一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，包括设有框架的烤烟室，所述的框架为金属框架且其表面设有多个条形孔；烤烟戭还包括设于地面上的地暖装置；地暖装置为水地暖装置，地暖装置连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置。地暖装置设于烤烟戭的地面，不会占用烤烟戭的空间，节省了空间，可有效对烟叶进行烘烤。迂回的地热系统使得地暖管中的热量可均匀的在烤烟戭内散发，使烤烟戭内温度均匀，烤烟的效率提高。而且液化石油气燃料加热装置以液化石油气作为燃料，环保洁净，具有清洁卫生、安全、廉价、加热效率高、使用方便等特点。同时，烤烟戭还设有湿度采集系统，便于湿度的管理和控制。
【专利说明】
一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及烤烟设备的技术领域，更具体地，涉及一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置。
【背景技术】
[0002]烤烟房是烤烟生产中不可缺少的基本设备。烤烟房经过内烘烤调制后，便显现出烤烟特有的色、香、味、型，成为符合卷烟工业需要的优质原料。其基本原理是烟叶受热后，烟叶内的水分排出，水分汽化后被排出烤烟房外，从而使烟叶烤黄、干燥。
[0003]现有的框架不能调整，使得使用者在挂烟叶和收取烟叶的过程中不方便。而且现有技术中缺少一种利用暖气的烤烟房。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其结构简单，方便使用，可有效利用地暖装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其中，包括设有框架的烤烟室，所述的框架为金属框架且其表面设有多个条形孔;所述的烤烟室内部及烤烟室外部的延伸有导轨，框架设于导轨上;所述的框架外还设有用于堆放框架的机械臂；
[0006]本实用新型中，烟叶的烘烤方式为竖立散装烘烤，即将采集好的烟叶一块块散装竖立放在框架内，框架具有一定的容积，可将烟叶竖直且在横向并排放置数量较多的烟叶。由于框架为金属框架，可以承受较高的温度而且金属结构稳定结实，地暖装置散发的热量可通过多个条形孔传递到框架内，使得烟叶可得到均匀的烘烤。
[0007]另外，由于现有的安装及收取烟叶一般都在烤烟房内完成，其空间狭小难以操作，而本实用新型中可先在烤烟房的外部通过框架把烟叶都放在框架内，然后先把其中整个框架推进烤烟房内。收取烟叶的过程也同上。这样，方便了人员的安装及收取烟叶的操作，节省了安装及收取烟叶的时间，提高了工作效率。
[0008]机械臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。
[0009]机械臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。常见的六自由度机械手臂。有X移动，Y移动，Z移动，X转动，Y转动，Z转动六个自由度组成。
[0010]烤烟房还包括设于地面上的地暖装置;地暖装置为水地暖装置，所述的地暖装置连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置。
[0011]烤烟房还包括湿度采集系统，所述湿度采集系统包括湿度传感器、湿度信号处理单元、无线发送单元、无线接收单元、微处理器和PC机，所述湿度传感器、湿度信号处理单元和无线发送单元依次电连接，湿度传感器输出数字湿度信号，所述无线接收单元、微处理器和PC机依次电连接。
[0012]进一步的，所述湿度传感器的数目为多个，分别设置于烤烟房的多个位置，对个湿度传感器的测量值求平均值即可得到烤烟房的平均湿度，便于进行湿度管理和控制。所述湿度信号处理单元采用STC12LE5408单片机，所述无线发送单元和无线接收单元均采用nRF24L01无线收发器，所述微处理器采用AT89S52单片机。所述PC机还电连接有报警单元，当湿度高于预设的高湿阈值或低于预设的低湿阈值时，报警单元发出报警信号。
[0013]在寒冷的冬天里，室内安装地暖装置可用于取暖，地暖装置运行一定时间后会发热。本实用新型中，利用地暖装置中散发的暖气对烟叶进行烘烤，利用了地暖装置而不需要另外设置加热装置，节省了另外设置加热装置的成本，地暖装置设于烤烟房的地面，不会占用烤烟房的空间，节省了空间，可有效对烟叶进行烘烤。
[0014]而且液化石油气燃料加热装置以液化石油气作为燃料，环保洁净，具有清洁卫生、安全、廉价、加热效率高、使用方便等特点。
[0015]地暖原理:地暖是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。
[0016]由地暖主要分为四种类型:水地暖、电热膜地暖、发热电缆地暖、碳晶地暖。四种地暖方式的基本原理各不相同。
[0017]本实用新型中，利用地暖装置中散发的热量进行烤烟，形成室内温差，最后进行热循环使整个室内温度均匀上升。而且利用水地暖的形式，使烤烟时最高温度达到60 — 70度左右。
[0018]进一步的，所述的地暖装置包括地暖管，地暖管在烤烟房内的地面迂回形成地热系统。迂回的地热系统使得地暖管中的热量可均匀的在烤烟房内散发，使烤烟房内温度均匀，烤烟的效率提高。
[0019]另外，本实用新型中房体可采用砖混结构或移动板房结构，砖混结构的好处在于其结构结实稳定，可抵抗各种自然发生的事故，使得烟叶可稳定的进行烘烤保存。
[0020]而采用移动板房结构的好处在于方便安装拆卸，由于烤烟房一般建设在靠近烟叶生长的地方，而且考虑到土壤、病虫害、养分平衡的情况，烟叶的生长一般遵循三年一轮作的规律，当泥土完成了一季烟的生产后，有可能不适合烟叶的生长，因此，采用移动板房结构可整体搬走，符合生产的实际需要，提高了烤烟房的利用率;更重要的是提高了土地利用率，使得土地可得到合理的布局，从不生产的地方转移到生产的地方，提高了资源的利用率。
[0021]进一步的，所述的框架形状为方形，框架上还设有提手；
[0022]烤烟室内框架的数量为18个，每个框架堆积后相互之间设有间隙，且设于底部的框架与烤烟室的地面还设有间隙。
[0023]本实用新型中，由于一般的烤烟房尺寸为长度为8米，宽度为2.7米，高度为3米，本框架每个的长度约为2.3米，宽度约为1.3米，高度约为0.6米，上述尺寸的设置使得可在烤烟室内放置18个，每个框架的高度与烟叶的高度相匹配，可以最大程度的放置烟叶。
[0024]另外，设置了上述的间隙保证了烤烟室内热量的传递，使得热量可均匀的循环到每个框架中，保证了烟叶烘烤的均匀性。
[0025]进一步的，由于一般的框架内装满了较多的烟叶，框架的重量较重。本实用新型中，在烤烟室内部及烤烟室外部的延伸处铺设导轨，可通过导轨将框架推进或推出烤烟房，这样方便了整个框架的移动和运输，节省了人力的消耗，提高了工作效率。
[0026]另一方面，为了进一步提高自动化的程度，还可以在导轨上设置传送带及电机，通过电机驱动传送带转动，从而可全自动的沿导轨使框架移动进烤烟房或在烤烟房内移动到外部，这样全自动的运输框架极大的方便使用者的操作，节省了人力的消耗，提高了工作效率。
[0027]本实用新型中，采用机械臂可自动将框架堆放起来，这样减少了人工搬运的成本，提高了自动化的程度。
[0028]进一步的，所述的烤烟室侧壁上设有排湿口。所述的排湿口上设有除湿机。随着烘烤效率的提尚，烤烟室设置相应的排湿口和除湿机能够提尚排湿性能。
[0029]加热装置包括液化石油气储存罐、与液化石油气储存罐连接的输气管路，输气管路上设有手动阀门，输气管路上还设有分控制阀，分控制阀通过管路连接发热器，发热器连接地暖装置的管路。
[0030]液化石油气储存罐可储存液化石油气，加热时，打开手动阀门，合上电源开关，再合上点火旋钮同时，分控制阀打开，开始加热，发热器发出的热量传递到地暖装置的管路。
[0031]与现有技术相比，有益效果是:本实用新型使得烟叶烘烤的效率和质量得到明显提高。本实用新型中可先在烤烟房的外部通过框架把烟叶都放在框架内，然后先把其中整个框架推进烤烟房内。收取烟叶的过程也同上。这样，方便了人员的安装及收取烟叶的操作，节省了安装及收取烟叶的时间，提高了工作效率。
[0032]地暖装置设于烤烟房的地面，不会占用烤烟房的空间，节省了空间，可有效对烟叶进行烘烤。迂回的地热系统使得地暖管中的热量可均匀的在烤烟房内散发，使烤烟房内温度均匀，烤烟的效率提高。而且液化石油气燃料加热装置以液化石油气作为燃料，环保洁净，具有清洁卫生、安全、廉价、加热效率高、使用方便等特点。同时，烤烟房还设有湿度采集系统，便于湿度的管理和控制。
[0033]本实用新型烤烟房可采用多种热源联合供热，并通过智能调节系统根据各热源的特点和效率，来选择主要热源和辅助热源，进而提高效率、降低成本。
【附图说明】
[0034]图1是本实用新型俯视结构不意图。
[0035]图2是本实用新型侧视结构示意图。
[0036]图3是本实用新型框架堆放状态示意图。
[0037]图4是本实用新型框架结构示意图。
[0038]图5是本实用新型湿度采集系统的示意图。
[0039]图6是本实用新型湿度采集系统中微处理器的最小系统图。
[0040]图7是本实用新型加热装置示意图。
【具体实施方式】
[0041]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0042]如图1一6所示，一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其中，包括设有框架3的烤烟室I，框架3为金属框架且其表面设有多个条形孔31;烤烟室I内部及烤烟室I外部的延伸有导轨，框架3设于导轨上;框架3外还设有用于堆放框架3的机械臂315;
[0043]烤烟房还包括设于地面上的地暖装置20;地暖装置20为水地暖装置，地暖装置20连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置。
[0044]烤烟房还包括湿度采集系统，所述湿度采集系统包括湿度传感器、湿度信号处理单元、无线发送单元、无线接收单元、微处理器和PC机，所述湿度传感器、湿度信号处理单元和无线发送单元依次电连接，湿度传感器输出数字湿度信号，所述无线接收单元、微处理器和PC机依次电连接。
[0045]本实施例中，所述湿度传感器的数目为多个，分别设置于烤烟房的多个位置，对个湿度传感器的测量值求平均值即可得到烤烟房的平均湿度，便于进行湿度管理和控制。所述湿度信号处理单元采用STC12LE5408单片机，所述无线发送单元和无线接收单元均采用nRF24L01无线收发器，所述微处理器采用AT89S52单片机。所述PC机还电连接有报警单元，当湿度高于预设的高湿阈值或低于预设的低湿阈值时，报警单元发出报警信号。
[0046]本实施例中，利用地暖装置20中散发的暖气对烟叶进行烘烤，利用了地暖装置而不需要另外设置加热装置，节省了另外设置加热装置的成本，地暖装置设于烤烟房的地面，不会占用烤烟房的空间，节省了空间，可有效对烟叶进行烘烤。
[0047]本实施例中，利用地暖装置20中散发的热量进行烤烟，形成室内温差，最后进行热循环使整个室内温度均匀上升。而且利用水地暖的形式，使烤烟时最高温度达到60 — 70度左右。
[0048]本实施例中，烟叶的烘烤方式为竖立散装烘烤，即将采集好的烟叶一块块散装竖立放在框架3内，框架3具有一定的容积，可将烟叶竖直且在横向并排放置数量较多的烟叶。由于框架3为金属框架，可以承受较高的温度而且金属结构稳定结实，地暖装置散发的热量可通过多个条形孔31传递到框架内，使得烟叶可得到均匀的烘烤。
[0049]另外，由于现有的安装及收取烟叶一般都在烤烟房内完成，其空间狭小难以操作，而本实用新型中可先在烤烟房的外部通过框架把烟叶都放在框架内，然后先把其中整个框架推进烤烟房内。收取烟叶的过程也同上。这样，方便了人员的安装及收取烟叶的操作，节省了安装及收取烟叶的时间，提高了工作效率。
[0050]地暖装置包括地暖管，地暖管在烤烟房内的地面迂回形成地热系统。迂回的地热系统使得地暖管中的热量可均匀的在烤烟房内散发，使烤烟房内温度均匀，烤烟的效率提尚O
[0051]本实施例中，框架3形状为方形，框架3上还设有提手32;烤烟室I内框架3的数量为18个，每个框架3堆积后相互之间设有间隙，且设于底部的框架3与烤烟室I的地面还设有间隙。由于一般的烤烟房尺寸为长度为8米，宽度为2.7米，高度为3米，本框架每个的长度约为2.3米，宽度约为1.3米，高度约为0.6米，上述尺寸的设置使得可在烤烟室内放置18个，每个框架的高度与烟叶的高度相匹配，可以最大程度的放置烟叶。
[0052]另外，设置了上述的间隙保证了烤烟室内热量的传递，使得热量可均匀的循环到每个框架中，保证了烟叶烘烤的均匀性。
[0053]进一步的，由于一般的框架内装满了较多的烟叶，框架的重量较重。本实施例中，在烤烟室内部及烤烟室外部的延伸处铺设导轨，可通过导轨将框架推进或推出烤烟房，这样方便了整个框架的移动和运输，节省了人力的消耗，提高了工作效率。
[0054]另一方面，为了进一步提高自动化的程度，还可以在导轨上设置传送带及电机，通过电机驱动传送带转动，从而可全自动的沿导轨使框架移动进烤烟房或在烤烟房内移动到外部，这样全自动的运输框架极大的方便使用者的操作，节省了人力的消耗，提高了工作效率。
[0055]本实施例中，采用机械臂315可自动将框架3堆放起来，这样减少了人工搬运的成本，提高了自动化的程度。
[0056]具体的，如图3中，这12个框架3的状态为在烤烟房内烘烤时的状态，此时，可先在机械臂315中设定好程序，使12个框架3堆放成上述状态，接着，通过电机驱动传送带转动，使堆放好的12个框架3沿传送带进入烤烟房内进行烤烟，烤烟完成后，通过电机驱动传送带转动，使12个框架3沿传送带从烤烟房内传送出来，接着，利用机械臂315搬动框架3使每个框架3放置在合适的位置，使用者再将框架3中已经烘烤好的烟叶取出。上述完整的烤烟及运输过程可通过一中央控制系统完成，如此减少了人工操作的成本，大大提高了烤烟的效率。
[0057]烤烟室I侧壁上设有排湿口10。排湿口 10上设有除湿机11。随着烘烤效率的提高，烤烟室设置相应的排湿口和除湿机能够提高排湿性能。烤烟室I的侧壁上设有观察窗05。本实用新型中，通过观察窗05可实时的观察到烟叶的状态，如颜色、形状等。
[0058]如图7中，加热装置包括液化石油气储存罐41、与液化石油气储存罐41连接的输气管路42，输气管路42上设有手动阀门43，输气管路42上还设有分控制阀44，分控制阀44通过管路连接发热器45，发热器45连接地暖装置20的管路。
[0059]液化石油气储存罐41可储存液化石油气，加热时，打开手动阀门43，合上电源开关，再合上点火旋钮同时，分控制阀44打开，开始加热，发热器45发出的热量传递到地暖装置20的管路。
[0060]本实施例中，供热设备的设计与计算
[0061]最大需热量
[0062]烟叶最大失水阶段，烘烤需热量最大。根据烤房装烟室容积和装烟密度计算出烤房的装烟量mq，烟叶最大含水量为Wq，最大失水速度为Ws，则单位时间最大失水量Sp = mqwqws;根据环境条件，利用h_d图查出进风口冷空气和排湿口热空气的含湿量dk、dp，:!:含值hkc、hp，单位时间排湿所需的干空气量Gkg = Sp/(dp-dk) =mqwqws/(dp_dk)，单位时间的最大有效热量(水分蒸发最大带走热量)Qz = GKg.(hp-hkc) = (hp-hkc).mqwqws/(dp-dk);由烤房的热效率n可以推算出最大需热量Qgr = Qz/n=(hp_hkc).mqwqws/(dp-dk).η式⑴。
[0063]热交换器面积
[0064]热交换器面积的大小与烤房最大需热量和换热器材料的导热系数有关，热交换器散热面积(Ag)为最大需热量与散热管传热系数(Kgt)和烟管内烟气平均温度(tej)乘积的比值:Ag = Qgr/(Kgt.tej)式⑵。
[0065]最大耗燃料量
[0066]根据设计烤房烘烤能力求得单位时间的最大需热量(即燃烧器最大供热量)后，SP可算出烤房单位时间最大耗燃料量(Gpm)。
[0067 ] Gpm = Qgr/Qnet.ar(3)，式中Qgr为烤房单位时间最大需热量KJ/h，Qnet.ar为燃料的发热值KJ/Kg。
[0068]密集烤房烟叶需热量计算:
[0069]最大需热量
[0070]密集烤房装烟室规格为800cm X 270cm X 350cm，装烟室容积为75.6m3:装烟密度为59.52?66.14kg/m3，为计算烤房最大供热量，这里取其最大值66.14kg/m3;密集烤房的装烟量为装烟室容积与装烟密度的积:75.6m3 X 66.14kg/m3 = 5000kg
[0071]鲜烟叶的含水量一般为80-90%，这里取最大值Wq= 90% ;大排湿时烟叶水分汽化蒸发速度取上限Ws = 2.5 % ;排湿口排出的废气的含湿量取上限^ = 0.046kg/kg干空气;进风洞进入烤房的冷空气的含湿量取下限dk = 0.021kg/kg干空气;通过查h-d图，可知排出热空气和进入冷空气的焓值，hp= 134.4kJ/kg，hkc = 79.8kJ/kg:密集烤房的热效率一般40 %左右。将以上各值带入公式⑴，即可计算出密集烤房的最大需热量:Qgr = 609749.45 kj/h。
[0072]本实施例中，以液化石油气作为燃料，
[0073]液态液化石油气的燃烧热量为:45217 — 46055 kJ/Kg，
[0074]由公式(3)Gpm= Qgr/Qnet.ar可算得单位时间消耗液化石油气为13.24 — 13.48Kg/h，本实施例中，烤烟房内需要把大概15000斤的新鲜烟叶烤成1500斤的烟叶。
[0075]烟叶烘烤按上中下三个部位平均6天，排出90%烟叶水分，则每公斤干烟需液化石油气量为(13.24 —13.48 Kg/h)/(48hX0.6X0.9) =0.51 —0.52 Kg0
[0076]因此，每公斤干烟需要液化石油气为0.51— 0.52 Kg。
[0077]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于，包括设有框架(3)的烤烟室(I)，所述的框架(3)为金属框架且其表面设有多个条形孔(31);所述的烤烟室(I)内部及烤烟室(I)外部的延伸有导轨，框架(3)设于导轨上;所述的框架(3)外还设有用于堆放框架(3)的机械臂(315)； 烤烟房还包括设于地面上的地暖装置(20);地暖装置(20)为水地暖装置，所述的地暖装置(20)连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置； 烤烟房还包括湿度采集系统，所述湿度采集系统包括湿度传感器、湿度信号处理单元、无线发送单元、无线接收单元、微处理器和PC机，所述湿度传感器、湿度信号处理单元和无线发送单元依次电连接，湿度传感器输出数字湿度信号，所述无线接收单元、微处理器和PC机依次电连接。2.根据权利要求1所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于:所述的地暖装置(20)包括地暖管，地暖管在烤烟房内的地面迂回形成地热系统。3.根据权利要求2所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于:所述的框架(3)形状为方形，框架(3)上还设有提手(32); 烤烟室(I)内框架(3)的数量为18个，每个框架(3)堆积后相互之间设有间隙，且设于底部的框架(3)与烤烟室(I)的地面还设有间隙。4.根据权利要求3所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于:所述的烤烟室(I)侧壁上设有排湿口( 1)。5.根据权利要求4所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于:所述的排湿口(10)上设有除湿机(11)。6.根据权利要求2所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于:所述的加热装置包括液化石油气储存罐(41)、与液化石油气储存罐(41)连接的输气管路(42)，输气管路(42)上设有手动阀门(43)，输气管路(42)上还设有分控制阀(44)，分控制阀(44)通过管路连接发热器(45)，发热器(45)连接地暖装置(20)的管路。7.根据权利要求1至6任一所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于:每公斤干烟需要液化石油气为0.51-0.52Kg。8.根据权利要求1所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于，所述湿度传感器的数目为多个，分别设置于烤烟房的多个位置。9.根据权利要求1所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于，所述湿度信号处理单元采用STC12LE5408单片机，所述无线发送单元和无线接收单元均采用nRF24L01无线收发器，所述微处理器采用AT89S52单片机。10.根据权利要求1所述的一种网箱式烟叶直立散装烘烤装置，其特征在于，所述PC机还电连接有报警单元，当湿度高于预设的高湿阈值或低于预设的低湿阈值时，报警单元发出报警信号。
【文档编号】A24B3/10GK205432089SQ201620137412
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】陈泽鹏
【申请人】中国烟草总公司广东省公司