CN207151818U - 一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备，包括立体式摊晾装置、智能升降装置和智能环境控制装置；立体式摊晾装置包括摊晾框架装置、升降托架装置、传动装置和摊晾抽屉装置；智能升降装置包括PLC控制器、触摸屏、对齐传感器、变频器和继电器；智能环境控制装置包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、称重传感器、超声波加湿器、风机、风管和空调系统；本实用新型能代替普通的平面摊晾或竹编摊晾，能立体摊晾；通过触摸屏与PLC控制，实现抽屉托架的任意升降对齐，并能对多种茶叶加工提供环境控制。本实用新型结构简单，能充分解决中小型茶叶加工企业因厂房、资金受限而不能很好进行鲜叶摊放或萎凋的问题。

Description

一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备

技术领域

本实用新型涉及一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备，具体涉及一种新型的智能高效、节约空间的茶鲜叶摊晾萎凋设备，应用于茶叶初加工过程中鲜叶的摊晾萎凋工序，属于茶叶加工机械技术领域。

背景技术

茶鲜叶，指从茶树(Camellia.sinesis L.Kuntze)上采摘的新梢，由芽和嫩叶组成，是茶叶加工的原料。

在茶叶加工过程中，鲜叶的摊晾和萎凋质量直接影响茶叶品质的高低。据调查：我国茶叶初加工企业绝大部分为中小型企业，普遍存在鲜叶摊青(萎凋)间面积小、摊叶过厚以及摊晾萎凋设备过于简单等问题。虽然目前已研发出贮青机(立体式茶叶摊晾萎凋装备)，实现了自动化上料和卸料以及温湿度的调控，但因贮青机价格昂贵，对场地要求高(高度≥4m、长度8-10m)，目前主要应用于大型茶叶加工企业的生产线，而占绝大多数的中小型茶企则因资金、场地受限而很少应用，主要采用传统的“竹盘+晾青架”方式以及萎凋槽方法。这两种方法都在一定程度上提高了单位面积的摊叶量，但也存在一些问题。如竹盘摊晾就存在以下问题：第一，竹盘为生物质材料，易损坏，需要定期更换，所以需要反复多次投资；第二，竹盘易被微生物污染，同时因竹盘面积较小，容易在上料和下料时使茶鲜叶或摊晾萎凋叶落地，加之竹盘搬运方便，容易随意放置地面，不利于茶叶的清洁化加工。第三，每个竹盘盛放的鲜叶量少，上料、下料的次数多，工作量大。萎凋槽的摊叶厚度可达20cm，底部的强通风易导致茶鲜叶失水不匀，不利于优质茶的加工。此外，因茶鲜叶的加工量随季节变化差异较大，在采摘的“洪峰期”，茶鲜叶摊晾设备的缺乏已成为严重影响中小企业茶叶品质和安全的因素。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备，该设备具有智能高效、节约空间的特点。

本实用新型提供如下技术方案：

一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备，包括立体式摊晾装置、智能升降装置和智能环境控制装置。

所述立体式摊晾装置包括摊晾框架装置、升降托架装置、传动装置和摊晾抽屉装置；所述摊晾框架装置包括八根方管立柱、地脚固定板、顶脚固定板、方管H架和抽屉托架；其中四根方管立柱一竖直放置构成一个长方体空间置于萎凋间一侧；每根方管立柱一的上下两端分别通过地脚固定板和顶脚固定板固定于地板和天花板；四根方管立柱一的上部用水平放置的方管H架连接在一起；另外四根方管立柱二竖直放置构成一个长方体空间作为萎凋间，方管立柱二的上下两端也分别通过地脚固定板和顶脚固定板固定于地板和天花板；萎凋间内与方管立柱二垂直等间距平行设置多组抽屉托架，用于竖直方向上分层水平放置多层摊晾抽屉。所述萎凋间是一个密闭的空间。

所述升降托架装置包括直线轴承和升降托架；四个直线轴承分别可活动的套在四根方管立柱一上，直线轴承能沿方管立柱一上下直线移动；两根升降托架的两端分别连接四个直线轴承，且两根升降托架平行设置；升降托架呈L型，升降托架底面与地面平行，升降托架侧立面与方管立柱的侧立面平行且与直线轴承连接；升降托架能沿方管立柱垂直升降。

所述传动装置包括轴端链轮、轴端轴承座、传动轴一、传动轴二、联轴器、中间轴承座、托架升降链条、传动链条一、传动链条二、角钢链罩、链条张紧装置、换向器、换向器链轮、换向器联轴器和刹车电机减速器；所述传动轴一与传动轴二分别通过传动轴联轴器连接组成单侧传动轴水平放置于所述方管H架上方两侧且与升降托架平行；单侧传动轴的两端由轴端轴承座支撑、单侧传动轴的中间由中间轴承座支撑；单侧传动轴的两端分别连接两个所述的轴端链轮；升降托架通过托架升降链条和轴端链轮连接；单侧传动轴中间连接中间链轮；所述刹车电机减速器通过换向器联轴器连接换向器，刹车电机减速器和换向器固定于方管H架顶部；换向器两侧输出轴分别连接两个换向器链轮且两个换向器链轮的转向相反；两个换向器链轮分别通过与之配合的传动链条一和传动链条二与两侧的中间链轮连接；所述的传动链条一长度大于传动链条二；较长的传动链条一装有链条张紧装置，链条张紧装置的支架上装有上下位置可调的张紧链轮，通过张紧链轮的位置使传动链条一和传动链条二传递到两侧传动轴的运动保持同步；所述角钢链罩为两根，分别置于传动链条一和传动链条下侧以保证安全；所述换向器通过联轴器连接刹车电机，其两侧输出轴的转向相反，并通过链条和链轮与两侧的单侧传动轴链接，使两侧的传动轴转向相反实现升降托架提升和下降。

所述摊晾抽屉装置包括多层水平放置的摊晾抽屉；所述摊晾抽屉呈矩形；摊晾抽屉底部为网状；摊晾抽屉底部装有多组滚轮，摊晾抽屉通过滚轮放置在抽屉托架上；当每层抽屉托架与升降托架对齐处以同一水平线时，摊晾抽屉能在抽屉托架和与其对齐的升降托架之间滚动，实现摊晾抽屉的移动。

所述智能升降装置包括PLC控制器、触摸屏、对齐传感器、变频器和继电器；所述PLC控制器与触摸屏连接；所述对齐传感器选用槽型光电传感器；对齐传感器水平安装在升降托架上靠近方管立柱二的一端，对齐传感器的U型槽朝向方管立柱二上的各层抽屉托架定位挡板；立柱二靠近升降托架的一端的每层抽屉托架角钢的外侧均竖直设有一个定位挡板；对齐传感器跟随升降托架升降时，每层的定位挡板正对传感器U型槽内部；所述的对齐传感器与PLC控制器连接，用于检测升降托架的位置；通过触摸屏触摸界面与PLC控制器通信，PLC控制器通过继电器控制刹车电机的启停和正反转，实现升降托架与某一层抽屉托架对齐，实现载有摊晾抽屉的升降托架的自动升降；所述变频器输出连接继电器，继电器连接刹车电机，继电器的控制端连接PLC，可通过继电器控制刹车电机的启停及正反转，通过变频器调节刹车电机的转速控制升降托架的升降速度。

所述智能环境控制装置包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、称重传感器、超声波加湿器、风机、风管和空调系统；所述温湿度传感器和二氧化碳浓度传感器均置于萎凋间内部的抽屉托架层间并分别与所述的PLC控制器连接，分别用于检测萎凋间的温度和湿度及二氧化碳浓度；所述称重传感器与PLC连接置于每层摊晾抽屉底部，用于检测摊晾抽屉重量的变化；所述超声波加湿器置于最下层摊晾抽屉正下方的萎凋间地板上，用于调节环境湿度；所述风机置于萎凋间的室外，并连接布置于萎凋间内地面及侧面的风管，通过风管向萎凋间内通风；所述空调系统置于萎凋间内，可对萎凋间温湿度进行调控。

本实用新型还涉及一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备的控制方法，步骤如下：

1)智能升降系统工作时，PLC控制器中存储有可实现智能升降与对齐的编程控制程序(可根据现有技术编程)，内容包括对齐传感器数据采集、升降托架的智能升降控制；PLC处理器接收对齐传感器实时采集的升降托架的位置，判断其位置是否与指定层的抽屉托架对齐，对齐后自动停止，将指定层摊晾抽屉移动至升降托架上，然后下降至地板位置进行茶鲜叶摊放，摊放完成后再提升至指定层抽屉托架，并将摊晾抽屉移至该层抽屉托架上，通过智能升降装置进行各层摊晾抽屉的茶鲜叶上料和薄层摊晾；

2)进行茶鲜叶摊晾萎凋时，PLC控制器中存储有智能环境控制程序(可根据现有技术编程)，内容包括传感器采集、温湿度智能控制；PLC处理器通过与其连接的各个传感器实时采集的环境温湿度、CO₂浓度、摊晾抽屉失重等数据信息，并通过控制风机、超声波加湿器、空调系统(包含排湿的功能、温度控制功能)等设备对萎凋间环境进行调控；

3)当采集的茶鲜叶失重、摊晾萎凋时间等达到萎凋要求时，进行卸料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果及优点是：

本实用新型结构简单、设计合理、价格便宜，能充分解决中小型茶叶加工企业因厂房、资金受限而不能很好进行鲜叶摊放或萎凋的问题；(1)可以代替普通的平面摊晾或竹编摊晾，具有立体摊晾设计，节省空间，有效扩大摊晾面积，可以薄层摊晾，提高摊晾质量，有助于提高茶叶品质，适应于连续化、清洁化生产；(2)智能升降控制，可通过触摸屏与PLC控制，实现升降托架与抽屉托架的对齐，将摊晾抽屉升降至指定层的位置，节省了劳动力，降低了劳动强度；(3)智能环境控制，通过各种传感器检测环境温湿度及二氧化碳浓度等信息，配合超声波加湿器和风机，有效控制环境参数，可对多种茶叶加工提供环境控制。

附图说明

图1本实用新型的整体结构图

图2本实用新型的摊晾抽屉结构图

图3本实用新型的直线轴承结构图

图4本实用新型控制系统框图。

图5本实用新型的控制流程图。

图中：1-地脚固定板、2-直线轴承部件、3-方管立柱、4-升降托架、5-托架升降链条、6-轴端链轮、7-顶脚固定板、8-传动轴一、9-角钢链罩、10-方管H架、11-传动轴联轴器、12-中间轴承座、13-中间链轮、14-传动轴二、15-传动链条一、16-链条张紧装置、17-轴端轴承座、18-张紧链轮、19-换向器链轮、20-换向器、21-换向器联轴器、22-刹车电机减速器、23-传动链条二、24-抽屉托架角钢、25-摊晾抽屉、26-抽屉角钢、27-不锈钢扁钢、28-螺栓紧固件、29-不锈钢钢丝绳、30-不锈钢网、31-滚轮、32-直线轴承侧板、33-轴压块紧固件、34-紧固套件、35-滚柱轴承、36-轴压块、37-轴承轴、38-薄壁轴承、39-双头螺柱。

具体实施方式

本实用新型包括立体式摊晾装置、智能升降装置和智能环境控制装置。本实用新型中所使用的温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、称重传感器、超声波加湿器、风机和空调系统等均可市购得到。如无特殊说明，本实用新型所使用设备均可采用现有件。

本实施例中，立体式摊晾装置的长宽高分别为4.8m×2.8m×3.8m，抽屉托架层间距0.2m。

如图1所示，立体式摊晾装置包括摊晾框架装置、升降托架装置、传动装置、摊晾抽屉装置；所述摊晾框架装置包括地脚固定板1、方管立柱3、顶脚固定板7、方管H架10、抽屉托架角钢24，8根方管立柱3上下各焊接顶脚固定板7和地脚固定板3，然后通过膨胀螺栓分别竖直布置构成外部长方体空间用于升降托架4的垂直升降、构成内部长方体空间的方管立柱内表面焊接多层平行的抽屉托架角钢24用于放置多层摊晾抽屉25，所述方管H架10平行于地面以焊接方式连接外部长方体空间的4根方管立柱3，方管H架10上面用于放置主要的传动装置；所述升降托架装置包括直线轴承部件2、升降托架4，所述升降托架4以焊接方式与套在方管立柱上垂直直线运动的直线轴承部件2连接，所述升降托架4有2根高度相同且平行地面的角钢组成，升降托架4可以沿方管立柱3垂直升降；所述传动装置包括托架升降链条5、传动轴一8、传动轴二14、传动轴联轴器11、轴端轴承座17、中间轴承座12、轴端链轮6、中间链轮13、传动链条一15、传动链条二23、链条张紧装置16、张紧链轮18、角钢链罩9、换向器链轮19、换向器20、换向器联轴器21、刹车电机减速器22，所述传动轴一8与传动轴二14通过传动轴联轴器11连接后组成的单侧传动轴水平放置于方管H架10上且与升降托架4平行，单侧传动轴的两端和中间分别由轴端轴承座17和中间轴承座12支撑，单侧传动轴的两端安装的两个所述轴端链轮6上分别配合有2条托架升降链条5，托架升降链条5的一端悬空、另一端与升降托架4连接，单侧转动轴中间安装的所述中间链轮13分别通过传动链条一15、传动链条二23与所述换向器20两侧转向相反的输出轴上的换向器链轮19配合，所述换向器20通过所述换向器联轴器21与所述刹车电机减速器22连接，刹车电机减速器22和换向器20分别通过螺栓偏置固定于方管H架10上侧，刹车电机减速器22工作时可通过上述传动链带动升降托架4运载某层的摊晾抽屉25升降，其中，较长的传动链条一15装有所述的链条张紧装置16，通过所述的张紧链轮18使两传动链条传递到两侧传动轴的运动保持同步，所述2根角钢链罩9分别置于传动链条一15和传动链条二23下侧以保证食品安全，本实用新型智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备实施时，上述零部件除刹车电机减速器和换向器外，均采用不锈钢材料。

如图2所示，摊晾抽屉25包括抽屉角钢26、不锈钢扁钢27、螺栓紧固件28、不锈钢钢丝绳29、不锈钢网30、滚轮31，所述摊晾抽屉25由4根抽屉角钢26焊接构成，摊晾抽屉25角钢框架内部用多组螺栓紧固件28和不锈钢扁钢27固定的不锈钢网30且底部托有不锈钢钢丝绳29，摊晾抽屉25底部装有多组滚轮31，可以在抽屉托架与所在抽屉托架对齐的升降托架4之间滚动，实现摊晾抽屉25的移动，且所述摊晾抽屉装置包括多层摊晾抽屉25，摊晾茶鲜叶前可在摊晾抽屉上面铺放一层聚乙烯网，每层摊晾抽屉上均可以通过升降托架将其移至外部长方体空间摊晾茶叶鲜叶，然后升降托架将其提升至对应层，推入内部长方体空间的抽屉托架进行萎凋，萎凋达到要求后再将其移至地面将萎凋后的茶鲜叶移至后续工序。

本发明中，萎凋间是由四根立柱和多层摊晾抽屉构成的一个相对密闭的空间(整个摊晾萎凋设备放在一个可以密闭的房间中)。

如图3所示，直线轴承部件包括直线轴承侧板32、轴压块紧固件33、紧固套件34、滚柱轴承35、轴压块36、轴承轴37、薄壁轴承38、双头螺柱39，立体式摊晾装置共有4套该部件，分别套在外部长方体空间的4根方管立柱3上，并与之配合直线垂直升降，其内侧与升降托架4连接，实现升降托架的竖直方向升降。

Claims (1)

1.一种智能化茶鲜叶摊晾萎凋设备，其特征在于包括立体式摊晾装置、智能升降装置和智能环境控制装置；

所述立体式摊晾装置包括摊晾框架装置、升降托架装置、传动装置和摊晾抽屉装置；所述摊晾框架装置包括八根方管立柱、地脚固定板、顶脚固定板、方管H架和抽屉托架；其中四根方管立柱一竖直放置构成一个长方体空间置于萎凋间一侧；每根方管立柱一的上下两端分别通过地脚固定板和顶脚固定板固定于地板和天花板；四根方管立柱一的上部用水平放置的方管H架连接在一起；另外四根方管立柱二竖直放置构成一个长方体空间作为萎凋间，方管立柱二的上下两端也分别通过地脚固定板和顶脚固定板固定于地板和天花板；萎凋间内与方管立柱二垂直等间距平行设置多组抽屉托架，用于竖直方向上分层水平放置多层摊晾抽屉；

所述升降托架装置包括直线轴承和升降托架；四个直线轴承分别可活动的套在四根方管立柱一上，直线轴承能沿方管立柱一上下直线移动；两根升降托架的两端分别连接四个直线轴承，且两根升降托架平行设置；升降托架呈L型，升降托架底面与地面平行，升降托架侧立面与方管立柱的侧立面平行且与直线轴承连接；升降托架能沿方管立柱垂直升降；

所述传动装置包括轴端链轮、轴端轴承座、传动轴一、传动轴二、联轴器、中间轴承座、托架升降链条、传动链条一、传动链条二、角钢链罩、链条张紧装置、换向器、换向器链轮、换向器联轴器和刹车电机减速器；所述传动轴一与传动轴二分别通过传动轴联轴器连接组成单侧传动轴水平放置于所述方管H架上方两侧且与升降托架平行；单侧传动轴的两端由轴端轴承座支撑、单侧传动轴的中间由中间轴承座支撑；单侧传动轴的两端分别连接两个所述的轴端链轮；升降托架通过托架升降链条和轴端链轮连接；单侧传动轴中间连接中间链轮；所述刹车电机减速器通过换向器联轴器连接换向器，刹车电机减速器和换向器固定于方管H架顶部；换向器两侧输出轴分别连接两个换向器链轮且两个换向器链轮的转向相反；两个换向器链轮分别通过与之配合的传动链条一和传动链条二与两侧的中间链轮连接；所述的传动链条一长度大于传动链条二；较长的传动链条一装有链条张紧装置，链条张紧装置的支架上装有上下位置可调的张紧链轮，通过张紧链轮的位置使传动链条一和传动链条二传递到两侧传动轴的运动保持同步；所述角钢链罩为两根，分别置于传动链条一和传动链条下侧以保证安全；所述换向器通过联轴器连接刹车电机，其两侧输出轴的转向相反，并通过链条和链轮与两侧的单侧传动轴链接，使两侧的传动轴转向相反实现升降托架提升和下降；

所述摊晾抽屉装置包括多层水平放置的摊晾抽屉；所述摊晾抽屉呈矩形；摊晾抽屉底部为网状；摊晾抽屉底部装有多组滚轮，摊晾抽屉通过滚轮放置在抽屉托架上；当每层抽屉托架与升降托架对齐处以同一水平线时，摊晾抽屉能在抽屉托架和与其对齐的升降托架之间滚动，实现摊晾抽屉的移动；

所述智能升降装置包括PLC控制器、触摸屏、对齐传感器、变频器和继电器；所述PLC控制器与触摸屏连接；所述对齐传感器选用槽型光电传感器；对齐传感器水平安装在升降托架上靠近方管立柱二的一端，对齐传感器的U型槽朝向方管立柱二上的各层抽屉托架定位挡板；立柱二靠近升降托架的一端的每层抽屉托架角钢的外侧均竖直设有一个定位挡板；对齐传感器跟随升降托架升降时，每层的定位挡板正对传感器U型槽内部；所述的对齐传感器与PLC控制器连接，用于检测升降托架的位置；通过触摸屏触摸界面与PLC控制器通信，PLC控制器通过继电器控制刹车电机的启停和正反转，实现升降托架与某一层抽屉托架对齐，实现载有摊晾抽屉的升降托架的自动升降；所述变频器输出连接继电器，继电器连接刹车电机，继电器的控制端连接PLC，可通过继电器控制刹车电机的启停及正反转，通过变频器调节刹车电机的转速控制升降托架的升降速度；

所述智能环境控制装置包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、称重传感器、超声波加湿器、风机、风管和空调系统；所述温湿度传感器和二氧化碳浓度传感器均置于萎凋间内部的抽屉托架层间并分别与所述的PLC控制器连接，分别用于检测萎凋间的温度和湿度及二氧化碳浓度；所述称重传感器与PLC连接置于每层摊晾抽屉底部，用于检测摊晾抽屉重量的变化；所述超声波加湿器置于最下层摊晾抽屉正下方的萎凋间地板上，用于调节环境湿度；所述风机置于萎凋间的室外，并连接布置于萎凋间内地面及侧面的风管，通过风管向萎凋间内通风；所述空调系统置于萎凋间内，对萎凋间温湿度进行调控。