電磁熱理條機結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗

戴惠亮 葉永興 程梅 曹建波

摘要：針對目前國內(nèi)電熱式理奈機存在的能耗高、溫度響應(yīng)速度不快和加熱不均勻等問題，對現(xiàn)有加熱方式進行了研究，提出了一種采用電磁加熱技術(shù)的新型茶葉理條機，改變傳統(tǒng)氣、電加熱形式。介紹了電磁熱理條機的操作與保養(yǎng)，給出了電磁熱理條機改進試驗進展及成果。結(jié)果表明：電磁熱方式加熱，裝機整潔，升溫快，電磁熱方式裝機功率小，能源利用率高，并且溫度到后，不會有余溫加熱，溫度穩(wěn)定。且電磁熱理條機使用壽命長，線圈不加熱，相比電熱管，不容易損壞，相對于電熱管加熱，鍋槽的均勻性也有所提高。

關(guān)鍵詞：電磁加熱;溫度穩(wěn)定;均勻性

中圖分類號：TS272

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）14-0203-02

1 引言

節(jié)約能源牛產(chǎn)是如今各機械行業(yè)的目標(biāo)，柴、煤方式已經(jīng)逐步退出舞臺，氣、電為主要能源供給方式。其中氣能源方式局限性較大，很多地域都不能普及運用，尤其是大量設(shè)備使用燃?xì)馐皆O(shè)備，就必須要建設(shè)氣站，投資大，并且存在一定的危險性。其次電能源方式應(yīng)用比較廣泛，但是能耗偏高。所以，市場需要一種成熟可靠的技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)茶機能源方式（傳統(tǒng)方式為柴、煤、氣、電），改善與提高茶機行業(yè)的經(jīng)濟效益，而電磁熱理條機就是針對這種需求而進行創(chuàng)新設(shè)計的。

2 電磁熱理條機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文設(shè)計的電磁熱理條機結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示。

2.2工作原理

本文設(shè)計的電磁熱理條機其工作原理具體如下。

（1）每一鍋炒制的茶葉，各片茶葉有原始靜態(tài)差別和動態(tài)差別。原始靜態(tài)差別有質(zhì)量、大小、形狀、老嫩的差別;當(dāng)茶葉在鍋中運動時，各片茶葉的動態(tài)差別有在鍋內(nèi)所處位置不同，迎風(fēng)面不同，條葉之間有無碰撞，失水速度不同等差別。無論鍋速度大于茶葉速度，還是茶葉速度大于鍋速度都會發(fā)生茶葉與鍋壁的碰撞，特別是鍋突然反向運動時，茶葉與鍋壁碰撞的概率最大。當(dāng)茶葉受到鍋壁碰撞后，就按自身慣性運動規(guī)律運動，直至再次碰撞。由于每片茶葉的原始靜態(tài)、動態(tài)差別，使得鍋在往復(fù)振動中不斷與茶葉發(fā)生碰撞，這樣的效果是全部茶葉在鍋內(nèi)不停地往復(fù)碰撞。半圓柱鍋使茶葉與鍋的水平碰撞，產(chǎn)生向上拋力。茶葉在上拋下落過程中，又沿鍋面滑動、翻轉(zhuǎn)。

（2）為了加大擠壓力，往往采用加壓棒及茶葉并鍋理條等措施。加壓棒由木棍外包布料或塑料管內(nèi)裝砂子構(gòu)成，其基本要求是有一定重量、表面柔軟。茶葉往復(fù)碰撞、翻轉(zhuǎn)，沿鍋面滑動產(chǎn)生摩擦，茶葉相互之間擠壓、摩擦，加壓棒對茶葉擠壓、摩擦。在以上因素共同作用下茶葉干燥、成條、磨光。取向再雜亂的一把茶葉投入鍋槽后，葉片自動轉(zhuǎn)向最穩(wěn)定的取向——葉片主脈方向與往復(fù)運動方向垂直。所以經(jīng)往復(fù)振動理條后，茶葉都以葉片主脈為軸心，產(chǎn)生收緊、卷曲。因為原始差異，使得部分葉片碰撞較重，部分葉片碰撞較輕。同一鍋理條的茶葉應(yīng)盡量大小一致。這樣才能保證碰撞力均勻，成條均勻，碎茶少。

2.3控制電路設(shè)計

針對本文設(shè)計的電磁熱理條機，設(shè)計的控制電路如圖2所示。

3 電磁熱理條機操作與保養(yǎng)

3.1 電磁熱理條機的操作

（1）電磁熱理條機空轉(zhuǎn)后運行正常，即可啟動電熱管按鈕，進行加熱，同時調(diào)整振動頻率，作慢速運轉(zhuǎn)。當(dāng)鍋體溫度達(dá)到80～100℃時，將鍋運行速度調(diào)快，將含水率為35%～40%待炒制茶葉均勻投入每一槽鍋中，總投葉量在1.2 kg左右，每鍋的投葉量應(yīng)均勻。

（2）經(jīng)4～5 min，在制葉含水率降至20%左右，條索緊直峰毫顯露、香氣外溢時，即停機提起鍋柄，使茶葉迅速排出鍋外。

（3）經(jīng)過攤涼并鍋再次投入鍋槽中做形，一般要做三次，每次下來要攤涼，以使失水均衡，至于溫度一般要“先高后低”，主要還應(yīng)根據(jù)各地制茶實際情況“看茶做茶”。

（4）使用本文設(shè)計的理條機時，請認(rèn)真掌握鍋體溫度變化，防止產(chǎn)生色澤變黃、變暗或產(chǎn)生焦火味等其他影響茶葉品質(zhì)的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.2 電磁熱理條機的保養(yǎng)

（1）使用中的保養(yǎng)措施。①定期清理機器;②檢查電機等部件溫升情況，聽有無異常聲響;③觀察油槽的油量，及時添加潤滑油，對連桿等其他運動部件要定期加潤滑油（脂）;④定期檢杏各緊固件是否可靠，擰緊松動的緊閻件。

（2）使用后的保養(yǎng)措施（每茶季結(jié)束）。①徹底清理干凈;②清洗及更換潤滑油（脂）;③用布或其他遮塵物蓋住機器，保持存放處的干燥通風(fēng)。

4 電磁熱理條機改進試驗進展及成果

經(jīng)過2016年的初步試驗，本文將電磁直接作用于鍋槽底面，效果并不好，主要原因還是因為鍋槽底部呈弧形，與線圈之間的距離保證不了一致，導(dǎo)致加熱不勻，另一個原因是線圈繞法，線圈具體如何繞法才能在同樣功率下，達(dá)到最好的使用效果。2017年3月.筆者與相關(guān)廠家進行溝通，確定后對鍋體以及其他配套零件進行了改進，并與2017年5月進行了試驗。現(xiàn)在本文所設(shè)計的電磁熱理條機滿足預(yù)期設(shè)計要求，相比傳統(tǒng)的理條機，預(yù)熱時間明顯縮短。試驗參數(shù)如下：同樣功率下，本文設(shè)計的電磁熱理條機可以達(dá)到最好的使用效果，具體溫度的數(shù)據(jù)如表1所示。

5結(jié)論

本文設(shè)計的電磁熱理條機使用功率為20 kW，單機使用問題不大，但是如果多臺機器使用，一般都要投資單獨變壓器，也存在投資大的問題。電磁熱能源方式與電相比具有明顯的能耗低，電場熱理條機預(yù)計使用功率為9 kW。另外，筆者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)加熱方式的電磁熱理條機存在的最大問題就是鍋槽與鍋槽之間、單個鍋槽前中后之間的溫差很大，最高相差可達(dá)到100℃以卜，很難實現(xiàn)所有鍋槽的均溫。而本文設(shè)計的電磁熱理條機能有效克服這個問題，采用電磁加熱為非接觸式加熱，除了降低能耗，減少噪音和灰塵，還具有升溫快、便于控制鍋槽溫度，加熱線圈不存在燒壞、更換（線圈工作溫度為60～100℃）等現(xiàn)象，使用壽命長。因此，在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，電磁加熱技術(shù)使理條機整體鍋槽在同一截面溫差不大于6℃。升溫快，電熱管升溫到150℃需要20 min左右，采用電磁加熱只需5min左右，空耗減少明顯。功率小，并且溫度到后，不會有余溫加熱。使用壽命長，線圈不加熱，相比電熱管，不容易損壞。所以電磁熱技術(shù)能夠為現(xiàn)今茶葉產(chǎn)業(yè)帶來方便，將為茶機行業(yè)帶來很人的實用價值和良好的社會效益。