CN113979061B - 一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，具有可分离底板的料桶，能带动料桶旋转的可翻转输送机构，用于固定料桶的夹持机构，将底板抽出或复位的底板抽拉机构，将茶料推出的推料机构，将茶料解散的解块机构，本系统装置各部件配合有序协调，协同配合针对地解决了难以出料、出料不干净的问题，能有效顺利完成出料的方法，能满足自动化生产下料，下料完成率高，同时能在出料的同时将物料解散、分块。

Description

一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置

技术领域

本发明涉及针对茶叶生产线中渥堆物料出料的方法领域，具体为一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置。

背景技术

渥堆工艺是黑茶、发酵茶、普洱熟茶的一种加工工艺，也是形成这类茶特殊品质的关键。渥堆工艺是以人工方式使普洱茶自然发酵以达到快速陈化的过程。渥堆工艺看似简单其实很是复杂，熟茶渥堆发酵的实质是微生物的作用和酶的作用：是通过微生物代谢形成的胞外酶和热以及微生物自身的物质代谢等的共同作用，使茶叶内的内含物质发生的极为复杂的变化，形成熟茶特有的品质和口感。传统的渥堆通常都是在地上或者池内进行，人工进行翻堆、潮水、出料等环节的操作；但随着普洱茶生产加工的需求，普洱茶的加工生产逐步走向自动化，渥堆的工艺控制，也需要借助自动化生产管理，以达到更高的精度和提高效率；因此，普洱茶的渥堆工艺通常是在渥堆箱、渥堆桶内完成的，但是，在普洱茶在渥堆发酵的时候有一部分果胶物质的析出，导致粘结成块 ，使得在出料时，茶料板结成块，难以倒料，需要人工操作，即便是人工操作，也难以完成的出料，吸附在仓壁箱壁上的结块难以出料，费时费力，即便是人工完成出料，也需要面临将茶料解块打散的操作，影响自动化生产流程。目前，没有针对渥堆出料解块的有效自动化处理手段，自动处理的现有技术中，都是针对连续化生产输送线的连续性出料，利用螺旋机构下料这样的传统方式，既不能适用于渥堆自动化管理，也不适用于需要分箱处理这种灵活、精确加工需求下的情形。故目前这个技术领域存在着很大的技术空缺。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题和不足，发明人经过研发设计，现提供了一种新的针对难以出料、出料不干净的情况，能有效顺利完成出料的方法，能满足自动化生产下料，下料完成率高，同时能在出料的同时将物料解散、分块，具体的，本发明是这样实现的：

一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，包括：

料桶：装载茶叶物料，底板能固定和分离；

可翻转输送机构：能通过启停载入、停驻、驶出单个料桶，能固定和松开单个料桶，并能带动料桶旋转翻转成横向放置的状态，并通过反向旋转再将料桶复位成竖向状态；

夹持机构：能夹持住或松放开处于横向放置状态下的料桶；

底板抽拉机构：能将料桶下方的底板分离，并在分离后也能将其再与料桶复位固定；

推料机构：能通过伸缩功能将物料从横向状态下的料桶内向外推出；

解块机构：能将横向出料的物料解散分块并向下出料；

控制单元：连接至上述各机构，能控制各部件的协调运作以实现各机构的功能。

本发明的工作原理介绍：本发明中，使用的料桶为上部开口、底面的底板可活动装卸的结构，在物料的装载、加工、处理等常规环节中，活动底板始终与料桶的桶身保持固定安装，作为常规容器装载茶叶物料进行渥堆发酵，当处理完成需要出料时，先将料桶翻转成为保持横向状态，随后活动底板被底板抽拉机构抽走，抽走的同时，将底板吸附粘结的物料沿桶壁边缘被刮下，底板完整抽离后，即顶部开口和下部开口均保持在水平线上呈横向放置的前后贯穿姿态，这个过程中，桶身位置被夹持机构固定，随后出料用的推料机构对准桶身轴线方向伸出推料圆盘，推料圆盘为的大小和桶身内径大小相当，推料圆盘利用伸缩推杆伸出至桶内将物料向外推出，推出的同时，在出料的一端设置的解块机构，将横向出料的物料向下拔碎并向下出料；难以从料桶中出料的解块物料在机械推力的作用下从料桶中出料，并实现顺利解块、解散的工序，直至所有物料从料桶中出料完毕后，推杆回缩复位，料桶底板复位，料桶从横向姿态旋转回纵向姿态以空桶状态移出工位，下一个料桶进入，实现自动化出料的具体工艺。

本发明的有益效果介绍：

（1）配合机械设备实现了自动化出料流程，使得难以从渥堆容器内出料的普洱茶料得以利用机械自动化完成，提高了出料效率和无需人工下料的操作，省时省力；解决了发酵后普洱茶解块成团的物料难以完全出料、出料难的问题；

（2）渥堆容器使用离合式的活动底板配合料桶的结构，使得常态下的料桶能够正常装料，也便于在需要出料时底部能够分离，既不影响正常装料，也便于出料时打开底板，使得推料机构能够进入料桶，底板的离合通过弹簧插销实现，无需其他额外动力进行配置，使用灵活便捷，高效；

（3）巧妙的应用了横向出料配合出料解块的结构设计，实现了出料即解散的出料效果，因为难以出料的这种情况下，大多数都是因为茶料解块成团，即便推料后，也需要后续的解块打散的工序，而横向出料，相比纵向出料，不会堵塞在料扒辊处，发送堵塞卡死的情况，也便于料桶底板的离合操作，在一个工位实现了出料和解散两个工艺动作。

附图说明

图1为本发明一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置的结构立体总体图；

图2为可翻转输送机构的立体结构图；

图3为可翻转输送机构的夹紧对板夹持料桶的结构立体图；

图4为可翻转输送机构的底部传动控制结构示意图；

图5为料桶和活动底板的连接与拆卸具体结构示意图；

图6为料桶翻转成横向姿态时弹簧插销被挡块解锁的局部结构放大示意图；

图7为底板抽拉机构、活动底板被底板抽拉机构夹持抽取的结构示意图；

图8为本发明一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置的结构主视图；

图9、10为可翻转输送机构翻转带动料桶呈横向姿态时的过程示意图；

图11、12为可翻转输送机构复位、底板抽拉机构夹持并抽走活动底板、并开始推料的过程示意图；

图13为本发明推料解块的结构原理示意图；

其中：1—料桶、11—活动底板、12—卡合结构、13—锁定机构、14—加固箍、15—弹簧插销、16—插杆、17—开口槽、18—通气孔、19—挡片；

2—可翻转输送机构、21—辊架、22—夹紧对板、23—螺杆、24—档块；

3—夹持机构；

4—底板抽拉机构、41—升降构件、42—夹持板、43—螺纹段、44—夹持勾；

5—推料机构、51—伸缩推杆、52—推料圆盘、53—清洁刷结构；

6—解块机构、61—耙料辊、62—出料皮带。

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。

实施例1：一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，包括：

料桶1：装载茶叶物料，底板能固定或分离；

可翻转输送机构2：能通过启停载入、停驻、驶出单个料桶1，能固定或松开单个料桶1，并能带动料桶1旋转翻转成横向放置的状态，或通过反向旋转再将料桶1复位成竖向状态；

夹持机构3：能夹持住或松放开处于横向放置状态下的料桶1；

底板抽拉机构4：能将料桶1下方的底板分离，或在分离后也能将其再与料桶1复位固定；

推料机构5：能通过伸缩功能将物料从横向状态下的料桶1内向外推出；

解块机构6：能将横向出料的物料解散分块并向下出料；

控制单元：连接至上述各机构，能控制各部件的协调运作以实现各机构的功能。

实际使用时，茶叶在料桶1内经过渥堆发酵需要出料时，经过AGV搬运或者输送带输送至可翻转输送机构2，进入可翻转输送机构2前，料桶1在被调整好，以进料角度后以特定朝向进入可翻转输送机构2的中部停驻，特点朝向的目的，是为了使得料桶1的底板以其底板可被抽离的角度为基准进行调整的，调整料桶1方向已是现有技术，利用现有设备完成的随后固定住该料桶1，再启动翻转，整个可翻转输送机构2连同料桶1一起翻转90度，从料桶1纵向摆放旋转成横向摆放，到位后，夹持机构3启动，向内夹持住料桶1中部使其固定，然后可翻转输送机构2再松开对料桶1的夹持，翻转复位；底板抽拉机构4下降至料桶1的底板上方，底板抽拉机构4夹住底板将其上提，从料桶1上抽出，料桶1呈前后开口的筒状，然后推料机构5启动，利用伸缩功能从料桶1后方向前端推挤，将内部的茶料往前推，从桶内出料的物料与解块机构6接触，被其解散后下落出料。整个过程中各个机构之间的配合，通过控制单元完成，控制单元为可以写入程序的PLC控制器。

优选地，料桶1包括一个活动底板11，料桶1底口边缘外侧、活动底板11的一端均设置有相互适配契合的卡合结构12，活动底板11的一端和料桶1底口边缘外侧的另一侧均设置有能够使活动底板11和料桶1相互锁紧固定或松开的锁定机构13；料桶1的桶身中段设有加固箍14，加固箍14的宽度大小与夹持机构3相适配，夹持机构3的弧形夹持件的弧面弧度相适配。料桶1底口边缘外侧的卡合结构12可以是一圈套圈的结构，也可以是一块块状结构；活动底板11呈方块状，其卡合结构12为一条内翻的勾边，与料桶1组合固定时，料桶1的卡合结构12插入进活动底板11的勾边内，勾边搭扣在料桶1的卡合结构12面上，形成相互卡扣的方式，且料桶1和活动底板11之间还设有一个锁定机构13，用于锁定料桶1和活动底板11之间，使其无法脱落；当锁定机构13解锁后，活动底板11能够被抽走实现桶板分离的效果。加固箍14的目的在于提供给夹持机构3的夹抱受力，另一方面是加强料桶1的桶身硬度，能避免其在夹抱或出料过程中发生形变，夹持机构3和夹持件为现有的推杆或者气缸伸缩结构组成，其高度与横向放置的料桶1相当，能在横向面上通过料桶1两侧的夹持件的伸缩实现夹抱或取消夹抱的动作。

优选地，锁定机构13包括：至少一颗贯穿活动底板11和料桶1底口外边缘的弹簧插销15，弹簧插销15包括插杆16、套穿在插杆16上的弹簧和位于插杆16两端的挡片19，活动底板11相对应于弹簧插销15下方设有一个开口槽17，开口槽17的开口连通至边缘之外，开口槽17的孔径与挡片19相适配，开口槽17的开口口径大于插杆16的杆径，常态下，弹簧撑起插杆16，下端的挡片19置于开口槽17内，锁紧活动底板11和料桶1；当弹簧插销15被按压，插杆16下移带动挡片19从开口槽17内伸出，解锁活动底板11和料桶1。在本实施例中，弹簧插销15是一对，开口槽17也是两个，常态下，弹簧撑起插杆16，使得挡片19在开口槽17内无法横向脱出，且提供从下往上的力，夹住活动底板11，使其不会发生松动；当弹簧被压缩，挡片19从开口槽17内下移，插杆16正好可以从开口向外脱出，当底板抽拉机构4夹住并上拉活动底板11时，插杆16正好从开口槽17的开口脱出，分离底板和桶身；通常，在抽离活动底板11时，推料机构5伸出靠近活动底板11但不接触，使得活动底板11只能在推料机构5和料桶1之间的间隙内活动，在受限的空间内向上拉，可以将底板上的粘接物料被桶壁所阻挡，形成刮料的效果，一方面避免活动底板11上移过程中发生偏移，一方面能将物料刮下，保持较高的下料量，防止物料残留在底板上。反之，在完成出料后，推料机构5回位到距离桶身一定间隙处停止，活动底板11下移进入该间隙内，使活动底板11上的开口槽17正好穿过插杆16就位，然后底板抽拉机构4松开活动底板11上移复位，再又可翻转输送机构2翻起对接料桶1。

优选地，可翻转输送机构2包括：辊架21；安装在辊架21上的输送辊结构；辊架21的一侧安装有旋转机构，能带动辊架21翻转；辊架21的底部安装有底板夹紧机构，能夹紧或松开料桶1或活动底板11。底板夹紧机构包括安装在辊与辊之间的夹紧对板22，夹紧对板22呈竖直状超过辊面置于辊道两端，通过底部各自螺纹相反的螺杆23连接，螺杆23在电机和传动机构的带动下能控制两端的夹紧对板22相向移动夹紧或反向移动松开；夹紧对板22为两对。电机通过传动机构作用于螺杆23，螺杆23旋转，带动其上套装的夹紧对板22相向或反向移动，实现对料桶1下方的活动底板11的夹持或松开，夹住活动底板11，使其能够随辊架21的翻转而被旋起。优选地，在可翻转输送机构的工位上或工位前方，设置一个集放装置或限位杆，用于检测料桶1是否到位，并精确定位其到达位置，使其不会在停驻后存在位移差，在活动底部的夹持边上，还设置有供夹紧对板22夹紧的对位凹槽，使得夹紧对板22夹紧活动底板时正好卡入对位凹槽内，使其夹持更加牢靠，保障翻转过程中料桶不会滑脱等情形。

优选地，底板抽拉机构4包括竖立于夹持机构3上方的升降构件41，与升降构件41下方连接的夹持板42，夹持板42上设有两端相反螺纹的螺纹段43，螺纹段43上安装有向下延伸的夹持勾44，夹持勾44能在螺纹段43的旋转下向内夹紧或向外松开，升降构件41带动整个机构纵向上升降。专用的电机通过传动机构作用于螺纹段43，螺纹段43旋转，带动其上套装的夹持勾44相向或反向移动，实现对活动底板11的夹持或松开，夹持勾44上朝内的方向上设有一个与活动底板11上的勾边相适配的凸勾，在夹持过程中，凸勾进入勾边的勾槽内，夹住活动底板11，上提时，凸勾能够提供支撑力，以保障粘附在底部上的茶料能够被刮掉而又不影响夹持效果。

优选地，推料机构5包括气缸或螺纹杆带动的伸缩推杆51，以及位于伸缩推杆51端头的推料圆盘52，推料圆盘52的边缘具有倒角，且设置一圈向外扩展的清洁刷结构53。推料圆盘52的大小略小于料桶1的内径大小，清洁刷结构53能够在推料过程中将料桶1内、孔眼内的残料清除。

优选地，解块机构6，包括上下布置的两组耙料辊61，耙料辊61上布置又若干根耙钉，耙钉交错分布，耙钉为材质是橡胶类或柔性塑料类的杆状结构，与物料接触的一面朝下的方向旋转；耙料辊61的安装架和传动设备、电机等必要构件属于常规手段，在本实施例中和附图中不予描述，耙料辊61上的耙钉选用柔韧度高的材质制成，是为了不在解块时造碎，主要目的是将茶料从结块状分解散开，耙料辊61的下方设有出料皮带62，散状物料随出料皮带62出料。

料桶1桶身和加固箍14上均开设有若干连通至桶内的通气孔18；

夹持机构3的下方设有一块档块24，档块24所在的位置对应当料桶1被可翻转输送机构2翻转成横向姿态时，弹簧插销15正好被挡住被压缩，使活动抽板处于可被抽拉的状态。

控制单元：能按序控制各机构部件实现以下工艺动作：

来料后，控制可翻转输送机构2夹紧固定料桶1；并带动料桶1翻转成横向，控制夹持机构3夹持固定住料桶1；控制可翻转输送机构2复位，控制底板抽拉机构4将料桶1底部的底板被抽离；控制推料机构5利用伸缩功能将物料从桶内推出；控制解块机构6在出料的同时物料被解块松散出料；控制推料机构5运行至最大行程出料完毕后将其复位，控制底板抽拉机构4将底板相对于桶身回位后复位，控制可翻转输送机构2旋起对接并固定料桶1；控制夹持机构3松开对料桶1的夹持，可翻转输送机构2带料桶1复位成纵向姿态并解锁对料桶1的固定，可翻转输送机构2将空料桶1输出。

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 (10)

1.一种发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于包括：

料桶(1)：装载茶叶物料，底板能固定和分离；

可翻转输送机构(2)：能通过启停载入、停驻、驶出单个料桶(1)，能固定和松开单个料桶(1)，并能带动料桶(1)旋转翻转成横向放置的状态，并通过反向旋转再将料桶(1)复位成竖向状态；

夹持机构(3)：能夹持住和松放开处于横向放置状态下的料桶(1)；

底板抽拉机构(4)：能将料桶(1)下方的底板分离，并在分离后也能将其再与料桶(1)复位固定；

推料机构(5)：能通过伸缩功能将物料从横向状态下的料桶(1)内向外推出；

解块机构(6)：能将横向出料的物料解散分块并向下出料；

控制单元：连接至上述各机构，能控制各部件的协调运作以实现各机构的功能。

2.根据权利要求1所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

所述料桶(1)包括一个活动底板(11)，料桶(1)底口边缘外侧、活动底板(11)的一端均设置有相互适配契合的卡合结构(12)，活动底板(11)的一端和料桶(1)底口边缘外侧的另一侧均设置有能够使活动底板(11)和料桶(1)相互锁紧固定或松开的锁定机构(13)；

料桶(1)的桶身中段设有加固箍(14)，所述加固箍(14)的宽度大小与所述夹持机构(3)相适配，夹持机构(3)的弧形夹持件的弧面弧度与加固箍(14)表面弧度相匹配。

3.根据权利要求2所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：所述锁定机构(13)包括：至少两颗贯穿活动底板(11)和料桶(1)底口外边缘的弹簧插销(15)，弹簧插销(15)包括插杆(16)、套穿在插杆(16)上的弹簧和位于插杆(16)两端的挡片(19)，活动底板(11)相对应于弹簧插销(15)下方设有一个开口槽(17)，开口槽(17)的开口连通至边缘之外，开口槽(17)的孔径与所述挡片(19)相适配，开口槽(17)的开口口径大于所述插杆(16)的杆径，常态下，弹簧撑起插杆(16)，下端的挡片(19)置于开口槽(17)内，锁紧活动底板(11)和料桶(1)；当弹簧插销(15)被按压，插杆(16)下移带动挡片(19)从开口槽(17)内伸出，解锁活动底板(11)和料桶(1)。

4.根据权利要求1或2所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

所述可翻转输送机构(2)包括：辊架(21)；安装在辊架(21)上的输送辊结构；辊架(21)的一侧安装有旋转机构，能带动辊架(21)翻转；辊架(21)的底部安装有底板夹紧机构，能夹紧或松开料桶(1)或活动底板(11)。

5.根据权利要求4所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

所述底板夹紧机构包括安装在辊与辊之间的夹紧对板(22)，夹紧对板(22)呈竖直状超过辊面置于辊道两端，通过底部各自螺纹相反的螺杆(23)连接，螺杆(23)在电机和传动机构的带动下能控制两端的夹紧对板(22)相向移动夹紧或反向移动松开；所述夹紧对板(22)为两对。

6.根据权利要求2所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

底板抽拉机构(4)包括竖立于夹持机构(3)上方的升降构件(41)，与升降构件(41)下方连接的夹持板(42)，夹持板(42)上设有两端相反螺纹的螺纹段(43)，螺纹段(43)上安装有向下延伸的夹持勾(44)，夹持勾(44)能在螺纹段(43)的旋转下向内夹紧或向外松开，升降构件(41)带动整个机构纵向上升降。

7.根据权利要求2所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

推料机构(5)包括气缸或螺纹杆带动的伸缩推杆(51)，以及位于伸缩推杆(51)端头的推料圆盘(52)，推料圆盘(52)的边缘具有倒角，且设置一圈向外扩展的清洁刷结构(53)。

8.根据权利要求2所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

解块机构(6)，包括上下布置的两组耙料辊(61)，耙料辊(61)上布置又若干根耙钉，耙钉交错分布，与物料接触的一面朝下的方向旋转；

耙料辊(61)的下方设有出料皮带(62)。

9.根据权利要求3所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

所述料桶(1)桶身和加固箍(14)上均开设有若干连通至桶内的通气孔(18)；

所述夹持机构(3)的下方设有一块档块(24)，档块(24)所在的位置对应当料桶(1)被可翻转输送机构(2)翻转成横向姿态时，弹簧插销(15)正好被挡住被压缩，使活动抽板处于可被抽拉的状态。

10.根据权利要求1所述的发酵茶从渥堆料桶自动出料并解块的系统装置，其特征在于：

控制单元：能按序控制各机构部件实现以下工艺动作：

来料后，控制可翻转输送机构(2)夹紧固定料桶(1)；并带动料桶(1)翻转成横向，控制夹持机构(3)夹持固定住料桶(1)；控制可翻转输送机构(2)复位，控制底板抽拉机构(4)将料桶(1)底部的底板被抽离；控制推料机构(5)利用伸缩功能将物料从桶内推出；控制解块机构(6)在出料的同时物料被解块松散出料；控制推料机构(5)运行至最大行程出料完毕后将其复位，控制底板抽拉机构(4)将底板相对于桶身回位后复位，控制可翻转输送机构(2)旋起对接并固定料桶(1)；控制夹持机构(3)松开对料桶(1)的夹持，可翻转输送机构(2)带料桶(1)复位成纵向姿态并解锁对料桶(1)的固定，可翻转输送机构(2)将空料桶(1)输出。

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