CN107094916B - 一种自动做青机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及茶叶生产设备领域，具体涉及一种自动做青机，包括：一摇青笼，其内部设有复数层用于承载茶青的隔层，各隔层之间等间距设置，各隔层之间的笼体上设有用于置入茶青的笼门；一用于带动所述摇青笼转动的转动电机，所述转动电机设于所述摇青笼的下方，其电机轴穿设在所述摇青笼中心处；一翻转装置，所述翻转装置用于带动所述摇青笼与所述转动电机在竖直方向与水平方向两个状态之间切换；一PLC控制系统，其与所述转动电机以及所述翻转装置电连接，用于控制所述转动电机的转动以及所述翻转装置的运行；一机架，用于承载上述摇青笼、转动电机、翻转装置以及PLC控制系统。

Description

一种自动做青机及其控制方法

技术领域

本发明涉及茶叶生产设备领域，具体涉及一种自动做青机及其控制方法。

背景技术

做青是乌龙茶加工中的一项关键技术。做青过程包括摇青和摊青两部分。摇青是动的过程，在动的过程中鲜叶枝梗的水分会往叶肉、叶脉渗透和疏导，补充叶面散发的水分，从而使鲜叶返回鲜活、硬挺的状态。摊青是静的过程，鲜叶放在笳篱中摊开，进行水分渗透以及一系列化学变化，逐步“发酵”变红，香气形成和显露，细胞间水分散发，鲜叶呈柔软状态。摇青与摊青一般要反复进行三至五次，每次间隔时间二至四小时，整个做青工序长达十几小时。做青中关键的技术在于摇青的次数、间隔、每次的时长、速度等的把控，以及摊青的时长等诸多因素，这些因素都对产出的茶叶品质产生影响。如果在摊青时鲜叶水分减少过慢，叶面水分还没消失到一定程度就开始摇青容易造成鲜叶嫩梗折断造成鲜叶红变。如果鲜叶水分消失过多不及时摇青，即俗称“接青”不及时，就会造成“行水”不正常，从而影响品质。目前乌龙茶做青仍没有摇青和摊青全自动的设备，摇青和摊青接替时机仍靠人为判断，经验不足容易出现判断失误，从而造成茶叶品质低下。

并且，摇青的作用力方式也影响做青的效果。在设备摇青时，低转速运转，则茶青摩擦碰撞少，运动多，有利于茶青走水去涩；相对的，高转速运转则茶青摩擦碰撞多，运动少，叶细胞容易损伤，而产生酶促氧化，有利于诱发香气。摇青的摩擦和动力应协调配合，前期采用慢转速摇，后期采用高转速摇，这样才能达到去涩保香的效果，才能做出滋味、香气、口感都协调的好茶。

现有技术中，如授权公告日的中国专利CN102177986B公开了一种摇凉一体做青机，包括机架、摇青笼以及振动单元，该机架包括一基座以及一旋转架，该基座上设置有一连接轴，该旋转架可转动地连接到该连接轴上，使该旋转架以该连接轴为轴心进行旋转，该旋转架包括相互对应的一第一支承臂以及一第二支承臂，该摇青笼，其可转动地支承在该第一支承臂与该第二支承臂之间，并进行自转，该振动单元，其设置在该摇青笼的下方，使该摇青笼在该第一支承臂与该第二支承臂之间上下振动。该技术方案所用的摇青笼为竖直放置，利用旋转架带动摇青笼旋转进行摇青作业，而后借助振动单元使摇青笼上下振动，进而使茶青均匀地分布在簸箕上，利用这种原理在完成摇青作业的同时可以把茶叶均匀的散播在簸箕上，解决目前摇青后费时费力的人工散播在簸箕上的问题。

在该技术方案仍存在不足，首先竖直设置的摇青笼在摇青时，由于转动使得茶青向圆周侧聚集，然而茶青的摩擦碰撞少，但即使拉高转速，在整个过程中茶青的运动也并不多，并不具备良好的摇青效果，而且拉高转速相应需要更大的能源消耗，却得不到理想效果；

其次，该技术方案在运行时，完成一次做青过程，都需要把内部的簸箕逐一去除，转移到晾青架上，生产中需要重复多次这整个过程，属于半自动化生产，整个生产作业过程较为繁琐；

最后，人为作业在判断、经验上存在不足时，容易造成“接青”不及时，这一次失误就影响了整批茶叶的品质，在生产中无法保证茶叶质量的统一，一定程度上影响了生产效益。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提供一种自动化生产、生产效率高、制得的茶叶品质统一的自动做青机及其控制方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自动做青机，包括：

一摇青笼，其内部设有复数层用于承载茶青的隔层，各隔层之间等间距设置，各隔层之间的笼体上设有用于置入茶青的笼门；

一用于带动所述摇青笼转动的转动电机，所述转动电机设于所述摇青笼的下方，其电机轴穿设在所述摇青笼中心处；

一翻转装置，所述翻转装置用于带动所述摇青笼与所述转动电机在竖直方向与水平方向两个状态之间切换；

一PLC控制系统，其与所述转动电机以及所述翻转装置电连接，用于控制所述转动电机的转动以及所述翻转装置的运行；

一机架，用于承载上述摇青笼、转动电机、翻转装置以及PLC控制系统。

优选的，所述翻转装置包括：

一底板，所述转动电机固设在所述底板上；

一转轴，所述底板与所述转轴固定连接并可随其转动；

一连杆，所述连杆的一端固定连接在所述转轴的其中一端；

一直线往复运动机构，所述直线往复运动机构的运动端连接在所述连杆的自由端，用于推动所述连杆进而带动所述转轴转动；

一支撑杆，用于当所述底板转动至水平时以支撑所述底板保持水平状态。

优选的，各隔层呈中部上凸的锥形结构。

优选的，各隔层上均匀开设有复数个透气通孔。

优选的，所述机架上设有用于当所述摇青笼水平放置时支撑其上端的支撑柱，所述电机轴上端穿过摇青笼上端面，可转动地嵌设在一支撑块内，所述支撑块与支撑柱在所述摇青笼水平放置时相互接触。

优选的，所述电机轴上位于所述摇青笼的上下两端处设有固定块，两固定块与摇青笼的上下两端面之间分别设有弹簧，两弹簧套设在电机轴外圈，所述摇青笼的上端面或者下端面安装有用于使所述摇青笼上下振动的振动电机。

优选的，各隔层均为双层结构，两层均为不锈钢网，两层的网孔相互交错设置，上层的不锈钢网上端面由中心处向圆周外侧方向设置环状的阶梯，所述阶梯由中心处向圆周外侧方向逐渐增高。

优选的，所述直线往复机构为气缸或者液压缸。

一种上述自动做青机的控制方法，包括以下步骤：

(1)、初始状态下，摇青笼水平放置，在各隔层之间的笼门处置入需要加工的茶青；

(2)、根据茶种的不同，设定PLC控制系统的数值，该数值包括转动电机转速、转动次数、单次运行时间、翻转装置运行次数、翻转间隔时间。

(3)、运行本装置，转动电机带动摇青笼转动进行摇青，单次运行时间结束后，直线往复运动机构带动连杆转动，进而使摇青笼竖直放置，转动电机转动，使茶青在离心力的作用下均匀摊开在隔层表面，转动电机停止，静置，而后翻转装置在设定的间隔时间经过后再次启动，将摇青笼拉至水平状态，完成单次摇青、摊青过程，而且循环上述过程，直至完成做青过程。。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用可调节式的摇青笼，在摇青时水平放置，使整个加工效果更为充分，摊青时竖直放置，配合锥形结构的隔层，转动摇青笼时利用离心力将茶青均匀地摊开在隔层上；利用PLC控制系统循环摇青、摊青过程，整个工序根据加工茶叶的品类设定不同的转动电机转速、转动次数、单次运行时间、翻转装置运行次数、翻转间隔时间数值之后，本装置可自动完成整个做青过程，既避免了人为操作上的失误，又促进了产出茶叶品质的提升，并且整个过程节省人力，减少前后十几个小时的作业时间，大大提高生产效率，降低了劳动成本。

附图说明

图1为本发明实施例一摊青时的结构示意图；

图2为本发明实施例一摇青时的结构示意图；

图3为本发明实施例二结构示意图；

图4为本发明实施例二中隔层局部结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例一

参考图1及图2，一种自动做青机，包括：

一摇青笼1，其内部设有三层用于承载茶青的隔层11，各隔层11之间等间距设置，各隔层11之间的笼体上设有用于置入茶青的笼门(图中未示出)，，各隔层11呈中部上凸的锥形结构，各隔层上均匀开设有复数个透气通孔；

一用于带动所述摇青笼1转动的转动电机2，所述转动电机2设于所述摇青笼1的下方，其电机轴21穿设在所述摇青笼1中心处；

一翻转装置3，所述翻转装置3用于带动所述摇青笼1与所述转动电机2在竖直方向与水平方向两个状态之间切换；本实施例中，所述翻转装置包括：一底板31，所述转动电机2固设在所述底板31上；一转轴32，所述底板31与所述转轴32固定连接并可随其转动；一连杆33，所述连杆33的一端固定连接在所述转轴32的其中一端；一直线往复运动机构34，所述直线往复运动机构34的运动端连接在所述连杆33的自由端，用于推动所述连杆33进而带动所述转轴32转动，本实施例中，所述直线往复机构34为气缸，气缸通过连接空压机，PLC控制系统控制空压机的启闭；

一支撑杆35，用于当所述底板31转动至水平时以支撑所述底板31，进而使摇青笼1保持水平状态。

一PLC控制系统，其与所述转动电机2以及所述翻转装置3电连接，用于控制所述转动电机2的转动以及所述翻转装置3的运行；

一机架100，用于承载上述摇青笼1、转动电机2、翻转装置3以及PLC控制系统。

上述自动做青机的控制方法，包括以下步骤：

(1)、初始状态下，摇青笼1水平放置，在各隔层11之间的笼门处置入需要加工的茶青；

(2)、根据茶种的不同，设定PLC控制系统的数值，该数值包括转动电机2转速、转动次数、单次运行时间、翻转装置3运行次数、翻转间隔时间；

(3)、运行本设备，转动电机2带动摇青笼1转动进行摇青，单次运行时间结束后，直线往复运动机构34带动连杆33转动，进而使摇青笼1竖直放置，转动电机2转动，使茶青在离心力的作用下均匀摊开在隔层11表面，转动电机2停止，静置，而后翻转装置3在设定的间隔时间经过后再次启动，将摇青笼1拉至水平状态，完成单次摇青、摊青过程，而且循环上述过程，直至完成做青过程。

实施例二

参考图3，本实施例与实施例一相比，所述机架100上设有用于当所述摇青笼1水平放置时支撑其上端的支撑柱4，所述电机轴21上端穿过摇青笼1上端面，可转动地嵌设在一支撑块5内，所述支撑块5与支撑柱4在所述摇青笼1水平放置时相互接触，这样在结构上，对摇青笼1实现两端支撑，减轻直线往复运动机构34的工作压力，提高设备稳定性。

本实施例中，所述电机轴21上位于所述摇青笼1的上下两端处设有固定块22，两固定块22与摇青笼1的上下两端面之间分别设有弹簧23，两弹簧23套设在电机轴21外圈，所述摇青笼1的上端面安装有用于使所述摇青笼1上下振动的振动电机24，配合振动电机24，可以在摊青时加快茶青的分散速度，进一步提高生产效率。

参考图4，本实施例中，各隔层11均为双层结构，两层均为不锈钢网，两层的网孔相互交错设置，上层的不锈钢网上端面由中心处向圆周外侧方向设置环状的阶梯111，所述阶梯111由中心处向圆周外侧方向逐渐增高。上层的不锈钢网在结构上利用阶梯111对向摇青笼1圆周外侧分散的茶青进行均匀分摊，使摊青时隔层11上的茶青分摊地更为均匀。

需要指出的是，本发明所指示的翻转装置可有多种结构，例如在转轴的端部设置蜗轮蜗杆结构，利用转动蜗杆来转动摇青笼等类似结构；所述直线往复机构可以为气缸或者液压缸等。同时，所述PLC控制系统为本领域技术人员所熟知，在此不多做赘述。

本发明通过采用可调节式的摇青笼，在摇青时水平放置，使整个加工效果更为充分，摊青时竖直放置，配合锥形结构的隔层，转动摇青笼时利用离心力将茶青均匀地摊开在隔层上；利用PLC控制系统循环摇青、摊青过程，整个工序根据加工茶叶的品类设定不同的转动电机转速、转动次数、单次运行时间、翻转装置运行次数、翻转间隔时间数值之后，本装置可自动完成整个做青过程，既避免了人为操作上的失误，又促进了产出茶叶品质的提升，并且整个过程节省人力，减少前后十几个小时的作业时间，大大提高生产效率，降低了劳动成本。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动做青机，其特征在于，包括：

一摇青笼，其内部设有复数层用于承载茶青的隔层，各隔层之间等间距设置，各隔层之间的笼体上设有用于置入茶青的笼门；

一用于带动所述摇青笼转动的转动电机，所述转动电机设于所述摇青笼的下方，其电机轴穿设在所述摇青笼中心处；

一翻转装置，所述翻转装置用于带动所述摇青笼与所述转动电机在竖直方向与水平方向两个状态之间切换；

一PLC控制系统，其与所述转动电机以及所述翻转装置电连接，用于控制所述转动电机的转动以及所述翻转装置的运行；

一机架，用于承载上述摇青笼、转动电机、翻转装置以及PLC控制系统；所述翻转装置包括：

一底板，所述转动电机固设在所述底板上；

一转轴，所述底板与所述转轴固定连接并可随其转动；

一连杆，所述连杆的一端固定连接在所述转轴的其中一端；

一直线往复运动机构，所述直线往复运动机构的运动端连接在所述连杆的自由端，用于推动所述连杆进而带动所述转轴转动；

一支撑杆，用于当所述底板转动至水平时以支撑所述底板保持水平状态。

2.根据权利要求1所述的自动做青机，其特征在于：各隔层呈中部上凸的锥形结构。

3.根据权利要求1或2所述的自动做青机，其特征在于：各隔层上均匀开设有复数个透气通孔。

4.根据权利要求1或2所述的自动做青机，其特征在于：所述机架上设有用于当所述摇青笼水平放置时支撑其上端的支撑柱，所述电机轴上端穿过摇青笼上端面，可转动地嵌设在一支撑块内，所述支撑块与支撑柱在所述摇青笼水平放置时相互接触。

5.根据权利要求1或2所述的自动做青机，其特征在于：所述电机轴上位于所述摇青笼的上下两端处设有固定块，两固定块与摇青笼的上下两端面之间分别设有弹簧，两弹簧套设在电机轴外圈，所述摇青笼的上端面或者下端面安装有用于使所述摇青笼上下振动的振动电机。

6.根据权利要求1或2所述的自动做青机，其特征在于：各隔层均为双层结构，两层均为不锈钢网，两层的网孔相互交错设置，上层的不锈钢网上端面由中心处向圆周外侧方向设置环状的阶梯，所述阶梯由中心处向圆周外侧方向逐渐增高。

7.根据权利要求1或2所述的自动做青机，其特征在于：所述直线往复机构为气缸或者液压缸。

8.一种根据上述权利要求2所述的自动做青机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、初始状态下，摇青笼水平放置，在各隔层之间的笼门处置入需要加工的茶青；

(2)、根据茶种的不同，设定PLC控制系统的数值，该数值包括转动电机转速、转动次数、单次运行时间、翻转装置运行次数、翻转间隔时间；

(3)、运行本装置，转动电机带动摇青笼转动进行摇青，单次运行时间结束后，直线往复运动机构带动连杆转动，进而使摇青笼竖直放置，转动电机转动，使茶青在离心力的作用下均匀摊开在隔层表面，转动电机停止，静置，而后翻转装置在设定的间隔时间经过后再次启动，将摇青笼拉至水平状态，完成单次摇青、摊青过程，而且循环上述过程，直至完成做青过程。

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