож на механизм ключа с регулируемым крутящим моментом.

Этот вариант осуществления механизма содержит множество, по меньшей мере два, подпружиненных элементов 34 передачи вращательного движения, расположенных так, чтобы соединить две секции кинематической цепи, где один конец каждого из указанных элементов 34 передачи вращательного движения был присоединен фиксированным образом к первой секции кинематической цепи и второй конец которых присоединен в передающем вращательное движение, но разъемном зацеплении ко второй секции кинематической цепи, при этом указанные элементы 34 смещены в радиальном направлении от центральной оси кинематической цепи и равномерно распределены вокруг указанной оси в определенных положениях. Таким образом, когда выходная сторона передаточного механизма испытывает предопределенное сопротивление вращению, вызванное межмышечной костью, прикрепленной к ткани мяса, с силой, превышающей силу, приложенную элементами передачи вращательного движения, при этом подпружиненные элементы передачи вращательного движения выскальзывают из их соответствующего разъемного зацепления в указанных определенных положениях и перемещаются в смежные положения.

В частности, как показано на фиг.3, здесь предоставлено множество подпружиненных шариков 34, предоставленных между задней пластиной 36 и передней пластиной 38, расположенных на противоположных сторонах цилиндра 30, 32 в сборе. Передняя пластина 38 присоединена к валу привода (не показан) любыми подходящими средствами. В варианте осуществления на фиг.3 передняя пластина содержит деталь 40 в форме трубки, которая проходит в цилиндре 30, 32 в сборе через центральный канал 33 в нем и жестко прикреплена к приводному валу, например, посредством винтового соединения или подобного. Разумеется, витки должны быть противоположны направлению вращения вала привода.

Таким образом, передняя пластина всегда будет вращаться вместе с приводным валом в непрерывном движении.

Передняя пластина 38, в виде кольцевого элемента, предоставлена с множеством сферических углублений или фиксаторов 42, равномерно распределенных по периферии кольцевого элемента 38 в передаче и образующих гнезда для шариков 34. Шарики 34 поддерживаются, чтобы находиться в фиксаторах, пружинами 43, для чего подходят спиральные пружины. Задняя пластина 36 аналогично предоставлена с углублениями 44, расположенными так, чтобы отвечать фиксаторам для шариков 34 и образовывать гнезда для пружин 43.

Задняя пластина жестко соединена с наружным цилиндром 30, подходящим образом путем предоставления соответствующих витков на периферии задней пластины и внутренней поверхности цилиндра соответственно, при этом задняя пластина 36 может быть передвинута немного в продольном направлении внутрь наружного цилиндра 30 путем его ввинчивания по направлению внутрь/наружу. Таким образом, поджимание пружинами шариков 34 могут быть регулировано.

В варианте осуществления, показанном на фиг.3, есть круговая выемка на детали 40 в форме трубки. Когда все детали собраны, их закрепляют на месте посредством стопорного кольца 45.

Таким образом, в собранном состоянии (которое будет подобно конфигурации, показанной на фиг.2) и когда головка 20 цилиндра поворачивается приведением в действие двигателя для вращения вала привода, весь узел будет, конечно, вращаться с той же частотой, что и вал привода.

Однако, когда межмышечная кость захвачена в место захвата между цилиндром 20 и язычком 24, возникнет некоторое сопротивление, величина которого будет зависеть от того, насколько сильно кость прикреплена к ткани рыбы. Если поджимание пружинами шариков 34 установлено правильно и сила в соединении между костью и тканью является достаточно сильной, пружины 43 будут смещаться и шарики 34, расположенные в фиксаторах 42 на передней пластине 38, будут выскальзывать из фиксаторов 42 и перемещаться в смежные положения. Таким образом, цилиндр остановится на долю секунды и фактически произойдет так, что кость вытянется без высвобождения. Однако, когда это действие повторяется вновь и вновь, сильное соединение между костью и тканью будет постепенно ослабевать и в результате кость будет вынута без переламывания. Обычно это будет требовать 3-8 натягиваний перед тем, как кость высвободится.

На фиг.4а схематически показан ручной инструмент согласно изобретению. Он содержит, по существу, те же компоненты, что и аппарат известного уровня техники, показанный на фиг.2.

Однако согласно изобретению здесь предоставлен ограничитель 52 крутящего момента внутри головки цилиндра 30. Необходимо отметить, что, хотя показанный вариант осуществления содержит ограничитель крутящего момента в головке цилиндра, равновозможно и в объеме изобретения расположить ограничитель крутящего момента в двигателе 47 или интегрировать его в вал 51 привода (предоставлен внутри корпуса и показан пунктирной линией).

В другом варианте осуществления изобретения механизм для образования прерывистого движения головки цилиндра осуществлен электрическими средствами.

В связи с этим существует устройство управления, предоставленное для распознавания пика тока двигателя, что происходит, когда система испытывает сопротивление от межмышечной кости, которая сильнее, чем обычно, прикреплена к мясу. Это схематически проиллюстрировано на фиг.4b, показывающей приспособление 46 для удаления межмышечной кости, приводимое двигателем 47, питаемым источником U напряжения и содержащее устройство 48 управления, содержащее средства для распознавания изменений в токе двигателя. Таким образом, когда система распознавания в устройстве управления регистрирует увеличенное потребления энергии в двигателе, т.е. путем обнаружения положительного градиента в токе двигателя, вызванного возросшим сопротивлением от кости, которое требует больше энергии, и затем, когда указанный градиент тока превышает определенный заранее установленный уровень, система управления немедленно реагирует выключением электропитания с целью остановить вращение двигателя, и, таким образом, вытягивание кости прерывается на долю секунды. Затем немедленно электропитание включается вновь, и двигатель начинает вращаться, и, соответственно, вытягивание кости возобновляется. Это прерывание/возобновление работы двигателя, вызывающее прерывистое вытягивание межмышечной кости, будет повторяться до тех пор, пока межмышечная кость не высвободится.

На практике механизм, описанный выше, является «ограничителем крутящего момента» типа шарикового фиксатора. Под этим мы понимаем, что механизм является выполненным таким образом, что при заранее установленном крутящем моменте механизм будет отсоединять привод временно, в течение доли секунды, когда шарики перемещаются из одного положения в смежное положение.

Кроме того, несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на вариант осуществления, функционирующий как ограничитель крутящего момента типа «шарикового фиксатора», в принципе любая другая конструкция ограничителя крутящего момента является возможной до тех пор, пока она подходит для конфигурации приспособления для удаления межмышечной кости, как здесь раскрыто.

Ограничитель крутящего момента в общем является аппаратом, который предохраняет механическое оборудование или его работу от повреждения механической перегрузкой. Ограничитель крутящего момента может ограничивать крутящий момент путем проскальзывания (как в дисковой фрикционной муфте скольжения) или отсоединения нагрузки полностью (как в предохранительном штифте). Существует много типов ограничителей крутящего момента.

Ограничитель крутящего момента разъединяющего типа отсоединяют привод с небольшим крутящим моментом или без остаточного крутящего момента, оказывающего воздействие на нагрузку. Они могут сбрасываться автоматически или вручную. Примеры приведены ниже.

Ограничитель крутящего момента типа предохранительного штифта за счет механического компонента, штифта, разъединяет валы. Это не подходит для настоящего изобретения, поскольку должно иметь возможность сброса.

Синхронный магнитный ограничитель крутящего момента использует постоянные магниты, установленные на каждом валу, с воздушным промежутком между ними. Они действуют очень быстро, но могут иметь больше мертвого хода, чем механические типы. Поскольку нет механического контакта между двумя валами, их также используют для передачи крутящего момента через физический барьер, такой как тонкая пластиковая стенка. В некоторых моделях предел крутящего момента можно регулировать путем изменения промежутка между магнитами.

Ограничитель типа шарикового фиксатора передает усилие через закаленные шарики, которые покоятся в фиксаторах на валу и удерживаются на месте при помощи пружин. Состояние чрезмерного крутящего момента выталкивает шарики из их фиксаторов, таким образом отсоединяя вал. Он может иметь одно или несколько положений фиксатора или зажимную пружину, которая требует ручного сброса. Возможно регулирование сжатия для регулировки предела крутящего момента.

Кулачковый и пружинный типы ограничителя крутящего момента используют пружину для удержания силовой собачки в желобке ротора. Он может отличаться автоматическим или ручным сбросом. Регулирование сжатия пружины определяет предел крутящего момента.

Аппараты типов, ограничивающих крутящий момент, будут ограничивать крутящий момент путем проскальзывания, т.е. позволяя приводному валу работать быстрее, чем ведомый вал. Избыточная энергия рассеивается в виде тепла.

Они не нуждаются в сбросе.

Ограничители крутящего момента типа с фрикционным диском подобны дисковой фрикционной муфте. Чрезмерный крутящий момент приводит к тому, что диски проскальзывают. Простой пример найден в безинерционной катушке для спиннинга, где крутящий момент проскальзывания установлен посредством большой затяжной гайки, для того чтобы катушка повернулась и позволила лесе больше размотаться до того, как она порвется под тянущим усилием рыбы.

Порошковая электромагнитная муфта может быть эффективно использована как ограничитель крутящего момента. Настройка крутящего момента в известной степени приближается к линейному отношению с током, проходящего через витки, что может быть статично или динамично установлена в зависимости от потребностей.

Ограничители крутящего момента с магнитным гистерезисом являются несинхронными при нормальной работе, так что всегда имеет место некоторое проскальзывание.

Изобретение было описано выше применительно к фиг.3 и 4 как осуществленное в виде ручного инструмента, как показано на фиг.2. Таким образом, механизм согласно изобретению интегрирован в головку 20 цилиндра.

Однако он также может быть выполнен в настольную машину для отделения мяса от костей, где филе рыбы транспортируют на конвейерной ленте и подают под приспособление для удаления кости.

В таком случае вращающаяся головка цилиндра может быть приведенной либо непосредственно как в ручном инструменте, либо опосредованно через ременную передачу. В последнем случае вал двигателя снабжен шкивом, вокруг которого расположен и движется ремень, и связан со шкивом на головке цилиндра.

В первой альтернативе изобретение будет выполнено подобно варианту осуществления на фиг.3, т.е. в головке цилиндра или в шкиве. В последнем случае механизм может быть интегрирован в шкив на валу двигателя. Разнообразные возможные варианты расположения механизма показаны схематически на фиг.5а) и b), на которых показан двигатель 50, вал 51 привода, устройство 53 удаления межмышечной кости и скамья 54, на которой филе 55 рыбы расположено в положении под головкой 56 цилиндра.

На фиг.5а) показана альтернатива, где механизм передачи предоставлен как отдельное устройство 52 на валу 51 привода.

На фиг.5b) показана альтернатива, где механизм 51 передачи (показан пунктирными линиями) предоставлен в одном из шкивов 57, создавая часть ременной передачи.

Таким образом, ограничитель крутящего момента может быть встроен в принципе в любой точке в кинематической цепи машины или устройства для отделения мяса от межмышечной кости, быть ручным инструментом или настольной машиной.

Согласно изобретению, также предоставлен способ удаления межмышечных костей из филе рыбы, где способ включает защемление соответствующей межмышечной кости между вращающимся цилиндром с углублениями и упругим язычком, соприкасающимся с цилиндром, при помощи чего, когда осуществляется защемление, прилагают тянущее усилие, приложенное к кости рыбы. Способ отличается тем, что во время защемления тянущее усилие прикладывают к межмышечной кости рыбы до тех пор, пока усилие не достигнет заранее установленного уровня, на котором вытягивание прерывают на короткий промежуток времени, если только межмышечная кость немедленно не отделяется, и, если она не отделяется, тянущее усилие прилагают снова до тех пор, пока оно не достигнет заранее установленного уровня, и этот процесс повторяют до тех пор, пока кость не отделится.

Предпочтительно, способ содержит использование ограничителя крутящего момента и регулирование максимально допустимого крутящего момента, при котором привод на цилиндре отпускают с целью достичь прерывистого вытягивания.

Реферат

Изобретение относится к устройству для удаления межмышечных костей из рыбы. Устройство содержит кинематическую цепь и вращающуюся головку (30) цилиндра, присоединенную к кинематической цепи. Устройство содержит ограничитель (52) крутящего момента, который при заданной величине момента будет отсоединять поворотную головку (30) цилиндра от кинематической цепи. Также предоставлен способ для удаления межмышечных костей из филе рыбы, включающий защемление соответствующей межмышечной кости между вращающимся цилиндром с углублениями и упругим язычком, соприкасающимся с цилиндром. Во время защемления тянущее усилие прикладывают к межмышечной кости рыбы, пока усилие не достигнет заранее установленного уровня, на котором вытягивание прерывают на короткий промежуток времени, кроме тех случаев, когда межмышечная кость немедленно отделяется. Если кость не отделяется, тянущее усилие прилагают снова, пока оно не достигнет заранее установленного уровня, и этот процесс повторяют, пока кость не отделится. Изобретение существенно снижает риск того, что межмышечные кости переломятся в процессе их удаления из филе. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула