CN104222334B - 基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，涉及茶叶的生产设备技术领域，它包括机体框架，机体框架内通过隔板形成多个萎凋腔室，每个萎凋腔室顶部设有光谱探测器；机体框架两侧的下部设有传送带，传送带穿过每个萎凋腔室；传送带为网状传送带，每个萎凋腔室的传送带下方设有热腔，每个热腔均设有风道入口，每个风道入口通过管道连接风道总入口，风道总入口连接干燥增压机与加热器；机体框架上设有探针检测机构。本发明采用热风从茶叶堆底部均匀贯彻吹出茶叶堆顶部，萎凋效果更均匀透彻；在线检测茶叶堆含水率，并根据检测值反馈控制每一单元，这样精确控制每一单元的含水率，使得萎凋效果最佳，做出的茶叶品质也最高。

Description

基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机

技术领域

本发明涉及茶叶的生产设备技术领域，尤其涉及一种基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机。

背景技术

茶叶萎凋是指在一定的温度、湿度条件下把茶叶均匀摊放，使适度促进鲜叶酶的活性，内含物质发生适度物理、化学变化，散发部分水分，使茎、叶萎蔫，色泽暗绿，青草气散失。萎凋一般作为茶叶杀青的预处理工序以及茶叶加工的基础工序，萎凋质量的高低，直接影响到后面加工工序的进行与茶叶的最终品质，同时萎凋的生产效率也影响整个茶叶加工过程的效率。

目前国内的萎凋机多采用槽式萎凋、吹风萎凋的方法，虽然能达到茶叶的含水量要求，但效率较低，能耗较大，且萎凋槽萎凋存在着萎凋不均匀质量不稳定、占用厂房面积大等缺点。本发明提出的一种萎凋机构采用了远红外照射和吹风结合的萎凋方法，并对茶叶的含水率进行实时检测，反馈给加热装置及吹风装置，从而控制加热量与吹风量保证萎凋质量。在保证了茶叶含水率达到预定要求的同时，尽可能的减少了能耗且提高了加工效率且最大化的提高了茶叶的品质，对茶叶的加工具有一定的促进作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于叶萎凋过程中生产率低以及能源损耗问题同时兼顾茶叶品质，提出了一种基于网状传送带传送鲜叶同时实时检测茶叶含水率并根据含水率反馈控制加热量与吹风量的方法。在加温萎凋下，鲜叶失水快，且呈快‐慢‐快的趋势，40℃失水最快，而热风处理摊放的成茶品质高于室温处理摊放成茶品质。根据不同的茶叶所采用的温度也有所不同，因此本发明采用了可控温度的高压热风，从茶叶底部吹入贯穿茶叶堆后从茶叶堆顶部吹出的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，包括机体框架，机体框架内通过隔板形成多个萎凋腔室，每个萎凋腔室顶部设有光谱探测器；所述机体框架两侧的下部设有传送带，传送带穿过每个萎凋腔室；所述传送带为网状传送带，每个萎凋腔室的传送带下方设有热腔，每个热腔均设有风道入口，每个风道入口通过管道连接风道总入口，所述风道总入口连接干燥增压机与加热器；所述机体框架上设有探针检测机构。

进一步的，每个风道入口的管道上设有冷风比例阀和热风开关阀。

进一步的，每个热腔之间设有支撑传送带的滚子，每个滚子的两侧均设有热腔侧壁挡板，所述热腔侧壁挡板的中间部分由弹性橡胶制成。

进一步的，所述探针检测机构包括旋转电机、双向气缸、滑动平台、联轴器、探针、导轨、滚轮、导杆和钢绳，导杆的两端固接机体框架的两端，滑动平台安装在导杆上并在钢绳和两个滚轮的带动下沿着导杆直线移动，滑动平台沿着导杆直线运动时经过每一个萎凋腔室；探针通过联轴器与旋转电机连接，旋转电机转动带动探针转动；旋转电机底部固接双向气缸的活塞杆，双向气缸固定在滑动平台上，所述旋转电机连接导轨，导轨固接在滑动平台上，所述旋转电机在双向气缸和导轨的共同作用下作伸缩运动，实现探针的插入与抽出。

进一步的，所述探针的最高点处设有限位开关。

本发明的技术构思为：为了使得加工便于控制，从空间上将鲜叶堆分割为一个个单元，每个单元的茶叶堆在一个萎凋腔室内。在茶叶加工过程中，对每个单元进行在线检测，根据测得的含水率进行反馈控制。

为了实现在线检测茶叶含水率，采用了一种可移动同时能够转动的探测机构进行检测，所述探测机构包括：旋转电机、双向气缸、滑动平台、联轴器、探针、导轨、滚轮、导杆、钢绳等部分组成。探测装置的探针可以测量一个单元四个边角位置，这样测得的含水率更为准确，使得反馈的数据更趋于该单元整体含水率，让的控制更为精确。

为了使干燥风能从鲜叶堆底部吹出，采用了一种网状传送带，所述传送带的下方布置有热腔，这样高压干燥风从热腔的风道入口吹出，透过所述传送带吹入茶叶堆。每个热腔的风道入口处由冷风比例阀和热风开关阀共同控制，所述风道统一接入增压机与干燥机。

风道入口由风道总入口接入干燥高压热风，接入的干燥高压热风分别由干燥机、增压机、加热器实现，热风的温度是恒定的同时根据不同茶叶萎凋时对温度的需要，热风的温度可作调整。所述开关阀用来控制通风量，当检测到风道对应上方没有茶叶或者传送带移动时，开关阀截止，避免能源浪费。干燥风从鲜叶堆底部吹入，从鲜叶堆顶部吹出，使得鲜叶更大限度的被干燥风吹到，这样，加工更为均匀。

为了较少风力损失，对热腔进行了密封设计。传送带工作时萎凋机构不进行萎凋所以不考虑密封性，而传送带停止时，开始萎凋，这时所述滚子不会转动，本发明采用了一种热腔，热腔侧壁挡板中间部分用弹性橡胶做成，其他部分用刚性材料做成，当风道通入高压干燥风后，橡胶受到风的压力而向外膨胀最终与滚子贴合，这样在滚子与风道之间形成密封，所述滚子与传送带之间近似密封，这样在萎凋进行时，所述风道的两侧即可保证密封性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：热风从茶叶堆底部均匀贯彻吹出茶叶堆顶部，萎凋效果更均匀透彻；加工效率较高且同时能耗损失较低；在线检测茶叶堆含水率，并根据检测值反馈控制每一单元，这样精确控制每一单元的含水率，使得萎凋效果最佳，做出的茶叶品质也最高。

附图说明

图1是基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机的结构示意图。

图2是基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机的结构示意俯视图。

图3是热腔侧壁挡板和滚子的局部放大图。

图4是探针检测机构的机构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

结合图1、图2和图3，基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，包括机体框架，机体框架内通过隔板形成多个萎凋腔室，每个萎凋腔室顶部设有光谱探测器5；机体框架两侧的下部设有传送带8，传送带8穿过每个萎凋腔室；传送带8为网状传送带，每个萎凋腔室的传送带8下方设有热腔7，每个热腔7均设有风道入口，每个风道入口通过管道连接风道总入口3，风道总入口3连接干燥增压机与加热器；机体框架上设有探针检测机构9。

每个风道入口的管道上设有冷风比例阀1和热风开关阀2。

每个热腔7之间设有支撑传送带8的滚子，每个滚子的两侧均设有热腔侧壁挡板，热腔侧壁挡板的中间部分由弹性橡胶制成。

探针检测机构包括旋转电机99、双向气缸91、滑动平台92、联轴器98、探针97、导轨96、滚轮93、导杆94和钢绳95，导杆94的两端固接机体框架的两端，滑动平台92安装在导杆94上并在钢绳95和两个滚轮93的带动下沿着导杆94直线移动，滑动平台92沿着导杆94直线运动时经过每一个萎凋腔室；探针97通过联轴器98与旋转电机99连接，旋转电机99转动带动探针97转动；旋转电机99底部固接双向气缸91的活塞杆，双向气缸91通过气缸座910固定在滑动平台92上，旋转电机99连接导轨96，导轨96固接在滑动平台92上，旋转电机99在双向气缸91和导轨96的共同作用下作伸缩运动，实现探针97的插入与抽出。

探针97的最高点处设有限位开关，这一点作为零点。电机从零点开始转动，首先顺时针旋转45°使得探针到达第一个探测点，双向气缸91带动探针插入茶叶堆，待检测完成后双向气缸带动探针从茶叶堆抽出，然后旋转电机转动90°使得探针到达第二个监测点，如此下去，当探针在第四个监测点完成检测后，旋转电机反向旋转回到零点，然后滑台移动到下一单元，开始进行下一单元的检测。

本发明的工作工程为：鲜叶分批放入传送带8上，利用茶叶堆上面的光谱探测器5探测茶叶的相关信息，包括叶梗多少、叶片形状、叶面纹理等根据这些信息选定要做出什么品质的茶叶。在鲜叶开始萎凋时，用探针97对其进行含水率检测，然后增压机与干燥机通过所述风道总入口3引入干燥高压热风，根据当前批次的含水率以及当前加工部位所要完成的含水率要求，适当的调节所述冷风比例阀1和热风开关阀2的控制量。干燥高压风经由所述冷风比例阀1与热风开关阀2的控制之后吹入茶叶堆底端，然后由于未形成冲击，茶叶不会被吹散，这时干燥风从茶叶底端向茶叶顶端吹出，并带走水蒸气，最后从排风口8排出。探针检测装置9测得的数据对比当前位置的加工要求，然后反馈控制所述热风比例阀2上，进一步控制吹入的干燥高压风。依次循环，直到茶叶的含水率达到所需要的程度即停止干燥增压机与加热器的工作。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，其特征在于：包括机体框架，机体框架内通过隔板形成多个萎凋腔室，每个萎凋腔室顶部设有光谱探测器；所述机体框架两侧的下部设有传送带，传送带穿过每个萎凋腔室；所述传送带为网状传送带，每个萎凋腔室的传送带下方设有热腔，每个热腔均设有风道入口，每个风道入口通过管道连接风道总入口，所述风道总入口连接干燥增压机与加热器；所述机体框架上设有探针检测机构；所述探针检测机构包括旋转电机、双向气缸、滑动平台、联轴器、探针、导轨、滚轮、导杆和钢绳，导杆的两端固接机体框架的两端，滑动平台安装在导杆上并在钢绳和两个滚轮的带动下沿着导杆直线移动，滑动平台沿着导杆直线运动时经过每一个萎凋腔室；探针通过联轴器与旋转电机连接，旋转电机转动带动探针转动；旋转电机底部固接双向气缸的活塞杆，双向气缸固定在滑动平台上，所述旋转电机连接导轨，导轨固接在滑动平台上，所述旋转电机在双向气缸和导轨的共同作用下作伸缩运动，实现探针的插入与抽出。

2.根据权利要求1所述的基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，其特征在于：每个风道入口的管道上设有冷风比例阀和热风开关阀。

3.根据权利要求1所述的基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，其特征在于：每个热腔之间设有支撑传送带的滚子，每个滚子的两侧均设有热腔侧壁挡板，所述热腔侧壁挡板的中间部分由弹性橡胶制成。

4.根据权利要求1所述的基于在线检测和反馈调节的茶叶萎凋机，其特征在于：所述探针的最高点处设有限位开关。