戴惠亮 葉永興 程梅 曹建波

摘要：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)電熱式理奈機(jī)存在的能耗高、溫度響應(yīng)速度不快和加熱不均勻等問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有加熱方式進(jìn)行了研究，提出了一種采用電磁加熱技術(shù)的新型茶葉理?xiàng)l機(jī)，改變傳統(tǒng)氣、電加熱形式。介紹了電磁熱理?xiàng)l機(jī)的操作與保養(yǎng)，給出了電磁熱理?xiàng)l機(jī)改進(jìn)試驗(yàn)進(jìn)展及成果。結(jié)果表明：電磁熱方式加熱，裝機(jī)整潔，升溫快，電磁熱方式裝機(jī)功率小，能源利用率高，并且溫度到后，不會(huì)有余溫加熱，溫度穩(wěn)定。且電磁熱理?xiàng)l機(jī)使用壽命長(zhǎng)，線圈不加熱，相比電熱管，不容易損壞，相對(duì)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(hào)：TS272

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）14-0203-02

1 引言

節(jié)約能源牛產(chǎn)是如今各機(jī)械行業(yè)的目標(biāo)，柴、煤方式已經(jīng)逐步退出舞臺(tái)，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(yùn)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(xiǎn)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(chǎng)需要一種成熟可靠的技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)茶機(jī)能源方式（傳統(tǒng)方式為柴、煤、氣、電），改善與提高茶機(jī)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而電磁熱理?xiàng)l機(jī)就是針對(duì)這種需求而進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的。

2 電磁熱理?xiàng)l機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示。

2.2工作原理

本文設(shè)計(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)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(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，各片茶葉的動(dòng)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(wú)碰撞，失水速度不同等差別。無(wú)論鍋速度大于茶葉速度，還是茶葉速度大于鍋速度都會(huì)發(fā)生茶葉與鍋壁的碰撞，特別是鍋突然反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，直至再次碰撞。由于每片茶葉的原始靜態(tài)、動(dòng)態(tài)差別，使得鍋在往復(fù)振動(dòng)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(guò)程中，又沿鍋面滑動(dòng)、翻轉(zhuǎn)。

（2）為了加大擠壓力，往往采用加壓棒及茶葉并鍋理?xiàng)l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(dòng)產(chǎn)生摩擦，茶葉相互之間擠壓、摩擦，加壓棒對(duì)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(dòng)轉(zhuǎn)向最穩(wěn)定的取向——葉片主脈方向與往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向垂直。所以經(jīng)往復(fù)振動(dòng)理?xiàng)l后，茶葉都以葉片主脈為軸心，產(chǎn)生收緊、卷曲。因?yàn)樵疾町悾沟貌糠秩~片碰撞較重，部分葉片碰撞較輕。同一鍋理?xiàng)l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(jì)

針對(duì)本文設(shè)計(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)，設(shè)計(jì)的控制電路如圖2所示。

3 電磁熱理?xiàng)l機(jī)操作與保養(yǎng)

3.1 電磁熱理?xiàng)l機(jī)的操作

（1）電磁熱理?xiàng)l機(jī)空轉(zhuǎn)后運(yùn)行正常，即可啟動(dòng)電熱管按鈕，進(jìn)行加熱，同時(shí)調(diào)整振動(dòng)頻率，作慢速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)鍋體溫度達(dá)到80～100℃時(shí)，將鍋運(yùn)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(shí)，即停機(jī)提起鍋柄，使茶葉迅速排出鍋外。

（3）經(jīng)過(guò)攤涼并鍋再次投入鍋槽中做形，一般要做三次，每次下來(lái)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(shí)際情況“看茶做茶”。

（4）使用本文設(shè)計(jì)的理?xiàng)l機(jī)時(shí)，請(qǐng)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?xiàng)l機(jī)的保養(yǎng)

（1）使用中的保養(yǎng)措施。①定期清理機(jī)器;②檢查電機(jī)等部件溫升情況，聽(tīng)有無(wú)異常聲響;③觀察油槽的油量，及時(shí)添加潤(rùn)滑油，對(duì)連桿等其他運(yùn)動(dòng)部件要定期加潤(rùn)滑油（脂）;④定期檢杏各緊固件是否可靠，擰緊松動(dòng)的緊閻件。

（2）使用后的保養(yǎng)措施（每茶季結(jié)束）。①?gòu)氐浊謇砀蓛?②清洗及更換潤(rùn)滑油（脂）;③用布或其他遮塵物蓋住機(jī)器，保持存放處的干燥通風(fēng)。

4 電磁熱理?xiàng)l機(jī)改進(jìn)試驗(yàn)進(jìn)展及成果

經(jīng)過(guò)2016年的初步試驗(yàn)，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?yàn)殄伈鄣撞砍驶⌒?，與線圈之間的距離保證不了一致，導(dǎo)致加熱不勻，另一個(gè)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(jìn)行溝通，確定后對(duì)鍋體以及其他配套零件進(jìn)行了改進(jìn)，并與2017年5月進(jìn)行了試驗(yàn)?，F(xiàn)在本文所設(shè)計(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求，相比傳統(tǒng)的理?xiàng)l機(jī)，預(yù)熱時(shí)間明顯縮短。試驗(yàn)參數(shù)如下：同樣功率下，本文設(shè)計(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)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(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)使用功率為20 kW，單機(jī)使用問(wèn)題不大，但是如果多臺(tái)機(jī)器使用，一般都要投資單獨(dú)變壓器，也存在投資大的問(wèn)題。電磁熱能源方式與電相比具有明顯的能耗低，電場(chǎng)熱理?xiàng)l機(jī)預(yù)計(jì)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?xiàng)l機(jī)存在的最大問(wèn)題就是鍋槽與鍋槽之間、單個(gè)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(shí)現(xiàn)所有鍋槽的均溫。而本文設(shè)計(jì)的電磁熱理?xiàng)l機(jī)能有效克服這個(gè)問(wèn)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(zhǎng)。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?xiàng)l機(jī)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(huì)有余溫加熱。使用壽命長(zhǎng)，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?yàn)楝F(xiàn)今茶葉產(chǎn)業(yè)帶來(lái)方便，將為茶機(jī)行業(yè)帶來(lái)很人的實(shí)用價(jià)值和良好的社會(huì)效益。