CN114431307A - 一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，包括N组电磁加热线圈、用于绕设电磁加热线圈的隔离支架，在每组电磁加热线圈外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈所包绕部分滚筒内温度；温度传感器与温度控制器连接，温度传感器将实时监测获得的滚筒内温度输送给温度控制器，再由温度控制器调控电磁加热线圈对滚筒的加热温度，使得在滚筒内进行加工的茶叶温度能够控制在预设温度值；本专利通过逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀，促进杀青/滚烘/滚炒茶叶内外含水量的一致，将含水量控制在预期范围内，有效降低绿茶苦涩味。

Description

一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构

技术领域

本申请是2018年08月02日提交的发明专利申请201810869986.4(发明名称为”用于滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热系统“)的分案申请。

本发明涉及茶叶加工设备领域，具体涉及一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构。

背景技术

目前，市场上以茶饮料为主的产品越来越多，对原材料茶叶的需求也在增加同时对茶叶的品质要求也高。这就对茶叶加工机械的功能性、可靠性提出很高的要求。杀青/滚烘/滚炒工序的加工设备是将茶叶原料在滚筒中滚动，再利用加热器加热滚筒，从而加工茶叶。但是现在市场上现有的杀青机/滚烘机/滚炒机的热损耗大，能源浪费严重；使用煤或木材加热，资源浪费较大，环境污染严重；重量很大，搬运安装十分困难等缺陷，效果不好。

而且在上述茶叶加工设备中也逐渐开始采用电磁感应加热方式进行加热滚筒，但是用于加热茶叶的电磁感应线圈一般都是采用连续无间断式绕设在滚筒外部额外设置金属支架，只能实现持续升温或者降温，而不能实现阶梯升温/降温以及高低温间歇的加温技术；其次，现有茶叶加工设备一般都是在滚筒外部额外设置金属支架用于配合绕设电磁感应线圈，这样的结构设置并没有考虑到电磁加热线圈通电后形成涡流对闭合金属导电材料形成回路产生热量，从而产生电能的损耗以及额外散热排热工作。因此，亟待需要设计一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，以实现逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，包括N组电磁加热线圈、用于绕设电磁加热线圈的隔离支架、用于对滚筒内温度实时监测的温度传感器、以及用于对滚筒内温度进行管理控制的温度控制器；

在每组电磁加热线圈外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈所包绕部分滚筒内温度；

温度传感器与温度控制器连接，温度传感器将实时监测获得的滚筒内温度输送给温度控制器，再由温度控制器调控电磁加热线圈对滚筒的加热温度，使得在滚筒内进行加工的茶叶温度能够控制在预设温度值；

在N组电磁加热线圈中，其中N为3或5的自然数；

第1组电磁加热线圈和第N组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上；

第2组电磁加热线圈、…、第(N-1)组电磁加热线圈分别呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；

相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带。

当N＝3时，第1组电磁加热线圈和第3组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上，第2组电磁加热线圈呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，即在第1组电磁加热线圈与第2组电磁加热线圈之间、以及在第2组电磁加热线圈与第3组电磁加热线圈之间均设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，以及在第3组电磁加热线圈的末端也设置有低温缓冲带。

当N＝5时，第1组电磁加热线圈和第5组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上，第2组电磁加热线圈、第3组电磁加热线圈和第4组电磁加热线圈从左往右依次呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，即在第1组电磁加热线圈与第2组电磁加热线圈之间、在第2组电磁加热线圈与第3组电磁加热线圈之间、在第3组电磁加热线圈与第4组电磁加热线圈之间、在第4组电磁加热线圈与第5组电磁加热线圈之间均设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，以及在第5组电磁加热线圈的末端也设置有低温缓冲带。

这样结构设置，使得相邻电磁加热线圈之间呈非连续间断式连接，本专利采用阶梯间歇式感应加热滚筒杀青技术，通过逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀，促进杀青/滚烘/滚炒茶叶内外含水量的一致，叶质柔软，色泽匀润、鲜活，无焦边焦叶，将含水量控制在预期范围内(其中，杀青茶叶的含水量控制在45±2％)，有效降低绿茶苦涩味。

作为优选方案：这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒内温度的通孔；

作为优选方案：这些通孔所在位置是在电磁加热线圈安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈宽度的中间位置；这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔所形成的直线方向均与滚筒(10)壁面相互垂直且对准滚筒(10)的中心位置。

作为优选方案：所述隔离支架包括上半圆支架(11)和下半圆支架(12)，上半圆支架(11)与下半圆支架(12)之间通过绝缘隔离组件(18)进行连接以形成用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架；将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，考虑到电磁加热线圈通电后形成涡流对闭合导电材料形成回路产生热量，因此为了避免产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作，需要对绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行绝缘隔离设置，防止形成涡流；

在每组电磁加热线圈外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈所包绕部分滚筒内温度；

这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒内温度的通孔；

这些通孔所在位置是在电磁加热线圈安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈宽度的中间位置；

这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔所形成的直线方向均与滚筒壁面相互垂直且对准滚筒的中心位置。

由于各自对应电磁加热线圈所包绕部分滚筒范围内的温度呈现左右、上下阶梯状分布，所以在滚筒的轴向中心以及径向中心所在的中间位置上所监测到温度能够反映对应电磁加热线圈内温度的平均值；这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确。

作为优选方案：在上半圆支架(11)的左右两末端分别设置有上凸出连接片(111)，这两个上凸出连接片(111)是与该上半圆支架(11)一体成型的；

在下半圆支架(12)的左右两末端分别设置有下凸出连接片(121)，这两个下凸出连接片(121)是与该下半圆支架(12)一体成型的；

上半圆支架(11)和下半圆支架(12)固定安装在机架(17)内侧的两个安装支撑架(16)上；

上半圆支架(11)左右两末端上的两个上凸出连接片(111)分别与下半圆支架(12)的左右两末端上的两个下凸出连接片(121)之间通过相应的绝缘隔离组件(18)进行绝缘连接；

作为优选方案：所述绝缘隔离组件(18)包括两块绝缘垫片Ⅰ(131)、支撑垫块(14)和紧固件(15)，且支撑垫块(14)设置在两块绝缘垫片Ⅰ(131)之间；下半圆支架(12)的左右两末端上的两个下凸出连接片(121)与机架(17)内侧的两个安装支撑架(16)之间绝缘连接；两个下凸出连接片(121)分别与位于机架(17)内侧的两个安装支撑架(16)之间均设置有一块绝缘垫片Ⅱ(132)；

紧固件(15)依次由上往下地贯穿通过对应的上凸出连接片(111)、绝缘垫片Ⅰ(131)、支撑垫块(14)、绝缘垫片Ⅰ(131)、下凸出连接片(121)和绝缘垫片Ⅱ(132)，将上凸出连接片(111)、绝缘垫片Ⅰ(131)、支撑垫块(14)、绝缘垫片Ⅰ(131)、下凸出连接片(121)和绝缘垫片Ⅱ(132)固定设置在安装支撑架(16)上。

作为优选方案：所述紧固件(15)是由螺栓与螺母配合连接而成的。

作为优选方案：所述绝缘垫片Ⅰ(131)和绝缘垫片Ⅱ(132)的材质是采用耐高温塑料或者云母。

作为优选方案：这些非接触式温度传感器与对应通孔的间距为10cm～15cm。

作为优选方案：所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

本发明采用的非接触式温度传感器的基本工作原理是：是利用滚筒内茶叶热辐射而发出红外线，从而测量滚筒内茶叶的温度，可进行遥测。其优点有：1、由于和被测量介质不直接发生接触，所以不用考虑被接触介质的一些自身物理特性，例如：粘附、腐蚀、磨损等等都不会对传感器造成损害。而接触式的就要面临这些问题的额外解决；2、受空间局限性较小。对于一些距离较远不易接触到的被测量目标可以远距离测量温度；3、对于一些不方便接触测量的目标可以实现测量，例如旋转机械、运动中的目标等等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明的技术方案，这样能够使得相邻电磁加热线圈之间呈非连续间断式连接，本专利采用阶梯间歇式感应加热滚筒杀青技术，通过逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀，促进杀青/滚烘/滚炒茶叶内外含水量的一致，叶质柔软，色泽匀润、鲜活，无焦边焦叶，将含水量控制在预期范围内(其中，杀青茶叶的含水量控制在45±2％)，有效降低绿茶苦涩味。

而且，其中隔离支架能够将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，以防止位于滚筒外部用于支撑固定电磁加热线圈的金属支架(即用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架)内形成涡流，这样有效地避免用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架内产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作；这样降低能耗的同时，也提高了茶叶加工设备的加热工作效率。

采用本发明的技术方案，能够将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，以防止位于滚筒外部用于支撑固定电磁加热线圈的金属支架(即用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架)内形成涡流，这样有效地避免用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架内产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作；这样降低能耗的同时，也提高了茶叶加工设备的加热工作效率。

本发明所采用的这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确，有利于提升能源利用效率。因此，将电磁加热、远红外测温技术运用于茶叶加工机械当中，对于提升茶机技术水平，实现茶叶加工的节能减排、保持产品优质的长远目标有重要意义。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明的滚筒外部排布有3组电磁加热线圈及其测温点安装结构示意图。

图2为本发明的滚筒外部排布有5组电磁加热线圈及其测温点安装结构示意图。

图3为本发明中用于滚筒式茶叶加工设备的电磁加热线圈安装隔离支架的结构示意图。

图4为图3中局部结构放大示意图。

图中数字标注：滚筒(10)，上半圆支架(11)，下半圆支架(12)，上凸出连接片(111)，下凸出连接片(121)，绝缘垫片Ⅰ(131)，绝缘垫片Ⅱ(132)，支撑垫块(14)，紧固件(15)，安装支撑架(16)，机架(17)，绝缘隔离组件(18)，电磁加热线圈(21，22，23，24，25)，低温缓冲带(31，32，33，34，35)，通孔(51、52、53、54、55)。

具体实施方式

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。

实施例1：

如图1～4所示：本发明提供一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构的具体实施例，包括N组电磁加热线圈、用于绕设电磁加热线圈的隔离支架、用于对滚筒内温度实时监测的温度传感器、以及用于对滚筒内温度进行管理控制的温度控制器；

在每组电磁加热线圈外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈所包绕部分滚筒内温度；

温度传感器与温度控制器连接，温度传感器将实时监测获得的滚筒内温度输送给温度控制器，再由温度控制器调控电磁加热线圈对滚筒的加热温度，使得在滚筒内进行加工的茶叶温度能够控制在预设温度值；

在N组电磁加热线圈中，其中N为3或5的自然数；

第1组电磁加热线圈和第N组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上；

第2组电磁加热线圈、…、第(N-1)组电磁加热线圈分别呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；

相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带；

如图1所示，当N＝3时，第1组电磁加热线圈21和第3组电磁加热线圈23分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒10外壁面的前后两端部的隔离支架上，第2组电磁加热线圈22呈等间距地排布绕设在滚筒10外壁面的靠中间段位的隔离支架上；相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，即在第1组电磁加热线圈21与第2组电磁加热线圈22之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带31，在第2组电磁加热线圈22与第3组电磁加热线圈23之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带32，以及第3组电磁加热线圈23末端也设置有低温缓冲带33。

如图2所示，当N＝5时，第1组电磁加热线圈和第5组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上，第2组电磁加热线圈、第3组电磁加热线圈和第4组电磁加热线圈从左往右依次呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，即在第1组电磁加热线圈与第2组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带31，在第2组电磁加热线圈与第3组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带32，在第3组电磁加热线圈与第4组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带33，在第4组电磁加热线圈与第5组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带34，以及第5组电磁加热线圈25末端也设置有低温缓冲带35。

这样结构设置，使得相邻电磁加热线圈之间呈非连续间断式连接，本专利采用阶梯间歇式感应加热滚筒杀青技术，通过逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀，促进杀青/滚烘/滚炒茶叶内外含水量的一致，叶质柔软，色泽匀润、鲜活，无焦边焦叶，将含水量控制在预期范围内(其中，杀青茶叶的含水量控制在45±2％)，有效降低绿茶苦涩味。

这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒内温度的通孔；这些通孔所在位置是在电磁加热线圈安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈宽度的中间位置；这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔所形成的直线方向均与滚筒(10)壁面相互垂直且对准滚筒(10)的中心位置。

如图1所示：本发明中温度传感器的测温点安装结构的一个具体实现方式，在每组电磁加热线圈(21、22、23)外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈(21、22、23)所包绕部分滚筒10范围内的温度，这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒10外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒10内温度的通孔(51、52、53)；这些通孔(51、52、53)所在位置是在电磁加热线圈(21、22、23)安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈(21、22、23)宽度的中间位置；这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔(51、52、53)所形成的直线方向均与滚筒10壁面相互垂直且对准滚筒10的中心位置；由于各自对应电磁加热线圈(21、22、23)所包绕部分滚筒10范围内的温度呈现左右、上下阶梯状分布，所以在滚筒10的轴向中心以及径向中心所在的中间位置上所监测到温度能够反映对应电磁加热线圈(21、22、23)内温度的平均值；这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确。

其中，这些非接触式温度传感器与对应通孔(51、52、53)的间距为10cm～15cm。保证较短的监测间距，尽量避免外界热辐射对滚筒10内温度监测的影响。所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

如图2所示：本发明中温度传感器的测温点安装结构的另一个具体实现方式，在每组电磁加热线圈(21、22、23、24、25)外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈(21、22、23、24、25)所包绕部分滚筒10范围内的温度，这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒10外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒10内温度的通孔(51、52、53、54、55)；这些通孔(51、52、53、54、55)所在位置是在电磁加热线圈(21、22、23、24、25)安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈(21、22、23、24、25)宽度的中间位置；这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔(51、52、53、54、55)所形成的直线方向均与滚筒10壁面相互垂直且对准滚筒10的中心位置；由于各自对应电磁加热线圈(21、22、23、24、25)所包绕部分滚筒10范围内的温度呈现左右、上下阶梯状分布，所以在滚筒10的轴向中心以及径向中心所在的中间位置上所监测到温度能够反映对应电磁加热线圈(21、22、23、24、25)内温度的平均值；这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确。

其中，这些非接触式温度传感器与对应通孔(51、52、53、54、55)的间距为10cm～15cm。保证较短的监测间距，尽量避免外界热辐射对滚筒10内温度监测的影响。所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

如图3～4所示：所述隔离支架包括上半圆支架11和下半圆支架12，上半圆支架11与下半圆支架12之间通过绝缘隔离组件18进行连接以形成用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架；将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，考虑到电磁加热线圈通电后形成涡流对闭合导电材料形成回路产生热量，因此为了避免产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作，需要对绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行绝缘隔离设置，防止形成涡流。

如图3～4所示，在上半圆支架11的左右两末端分别设置有上凸出连接片111，这两个上凸出连接片111是与该上半圆支架11一体成型的；

在下半圆支架12的左右两末端分别设置有下凸出连接片121，这两个下凸出连接片121是与该下半圆支架12一体成型的；

上半圆支架11和下半圆支架12固定安装在机架17内侧的两个安装支撑架16上；

上半圆支架11左右两末端上的两个上凸出连接片111分别与下半圆支架12的左右两末端上的两个下凸出连接片121之间通过相应的绝缘隔离组件18进行绝缘连接；

如图3～4所示，所述绝缘隔离组件18包括两块绝缘垫片Ⅰ131、支撑垫块14和紧固件15，且支撑垫块14设置在两块绝缘垫片Ⅰ131之间；下半圆支架12的左右两末端上的两个下凸出连接片121与机架17内侧的两个安装支撑架16之间绝缘连接；两个下凸出连接片121分别与位于机架17内侧的两个安装支撑架16之间均设置有一块绝缘垫片Ⅱ132；

紧固件15依次由上往下地贯穿通过对应的上凸出连接片111、绝缘垫片Ⅰ131、支撑垫块14、绝缘垫片Ⅰ131、下凸出连接片121和绝缘垫片Ⅱ132，将上凸出连接片111、绝缘垫片Ⅰ131、支撑垫块14、绝缘垫片Ⅰ131、下凸出连接片121和绝缘垫片Ⅱ132固定设置在安装支撑架16上。

其中，所述紧固件15是由螺栓与螺母配合连接而成的。

所述绝缘垫片Ⅰ131和绝缘垫片Ⅱ132的材质是采用耐高温塑料或者云母。

这些非接触式温度传感器与对应通孔的间距为10cm～15cm。

所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

实施例2：

如图1～4所示：本发明提供一种用于滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热系统的具体实施例，包括N组电磁加热线圈、用于绕设电磁加热线圈的隔离支架、用于对滚筒内温度实时监测的温度传感器、用于对滚筒内温度进行管理控制的温度控制器(采用plc控制器)；温度传感器与温度控制器连接，温度传感器将实时监测获得的滚筒内温度输送给温度控制器，再由温度控制器调控电磁加热线圈对滚筒的加热温度，使得在滚筒内进行加工(包括杀青、烘炒等加工工艺)的茶叶的温度能够控制在预设温度值；

在N组电磁加热线圈中，其中N为3或5的自然数；

如图1所示，当N＝3时，第1组电磁加热线圈21和第3组电磁加热线圈23分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒10外壁面的前后两端部的隔离支架上，第2组电磁加热线圈22呈等间距地排布绕设在滚筒10外壁面的靠中间段位的隔离支架上；相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，即在第1组电磁加热线圈21与第2组电磁加热线圈22之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带31，在第2组电磁加热线圈22与第3组电磁加热线圈23之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带32，以及第3组电磁加热线圈23末端也设置有低温缓冲带33。

如图2所示，当N＝5时，第1组电磁加热线圈和第5组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上，第2组电磁加热线圈、第3组电磁加热线圈和第4组电磁加热线圈从左往右依次呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带，即在第1组电磁加热线圈与第2组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带31，在第2组电磁加热线圈与第3组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带32，在第3组电磁加热线圈与第4组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带33，在第4组电磁加热线圈与第5组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带34，以及第5组电磁加热线圈25末端也设置有低温缓冲带35。

这样结构设置，使得相邻电磁加热线圈之间呈非连续间断式连接，本专利采用阶梯间歇式感应加热滚筒杀青技术，通过逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀，促进杀青/滚烘/滚炒茶叶内外含水量的一致，叶质柔软，色泽匀润、鲜活，无焦边焦叶，将含水量控制在预期范围内(其中，杀青茶叶的含水量控制在45±2％)，有效降低绿茶苦涩味。

如图3～4所示：所述隔离支架包括上半圆支架11和下半圆支架12，上半圆支架11与下半圆支架12之间通过绝缘隔离组件18进行连接以形成用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架；将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，考虑到电磁加热线圈通电后形成涡流对闭合导电材料形成回路产生热量，因此为了避免产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作，需要对绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行绝缘隔离设置，防止形成涡流。

如图1所示：本发明中温度传感器的测温点安装结构的一个具体实现方式，在每组电磁加热线圈(21、22、23)外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈(21、22、23)所包绕部分滚筒10范围内的温度，这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒10外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒10内温度的通孔(51、52、53)；这些通孔(51、52、53)所在位置是在电磁加热线圈(21、22、23)安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈(21、22、23)宽度的中间位置；这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔(51、52、53)所形成的直线方向均与滚筒10壁面相互垂直且对准滚筒10的中心位置；由于各自对应电磁加热线圈(21、22、23)所包绕部分滚筒10范围内的温度呈现左右、上下阶梯状分布，所以在滚筒10的轴向中心以及径向中心所在的中间位置上所监测到温度能够反映对应电磁加热线圈(21、22、23)内温度的平均值；这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确。

其中，这些非接触式温度传感器与对应通孔(51、52、53)的间距为10cm～15cm。保证较短的监测间距，尽量避免外界热辐射对滚筒10内温度监测的影响。所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

如图2所示：本发明中温度传感器的测温点安装结构的另一个具体实现方式，在每组电磁加热线圈(21、22、23、24、25)外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈(21、22、23、24、25)所包绕部分滚筒10范围内的温度，这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒10外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒10内温度的通孔(51、52、53、54、55)；这些通孔(51、52、53、54、55)所在位置是在电磁加热线圈(21、22、23、24、25)安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈(21、22、23、24、25)宽度的中间位置；这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔(51、52、53、54、55)所形成的直线方向均与滚筒10壁面相互垂直且对准滚筒10的中心位置；由于各自对应电磁加热线圈(21、22、23、24、25)所包绕部分滚筒10范围内的温度呈现左右、上下阶梯状分布，所以在滚筒10的轴向中心以及径向中心所在的中间位置上所监测到温度能够反映对应电磁加热线圈(21、22、23、24、25)内温度的平均值；这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确。

其中，这些非接触式温度传感器与对应通孔(51、52、53、54、55)的间距为10cm～15cm。保证较短的监测间距，尽量避免外界热辐射对滚筒10内温度监测的影响。所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

如图3所示：在上半圆支架11的左右两末端分别设置有上凸出连接片111，这两个上凸出连接片111是与该上半圆支架11一体成型的；在下半圆支架12的左右两末端分别设置有下凸出连接片121，这两个下凸出连接片121是与该下半圆支架12一体成型的；上半圆支架11和下半圆支架12固定安装在机架17内侧的两个安装支撑架16上；上半圆支架11左右两末端上的两个上凸出连接片111分别与下半圆支架12的左右两末端上的两个下凸出连接片121之间通过相应的绝缘隔离组件18进行绝缘连接；如图3～4所示：所述绝缘隔离组件18包括两块绝缘垫片Ⅰ131、支撑垫块14和紧固件15，且支撑垫块14设置在两块绝缘垫片Ⅰ131之间；下半圆支架12的左右两末端上的两个下凸出连接片121与机架17内侧的两个安装支撑架16之间绝缘连接；两个下凸出连接片121分别与位于机架17内侧的两个安装支撑架16之间均设置有一块绝缘垫片Ⅱ132；紧固件15依次由上往下地贯穿通过对应的上凸出连接片111、绝缘垫片Ⅰ131、支撑垫块14、绝缘垫片Ⅰ131、下凸出连接片121和绝缘垫片Ⅱ132，将上凸出连接片111、绝缘垫片Ⅰ131、支撑垫块14、绝缘垫片Ⅰ131、下凸出连接片121和绝缘垫片Ⅱ132固定设置在安装支撑架16上。从而实现将上半圆支架11和下半圆支架12固定安装在机架17内侧的两个安装支撑架16上。

其中，所述紧固件15是由螺栓与螺母配合连接而成的。所述绝缘垫片Ⅰ131和绝缘垫片Ⅱ132的材质是采用耐高温塑料或者云母。

每组电磁加热线圈的排布长度为1.5d～2.0d，d为滚筒的直径，单位mm。

本发明的工作原理是：

本发明采用的非接触式温度传感器的基本工作原理是：是利用滚筒10内茶叶热辐射而发出红外线，从而测量滚筒10内茶叶的温度，可进行遥测。其优点有：1、由于和被测量介质不直接发生接触，所以不用考虑被接触介质的一些自身物理特性，例如：粘附、腐蚀、磨损等等都不会对传感器造成损害。而接触式的就要面临这些问题的额外解决；2、受空间局限性较小。对于一些距离较远不易接触到的被测量目标可以远距离测量温度；3、对于一些不方便接触测量的目标可以实现测量，例如旋转机械、运动中的目标等等。

采用本发明的技术方案，这样能够使得相邻电磁加热线圈之间呈非连续间断式连接，本专利采用阶梯间歇式感应加热滚筒杀青技术，通过逐级阶梯升温/降温、高低温间歇的加温技术，促使杀青/滚烘/滚炒茶叶内外温度均匀，促进杀青/滚烘/滚炒茶叶内外含水量的一致，叶质柔软，色泽匀润、鲜活，无焦边焦叶，将含水量控制在预期范围内(其中，杀青茶叶的含水量控制在45±2％)，有效降低绿茶苦涩味。

而且，其中隔离支架能够将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，以防止位于滚筒外部用于支撑固定电磁加热线圈的金属支架(即用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架)内形成涡流，这样有效地避免用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架内产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作；这样降低能耗的同时，也提高了茶叶加工设备的加热工作效率。

采用本发明的技术方案，能够将用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架进行上下分开绝缘隔离设置，以防止位于滚筒外部用于支撑固定电磁加热线圈的金属支架(即用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架)内形成涡流，这样有效地避免用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架内产生不必要的电能损耗以及额外散热排热工作；这样降低能耗的同时，也提高了茶叶加工设备的加热工作效率。

本发明所采用的这些非接触式温度传感器固定安装在位于外部的机架上且与滚筒保持一定的间距，所受茶叶加工环境的影响因子少，而且非接触式温度传感器对温度敏感、迅捷，温差变动小，这样结构简单、监测温度准确，有利于提升能源利用效率。因此，将电磁加热、远红外测温技术运用于茶叶加工机械当中，对于提升茶机技术水平，实现茶叶加工的节能减排、保持产品优质的长远目标有重要意义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，包括N组电磁加热线圈、用于绕设电磁加热线圈的隔离支架、用于对滚筒内温度实时监测的温度传感器、以及用于对滚筒内温度进行管理控制的温度控制器；

在每组电磁加热线圈外部设置有相应的温度传感器，这些温度传感器是用于监测各自对应组电磁加热线圈所包绕部分滚筒内温度；

温度传感器与温度控制器连接，温度传感器将实时监测获得的滚筒内温度输送给温度控制器，再由温度控制器调控电磁加热线圈对滚筒的加热温度，使得在滚筒内进行加工的茶叶温度能够控制在预设温度值；

在N组电磁加热线圈中，其中N为3或5的自然数；

第1组电磁加热线圈和第N组电磁加热线圈分别呈非等间距地排布绕设在位于滚筒外壁面的前后两端部的隔离支架上；

第2组电磁加热线圈、…、第(N-1)组电磁加热线圈分别呈等间距地排布绕设在滚筒外壁面的靠中间段位的隔离支架上；

相邻两组电磁加热线圈之间设置有间距宽度为10cm～15cm的间隙作为低温缓冲带。

2.根据权利要求1中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，这些温度传感器均采用非接触式温度传感器，这些非接触式温度传感器均固定安装在机架上，包绕在滚筒外壁面的隔热层和保温层上均开设有用于配合非接触式温度传感器进行监测滚筒内温度的通孔。

3.根据权利要求2中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，这些通孔所在位置是在电磁加热线圈安装水平面所对应的径向方向且位于对应组电磁加热线圈宽度的中间位置；

这些非接触式温度传感器的安装朝向分别与对应通孔所形成的直线方向均与滚筒(10)壁面相互垂直且对准滚筒(10)的中心位置。

4.根据权利要求1、2、3中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，所述隔离支架包括上半圆支架(11)和下半圆支架(12)，上半圆支架(11)与下半圆支架(12)之间通过绝缘隔离组件(18)进行连接以形成用于绕设电磁加热线圈的圆形筒体支架。

5.根据权利要求4中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，在上半圆支架(11)的左右两末端分别设置有上凸出连接片(111)，这两个上凸出连接片(111)是与该上半圆支架(11)一体成型的；

在下半圆支架(12)的左右两末端分别设置有下凸出连接片(121)，这两个下凸出连接片(121)是与该下半圆支架(12)一体成型的；

上半圆支架(11)和下半圆支架(12)固定安装在机架(17)内侧的两个安装支撑架(16)上；

上半圆支架(11)左右两末端上的两个上凸出连接片(111)分别与下半圆支架(12)的左右两末端上的两个下凸出连接片(121)之间通过相应的绝缘隔离组件(18)进行绝缘连接。

6.根据权利要求5中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，所述绝缘隔离组件(18)包括两块绝缘垫片Ⅰ(131)、支撑垫块(14)和紧固件(15)，且支撑垫块(14)设置在两块绝缘垫片Ⅰ(131)之间；下半圆支架(12)的左右两末端上的两个下凸出连接片(121)与机架(17)内侧的两个安装支撑架(16)之间绝缘连接；两个下凸出连接片(121)分别与位于机架(17)内侧的两个安装支撑架(16)之间均设置有一块绝缘垫片Ⅱ(132)；

紧固件(15)依次由上往下地贯穿通过对应的上凸出连接片(111)、绝缘垫片Ⅰ(131)、支撑垫块(14)、绝缘垫片Ⅰ(131)、下凸出连接片(121)和绝缘垫片Ⅱ(132)，将上凸出连接片(111)、绝缘垫片Ⅰ(131)、支撑垫块(14)、绝缘垫片Ⅰ(131)、下凸出连接片(121)和绝缘垫片Ⅱ(132)固定设置在安装支撑架(16)上。

7.根据权利要求6中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，所述紧固件(15)是由螺栓与螺母配合连接而成的。

8.根据权利要求6、7中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，所述绝缘垫片Ⅰ(131)和绝缘垫片Ⅱ(132)的材质是采用耐高温塑料或者云母。

9.根据权利要求2、3、5、6中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，这些非接触式温度传感器与对应通孔的间距为10cm～15cm。

10.根据权利要求2、3、5、6中所述的一种滚筒式茶叶加工设备的阶梯间歇式电磁感应加热结构，其特征在于，所述隔热层是采用多块云母板连接组成的。

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