具有精确压力测量能力的茶叶揉捻机及其使用方法与流程

本发明涉及制茶的技术领域，尤其涉及一种具有精确压力测量能力的茶叶揉捻机及其使用方法。

背景技术：

揉捻是茶叶加工生产中重要的工艺，此工艺的作用是破坏杀青叶中的组织细胞，揉捻出茶汁，使茶叶初步成形。目前，大批量的茶叶揉捻由揉捻机完成。揉捻机主要由揉捻装置、出料装置、加压装置和控制模块组成。传统的揉捻机由人工手动控制下料盘关闭和开启，手工旋转摇柄控制加压盖的上下运动和加压压力大小，操作效率低，生产效益低，易出现安全问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现用于揉捻机的自动化出料装置和自动化加压装置，以替代手动操作。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种茶叶揉捻机，所述茶叶揉捻机包括揉捻装置、出料装置、加压装置和用于控制所述揉捻装置、所述出料装置和所述加压装置的控制模块，其特征在于，所述出料装置包括下料盘、用于顶住所述下料盘的门栓、下料盘控制机构和门栓控制机构，所述加压装置包括加压盖和加压盖控制机构，

所述下料盘控制机构包括电动推杆、第二连杆和所述下料盘的翻转轴，其中所述电动推杆的伸缩杆连接到所述第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端连接到所述翻转轴，

所述门栓控制机构包括推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁的顶柱与所述门栓连接以带动所述门栓进行摆动，

所述加压盖控制机构包括液压系统，所述液压系统被构造为通过伸出杆来驱动所述加压盖进行加压操作，并且在所述伸出杆和所述加压盖之间依次设置有凹形杯和压力传感器。

本发明还涉及一种上文所述的茶叶揉捻机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过控制模块启动电动推杆来使得所述下料盘绕翻转轴旋转以关闭下料盘；

通过控制模块启动推拉式电磁铁来使得门栓进行摆动以顶住所述下料盘；

通过控制模块启动步进电机来使得加压盖对待揉捻的茶叶进行加压；

通过控制模块启动揉捻装置执行揉捻操作；

通过控制模块根据压力传感器测得的压力实时对液压系统进行调整。

本发明的实施例的有益效果在于：茶叶揉捻机能够实现对下料装置和加压装置的自动化控制，而且能够实时并且更精确地测量加压装置的压力大小，从而实现对加压压力的自适应控制。

附图说明

图1为本发明实施例的茶叶揉捻机的主视图；

图2示出了本发明实施例的茶叶揉捻机的出料装置的局部侧视图；

图3示出了本发明实施例的茶叶揉捻机的出料装置的局部底视图；

图4示出了本发明实施例的茶叶揉捻机的加压装置的局部侧视图；

图5示出了根据本发明实施例的茶叶揉捻机的使用方法的流程图。

标号说明：1-步进电机；2-同步带传动；3-液压泵；4-输油管；5-支撑板；6-油箱；7-半圆形支柱；8-加压盖；9-揉捅；10-捅毂；11-第一连杆；12-主电机；13-带传动；14-电动推杆；15-回油管；16-控制电机；

17-数字液压缸；18-凹型杯；19-压力传感器；20-铰支座；21-翻转轴；22-第二连杆；23-门栓；24-卡扣；25-推拉式电磁铁；26-下料盘。

具体实施方式

为详细说明本申请的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本申请主要的构思在于:利用电动推杆和推拉式电磁铁分别实现对下料盘和门栓的自动化控制，并且利用液压装置实现对加压装置的自动化控制，并且利用压力传感器实时测量并且调整加压装置的压力。

请参照图1，本发明的实施例的茶叶揉捻机主要包括揉捻装置、出料装置、加压装置和用于控制所述揉捻装置、所述出料装置和所述加压装置的控制模块。所述出料装置包括下料盘、用于顶住所述下料盘的门栓、下料盘控制机构和门栓控制机构，所述加压装置包括加压盖和加压盖控制机构，所述下料盘控制机构包括电动推杆、第二连杆和所述下料盘的翻转轴，其中所述电动推杆的伸缩杆连接到所述第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端连接到所述翻转轴，所述门栓控制机构包括推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁的顶柱与所述门栓连接以带动所述门栓进行摆动，所述加压盖控制机构包括液压系统，所述液压系统被构造为通过伸出杆来驱动所述加压盖进行加压操作，并且在所述伸出杆和所述加压盖之间依次设置有凹形杯和压力传感器，所述凹形杯的凹口朝向所述伸出杆，并且所述凹形杯与所述压力传感器相互接触的表面是平坦的表面。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：茶叶揉捻机分别利用电动推杆、推拉式电磁铁和液压装置实现对下料装置和加压装置的自动化控制，而且利用能够实时并且更精确地测量加压装置的压力大小，从而实现对加压压力的自适应控制；另外利用凹形杯和压力传感器的结合一方面实现对意外流出的液压油的收集以保护压力传感器，另一方面通过凹形杯增加与压力传感器的接触面积，使得对加压力的测量更加准确。

进一步地，所述液压系统包括步进电机、同步传送带、同步带轮、液压泵、数字液压缸和控制电机，其中所述步进电机经由所述同步传送带驱动所述液压泵3，所述液压泵转而驱动所述数字液压缸以控制所述伸出杆进行运动。发明人针对茶叶揉捻机设计了以上液压系统，实现对加压盖的稳定精确的控制。

进一步地，所述控制模块被配置为根据所监测的压力大小和揉捻工艺的需要自动控制所述液压系统进行加压或减压操作。由此，该茶叶揉捻机能够根据需要对加压装置的压力进行自适应控制，并且提高了加压装置的精度。

进一步地，所述液压系统还包括油箱、输油管和回油管以提供循环油路。

进一步地，所述液压系统被安装在半圆形支柱上，并且所述半圆形支柱被安装在所述茶叶揉捻机的捅毂上。液压系统能够跟随茶叶揉捻机的捅毂的运动，从而提高加压装置的稳定性。

进一步地，所述翻转轴通过铰支座固定在所述茶叶揉捻机的揉盘底部。

本发明的实施例的茶叶揉捻机的使用方法主要包括以下步骤：通过控制模块启动电动推杆来使得所述下料盘绕翻转轴旋转以关闭下料盘；通过控制模块启动推拉式电磁铁来使得门栓进行摆动以顶住所述下料盘；通过控制模块启动步进电机来使得加压盖对待揉捻的茶叶进行加压；通过控制模块启动揉捻装置执行揉捻操作；通过控制模块根据压力传感器测得的压力实时对液压系统进行调整。

进一步地，所述通过控制模块根据压力传感器测得的压力实时对液压系统进行调整的步骤还包括根据揉捻工艺的要求，控制所述液压系统进行加压或减压操作。

该使用方法提高了茶叶揉捻机的自动化水平，提高了加压精度和对加压压力的自适应调整，提高了产品质量和生产效率。

下面根据附图详细解释本发明的一实施例的茶叶揉捻机的构造。

如图1所示，根据该实施例的茶叶揉捻机主要包括揉捻装置、出料装置、加压装置和用于控制各个装置的操作的控制模块。

揉捻装置包括揉捅9、捅毂10、和揉盘。而捅毂10在第一连杆11的带动下进行操作。主电机12经由带传动13把动力传给第一连杆11。

出料装置包括下料盘26、用于顶住所述下料盘26的门栓23(在图2和图3中更清楚示出)、下料盘控制机构和门栓控制机构。加压装置包括加压盖8和加压盖控制机构。下料盘控制机构包括电动推杆14、第二连杆22和所述下料盘的翻转轴21。电动推杆14和第二连杆22优选通过销和开口销组合连接。该电动推杆14优选是大行程电动推杆。第二连杆22通过紧定螺栓与翻转轴21连接。该翻转轴21优选通过铰支座20安装到揉盘的底部。其中电动推杆14的伸缩杆连接到第二连杆22的一端，第二连杆22的另一端连接到翻转轴21。上述连接可以采用铰链连接的形式。下料盘控制机构也在图2和3中更清楚示出。

图2和图3还示出了根据该实施例的门栓控制机构的构造。门栓控制机构包括推拉式电磁铁25。推拉式电磁铁25的顶柱与门栓23的中段连接以带动门栓23进行摆动。其中通过对推拉式电磁铁进行通电或断电，控制电磁铁弹簧处于压缩或舒张状态，进而控制门栓的摆动方向和角度。另外，门栓控制机构还包括卡扣24，用于限制门栓的摆动角度，并且还提供对门栓的支撑。

加压盖控制机构包括液压系统。液压系统被构造为通过伸出杆来驱动加压盖8进行加压操作。在该伸出杆和加压盖8之间依次设置有凹形杯18和压力传感器19。从图1可看出，凹形杯18的凹口朝向伸出杆，凹口可用于收集意外流出的油液，防止油液污染压力传感器和茶叶。优选地，凹形杯18与压力传感器19相互接触的表面是平坦的表面。这可增加与压力传感器19的接触表面，从而使得压力传感器19的测量更加精确。

如图4进一步详细示出地，该液压系统包括步进电机1、同步传送带2、液压泵3和数字液压缸17，其中步进电机1经由同步传送带2驱动液压泵3。液压泵3转而驱动数字液压缸17以控制所述伸出杆进行运动。在该实施例中，伸出杆竖直设置，该数字液压缸17还设置有控制电机16。该液压系统还包括油箱6、输油管4和回油管15，以形成循环油路。

该液压系统被安装在半圆形支柱7上。并且半圆形支柱7被安装在所述茶叶揉捻机的捅毂10上。这使得液压系统能够跟随茶叶揉捻机的捅毂10的运动，从而提高加压装置的稳定性。

下面以图1-图4描述的实施例为例，来进一步描述根据本发明实施例的茶叶揉捻机的工作过程。

在进行揉捻操作之前，通过电动推杆的伸出，通过第二连杆的传递，带动下料盘正向旋转至关闭状态。当电动推杆顶住下料盘时，下料盘和揉盘贴紧呈密封状态。然后推拉式电磁铁通电，电磁铁中的弹簧被压缩，顶柱伸出，进而带动门栓正向摆动至卡扣所限定的位置，使门栓处于顶住下料盘状态。

然后，步进电机正转，通过同步带传动2(同步带可以是同步齿形带)，把扭矩传给液压泵。液压泵通过运转，把扭矩转化为高压油液，驱动数字液压缸向下伸出运动。数字液压缸伸出杆和凹型杯连接，凹型杯用于搜集伸出杆和缸体相对运动时意外流出的液压油。伸出杆向下运动，带动加压盖向下运动，不断增大加压压力。凹型杯下方连接着压力传感器，传感器可监测此时加压压力是否达到揉捻工艺压力要求。如达到，则通过控制模块控制主电机启动。

接着主电机启动，通过带传动把驱动动力传递给变速箱。变速箱减速增扭后，把动力传输给支座上的第一连杆。第一连杆通过旋转，驱动桶毂和揉捅结合体做旋转运动，开始揉捻杀青叶。

当揉捻结束时，推拉式电磁铁断电，弹簧切换成舒张状态，其释放的弹性势能转化为推动门栓反向运动的动力，因此门栓切换成脱离顶住下料盘状态。此时，电动推杆反向运行，通过第二连杆的传导作用，带动下料盘从关闭状态反向运动至打开状态。揉捻机开始出料。与此同时，控制模块控制步进电机反向运行，通过液压系统的控制，数字液压缸的伸缩杆进行收回运动，带动加压盖向上运动，直到加压盖脱离揉捅。

根据本发明实施例的茶叶揉捻机分别利用电动推杆、推拉式电磁铁和液压装置实现对下料装置和加压装置的自动化控制，而且利用能够实时并且更精确地测量加压装置的压力大小，从而实现对加压压力的自适应控制；另外利用凹形杯和压力传感器的结合一方面实现对意外流出的液压油的收集以保护压力传感器，另一方面通过凹形杯增加与压力传感器的接触面积，使得对加压力的测量更加准确。

应该认识到，以上工作过程仅仅是一个示例，根据各个部件的不同布置，以上各个部件的运动方向和方式可以不同。

图5示出了根据本发明实施例的茶叶揉捻机的使用方法的流程图。从上面的工作流程可看出，该方法主要包括以下步骤：步骤s1，通过控制模块启动电动推杆来使得所述下料盘绕翻转轴旋转以关闭下料盘；步骤s2，通过控制模块启动推拉式电磁铁来使得门栓进行摆动以顶住所述下料盘；步骤s3，通过控制模块启动步进电机1来使得加压盖对待揉捻的茶叶进行加压；步骤s4，通过控制模块启动揉捻装置执行揉捻操作；步骤s5，通过控制模块根据压力传感器测得的压力实时对液压系统进行调整。

该方法能够实现对揉捻机的自动化控制，并且可以根据工艺的需要自适应调整加压压力的大小，生产效率高，提高了产品质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。