CN113233338A - 白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统及方法，属于白酒酿造技术领域，主要解决人工操作的效率低下的问题。包括入缸装置和出缸装置，其特点是：所述出缸装置包括目标缸捕捉机构、取料机构及运料机构，所述目标缸捕捉机构包括在横梁上的轨道上运行的X向行走机构、在支架上的轨道上运行Y向行走机构；所述取料机构包括固接在X向行走机构上的取料筒升降油缸、筒架、筒架旋转机构、与取料筒升降油缸的活塞固接的取料筒和取料筒铲头；所述筒架与X向行走机构旋转滑动连接，且筒架可以绕所述取料筒升降油缸的缸筒转动；所述取料筒铲头共有若干片，分成若干组，并通过万向轴与取料筒铰接，每一组通过牵拉杆与铲头收放机构连接。

Description

白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统及方法

技术领域

本发明属于白酒酿造技术领域，具体涉及白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统及方法。

背景技术

清香型白酒传统酿造工艺中的发酵工序，采用地缸固态分离发酵方法。地缸埋入地下，缸口与地面平齐，被发酵物料人工用手推车拉运装入缸中，完成发酵后，还是由人工用铁锹从缸内挖出放入手推车内，转运到下道工序作业场地。

在出缸过程中，每锹物料至少有15㎏以上，铁锹的提升空间高度有2米以上，工人的劳动强度相当大。即使是冬季也得出身汗，而且许多年轻人不能长期胜任此工作，家长们也不愿意自己的孩子从事此工作。

由于发酵容器地缸是用陶土烧制而成的陶缸，而陶缸是由手工成形烧制而成的，缸与缸的几何形状、容积大小、直径和高低尺寸偏差大，硬物冲击碰撞易烂。加之发酵缸排列密集，实现自动化出缸是酿酒行业亟待解决的问题。

专利号201920958016.1专利名称一种取料机公开了一种取料机，包括取料机主体和取料斗，主体包括支撑底座、固定臂及与固定臂铰接的活动臂，通过液压驱动系统实现活动臂相对于固定臂的活动，实现取料过程中的上下、左右的活动。当取料斗工作时，“将叶片打开，圆柱形筒体底面完全开放，此时将主活动臂进一步向下运动，取料斗移到料缸内，进入料缸后接触物料并充分深入物料内”此处，由于主活动臂是以定点为圆心旋转运动，位于主活动臂自由端的吊杆及取料斗在主活动臂下移时，必然产生水平方向的位移，因此，取料斗非垂直插入料缸，它的取料斗在下行过程中，如果水平位移不能及时消除，取料斗就不能准确进入地缸中，甚至会造成破缸；此外，该专利伸缩臂的另一端铰接吊杆，吊杆的另一端固定连接取料斗，显然其取料斗与吊臂不是刚性连接，易产生摆动。

发明内容

本发明的目的为解决现有技术存在的问题，提供白酒生产发酵物料入缸、出缸系统及方法。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，包括入缸装置和出缸装置，所述入缸装置包括皮带传输机或链板传输机及运料机构成的运料移料机构，所述皮带传输机或链板传输机位于地平面上；所述运料机带滚轮，可到达操作区域内任意发酵缸的位置，其特点是：所述出缸装置包括目标缸捕捉机构、取料机构及运料移料机构，所述目标缸捕捉机构包括X向行走机构、Y向行走机构；

所述X向行走机构在横梁上的轨道上运行；所述Y向行走机构在Y向行走机构支架上的轨道上运行；

所述取料机构包括取料筒升降油缸、筒架、筒架旋转机构、取料筒和铲头，所述取料筒升降油缸的缸筒与X向行走机构固接，取料筒升降油缸的活塞与取料筒固接；所述筒架与X向行走机构旋转滑动连接，且筒架可以绕所述取料筒升降油缸的缸筒转动；所述筒架包括取料筒纵向导向柱和取料筒转动导向架，所述筒架旋转机构包括液压缸，所述液压缸的缸筒与X向行走机构铰接，液压缸的活塞与筒架铰接，所述取料筒上的导向孔套在取料筒纵向导向柱上可上下滑动；

所述铲头共有若干片，分成若干组，并通过万向轴与所述取料筒铰接，每一组通过牵拉杆与铲头收放机构连接，所述铲头收放机构包括驱动电机和牵拉杆；所述牵拉杆在完全下放到位后有一定自由行程；该自由行程由拉伸弹簧控制；

或还包括自动定位捕捉系统，所述自动定位捕捉系统包括图像识别单元、自动控制单元及执行单元，所述图像识别单元固定于筒架上，图像识别单元进行发酵缸位置捕捉，控制单元根据图像识别单元传回的信息经运算后向执行单元发出动作指令使Y向行走机构和X向行走机构动作；所述执行单元通过传动机构驱动所述X向行走机构及Y向行走机构；

所述筒架旋转机构、取料筒升降油缸和铲头收放机构均可通过有线或无线方式进行人为控制或通过自动控制单元进行自动控制；

所述取料筒的筒壁上设置有减压排气孔；所述减压排气孔为与取料筒轴线平行的长形孔，该长形孔上宽下窄，上下宽度比为2：1，孔长为取料筒高度的 65％-75％，孔锥度约1°-5°距所述取料筒下端30-60mm,所述减压排气孔数量若干，开孔后剩余筒壁的最小宽度不小于孔的最大宽度；所述取料筒最大外径小于地缸内径10-60mm。

所述取料机构，包括取料筒和铲头，其特点是：所述铲头与所述取料筒铰接，且铰接处设置有扭簧；所述扭簧穿装在铲头旋转销轴上，其一端卡在取料筒壁上，另一端卡在铲头上；所述铲头下端设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括缓冲头、弹簧、腔体、弹簧调节螺盖及护罩；所述腔体固接在所述铲头靠下位置的孔内，腔体靠外端装有缓冲头，另一端装有弹簧，所述缓冲头在所述弹簧的作用下伸出腔体外，所述弹簧调节螺盖与所述腔体螺纹连接。

缓冲头的材质为聚脂塑料或其它非金属软体材料，它与地缸壁的距离比铲头最前端离地缸壁的距离小5-10mm；

在取料筒与铲头的铰接处加扭簧，保证铲头能始终与地缸内壁紧贴，达到减小阻力作用，同时可适用于不同内径尺寸的地缸；在铲头下端加装缓冲机构，减小铲头与地缸壁接触时的冲击力。

白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸的方法，其特点是：包括如下步骤：

第一步，运料移料机构将发酵前的原料运送到指定发酵缸中，原料进行发酵；

第二步，发酵好的物料需要出缸时，目标缸捕捉机构或自动定位捕捉系统识别出具体的发酵缸的位置后，控制系统向行走机构发出指令，或人为控制X 向行走机构和Y向行走机构，使取料装置准确到位；此时，保持铲头竖直向下并有一定自由行程；该自由行程由拉伸弹簧控制，即铲头在受到外力的情况下收缩，外力消除后则保持竖直状态，即可随发酵缸内壁变化的形状有一定收缩，且保持铲头总是紧贴着缸壁下行；

第三步，取料装置到位后，取料筒升降油缸的活塞带动取料筒刚性垂直下行，取料筒由静止到匀速运动有个缓慢的加速过程，下行过程中，在筒架旋转机构的作用下使筒架小幅往复旋转，所述取料筒随取料筒纵向导向柱往复转动并向下掘进；

第四步，在下行掘进同时，取料筒下部的铲头进入发酵缸后，随发酵缸内壁形状随动缩放，直至底部，到达底部后，其在铲头收放机构作用下再进一步收缩，将缸中底部物料夹持紧后，油缸开始上行，直至出缸；

第五步，取料筒出缸后，称动到运料移料机构上方，取料筒下部铲头松口，取料筒中的物料释放后落入运料移料机构中将物料移到指定位置。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明采用X向行走机构、Y向行走机构及出缸装置，实现了机械自动出缸，大大减轻了人工劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明带有定位装置的结构示意图；

图3为图1中A-A向剖视图；

图4为图1中B-B向剖视图；

图5为本发明开有减压排气孔的取料筒结构示意图；

图6为本发明具有缓冲机构的取料筒工作状态示意图；

图7为本发明具有缓冲机构的取料筒结构示意图；

图8为本发明取料筒上的缓冲机构示意图。

图中：1—Y向行走机构；1-2—横梁；1-3—Y向行走机构支架；2—筒架旋转机构；2-1—液压缸；3—取料筒升降油缸；4—X向行走机构；5—筒架；5-1 —取料筒纵向导向柱；5-2—取料筒转动导向架；6—固态发酵物料；7—地缸； 8—地面；9—自动定位捕捉系统；10—铲头收放机构；10-1—驱动电机；10-2 —牵拉杆；11—取料筒；12—铲头；13—运料移料机构；14—减压排气孔；15 —扭簧；16—缓冲机构；16-1—护罩；16-2—弹簧；16-3—弹簧调节螺盖；16-4 —腔体；16-5—缓冲头。

具体实施方式

如图1、图3和图4所示，白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，包括入缸装置和出缸装置，所述入缸装置包括皮带传输机或链板传输机及运料机构成的运料移料机构13，所述皮带传输机或链板传输机位于地平面8上；所述运料机带滚轮，可到达操作区域内任意地缸7的位置，其特点是：所述出缸装置包括目标缸捕捉机构、取料机构及运料移料机构13，所述目标缸捕捉机构包括X向行走机构4、Y向行走机构1；

所述X向行走机构4在横梁1-2上的轨道上运行；所述Y向行走机构1在Y 向行走机构支架1-3上的轨道1-1上运行；

所述取料机构包括取料筒升降油缸3、筒架5、筒架旋转机构2、取料筒11 和铲头12，所述取料筒升降油缸3的缸筒与X向行走机构4固接，取料筒升降油缸3的活塞与取料筒11固接；所述筒架5与X向行走机构4旋转滑动连接，且筒架5可以绕所述取料筒升降油缸3的缸筒转动；所述筒架5包括取料筒纵向导向柱5-1和取料筒转动导向架5-2，如图2所示，所述筒架旋转机构2包括液压缸2-1，所述液压缸2-1的缸筒与X向行走机构4铰接，液压缸2-1的活塞与筒架5铰接，所述取料筒11上的导向孔套在取料筒纵向导向柱5-1上可上下滑动；

所述铲头12共有若干片，分成若干组，并通过万向轴与所述取料筒11铰接，每一组通过牵拉杆10-2与铲头收放机构10连接，所述铲头收放机构10包括驱动电机10-1和牵拉杆10-2；所述牵拉杆10-2在完全下放到位后有一定自由行程；该自由行程由拉伸弹簧控制；

如图2所示，或还包括自动定位捕捉系统9，所述自动定位捕捉系统9包括图像识别单元、自动控制单元及执行单元，所述图像识别单元固定于筒架5上，图像识别单元进行地缸7位置捕捉，控制单元根据图像识别单元传回的信息经运算后向执行单元发出动作指令使Y向行走机构1和X向行走机构4动作；所述执行单元通过传动机构驱动所述X向行走机构4及Y向行走机构1；

所述筒架旋转机构2、取料筒升降油缸3和铲头收放机构10均可通过有线或无线方式进行人为控制或通过自动控制单元进行自动控制；

如图5所示，所述取料筒11的筒壁上设置有减压排气孔14；所述减压排气孔14为与取料筒轴线平行的长形孔，该长形孔上宽下窄，上下宽度比为2：1，孔长为取料筒11高度的65％-75％，孔锥度约1°-5°距所述取料筒11下端 30-60mm,所述减压排气孔14数量若干，开孔后剩余筒壁的最小宽度不小于孔的最大宽度；所述取料筒11最大外径小于地缸内径10-60mm。

如图6、图7和图8所示，所述取料机构，包括取料筒11和铲头12，其特点是：所述铲头12与所述取料筒11铰接，且铰接处设置有扭簧15；所述扭簧 15穿装在铲头旋转销轴上，其一端卡在取料筒壁上，另一端卡在铲头12上；所述铲头12下端设置有缓冲机构16，所述缓冲机构16包括缓冲头16-5、弹簧16-2、腔体16-4、弹簧调节螺盖16-3及护罩16-1；所述腔体16-4固接在所述铲头12 靠下位置的孔内，腔体16-4靠外端装有缓冲头16-5，另一端装有弹簧16-2，所述缓冲头16-5在所述弹簧16-2的作用下伸出腔体16-4外，所述弹簧调节螺盖16-3与所述腔体16-4螺纹连接。

缓冲头16-5的材质为聚脂塑料或其它非金属软体材料，它与地缸壁的距离比铲头12最前端离地缸壁的距离小5-10mm；

在取料筒11与铲头12的铰接处加扭簧15，保证铲头12能始终与地缸7内壁紧贴，达到减小阻力作用，同时可适用于不同内径尺寸的地缸；在铲头12下端加装缓冲机构16，减小铲头12与地缸壁接触时的冲击力。

在扭簧15的作用下，铲头12始终向地缸壁方向扩张；铲头12上的缓冲机构16中的缓冲头16-5的材质为软质材料，由于它与地缸壁的距离比铲头12最前端离地缸壁的距离小5-10mm,因此缓冲头16-5先与地缸壁接触，铲头12后与地缸壁接触，缓冲头16-5在弹簧16-2作用下有一定弹力，能缓解铲头12与地缸7接触时的瞬间触碰力，减小对地缸的损害风险，通过调节弹簧调节螺盖16-3，能有效调节缓冲头16-5与地缸壁的接触力，使铲头12与地缸7的接触力更趋于平缓，球面形护罩16-1能减少物料的阻力，有利于取料筒向下掘进，达成取料目的。

白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸的方法，其特点是：包括如下步骤：

第一步，运料移料机构13将发酵前的原料运送到指定发酵缸中，原料进行发酵；

第二步，发酵好的物料需要出缸时，目标缸捕捉机构或自动定位捕捉系统9 识别出具体的地缸7的位置后，控制系统向行走机构发出指令，或人为控制X 向行走机构4和Y向行走机构1，使取料装置准确到位；此时，保持铲头12竖直向下并有一定自由行程；该自由行程由拉伸弹簧控制，即铲头在受到外力的情况下收缩，外力消除后则保持竖直状态，即可随地缸内壁变化的形状有一定收缩，且保持铲头总是紧贴着缸壁下行；

第三步，取料机构到位后，取料筒升降油缸3的活塞带动取料筒11刚性垂直下行，取料筒由静止到匀速运动有个缓慢的加速过程，下行过程中，在筒架旋转机构2的作用下使筒架5小幅往复旋转，所述取料筒随取料筒纵向导向柱 5-1往复转动并向下掘进；

第四步，在下行掘进同时，取料筒下部的铲头12进入地缸后，随地缸内壁形状随动缩放，直至底部，到达底部后，其在铲头收放机构10作用下再进一步收缩，将缸中底部物料夹持紧后，油缸开始上行，直至出缸；

第五步，取料筒出缸后，称动到运料移料机构13上方，取料筒下部铲头12 松口，取料筒中的物料释放后落入运料移料机构13中将物料移到指定位置。

Claims (7)

1.白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，包括入缸装置和出缸装置，所述入缸装置包括皮带传输机或链板传输机及运料机构成的运料移料机构(13)，所述皮带传输机或链板传输机位于地平面(8)上；所述运料机带滚轮，可到达操作区域内任意地缸(7)的位置，其特征是：所述出缸装置包括目标缸捕捉机构、取料机构及运料移料机构(13)，所述目标缸捕捉机构包括X向行走机构(4)、Y向行走机构(1)；

所述X向行走机构(4)在横梁(1-2)上的轨道上运行；所述Y向行走机构(1)在Y向行走机构支架(1-3)上的轨道(1-1)上运行；

所述取料机构包括取料筒升降油缸(3)、筒架(5)、筒架旋转机构(2)、取料筒(11)和铲头(12)，所述取料筒升降油缸(3)的缸筒与X向行走机构(4)固接，取料筒升降油缸(3)的活塞与取料筒(11)固接；所述筒架(5)与X向行走机构(4)旋转滑动连接，且筒架(5)可以绕所述取料筒升降油缸(3)的缸筒转动；所述筒架(5)包括取料筒纵向导向柱(5-1)和取料筒转动导向架(5-2)，所述筒架旋转机构(2)包括液压缸(2-1)，所述液压缸(2-1)的缸筒与X向行走机构(4)铰接，液压缸(2-1)的活塞与筒架(5)铰接，所述取料筒(11)上的导向孔套在取料筒纵向导向柱(5-1)上可上下滑动；

所述铲头(12)共有若干片，分成若干组，并通过万向轴与所述取料筒(11)铰接，每一组通过牵拉杆(10-2)与驱动电机(10-1)连接，所述铲头收放机构(10)包括驱动电机(10-1)和牵拉杆(10-2)；所述牵拉杆(10-2)在完全下放到位后有一定自由行程；该自由行程由扭簧控制。

2.依据权利要求1所述的白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，其特征是：还包括自动定位捕捉系统(9)，所述自动定位捕捉系统(9)包括图像识别单元、自动控制单元及执行单元，所述图像识别单元固定于筒架(5)上，图像识别单元进行地缸(7)位置捕捉，控制单元根据图像识别单元传回的信息经运算后向执行单元发出动作指令使Y向行走机构(1)和X向行走机构(4)动作；所述执行单元通过传动机构驱动所述X向行走机构(4)及Y向行走机构(1)。

3.依据权利要求1所述的白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，其特征是：所述筒架旋转机构(2)、取料筒升降油缸(3)和铲头收放机构(10)均可通过有线或无线方式进行人为控制或通过自动控制单元进行自动控制。

4.依据权利要求1所述的白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，其特征是：所述取料筒(11)的筒壁上设置有减压排气孔(14)；所述减压排气孔(14)为与取料筒轴线平行的长形孔，该长形孔上宽下窄，上下宽度比为2：1，孔长为取料筒(11)高度的65％-75％，孔锥度约1°-5°距所述取料筒(11)下端30-60mm,所述减压排气孔(14)数量若干，开孔后剩余筒壁的最小宽度不小于孔的最大宽度；所述取料筒(11)最大外径小于地缸内径10-60mm。

5.依据权利要求1所述的白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，其特征是：所述取料机构包括取料筒(11)和铲头(12)，其特点是：所述铲头(12)与所述取料筒(11)铰接，且铰接处设置有扭簧(15)；所述扭簧(15)穿装在铲头旋转销轴上，其一端卡在取料筒壁上，另一端卡在铲头(12)上；所述铲头(12)下端设置有缓冲机构(16)，所述缓冲机构(16)包括缓冲头(16-5)、弹簧(16-2)、腔体(16-4)、弹簧调节螺盖(16-3)及护罩(16-1)；所述腔体(16-4)固接在所述铲头(12)靠下位置的孔内，腔体(16-4)靠外端装有缓冲头(16-5)，另一端装有弹簧(16-2)，所述缓冲头(16-5)在所述弹簧(16-2)的作用下伸出腔体(16-4)外，所述弹簧调节螺盖(16-3)与所述腔体(16-4)螺纹连接。

6.依据权利要求5所述的白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸系统，其特征是：缓冲头(16-5)的材质为聚脂塑料或其它非金属软体材料，它与地缸壁的距离比铲头(12)最前端离地缸壁的距离小5-10mm。

7.白酒生产地缸固态发酵物料入缸、出缸的方法，其特点是：包括如下步骤：

第一步，运料移料机构(13)将发酵前的原料运送到指定发酵缸中，原料进行发酵；

第二步，发酵好的物料需要出缸时，目标缸捕捉机构或自动定位捕捉系统(9)识别出具体的地缸(7)的位置后，控制系统向行走机构发出指令，或人为控制X向行走机构(4)和Y向行走机构(1)，使取料装置准确到位；此时，保持铲头(12)竖直向下并有一定自由行程；该自由行程由拉伸弹簧控制，即铲头在受到外力的情况下收缩，外力消除后则保持竖直状态，即可随地缸内壁变化的形状有一定收缩，且保持铲头总是紧贴着缸壁下行；

第三步，取料机构到位后，取料筒升降油缸(3)的活塞带动取料筒(11)刚性垂直下行，取料筒由静止到匀速运动有个缓慢的加速过程，下行过程中，在筒架旋转机构(2)的作用下使筒架(5)小幅往复旋转，所述取料筒随取料筒纵向导向柱(5-1)往复转动并向下掘进；

第四步，在下行掘进同时，取料筒下部的铲头(12)进入地缸后，随地缸内壁形状随动缩放，直至底部，到达底部后，其在铲头收放机构(10)作用下再进一步收缩，将缸中底部物料夹持紧后，油缸开始上行，直至出缸；

第五步，取料筒出缸后，称动到运料移料机构(13)上方，取料筒下部铲头(12)松口，取料筒中的物料释放后落入运料移料机构(13)中将物料移到指定位置。

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