CN110326676B - 一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置，涉及茶叶加工设备技术领域，可以包括：料斗、箱体和萎凋槽传送带；所述料斗位于所述箱体的一侧，用于放入待萎凋的茶叶；所述箱体上固联有丝杠，所述料斗与所述丝杠的丝杠螺母固联，所述丝杠连接有步进电机；所述步进电机与所述转轴同步转动，从而带动所述丝杆螺母和所述料斗直线运动；所述萎凋槽传送带设置有若干个，沿竖直方向并列布置在所述箱体内；所述箱体上设置有控湿装置和控温装置。本发明能够多层同时萎凋以提高规模化，能够智能控温控湿以保证茶叶质量，能够自动上料以减轻劳动强度，能够萎凋不同批次的茶叶以提高生产效率的。

Description

一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置

技术领域

本发明涉及茶叶加工设备技术领域，特别是涉及一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置。

背景技术

刚采回的茶叶含水量约75%且正在进行强烈的光合作用，为降低含水量、减少茶叶中有机物的耗散、提高茶叶品质，需要进行萎凋处理。萎凋处理是指将茶叶鲜叶按一定厚度摊放在室温下使其水分减少、发生含酶类物质活性增强等化学反应并呈现萎蔫状态。

传统的萎凋方式是将茶叶鲜叶铺放在竹篾上于阴凉处自然萎凋、摊放在阳光下进行日光萎凋或者通过萎凋槽机械化萎凋。前两种萎凋方式空间利用率低、不易于大批量生产，且在萎凋过程中，难免会遇到天气骤然变化，如刮风、下雨等情况，当晾晒的茶叶较多时，通常来不及收集茶叶，这样将导致茶叶被大风吹乱，不便于收集；或被雨水淋湿，降低茶叶的品质。最后一种萎凋方式成本高、空间利用率低。

无论何种萎凋方式都需人工摊晾，具有劳动强度大、生产效率低、生产质量不统一、易污染等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够多层同时萎凋以提高规模化，能够智能控温控湿以保证茶叶质量，能够自动上料以减轻劳动强度，能够萎凋不同批次的茶叶以提高生产效率的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置，包括料斗、箱体和萎凋槽传送带；所述料斗位于所述箱体的一侧，用于放入待萎凋的茶叶；所述箱体上固联有丝杠，所述料斗与所述丝杠的丝杠螺母固联，所述丝杠连接有步进电机；所述步进电机与所述转轴同步转动，从而带动所述丝杠螺母和所述料斗直线运动；所述萎凋槽传送带设置有若干个，沿竖直方向并列布置在所述箱体内；所述箱体上设置有控湿装置和控温装置。

优选的，所述料斗包括料斗侧板，所述料斗侧板的顶部设置有料斗上门，底部设置有料斗下门；所述料斗下门连接有上料结构，所述上料结构用于控制所述料斗下门的开关，以实现将待萎凋茶叶输送至所述萎凋槽传送带上；所述料斗上门连接有收料结构，所述收料结构用于控制所述料斗上门的开关，以实现将萎凋完成的茶叶收回至所述料斗内。

优选的，所述上料结构包括下门手柄和下门连杆，所述下门手柄固定于机架上，并通过所述下门连杆与所述料斗下门连接，所述下门手柄、下门连杆、料斗下门与所述机架共同构成四连杆机构；所述下门手柄还连接有下门定位销，所述机架的下部设置有与所述下门定位销相匹配的下门定位孔；

所述收料结构包括上门手柄和上门连杆，所述上门手柄固定于所述机架上，并通过所述上门连杆带动所述料斗上门转动；所述上门手柄、上门连杆、料斗上门与机架共同构成四连杆机构；所述上门手柄还连接有上门定位销，所述机架的上部设置有与所述上门定位销相匹配的上门定位孔；

可选的，所述料斗上门与所述料斗侧板之间设置有布料；

可选的，所述料斗下门采用微型圆柱滚子传送带构成，所述微型圆柱滚子传送带的末端与所述萎凋槽传送带之间具有高度差。

优选的，所述萎凋槽传送带连接有转轴，所述萎凋槽传送带穿过所述转轴形成闭合运输回路；所述转轴连接有空心轴减速电机，所述空心轴减速电机与所述转轴同步转动；

所述转轴上固连有链轮，所述链轮与链条配合，所述萎凋槽传送带与所述链条固连；

可选的，所述萎凋槽传送带下有支撑架。

优选的，所述空心轴减速电机上固定有舵机，所述舵机的舵机臂通过花键轴固连轴承连接有花键轴，所述花键轴的花键轴套同轴套在所述转轴外且与所述转轴同步转动；所述舵机靠近所述空心轴减速电机的一侧还设置有弹簧，所述弹簧同轴套在所述转轴外。

优选的，所述控湿装置包括冷凝板，所述冷凝板设置有两个，分别位于所述箱体的正面和背面；所述冷凝板连接有压缩机，所述压缩机工作对所述冷凝板进行降温；

可选的，所述冷凝板包括多对冷凝片，多对所述冷凝片上下交错对插设置，形成多个几字型通道；所述冷凝板的下方连接有排水管。

优选的，所述控温装置包括冷水箱、热水箱和散热板；所述散热板设置于所述箱体内；所述冷水箱连接有冷水回路，所述热水箱连接有热水回路。所述热水回路和所述冷水回路通过电控冷热水阀、水泵与所述散热板连接；所述散热板还通过独立分水器与所述冷水箱、热水箱连接；

可选的，所述冷水箱、热水箱通过冷热水箱连通管连通；

可选的，所述压缩机与所述冷水箱、热水箱连接。

优选的，所述控温装置连接有主控单元；

可选的，所述箱体内外均设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述主控单元连接。

优选的，所述箱体的顶部设置有通风扇。

优选的，所述箱体的正面设置有开门，所述箱体靠近所述料斗的一侧面设置有卷帘门，另一侧面设置有侧门；所述箱体的内底部设置有排水孔；

可选的，所述箱体和所述萎凋槽传送带上设置有夹层，所述夹层采用保温材料制成。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明能够多层同时萎凋以提高规模化，能够智能控温控湿以保证茶叶质量，能够自动上料以减轻劳动强度，能够萎凋不同批次的茶叶以提高生产效率的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置整体结构示意图；

图2为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置背面智能控温系统结构示意图；

图3为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置智能控温系统箱体内部结构示意图；

图4为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置料斗整体结构示意图；

图5为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置料斗上料结构示意图；

图6为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置料斗收料结构示意图；

图7为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置空心轴减速电机工作结构示意图；

图8为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置空心轴减速电机工作爆炸图；

图9为本发明环境智能控制的茶鲜叶处理装置冷凝板示意图。

图中，通风扇1、料斗2、丝杠3、步进电机4、箱体5、散热板6、萎凋槽传送带7、排水口8、刹车轮9、导轨10、空心轴减速电机11、侧门12、抗阻轴承13、花键轴套14、热水箱15、一进二出独立分水器16、水泵17、电控冷热水阀18、压缩机20、冷水箱21、链轮22、转轴23、料斗卸料门24、料斗下门25、下门定位孔26、下门手柄27、下门定位销28、下门连杆29、上门手柄30、上门定位销31、上门连杆32、料斗上门33、上门定位孔34、花键轴35、弹簧36、花键轴固连轴承37、舵机臂38、舵机39、橡塑隔热板40、热水回路41、冷凝板42、冷热水箱连通管43、冷水回路44、保温卷帘门45。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1-9所示，本实施例提供一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置，主体部分包括箱体5、料斗2、以及若干竖直方向并列布置的萎凋槽传送带7；萎凋槽传送带7有多层，具有提高空间利用率、增大规模化的优点，同时能保证茶叶品质统一、管理方便及时。丝杠3 与箱体5 固连，料斗2与丝杠3上的丝杠螺母固连，步进电机4与丝杠3中的丝杠轴同步转动，与丝杠轴螺旋配合的丝杠螺母进行直线运动从而带动料斗2上升和下降。空心轴减速电机11与转轴23同步转动，转轴23上固连有链轮22，链轮22与链条配合，链轮22一侧有弯板，弯板上有公称直径5mm的螺孔，萎凋槽传送带7通过M5螺钉与链条固连，萎凋槽传送带7穿过转轴23形成闭合运输回路。

萎凋槽传送带下有支撑架，防止茶叶过重压塌传送；所述萎凋槽传送带及箱体内部夹层均由保温材料制成，保温材料可以有效减少萎凋装置内部的热量散发，降低萎凋装置内的温度波动保证茶叶萎凋工艺的稳定性，其中保温材料可以根据需要从现有的保温材料中进行选择；箱体三面开门，箱体底部设有排水孔，可定期清理掉落的茶叶、冲洗萎凋槽，防止细菌滋生影响茶叶品质。

如图1、图4、图5、图7所示，料斗2上升至第一层萎凋槽传送带对应高度时，转动原动件即下门手柄27，带动下门连杆29转动，进而带动从动件即料斗下门25转动。下门手柄27、下门连杆29、料斗下门25与机架共同构成四连杆机构。料斗下门由微型圆柱滚子传送带组成，具有不夹茶、不损伤茶叶的优点；茶叶沿料斗下门25上的微型圆柱滚子滚落，且其末端与萎凋槽传送带7有20mm高度差，可保证茶叶均匀下落。与此同时空心轴减速电机11开始转动，带动萎凋槽传送带7转动，使茶叶均匀平整的摊放在萎凋槽内。

如图4、图7所示，完成第一层摊放茶叶后，转动下门手柄27，四连杆机构运动，带动料斗下门25转动。下门手柄27摆到下门定位孔26的位置时，将下门定位销28插入下门定位孔26，此时料斗下门恰好闭合。步进电机4转动带动料斗2沿丝杠3竖直上升至第二层萎凋槽对应高度。

舵机39固定在空心轴减速电机11上，花键轴固连轴承37与舵机39上的舵机臂38相固连，花键轴35与花键轴固连轴承37固连，它们之间同步转动，弹簧36同轴套在转轴23外，花键轴套14同轴套在转轴23外且与转轴同步转动。因此舵机臂38转动一定角度，带动花键轴固连轴承37平移进而带动花键轴35向靠近空心轴减速电机11的方向移动，弹簧36被压缩，步进电机4被从花键轴套14内拔出。空心轴减速电机11沿丝杠3上升，当移动至第二层萎凋槽对应的位置时，由于空隙的存在弹簧36可自动将花键轴35弹入花键轴套14内，完成配合，此时弹簧处于原始状态。转动下门手柄27，四连杆机构运动，料斗下门25打开，空心轴减速电机11开始转动，带动第二层萎凋槽传送带7转动，完成第二层茶叶的上料。在本实施例中，设置自动上料装置，只需将茶叶装入料斗，便可自动将茶叶摊放在多层萎凋槽传送带内，具有节省人力、降低劳动强度的优点；而且所有层萎凋槽传送带只需一个步进电机控制，结构独特新颖，具有节省成本、节省空间的优点。

如图4、图6、图7所示，当萎凋完成的茶叶需要收回时，转动原动件即上门手柄30，带动上门连杆32转动，进而带动从动件即料斗上门33转动。上门手柄30、上门连杆32、料斗上门33与机架共同构成四连杆机构。与此同时空心轴减速电机11反向转动，带动萎凋槽传送带7反向转动，茶叶落入料斗2。料斗上门与料斗侧板之间有布料围挡，防止收茶过程中茶叶洒出。

如图2、图8所示，压缩机20固定在箱体5背面外侧。冷凝板42共两个，长1000mm宽500mm，一个位于箱体5背面外侧，距底边100mm，距两侧边皆为1500mm，一个位于箱体5正面外侧，距底边200mm，距两侧边皆为1500mm。排水孔为单个孔长150mm宽10mm，共8个并列布置，分别设置在箱体5底部的对角点上，距两侧边皆为100mm。所述冷凝板42包括多对冷凝片，多对所述冷凝片上下交错对插设置，形成多个几字型通道；压缩机工作时给冷水箱降温，通过泵将冷水泵入贴在冷凝板上的铜管中对冷凝板42降温，高湿度空气经过冷凝板后，水蒸气会液化成水，通过底部排水孔流出，防止外界湿度过高。

在本实施例中，萎凋装置的箱体5的顶部有通风扇1，若需要通风，则打开通风扇1使空气对流，不需要关闭即可。

如图1、图2、图3所示，自动控温系统采用STM32系列单片机作为主控单元，在箱体5外部各个顶点位置处布置温度传感器、湿度传感器检测环境温度、湿度，在冷凝板42出风口位置布置湿度传感器，在箱体5内部的进风口位置布置温度传感器、湿度传感器，将内外温湿度值反馈给STM32系列单片机，经过内部CPU处理数据结合给定的PID算法输出信号量来调节冷凝板42的温度、散热板6的温度、通风扇1的转速、电控冷热水阀18的开关量、压缩机对制冷剂的压缩量，以达到智能控温控湿的效果。同时自动控温系统采用电阻屏人机交互界面实现温湿度的设定。

当设定温度低于箱体内温度时，压缩机20不工作。当设定温度高于箱体内温度时，压缩机20工作，压缩机20对冷水箱21进行制冷的同时利用其工作产生的热量对热水箱15进行加热，可充分利用能量，避免能量浪费。自动控温系统根据设定温度自动计算混合比例，通过控制电控冷热水阀18的开关量控制冷热水的比例以达到预设定的温度，利用水泵17将冷热混合后的水泵出，流入散热板6，散热后流至独立分水器，独立分水器优选采用一进二出独立分水器16，旋动旋钮可自由控制流入冷热水箱的水量，确保水箱内的水量不会过多或过少；冷热水箱连通管43与冷水箱21、热水箱15构成连通器，可平衡两侧水量，防止因独立分水器分水时由于水量的误差而引起误差累积；其中，热水箱15的侧边设置有橡塑隔热板40来进行隔热。冷凝后的空气经散热板6即可加热，散热板的管道上焊接有铜片，可有效散热。箱体内的温度传感器可随时反馈温度信息，通过温度传感器反馈的温度值进行闭环控制，实现智能控温的效果。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种环境智能控制的茶鲜叶处理装置，其特征在于：包括料斗、箱体和萎凋槽传送带；所述料斗位于所述箱体的一侧，用于放入待萎凋的茶叶；所述箱体上固联有丝杠，所述料斗与所述丝杠的丝杠螺母固联，所述丝杠连接有步进电机；所述步进电机与转轴同步转动，从而带动所述丝杠螺母和所述料斗直线运动；所述萎凋槽传送带设置有若干个，沿竖直方向并列布置在所述箱体内；所述箱体上设置有控湿装置和控温装置；

所述料斗包括料斗侧板，所述料斗侧板的顶部设置有料斗上门，底部设置有料斗下门；所述料斗下门连接有上料结构，所述上料结构用于控制所述料斗下门的开关，以实现将待萎凋茶叶输送至所述萎凋槽传送带上；所述料斗上门连接有收料结构，所述收料结构用于控制所述料斗上门的开关，以实现将萎凋完成的茶叶收回至所述料斗内；

所述上料结构包括下门手柄和下门连杆，所述下门手柄固定于机架上，并通过所述下门连杆与所述料斗下门连接，所述下门手柄、下门连杆、料斗下门与所述机架共同构成四连杆机构；所述下门手柄还连接有下门定位销，所述机架的下部设置有与所述下门定位销相匹配的下门定位孔；

所述收料结构包括上门手柄和上门连杆，所述上门手柄固定于所述机架上，并通过所述上门连杆带动所述料斗上门转动；所述上门手柄、上门连杆、料斗上门与机架共同构成四连杆机构；所述上门手柄还连接有上门定位销，所述机架的上部设置有与所述上门定位销相匹配的上门定位孔；

所述料斗上门与所述料斗侧板之间设置有布料；所述料斗下门采用微型圆柱滚子传送带构成，所述微型圆柱滚子传送带的末端与所述萎凋槽传送带之间具有高度差；

所述控湿装置包括冷凝板，所述冷凝板设置有两个，分别位于所述箱体的正面和背面，所述冷凝板连接有压缩机；所述冷凝板包括多对冷凝片，多对所述冷凝片上下交错对插设置，形成多个几字型通道；所述冷凝板的下方连接有排水管；所述控温装置还包括冷水箱、热水箱和散热板，所述散热板设置于所述箱体内；所述冷水箱连接有冷水回路，所述热水箱连接有热水回路，所述热水回路和所述冷水回路通过电控冷热水阀、水泵与所述散热板连接；所述散热板还通过独立分水器与所述冷水箱、热水箱连接；

所述压缩机工作时对所述冷水箱降温，通过将冷水泵入贴在所述冷凝板上的铜管中对所述冷凝板降温，高湿度空气经过所述冷凝板后液化成水；且所述压缩机对所述冷水箱进行制冷的同时利用其工作产生的热量对所述热水箱进行加热，利用所述水泵将冷热混合后的水泵入所述散热板，冷凝后的空气经所述散热板即可加热；

所述箱体的正面设置有开门，所述箱体靠近所述料斗的一侧面设置有卷帘门，另一侧面设置有侧门，所述箱体的内底部设置有排水孔，能够用于定期清理掉落的茶叶、冲洗萎凋槽；

所述箱体和所述萎凋槽传送带上设置有夹层，所述夹层采用保温材料制成。

2.根据权利要求1所述的环境智能控制的茶鲜叶处理装置，其特征在于：所述萎凋槽传送带连接有转轴，所述萎凋槽传送带穿过所述转轴形成闭合运输回路；所述转轴连接有空心轴减速电机，所述空心轴减速电机与所述转轴同步转动；

所述转轴上固连有链轮，所述链轮与链条配合，所述萎凋槽传送带与所述链条固连；

所述萎凋槽传送带下有支撑架。

3.根据权利要求2所述的环境智能控制的茶鲜叶处理装置，其特征在于：所述空心轴减速电机上固定有舵机，所述舵机的舵机臂通过花键轴固连轴承连接有花键轴，所述花键轴的花键轴套同轴套在所述转轴外且与所述转轴同步转动；所述舵机靠近所述空心轴减速电机的一侧还设置有弹簧，所述弹簧同轴套在所述转轴外。

4.根据权利要求1所述的环境智能控制的茶鲜叶处理装置，其特征在于：所述冷水箱、热水箱通过冷热水箱连通管连通；

所述压缩机与所述冷水箱、热水箱连接。

5.根据权利要求4所述的环境智能控制的茶鲜叶处理装置，其特征在于：所述控温装置连接有主控单元；

所述箱体内外均设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均与所述主控单元连接。

6.根据权利要求1所述的环境智能控制的茶鲜叶处理装置，其特征在于：所述箱体的顶部设置有通风扇。