CN204930234U - 自控式茶叶揉捻机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的是茶叶加工设备领域的一种自控式茶叶揉捻机，该揉捻机包括机架、运动支架、揉捻机构、加压机构以及驱动机构，所述揉捻机构包括安装在机架上的揉盘、位于揉盘上的揉筒和位于揉筒内的压盖，压盖上方通过加压机构与运动支架相连，所述驱动机构安装在机架上并能带动运动支架和揉筒在揉盘上做圆周运动，还包括控制系统，所述加压机构上设有称重传感器，驱动机构上设有电机调速器，所述揉盘下方还设有出料机构，所述称重传感器、电机调速器和出料机构都由控制系统进行控制。工作时，控制系统根据压力设定值和称重传感器的检测值形成对压力的闭环控制，进而控制压盖压力和揉筒转速，使得茶叶品质的一致性更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及茶叶加工设备领域，尤其涉及一种可实现自动化控制的茶叶揉捻机。
背景技术
目前的茶叶揉捻机，包括机架、揉筒、揉盘、压盖、运动支架、电机、丝杆机构等，揉盘固定安装在机架上，揉筒固定在运动支架上，压盖通过丝杆机构安装在运动支架上，工作时，通过电机驱动运动架转动，进而带动揉筒、丝杆机构、压盖在揉盘上方相对揉盘作偏心圆周运动，同时通过丝杠机构带动压盖动作，茶叶在揉筒中受压盖和揉盘上棱骨的作用而卷曲成条，部分细胞扭曲破碎，挤出茶汁。揉捻过程中，压力是影响茶叶揉捻品质的重要因素，不同揉捻压力下的加工处理，对茶叶的外形和汤色、滋味等因子的感官审评都有较大的影响，其中压盖施加在揉筒内的压力主要影响揉筒内压力的时间平均值，揉筒的转速主要影响揉筒内压力的波动周期与波动峰值。
但目前的茶叶揉捻机存在以下的缺点：一、人工调节丝杆机构，无法准确、直观的控制压盖压力，压力过重，往往会造成条索扁碎，汤色、滋味也不理想；压力过轻，则茶叶无法卷曲成条，汤色、滋味亦不理想，因此对操作人员的经验依赖性大，导致相同批次茶叶揉捻出的品质参差不齐、揉捻效果不理想，影响茶叶品质，并无法保证茶叶品质的一致性。二、揉筒转速不可调节，不能随所需揉捻压力的变化而调整，不利于茶叶在揉筒内翻转受力，阻碍了茶叶品质的提高。三、压盖压力和揉筒转速不能实现自动化控制，对于老嫩程度不同的茶叶，需要不同的压力和转速，传统的揉捻机大都通过经验来选取，不利于控制茶叶的品质。
实用新型内容
为克服现有茶叶揉捻机存在的上述缺点和不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能根据茶叶老嫩程度和含水量来自动控制压盖压力和揉桶转速的茶叶揉捻机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：自控式茶叶揉捻机，包括机架、运动支架、揉捻机构、加压机构以及驱动机构，所述揉捻机构包括揉盘、揉筒和压盖，揉盘安装在机架上，揉筒位于揉盘上方并且通过运动支架与机架相连，所述压盖位于揉筒内，压盖上方通过加压机构与运动支架相连，所述驱动机构安装在机架上并能带动运动支架和揉筒在揉盘上做圆周运动，还包括控制系统，所述加压机构上设有称重传感器，驱动机构上设有电机调速器，所述揉盘下方还设有出料机构，所述称重传感器、电机调速器和出料机构都由控制系统进行控制。
进一步的是，所述控制系统包括数据采集存储系统以及输入显示系统。
进一步的是，所述加压机构包括步进电机、丝杆机构和悬臂梁，所述步进电机安装在运动支架上并且能带动丝杆机构的丝杆转动，所述悬臂梁一端通过滑动螺母与丝杆相连，另一端通过称重传感器与压盖相连。
进一步的是，所述压盖上设有连接杆，连接杆一端与压盖相连，另一端可滑动的连接在悬臂梁上，所述连接杆与悬臂梁之间设有弹簧，连接杆的顶端与称重传感器的感应端相接触。
进一步的是，所述运动支架包括人字架和曲柄，所述人字架固定在揉筒侧面，所述加压机构安装在人字架上，所述曲柄包括三个，均布在揉筒的三个角上，其中一个曲柄两端分别与人字架和驱动机构铰接，另外两个曲柄的两端则分别与揉筒和机架铰接。
进一步的是，所述出料机构包括液压缸和挡板，所述揉盘的中部设有出料口，所述挡板位于出料口的下方，液压缸推动挡板转动，可实现出料口的开合。
本实用新型的有益效果是：在对茶叶进行揉捻之前，首先测出茶叶的老嫩程度和含水量，然后将参数输入到控制系统中，控制系统根据输入的数据与预先设定的参数进行对比，然后自行设定初始压力值和揉桶转速，控制系统根据压力设定值和称重传感器的检测值形成对压力的闭环控制，进而输出控制信号控制电机调速器，改变揉桶转速与压盖压力相匹配，茶叶品质的一致性好。在设置了数据采集存储系统和显示系统后，进一步的，操作人员可以通过显示系统直观的对当前加工参数、设定参数、历史参数进行对比、观察，从而实现对加工过程的实时监控、微调优化，保证了产品的可追溯性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中标记为，1-机架，2-揉捻机构，3-加压机构，4-运动支架，5-驱动机构，6-控制系统，7-称重传感器，8-出料机构，21-揉盘，22-揉筒，23-压盖，24-连接杆，25-弹簧，26-出料口，31-步进电机，32-丝杆机构，33-悬臂梁，34-丝杆，35-滑动螺母，41-人字架，42-曲柄，81-液压缸，82-挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括机架1、揉捻机构2、加压机构3,运动支架4以及驱动机构5，所述揉捻机构2包括揉盘21、揉筒22和压盖23，揉盘21安装在机架1上，揉筒22位于揉盘21上方并且通过运动支架4与机架1相连，所述压盖23位于揉筒22内，压盖23上方通过加压机构3与运动支架4相连，所述驱动机构5安装在机架1上并能带动运动支架4和揉筒22在揉盘21上做圆周运动，还包括控制系统6，所述加压机构3上设有称重传感器7，驱动机构5上设有电机调速器，所述揉盘21下方还设有出料机构8，所述称重传感器7、电机调速器和出料机构8都由控制系统6进行控制。本实用新型主要通过控制系统6对各部件机构进行控制，首先根据茶叶的老嫩程度和含水量设定一个初始的压盖压力和揉筒转速，然后随着揉捻工作的进行，称重传感器7会根据检测到的压力与设定压力进行实时对比，并将信号反馈给加压机构3和驱动机构5，控制压力和转速，从而实现压力和转速的闭环控制，避免了人为根据加工工艺控制压力和转速而影响茶叶品质的一致性，最后控制系统根据揉捻时间判断揉捻程度，达到标准后可控制出料机构8进行出料操作，实现完全的自动化操作，节约了人工成本。
所述控制系统6包括数据采集存储系统以及输入显示系统。该控制系统6内预先根据茶叶的老嫩程度和含水量设有不同的等级参数，每个等级都对应有不同的压盖压力和揉桶转速参数以及揉捻时间参数，这些参数都是经过多次试验后得到的最佳参数，保证了茶叶品质的一致性。操作人员还可以通过显示系统直观的对当前加工参数、设定参数、历史参数进行对比、观察，从而强化对加工过程的实时监控、微调优化，尤其是在产品工艺开发时的参数优化，并进一步保证产品的可追溯性。
所述加压机构3的具体结构是：包括步进电机31、丝杆机构32和悬臂梁33，所述步进电机31安装在运动支架4上并且能带动丝杆机构32的丝杆34转动，所述悬臂梁33一端通过滑动螺母35与丝杆34相连，另一端通过称重传感器7与压盖23相连。步进电机31在带动丝杆34转动的时候，悬臂梁33上的滑动螺母35在丝杆机构32的限制作用下只能在丝杆34上上下滑动。步进电机31接受称重传感器7的信号决定正反转，实现对悬臂梁33的位置控制，从而达到控制压盖23压力的目的。
进一步的，所述压盖23上设有连接杆24，连接杆24一端与压盖23相连，另一端可滑动的连接在悬臂梁33上，所述连接杆24与悬臂梁33之间设有弹簧25，连接杆24的顶端与称重传感器7的感应端相接触。压盖23受到的压力会通过连接杆24传递到称重传感器7内，弹簧25主要是起缓冲的作用，避免因刚性对称重传感器7造成影响，随后称重传感器7会将信号传给步进电机31和控制系统6，步进电机31会根据信号做出响应，移动悬臂梁33的位置，直到称重传感器7的压力与设定压力相同为止。
所述运动支架4包括人字架41和曲柄42，所述人字架41固定在揉筒22侧面，所述加压机构3安装在人字架41上，所述曲柄42包括三个，均布在揉筒22的三个角上，其中一个曲柄42两端分别与人字架41和驱动机构5铰接，另外两个曲柄42的两端则分别与揉筒22和机架1铰接。驱动机构5为其中一个曲柄42和人字架41提供动力，使得揉筒22在三个曲柄42的作用下能够在揉盘21上稳定的作偏心圆周运动。
所述出料机构8包括液压缸81和挡板82，液压缸81与挡板82铰接，挡板82可转动的安装在机架1上，所述揉盘21的中部设有出料口26，所述挡板82位于出料口26的下方，液压缸81推动挡板82转动，可实现出料口26的开合。液压缸81由控制系统6进行控制，从而实现卸料的自动化控制，减少人工操作。
Claims (6)
1.自控式茶叶揉捻机，包括机架(1)、揉捻机构(2)、加压机构(3)、运动支架(4)和驱动机构(5)，所述揉捻机构包括揉盘(21)、揉筒(22)和压盖(23)，揉盘(21)安装在机架(1)上，揉筒(22)位于揉盘(21)上方并且通过运动支架(4)与机架(1)相连，所述压盖(23)位于揉筒(22)内，压盖(23)上方通过加压机构与运动支架(4)相连，所述驱动机构(5)安装在机架(1)上并能带动运动支架(4)和揉筒(22)在揉盘(21)上做圆周运动，其特征是：还包括控制系统(6)，所述加压机构上设有称重传感器(7)，驱动机构(5)上设有电机调速器，所述揉盘(21)下方还设有出料机构(8)，所述称重传感器(7)、电机调速器和出料机构(8)都由控制系统(6)进行控制。
2.如权利要求1所述的自控式茶叶揉捻机，其特征是：所述控制系统(6)包括数据采集存储系统以及输入显示系统。
3.如权利要求1所述的自控式茶叶揉捻机，其特征是：所述加压机构(3)包括步进电机(31)、丝杆机构(32)和悬臂梁(33)，所述步进电机(31)安装在运动支架上并且能带动丝杆机构(32)的丝杆(34)转动，所述悬臂梁(33)一端通过滑动螺母(35)与丝杆(34)相连，另一端通过称重传感器(7)与压盖(23)相连。
4.如权利要求3所述的自控式茶叶揉捻机，其特征是：所述压盖(23)上设有连接杆(24)，连接杆(24)一端与压盖(23)相连，另一端可滑动的连接在悬臂梁(33)上，所述连接杆(24)与悬臂梁(33)之间设有弹簧(25)，连接杆(24)的顶端与称重传感器(7)的感应端相接触。
5.如权利要求1、2、3或4所述的自控式茶叶揉捻机，其特征是：所述运动支架(4)包括人字架(41)和曲柄(42)，所述人字架(41)固定在揉筒(22)侧面，所述加压机构(3)安装在人字架(41)上，所述曲柄(42)包括三个，均布在揉筒(22)的三个角上，其中一个曲柄(42)两端分别与人字架(41)和驱动机构(5)铰接，另外两个曲柄(42)的两端则分别与揉筒(22)和机架(1)铰接。
6.如权利要求5所述的自控式茶叶揉捻机，其特征是：所述出料机构(8)包括液压缸(81)和挡板(82)，所述揉盘(21)的中部设有出料口(26)，所述挡板(82)位于出料口(26)的下方，液压缸(81)推动挡板(82)转动，可实现出料口(26)的开合。
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