CN103817079B - 一种茶叶风选色选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止待发酵茶叶破损的风选色选机，其使用了风力料轮，使料轮供料不再采用叶片施加推力上抛，而是用风力推动茶叶流进入风选室，料轮只是以很慢的速度转动，使料轮对茶叶的损坏降到最低；还使用了可分段控风量的第一、二布风板，能够依据分选的实际需要调整布风板的风力。并且茶叶风选色选机使用了对整体分选过程进行控制的控制单元，使茶叶风选色选机的内部茶叶流流量均匀平整，防止风选阶段的分选过载导致的误排。经过上述分选机的分选，茶叶以优良的品质进入发酵工艺。

Description

一种茶叶风选色选机

技术领域

本发明涉及一种选茶机，属于选茶分离领域。

背景技术

红茶是全发酵茶，有一定的苦涩味，甘甜醇厚。“发酵”指当某些内源性酶和底物接触时，例如通过叶解析(maceration)对细胞的机械破坏，茶经历的氧化和水解过程。在此过程中，叶中的无色儿茶素类转化为黄色和橙色至暗褐色多酚类物质的复杂混合物。而好的红茶不仅在口味上纯正，其外观其杂质率都应有较高的级别要求，这对茶叶在进入发酵工艺前的分选提出更高的要求。在茶叶分选领域，风选作用是利用嫩茶叶与轻飘杂质、砂石等非茶类夹杂物的重量、体积、形状和挡风面大小的差异，在一定风力作用下分别将茶叶中的轻飘黄片、砂石等非茶类夹杂物分离出来，达到纯净茶叶的目的。随着社会上对茶叶等级要求越来越高，茶叶的外观对茶叶的评级非常重要，而茶叶具有非常娇嫩本体，不论是嫩叶还是干叶在分选时都非常易损坏。现有的茶叶分选机风中大量使用上料振动台或者推力叶轮，上料振动台的高频振动很容易损伤茶叶的叶片，而推力叶轮是在上料时通过旋转将茶叶流抛入到风选区，而入料及施加推力的阶段容易使茶叶片受损。但由于现代的选茶大多为机械化选茶，长期以来机械化分选与茶叶分选降损之间的矛盾无法解决。

另一方面，风选的精度也是本领域技术人员长期希望提高的，由于风选的风力不容易控制，经常会现误排精茶或杂质残留等问题，导致分选失败，影响茶叶的品质。

另一方面，在现代化茶叶分选过程中，经常将多次风选、色选集成一体，而各个阶段的分选能力、分选流量都不容易协调。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对茶叶损伤小，分选精度高，内部流量均衡的一种风选色选机，提高待发酵茶的品质。

本发明是通过如下结构实现的：

该防止茶叶破损的风选色选机，其具有第一次风选室，第二次风选室和色选结构，在第一次风选室中使用了防止茶叶破损的供料机构的返料机构。

更优选为，第一次风选结构的防止茶叶破损的供料机构为风力料轮，风力料轮由开口内风管和外料轮组成的，外料轮具有布满风孔的筒壁，筒壁上等间距设置叶片，开口内风管与外料轮内轴设置，其具有一个供风口，开口内风管所供的风通过外料轮的筒壁上的风孔吹出，开口内风管是可以旋转调整的，；所述的返料机构为返料滑板。

更优选为，风力料轮下方，第一次风选室的外侧具有第一、二、三风力控制结构，第一风力控制结构为第一布风板供风，第一布风板倾斜设置在第一次风选室的下端，第一布风板由矩阵式喷嘴组成，从风力料轮至第一次风选室排杂口方向，将第一布风板分为左中右三个条形区域，每个区域由一风力调节阀控制；第一次风选室内与风力料轮相对侧设有返料滑板。

更优选为，第一次风选室的排料出口后接垂直通道的侧壁至少一部分是由滤网构成的，滤网外接集除尘单元。第一次风选室与第二次风选室通过锁风料轮相连。

更优选为，第二次风选室的一端设有第二布风板，第二布风板与第二风力控制结构相连，第二布风板也是由矩阵式喷嘴组成的，从上到下分为上中下三个区域，第二次风选室还具有悬板组件，悬板组件由一系列悬挂的叶板组成，这些叶板在风力下可以沿链接轴转动一定角度从而使风通过，第二次风选室还具有轻杂排口，重杂排口和精料排口。

更优选为，第二次风选室的精料排口下游接缓冲定量供料单元，色选结构包括色选风室，色选风室具有平流段和颈段，平流段截面较宽，而颈段截面呈宽扁状，在颈段上方设有摄像头及照明设备，在摄像头后接有第一喷嘴（17）和第二喷嘴，色选风室后接精茶收集单元。

更优选为，第一次风选室的排杂口、除尘单元、重杂排口、轻杂排口、缓冲定量供料单元、精茶收集单元均与气流回收装置相连，气流回收装置将气流引向供风装置，供风装置将风压调整后供向第一至三风力控制结构和第一二喷嘴。

更优选为，还设有控制单元，控制单元与风力料轮、除尘单元、锁风料轮、缓冲定量供料单元、摄像头、第一喷嘴、第二喷嘴、第一至三风力控制结构相连，并对这些部件进行控制。

 本发明的有益效果：

1. 本发明的茶叶风选色选机使用了风力料轮，使料轮供料不再采用叶片施加推力上抛，而是用风力推动茶叶流进入风选室，料轮只是以很慢的速度转动，使料轮对茶叶的损坏降到最低，从而提高了待发酵茶叶的品质。

2. 本发明的茶叶风选色选机使用了可分段控风量的第一，二布风板，能够依据分选的实际需要调整布风板的风力。

3. 本发明的茶叶风选色选机使用了对整体分选过程进行控制的控制单元，使茶叶风选色选机的内部茶叶流流量均匀平整，防止风选阶段的分选过载导致的误排，从而提高了待发酵茶叶的品质。

附图说明

图1为茶叶风选色选机的结构示意图；

图中：1、风力料轮；2、入料口；3、第一次风选室；4、排出口；5、返料滑板；6、滤网；7、除尘单元；8、锁风料轮；9、第一布风板；10、悬板组件；11、重杂排口；12、轻杂排口；13、精料排口；14、缓冲定量供料单元；15、色选风室；16、摄像头；17、第一喷嘴；18、第二喷嘴；19、精茶收集单元；20、控制单元。

具体实施方式

下面结合附图做进一步的说明：

如图1所示，该风选色选机具有第一次风选结构，第二次风选结构和色选结构。

第一次风选结构包括风力料轮1，风力料轮1是由开口内风管和外料轮组成的，传统的料轮分两种，一是缓慢转动的料轮，茶叶缓缓的进入到风选室中，这种料轮的缺点是茶叶流没有一个很好的初始速度，因此成团的物料不能充分的打开，给风选加大了难度；另一种转速较快，通过料轮的叶片将茶叶流抛入到风选室，茶叶流由于具有初始的速度容易进入风选室并在风选室内散开，但这种料轮也存在缺陷，叶片在抛送茶叶流时，不可避免的对茶叶本身造成损害。而本发明中，风力料轮1的外料轮具有布满风孔的筒壁，筒壁上等间距的设置叶片，外料轮转动速度较慢，其供料量以叶片之间的槽的深度来调节，慢速度是以不伤害茶叶叶片为准，风力料轮1的开口内风管与外料轮内轴设置，其具有一个供风口，开口内风管所供的风通过外料轮的筒壁上的风孔吹出，并将茶叶流吹进第一次风选室，更优选的是，开口内风管是可以旋转调整的，可以根据分选的需要，调整供风口的角度，从而调整茶叶流的上抛轨迹。下表是供风口开口角度与分选相关参数的表格。其中供料效率为人为设定的效率值从1-10不等。

从表格中可以看出，供风口的开口度角很小时供料的轨迹很准确，但其供料不足，原因是本发明的风力料轮在没有风的情况下，茶叶流基本不输出，这主要是防止类似传统的料轮慢转使茶叶流无初始速度进入到风选室，如果供风口开口角度过小，被吹入第一次风选室的茶叶流量就很少，尽管其分选精度也很高，但分选效率太低；随着开口加大，误排率也缓慢增加，不过考虑到分选量大幅增加而误排率增加较缓，在40度时误排率都是可接受的；但到了开口50度，误排率突增至6%，分析的结果是，如果供风口角度过大，其供料轨迹就很难保证，很多茶叶并不沿着较优轨迹进入分选，而是扇形截面的喷入第一次风选室，从而造成分选失败。所以经过实验，开口角度为15-40度最佳。

风力料轮1下方，第一次风选室3的外侧具有第一、二、三风力控制结构，第一风力控制结构为第一布风板供风，第一布风板倾斜设置在第一次风选室的下端，第一布风板由矩阵式喷嘴组成，从风力料轮1至第一次风选室排杂口方向，将第一布风板分为左中右三个条形区域，每个区域由风力调节阀控制，这样可以调整三个区域的风力有无、大小并结合风力料轮1供风情况使茶叶流更准确的进入排料出口4。更优选为，第一次风选室内与风力料轮1相对侧设有返料滑板5，一般来说错过排料出口的茶叶流很难再次返回有效的风选区再次上抛，但有了返料滑板5这些茶叶流又滑入了第一次风选室内的有效风选区，防止出现误排。之所以选用返料滑板而不是选用常规的返料轮也是出于防止茶叶损坏考虑的，而且优选的是返料滑板的角度可以调整，从而可选择的将茶叶返回到有效的风选区或回到原轨迹附近，从而利于分选。

第一次风选室3的排料出口后接垂直通道的侧壁至少一部分是由滤网6构成的，滤网6外接集除尘单元7。按本发明的分选理念，第一次风选中应该将最重的和最轻的杂物排除掉，得到初步分选的茶叶流进入二次风选。因此，滤网的网也不宜过大，只需除掉尘土即可。第一次风选室3与第二次风选室通过锁风料轮8相连。

第二次风选室的一端设有第二布风板，第二布风板与第二风力控制结构相连，第二布风板也是由矩阵式喷嘴组成的，从上到下分为上中下三个区域，除了第二布风板外，第二次风选室还具有悬板组件10，悬板组件10由一系列悬挂的叶板组成，这些叶板在风力下可以沿链接轴转动一定角度从而使风通过。第二布风板吹出的风能够被悬板组件10调整为向下弯曲的气流，这样，从锁风料轮8处释放的茶叶流进入第二次风选室的风选区后，茶叶流受到气流影响，碎屑进入轻杂排口12排出， 这类产品也是可以收集的，茶叶领域将该产品称为“高碎”，价格较低；而梗类等重杂进入重杂排口12。在第二次风选室，茶叶流基本将影响茶叶评级的重杂或轻质排除干净。

第二次风选室的精料排口13下游接缓冲定量供料单元14，其为色选定量供料，色选结构包括色选风室15，色选风室15具有平流段和颈段，平流段截面较宽，而颈段截面呈宽扁状，在色选风室15运输方向上，与第三风力控制结构相连的第三布风板提供一个压缩空气流，而茶叶流从缓冲定量供料单元14出来与压缩空气流混合并形成平水运送的茶叶流。在颈段上方设有摄像头及照明设备，颈段在其截面上呈扁平状，以便使茶叶流里的茶叶分开并在一个很薄的层面里相应地通过摄像头，从而提高了异物识别的效率。由流体力学知识可以，茶叶流从平流段向颈段进入时，由于截面发生变化，茶叶流速度加快，其运动轨迹基本为平直的。在摄像头16后接有第一喷嘴17和第二喷嘴18，可以对合格颜色阈值外的极端颜色茶叶或杂物排出。

色选风室15后接精茶收集单元19，将经过色选的茶叶流收集，为后续的加工做准备。

更优选为，排料出口4后接的通道的转向处为圆弧弯道，在第二次风选室的重杂排口11、轻杂排口12与精料排口13之间的隔板也为圆弧形，这些设计均为防止茶叶在风选过程中与壁的过度撞击而破碎。

第一次风选室的排杂口、除尘单元7、重杂排口11、轻杂排口12、缓冲定量供料单元14、精茶收集单元19均与气流回收装置相连，气流回收装置将气流引向供风装置，供风装置将风压调整后供向第一至三风力控制结构和第一二喷嘴。风选色选机还设有控制单元20，对整体的分选过程进行控制。

控制单元20与风力料轮、除尘单元、锁风料轮、缓冲定量供料单元、摄像头、第一喷嘴、第二喷嘴、第一至三风力控制结构相连，并对这些部件进行控制。

控制单元20的控制首先体现在对茶叶流的流量的控制，色选阶段由于期望在色选风室15的颈部得到较薄的茶叶层，需要对缓冲定量供料单元14的投入量进行预先设定，缓冲定量供料单元14本身具有调节茶叶流量的功能，并设有压力传感器，当其内茶叶量过大，超过预定重量时，压力传感器报警并将脉冲信号反馈给控制单元20，控制单元进而对风力料轮1和锁风料轮8的转速进行调整。同样锁风料轮8的上部通道也设有传感器，当茶叶在锁风料轮8的上方通道内堆积超过一定高度时，传感器将信号反馈给控制单元20，控制单元20将风力料轮1的速度下降或停止。

控制单元20的控制作用还体现在风选过程中对风力大小的控制，对于第一次风选室来说，首先设定风力料轮1的投料轨迹，然后根据排料出口4和排杂出口的出料情况来判断是否需要调整第一布风板的供风，如果在排杂口中出现了较多的茶叶良品，而排料出口的出料无异常，说明第一布风板供风不足，可以适当加大布风板整体的风力；如果排料出口4已经出现重杂混入的趋势，但排杂出口也出现了较多的茶叶良品，控制单元20则断定风力料轮的风力不够，茶叶互相纠缠而不能充分散开，重物被夹带而进入排料出口4，此时，控制单元并不会加大风力料轮的风力，因为如果该风力加大，就是破坏预定的抛料曲线，控制单元20会加第一布风板最右段的风力，将茶叶流锁在第一次风选室有效风选区，并将茶叶流推向排料出口的后面、返料滑板的上方，利用风选室的壁对茶叶流的反作用，打碎纠缠在一起的茶叶团，茶叶流通过返料滑板5返回到有效的风选区，此时重杂从原来的被夹带状态变为独立存在的状态，因此下降落到排杂口。如果仅是排料出口4出现较多的重料，给后面的第二次风选造成压力，则第一布风板风整体减小。对于控制单元20来说，每隔一个预定的周期就要对排料出口和排杂出口的出料情况进行检测，在调节的过程中，也需要多次的循环检测并调整从而得到合理的误排率和杂质残留率。

对于第二次风选室中的第二布风板，其上中下三段喷嘴也由三个风力调节阀控制，如果发现轻杂排口12或重杂排口12出现误排的情况，就要加大第二布风板中间段的风力，使茶叶尽可能的进入精料排口；发现精料排口13现在残留的不合格的茶渣或茶梗，就要加大上或下段的风力。

对于色选的风力来说，由于色选的流量是整个设备各参数计算的基础，而且由于颈部的处理能力由其形状决定，因此，色选的风力是基本不需要调整的。

在整个分选过程中，没有使用振动台，对于料轮的使用也只限于锁风和慢速供料，茶叶基本在气流中运行，在第一次风选的排料出口处没有使用传统的旋流器排风除尘，主要就是防止茶叶在旋流器中高速的旋转造成磨损。因此，整个系统对茶叶在分选时受到的保护达到一个很高的水平。用该系统分选出的茶叶破损率低，产品外观好，提升了产品的价值。

尽管参照实施例对所公开涉及的一种防止茶叶破损的风选色选机进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防止待发酵茶叶破损的风选色选机，其具有第一次风选室，第二次风选室和色选结构，其特征在于，在第一次风选室中使用了防止茶叶破损的供料机构和返料机构；

第一次风选室的防止茶叶破损的供料机构为风力料轮（1），风力料轮（1）由开口内风管和外料轮组成的，外料轮具有布满风孔的筒壁，筒壁上等间距设置叶片，开口内风管具有一个供风口，开口内风管所供的风通过外料轮的筒壁上的风孔吹出，开口内风管是可以旋转调整的；所述的返料机构为返料滑板。

2.根据权利要求1所述的风选色选机，其特征在于：风力料轮（1）下方，第一次风选室（3）的外侧具有第一风力控制结构、第二风力控制结构、第三风力控制结构，第一风力控制结构为第一布风板供风，第一布风板倾斜设置在第一次风选室的下端，第一布风板由矩阵式喷嘴组成，从风力料轮（1）至第一次风选室排杂口方向，将第一布风板分为左中右三个条形区域，每个区域由一风力调节阀控制；第一次风选室内与风力料轮（1）相对侧设有返料滑板（5）。

3.根据权利要求2所述的风选色选机，其特征在于：第一次风选室（3）的排料出口后接垂直通道的侧壁至少一部分是由滤网（6）构成的，滤网（6）外接除尘单元（7），第一次风选室（3）与第二次风选室通过锁风料轮（8）相连。

4.根据权利要求3所述的风选色选机，其特征在于：第二次风选室的一端设有第二布风板，第二布风板与第二风力控制结构相连，第二布风板也是由矩阵式喷嘴组成的，从上到下分为上中下三个区域，第二次风选室还具有悬板组件（10），悬板组件（10）由一系列悬挂的叶板组成，这些叶板在风力下能够沿链接轴转动一定角度从而使风通过，第二次风选室还具有轻杂排口（12），重杂排口（11）和精料排口（13）。

5.根据权利要求4所述的风选色选机，其特征在于：第二次风选室的精料排口（13）下游接缓冲定量供料单元（14），色选结构包括色选风室（15），色选风室（15）具有平流段和颈段，平流段截面较宽，而颈段截面呈宽扁状，在颈段上方设有摄像头（16）及照明设备，在摄像头（16）后接有第一喷嘴（17）和第二喷嘴（18），色选风室（15）后接精茶收集单元（19）。

6.根据权利要求5所述的风选色选机，其特征在于：第一次风选室的排杂口、除尘单元（7）、重杂排口（11）、轻杂排口（12）、缓冲定量供料单元（14）、精茶收集单元（19）均与气流回收装置相连，气流回收装置将气流引向供风装置，供风装置将风压调整后供向第一风力控制结构、第二风力控制结构、第三风力控制结构和第一喷嘴、第二喷嘴。

7.根据权利要求6所述的风选色选机，其特征在于：还设有控制单元（20），控制单元（20）与风力料轮、除尘单元、锁风料轮、缓冲定量供料单元、摄像头、第一喷嘴、第二喷嘴、第一风力控制结构、第二风力控制结构和第三风力控制结构相连，并对这些部件进行控制。