一种茶叶连续自动揉捻装置.pdf

一种茶叶连续自动揉捻装置，包括机架，以及设置在机架上的二套或二套以上的揉捻机构，每套揉捻机构由揉桶、揉盘和加压组件构成；揉捻机构呈“一”字型间隔式排列在长条形机架的中层，揉捻机构的加压组件还包括加压电机及测力装置，加压电机输出轴与压盖升降螺杆连接；机架上层设有能作间隙往复式移动的喂料斗，喂料斗下端口设有一可控下料门；机架下层设有自动出叶输送带，揉盘的出茶门位于出叶输送带上方，出茶门为可控式出茶门。本发明为全套制茶工艺实现流水线自动化作业，很好地提供了与之相适应的揉捻作业工序段，且结构简单、技术成熟、可靠性高。

权利要求书
1、  一种茶叶连续自动揉捻装置，包括机架，以及设置在机架上的二套或二套以上的揉捻机构，每套揉捻机构由揉桶(54)、揉盘(50)和加压组件构成；揉盘(50)固定在支座(52)上，是一个中间下凹的圆盘，圆盘的上表面装有棱骨(502)，中部设有出茶门(501)；揉桶(54)安装在兼作连杆的揉桶架(53)上；加压组件包括一压盖(55)以及驱动压盖(55)动作的部件，部件包括升降螺杆，其特征是：揉捻机构呈“一”字型间隔式排列在长条形机架的中层，揉捻机构的加压组件还包括加压电机(58)及测力装置(57)，加压电机(58)输出轴与压盖(55)升降螺杆连接；机架上层设有能作间隙往复式移动的喂料斗(4)，喂料斗(4)下端口设有一可控下料门(11)；机架下层设有自动出叶输送带(9)，揉盘(50)的出茶门(501)位于出叶输送带(9)上方，出茶门(501)为可控式出茶门。

2、  如权利要求1所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：喂料斗(4)壁上设有光控开关，光控开关的设置高度为料位高度，光控开关与提升机(2)电路相联。

3、  如权利要求1所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：机架一侧，设有喂料斗(4)称重架(13)，喂料斗(4)移动的起点设在称重架(13)上。

4、  如权利要求或1或2或3所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：喂料斗(4)下端的可控下料门(11)为电动门。

5、  如权利要求1所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：喂料斗(4)形状上部呈开口筒状，下部(12)筒状缩口，筒状外壁上设有滚动轴承(41)，滚动轴承(41)由水平状设置的槽式导轨(6)支撑，在电机驱动下整个喂料斗(4)能在槽式导轨(6)上作往复式移动。

6、  如权利要求1所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：出茶门(501)的一侧设有气缸(503)，气缸臂可控制出茶门(501)的开合。

7、  如权利要求1所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：称重架(13)一侧设有为喂料斗(4)输送原料的输料装置，该装置与前道工序出口相匹配，由料仓(1)、提升机(2)和送料口(3)组成，送料口(3)位于喂料斗(4)上端口的正上方。

8、  如权利要求1所述的一种茶叶连续自动揉捻装置，其特征是：测力装置(57)由位移传感器或载荷传感器构成。

说明书一种茶叶连续自动揉捻装置
技术领域
本发明属于一种茶叶加工机械，尤其是涉及一种连续式茶叶揉捻装置。
背景技术
揉捻机是用来完成茶叶初制加工中揉捻作业的机械。揉捻作业目的有两个：一是卷紧条索，利于干燥成型；二是适度地“破坏”叶组织，挤出部分茶汁，使干茶既容易冲泡，又具有一定的耐泡性，提高饮用价值。
随着茶文化的不断发展，茶叶需求量的逐渐增加，从而给制茶工艺、制茶机械也提出了更高标准，要求杀青、理条和揉捻等各个环节都能进行连续自动化作业。在现有技术中揉捻环节由于工艺特殊、结构复杂是至今全套制茶工艺实现连续自动化作业的瓶颈，长期以来，尽管单机揉捻装置，例如6CR系列茶叶揉捻机作为单机揉捻装置已经相当成熟，但是其只能作为单机使用，而不能配用在连续自动化工艺线上。单机作业不但上料、下料，而且加压、松压都要通过手工操作一桶一桶地完成揉捻。
现有揉捻单机依运动方式可分为双动式和单动式揉捻装置两种，单动式揉捻机工作时仅揉桶运转，揉盘不动。其结构主要由揉桶、揉盘和加压组件构成，揉盘呈水平状固定在三根支座上，是一个中间下凹的圆盘，圆盘的上表面装有棱骨，中部设有向下开门的出茶门，出茶门的上表面也设有棱骨。揉桶是装载茶叶的容器，安装在兼作连杆的揉桶架上。加压组件包括一个压盖，以及驱动压盖在揉桶腔内上下升降的部件，压盖为一个外径比揉桶内径略小的圆盘，由螺旋机构控制安装在揉桶腔内，通过螺杆回转、螺母轴向移动带动压盖上下升降。工作时，传动装置经曲柄回转机构、带动兼作连杆的揉桶架及与揉桶架相联的揉桶回转，使揉桶在揉盘上方作运动轨迹为圆的平面运动。在揉盘和揉桶组成的揉捻腔内，茶叶在压盖、棱骨共同作用下，被反复翻动、揉搓、卷压，从而揉紧条索、揉破细胞，挤出部分茶汁，达到揉捻目的。揉捻过程中，压盖的上下浮动由弹簧控制，调整压力通过丝杆和螺母的运动来控制压盖的升、降。茶叶从揉桶的上方投入，揉捻后的茶叶从出茶门溜出完成作业。
发明内容
为满足茶叶连续自动化生产需要，本发明旨在提供一种茶叶连续自动揉捻装置，该装置在现有成熟单动式揉捻装置结构基础上，围绕茶叶揉捻机理，着眼连续自动化生产要求进行改进，改进后的装置能实现连续自动送叶、下料、揉叶、出叶目的，有效解决了现有成熟的揉捻单机与其它连续自动化作业机械环节的匹配问题，为全套制茶工艺实现流水线自动化作业提供了与之相适应的揉捻作业工序段。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：这种茶叶连续自动揉捻装置，包括机架，以及设置在机架上的二套或二套以上的揉捻机构，每套揉捻机构由揉桶、揉盘和加压组件构成；揉盘固定在支座上，是一个中间下凹的圆盘，圆盘的上表面装有棱骨，中部设有出茶门；揉桶安装在兼作连杆的揉桶架上；加压组件包括一压盖以及驱动压盖动作的部件，部件包括升降螺杆，其特征是：揉捻机构呈“一”字型间隔式排列在长条形机架的中层，揉捻机构的加压组件还包括加压电机及测力装置，加压电机输出轴与压盖升降螺杆连接；机架上层设有能作间隙往复式移动的喂料斗，喂料斗下端口设有一可控下料门；机架下层设有自动出叶输送带，揉盘的出茶门位于出叶输送带上方，出茶门为可控式出茶门。
具体实施时，喂料斗壁上设有光控开关，光控开关的设置高度为料位高度，光控开关与提升机电路相联。
具体实施时，机架一侧，设有喂料斗称重架，喂料斗移动的起点设在称重架上。
具体实施时，喂料斗下端的可控下料门为电动门。
具体实施时，喂料斗形状上部呈开口筒状，下部筒状缩口，筒状外壁上设有滚动轴承，滚动轴承由水平状设置的槽式导轨支撑，在电机驱动下整个喂料斗能在槽式导轨上作往复式移动。
具体实施时，出茶门的一侧设有气缸，气缸臂可控制出茶门的开合。
具体实施时，称重架一侧设有为喂料斗输送原料的输料装置，该装置与前道工序出口相匹配，由料仓、提升机和送料口组成，送料口位于喂料斗上端口的正上方。
具体实施时，测力装置由位移传感器或载荷传感器构成。
有益效果：将数台现有揉捻机构按一字形排列，并在其上下方分别设置供料、出料装置后解决了连续供料和出料问题；用加压电机和测力装置解决了加压机构原先需要依靠手摇轮带动升降螺杆，使压盖实现升降，并通过手感来判断加压力量的不足，既实现了揉捻机构的连续自动揉捻问题，同时，轻压、重压、轻压的工艺动作也符合茶叶的揉捻机理，从而，本发明为全套制茶工艺实现流水线自动化作业，很好地提供了与之相适应的揉捻作业工序段，且结构简单、技术成熟、可靠性高。
为更好地理解本发明内容，下面结合附图通过实施例再作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；
图2为图1中第一套揉捻机构5的K向放大结构示意图；
图3为图2中揉盘底部的左视结构示意图，该图主要用于说明揉盘出茶门及其气缸的控制结构；
图4为本发明另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
图中序号分别表示：料仓1，提升机2，送料口3，喂料斗4，第一套揉捻机构5，导轨6，第二套揉捻机构7，第三套揉捻机构8，出叶输送带9，伸缩导线10，下料门11，下部12，称重架13；曲臂回转机构51，支座52，揉桶架53，揉桶54，压盖55，导柱551，外罩56，测力装置57，电机58，减速器59，皮带轮罩壳59a，揉盘50，出茶门501，棱骨502，气缸503。
参见图1，该图主要用于说明发明人的设计思路。从整机观察，机架左侧上道工序如杀青冷却下来的茶叶由输送带送入料仓1，料仓1中的茶叶经提升机2提升至一定高度，由送料口3下落至喂料斗4上端口，
喂料斗4此时正处在移动的起始位置。喂料斗4的形状上部呈开口筒状，下部12筒状缩口，筒状的外壁上设有滚动轴承41，经滚动轴承41使喂料斗4搁置在水平状的槽式导轨6上。为定量控制喂料斗4内的装叶量，在喂料斗4的壁上设有光控开关，光控开关与提升机2的控制电路相连接，当光控开关获得喂料斗4内进叶容积信号时，反馈给提升机2控制电路，控制提升机2停止送料。然后，电机驱动喂料斗4移动至第一套揉捻机构5上方停止，此时，第一套揉捻机构5的揉桶上端口正好位于喂料斗4的可控下料门11正下方，电动门在电机作用下打开下料。
下料结束，喂料斗4和第一套揉捻机构5分别动作：
喂料斗4在伺服电机控制下回到起始位置，提升机2开始送料，送料完毕又移动至第二套揉捻机构7上方，如此循环定量完成送料、下料任务。
结合图2、图3，第一套揉捻机构5，以及此后受料的第二套揉捻机构7、第三套揉捻机构8各自依序进行揉捻作业。按照时间顺序，第一套揉捻机构5首先完成揉捻作业，揉捻后的茶叶从揉盘的出茶门501溜出，落至设在出茶门501下方的出叶输送带9上，出叶输送带9将揉捻后的茶叶输送至下道工序，如此完成整条制茶连续自动化生产线的揉捻工序段作业。根据需要可以在出叶输送带9的未端安装解块装置(该解块装置为现有技术装置，其目的是将揉捻过程中结块的茶叶分散)，解块后的茶叶再由输送机送至下道工序。
图2表示的第一套揉捻机构(以及第二套揉捻机构7、第三套揉捻机构8)的结构基本与现有技术中成熟的6CR系列揉捻机相同，到底安装多少套可根据自动化生产线的产量需要来选定，本实施例表示为三套。为使6CR系列揉捻机适应连续自动化揉捻作业，改进的重点在两个方面：一是压盖的升降结构及其测力装置，二是将出茶门501的门径缩小，并适当加长棱骨502长度(其结构和目的下面将会再次描述。
每套揉捻机构5、7、8均采用独立的单机传动结构，动力由电动机经皮带传动到减速器59，减速器59上部经输出轴传动至一根曲臂，曲臂转动使揉桶架53并带动其它二根竖轴使揉桶54相对于揉盘50作偏心的回转运动，促使茶叶在揉桶54内均匀翻动，并受到压盖55与揉盘50上的曲线棱骨502的加压后摩擦作用，使茶叶揉压成条，并破碎叶细胞，从而达到制茶工艺的要求。
揉盘50为整体铸件，上包不锈钢板，呈水平状固定在三根支座52上，是一个中间下凹的圆盘，圆盘的上表面装有棱骨502，中部设有出茶门501，出茶门501为下开门，出茶门501的上表面也设有棱骨。出茶门501下面装有门铰链和气缸503，气缸503用于开关出茶门501，气缸503采用电磁气阀控制，可以实现小开门和全开门，使茶叶免于一次突然下落。为更好地避免茶叶突然下落，冲击出叶输送带9，本实施例的出茶门501面积可适当小些，与此相适应，棱骨502的长度可适当长一些。
揉桶54为储叶用，揉桶54套在揉桶架53框架内用沉头螺丝联接。压盖55由独臂加压机构控制上下升降。加压组件由装有升降螺杆的园柱、弯臂、加压弹簧、压簧、导柱551和伞齿轮组等组成(以上结构均有原有技术结构，再此将不再作进一步详细说明)。为实现连续自动作业，本实施例将现有技术中的手动操作改为电动作业，改动之处在于：加压机构是由伺服电机经减速器59驱动伞齿轮，从而带动升降螺杆，在需要加叶时，弯臂带着压盖上升，接近最高位时，由于园柱上面有一R槽，使弯臂带着压盖55转过90度，压盖55离开揉桶54的上端口，加叶完毕后，压盖55向下移动，先转过90度对准揉桶54内腔向下加压、其升降速度和加压时间均可调整。
压盖55的升降速度可分二种，一种是快速，包括进退，一种是慢速(工进)，块进慢退是为了节省时间，用于不加压行程，慢速用于加压作业。加压又分轻压
重压，轻重各占一定时间，压力的大小按工艺制茶要求可调，闭环控制，可以用载荷传感器或位移传感器测力(上述两种传感器均为现有技术)，本实施例采用位移传感器测弹簧的压移距离，因为弹簧压缩距离乘以弹簧的刚度即为弹簧所受之力，也就是压盖55对茶叶所施加之力，到达设定之压力后加压电机停转，压盖55停在一定位置上揉捻，因升降螺杆有自锁作用故停在位置上不动。
结束时要求揉桶架53停在一个固定位置，以保证揉桶54的上端口对准上面的喂料斗4的下料门11，当揉捻时间到发出信号使驱动电机改成慢速旋转，出茶门501打开出茶，茶出净后关闭出茶门501，当揉桶架53到达一定位置后，行程开关再使驱动电机止动，这样停止的位置基本一致。
参见图3，出茶门501的一侧，设有气缸503，气缸臂可控制出茶门501的开合。
参见图4，图4与图1的区别在于喂料斗4的加料计量装置图1是容积法计量，图4表示称重法计量。在机架一侧设有称重架13，称重时，喂料斗4和称重架13一起放置在一台电子称或者机械杠杆称上称重。称重架13上也设有槽式导轨，它主机架上的槽式导轨6间隙相联，间隙大小不会妨碍滚动轴承41行走也不影响称重。
工作时，上道工序如杀青、冷却下来的茶叶由输送带送入料仓，料仓中的茶叶经提升机提升至一定高度下落至喂料斗内，由于喂料斗搁置在称重架上，当喂料斗内的茶叶重量增至一设定值时，控制机构控制输料装置停止输料后，伺服电机开始控制喂料斗位移至第一套揉捻机构的捻桶上方喂料，喂料后，一方面喂料斗在伺服电机控制下回到起始位置，由输料装置输料，输完后，再位移至第二套揉捻机构，循环完成输料。另一方面，喂料后的揉捻机构开始进行揉捻作业，揉捻完毕，气缸打开出茶门，茶叶溜至出叶输送带上送往下道工序。由上可见，本装置实现了连续自动送叶、下料、揉叶、出叶目的，有效解决了现有成熟的揉捻单机与其它连续自动化作业机械环节的匹配问题，为全套制茶工艺实现流水线自动化作业提供了与之相适应的揉捻作业工序段。