一种茶叶烘干筛分复合加工设备及自适应控制方法技术

一种茶叶烘干筛分复合加工设备及自适应控制方法，其特征是所述的设备包括筛箱、固定板、振动电机、热风箱、摄像头、控制系统等。筛箱周围开有筛孔并与固定板配合，固定板下方安装有振动电机，在振动电机下方布置有收料箱。在设备底部安装有热风箱，热风通过热风管道和热风口传输到筛箱上方，在筛箱上方安装有摄像头。在进行烘干筛分作业时，控制系统可根据筛箱中茶叶的图形状态自动评定茶叶的烘干和筛分级别，并自适应控制振动电机和热风箱的工作状态。本发明专利技术在对茶叶进行烘干的同时可以完成茶叶的筛分除杂，同时由于筛分过程中茶叶始终处于上下的抛掷分层运动中，可以使上下层茶叶均匀受热，有利于提高茶叶的烘干质量和效率。有利于提高茶叶的烘干质量和效率。有利于提高茶叶的烘干质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种茶叶烘干筛分复合加工设备及自适应控制方法


[0001]本专利技术属于茶叶精细加工领域，特别涉及一种茶叶烘干筛分复合加工设备及自适应控制方法。

技术介绍

[0002]茶叶的制作工艺包括采摘、杀青、揉捻、烘干、筛分等多个工序，传统的制茶过程多采用手工进行，手工制茶的周期较长，制作品质不易统一，并且无法进行规模化生产。随着茶机械的快速发展，各种类型的茶叶设备不断涌现，如茶叶揉捻机、茶叶烘干机、茶叶筛分机等，茶叶设备的使用有效提高了茶叶的加工效率，但目前现有的茶叶加工设备大多只具有单一功能，只能完成单一生产任务，并且在加工时也基本采用串联加工工序进行加工，这在一定程度上限制了茶叶生产效率的进一步提高。如果在茶叶的制作过程中可以将多个加工工序采用并联的方式同步开展将会进一步缩短茶叶的制作周期，因此为了进一步提高茶叶的生产效率，有必要设计一种茶叶复合加工设备，并提出一种有效的控制方法使茶叶的烘干和筛分过程在同步开展的同时还能够防止茶叶破碎。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有的茶叶生产效率低，烘干过程和筛分除杂过程不能同步进行的问题，设计一种茶叶烘干筛分复合加工设备，同时提出了一种自适应控制方法。
[0004]本专利技术的技术方案之一是：一种茶叶烘干筛分复合加工设备及自适应控制方法，主要包括筛分系统、烘干系统和摄像头，筛分系统主要包括筛箱、固定板、弹簧、振动电机、收料箱、集料管、限位旋钮、集料盒、支撑架等，烘干系统主要包括热风箱、热风管道、热风口、排气扇等，摄像头可对筛箱中的茶叶分布情况进行实时拍摄、处理和评级。筛分系统、烘干系统和摄像头由控制系统进行统一控制，并可以在设备的垂直方向上进行多层叠加放置，以提高每次的茶叶处理量。
[0005]所述筛箱的底面和四周侧面都开有筛孔，所述筛孔除了可进行筛分外还有助于提高筛箱中的空气流动，在筛箱的两侧面加工有定位凹槽和筛箱限位孔。
[0006]所述固定板设计有定位凸缘、固定板限位孔、弹簧支座、安装杆等，所述定位凸缘与定位凹槽配合在一起，所述固定板限位孔和筛箱限位孔在完成装配后重合，所述弹簧支座用于安装弹簧，所述安装杆上加工有定位孔用于安装振动电机。
[0007]所述振动电机的振动参数（振频、振幅）可以根据茶叶的筛分状态进行调节。在加工的初始阶段由于茶叶的含水量和杂质较多，振动电机振动的较剧烈，以使茶叶获得较好的松散状态，扩大茶叶受热面积，加快水分蒸发，提高除杂效果；在加工的后期由于茶叶已经较为干燥，所含杂质也较少，此时振动电机振动的较为平缓，以避免干燥后的茶叶被振碎。所述振动电机可与控制系统进行数据交换。
[0008]所述支撑架设计为框架类结构，其上布置有弹簧座、摄像头安装孔、排气扇安装孔、热风箱支撑、收料箱安装孔等，分别用于与弹簧、摄像头、排气扇、热风箱、安装板进行配
合安装。
[0009]所述收料箱包括安装板、倾斜滑板和出料口等结构，所述安装板固定在支撑架的收料箱安装孔上，所述倾斜滑板具有一定的倾斜角度，可以使筛出的杂质往出料口方向滑动，所述出料口用于排出收料箱中的杂质。
[0010]所述集料管与不同层收料箱中的出料口连接，用于收集各层筛分出来的杂质，并集中输送到集料盒中。
[0011]所述限位旋钮与筛箱限位孔和固定板限位孔配合，用于锁定筛箱和固定板的相互位置，防止设备工作过程中筛箱和固定板分离脱落。
[0012]所述热风箱安装在热风箱支撑上，并与热风管道相连，所述热风管道在不同筛分层上方布置有对应的热风口，热风箱的热风参数可根据茶叶的烘干状态进行调节。在加工的初始阶段，由于茶叶的含水量较大，重量较重，热风调节的较大；在加工的后期，由于茶叶较为干燥，质量较轻，为防止筛箱中的茶叶在振动和热风的影响下飞离筛箱，热风调节的较小。
[0013]所述摄像头安装在不同筛分层的摄像头安装孔中，用于拍摄筛箱中茶叶在不同时刻的尺寸和分布形态，所述摄像头可与控制系统进行数据交换。
[0014]所述排气扇安装在设备底部侧面的排气扇安装孔中，用于设备中的空气流通。
[0015]所述支撑架的外部由保温材料包裹制成，以防止设备中的温度耗散过快。
[0016]所述控制系统安装在设备的外门上方，并与振动电机、热风箱、热风口和摄像头相连并进行数据传输及控制。所述控制系统中内置有茶叶在不同筛分状态和烘干状态下的标准图形库，用于与摄像头中拍摄到的茶叶实际图形分布状态进行对比和评级，并根据评级结果自适应调整振动电机和热风箱的振动级别和干燥级别。
[0017]本专利技术的技术方案之二是：一种茶叶烘干筛分自适应控制方法，其特征是：在进行茶叶加工时，首先将适量待加工茶叶放入各层的筛箱中，随后将筛箱从定位凹槽处插入到固定板的定位凸缘中，随后旋紧限位旋钮将筛箱锁死在固定板中，关闭设备外门。随后控制系统自动以初始振动量（较大）和初始热风量（较大）启动振动电机和热风箱，摄像头开始对筛箱中的茶叶尺寸和分布形态进行拍摄，控制系统对图像进行处理后与茶叶筛分图形库和茶叶干燥图形库进行对比，以确定茶叶达到的筛分级别和干燥级别，并判断是否符合要求。若不符合筛分和干燥要求，则控制系统根据目前已经达到的筛分级别和干燥级别相应的调整振动电机振动量和热风箱热风量继续进行烘干、筛分、图像对比、评级、判断流程。若筛分系统和干燥系统中任一个符合要求，则控制系统自动将符合要求指标的动力源（振动电机或热风箱）调整到最小量并保持恒定量不变进行恒定调整控制，而不符合要求的动力源则继续进行自适应调整控制。设备工作过程中，茶叶在筛箱中不断进行上下运动同时受到热风的持续作用，茶叶中的水分慢慢蒸发，茶叶中混杂的杂质落入收料箱中，随后下滑通过出料口落入集料管中，最后各层的杂质都落入到集料盒中，待加工完成后统一回收处理。当烘干系统和筛分系统全部符合要求时，完成茶叶的烘干和筛分作业，设备停机，取出茶叶进行后续处理。
[0018]本专利技术的有益效果是：1.本专利技术将茶叶的烘干过程和筛分过程复合到一个设备中进行完成，可以显著缩短茶叶的加工时间，提高茶叶的生产效率。
[0019]2.采用复合加工设备对茶叶进行烘干时，茶叶在筛分过程中进行周期性的上下抛掷分层运动，可以使茶叶获得较好的松散状态，扩大茶叶的受热面积，加快水分蒸发，避免直接烘干时因物料堆积而产生底层茶叶烘干效果较差的问题，有助于提高茶叶的烘干均匀性。
[0020]3.本专利技术设计的茶叶烘干筛分复合加工设备结构简单，易于实现，便于推广应用。提出的茶叶烘干筛分自适应控制方法可以根据茶叶的实时烘干筛分状态进行自适应调整振动量和热风量，可有效避免干燥后的茶叶被振碎或被吹离筛箱等问题。
附图说明
[0021]图1是茶叶烘干筛分复合加工设备的三维示意图。
[0022]图2是茶叶烘干筛分自适应控制方法的流程图。
[0023]图3是茶叶烘干筛分复合加工设备的前视图。
[0024]图4是茶叶烘干筛分复合加工设备的侧视图。
[0025]图5是筛箱的示意图。
[0026]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种茶叶烘干筛分复合加工设备，其特征在于：它包括筛分系统、烘干系统和摄像头（14），所述的筛分系统包括筛箱（1）、固定板（2）、弹簧（3）、振动电机（4）、收料箱（5）、集料管（6）、限位旋钮（7）、集料盒（9）、支撑架（12）；所述烘干系统主要包括热风箱（13）、热风管道（11）、热风口（10）和排气扇（8）；所述筛分系统、烘干系统和摄像头（14）由控制系统（15）进行统一控制，并可以在垂直方向上进行多层叠加布置；热风箱（13）安装在支撑架（12）的下部，热风箱（13）产生的烘干用热风通过热风管道（11）和与热风管道相连的热风口送入每层安装的筛箱（1）中以便对筛箱（1）中的茶叶进行加热烘干；所述的筛箱（1）插装在固定板（2）的插槽中并通过限位旋钮（7）实现定位，固定板（2）与振动电机（4）相连；弹簧（3）的上端套装在固定板（2）的弹簧支座上，弹簧（3）的另一端支承在支撑架（12）的隔板（16）上对应的弹簧座中，收料箱（5）固定在支撑架（12）的隔板（16）下部；倾斜安装的收料箱（5）的斜底面上安装有出料口，各层的出料口均与集料管（6）相连通，集料管（6）的出料口伸入集料盒（9）中，集料盒（9）安装在支撑架（12）的下部一侧；所述排气扇（8）安装在设备底部侧面的排气扇安装孔（12
‑
3）中，用于设备中的空气流通；摄像头（14）安装在筛箱（1）上方的摄像头安装孔中并与控制系统电气连接。2.根据权利要求1所述的茶叶烘干筛分复合加工设备，其特征在于：所述筛箱（1）的底面和四周侧面都开有筛孔（1
‑
1），同时在筛箱（1）的两侧面加工有与固定板（2）上的凸缘相匹配的定位凹槽（1
‑
2）和与供限位旋钮插入的筛箱限位孔（1
‑
3）。3.根据权利要求1所述的茶叶烘干筛分复合加工设备，其特征在于：所述固定板（2）主要包括定位凸缘（2
‑
1）、固定板限位孔（2
‑
2）、弹簧支座（2
‑
3）和安装杆（2
‑
4），所述定位凸缘（2
‑
1）与定位凹槽（1
‑
2）配合在一起，所述固定板限位孔（2
‑
2）和筛箱限位孔（1
‑
3）在完成装配后重合，均用于供限位旋钮（7）的插入，所述弹簧支座（2
‑
3）与弹簧（3）配合，所述安装杆（2
‑
4）上加工有定位孔用于安装振动电机（4）；振动电机（4）的振动参数）能根据茶叶的筛分状态进行调节，并与控制系统（15）进行数据交换。4.根据权利要求1所述的茶叶烘干筛分复合加工设备，其特征在于：所述支撑架（12）主要为框架类结构，其上布置有安装弹簧（3）另一端的弹簧座（12
‑
1）、安装摄像头（14）的摄像头安装孔（12
‑
2）、排气扇安装孔（12
‑
3）、热风箱支撑（12
‑
4）、收料箱安装孔（12
‑
5），排气扇安装孔（12
‑
3）、热风箱支撑（12
‑
4）均位于支撑架一侧下部；所述支撑架（12）的外部由保温材料包裹而成。5.根据权利要求1所述的茶叶烘干筛分复合加工设备，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛小乐，汪洪峰，姜迪，刘胜荣，宋娓娓，蒲家飞，董旗，
申请(专利权)人：黄山学院，
类型：发明
国别省市：