CN103689057A - 去虾头装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了利用文丘里效应去虾头的装置和方法。载虾流体被泵入与一个或多个文丘里管成直线的管道系统。通过文丘里管的流体的加速度使虾的头部分离。文丘里管的横截面区域分别具有长轴和较短的短轴。该长轴足够长以接收虾的大半或全部长度并使虾与文丘里管入口的、会损伤虾的硬碰撞最小。

Description

去虾头装置和方法

技术领域

本发明总体上涉及甲壳类动物的加工，更尤其涉及利用液动力去虾头的装置和方法。

背景技术

利用液动力去虾头由1993年3月23日授权的题为“Apparatus forDeheading and Cleansing Shrimp”的美国专利No.5,195,921已知。该专利中，载虾流体被泵至通过突然变窄的管道。根据文丘里效应，管道横截面的突然减小导致液流加速通过该狭窄的横截面。由横截面变化导致的液动力趋向于使虾的头部脱离。该专利中，管道横截面在其整个长度上是圆形的。当四英寸直径的管被用作主管道时，狭窄区域的直径甚至更小。其外尺寸大于狭窄区域直径的虾趋向于撞击到变狭窄的管道上。与管道壁的碰撞能损伤虾，特别是脆的冷水虾。如图1A和1B所示，冷水虾10具有长而细的第六节12，该第六节容易被损伤。第三和第四节之间的连接部14也易受到损伤。一般来说，冷水虾的肌肉组织比更强健的暖水虾的肌肉组织要弱的多。与头部或尾部首先靠近相反，当冷水虾10侧面靠近管道的狭窄区域时，其猛撞到开口的边内而进入狭窄区域。该碰撞的确有助于去除头部，但也能导致虾在其薄弱点处断裂。

发明内容

使虾的头部脱离时的这一缺点被体现本发明特征的装置所解决。一个此类装置包括封闭有流体通道的管道和引导管道中载虾流体的液流的液流控制装置。该管道具有开放的第一端和沿流体通道位于该第一端的下游的相反的开放的第二端。管道的输入部从第一端沿流体通道向下游延伸并限定出具有第一横截面区域的流体通道。文丘里管从第二端沿流体通道向上游延伸并限定出具有小于所述第一横截面区域的第二横截面区域的流体通道长度。所述第二横截面区域具有长轴和比该长轴短的短轴。管道的过渡部设置在所述输入部和所述文丘里管之间。所述过渡部限定出横截面区域从所述第一横截面区域收敛到所述第二横截面区域的流体通道长度。载虾流体流过管道的第一端、流体通道和第二端。在所述过渡部的收敛横截面区域中流体沿流体通道长度的速度在所述文丘里管中增大到足以为虾去头的速度

此类装置的另外形式包括限定了流体通道的管道系统和在彼此隔开的位置上与流体通道成直线地设置在所述管道系统中的文丘里管。液流控制装置引导所述流体通道中的载虾流体的液流以传送所述载虾流体通过所述管道系统。文丘里管导致载虾流体在每一个文丘里管中速度的增大足以使虾的头部脱离。

根据本发明另外的方面，用于使虾的头部脱离的方法包括：（a）使载虾流体流过管道系统中的流体通道；以及（b）限制位于沿所述管道系统的彼此隔开的位置处的文丘里管中的流体通道，以使每一个文丘里管中的载虾流体的速度增大到足以使虾的头部脱离。

附图说明

本发明的这些方面和特征更详细地描述于下面的说明书、的权利要求、以及附图中，其中：

图1A和1B是冷水虾的侧视图和俯视图；

图2是用于体现本发明特征的去头装置的文丘里管的等角视图；

图3A-3C是图2的文丘里管的侧视图，分别具有30°、45°和60°锥角的锥形过渡区域；

图4A和4B是包括图2的文丘里管的去头系统的前等角视图和后等角视图；

图5是使用图2的文丘里管的多管文丘里去头系统的示意图；以及

图6是包括额外的增压泵的图5的多管文丘里去头系统的示意图。

具体实施方式

可用于体现本发明特征的去头系统中的文丘里管，或文丘里装置，示于图2中。文丘里管16是管道18的受限制部分，管道18封闭有沿着流体路径20传送载虾流体的流体通道19。该管道具有开放的入口端22和在入口端下游的相反的开放的出口端23。管道的输入部24从入口端22向下游延伸并限定出具有横截面积（区域）A₁的流体通道。

管道的过渡部26从输入部24向下游延伸至文丘里管16。过渡部26限定出具有由两对收敛的抛物线壁-大壁25和小壁27形成的收敛的横截面积的流体通道的长度。文丘里管16具有横截面积A₂，其小于输入部24的横截面积。在图2的实例中，文丘里管的横截面区域A₂的形状是矩形，具有短于其长轴29的短轴28，但也可以是其它形状，例如，椭圆形或卵形。文丘里管16向下游延伸至开放端30。图2中，文丘里管的端部30开放入管道的下游过渡部32，该下游过渡部限定出从文丘里管的横截面积A₂向外扩张到管道输出部34的更大横截面积的流体通道19的长度。在本例中，输出部34具有与输入部24相同的横截面积A₁。因此，图2的管道18是双向可用的。但是下游过渡部32可被除去并用形成位于文丘里管16开口端30处的输出部34端壁的带开口的平板替换。

如图3A-3C所示，管道18的过渡部可以是斜度缓和的（图3A，长抛物线壁25相对于流体路径20的方向具有30°锥角并且长度很短），陡峭的（图3C，长抛物线壁25具有60°锥角并且长度很短），或适中的（图3B，长抛物线壁25具有45°锥角并且长度适中）。图3C中陡峭的过渡部26导致通过通道的流体比图3A和3B中较长的锥形时更突然的加速，对于较强健的虾更为有用。如由管道过渡部26中的流线36的收敛所指示的，液流在文丘里管16中加速至更高的速度。收敛的液流通过使横向于液流的表面积最小而趋向于使虾沿着流线定向。由液流在文丘里管处的迅速加速及液流在文丘里管的恰好上游处的不均匀性导致的液动力足以将虾的头部脱离。文丘里管横截面积A₂的长轴29足够长以容许虾的长度的大部分，即使不是全部，进入文丘里管，而没有与管道内壁的剧烈碰撞，该碰撞会使虾在节间断裂。为此，图2的文丘里管对于脆的冷水虾去头特别有用。

完整去头系统40的一种形式示于图4A和4B。虾由传送带44传送出供给槽42并被投入充满流体的槽46中。食品输送泵48从槽46中抽取载虾流体并将其泵入管道系统50，该管道系统50具有在沿其长度的彼此隔开的分离位置上的两个文丘里管52、53。虾在文丘里管中被去头并被流经管道系统的流体传送到供给腔（feed plenum）54。虾的躯体和被脱离的头部从增压器中落至筛子滑道56上。流体通过筛子排出并进入与槽46流体连通的贮液槽58。在该贮液槽和该槽之间的多孔板60阻止该槽中的虾进入该贮液槽58。食品输送泵48由泵电机62驱动。该泵和该电机形成液流控制装置，其控制通过管道系统的流量和流速。

图5所示的去头系统具有在管道系统66中串联连接的5个文丘里管64。食品输送泵68引导液流通过管道系统66。这样的多管文丘里系统可以有效的用于对强健的虾的去头。图6的去头系统在管道系统66中的传感器位置处，例如，在最后四个文丘里管64的恰好上游位置处，增加了流体压力传感器69以测量液流的液动力。压力传感器的输出70控制连接在增压泵74和流体管线76之间的阀72，该流体管线76在传感器位置附近的注入位置78向管道系统中注入流体，例如，以便代替任何泄露的流体以及维持沿流体通道长度的流体压力。

尽管本发明仅参照少数形式进行详细描述，其它的形式也是可行的。例如，如果采用大直径的管道，诸如10英寸直径的管代替4英寸直径的管时，文丘里管的横截面区域可以是圆形的或方形的，因为圆形开口的直径或方形开口的边长将会大到足以容许虾通过而不发生与管道壁的损伤性碰撞。作为另一实例，仅使用单一文丘里管的完整系统在某些场合下用于使虾的头部脱离可能是足够的。因此，如这些建议所暗示的，权利要求不意味着被限制于该示例性实施例的细节。

Claims (15)

1.一种用于为虾去头的装置，包括：

管道，其封闭有流体通道，并具有：

开放的第一端和沿流体通道位于该第一端的下游的相反的开放的第二端；

输入部，其从所述第一端沿流体通道向下游延伸并限定出具有第一横截面区域的流体通道；

文丘里管，其从所述第二端沿流体通道向上游延伸，并限定出具有小于所述第一横截面区域的第二横截面区域的流体通道长度，其中所述第二横截面区域具有长轴和比所述长轴短的短轴；

过渡部，其被设置在所述输入部和所述文丘里管之间，并限定出具有从所述第一横截面区域收敛到所述第二横截面区域的横截面区域的流体通道长度；

液流控制装置，其引导所述管道中的载虾流体的液流通过所述开放的第一端、所述流体通道和所述开放的第二端，

其中，流体在所述过渡部中沿流体通道长度的速度增大到在所述文丘里管中的速度以使虾的头部脱离。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一横截面区域是圆形的。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二横截面区域是矩形的。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述管道进一步包括输出部，所述输出部在所述开放的第二端的下游，并限定出横截面区域等于所述第一横截面区域的流体通道。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述管道进一步包括第二过渡部，所述第二过渡部设置在所述文丘里管和所述输出部之间，并限定出横截面区域从所述第二横截面区域扩张到所述第一横截面区域的流体通道长度。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述液流控制装置包括食品输送泵。

7.一种用于为虾去头的装置，包括：

管道系统，其限定了流体通道；

液流控制装置，其引导所述流体通道中的载虾流体的液流以传送所述载虾流体通过所述管道系统；

多个文丘里管，其在管道系统中彼此隔开的位置上与流体通道成直线地设置在所述管道系统中，以导致流体通道中的载虾流体在每一个文丘里管中速度的增大足以使虾的头部脱离。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述液流控制装置包括将载虾流体泵入所述管道系统的一端的食品输送泵。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述液流控制装置进一步包括：一个或多个压力传感器，其设置在管道系统中的一个或多个传感器位置，用于测量流体压力，和增压泵，其响应于所述一个或多个压力传感器对流体压力的测量结果而在一个或多个注入位置处将流体泵入所述管道系统。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述液流控制装置进一步包括所述增压泵和所述管道系统之间的一个或多个阀，用于控制在所述一个或多个注入位置处泵入所述管道系统的流体的量。

11.如权利要求7所述的装置，其中，所述文丘里管分别具有受限制的内截面形状，所述内截面形状具有长轴和较短的短轴，限定出通过文丘里管的流体通道。

12.如权利要求7所述的装置，其中，所述文丘里管分别具有限定出通过文丘里管的流体通道的受限制的矩形内截面形状。

13.一种用于为虾去头的方法，包括：

使载虾流体流过管道系统中的流体通道；

限制位于沿所述管道系统的彼此隔开的位置处的文丘里管中的流体通道，以使每一个文丘里管中的载虾流体的速度增大到足以使虾的头部脱离。

14.如权利要求13所述的方法，其进一步包括在沿流体通道的一个或多个注入位置处将流体注入所述管道系统以增加所述流体的速度。

15.如权利要求13所述的方法，其进一步包括在沿流体通道的一个或多个传感器位置处测量所述流体的压力。

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