一种炒茶机的恒温加热系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种炒茶机，具体涉及一种炒茶机的恒温加热系统。


背景技术：

2.我国是产茶大国，茶叶的分类许许多多，但是都必须经过炒制后才可以成为各种口味、功能的茶叶产品。传统炒茶工艺一直都是利用手工进行炒制，通过人工的揉捻令茶叶水分快速蒸发，阻断茶叶的发酵过程，是使茶汁的精华完全保留的工序。随着工业的发展以及人们对茶叶的需求量增加，炒茶机应运而生。
3.炒茶机可以将炒茶工从繁重体力劳动中解放出来，还可以降低炒茶成本，但是炒茶是个功夫活，尤其是对火候和温度的控制十分重要，若不加以控制，则炒制出来的茶叶质量差，品相差，并且口感差。因此，炒茶的关键是温度控制，采用炒茶机进行炒茶时也需要良好的控制炒茶的温度和温度的均匀性。现有的机械超差通常都是采用滚筒式的炒茶机，利用滚筒的旋转速度来控制炒茶温度和温度的均匀性。但是滚筒内部的中间部分不容易清理，一旦受到污染，难以清理，并且会造成后续炒茶时的二次污染。
4.近年来出现了摆动式炒茶机，该种炒茶机不存在如滚筒一般的空间，因此其不存在不易清理、二次污染等问题。但是，该种炒茶机的温度控制相较于滚筒式炒茶机较差，到目前为止始终没有良好的解决办法。
5.中国专利cn204047838u公开了摆动式炒茶机，包括支撑腿，支撑腿上端固定连接有支撑架，支撑架上方设有炒锅，炒锅内设有加热系统，炒锅的底面中心传动连接有传动轴，传动轴传动连接有电机，支撑架中间开设有穿口，穿口边缘固定连接有两个相同的套筒，两个套筒的中心轴在同一条直线上，每个套筒内都铰接有连杆，连杆为“l”形状，两个连杆对称设置，连杆的水平部分插接在套筒内，连杆的竖直部分与电机固定相连。该专利提供的摆动式炒茶机能够扩大茶叶的平铺面积，不会聚积在一起，因而可以提升炒制后的茶叶品质，但是该专利没有对影响茶叶质量大的温度这一因素进行控制和研究。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种炒茶机的恒温加热系统，通过驱动燃气控制阀的开启大小，控制燃气的流量实现了摆动式炒茶机的温度控制，进而可以提高炒制得到的茶叶的品质。
7.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
8.一种炒茶机的恒温加热系统，包括炒茶机机体和设置于炒茶机机体上的茶锅，所述的炒茶机机体上还设置有燃烧组件、点火装置、温度检测组件和燃气控制组件；
9.所述的燃烧组件包括喷嘴、燃气混合室和蜂窝陶瓷板，所述的喷嘴设置于燃气混合室内，所述的蜂窝陶瓷板设置于燃气混合室与茶锅之间；燃气经燃气控制组件由喷嘴进入燃气混合室，通过燃气混合室的均压腔流过蜂窝陶瓷板的火口孔后形成均匀的燃烧火焰层，可以根据燃气流量的大小控制炒茶温度；
10.所述的点火装置设置于蜂窝陶瓷板的上侧，用于点燃由蜂窝陶瓷板的火口孔流出的燃气；
11.所述的温度检测组件设置于茶锅下方，测定茶锅的温度；
12.所述的燃气控制组件与喷嘴相连，控制进入燃烧组件中的燃气的量。
13.优选地，所述的蜂窝陶瓷板可以使流出蜂窝陶瓷板的火口孔的燃气分布更为均匀，使得燃烧后火焰也均匀，并且在燃气量小，即燃烧功率低时，能够保持燃烧组件的正常燃烧使用。
14.优选地，所述的炒茶机机体上还设置有火焰检测装置，所述的火焰检测装置设置于蜂窝陶瓷板的上侧，用于检测点火装置是否点火成功。
15.优选地，所述的火焰检测装置紧贴于点火装置设置，可以及时测定点火装置是否点火成功。
16.优选地，所述的火焰检测装置为离子探针。
17.优选地，所述的炒茶机机体上还设有控制器，所述的控制器与燃烧组件、温度检测组件、点火装置、火焰检测装置和燃气控制组件电连接，通过控制器可以对炒茶温度进行自动控制，以及在未点着火时关闭燃气控制组件，保证炒茶机的运行安全。
18.优选地，所述的点火装置为点火器，通过点火器输出高压点火电流，点火电极在高压下发出电火花，点燃燃气。
19.优选地，所述的温度检测组件包括红外传感器和温度探测板，所述的温度探测板选用导热速率快的金属，优选采用铝制成，其贴设于茶锅下侧，使茶锅的温度可以均匀的反应至温度探测板所述的红外传感器设于温度探测板下方，测定温度探测板的温度。
20.优选地，所述的温度探测板选用铝制成。
21.优选地，所述的温度检测组件还包括红外防漫反射装置，所述的红外防漫反射装置围设于红外传感器四周，用于防止红外传感器的红外光发生漫反射影响温度测定的准确性。所述的红外防漫反射装置上端靠近温度探测板，这样可以限制红外传感器发射出来的红外光的发射角度，保证红外光可以直接射入温度探测板上，以获得一个高精度的温度。
22.优选地，所述的燃气控制组件包括一个总阀和若干个燃气控制阀。
23.优选地，所述的燃气控制阀为比例控制阀。
24.优选地，所述的比例控制阀由一段阀和二段阀组成，当点火时一段阀通；点火成功后一段阀关闭，二段阀通；控制燃气流量主要通过二段阀，当温度高时，减小燃气控制阀(二段阀)的开启通道截面，减少燃气流量，使加热温度下降，当温度低时，增大燃气控制阀(二段阀)的开启通道截面，增加燃气流量，使加热功率上升。
25.优选地，比例控制阀还设有燃气稳压装置，当燃气气压产生波动时可以使其稳定在要求的燃气压力下，进而使炒茶温度稳定在设定范围内。
26.优选地，所述的炒茶机机体上还设有燃气空气隔离装置，所述的燃气空气隔离装置设置于燃烧组件的上方，用于将燃烧组件与燃烧组件所需要的空气隔离开，避免因燃烧组件表面温度影响燃烧组件所需的空气温度上升，进而影响燃烧工况。
27.优选地，所述的燃烧组件还包括空气箱、与空气箱相连的空气通道和燃气分配管，分别向燃烧组件提供合适配比、合适分布的空气和燃气，以提供良好的燃烧效果。
28.优选地，所述的空气通道是由开设在炒茶机机体两侧的44个直径为28-30mm的孔
组成。通过该空气通道将空气引入炒茶机中可以避免：
①
由于茶锅的左右移动，燃烧组件下部的空气输入发生波动而造成的燃烧不稳定；
②
从下部吸入的空气在进入燃烧器时被加热，造成的燃烧器本体温度上升，进而会影响燃烧速度并引起燃烧的不稳定。此外，由于空气箱的设置，还可以将燃烧组件的喷嘴与炒茶机茶锅锅底的温度进行隔离，有效防止由于火焰的辐射而使喷嘴前端的温度过高发生回火现象，进而引起的燃烧故障和机器运行问题。
29.本实用新型的工作原理为：
30.燃气经燃气控制组件由喷嘴进入燃气混合室，通过燃气混合室的均压腔流过蜂窝陶瓷板的火口孔后，在点火装置的点火下形成均匀的燃烧火焰层。在点火装置运作后，火焰检测装置运作，检测是否点火成功，如果点火器工作10秒后仍未点燃燃气时，关闭燃气控制组件并停止燃气的输送，间隔10秒后进入第二次点火过程，重复上述步骤三次，若三次点火均失败，则炒茶机关闭，并报警提示故障；如果火焰检测装置检测到点火成功，则温度检测组件测定茶锅的温度，根据测定值调节燃气控制组件的开度，以控制燃气的通过量，进而控制炒茶的温度。当温度高时，减小燃气控制阀的开启通道截面，减少燃气流量，使加热温度下降，当温度低时，增大燃气控制阀的开启通道截面，增加燃气流量，使加热功率上升。
31.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
32.1、本实用新型通过蜂窝陶瓷板的设置，运用蜂窝陶瓷板燃烧技术，保证燃气燃烧时的火焰均匀，进而使得炒茶温度均匀，有利于高品质茶叶的炒制；并且温度检测通过红外传感器、温度探测板和红外防漫反射装置三者的联用：通过温度探测板传导茶锅的温度，以整体反应炒茶温度；通过红外传感器测定温度探测板的温度；以及通过红外防漫反射装置防止红外传感器的红外光发生漫反射，防止对温度测定的影响，可以获得更为真实，更能反映实际炒茶温度的温度值，使得温度调控更为合理、精确，有利于高品质茶叶的炒制。
33.2、本实用新型根据燃气流量的大小调节炒茶温度，并结合运用蜂窝陶瓷板燃烧技术，特点是火焰均匀，不易回火，且功率调节幅度大，可从100％的额定功率调节到15％的额定功率，并能保证在最小功率条件下保持燃烧组件正常工作；此外，燃气流量可以双向调节(即可增大、可减小)，使得燃烧火焰也具有大火-小火的双向调节燃烧的不同模式，可以使燃烧热量更加符合炒茶温度的要求。
34.3、本实用新型采用了智能化电子程序控制，使温度控制自动、可靠，温度可以控制在设定温度的
±
10℃内，进一步地，还在燃气控制组件内设置了燃气稳压装置，可以进一步稳定炒茶温度；并且炒茶工艺得到大大的简化，由于可以设置炒茶温度区间，所以可以适应不同茶种的炒茶制作，适用性强。
35.4、本实用新型还设置了火焰检测组件，并结合自动控制，可以在突然熄火，点火失败时自动关闭燃气阀，确保燃烧安全，提升炒茶机的使用安全性。
36.5、在燃烧组件上方设置燃气空气隔离装置，可以将燃烧组件与燃烧组件所需要的空气隔离开，避免因燃烧组件表面温度影响燃烧组件所需的空气温度上升，进而影响燃烧工况。
附图说明
37.图1为本实用新型的炒茶机的恒温加热系统的侧视结构示意图；
38.图2为本实用新型的炒茶机的恒温加热系统的俯视结构示意图；
39.图3为本实用新型的炒茶机的恒温加热系统的a-a截面示意图；
40.图中：1-燃烧组件；2-温度检测组件；3-点火装置；4-火焰检测装置；5-燃气控制组件；6-控制器；7-燃气空气隔离装置；8-温度探测板；9-空气箱；10-燃气分配管；11-红外防漫反射装置；12-红外传感器；13-空气通道。
具体实施方式
41.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
42.实施例1
43.一种炒茶机的恒温加热系统，如图1、图2所示，包括炒茶机机体和设置于炒茶机机体上的茶锅，炒茶机机体上还设置有燃烧组件1、点火装置3、温度检测组件2和燃气控制组件5；燃烧组件1包括喷嘴、燃气混合室和蜂窝陶瓷板，喷嘴设置于燃气混合室内，蜂窝陶瓷板设置于燃气混合室与茶锅之间；燃气经燃气控制组件5由喷嘴进入燃气混合室，通过燃气混合室的均压腔流过蜂窝陶瓷板的火口孔后形成均匀的燃烧火焰层，可以根据燃气流量的大小控制炒茶温度；点火装置3设置于蜂窝陶瓷板的上侧，用于点燃由蜂窝陶瓷板的火口孔流出的燃气；温度检测组件2设置于茶锅下方，测定茶锅的温度；燃气控制组件5与喷嘴相连，控制进入燃烧组件1中的燃气的量。
44.更具体地，本实施例中：
45.蜂窝陶瓷板的使用可以使流出蜂窝陶瓷板的火口孔的燃气分布更为均匀，使得燃烧后火焰也均匀，并且在燃气量小，即燃烧功率低时，能够保持燃烧组件1的正常燃烧。在蜂窝陶瓷板的上表面设置有点火装置3和火焰检测装置4，可以在燃气通过蜂窝陶瓷板的火口孔到达蜂窝陶瓷板的上表面时进行点火操作，并通过火焰检测装置4检测点火是否成功，点火装置3和火焰检测装置4两者并排设置，这样可以在进行点火操作后得到准确的反馈。在本实施例中，点火装置3为点火器，通过点火器输出高压点火电流，点火电极在高压下发出电火花，点燃燃气；火焰检测装置4为离子探针，可以快速、准确的进行检测。燃烧组件1根据燃气流量的大小不同，可以在蜂窝陶瓷板上形成蓝焰燃烧层和红外燃烧层，由于设置了蜂窝陶瓷板，使得燃烧的火焰均匀，不易回火，且功率调节幅度大，可从100％的额定功率调节到15％的额定功率。
46.燃烧组件1还包括了空气箱9、与空气箱9相连的空气通道13和燃气分配管10，如图3所示，其三者分别向燃烧组件1提供合适配比、合适分布的空气和燃气，以提供良好的燃烧效果。其中，空气通道13是由开设在炒茶机机体两侧的44个直径为28-30mm的孔组成。通过该空气通道13将空气引入炒茶机中可以避免：
①
由于茶锅的左右移动使得燃烧组件1下部的空气输入发生波动而造成的燃烧不稳定；
②
从下部吸入的空气在进入燃烧组件1时被加热，造成的燃烧组件1本体温度上升，进而会影响燃烧速度并引起燃烧的不稳定。此外，由于空气箱9的设置，还可以将设置在燃烧组件1上的喷嘴与炒茶机茶锅锅底的温度进行隔离，有效防止由于火焰的辐射而使喷嘴前端的温度过高发生回火现象，进而引起的燃烧故障和机器运行问题。
47.温度检测组件2包括红外传感器12和温度探测板8，其中温度探测板8紧贴于茶锅下侧设置，这样可以测定茶锅底部的平均温度而并非茶锅底单点的温度，以得到一个更为
真实的温度值，进而可以更为合适的对炒茶温度进行调节控制，特别地，温度探测板8可以选用导热率高而又较为便宜的金属，在本实施例中，优选铝作为温度探测板8的材料；红外传感器12则设置在温度探测板8上，利用红外线的物理性质对温度探测板8的温度进行测量。此外，在红外传感器12的四周还设置了红外防漫反射装置11，通过防止红外光发生漫反射，以提高测定得到的温度的准确性。在本实施例中，红外防漫反射装置11为一个箱体，套在红外传感器12的外围，这样红外传感器12发射出来的红外光会受到角度限制，可以其防止检测到其他位置的温度而引起装置对温度的误判；更进一步地，如图3所示，红外防漫反射装置11的上端与温度探测板8的距离只有20mm，有效确保了红外传感器12可以准确测定到温度探测板8上的温度，从而可以获得一个高精度温度信号的反馈。
48.当测定得到的温度高于需要的炒茶温度时，可以减小燃气控制组件5的开度，减少燃气流量，使加热温度下降；当测定得到的温度低于需要的炒茶温度时，可以增大燃气控制组件5的开度，增加燃气流量，使加热功率上升，通过该种方式进行燃烧温度的调节，可以控制温度在
±
10℃内。
49.燃气控制组件5包括一个总阀和若干个燃气控制阀，总阀控制进入炒茶机的燃气的燃气总管，燃气控制阀为比例控制阀，可以根据实际需要进行数量的配置，在本实施例中，设置有两个，分为一段阀和二段阀。当炒茶机处于点火状态时，一段阀通；在点火成功后，一段阀关闭，二段阀通。其中控制燃气流量的主要是通过二段阀开度的调节：当测定得到的温度高于需要的炒茶温度时，减小燃气控制阀(二段阀)的开启通道截面，减少燃气流量，使加热温度下降；当测定得到的温度低于需要的炒茶温度时，增大燃气控制阀(二段阀)的开启通道截面，增加燃气流量，使加热功率上升，通过该种方式进行燃烧温度的调节，可以控制温度在
±
10℃内。根据燃气的流量大小，出现了大火-小火的双向调节燃烧模式，可以使热量符合炒茶温度的要求(燃烧功率可在15-100％之间调节)，并且可以针对不同茶种选用不同温度(燃气的流量)，因此，也可以适应多种茶种的炒茶制作。此外，设置的比例控制阀上还带有燃气稳压装置，当输入炒茶机的燃气气压不稳定时，仍然能够在进行稳压后向炒茶机输出指定要求的燃气压力，进而稳定炒茶温度，控制炒茶质量。
50.在炒茶机机体上还设置了控制器6，该控制器6分别与燃烧组件1、温度检测组件2、点火装置3、火焰检测装置4和燃气控制组件5电连接，是炒茶机的控制中心，其内存有炒茶机控制程序和温度检测控制程序用于在点火装置3持续多次未点着火时关闭炒茶机以保证安全，以及针对炒茶温度进行自动化调节。控制器6内的温度检测控制程序可以根据需要进行调节，比如修改温度范围以适应不同的茶种炒制。
51.此外，本实施例的炒茶机还包括燃气空气隔离装置7，燃气空气隔离装置7设置于燃烧组件1的上方，用于将燃烧组件1与燃烧组件1所需要的空气隔离开，避免因燃烧组件1表面温度影响燃烧组件1所需的空气温度上升，进而影响燃烧工况。在本实施例中，燃气空气隔离装置7对称地设置在茶锅的上方，并由两边向中心伸出一段距离，这样既能减少空气温度由于燃烧组件1表面温度高而上升，也能具有一定的空气进入量，保证燃烧的平稳，进而保证炒茶温度的稳定。
52.本实施例的炒茶机的具体工作过程为：首先开启炒茶机，在控制器6的指令下，点火器输出高压点火电流，点火电极在高压下发出电火花，在点火电极工作1-3秒后，打开燃气控制组件5中的总阀和燃气控制阀(一段阀)，燃气由燃气控制组件5经燃气分配管10和喷
嘴进入燃气混合室，随后通过燃气混合室的均压腔，流过蜂窝陶瓷板的火口孔；空气则通过空气通道13进入空气箱9后送至燃气混合室与燃气混合，随后，在蜂窝陶瓷板的上方进行点火操作，火焰检测装置4检测点火是否成功。如果点火器工作10秒仍未点燃燃气时，火焰检测装置4发出没有点燃火焰的电信号给控制器6，控制器6会自动驱动关闭燃气控制阀。间隔10秒后进入第二次点火过程，共进行三次点火尝试。如果第三次仍然点火不成功，炒茶机关闭总电源，切断燃气进气，并报警显示故障代码，需要重启；如果三次点火中有任意一次成功，火焰检测装置4会反馈点火成功信号给控制器6，控制器6会驱动一段阀关闭，并开启二段阀，使炒茶机进入正常工作阶段。根据实际炒制的茶种调整设定温度范围，当检测到的温度达到设置温度下限时，控制器6会驱动燃气控制阀(二段阀)缓缓开启通道截面，增加燃气流量，使加热功率上升；当温度达到上限时，控制器6会减小燃气控制阀(二段阀)开度，减小通道截面，减少燃气流量，使加热温度下降，温度波动可以控制在设定温度的
±
10℃内，燃烧的额定功率可在15-100％之间调节(额定功率100％为燃气控制阀全开时的燃烧功率)。
53.本实用新型的工作原理为：
54.燃气经燃气控制组件5由喷嘴进入燃气混合室，通过流过蜂窝陶瓷板的火口孔后，在点火装置3的点火下形成均匀的燃烧火焰层。在点火装置3运作后，火焰检测装置4运作，检测是否点火成功，如果点火器工作10秒后仍未点燃燃气时，关闭燃气控制组件5并停止燃气的输送，间隔10秒后进入第二次点火过程，重复上述步骤三次，若三次点火均失败，则炒茶机关闭，并报警提示故障；如果火焰检测装置4检测到点火成功，则温度检测组件2测定茶锅的温度，根据测定值调节燃气控制组件5的开度，以控制燃气的通过量，进而控制炒茶的温度。当温度高时，减小燃气控制阀的开启通道截面，减少燃气流量，使加热温度下降，当温度低时，增大燃气控制阀的开启通道截面，增加燃气流量，使加热功率上升。
55.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。