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专利号: 2019110947960
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:包括低压杀青机、温度计(7)、第一抽气泵和低压抽气管(8),所述温度计(7)连接在低压杀青机上并检测低压杀青机内部的温度,低压抽气管(8)的一端连接在低压杀青机内部;

所述低压杀青机包括密闭外壳(5)、低压除湿罐(6)、进料仓(1)、微波加热装置(16)、出料仓(15)、挡板(28)、导叶片(27)、驱动电机(11)、输出齿轮(10)和被动齿轮(3);

所述低压除湿罐(6)整体呈圆形罐状,低压除湿罐(6)的一侧端面上开设有圆形通孔,低压除湿罐(6)的另一侧端面上连接有一体成型的旋转轴(21);所述低压除湿罐(6)设置有旋转轴(21)的侧面上开设有环绕旋转轴(21)均匀分布的出气孔(20);所述低压除湿罐(6)沿内侧筒壁设置多个导叶片(27),导叶片(27)均布在低压除湿罐(6)的内侧筒壁上;

所述密闭外壳(5)内部设置有密封腔体,微波加热装置(16)固定在密封腔体的底面上;

所述温度计(7)和低压抽气管(8)均固定在密闭外壳(5)的上端,所述温度计(7)的检测端位于密封腔体内部,低压抽气管(8)的一端与密封腔体内部相连通,低压抽气管(8)的另一端连接第一抽气泵;

所述低压除湿罐(6)设置在密闭外壳(5)的密封腔体内部,低压除湿罐(6)的旋转轴(21)穿过密封腔体的右侧壁,低压除湿罐(6)的旋转轴(21)通过第二密封轴承(17)与密封腔体的右侧壁连接,被动齿轮(3)固定在低压除湿罐(6)的旋转轴(21)上;所述驱动电机(11)固定在密闭外壳(5)上,驱动电机(11)的输出轴连接输出齿轮(10),所述输出齿轮(10)与被动齿轮(3)啮合;所述进料仓(1)呈圆柱状,进料仓(1)水平固定在密封外壳的左侧壁上,进料仓(1)位于密闭外壳(5)的密封腔体内部的一端通过第一密封轴承(9)与低压除湿罐(6)的圆形通孔连接;驱动电机(11)工作时通过输出齿轮(10)带动被动齿轮(3)转动,进而通过低压除湿罐(6)的旋转轴(21)带动位于密闭外壳(5)的密封腔体内部的低压除湿罐(6)进行转动;

所述进料仓(1)上端设置有第一进料舱门(2),所述进料仓(1)靠近低压除湿罐(6)的一端设置有第二进料舱门(4),所述进料仓(1)底部设置有倾斜设置的隔离网(18),所述隔离网(18)向低压除湿罐(6)一端倾斜,所述隔离网(18)下端的进料仓(1)的仓壁上设置有进料吹气管(19),所述进料吹气管(19)的一端与隔离网(18)下端的进料仓(1)内部连通,进料吹气管(19)的另一端连接第二抽气泵;所述挡板(28)固定在低压除湿罐(6)内部,挡板(28)与低压除湿罐(6)的内侧筒壁固定连接,挡板(28)设置在进料仓(1)的出口端的正前方;

所述低压除湿罐(6)靠近密封腔体的左侧壁的外壁上设置有滑动舱门(22)和出料口(24),低压除湿罐(6)的下端设置有出料仓(15),所述出料仓(15)固定在密闭外壳(5)上,出料仓(15)上端设置有第一出料舱门(12),出料仓(15)底部设置有第二出料舱门(14),所述出料仓(15)侧壁上设置有出料抽气管(13),所述出料抽气管(13)的一端与出料仓(15)内部相连通,出料抽气管(13)的另一端连接第三抽气泵。

2.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:低压除湿罐(6)靠近圆形通孔的侧面上也设置有一圈均匀分布的出气孔(20)。

3.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:所述低压除湿罐(6)的出料口(24)两侧设置有两条弧形滑道,滑动舱门(22)上设置有与两条弧形滑道相配合的两条T型滑块,滑动舱门(22)通过两条T型滑块套装在两条弧形滑道上。。

4.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:所述旋转轴(21)上设置有第一限位凸台(25),第一限位凸台(25)设置在第二密封轴承(17)内侧,第一限位凸台(25)用于限制第二密封轴承(17)的轴向窜动。

5.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:所述进料仓(1)设置有用于与密闭外壳(5)固定连接的法兰盘(26)和用于限制第一密封轴承(9)轴向窜动的第二限位凸台(24)。

6.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:所述第一密封轴承(9)和第二密封轴承(17)均为自密封轴承。

7.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:所述密封外壳远离出料仓(15)一端的下方设置有可调节支架。

8.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机,其特征在于:所述挡板(28)包括圆形的中心板和两块条形的连接板,圆形的中心板为直径略大于低压除湿罐的一侧端面上开设的圆形通孔的直径,连接板一端与圆形的中心板一体成型,连接板的另一端通过螺栓固定在低压除湿罐的内侧筒壁上。

9.根据权利要求1所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机的含水率测量方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

步骤一:关闭第二进料舱门(4),打开第一抽气泵,第一抽气泵通过低压抽气管(8)抽取密闭外壳(5)的密封腔体内部的空气,使密封腔体内部处于低压状态,再关闭第一抽气泵,保持密封腔体内部的低压状态;同时保持第一出料舱门(12)和第二出料舱门(14)的关闭,启动第三抽气泵,利用第三抽气泵抽取出料仓(15)内的空气,使出料仓(15)保持低压状态;

步骤二:打开第一进料舱门(2),将待加工的茶叶经过第一进料舱门(2)倒进进料仓(1)中,进料完毕后关闭第一进料舱门(2);由于进料仓(1)底部设置有隔离网(18),待加工的茶叶不会进入隔离网(18)下部;

步骤三:打开第二抽气泵,第二抽气泵通过进料吹气管(19)向进料仓(1)内吹入空气,使进料仓(1)内的压强大于低压除湿罐(6)内的压强;

步骤四:打开第二进料舱门(4),由于进料仓(1)和低压除湿罐(6)之间的压差作用,会将进料仓(1)中的待加工的茶叶压入低压除湿罐(6)中,在进料仓(1)出口端的挡板(28)的作用下,待加工的茶叶直接落入低压除湿罐(6)靠近进料仓(1)一侧的导叶片(27)上;待加工的茶叶大部分进入低压除湿罐(6)中后关闭第二进料舱门(4);

步骤五:打开驱动电机(11),驱动电机(11)通过输出齿轮(10)带动被动齿轮(3)、旋转轴(21)和低压除湿罐(6)组成的整体进行旋转,从而利用低压除湿罐(6)内部的导叶片(27)带动茶叶随着低压除湿罐(6)的运动向出料口方向移动;同时打开微波加热装置(16),利用微波加热装置(16)对低压除湿罐(6)中的待加工的茶叶进行杀青,待加工的茶叶在旋转过程中被导叶片(27)带动向低压除湿罐(6)的出料口方向移动,并快速除湿;

步骤六,打开第一抽气泵,第一抽气泵通过低压抽气管(8)以恒定速率抽取密闭外壳的密封腔体内部的空气,由于低压除湿罐(6)上开设有出气孔,水蒸气通过出气孔进入密封腔体中,并通过低压抽气管(8)抽出,同时调节微波加热装置(16),使低压除湿罐(6)内部的温度的大小保持为T0=56度;

步骤七:提高微波加热装置(16)的微波加热温度,直至温度计检测的温度值T1稳定,根据热力学公式PV=nRT,其中R为气体常数,低压杀青机的体积V是保持不变的,随着杀青除湿过程的进行产生大量的水蒸气,低压杀青机内的气体分子增多,物质的量n就会增大,在短时间了会导致低压杀青机内压力值P的增大,随着低压杀青机内压力值P的不断增大,水的沸点会随着低压杀青机内压力值P的增大而不断升高,导致低压杀青机内温度T的增大;

因为温度的测量存在滞后性,当一段时间后温度计显示的温度趋于稳定,记录此时的低压杀青机内温度T,在低压杀青机内的温度值稳定为T1时,计算出低压杀青机内压力值P1的大小;

步骤八:继续提高微波加热装置的微波加热温度,重复步骤3,直至温度重新稳定为温度值T2,,并继续加热t2时间段,计算该时间段内的气压值为P2;重复步骤八,得出某时刻压强值P随着温度T的变化的对应表,得出每个温度T下低压除湿罐内的压强值P;

步骤九:保持微波加热装置的加热过程,由于低压除湿罐内的气压值大小是由茶叶蒸发而产生的水蒸气的量所决定的,因此,当罐内含有大量水蒸气时,罐内的气压值增大,当罐内的水蒸气含量减少时,罐内的气压就会下降,加热过程中由于叶片中的水分逐渐被抽出,因此低压除湿罐内的水蒸气也逐渐降低;当低压除湿罐内的气压值比较大时,空气中的水蒸气含量就比较小,低压除湿罐内的气压值比较大时,空气中的水蒸气含量就比较大,再根据步骤七中得出的每个温度T下低压除湿罐内的压强值P,可以得出每个压强值P时低压除湿罐内部的空气含水率大小,低压除湿罐内部的空气是温度T与低压除湿罐内部的空气含水率呈二阶梯度关系。

步骤十个:根据步骤八得出的低压除湿罐内部的空气是温度T与低压除湿罐内部的空气含水率呈二阶梯度关系,得出杀青过程中温度不断变化时低压杀青机内部空气含水率的变化曲线图,再根据曲线图间接反映出叶片中含水率的变化曲线。

10.根据权利要求9所述的一种二阶法测量湿度的低压杀青机的含水率测量方法,其特征在于:在步骤六的结束后进行待加工茶叶的出料操作,具体步骤如下:待加工的茶叶除湿结束后,关闭第一抽气泵,将低压除湿罐(6)的出料口(24)对准下端的出料仓(15),调整可调节支架,使密闭外壳(5)和低压除湿罐(6)整体向出料仓(15)一侧倾斜,同时移开滑动舱门(22)和第一出料舱门(12),低压除湿罐(6)内的茶叶经过出料口(24)快速进入到出料仓(15)中;当茶叶全部进入到出料仓(15)中后,移动滑动舱门(22)挡住出料口(24),并调节可调节支架使密闭外壳(5)和低压除湿罐(6)整体重新水平;第三抽气泵启动,利用出料抽气管(13)向出料仓(15)内充气,使出料仓(15)恢复至常压状态,然后打开出料仓(15)的第二出料舱门(14),使茶叶从第二出料舱门(14)中落出;当茶叶完全落出后关闭第一出料舱门(12)和第二出料舱门(14);启动第三抽气泵,利用第三抽气泵抽取出料仓(15)内的空气,使出料仓(15)保持低压状态。