矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)的研制與運(yùn)用

鮑麗云

摘要 本文介紹了矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)的主要設(shè)備及聯(lián)接、工作原理、作業(yè)過程、主要技術(shù)參數(shù)，分析比較了其與分隔料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)的優(yōu)勢(shì)，并提出了改進(jìn)方向，以期為矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)的推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)；主要設(shè)備；工作原理；作業(yè)過程；技術(shù)參數(shù)；優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào) TS272.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）10-0194-01

黟縣清野茶廠是黟縣祁門紅茶精制加工、出口的龍頭企業(yè)，年加工銷售祁門紅茶1 000 t。2013年為響應(yīng)黟縣縣委、縣政府的退城入園戰(zhàn)略，在工業(yè)園區(qū)新建廠房，淘汰舊加工設(shè)備，選用新設(shè)備組成祁門紅茶精制加工生產(chǎn)線，同時(shí)與有關(guān)部門聯(lián)合研制了矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)，獲得了發(fā)明專利，專利號(hào)為ZL 2014 1 0624834.X。

1 主要設(shè)備及聯(lián)接

矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)主要設(shè)備包括20.0 m×4.0 m×0.8 m矩形料倉(cāng)（床底為輸送帶）、數(shù)字化界面操作控制器、上料提升機(jī)（與烘干機(jī)連接）、掃描式物料攤鋪器、攪動(dòng)齒耙機(jī)（在出料口，起攪拌和均勻出料作用）、出料輸送機(jī)（振動(dòng)槽上方安裝永磁鐵和電磁鐵各1 塊）等。

如圖1、2所示，第一輸送帶沿任意水平方向平移設(shè)置。第二輸送帶用于向第一輸送帶供料，第二輸送帶的出料端位于第一輸送帶的帶面區(qū)域內(nèi)，第二輸送帶的進(jìn)料端位于一個(gè)固定區(qū)域內(nèi)；供料單元是固定設(shè)置的，用于向第二輸送帶進(jìn)料端供料。本設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)固定區(qū)域供料、一定區(qū)域內(nèi)均勻放料，實(shí)現(xiàn)了物料的自動(dòng)化均鋪，有益效果顯著。第一輸送帶安裝在第一支架上，第一支架沿第一直線導(dǎo)軌行走設(shè)置，第一直線導(dǎo)軌安裝在支架上，支架沿第二直線導(dǎo)軌行走設(shè)置，第一直線導(dǎo)軌與第二直線導(dǎo)軌相互垂直。第二輸送帶安裝在第二支架上，第二支架以第二輸送帶的進(jìn)料端為轉(zhuǎn)動(dòng)中心在水平面內(nèi)擺動(dòng)設(shè)置，第二支架的擺動(dòng)端設(shè)有滑塊，滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第二支架上且轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，滑塊與第一支架的長(zhǎng)邊構(gòu)成滑動(dòng)導(dǎo)向配合?；瑝K與第一支架構(gòu)成滑動(dòng)配合，保證了第二輸送帶的出料端能始終位于第一輸送帶的帶面區(qū)域內(nèi)[1]。

如圖3所示，第二支架底部與一個(gè)固定基座鉸接，第二支架的擺動(dòng)端通過行走單元吊掛在橫梁上，行走單元包括上行走塊和下行走塊，上行、下行走塊之間通過轉(zhuǎn)軸構(gòu)成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)配合，上行走塊與橫梁構(gòu)成滾輪導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，下行走塊沿第二支架的長(zhǎng)度方向與第二支架構(gòu)成限位導(dǎo)向配合。第一輸送帶下方設(shè)有矩形料倉(cāng)，第一輸送帶的帶長(zhǎng)方向平行于矩形料倉(cāng)的長(zhǎng)邊設(shè)置，第一直線導(dǎo)軌平行于矩形料倉(cāng)的寬邊設(shè)置，第二直線導(dǎo)軌平行于矩形料倉(cāng)的長(zhǎng)邊設(shè)置，橫梁平行于矩形料倉(cāng)的寬邊設(shè)置，第二支架以矩形料倉(cāng)的長(zhǎng)度方向?yàn)榛鶞?zhǔn)小角度擺動(dòng)設(shè)置。當(dāng)?shù)谝恢Ъ苎鼐匦瘟蟼}(cāng)的寬度方向平移時(shí)，第一支架通過滑塊帶動(dòng)第二支架擺動(dòng)，因而第二支架無需額外的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)其擺動(dòng)。在第一支架上沿第一輸送帶的帶面邊緣設(shè)有圍欄，第一輸送帶為正反轉(zhuǎn)輸送帶，其長(zhǎng)度等于或略大于矩形料倉(cāng)長(zhǎng)度的1/2。供料單元為提升機(jī)，提升機(jī)的進(jìn)料端與上游輸送設(shè)備相連，提升機(jī)的出料端位于第二輸送帶的進(jìn)料端上方。矩形料倉(cāng)的倉(cāng)底由第三輸送帶的帶面構(gòu)成，第三輸送帶的帶長(zhǎng)方向沿矩形料倉(cāng)的長(zhǎng)度方向設(shè)置，倉(cāng)底的其中一條寬邊處設(shè)有出料口。第三輸送帶能夠?qū)⑽锪蠌某隽峡谒统?，便于生產(chǎn)過程中從矩形料倉(cāng)取料。

2 工作機(jī)理

根據(jù)勻堆小樣，把各號(hào)茶通過上料提升機(jī)和掃描式物料攤鋪器由數(shù)字化界面操作控制器控制，依次分層均勻地?cái)備佋诰匦瘟蟼}(cāng)上。攤鋪完成后，開啟床底輸送帶、攪動(dòng)齒耙機(jī)和出料振動(dòng)槽。床底輸送帶緩慢移動(dòng)，矩形料倉(cāng)上的茶葉通過攪動(dòng)齒耙機(jī)攪動(dòng)后自由落體混合到出料輸送機(jī)上，振動(dòng)均勻，出料并剔除鐵屑等雜物，裝箱（袋）完成茶葉勻堆作業(yè)[2]。

3 作業(yè)過程

如圖1、2所示，圖中箭頭方向?yàn)楦鬏斔蛶У妮斔头较?，第一輸送帶從矩形料倉(cāng)的拐角處開始鋪料，物料通過提升機(jī)被輸送到第二輸送帶，第二輸送帶將物料輸送至第一輸送帶，第一輸送帶首先沿矩形料倉(cāng)的長(zhǎng)度方向行進(jìn)。如圖3所示，當(dāng)行進(jìn)至矩形料倉(cāng)長(zhǎng)度的1/2時(shí)，第一輸送帶反轉(zhuǎn)，同時(shí)第一輸送帶整體沿反方向平移，當(dāng)?shù)谝惠斔蛶羞M(jìn)到初始位置時(shí)再次反轉(zhuǎn)，同時(shí)第一輸送帶沿矩形料倉(cāng)的寬度方向平移一個(gè)帶寬的距離，隨后再次沿矩形料倉(cāng)的長(zhǎng)度方向平移，如此往復(fù)，完成對(duì)物料的均勻堆放。上述動(dòng)作均可通過數(shù)字化界面操作控制器進(jìn)行自動(dòng)控制，無需任何人工操作[3]。

矩形料倉(cāng)式勻堆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠自動(dòng)將散裝物料均勻堆放在指定區(qū)域內(nèi)，第一輸送帶采用正反轉(zhuǎn)輸送帶，最大程度減小了第一輸送帶的平移行程，減小了設(shè)備占用空間，節(jié)約了設(shè)備成本。

4 主要技術(shù)參數(shù)

一次勻堆茶葉10 t左右，滿負(fù)荷12 t，掃描式物料攤鋪器攤鋪一層物料16 min，約鋪料600 kg，完成10 t物料攤鋪需4.5～5.0 h，出料2～5 h（可調(diào)節(jié)床底輸送帶運(yùn)行速度）。

5 與分隔料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)的比較

5.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小

矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)只有平面的矩形料倉(cāng)，沒用復(fù)雜、高大的料倉(cāng)，占用面積、空間小、容易封閉，節(jié)約廠房，而且出茶干凈，維護(hù)方便。

5.2 與勻堆小樣一致性高

整個(gè)勻堆過程只有物料攤鋪和出料時(shí)的自由落體摩擦，沒用翻倉(cāng)攪料過程，茶葉不易斷碎，保持原號(hào)茶完整性。

5.3 粉塵少

茶葉篩分、風(fēng)選、切軋和勻堆是茶葉精制加工粉塵產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)，但矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)沒有翻倉(cāng)攪料的激烈摩擦，只有較低的自由落體運(yùn)動(dòng)，且容易封閉，幾乎不產(chǎn)生粉塵。

6 改進(jìn)方向

矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)經(jīng)過黟縣清野茶廠近2年的使用，沒有出現(xiàn)勻堆不均的狀況。由于掃描式物料攤鋪器攤鋪一層物料的時(shí)間是固定的，而每次拼配勻堆的各號(hào)茶數(shù)量不一樣，物料攤鋪尾量需要操作控制人員靈活準(zhǔn)確控制上料量才能實(shí)現(xiàn)均勻攤鋪。目前數(shù)字化界面操作控制器把床面分成8個(gè)控制分區(qū)，方便操作控制人員的調(diào)控和靈活掌控[4]。因此，矩形料倉(cāng)式茶葉勻堆機(jī)的改進(jìn)方向重點(diǎn)在數(shù)字化界面操作控制器的提升。一是增加床面控制分區(qū)，根據(jù)攤鋪的實(shí)時(shí)進(jìn)度及時(shí)調(diào)整上料量，確保攤鋪均勻。二是進(jìn)一步提升數(shù)字化界面操作控制器，根據(jù)各號(hào)茶的數(shù)量自動(dòng)調(diào)整攤鋪上料量，確保攤鋪均勻。

7 參考文獻(xiàn)

[1] 郭和偉.基于PLC的茶葉勻堆機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（4）：933-936.

[2] 劉新.談?wù)劜枞~包裝機(jī)械[J].中國(guó)茶葉，1999（5）：4-5.

[3] 鄭國(guó)建，陳積霞.茶葉勻堆機(jī)理及勻堆機(jī)探討[J].中國(guó)茶葉加工，1998（2）：35-37.

[4] 李奇.茶葉包裝機(jī)械的選型與配套[J].南方農(nóng)機(jī)，2009（2）：21-22.