CN113210249A - 一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机及其分选方法 - Google Patents

一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机及其分选方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机及其分选方法。现有茶鲜叶分级机效率低、碰撞受损、易挂网。本发明的分级装置位于喂料提升机的输出端下方；分级装置由三层分级组件嵌套；分级组件中，两根传动轴两端均固定非圆链轮，其余传动轴两端均固定传动圆链轮；两端的非圆链轮以及传动圆链轮分别通过链条传动，动力由驱动电机提供；柔性网筛两侧与两条链条分别固定；每个分级组件的输出端下方设有出料输送带机构，且最内层分级组件中柔性网筛的内部空间内也设有出料输送带机构。本发明采用多层嵌套的循环式柔性网筛实现茶鲜叶多级分选，筛选质量高，对茶叶的损伤小，且非圆链轮的非匀速传动实现柔性网筛振动，无需外加起振装置，成本低。

Description

一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机及其分选方法
技术领域
本发明属于茶叶生产领域，涉及机茶鲜叶分选，具体涉及一种高效的多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机及其分选方法。
背景技术
中国是茶叶生产和出口大国，茶叶的品种繁多，不同的茶叶制茶工艺差异较大，但总体来说都可以分为采摘、分选、烘干、揉制、分装、冷储等过程。人工采茶虽然采摘芽叶完整但是效率很低，成本较高。为了提升劳动效率，发展茶叶产业，目前许多茶园开始使用机械化采茶设备。这些机械化设备的劳动效率很高，但是采摘茶叶的完整度不高，导致后续加工花了很大消耗生产出品质不高的干茶，严重影响茶叶生产的附加值。该现状对机采茶鲜叶有效的分选设备的研究和发明提出了需求。
茶鲜叶是茶叶品质的物质基础，鲜叶原料的质量优劣基本决定着茶叶品质的高低。随着茶叶生产机械化、工业化进程不断推进，劳动力的日益短缺，以及劳动成本的不断上涨，为适应茶叶的规模化生产加工，茶鲜叶机械化采摘逐步取代了传统手工采摘。由于机械化采摘的鲜叶老嫩混杂、质量参差不齐，无法直接进行后续茶叶加工，同时人工分选茶叶耗时久、效率低、成本高。研究采用茶鲜叶分级装置能提高茶叶的分级效率，同时保证加工茶鲜叶的质量，极大提高茶叶生产的经济效益。
目前我国使用的茶鲜叶分级机种类主要有筒筛式、平面振动筛式、抛掷式和风选式。筒筛式分级机：将鲜叶原料从入料口投入到滚筒里，通过旋转滚筒，按照芽叶的大小从不同的筛网孔中出来，从而分为不同的级别。振动筛式分级机是通过支撑板运动带动筛网同步运动，使筛网上面的部分茶鲜叶在运动过程中通过筛孔掉落到下一层，实现茶鲜叶大小分级的目的。抛掷式分级机通过曲柄摇杆机构带动分级槽体做往复运动，通过改变槽体上的筛网孔径的大小，实现分级作业。风选分级机根据茶叶的相对密度与承风面大小不一，经风力作用后，质量轻的茶叶能随风飞扬较远，质量重的茶叶落的比较近，从而实现分级。上述的几种分级方式普遍存在分拣效率低、芽叶碰撞受损、挂网等问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有茶鲜叶分级机存在分拣效率低、芽叶碰撞受损、挂网等问题，提供一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机及其分选方法，解决了原有振动筛式分级机占地面积大和茶叶挂网等问题，并选用非圆链轮传动引发振动，不需要添加多余的起振装置，通过改变装置中柔性网筛的孔径和层数还可以满足不同的分级需求。
本发明一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，包括喂料提升机、分级装置和出料输送带机构；分级装置位于喂料提升机的输出端下方；所述的分级装置由三层分级组件嵌套形成；所述的分级组件包括传动轴、非圆链轮、传动圆链轮、链条、柔性网筛和驱动电机；三根以上传动轴通过滚动轴承支承在机架上，其中两根传动轴的两端均固定有非圆链轮，其余传动轴的两端均固定有传动圆链轮，且其余每根传动轴的中心轴线均不在固定有非圆链轮的两根传动轴的中心轴线所在平面上；各传动轴一端的非圆链轮和传动圆链轮通过一条链条连接，各传动轴另一端的非圆链轮和传动圆链轮通过另一条链条连接；所述的柔性网筛两侧与两条链条分别固定；驱动电机的输出轴与位于链条输出端且固定有非圆链轮的传动轴固定，驱动电机的底座固定在机架上；每个分级组件的输出端下方设有一个出料输送带机构，且最内层分级组件中柔性网筛的内部空间内也设有一个出料输送带机构。
优选地，所述的喂料提升机包括进料斗、喂料装置电机、喂料输送带、传动滚筒、托辊和横隔板。多根托辊等距铰接于喂料提升机支架上，托辊上套置有传动滚筒；喂料输送带套在所有传动滚筒上；所述的喂料装置电机驱动最底端的传动滚筒；多块横隔板沿喂料输送带的环向均匀布置，且横隔板与喂料输送带的外表面固定；所述的进料斗与喂料提升机支架固定，并位于喂料输送带的输入端上方。
优选地，所述的喂料提升机的输出端处设有匀料装置，所述的匀料装置包括激振器和控料板；控料板固定在喂料提升机的输出端处；激振器固定在控料板底部。
优选地，所述由外到内的三层分级组件的柔性网筛单个筛孔尺寸依次为100mm×100mm、80mm×80mm和60mm×60mm。
优选地，所述的分级组件中传动轴的数量大于三根，其中一根传动轴位于链条外侧，该传动轴上的两个传动圆链轮与两条链条外侧分别啮合；柔性网筛上位于该传动轴与柔性网筛输出端的传动轴之间，且位于柔性网筛输出端下方的网段倾斜设置。每层分级组件的柔性网筛输出端下方与一个滚刷辊接触；所述的滚刷辊与机架铰接，且每个滚刷辊的一端与对应一层分级组件位于输出端位置的传动轴通过带传动机构连接。
更优选地，相邻两层分级组件中，外层分级组件的滚刷辊与内层分级组件的柔性网筛之间设有导料板。
优选地，所述位于链条输入端的两个非圆链轮形状完全一样，位于链条输处端的两个非圆链轮形状也完全一样，但位于链条输入端的非圆链轮形状与位于链条输出端的非圆链轮形状不同。
优选地，所述的每条链条由一个张紧链轮张紧，张紧链轮铰接在机架上。
优选地，所述出料输送带机构的带面倾斜设置，且出料输送带机构的输出端低于输入端；每个出料输送带机构的输出端下方设有一个储料箱。
该多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机的分选方法，具体如下：
喂料提升机向最外层的第一级分级组件输送茶鲜叶，第一级分级组件对茶鲜叶进行第一级振动筛分，振动筛分后，较小的茶鲜叶落在第二级分级组件上，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第一级分级组件下方的出料输送带机构上，由第一级分级组件下方的出料输送带机构输出；第二级分级组件对茶鲜叶进行第二级振动筛分，振动筛分后，较小的茶鲜叶落在第三级分级组件上，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第二级分级组件下方的出料输送带机构上，由第二级分级组件下方的出料输送带机构输出；第三级分级组件对茶鲜叶进行第三级振动筛分，振动筛分后，茶鲜叶废料落在第三级分级组件中柔性网筛内部空间的出料输送带机构上，由该出料输送带机构输出，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第三级分级组件下方的出料输送带机构上，由第三级分级组件下方的出料输送带机构输出。其中，各分级组件中，驱动电机带动输出端的两个非圆链轮转动，进而经两条链条带动输入端的两个非圆链轮转动，两条链条带动柔性网筛转动，由于非圆链轮的非匀速传动使得链条的传动速度不断变化，造成链条振动，从而带动柔性网筛振动，以此对茶鲜叶进行振动筛分；而输出端的其中一个非圆链轮又通过带传动机构带动滚刷辊转动，滚刷辊刷下嵌在柔性网筛输出端处未掉落的茶鲜叶，使这些茶鲜叶在导料板阻挡作用下也掉落到柔性网筛输出端下方的出料输送带机构上。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明设置多层嵌套的循环式柔性网筛对机采茶鲜叶进行振动筛分处理，以实现有效地将不同大小茶鲜叶按大小规格进行分级，且筛选质量较高，对茶叶的损伤较小。
2、本发明采用嵌套的形式将较小一级的分级组件内嵌在较大一级的分级组件内，相比于传统平面振动筛式分级机将分级组件平铺开的方式，大大节省了占地面积。
3、本发明通过非圆链轮的传动，形成线速度差，从而引起链条振动，同时带动柔性网筛一起振动，对茶鲜叶进行振动筛选。这种引起振动的方式不需要外加起振装置，节省资源，成本低。为了解决传动时链条的松紧问题，需要在每一级分级组件上设置张紧链轮。
4、本发明通过增加滚刷辊将挂在柔性网筛上的茶叶扫下来，解决了传统网筛式分级机的挂网问题。其中，滚刷辊上相邻两圈毛刺在周向上位置错开，选用工程塑料来刷掉挂叶的效果会更好。
5、本发明通过匀料装置中激振器的设置，将提升上来的堆状茶叶通过振动使其充分分散，均匀地落在下方的分级装置上，对茶鲜叶先进行一个初步的打散，防止在后续振动中没有将缠在一起的茶叶分开导致其停留在分级组件的上一级。
6、本发明通过在相邻两层分级组件之间增加导料板，弥补了两层分级组件之间的间隙，将茶叶最大限度的收集起来，且导料板在滚刷辊刷下上一级分级组件的柔性网筛上茶鲜叶时将茶鲜叶导向上一级分级组件下方的出料输送带机构上。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的喂料提升机结构示意图；
图3是本发明中匀料装置的结构示意图；
图4是本发明中分级装置的结构示意图；
图5是本发明中位于分级组件输入端和输出端的两个非圆链轮传动原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和4所示，一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，包括喂料提升机、分级装置和出料输送带机构14；分级装置位于喂料提升机的输出端下方；分级装置由三层分级组件嵌套形成；分级组件包括传动轴、非圆链轮7、传动圆链轮8、链条10、柔性网筛11和驱动电机；三根以上传动轴通过滚动轴承支承在机架上，其中两根传动轴的两端均固定有非圆链轮7，其余传动轴的两端均固定有传动圆链轮8，且其余每根传动轴的中心轴线均不在固定有非圆链轮7的两根传动轴的中心轴线所在平面上；各传动轴一端的非圆链轮7和传动圆链轮8通过一条链条10连接，各传动轴另一端的非圆链轮7和传动圆链轮8通过另一条链条10连接；柔性网筛11两侧与两条链条10分别固定；驱动电机的输出轴与位于链条10输出端且固定有非圆链轮7的传动轴固定，驱动电机的底座固定在机架上；每个分级组件的输出端下方设有一个出料输送带机构14，且最内层分级组件中柔性网筛11的内部空间内也设有一个出料输送带机构14。
作为一个优选实施例，如图2所示，喂料提升机包括进料斗1、喂料装置电机2、喂料输送带3、传动滚筒、托辊和横隔板4。多根托辊等距铰接于喂料提升机支架上，托辊上套置有传动滚筒；喂料输送带3套在所有传动滚筒上；喂料装置电机2驱动最底端的传动滚筒；多块横隔板4沿喂料输送带3的环向均匀布置，且横隔板4与喂料输送带3的外表面固定；进料斗1与喂料提升机支架固定，并位于喂料输送带3的输入端上方。
作为一个优选实施例，如图2和3所示，喂料提升机的输出端处设有匀料装置，匀料装置包括激振器5和控料板6；控料板6固定在喂料提升机的输出端处；激振器5固定在控料板6底部。
作为一个优选实施例，由外到内的三层分级组件的柔性网筛单个筛孔尺寸依次为100mm×100mm、80mm×80mm和60mm×60mm。
作为一个优选实施例，分级组件中传动轴的数量大于三根，其中一根传动轴位于链条10外侧，该传动轴上的两个传动圆链轮8与两条链条10外侧分别啮合；柔性网筛11上位于该传动轴与柔性网筛11输出端的传动轴之间，且位于柔性网筛11输出端下方的网段倾斜设置。每层分级组件的柔性网筛11输出端下方与一个滚刷辊12(滚刷辊的材料优选工程塑料)接触；滚刷辊12与机架铰接，且每个滚刷辊12的一端与对应一层分级组件位于输出端位置的传动轴通过带传动机构连接。
作为一个更优选实施例，相邻两层分级组件中，外层分级组件的滚刷辊12与内层分级组件的柔性网筛11之间设有导料板13，在滚刷辊12刷下外层分级组件的柔性网筛11上茶鲜叶时将茶鲜叶导向外层分级组件下方的出料输送带机构14上，并阻挡茶鲜叶落入内层分级组件下方的出料输送带机构14上。
作为一个优选实施例，位于链条10输入端的两个非圆链轮7形状完全一样，位于链条10输处端的两个非圆链轮7形状也完全一样，但位于链条10输入端的非圆链轮7形状与位于链条10输出端的非圆链轮7形状不同，如图5所示，链条10输出端的非圆链轮7(转动中心为O2)作为主动轮带动链条10输入端的非圆链轮7顺时针转动(转动中心为O1)，ω1为链条10输出端的非圆链轮7角速度，ω2为链条10输入端的非圆链轮7角速度。此时，链条节线与两个非圆链轮节曲线相切在C1点和C2点，对于紧边，链条节线和非圆链轮节曲线是作纯滚动的，链条节线在C1点的线速度等于链条10输出端的非圆链轮7在C1点的线速度V1；同样，链条节线在C2点的线速度等于链条10输入端的非圆链轮7在C2点的线速度V2。又因链条既不能伸长又不能缩短，因此线速度V1、V2在链条方向上的分速度相等。因此，在某一时刻，C1点和C2点之间的链段上的速度都相等，但在下一时刻非圆链轮旋转，非圆链轮上接触点的速度相比前一时刻就会发生变化，以此链条产生振动。
作为一个优选实施例，每条链条10由一个张紧链轮9张紧，张紧链轮9铰接在机架上。
作为一个优选实施例，如图1所示，出料输送带机构14的带面倾斜(优选倾斜10°)设置，且出料输送带机构14的输出端低于输入端；每个出料输送带机构14的输出端下方设有一个储料箱15。
作为一个更优选实施例，出料输送带机构14与水平面的斜角为10°。
出料输送带机构和带传动机构均包括主动滚筒、同步带和从动滚筒；带传动机构的主动滚筒和从动滚筒分别与滚刷辊12和分级组件位于输出端位置的传动轴固定，并通过同步带连接；出料输送带机构的主动滚筒和从动滚筒均铰接在机架上，并通过同步带连接；出料输送带机构还包括旋转电机，旋转电机驱动出料输送带机构的主动滚筒。
该多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机的分选方法，具体如下：
喂料提升机向最外层的第一级分级组件输送茶鲜叶，第一级分级组件对茶鲜叶进行第一级振动筛分，振动筛分后，较小的茶鲜叶落在第二级分级组件上，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第一级分级组件下方的出料输送带机构14上，由第一级分级组件下方的出料输送带机构14输出(落入相应级别的储料箱15中)；第二级分级组件对茶鲜叶进行第二级振动筛分，振动筛分后，较小的茶鲜叶落在第三级分级组件上，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第二级分级组件下方的出料输送带机构14上，由第二级分级组件下方的出料输送带机构14输出；第三级分级组件对茶鲜叶进行第三级振动筛分，振动筛分后，茶鲜叶废料落在第三级分级组件中柔性网筛11内部空间的出料输送带机构14上，由该出料输送带机构14输出，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第三级分级组件下方的出料输送带机构14上，由第三级分级组件下方的出料输送带机构14输出。其中，各分级组件中，驱动电机带动输出端的两个非圆链轮7转动，进而经两条链条带动输入端的两个非圆链轮7转动，两条链条带动柔性网筛11转动，由于非圆链轮7的非匀速传动使得链条的传动速度不断变化，造成链条10振动，从而带动柔性网筛11振动，以此对茶鲜叶进行振动筛分；而输出端的其中一个非圆链轮7又通过带传动机构带动滚刷辊12转动，滚刷辊12刷下嵌在柔性网筛11输出端处未掉落的茶鲜叶，使这些茶鲜叶在导料板13阻挡作用下也掉落到柔性网筛11输出端下方的出料输送带机构14上。
其中，茶鲜叶由喂料提升机的进料斗1喂入，喂料装置电机2经传动滚筒驱动喂料输送带3将茶鲜叶提升输送至匀料装置，匀料装置的激振器5带动控料板6振动使茶鲜叶分散均匀后落入下方最外层的分级组件上。

Claims (10)

1.一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，包括喂料提升机、分级装置和出料输送带机构，分级装置位于喂料提升机的输出端下方，其特征在于：所述的分级装置由三层分级组件嵌套形成；所述的分级组件包括传动轴、非圆链轮、传动圆链轮、链条、柔性网筛和驱动电机；三根以上传动轴通过滚动轴承支承在机架上，其中两根传动轴的两端均固定有非圆链轮，其余传动轴的两端均固定有传动圆链轮，且其余每根传动轴的中心轴线均不在固定有非圆链轮的两根传动轴的中心轴线所在平面上；各传动轴一端的非圆链轮和传动圆链轮通过一条链条连接，各传动轴另一端的非圆链轮和传动圆链轮通过另一条链条连接；所述的柔性网筛两侧与两条链条分别固定；驱动电机的输出轴与位于链条输出端且固定有非圆链轮的传动轴固定，驱动电机的底座固定在机架上；每个分级组件的输出端下方设有一个出料输送带机构，且最内层分级组件中柔性网筛的内部空间内也设有一个出料输送带机构。
2.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述的喂料提升机包括进料斗、喂料装置电机、喂料输送带、传动滚筒、托辊和横隔板；多根托辊等距铰接于喂料提升机支架上，托辊上套置有传动滚筒；喂料输送带套在所有传动滚筒上；所述的喂料装置电机驱动最底端的传动滚筒；多块横隔板沿喂料输送带的环向均匀布置，且横隔板与喂料输送带的外表面固定；所述的进料斗与喂料提升机支架固定，并位于喂料输送带的输入端上方。
3.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述的喂料提升机的输出端处设有匀料装置，所述的匀料装置包括激振器和控料板；控料板固定在喂料提升机的输出端处；激振器固定在控料板底部。
4.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述由外到内的三层分级组件的柔性网筛单个筛孔尺寸依次为100mm×100mm、80mm×80mm和60mm×60mm。
5.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述的分级组件中传动轴的数量大于三根，其中一根传动轴位于链条外侧，该传动轴上的两个传动圆链轮与两条链条外侧分别啮合；柔性网筛上位于该传动轴与柔性网筛输出端的传动轴之间，且位于柔性网筛输出端下方的网段倾斜设置；每层分级组件的柔性网筛输出端下方与一个滚刷辊接触；所述的滚刷辊与机架铰接，且每个滚刷辊的一端与对应一层分级组件位于输出端位置的传动轴通过带传动机构连接。
6.根据权利要求5所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：相邻两层分级组件中，外层分级组件的滚刷辊与内层分级组件的柔性网筛之间设有导料板。
7.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述位于链条输入端的两个非圆链轮形状完全一样，位于链条输处端的两个非圆链轮形状也完全一样，但位于链条输入端的非圆链轮形状与位于链条输出端的非圆链轮形状不同。
8.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述的每条链条由一个张紧链轮张紧，张紧链轮铰接在机架上。
9.根据权利要求1所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机，其特征在于：所述出料输送带机构的带面倾斜设置，且出料输送带机构的输出端低于输入端；每个出料输送带机构的输出端下方设有一个储料箱。
10.根据权利要求5或6所述的一种多层循环式柔性网筛茶鲜叶分选机的分选方法，其特征在于：该方法具体如下：
喂料提升机向最外层的第一级分级组件输送茶鲜叶，第一级分级组件对茶鲜叶进行第一级振动筛分，振动筛分后，较小的茶鲜叶落在第二级分级组件上，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第一级分级组件下方的出料输送带机构上，由第一级分级组件下方的出料输送带机构输出；第二级分级组件对茶鲜叶进行第二级振动筛分，振动筛分后，较小的茶鲜叶落在第三级分级组件上，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第二级分级组件下方的出料输送带机构上，由第二级分级组件下方的出料输送带机构输出；第三级分级组件对茶鲜叶进行第三级振动筛分，振动筛分后，茶鲜叶废料落在第三级分级组件中柔性网筛内部空间的出料输送带机构上，由该出料输送带机构输出，而较大的茶鲜叶被传送至输出端掉落在第三级分级组件下方的出料输送带机构上，由第三级分级组件下方的出料输送带机构输出；其中，各分级组件中，驱动电机带动输出端的两个非圆链轮转动，进而经两条链条带动输入端的两个非圆链轮转动，两条链条带动柔性网筛转动，由于非圆链轮的非匀速传动使得链条的传动速度不断变化，造成链条振动，从而带动柔性网筛振动，以此对茶鲜叶进行振动筛分；而输出端的其中一个非圆链轮又通过带传动机构带动滚刷辊转动，滚刷辊刷下嵌在柔性网筛输出端处未掉落的茶鲜叶，使这些茶鲜叶在导料板阻挡作用下也掉落到柔性网筛输出端下方的出料输送带机构上。
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