一种能适应热能变化的滚筒杀青机的制作方法

1.本发明属于杀青机技术领域，尤其涉及一种能适应热能变化的滚筒杀青机。


背景技术：

2.杀青是茶叶加工中很重要的一道工序，其主要目的是通过高温破坏和钝化鲜叶中的氧化酶活性，抑制鲜叶中的茶多酚等的酶促氧化，防止烘干过程中茶叶的变色，同时，杀青过程中也可快速散发青叶的青臭味，促进茶叶自身良好茶香气味的形成，杀青的主要方式有炒青、蒸青、泡青和辐射杀青等。
3.现有市面上的杀青普遍以滚筒式杀青为主，以电热或燃气作为加热源，对滚筒外表面进行加热并传导，作业稳定，结构紧凑，操作方便，效率较高。
4.在中国农业科学院茶叶研究所/国家茶产业工程技术研究中心/的一篇《绿茶电磁内热滚筒杀青工艺优化》的文献中进行了适宜电磁内热滚筒杀青工艺参数的试验，工艺参数特别指电磁内热杀青技术阶段温度和单周期耗时，试验要求茶多酚、氨基酸、可溶性总糖、儿茶素、叶绿素等品质成分含量以高为好。经综合分析得出滚筒杀青机杀青技术阶段温度和单周期耗时的最佳组合形式为即前筒段温270℃、中筒段温280℃、后筒段温190℃，总杀青耗时控制为90s，但是由于中筒段和后筒段的温差过大，同一个滚筒不同部位受热程度不一致，因热胀冷缩的原理会导致滚筒不同段变形程度不一致而产生开裂的问题，进而影响温控均匀性和设备使用年限。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种能适应热能变化的滚筒杀青机,达到了可以减小温度变形,并通过热变形位移释放掉温度应力，防止滚筒开裂的效果。
6.有鉴于此，本发明提供一种能适应热能变化的滚筒杀青机，包括：
7.机架，所述机架上固定设置有外罩和传动装置；
8.滚筒，所述滚筒包括独立设置的前筒段、中筒段和后筒段，相邻两个筒段之间通过连接结构连接使前筒段、中筒段和后筒段形成桶体状并能同步周向转动，桶体两端分别为进料口和出料口，桶体内壁设有多条螺旋状导叶板；
9.其中，所述传动装置驱动滚筒旋转，所述外罩围设在滚筒外周，所述加热装置位于外罩内前筒段、中筒段和后筒段的下方，外罩与滚筒之间形成加热夹层，加热装置对前筒段、中筒段和后筒段的加热温度不同，上述连接结构允许前筒段、中筒段和后筒段之间发生热变形位移。
10.在本技术方案中，通过将原来一体式的滚筒分割为三个独立的前筒段、中筒段和后筒段，可以使大体积的滚筒变为三段小体积的筒段，可以减小温度变形，特别是在滚筒的轴向方向上的变形；另外当加热装置对前筒段、中筒段和后筒段的加热温度不一致时，连接结构允许前筒段、中筒段和后筒段之间发生热变形位移，可以通过相对位移来释放掉温度应力，防止滚筒开裂。
11.进一步的，所述连接结构包括：
12.第一凸出部，所述第一凸出部从一筒段的端部向外延伸而出，所述第一凸出部具有第一外表面以及与第一外表面相对的第一内表面，第一凸出部包括从第一外表面到第一内表面延伸穿过第一凸出部的通孔；
13.第二凸出部，所述第二凸出部从相邻另一筒段的端部向外延伸而出，第二凸出部包括第二外表面以及与第二外表面相对的第二内表面，还包括从第二外表面到第二内表面延伸穿过第二凸出部的间隙孔；
14.滑动导柱组件，所述滑动导柱组件能穿过通孔和间隙孔使第一内表面和第二内表面紧贴并滑动接触；
15.其中，所述滑动导柱组件套于通孔内的部分与通孔直径相同，滑动导柱组件套于间隙孔内的部分与间隙孔内壁存在间隙。
16.在本技术方案中，滑动导柱组件使第一内表面和第二内表面紧贴而且能相对滑动，相对滑动的距离即滑动导柱组件套于间隙孔内与间隙孔内壁之间间隙的距离，该间隙的存在允许了筒段之间发生热变形而相对滑动发生位移。
17.进一步的，所述滑动导柱组件包括：
18.螺栓，所述螺栓包括大头段，光杆段和螺纹段，所述大头段与第一外表面接触，所述光杆段穿过通孔并与通孔直径相同，所述螺纹段延伸出第二外表面；
19.锁紧螺母，所述锁紧螺母与上述螺纹段螺纹连接；
20.垫片，所述垫片套设于螺栓上且位于锁紧螺母和第二凸出部之间，垫片一端与第二外表面紧贴并滑动接触，另一端面与锁紧螺母紧贴。
21.进一步的，所述第一内表面、第二内表面、第二外表面和垫片朝向第二外表面的侧面上均设有磨损涂层。
22.在本技术方案中，磨损涂层防止相对滑动的面之间的磨损和减少滑动的摩擦力。
23.进一步的，所述第一凸出部和第二凸出部均从筒段的端部沿着筒段直径方向向外延伸而呈圆环状，相邻两个筒段的第一内表面和第二内表面紧贴，且在圆环上绕着圆环轴心设置有多组连接结构。
24.在本技术方案中，通过多组连接结构，可以使筒段在圆周方向均留有热变形位移，使筒段在圆周方向的温度应力均能得到释放。
25.进一步的，所述前筒段、中筒段和后筒段的内径依次增大，且相邻两端筒段的内径差值大于筒段的最大热变形量。
26.在本技术方案中，这样就能使前筒段、中筒段和后筒段无论在常温下或者是热变形情况下均保持前筒段、中筒段和后筒段的内径依次增大的状态，能够使茶叶流畅地依次从前筒段传至中筒段然后传至后筒段。
27.进一步的，所述杀青机还包括热循环结构，所述热循环结构包括：
28.引风机，所述引风机固定设置在外罩顶部的滚筒上方，引风机的输入口延伸至加热夹层中；
29.热风管，所述热风管一端与引风机的输出口连接，另一端设于滚筒进料口处并延伸至滚筒内腔；
30.导向件，所述导向件设置在每个筒段的两端，导向件能阻隔相邻两个筒段之间的
热量流动，使每个筒段的热量均限制在筒段两端之间。
31.在本技术方案中，通过热循环结构可以使位于滚筒上方加热而产生的热量能够在引风机的作用下引向滚筒上方，使整个滚筒外周的温度更加均匀，而且引出的热风又进入滚筒内腔，能促进滚筒内腔湿气排出，提高杀青质量。
32.进一步的，所述导向件为上述第一凸出部或第二凸出部。
33.在本技术方案中，第一凸出部和第二凸出部既能起到连接作用又能成为热循环结构内热量的导向件，能够在引风机抽取热风时阻隔热量流向相邻的筒段，导向热量从筒段的下方竖直向上至筒段的上方，防止质量的交换，影响温度控制二影响杀青质量。
34.进一步的，所述滚筒外部还设置有导热结构，所述导热结构包括:
35.导热层，所述导热层采用导热材料制成，导热层设置在各筒段的外周；
36.导热钉，所述导热钉设置在各筒段外周并通过与筒段螺纹连接将导热层固定设置在筒段外周，导热钉采用导热材料制成，导热钉一端位于加热夹层内，另一端位于筒段内腔中。
37.在本技术方案中，导热钉能够将导热层固定在筒段外周使热量通过导热层更快速地传递给滚筒，并且导热钉本身也能导热，可以使热量直接经导热钉传递至筒段内腔内，能够防止热量的流失，提高热量传导率。
38.进一步的，所述导热钉的长度和插入内腔的长度可调。
39.在本技术方案中，导热钉的长度和插入内腔的长度可调，可以使热量的传导可调节。
40.本发明的有益效果是：
41.1.通过将原来一体式的滚筒分割为三个独立的前筒段、中筒段和后筒段，可以使大体积的滚筒变为三段小体积的筒段，可以减小温度变形，特别是在滚筒的轴向方向上的变形；另外当加热装置对前筒段、中筒段和后筒段的加热温度不一致时，连接结构允许前筒段、中筒段和后筒段之间发生热变形位移，可以通过相对位移来释放掉温度应力，防止滚筒开裂。
42.2.磨损涂层防止相对滑动的面之间的磨损和减少滑动的摩擦力。
43.3.通过多组连接结构，可以使筒段在圆周方向均留有热变形位移，使筒段在圆周方向的温度应力均能得到释放。
44.4.通过热循环结构可以使位于滚筒上方加热而产生的热量能够在引风机的作用下引向滚筒上方，使整个滚筒外周的温度更加均匀，而且引出的热风又进入滚筒内腔，能促进滚筒内腔湿气排出，提高杀青质量。第一凸出部和第二凸出部既能起到连接作用又能成为热循环结构内热量的导向件，能够在引风机抽取热风时阻隔热量流向相邻的筒段，导向热量从筒段的下方竖直向上至筒段的上方，防止质量的交换，影响温度控制二影响杀青质量。
45.5.导热钉能够将导热层固定在筒段外周使热量通过导热层更快速地传递给滚筒，并且导热钉本身也能导热，可以使热量直接经导热钉传递至筒段内腔内，能够防止热量的流失，提高热量传导率。导热钉的长度和插入内腔的长度可调，可以使热量的传导可调节。
附图说明
46.图1是本发明的示意图；
47.图2是本发明剖视图；
48.图3是滚筒的剖视图；
49.图4是局部放大图a；
50.图5是局部放大图a的爆炸图；
51.图6是剖视图b-b；
52.图中标记表示为：
53.1、机架；2、滚筒；3、外罩；4、传动装置；5、前筒段；6、中筒段；7、后筒段；8、进料口；9、出料口；10、加热夹层；11、加热装置；12、第一凸出部；13、第二凸出部；14、滑动导柱组件；15、第一外表面；16、第一内表面；17、通孔；18、第二外表面；19、第二内表面；20、间隙孔；21、螺栓；22、锁紧螺母；23、垫片；24、大头段；25、光杆段；26、螺纹段；27、磨损涂层；28、引风机；29、热风管；30、导向件；31、导热层；32、导热钉；33、隔离圈。
具体实施方式
54.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
55.在本技术的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
56.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
57.需要说明的是，在本技术的描述中，术语方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
58.需要说明的是，在本技术中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，
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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
59.实施例1:
60.如图1-2所示，一种滚筒杀青机，包括机架1和滚筒2。所述机架1上固定设置有外罩3和传动装置4；所述滚筒2包括独立设置的前筒段5、中筒段6和后筒段7，相邻两个筒段之间通过连接结构连接使前筒段5、中筒段6和后筒段7形成桶体状并能同步周向转动，桶体两端分别为进料口8和出料口9，桶体内壁设有多条螺旋状导叶板，并且每个筒段内均设置有导叶板能够使茶叶流畅地从前筒段5传至中筒段6和后筒段7，所述传动装置4驱动滚筒2旋转。
61.所述外罩3围设在滚筒2外周，所述加热装置11位于外罩3内前筒段5、中筒段6和后筒段7的下方，外罩3与滚筒2之间形成加热夹层10，加热装置11对前筒段5、中筒段6和后筒段7的加热温度不同。加热装置11可以是燃气加热，电加热等方式，并且根据茶叶杀青要求前筒段5、中筒段6和后筒段7的不同温度来调节各筒段燃气大小或是电流大小。
62.所述前筒段5、中筒段6和后筒段7的内径依次增大，但相互之间的直径差值不会太大，只需要相邻两端筒段的内径差值大于筒段的最大热变形量即可，经多次试验，筒段的热变形介于0.1-0.3mm之间。这样就能使前筒段5、中筒段6和后筒段7无论在常温下或者是热变形情况下均保持前筒段5、中筒段6和后筒段7的内径依次增大的状态，能够使茶叶流畅地依次从前筒段5传至中筒段6然后传至后筒段7。
63.上述连接结构允许前筒段5、中筒段6和后筒段7之间发生热变形位移。通过将原来一体式的滚筒2分割为三个独立的前筒段5、中筒段6和后筒段7，可以使大体积的滚筒2变为三段小体积的筒段，可以减小温度变形，特别是在滚筒2的轴向方向上的变形；另外当加热装置11对前筒段5、中筒段6和后筒段7的加热温度不一致时，连接结构允许前筒段5、中筒段6和后筒段7之间发生热变形位移，可以通过相对位移来释放掉温度应力，防止滚筒2开裂。
64.实施例2:
65.如图3-5所示，所述连接结构包括第一凸出部12、第二凸出部13和滑动导柱组件14。
66.所述第一凸出部12从一筒段的端部向外延伸而出，所述第一凸出部12具有第一外表面15以及与第一外表面15相对的第一内表面16，第一凸出部12包括从第一外表面15到第一内表面16延伸穿过第一凸出部12的通孔17；
67.所述第二凸出部13从相邻另一筒段的端部向外延伸而出，第二凸出部13包括第二外表面18以及与第二外表面18相对的第二内表面19，还包括从第二外表面18到第二内表面19延伸穿过第二凸出部13的间隙孔20；
68.所述滑动导柱组件14能穿过通孔17和间隙孔20使第一内表面16和第二内表面19紧贴并滑动接触，滑动导柱组件14包括螺栓21、锁紧螺母22和垫片23。所述螺栓21包括大头段24，光杆段25和螺纹段26。所述大头段24与第一外表面15接触，所述光杆段25穿过通孔17
并与通孔17直径相同，所述螺纹段26延伸出第二外表面18；所述锁紧螺母22与上述螺纹段26螺纹连接；所述垫片23套设于螺栓21上且位于锁紧螺母22和第二凸出部13之间，垫片23一端与第二外表面18紧贴并滑动接触，另一端面与锁紧螺母22紧贴。所述滑动导柱组件14套于通孔17内的部分与通孔17直径相同，滑动导柱组件14套于间隙孔20内的部分与间隙孔20内壁存在间隙，间隙略大于筒段的最大热变形量。
69.滑动导柱组件14使第一内表面16和第二内表面19紧贴而且能相对滑动，相对滑动的距离即滑动导柱组件14套于间隙孔20内与间隙孔20内壁之间间隙的距离，该间隙的存在允许了筒段之间发生热变形而相对滑动发生位移。工作时，将螺栓21穿过通孔17和间隙孔20，使大头段24外漏于第一凸出部12外部并且内端面与第一外表面15紧贴，光杆段25穿过通孔17因与通孔17直径相同所以基本没有相对运动属于和通孔固定的状态，螺纹段26穿过间隙孔20并穿出第二凸出部13，穿出第二凸出部13的部分上套设有垫片23，螺纹段26还与锁紧螺母22螺旋连接使垫片23压向第二外表面18，并使第二凸出部13压向第一凸出部12。当第二凸出部13和第一凸出部12所述的筒段沿着直径发现发生的变形不一致时，螺栓21一端与第一凸出部12固定，另一端能在间隙孔20内沿着间隙孔20的直径方向滑动使第二凸出部13和第一凸出部12能适应热变形而相对滑动，如此能释放温度应力，不易使滚筒开裂。
70.实施例3:
71.如图3-5所示，所述第一内表面16、第二内表面19、第二外表面18和垫片23朝向第二外表面18的侧面上均设有磨损涂层27。磨损涂层27防止相对滑动的面之间的磨损和减少滑动的摩擦力。
72.实施例4:
73.如图6所示，所述第一凸出部12和第二凸出部13均从筒段的端部沿着筒段直径方向向外延伸而呈圆环状，相邻两个筒段的第一内表面16和第二内表面19紧贴，且在圆环上绕着圆环轴心设置有多组连接结构。通过多组连接结构，可以使筒段在圆周方向均留有热变形位移，使筒段在圆周方向的温度应力均能得到释放。
74.实施例5:
75.如图2-3所示，所述杀青机还包括热循环结构，所述热循环结构包括引风机28、热风管29和导向件30。所述引风机28固定设置在外罩3顶部的滚筒2上方，引风机28的输入口延伸至加热夹层10中；所述热风管29一端与引风机28的输出口连接，另一端设于滚筒2进料口8处并延伸至滚筒2内腔；所述导向件30设置在每个筒段的两端，导向件30能阻隔相邻两个筒段之间的热量流动，使每个筒段的热量均限制在筒段两端之间。所述导向件30为上述第一凸出部12或第二凸出部13。通过热循环结构可以使位于滚筒2上方加热而产生的热量能够在引风机28的作用下引向滚筒2上方，使整个滚筒2外周的温度更加均匀，而且引出的热风又进入滚筒2内腔，能促进滚筒2内腔湿气排出，提高杀青质量。第一凸出部12和第二凸出部13既能起到连接作用又能成为热循环结构内热量的导向件30，能够在引风机28抽取热风时阻隔热量流向相邻的筒段，导向热量从筒段的下方竖直向上至筒段的上方，防止质量的交换，影响温度控制二影响杀青质量。
76.实施例6
77.如图2-3所示，所述滚筒2外部还设置有导热结构，所述导热结构包括导热层31和导热钉32。所述导热层31采用导热材料制成，导热层31设置在各筒段的外周；所述导热钉32
设置在各筒段外周并通过与筒段螺纹连接将导热层31固定设置在筒段外周，导热钉32采用导热材料制成，导热钉32一端位于加热夹层10内，另一端位于筒段内腔中。导热钉32能够将导热层31固定在筒段外周使热量通过导热层31更快速地传递给滚筒2，并且导热钉32本身也能导热，可以使热量直接经导热钉32传递至筒段内腔内，能够防止热量的流失，提高热量传导率。所述导热钉32的长度和插入内腔的长度可调。导热钉32的长度和插入内腔的长度可调，可以使热量的传导可调节。
78.实施例7
79.滚筒被分割为三段，在轴向方向的热变形变小或几乎不存在变形，且各筒段之间通过连接结构连接，因此在受热后的筒段之间不会产生细缝。但作为优选的方案，在第一凸出部12和第二凸出部13连接处的内壁上设置有隔离圈33，隔离圈33采用弹性材料且耐高温，能够隔绝在细缝处，防止烟气进入筒段内或者茶叶夹在细缝处，而且隔离圈33的弹性能够满足热变形使第一凸出部12和第二凸出部13的相对位移。
80.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。