大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機的製作方法

2023-06-16 08:55:21

專利名稱：大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制茶機，其核心部件電極筒直徑加大的茶葉靜電揀梗機。
背景技術：
茶葉在採摘、加工過程中，常混有茶梗、髮絲、瓜殼等雜物，影響茶葉品質，需專用設備揀剔。這些專用設備中，還是靜電揀梗機較先進和較受歡迎。它是上世紀中後期從日本引進，然後我國出現仿製機型。這機型頂部有待揀茶進料口，該口下部有分配筒(或弧形板，下同)和電極筒，高壓靜電的負極接電極筒，正極接分配筒並接地，則兩筒之間存在著電場，從進料口下落的待揀茶經分配筒的緩衝後進入兩筒間隙的電場中，含水率高的梗比含水率低的葉片被吸引力大，在吸引力與梗、葉自身重力的共同作用下，產生不同偏移，實現首級分揀。若需再分揀，則在下方再設一組電極筒、分配筒與分離板，接上正負電極，形成二極電場，進行二級分揀。餘類推，直至多級分揀。
對於茶葉靜電揀梗機，中、日兩國的同業科技人員，均認為該機尚存在著分揀率不高、復揀與誤揀較多等不盡人意之處，從眾多途徑出發，試圖進行改進，相關的文章和專利不斷出現，極大多數是從加大靜電電壓，提高極間(即兩筒間)電場強度出發來改善揀梗機的分揀能力，分析這一思路的起因，可能是這樣的因接上高壓靜電的兩筒間的極間電容特性，經一定的過渡充電過程，極間電壓、電場達到穩定狀態，由於電容的隔直特性，電路穩定後將不存在提供極間電場的充電電流，又考慮到極間電容的擊穿問題，因而將電流取小值。從而使高電壓、低電流的靜電揀梗方法沿用至今。
極間有個合理的高電壓值，是電場強度與作用力的基礎，這是靜態(空載)分析的正確觀點，但茶葉的揀梗與剔雜是有負載的，是個動態過程，揀梗機運轉時，落入兩極間(兩筒間)的待揀茶，成為一種連續運行的介質(空載時，空氣是介質)，在電場作用下產生分離，不斷消耗電場能量，不及時補充，分揀能力勢必不斷下降，不少同業人員將靜電揀梗機開機的短時間內的良好分揀能力稱為「曇花現象」，這一好景不長的原因我認為是能量得不到及時補充的結果。這一補充用給予連續靜電電流的補充來實現。
本申請人在CN03128830·8的「高效茶葉靜電揀梗方法及裝置」專利申請材料中，已闡明上述道理，完成相關機型的生產和使用，從實踐中結束了「曇花現象」。
受傳統認識的局限，設計上想從提高極間靜電電壓出發解決問題，但實踐上這不能增強或維持負載狀態下的強電場，不能提高分揀率和分揀效率，因此電極筒的直徑似乎沒有加大的必要，約定俗成地定製在140±4mm範圍內，而且這一尺寸還作為行業標準固定。

發明內容
本申請人在合理的靜電高壓條件下，從不斷補充靜電電流著手，有效地解決了增強或維持負載狀態下的強電場環境，才有條件安排增大電極筒與分配筒的直徑，調節好兩筒之間的距離，達到擴大強電場作用的有效空間範圍，明顯提高揀梗機的分揀率與分揀效率的目的。因此，設計出的電極筒直徑大於140mm，分配筒(弧形板)直徑等於或大於電極筒直徑。
為了達到提高靜電電流值，並不斷在負載狀態下補充到電極上以增強或維持電場強度的目的，這只需對通用的靜電揀梗機中的靜電發生器進行改進限流電阻R的阻值偏低選擇，而功率偏高選擇，即可提高靜電電流值。要求單組負載的限流電阻的阻值R＜10MΩ，同時其額定功率P＞5W。用這樣的限流電阻至少兩個單只電阻元件串聯、並聯或混聯成靜電發生器的限流電阻。這已在本申請人的CN03128830·8專利申請材料中細述，恕不再一一羅列。


圖1為靜電揀梗機主要部件位置關係圖。
圖2為靜電揀梗機分揀狀態示意圖。
圖3為電極筒、分配筒之間電場分布示意圖。
具體實施方式
本實用新型由靜電發生器9與機械分揀機構兩大部分組成，其靜電發生器9產生靜電高壓的電路結構方式很多，現以工頻交流升壓後的半波整流式為例來說明升壓變壓器SB的高壓迴路上有整流器D、限流電阻R，該限流電阻的單組負載的每隻電阻元件選用參數為R限＜10MΩ，同時電阻的額定功率P＞5W，至少兩隻電阻元件串、並或混聯而成。靜電發生器9負極接電極筒4，正極接分配筒5並接地。其機械分揀機構也有幾種型式，現以一種如下的機型來說明，該機的頂部有進料口7，口下是類簸箕形的振動式勻茶鬥6，該鬥6下口下方有分配筒(弧形板)5、電極筒4和分離板3，整機還有機架、外殼、動力8及其傳動部件，最下部有出茶口2和出梗口1。另外，其它用輸送帶替代進料口的、不設勻茶鬥6的，但各機型均有電極筒4與分配筒5，本申請人認為無論何種機型，電極筒的直徑不要局限在140mm甚至更小的範圍，應該從提高分揀能力與分揀效率為目的地加大電極筒直徑，最起碼的要求是超過140mm，(具體需加大到何種尺寸，應以待揀茶吞吐量、廠房場地、單機規格統籌而定)，同時按電極筒直徑與分配筒直徑比為1∶1～2.5的比例加大分配筒直徑，從而在合理的靜電高壓下，增大靜電電流量，確保負載狀態時電場強度的增強或維持，達到擴大強電場作用的有效空間範圍，明顯提高揀梗機的分揀能力與分揀效率的目的。整機的其它部件為常規技術。
一種看似簡單的增加電極筒直徑的小改進，然而這是從長期禁錮在提高靜電電壓的思想索縛中解脫出來後，走增加靜電電流的新路，才摸索出如今的意想不到的效果來。
綜上所述，靜電揀梗機在負載狀態，電場能量隨分揀茶的分揀而流失，需增加靜電電流量來補充；增加靜電流採用選低阻值、高功率的電阻元件串、並、混聯成靜電發生器所需的限流電阻；增加靜電電流量便可有效增強或維持電場強度，在此基礎上，增大電極筒與分配筒的直徑，擴大電場作用的有效空間，才能實現提高靜電揀機的分揀能力與分揀效率。
權利要求1.一種大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機，由靜電發生器(9)與機械分揀機構兩大部分組成，升壓變壓器SB的高壓迴路上有整流器D、限流電阻R，電路負極接電極筒(4)，正極接分配筒(5)並接地，其機械分揀機構是頂部有進料口(7)，該口(7)下有分配筒(5)、電極筒(4)與分離板(3)，最下部有出葉口(2)與出梗口(1)，整機還有機架、外殼、動力(8)及其傳動部件，其特徵是電極筒(4)與分配筒(5)直徑大於140mm。
2.如權利要求1所述的大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機，其特徵是所說的分配筒(5)、電極筒(4)和分離板(3)三者組合成至少一組。
3.如權利要求1所述的大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機，其特徵是分配筒(5)的直徑大於或等於電極筒(4)的直徑。
4.如權利要求3所述的大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機，其特徵是電極筒(4)與分配筒(5)的直徑比為1∶1～2.5。
專利摘要一種大直徑電極筒的茶葉靜電揀梗機，由靜電發生器9與機械分揀機構組成，升壓變壓器SB的高壓迴路上有整流器D、限流電阻R，電路負極接電極筒4，正極接分配筒5，其機械分揀機構有頂部的進料口7，該口下方的分配筒5、電極筒4與分離板3，最下部有出葉口2與出梗口1，進料口與分配筒之間加設簸箕形的振動式勻茶鬥6，還採用獨特的限流電阻R，解決了負載狀態下不斷補充電場能量消耗的問題，保證了強電場在揀梗全過程中始終存在，從而有條件增大電極筒4與分配筒5的直徑，擴大強電場作用的有效空間，達到提高揀梗機分揀能力與分揀效率的目的。
文檔編號B07C5/34GK2700010SQ0320824
公開日2005年5月18日 申請日期2003年8月27日 優先權日2003年8月27日
發明者柳小林 申請人:柳小林