CN114403244A - 一种茶叶压扁装置 - Google Patents

Abstract

一种茶叶压扁装置，包括：机架、输送带、压力单元和压力调整单元；输送带水平安装在机架上，输送带用于传输物料；压力单元包括压辊和压辊驱动机构，压辊驱动机构设置在机架上，压辊设置在压辊驱动机构上；压辊驱动机构用于驱动压辊在输送带上方运动；压力调整单元包括压板和缓震机构，缓震机构设置在机架上，压板设置在缓震机构上，压板从下方托承输送带，缓震机构用于在竖直方向上弹性支撑压板。本发明实现了输送带对压辊挤压力的自适应，使得茶叶实际受到的碾压力更加平缓灵活，有利于提高茶叶压扁效果和品质。

Description

一种茶叶压扁装置

技术领域

本发明涉及茶叶加工领域，尤其涉及一种茶叶压扁装置。

背景技术

做形是制茶的重要工序之一，绿茶做形一般采用压扁方式。目前，绿茶做形工序采用人工压扁，效率极低。

例如太平猴魁茶，中国十大名茶之一，属于绿茶类尖茶，产于安徽太平县(现改为黄山市黄山区)一带，为尖茶之极品，久享盛名。其外形两叶抱芽，扁平挺直，自然舒展，白毫隐伏，有“猴魁两头尖，不散不翘不卷边”的特点。太平猴魁制作工艺一般为杀青、做形、毛烘、足烘、复焙五道工序。其中做形工序即采用人工压扁，造成加工成本增加，产量较小，影响了太平猴魁茶产业的发展。

发明内容

为了解决上述现有技术中绿茶压扁做形缺乏自动化手段的缺陷，本发明提出了一种茶叶压扁装置。

本发明采用以下技术方案：

一种茶叶压扁装置，包括：机架、输送带、压力单元和压力调整单元；

输送带水平安装在机架上，输送带用于传输物料；

压力单元包括压辊和压辊驱动机构，压辊驱动机构设置在机架上，压辊设置在压辊驱动机构上；压辊驱动机构用于驱动压辊在输送带上方运动，压辊运动过程中轴心线始终平行于输送带所在平面，压辊运动轨迹为闭合轨迹，所述闭合轨迹包含有一段平行于输送带平面的水平轨迹，压辊处于所述水平轨迹上时用于压扁输送带上的茶叶；

压力调整单元包括压板和缓震机构，缓震机构设置在机架上，压板设置在缓震机构上，压板从下方托承输送带，缓震机构用于在竖直方向上弹性支撑压板。

优选的，压辊在所述水平轨迹上的水平运动方向与输送带输送方向相反。

优选的，压辊驱动机构包括两个对称设置在输送带两侧的铰链四杆机构，铰链四杆机构中的机架杆设置在机架上，铰链四杆机构的连杆上设有沿着连杆长度方向向输送带延伸的延长杆，铰链四杆机构的曲柄位于铰链四杆机构的摇杆背离延长杆的一端，两个铰链四杆机构的曲柄同步转动，用于驱动曲柄转动的驱动装置设置在任一机架杆上；压辊的两端分别与两根延长杆铰接。

优选的，压辊的运动轨迹为圆角三角形结构。

优选的，所述铰链四杆机构中的机架杆、曲柄、连杆和延长杆在长度上的关系为：

机架杆：曲柄：连杆：延长杆：摇杆＝3.75：1.35：3.00：3.00：2.25。

优选的，多个压力单元沿着输送带的传输方向安装在机架上。

优选的，所述缓震机构至少设置有三个，缓震机构包括：调整杆和阻尼部；调整杆竖直设置，其下端与机架滑动连接，调整杆可相对于机架在竖直方向上滑动；调整杆顶端与压板连接；阻尼部套设在调整杆上。

优选的，阻尼部包括弹簧和螺母，螺母与调整杆螺纹连接，弹簧套设在调整杆上，弹簧位于螺母背离压板的一侧。

优选的，压板为矩形结构，其下表面的四个顶点处分别设有一个缓震机构。，压板的下表面还平铺有加热单元，加热单元采用硅胶发热板。

本发明的优点在于：

(1)本发明提出的一种茶叶压扁装置，通过输送带和压辊的配合，实现了茶叶压扁的自动化，有利于提高茶叶压扁效率；通过缓震机构与压辊配合，实现了输送带对压辊挤压力的自适应，使得茶叶实际受到的碾压力更加平缓灵活，有利于提高茶叶压扁效果和品质。

(2)本发明中，压辊在输送带上的转动方向与输送带输送方向相反，保证了压辊对输送带上的茶叶的有效碾压，避免了茶叶推排现象。

(3)本发明中通过铰链四杆机构带动压辊转动，结构简单，降低了装置制造成本，且压辊运动轨迹平稳，保证茶叶做形的稳定可靠。

(4)本发明中压辊采用圆角三角形运动轨迹，如此，压辊的运动轨迹与人工压扁时基本相同，即本发明中压辊的运动高度模拟人工压扁时滚压——松压的循环过程，直至茶叶成形，保证了自动化压扁的茶叶品质。

(5)本发明中给出了一种具体的四杆结构长度尺寸，从而限定了一种锐角三角形的压辊运动轨迹，该三角形上的最长边为压辊在输送带上的运动轨迹，保证了压辊在输送带上有效碾压茶叶的时间，有利于缩短工序时间，提高做形效率。本发明中还可通过设置多个压力单元，进一步提高做形效率。

(6)缓震机构包括调整杆和阻尼部，阻尼部被压缩产生向上的反作用力使得压板紧贴输送带，压辊向下滚压输送带上的茶叶时，必须克服该反作用力才能使弹簧再次变形，从而保证预设压力；也通过阻尼部的反作用，实现了压板的受力缓冲，从而降低茶叶破碎率。

(7)阻尼部由弹簧和螺母组成，当需要改变预设压力时，只需调整螺母位置改变弹簧压缩量即可，使得该装置可适应不同的茶叶压扁压力需求。

(8)多个缓震机构的设置，保证了压板和输送带整体受力的平稳，从而有利于保证茶叶受力均匀，保证茶叶做形品质，降低茶叶破碎率。

(9)硅胶加热板的设置，可进一步软化茶叶，降低破碎率，提高做形效果。

(10)本发明提出的是一种基于铰链四杆机构的模拟人工压扁运动轨迹的且能调整压力大小的自动化压扁装置，可用于太平猴魁茶的压扁做形工序，也可用于其它扁形绿茶的压扁工序。

附图说明

图1为本发明的整体图；

图2为本发明的整体图；

图3为压力单元结构图；

图3(a)为图3中A部分放大图；

图4为压板上部结构图；

图5为压板下部结构图；

图6为调整压力螺杆结构图；

图7为本发明中四杆机构尺寸关系结构图；

BE表示铰链四杆机构中曲柄的长度，BC表示铰链四杆机构中连杆的长度，CF表示铰链四杆机构中延长杆的长度，CD表示铰链四杆机构中摇杆的长度，DE表示铰链四杆机构中机架杆的长度；

DE：BE：BC：CF：CD＝3.75：1.35：3.00：3.00：2.25；

图8为本发明中压辊运动轨迹图；

图9为本发明中机架结构图。

1、机架；2、从动辊；3、特氟龙输送带(食品级)；

4、压力单元

400、第一支撑板；401、第一侧板；402、第一曲柄；403、第一连杆；404、第一摇杆；405、第一机架杆；406、第一延长杆；410、第二支撑板；411、第二侧板；412、第二曲柄；413、第二连杆；414、第二摇杆；415、第二机架杆；416、第二延长杆；40、减速电机；41、传动轴；42、压辊

5、主动辊

50、输送带减速电机；6、出茶口

7、压力调整单元

70、承压底板；701、硅胶发热板；702、螺纹孔；71、压力调整螺母；72、压簧；73、螺杆；74、开口销。

具体实施方式

一种茶叶压扁装置

参照图1、图2、图9，本实施方式提出的一种茶叶压扁装置，包括：机架1、输送带3、压力单元4和压力调整单元7。

输送带3水平安装在机架1上，输送带3用于传输物料即茶叶。具体的，本实施方式中，机架1上设有主动辊5和从动辊2，输送带3设置在主动辊5和从动辊2上，主动辊5连接有输送带驱动电机50，输送带驱动电机50驱动主动辊5转动以带动从动辊2和输送带3转动。本实施方式中，主动辊5和从动辊2均通过条形孔设置在机架1上，以调整主动辊5和从动辊2间距，从而调整输送带3松紧度。

本实施方式中，机架1上还设有出茶口6，输送带3输送的茶叶通过出茶口6集中下料。

参照图3，压力单元4包括压辊42和压辊驱动机构；压辊驱动机构设置在机架1上，压辊42设置在压辊驱动机构上；压辊驱动机构用于驱动压辊42在输送带3上方运动，压辊42运动过程中轴心线始终平行于输送带3所在平面，压辊42运动轨迹为闭合轨迹，所述闭合轨迹包含有一段平行于输送带3平面的水平轨迹，压辊42处于所述水平轨迹上时用于压扁输送带3上的茶叶。

具体实施时，压力单元4可设置一个或者多个，设置多个时，多个压力单元4沿着输送带3的传输方向分布，以便沿着茶叶输送方向，通过多个压力单元4对茶叶进行多次碾压。

参照图3到图6，压力调整单元7包括压板70和缓震机构，缓震机构设置在机架1上，压板70设置在缓震机构上，压板70从下方托承输送带3，缓震机构用于在竖直方向上弹性支撑压板70。如此，通过陈压板70托承，保证了输送带3的平整，从而保证了压辊42在水平轨迹上运动时对茶叶的均匀碾压。通过缓震机构为压板70提供了在竖直方向上的伸缩余量，实现了对压辊42碾压力的缓冲，有利于避免输送带3上的茶叶因为碾压力过大而碾碎；同时，通过缓震机构与压辊42配合，也使得茶叶实际受到的碾压力更加平缓灵活，有利于提高茶叶压扁效果和品质。

本实施方式中，压辊42在所述水平轨迹上的水平运动方向与输送带3输送方向相反，以避免压辊42推排茶叶，保证所有茶叶的均匀碾压。

压辊驱动机构

本实施方式中，压辊驱动机构包括两个对称设置在输送带3两侧的铰链四杆机构，即第一铰链四杆机构和第二铰链四杆机构。

第一铰链四杆机构包括：第一机架杆405、第一连杆403、第一曲柄402和第一摇杆404。第一机架杆405设置在机架1上，第一曲柄402的第一端和第一摇杆404的第一端分别与第一机架杆405铰接连接，第一连杆403的两端分别与第一曲柄402的第二端和第一摇杆404的第二端铰接连接。第一连杆403上设有沿着第一连杆403长度方向向输送带3延伸的第一延长杆406，第一曲柄402位于第一摇杆404背离第一延长杆406的一端。

第二铰链四杆机构包括：第二机架杆415、第二连杆413、第二曲柄412和第二摇杆414。第二机架杆415设置在机架1上，第二曲柄412的第一端和第二摇杆414的第一端分别与第二机架杆415铰接连接，第二连杆413的两端分别与第二曲柄412的第二端和第二摇杆414的第二端铰接连接。第二连杆413上设有沿着第二连杆413长度方向向输送带3延伸的第二延长杆416，第二曲柄412位于第二摇杆414背离第二延长杆416的一端。

具体的，本实施方式中，第一铰链四杆机构还包括第一支撑板400和第一侧板401，第二铰链四杆机构还包括第二支撑板410和第二侧板411。第一支撑板400设置在机架1上，第一侧板401设置在第一支撑板400，第一机架杆405设置在第一侧板401上。第二支撑板410设置在机架1上，第二侧板411设置在第二支撑板410，第二机架杆415设置在第二侧板411上。第一支撑板400和第二支撑板410设置在输送带3相对称的两侧，以保证同一压力单元中第一铰链四杆机构和第二铰链四杆机构关于输送带3对称设置。

压辊42的两端分别与第一延长杆406的低端和第二延长杆416的低端铰接，第一延长杆406的低端即第一延长杆406朝向输送带3的一端，第二延长杆416的低端即第二延长杆416朝向输送带3的一端。

第一曲柄402的第一端和第二曲柄412的第一端通过传动轴41同步转动连接，第一机架杆405上设有用于带动传动轴41旋转的驱动装置40。如此，驱动装置40通过第一传动轴41驱动第一曲柄402和第二曲柄412旋转，即驱动第一铰接四杆机构和第二铰接四杆机构同步运动，从而带动压辊42在圆角三角形轨迹上运动，所述圆角三角形轨迹的底边与输送带3贴合，使得压辊42在圆角三角形轨迹的底边上水平运动时贴合输送带3以碾压茶叶。

参照图8，本实施方式中，将压辊42的运动轨迹设置成圆角三角形，使得压辊42实现了下降——平压——上升的循环运动，使得压辊42的运动轨迹简洁高效，有利于提高茶叶碾压效率。具体实施时，所述铰链四杆机构中的机架杆、曲柄、连杆和延长杆在长度上的关系为：

参照图7，机架杆：曲柄：连杆：延长杆：摇杆＝3.75：1.35：3.00：3.00：2.25。

即：第一机架杆的长度：第一曲柄的长度：第一连杆的长度：第一延长杆的长度：第一摇杆的长度＝3.75：1.35：3.00：3.00：2.25；

第一机架杆的长度＝第二机架杆的长度；第一曲柄的长度＝第二曲柄的长度；第一连杆的长度＝第二连杆的长度；第一延长杆的长度＝第二延长杆的长度；第一摇杆的长度＝第二摇杆的长度。

本实施方式中，铰链四杆机构中连杆和延长杆长度相等，方便了产品加工和压辊42运动轨迹的控制，实现了如图8所示的压辊42运动轨迹，实现了压辊42的快速上升和缓慢下降，在压辊42下降过程中实现碾压力的逐渐增加，有效降低了茶叶破碎率，进一步提高了茶叶碾压效率和品质。

缓震机构

参照图3(a)，本实施方式中，缓震机构包括：调整杆73和阻尼部。调整杆73竖直设置，其下端与机架1滑动连接，调整杆73可相对于机架1在竖直方向上滑动；调整杆73顶端与压板70连接；阻尼部套设在调整杆73上。如此，调整杆73为压板70的竖向运动提供了控件，阻尼部为压板70的竖向运动提供了弹性阻力，使得缓震机构与压辊42配合，即保证了输送带3受到压板和压辊42的双向夹持，又实现了对压辊42碾压力的缓冲，避免茶叶破碎。

本实施方式中，阻尼部包括弹簧72和螺母71，螺母71与调整杆73螺纹连接，弹簧72套设在调整杆73上，弹簧72位于螺母71背离压板70的一侧。如此，通过旋转螺母71可调整弹簧72的初始压缩量，从而调整弹簧72提供的初始预压力，当需要加大压力时，可顺时针调整螺母71，使调整弹簧72预压缩量加大，反之则反，实现了茶叶压扁过程调整压力的要求，满足不同茶叶的做形所需的碾压力。

具体实施时，为了保证输送带3整体受力均匀，压板70下方至少需要设置三个缓震机构，且所有缓震机构至少分布在两条直线上。本实施方式中，压板70为矩形结构，其下表面的四个顶点处分别设有一个缓震机构，以保证压板70受到均匀的挤压力作用，保证输送带3上的茶叶被均匀碾压。

参照图6，本实施方式中，调整杆73的下部为光杆，其上部为螺纹杆。压板70下表面设有与调整杆73上端连接的螺纹孔结构702，调整杆73下端穿过机架1后通过开口销74与机架1限位。

本实施方式中，压板70的下表面还平铺有加热单元，以便给输送带3上的茶叶加热，使茶叶细胞内的水分析出，叶片表面湿度加大，脆度减小而变软，有利于做型；同时通过加热进一步提升茶叶品质。具体的，加热单元701采用硅胶发热板。具体的，本实施方式中，加热单元由多块硅胶发热板组成，每块硅胶发热板均设有对应的热敏传感器，以便根据热敏传感器的检测值实时监控硅胶发热板的工作状态，甚至进一步通过PLC触摸屏控制硅胶发热板工作。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种茶叶压扁装置，其特征在于，包括：机架(1)、输送带(3)、压力单元(4)和压力调整单元(7)；

输送带(3)水平安装在机架(1)上，输送带(3)用于传输物料；

压力单元(4)包括压辊(42)和压辊驱动机构，压辊驱动机构设置在机架(1)上，压辊(42)设置在压辊驱动机构上；压辊驱动机构用于驱动压辊(42)在输送带(3)上方运动，压辊(42)运动过程中轴心线始终平行于输送带(3)所在平面，压辊(42)运动轨迹为闭合轨迹，所述闭合轨迹包含有一段平行于输送带(3)平面的水平轨迹，压辊(42)处于所述水平轨迹上时用于压扁输送带(3)上的茶叶；

压力调整单元(7)包括压板(70)和缓震机构，缓震机构设置在机架(1)上，压板(70)设置在缓震机构上，压板(70)从下方托承输送带(3)，缓震机构用于在竖直方向上弹性支撑压板(70)。

2.如权利要求1所述的茶叶压扁装置，其特征在于，压辊(42)在所述水平轨迹上的水平运动方向与输送带(3)输送方向相反。

3.如权利要求1所述的茶叶压扁装置，其特征在于，压辊驱动机构包括两个对称设置在输送带(3)两侧的铰链四杆机构，铰链四杆机构中的机架杆设置在机架(1)上，铰链四杆机构的连杆上设有沿着连杆长度方向向输送带(3)延伸的延长杆，铰链四杆机构的曲柄位于铰链四杆机构的摇杆背离延长杆的一端，两个铰链四杆机构的曲柄同步转动，用于驱动曲柄转动的驱动装置设置在任一机架杆上；压辊(42)的两端分别与两根延长杆铰接。

4.如权利要求3所述的茶叶压扁装置，其特征在于，压辊(42)的运动轨迹为圆角三角形结构。

5.如权利要求4所述的茶叶压扁装置，其特征在于，所述铰链四杆机构中的机架杆、曲柄、连杆和延长杆在长度上的关系为：

机架杆：曲柄：连杆：延长杆：摇杆＝3.75：1.35：3.00：3.00：2.25。

6.如权利要求1所述的茶叶压扁装置，其特征在于，多个压力单元(4)沿着输送带(3)的传输方向安装在机架(1)上。

7.如权利要求1所述的茶叶压扁装置，其特征在于，缓震机构包括：调整杆(73)和阻尼部；调整杆(73)竖直设置，其下端与机架(1)滑动连接，调整杆(73)可相对于机架(1)在竖直方向上滑动；调整杆(73)顶端与压板(70)连接；阻尼部套设在调整杆(73)上。

8.如权利要求7所述的茶叶压扁装置，其特征在于，阻尼部包括弹簧(72)和螺母(71)，螺母(71)与调整杆(73)螺纹连接，弹簧(72)套设在调整杆(73)上，弹簧(72)位于螺母(71)背离压板(70)的一侧。

9.如权利要求8所述的茶叶压扁装置，其特征在于，压板(70)为矩形结构，其下表面的四个顶点处分别设有一个缓震机构。

10.如权利要求1所述的茶叶压扁装置，其特征在于，压板(70)的下表面还平铺有加热单元，加热单元(701)采用硅胶发热板。

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