一种自动化连续化石磨抹茶机组及控制方法

本发明涉及茶叶研磨，具体是一种自动化连续化石磨抹茶机组及控制方法。

背景技术：

1、目前市场上的石磨抹茶多采用电动石磨单机进行生产，并且在生产过程中每组电动石磨单机都采用独立的供料系统，各系统之间彼此互不干扰。

2、现有的抹茶研磨装置多种多样，但是在长期的使用过程中，也会存在以下技术问题：

3、各系统在供料以及研磨完成后的出料过程中均采用人工搬运装卸的方式，导致生产效率不高、劳动强度大的同时，无法实现自动化配料、供料以及出料，进而导致整个生产的过程中存在较多的生产间隙，导致生产不连贯，无法形成连续化生产。

4、传统石磨机组，主绞龙管侧边安装绞龙支管为石磨机组供料，石磨机组过多时，输送管道加工过多，成本过高，且传统石磨机组中的电动石磨单机当上磨盘为动盘，下磨盘为定盘时，为避免电机污染茶粉将研磨电机上置，传动结构复杂，且采用超声波传感器测量料位深度，成本高；当上磨盘为定盘，下磨盘为动盘时，传统石磨研磨机将研磨电机下置易出现粉尘环境和电机爆炸的风险。

5、电动石磨单机在研磨的过程中，由于上、下石磨盘彼此摩擦转动以实现对抹茶的研磨，研磨位置会产生较多的热量，导致上、下石磨盘研磨腔的温度升高；抹茶容易受到较高研磨温度的影响，会出现茶色发暗、滋味变差等情况，严重影响茶粉的品质。

6、传统石磨机组采用输送带或振动槽运输物料，输送带振动槽与外界相通，易造成茶叶物料污染，影响抹茶粉品质。且传统石磨机组采用输送带或振动槽输送物料会造成茶叶物料的泄露，而且需多级传动，成本过高。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种自动化连续化石磨抹茶机组。本发明能够实现茶叶的高效率研磨，提高茶粉的产量，保证抹茶粉质量，实现抹茶连续化自动化生产。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种自动化连续化石磨抹茶机组，包括用于分配茶叶的配料单元，所述配料单元的各出口处均布置有对茶叶进行研磨的石磨研磨机，各石磨研磨机的出料端均与输送单元连接，便于抹茶粉的收集。

4、作为本发明再进一步的方案：所述石磨研磨机包括支撑架，所述支撑架的顶端固定安装有物料盘，所述物料盘上同轴转动连接有下磨盘，所述支撑架上安装有驱动下磨盘转动的驱动件；所述下磨盘的上盘面上同轴连接有上磨盘，所述上磨盘与固接在固定架上；所述上磨盘和下磨盘彼此接触的面构成研磨面；所述上磨盘上偏心贯穿布置有导料孔，所述导料孔的入料端与入料漏斗连通；所述入料漏斗同轴固接在上磨盘的上盘面上。下磨盘转动有益效果，传统石磨单机结构以上磨盘为动盘，下磨盘为定盘时，传动结构复杂；采用超声波传感器测量料位深度，成本高。本发明采用研磨电机驱动下磨盘转动简化了传统抹茶研磨机的结构，采用红外线传感器检测料位节省成本。

5、作为本发明再进一步的方案：所述驱动件包括安装在支撑架上的研磨电机，所述研磨电机的输出轴上固接有小带轮；所述下磨盘的底部同轴键连接有石磨轴；石磨轴的底端贯穿物料盘向下延伸，且石磨轴的底端与大带轮键连接，大带轮和小带轮之间通过皮带传动。

6、作为本发明再进一步的方案：所述物料盘上同轴布置用于承接由研磨面落出的抹茶的物料槽，所述物料槽的槽底处连通有用于落料的出料管；所述下磨盘上安装有毛刷，所述毛刷绕下磨盘轴线转动布置在物料槽内，且毛刷的刷毛与物料槽槽底彼此接触。

7、作为本发明再进一步的方案：所述上磨盘和下磨盘的接触面均布置有扇形区域，且各扇形区域的圆心分别位于对应正多边形的各交点上；扇形区域包括直线型的磨纹槽，同一扇形区域内的各磨纹槽均与本扇形区域圆心所在的正多边形侧边彼此平行设置，且各磨纹槽沿垂直该正多边形侧边的方向向外依次等距排布，且各扇形区域拼接围合形成所述研磨面。本发明中设计的磨纹面分为多个扇形区域，相邻扇形区域之间不连通，有利于保证茶叶研磨细度和抹茶粉的流出；同时磨纹槽均与磨盘边界相交，便于磨纹面的清理。

8、作为本发明再进一步的方案：所述配料单元包括机架，所述机架上布置有沿石磨研磨机排布方向延伸的导轨，所述导轨上滑动布置有运料小车，所述运料小车上布置有轴线水平设置的绞龙，绞龙由绞龙外壳，绞龙电机，绞龙主轴，绞龙叶片组成，所述绞龙外壳的两侧底部开设有两个下料管；所述绞龙的中间上端连通有储料漏斗，所述储料漏斗可跟随运料小车做向立式提升机落料轨迹处移动的靠近动作；绞龙外壳的内部同轴转动布置有绞龙主轴，所述绞龙主轴与绞龙电机彼此传动连接。

9、作为本发明再进一步的方案：各石磨研磨机依次排成两行，且对称布置在导轨的两侧，绞龙外壳的两侧下方对称布置有下料管，对应位置处的入料漏斗位于下料管的下方；导轨上位于每两对称布置的石磨研磨机之间设置有一个可使运料小车停在该位置的定位开关，运料小车上设置有与定位开关彼此配合的挡板；所述机架上布置有可使运料小车停在立式提升机落料轨迹下方的限位开关，以便储料漏斗承接由立式提升机落下的茶叶物料。

10、作为本发明再进一步的方案：所述输送单元包括布置在各个出料管底部的输送机，所述输送机包括输送机座，所述输送机座上布置有输送带以及驱动输送带转动的输送电机；所述输送机座上还布置有与输送带接料面进行清扫的滚刷。

11、作为本发明再进一步的方案：所述储料漏斗的顶端布置有上料位传感器，储料漏斗的相对侧布置有接收上料位传感器发出的信号的上料位反射板；所述储料漏斗的底端布置有下料位传感器，储料漏斗的相对侧布置有接收下料位传感器发出的信号的下料位反射板；所述入料漏斗的顶端布置有上极限位传感器，入料漏斗的相对侧布置有接收上极限位传感器发出的信号的上反射板；所述入料漏斗的底端布置有下极限位传感器，入料漏斗的相对侧布置有接收下极限位传感器发出的信号的下反射板。下料位传感器在储料漏斗中料位低于设定的料位下限值时触发，上料位传感器在储料漏斗中料位高于设定的料位上限值时触发。下极限位传感器在入料漏斗中料位低于设定的料位下限值时触发，上极限位传感器在储料漏斗中料位高于设定的料位上限值时触发。一种控制自动化连续化石磨抹茶机组的方法，包括以下步骤：

12、s1、茶叶经立式提升机转运运输到需要添加物料的储料漏斗内，当储料上料位传感器检测到储料漏斗内茶叶体积已达限位，茶叶补充完毕停止下料；

13、s2、储料漏斗跟随固定安装的运料小车在导轨上直线运动，当导轨上的定位开关检测到运料小车上的挡板挡住定位开关，该定位开关处两侧的入料漏斗有无缺料信号决定，控制模块是否控制小车驱动电机停止转动；

14、s3、当定位开关右侧入料漏斗缺料时，控制模块控制绞龙电机正转，绞龙主轴带动绞龙叶片将茶叶输入到右侧的入料漏斗；当入料漏斗上极限位传感器检测料位已达上限，绞龙电机停转；当定位开关左侧入料漏斗缺料时，绞龙电机反转，绞龙主轴带动绞龙叶片将物料输入到左侧缺料的入料漏斗；当储料漏斗物料不足，储料漏斗的下料位传感器触发，控制模块控制运料小车驱动电机反转，运料小车回到填料位置，控制模块控制立式提升机对储料漏斗进行补料，直至上料位传感器触发，立式提升机停止补料；

15、s4、待入料漏斗内部的茶叶进入研磨面后进行研磨，接着由毛刷将茶粉扫落至输送带上进行收集。附着于输送带表面的茶粉跟随皮带运动经滚刷进入收集箱。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、针对于传统石磨机组，主绞龙管侧边安装绞龙支管为石磨机组供料这一发明，在石磨机组较少时，本发明中的配料小车与上述发明无较大差别，当石磨机组较多时，输送管道加工过多，成本过高，而配料小车配合同轴设计绞龙输送机构无需变化。

18、2、本发明通过配料单元、石磨研磨机以及输送单元之间的配合，能够有效地提高茶叶的研磨效率。

19、3、本发明通过利用配料小车，绞龙，定位开关，上下料位传感器，上下极限位传感器，导轨，设计了一种精准定位供料的配料单元。

20、4、本发明采用研磨电机驱动下磨盘转动有益效果，传统抹茶石磨研磨机为上磨盘为动盘，下磨盘为定盘时，传动结构复杂，且该类石磨机采用超声波传感器测量料位深度，成本高。下磨盘为动盘，上磨盘为定盘时，有导致粉尘环境和电机爆炸的风险；本发明采用研磨电机驱动下磨盘转动简化了抹茶研磨机的结构；采用红外线传感器检测料位节省成本；使用保护箱体隔绝研磨电机和茶粉，避免了出现粉尘环境和电机爆炸的风险；采用绞龙输送物料避免了茶叶被污染，且节省成本。

21、5、本发明研磨过程中上下磨盘温度过高时，出现研磨效果下降，抹茶粉品质下降等情况时，需降温单元控制磨盘作业时的温度，当磨盘温度传感器超出上限值时，蒸发器启动，迅速冷却罩壳内的空气促使磨盘温度下降，保证研磨品质。