CN110419768A - 一种改进的颗粒连续灌装设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改进的颗粒连续灌装设备，其中，打底工段利用打底鼓轮带动烟支空管与顶端的刀口层同步回转，使上方的复合凸轮与复合冲针配合，通过复合冲针的上下移动实现对烟支空管的打底；灌装工段是利用灌装鼓轮带动顶端的供料盘回转，灌装凸轮与供料盘上的多个移动活塞配合，实现供料盘环形槽上各灌装通孔的通/断，于隔板所在灌装工作区进行灌装；涂胶工段的点胶棒与烟管于啮合点处能够在涂胶凸轮的抵压下相接触，由胶池中的上胶轮为点胶棒上胶；封口工段利用封口鼓轮的回转带动封口冲针与上方的封口凸轮配合，实现封口冲针的上下移动，完成对涂胶后烟管的封口。本发明可实现更加高效高质量制备颗粒型加热不燃烧烟支产品，降低成本。

Description

一种改进的颗粒连续灌装设备

技术领域

本发明涉及烟草生产设备技术领域，更具体地说是一种改进的颗粒连续灌装设备。

背景技术

近年来，随着《烟草控制框架公约》的颁布与实施，各国政府的烟草管控措施日趋严格，对烟草的监管立法也愈加严格，控烟和反烟的呼声越来越强烈，国内外市场竞争压力持续增大。同时，随着人们生活水平的不断提高，人们更加注重自己的身心健康和环境保护，对烟草有了新的认识。

诸如上述原因使传统卷烟的发展受到越来越多的制约，据2011年统计数据显示，在世界范围内卷烟产销量有所下降的同时，其他类型烟草制品呈现快速增长趋势，世界烟草市场产品结构不断发生深刻变化，积极发展全系列烟草制品逐渐成为各个跨国烟草公司的战略取向。目前，市场上已出现了三种主要的新型烟草制品类型：加热不燃烧型烟草制品、电子烟和无烟气烟草制品。其中，加热不燃烧烟草制品是一种靠加热不同形式的烟草材料产生释烟效果的新型烟草制品，始于20世纪80年代，是新型烟草制品的重要品类之一。

加热不燃烧烟草制品一般是通过“加热不燃烧”的方式将烟草香味传递给消费者，其外观与消费方式上也与传统卷烟相似，在一定程度上适应和满足了消费者的生理需要和心理需求。这种“加热不燃烧”的方式，使烟草只在较低的温度下(一般低于500℃)被加热，避免了烟草高温燃烧导致的焦油和大量有害化合物生成，而且由于基本没有侧流烟气，不会产生二手烟气，不会对公共环境产生影响。近年来众多烟草制造企业、研究机构都看到了加热不燃烧烟草制品的巨大潜力，重金投入这一领域，并收获颇丰。其中，电加热不燃烧烟草制品由于具有加热温度可控、加热方式灵活、使用方便时尚等优点，具有更高的关注度，是当前国内外加热不燃烧烟草制品的重要发展方向。尤其是目前广泛采用的电阻式加热技术，如菲莫国际的IQOS、英美烟草的GLO、韩国KT&G公司FIIT、中国烟草四川中烟的宽窄子弹头、广东中烟的MU、湖北中烟的COO等，目前在市场上已取得了显著的进展。

但以上电加热烟具配套烟支所采用的释烟材料均为丝状烟草材料，如烟草薄片、烟丝与烟草薄片丝混合物等。专利CN109512031A公开了另一种释烟材料——颗粒状释烟材料。与现有烟草薄片相比，该颗粒状释烟材料无需添加外纤，抽吸时感官质量更为优良，且制备工艺简单，大幅降低设备投资。专利CN109527638A、CN109527639A、CN109512031A等公开了基于该颗粒状烟草物料的加热不燃烧卷烟烟支结构。专利CN108903065A和CN109292115A公开了该颗粒型烟支中烟草颗粒的灌封设备。但颗粒烟支的打底圆片采用一组冲针打孔，采用一个圆形凸轮控制冲裁，这种冲裁控制方式具有不稳定和效率偏低的缺陷；颗粒灌装的定量杯为旋转式，上下不能形成通道，无法实现强制灌装，存在因颗粒粘性稍大而导致的灌装不完全的缺陷；纸管端面涂胶采用间歇方式，涂胶量难以控制，胶水无法循环使用；封口圆片采用一个圆形凸轮控制冲裁，这种冲裁控制方式具有不稳定和效率偏低的缺陷。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种改进的颗粒连续灌装设备，旨在通过优化设计打底、颗粒定量灌装、涂胶及封口工段装置，实现更加高效高质量制备颗粒型加热不燃烧烟支产品，同时降低材料成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改进的颗粒连续灌装设备，其结构特点是：包括自前至后依次布置在工作台上的打底工段、灌装工段、涂胶工段与封口工段；

所述打底工段由烟支储存料斗供料，用于对接收到的烟支空管打底，包括打底鼓轮、固装于打底鼓轮顶端的刀口层、竖向可活动地穿设于刀口层上的多个复合冲针、复合凸轮与打底纸带流道；多个烟支空管沿周向均布于打底鼓轮外周上的各承烟槽中，竖立且开口端朝上；刀口层、多个复合冲针与打底鼓轮为同步回转构件，多个复合冲针一一对应地处于各烟支空管的正上方，上端部露出于刀口层上方，包括短冲针与轴向贯穿于短冲针中、上端部露出于短冲针上方的成型针；复合凸轮为独立固定构件，悬吊于刀口层的上方，具有顺着各复合冲针回转轨迹依次布置且均向下凸出的下层短曲面段与上层长曲面段，所述下层短曲面段位于上层长曲面段的下方，能够与正下方通过的短冲针顶端相抵触，使短冲针下行于纸带流道上纸带的中心位置实现对纸带的冲裁，所述上层长曲面段能够与正下方通过的成型针顶端相抵触，使成型针下行将冲裁好的打底底衬圆片压入正下方的烟支空管内，实现对烟支空管的打底；

所述灌装工段用于对打底后的烟支空管灌装烟草颗粒，包括灌装鼓轮、固装于灌装鼓轮顶端的供料盘、悬吊于供料盘上环形槽内的隔板、多个移动活塞及设于供料盘外围的灌装凸轮；供料盘与灌装鼓轮为同步回转构件，环形槽顶部敞口，作为灌装上料槽，供料盘通过环形槽槽底上周向均布的多个竖向灌装通孔与正下方灌装鼓轮上的各烟支空管开口端一一对应衔接；隔板紧邻于环形槽槽底，板体上对应于各灌装通孔正上方开设多个气孔，环形槽被隔板覆盖的区域作为灌装工作区；多个移动活塞沿灌装鼓轮的径向、按照与各灌装通孔呈十字交叉一一对应地穿设于各灌装通孔中，外侧露出于供料盘外，沿径向可移动；所述灌装凸轮对应于灌装工作区的外围具有朝向供料盘、沿径向外凸的弧形灌装曲面段，能够以灌装曲面段与通过的移动活塞相抵触，使移动活塞沿径向向内移动使所述灌装通孔贯通，或向外复位将所述灌装通孔隔断；

所述涂胶工段用于对灌装后烟管的开口端涂胶，包括涂胶机构与用于运送烟管的涂胶鼓轮；所述涂胶机构的一对固定盘上下间隔布置，为由第一驱动装置驱动的同步回转构件，多个点胶棒竖向可移动地穿设于一对固定盘之间、上下端均露出，沿周向均布；具有缺口的环形胶池位于下层固定盘的正下方，上胶轮的轴线方向与固定盘的轴线方向垂直，悬伸于胶池中，由第二驱动装置驱动可转，轮周顶端紧邻通过的点胶棒底端，一对刮板设于胶池中，分处于上胶轮两侧，顺着固定盘回转方向处于上胶轮上游的刮板顶端能够与正上方通过的点胶棒底端相接触，另一个刮板顶端与点胶棒底端之间留有间隙a；涂胶鼓轮与一对固定盘做电子齿轮啮合传动，固定盘上点胶棒底端与涂胶鼓轮上的烟管开口端于啮合点处时上下正对，涂胶机构的涂胶凸轮悬吊于固定盘上方，位于啮合点处，为固定构件，底端部具有凸出最高位处于啮合点正上方的下凸的涂胶曲面段，能够与通过的点胶棒顶端部相抵触，带动点胶棒下行，于凸出最高位下行至最低点，使点胶棒底部与正下方的烟管开口端接触；

所述封口工段用于对涂胶后的烟管端部封口，包括封口鼓轮、固装于封口鼓轮顶端的冲裁层、竖向可活动穿设于冲裁层上沿周向均布的多个封口冲针、悬吊于冲裁层上方的封口凸轮与封口纸带流道；多个封口冲针一一对应地设于封口鼓轮上各烟管的正上方，上端部露出于冲裁层上方；封口凸轮为独立固定构件，底端面对应于各烟管圆心所在圆周的正上方具有向下凸出的、沿烟管回转方向依次布置的冲裁短曲面段与封口长曲面段，能够以冲裁短曲面段与正下方通过的封口冲针顶端相抵触，使封口冲针沿着曲面逐渐下行，与凸出最高位实现对封口纸带的冲裁，以封口长曲面段与封口冲针的顶端相抵触，使封口冲针逐渐下行，将冲裁好的封口底衬圆片于凸出最高位压到烟管涂胶端部，实现对涂胶后烟管的封口；

所述打底鼓轮与灌装鼓轮之间通过第二过渡鼓轮转运，所述灌装鼓轮、涂胶鼓轮与封口鼓轮依次啮合，所述封口鼓轮上封口后的烟管通过第三过渡鼓轮转运至烟支输出皮带上。

本发明的结构特点也在于：

烟支空管以水平姿态存放于所述烟支储存料斗中，转向鼓轮、第一过渡鼓轮与打底鼓轮依次啮合，将经烟支储存料斗出料口落料的烟支空管转运至打底鼓轮上，并通过所述转向鼓轮实现烟支空管自水平姿态转变为开口端朝上的竖立姿态。

所述打底工段是以烟支空管随打底鼓轮回转通过打底纸带流道上纸带的中心正上方时的位置作为打底零位；所述复合凸轮下端部具有一圈环形槽，作为复合冲针露出段的回转通道；上层长曲面段是自环形槽的槽顶壁向下凸出形成，呈横卧的“√”形，自短曲面段较近一侧末端的正上方位置起顺着打底鼓轮的回转方向延伸，临近打底零位的一侧为较长边；下层短曲面段是自复合凸轮的底端面向下凸出形成，沿圆周方向呈对称布设于打底零位的正上方两侧，凸出最高位位于打底零位的正上方。

所述短冲针的露出段上、处于顶端部与刀口层顶端面之间套设有第一弹簧，所述成型针的露出段上、处于顶端部与短冲针的顶端之间套设有第二弹簧。

所述灌装通孔的容纳体积与烟支空管的填料体积相适配；所述灌装曲面段的外表面粗糙，具有多个微形凸起，灌装曲面段所对圆心角a与灌装工作区所在圆弧段所对圆心角b相等。

所述灌装通孔的容纳体积与烟支空管的填料体积相适配；所述供料盘上对应于各移动活塞设有多个横向的导向槽，与灌装通孔呈十字交叉布设；所述移动活塞呈柱状结构，外露端呈半球形，内置于导向槽中的末端部呈敞口圆筒状，第三弹簧置于末端部筒内，两端分别连接于导向槽槽底与末端部筒底，所述移动活塞上具有与所述灌装通孔的孔径相等的竖向过渡通孔，与所述灌装通孔竖向对齐时，所述灌装通孔上下贯通。

所述点胶棒上，位于一对固定盘之间套设有第四弹簧，在点胶棒位于涂胶曲面段接触时呈自然状态；所述涂胶曲面段为沿周向对称设于啮合点正上方两侧的圆弧型结构。

涂胶后的多个烟管以开口端朝上竖立、吸附于封口鼓轮外圆周上沿周向均布的各承烟槽中，以随封口鼓轮回转通过纸带流道上纸带中心正上方时的位置作为冲裁位；所述冲裁短曲面段为圆弧形结构，沿周向呈对称处于冲裁位的正上方两侧，凸出最高位位于所述冲裁位的正上方；所述封口长曲面段呈横卧的“√”形，顺着封口鼓轮的回转方向沿周向布置、位于冲裁短曲面段的后方，临近冲裁位的一侧为较长边，较长边末端与冲裁短曲面段的末端平滑衔接，凸出最高位及两侧边均呈圆弧过渡。

所述封口纸带流道设于封口鼓轮的一侧，纸带所在平面位于烟管顶端面与封口冲针底端面之间，中心线与封口鼓轮上各烟管圆心所在的圆周相切，切点处为所述冲裁位。

所述封口冲针顶端部呈球缺状，与冲裁层的顶端面之间套设有第五弹簧，所述第四弹簧为自然状态时，封口冲针的底端面距离纸带所在平面之间竖向留有间隙。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明的打底工段相较于现有技术，采用具有双层曲面段的平面复合凸轮，驱动轴向套装的复合冲针上下移动，复合凸轮的曲面段与复合冲针的短冲针与成型针之间始终保持无冲击接触，运行长度也大大加长，从而提升了颗粒型烟支打底运行平稳性与高效性；

2、本发明的灌装工段中，以灌装通孔与烟支空管的开口端竖向衔接，构成竖向贯通的灌装通道，可通过隔板上的气孔通入压缩空气实现强制灌装，且移动活塞的移动是通过与灌装凸轮的灌装曲面段接触控制，其移动是连续的，使灌装平稳性得到大幅提高；

3、本发明的涂胶工段中，通过涂胶机构的一对刮板可以分别实现对涂胶量的控制以及对上胶后残余胶水的回收，并且点胶棒与烟管端部于啮合点在涂胶凸轮的作用下接触，同时做圆弧相对移动，实现以连续方式对烟管端部涂胶，缩短涂胶时间，提升涂胶效率；

4、本发明的封口工段中，采用单层平面封口凸轮与封口冲针配合，实现对涂胶后烟管封口，极大简化了封口工艺，且封口运行平稳性大幅提高；

综上，本发明对打底、灌装、涂胶及封口各工段均进行优化改进，各工段协同配合，实现高效高质量地制备颗粒型加热不燃烧烟支产品，且打底工段、灌装工段与封口工段中均是利用鼓轮自身的回转完成打底、灌装与封口，无需为各凸轮额外提供动力，节省成本，节省空间。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是打底工段的立体结构示意图(图中箭头所示为打底鼓轮回转方向)；

图3是图2另一视角的立体结构示意图(复合凸轮的吊架未图示)；

图4是打底工段中复合冲针沿着下层短曲面段及上层长曲面段移动时的位置关系示意图；

图5是图2中复合凸轮的内部结构示意图；

图6是灌装工段的立体结构示意图(安装悬臂未示出，箭头所示为灌装鼓轮回转方向)；

图7是图6的剖视结构示意图；

图8是图6的立体剖视结构示意图；

图9是灌装凸轮的立体结构示意图；

图10是灌装工段中移动活塞与灌装凸轮配合时的位置关系示意图；

图11是涂胶工段的立体结构示意图；

图12是图11中涂胶机构的立体结构示意图；

图13是图12另一视角的立体结构示意图；

图14是封口工段的立体结构示意图；

图15是图14另一视角的立体结构示意图(封口纸带流道未图示)。

图中：

1打底工段；11打底鼓轮；12刀口层；13复合冲针；14短冲针；15成型针；16第一弹簧；17第二弹簧；18穿设通孔；19复合凸轮；110吊架；111环形槽；112下层短曲面段；113上层长曲面段；114打底纸带流道；

2灌装工段；21灌装鼓轮；22供料盘；23灌装通孔；24隔板；25吊杆；26气孔；27灌装凸轮；28灌装曲面段；29工作段；210过渡段；211导向槽；212移动活塞；213第三弹簧；214竖向过渡通孔；215安装悬臂；

3涂胶工段；31涂胶鼓轮；32固定盘；33点胶棒；34第四弹簧；35胶池；36上胶轮；37第二驱动装置；38刮板A；39刮板B；310涂胶凸轮；311涂胶曲面段；

4封口工段；41封口鼓轮；42冲裁层；43封口冲针；44第五弹簧；45封口凸轮；46封口长曲面段；47冲裁短曲面段；48冲裁通孔；49封口纸带流道；

5工作台；6烟支储存料斗；71转向鼓轮；72第一过渡鼓轮；73第二过渡鼓轮；74第三过渡鼓轮；8烟支输出皮带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图15，本实施例的改进的颗粒连续灌装设备包括自前至后依次布置在工作台5上的打底工段1、灌装工段2、涂胶工段3与封口工段4；

如图2至图5所示，打底工段1由烟支储存料斗6供料，用于对接收到的烟支空管打底，包括打底鼓轮11、固装于打底鼓轮11顶端的刀口层12、竖向可活动地穿设于刀口层12上的多个复合冲针13、复合凸轮19与打底纸带流道114；多个烟支空管沿周向均布、吸附于打底鼓轮11外周上的各承烟槽中，竖立且开口端朝上；刀口层12、多个复合冲针13与打底鼓轮11为同步回转构件，多个复合冲针13一一对应地处于各烟支空管的正上方，上端部露出于刀口层12上方，包括短冲针14与轴向贯穿于短冲针14中、上端部露出于短冲针14上方的成型针15；复合凸轮19为独立固定构件，呈水平环形块结构，由吊架110悬吊于刀口层12的上方，具有顺着各复合冲针13回转轨迹依次布置且均向下凸出的下层短曲面段112与上层长曲面段113，下层短曲面段112位于上层长曲面段113的下方，能够与正下方通过的短冲针14顶端相抵触，使短冲针14下行于纸带流道上纸带的中心位置实现对纸带的冲裁，上层长曲面段113能够与正下方通过的成型针15顶端相抵触，使成型针15下行将冲裁好的打底底衬圆片压入正下方的烟支空管内，实现对烟支空管的打底；

如图6至图10所示，灌装工段2用于对打底后的烟支空管灌装烟草颗粒，包括灌装鼓轮21、固装于灌装鼓轮21顶端的供料盘22、悬吊于供料盘22上环形槽111内的隔板24(由吊杆25吊装于安装悬臂215上)、多个移动活塞212及设于供料盘22外围的灌装凸轮27；供料盘22与灌装鼓轮21为同步回转构件，环形槽111顶部敞口，作为灌装上料槽，供料盘22通过环形槽111槽底上周向均布的多个竖向灌装通孔23与正下方灌装鼓轮21上的各烟支空管开口端一一对应衔接；隔板24紧邻于环形槽111槽底，板体上对应于各灌装通孔23正上方开设多个气孔26，环形槽111被隔板24覆盖的区域作为灌装工作区；多个移动活塞212沿灌装鼓轮21的径向、按照与各灌装通孔23呈十字交叉一一对应地穿设于各灌装通孔23中，外侧露出于供料盘22外，沿径向可移动；灌装凸轮27对应于灌装工作区的外围具有朝向供料盘22、沿径向外凸的弧形灌装曲面段28，能够以灌装曲面段28与通过的移动活塞212相抵触，使移动活塞212沿径向向内移动使灌装通孔23贯通，或向外复位将灌装通孔23隔断；

如图11至图13所示，涂胶工段3用于对灌装后烟管的开口端涂胶，包括涂胶机构与用于运送烟管的涂胶鼓轮31，灌装后的各烟管以开口端朝上吸附于涂胶鼓轮31外圆周上沿周向均布的各承烟槽中；涂胶机构的一对固定盘32上下间隔布置，为由第一驱动装置驱动的同步回转构件，多个点胶棒33竖向可移动地穿设于一对固定盘32之间、上下端均露出，沿周向均布；具有缺口的环形胶池35位于下层固定盘32的正下方，上胶轮36的轴线方向与固定盘32的轴线方向垂直，悬伸于胶池35中，由第二驱动装置37驱动可转，轮周顶端紧邻通过的点胶棒33底端，一对刮板设于胶池35中，分处于上胶轮36两侧，顺着固定盘32回转方向处于上胶轮36上游的刮板(下文称“刮板A 38”)顶端能够与正上方通过的点胶棒33底端相接触，另一个刮板(下文称“刮板B 39”)顶端与点胶棒33底端之间留有间隙a(本实施例中，间隙a设置为0.1mm)；涂胶鼓轮31与一对固定盘32的转轴分别由伺服电机驱动，做电子齿轮啮合传动，固定盘32上点胶棒33底端与涂胶鼓轮31上的烟管开口端于啮合点处时上下正对，涂胶机构的涂胶凸轮310悬吊于固定盘32上方，位于啮合点处，为固定构件，底端部具有凸出最高位处于啮合点正上方的下凸的涂胶曲面段311，能够与通过的点胶棒33顶端部相抵触，带动点胶棒33下行，于凸出最高位下行至最低点，使点胶棒33底部与正下方的烟管开口端接触；

如图14至图15所示，封口工段4用于对涂胶后的烟管端部封口，包括封口鼓轮41、固装于封口鼓轮41顶端的冲裁层42、竖向可活动穿设于冲裁层42上沿周向均布的多个封口冲针43、悬吊于冲裁层42上方的封口凸轮45与封口纸带流道49；多个封口冲针43一一对应地设于封口鼓轮41上各烟管的正上方，上端部露出于冲裁层42上方；封口凸轮45为独立固定构件，呈平放的环形块状结构，底端面对应于各烟管圆心所在圆周的正上方具有向下凸出的、沿烟管回转方向依次布置的冲裁短曲面段47与封口长曲面段46，能够以冲裁短曲面段47与正下方通过的封口冲针43顶端相抵触，使封口冲针43沿着曲面逐渐下行，与凸出最高位实现对封口纸带的冲裁，以封口长曲面段46与封口冲针43的顶端相抵触，使封口冲针43逐渐下行，将冲裁好的封口底衬圆片于凸出最高位压到烟管涂胶端部，实现对涂胶后烟管的封口；

打底鼓轮11与灌装鼓轮21之间通过第二过渡鼓轮73转运，灌装鼓轮21、涂胶鼓轮31与封口鼓轮41依次啮合，封口鼓轮41上封口后的烟管通过第三过渡鼓轮74转运至烟支输出皮带8上。

具体实施中，相应的结构设置也包括：

打底工段1中：

烟支空管以水平姿态存放于烟支储存料斗6中，转向鼓轮71、第一过渡鼓轮72与打底鼓轮11依次啮合，将经烟支储存料斗6出料口落料的烟支空管转运至打底鼓轮11上，并通过转向鼓轮71实现烟支空管自水平姿态转变为开口端朝上的竖立姿态。本实施例中，转向鼓轮71的轮轴倾斜，与水平面之间呈45°倾角。

打底工段1是以烟支空管随打底鼓轮11回转通过打底纸带流道114上纸带的中心正上方时的位置作为打底零位；复合凸轮19下端部具有一圈环形槽111，环形槽111向下延伸至复合凸轮19的底端面，形成开口，以环形槽111作为复合冲针13露出段的回转通道；上层长曲面段113是自环形槽111的槽顶壁向下凸出形成，呈横卧的“√”形，自短曲面段较近一侧末端的正上方位置起顺着打底鼓轮11的回转方向延伸，临近打底零位的一侧为较长边；下层短曲面段112是自复合凸轮19的底端面向下凸出形成，沿圆周方向呈对称布设于打底零位的正上方两侧，凸出最高位位于打底零位的正上方。上层长曲面段113与下层短曲面段112所在圆周均位于各烟支空管圆心所在圆周的正上方，且，二者凸出最高位及两末端均设圆弧过渡。

打底鼓轮11上的入口位置与出口位置之间相隔180°，打底零位设于入口位置(图2中a位)与出口位置(图2中b位)之间的中间位置，短曲面段所占圆弧长度与相邻三个烟支空管圆心所占圆弧长度相适配，长曲面段延伸至临近出口处正上方位置。

刀口层12横截面呈环形，对应各复合冲针13设有多个穿设通孔18，复合冲针13以短冲针14穿设于穿设通孔18中。短冲针14的露出段上、处于顶端部与刀口层12顶端面之间套设有第一弹簧16，成型针15的露出段上、处于顶端部与短冲针14的顶端之间套设有第二弹簧17，在脱离复合凸轮19下层短曲面段112与上层上曲面段时分别依靠第一弹簧16与第二弹簧17的回弹力辅助短冲针14与成型针15复位。第一弹簧16与第二弹簧17均为自然状态时，复合冲针13的短冲针14与成型针15底端齐平，距离纸带上端面之间竖向留有间隙。

短冲针14、成型针15的行程距离，初始状态下短冲针14底端距离纸带之间的垂直间距，成型针15底端距离烟支空管的垂直间距，以上参数可按照具体生产需求设置，此部分对于本领域普通技术人员而言是容易理解并易于实现的，不做赘述。

灌装工段2中：

灌装通孔23的容纳体积与烟支空管的填料体积相适配；灌装凸轮27呈平放的弧形结构，正对供料盘22的一侧侧壁呈与供料盘22共轴的弧面结构，灌装曲面段28所对圆心角a与灌装工作区所在圆弧段所对圆心角b相等。灌装曲面段28的核心区域为工作段29，利用工作段29抵压于移动活塞212，使移动活塞212向内移动至灌装通孔23贯通。其中，工作段29为弧形曲面，所在圆周与环形槽111同轴，两侧分别通过起/始端过渡段210呈圆弧过渡至灌装凸轮27侧壁，两侧过渡段210的作用是保证移动活塞212逐渐进入/退出导向槽211。灌装曲面段28的工作段29外表面粗糙，具有多个微形凸起，使与其相接触的移动活塞212并非完全静止，能够做微量位移的往复移动，形成“微震动”效果，有利于灌装通孔23内的颗粒更顺畅地落料。

隔板24呈半环形结构。隔板24两端分别为灌装工作区的起止点，顺着灌装鼓轮21的回转方向，较前端为灌装起点，较后端为灌装止点。隔板24底面距离环形槽111槽底的竖向间距为单个颗粒直径大小，利用隔板24起到对位于灌装工作区的各灌装通孔23的隔离，保证落至下方烟支空管中的颗粒量不受影响，同时避免了对灌装通孔23最顶端颗粒造成磨损。在实际生产中可通过采用高度可调节的吊杆25，实现对隔板24相对于环形槽111槽底高度位置的调节，以适应不同规格型号的灌装颗粒。

灌装通孔23的容纳体积与烟支空管的填料体积相适配；供料盘22上对应于各移动活塞212设有多个横向的导向槽211，与灌装通孔23呈十字交叉布设；移动活塞212呈柱状结构，外露端呈半球形，内置于导向槽211中的末端部呈敞口圆筒状，第三弹簧213置于末端部筒内，两端分别连接于导向槽211槽底与末端部筒底，移动活塞212上具有与灌装通孔23的孔径相等的竖向过渡通孔214，与灌装通孔23竖向对齐时，灌装通孔23上下贯通。

涂胶工段3中：

点胶棒33上，位于一对固定盘32之间套设有第四弹簧34，在点胶棒33位于涂胶曲面段311接触时呈自然状态，用于在点胶棒33脱离涂胶凸轮310时通过回弹力辅助点胶棒33复位；涂胶曲面段311为沿周向对称设于啮合点正上方两侧的圆弧型结构。

上胶轮36轮周上具有沿周向均布的齿槽，利于更好地黏着胶水；处于上胶轮36上游位置的刮板A 38为硬橡胶板，处于上胶轮36下游位置的刮板B 39为尼龙板或铁板。

涂胶鼓轮31与一对固定盘32的啮合部位对应处于胶池35的缺口区域，整体结构紧凑，节省空间，利于布局。

封口工段4中：

涂胶后的多个烟管以开口端朝上竖立、吸附于封口鼓轮41外圆周上沿周向均布的各承烟槽中，以随封口鼓轮41回转通过纸带流道上纸带中心正上方时的位置作为冲裁位；冲裁短曲面段47为圆弧形结构，沿周向呈对称处于冲裁位的正上方两侧，凸出最高位位于冲裁位的正上方；封口长曲面段46呈横卧的“√”形，顺着封口鼓轮41的回转方向沿周向布置、位于冲裁短曲面段47的后方，临近冲裁位的一侧为较长边，较长边末端与冲裁短曲面段47的末端平滑衔接，凸出最高位及两侧边均呈圆弧过渡。冲裁短曲面段47所占圆弧长度与相邻的三个烟管圆心所占圆弧长度相适配，封口长曲面段46所占圆弧长度约为各烟管圆心所占圆弧长度的1/4。

冲裁层42上对应于各烟管正上方的位置分别开设多个竖向贯通的冲裁通孔48，各封口冲针43分别穿设于各冲裁通孔48中，能够沿着冲裁通孔48竖向移动。

纸带流道设于封口鼓轮41的一侧，纸带所在平面位于烟管顶端面与自然状态时的封口冲针43底端面之间，中心线与封口鼓轮41上各烟管圆心所在的圆周相切，切点处为冲裁位。

封口冲针43顶端部呈球缺状，与冲裁层42的顶端面之间套设有第五弹簧44，第四弹簧34为自然状态时，封口冲针43的底端面距离纸带所在平面之间竖向留有间隙。

本设备的工作过程如下：

烟支储存料斗6内的烟支空管经出料口出料，由转向鼓轮71、第一过渡鼓轮72因此转运至打底鼓轮11上，进入打底工段1，在打底工段1上：

固装于打底鼓轮11顶端的刀口层12，以及穿设于刀口层12上的复合冲针13与打底鼓轮11为同步移动构件，随打底鼓轮11同步回转。打底鼓轮11的回转方向为自入口位置、经打底零位，向出口位置回转。

复合冲针13的短冲针14随着打底鼓轮11的回转，以球缺状顶端面与复合凸轮19的底端面接触，在接近打底零位时，自下层短曲面段112的较近侧末端开始，在下层短曲面段112的抵压作用下逐渐下行，此过程中第一弹簧16被压缩，直至于短曲面段的凸出最高位，即打底零位处，下行至最低点，对正下方纸带进行冲裁，得到打底底衬圆片，之后经下层短曲面段112另一侧导向，在第一弹簧16的回弹力作用下平稳上行复位；

复合冲针13的成型针15自此开始以球缺状顶端面与上层长曲面段113接触，逐渐下行，此过程中第二弹簧17被压缩，成型针15将冲裁好的底衬圆片逐渐下压，直至于上层长曲面段113的凸出最高位下行至最低点，将底衬圆片完全压入烟支空管内，此后经上层长曲面段113较短边导向，在第二弹簧17的回弹力作用下平稳上行复位。

此过程中，与现有技术相同，纸带为无动力状体，其运动由短冲针14及成型针15带动，做间歇移动。通过短冲针14与成型针15的配合，以及各自与下层短曲面段112及上层长曲面段113的配合，使最终压入烟支空管内的底衬圆片呈U形结构。

打底后的烟支空管经第二过渡鼓轮73转运至灌装鼓轮21上，进行如下灌装作业：

供料盘22及供料盘22上的各移动活塞212与灌装鼓轮21为同步移动构件，供料盘22的环形槽111中未被隔板24覆盖的区域为填料区，投放有颗粒料。未进入灌装工作区时，各移动活塞212处于初始位置，形成对灌装通孔23的横向隔断，此时第三弹簧213为自然状态。随着灌装鼓轮21的回转，各承烟槽上的烟支空管自灌装起点进入灌装工作区，移动活塞212与灌装凸轮27上的灌装曲面段28相接触，受灌装曲面段28上过渡段210的抵压逐渐沿导向槽211向内直线移动，直至与灌装曲面段28上的工作段29相接触，此时移动活塞212上的过渡通孔与灌装通孔23竖向对齐，使灌装通孔23上下贯通，形成贯通的落料通道，随灌装鼓轮21回转经过工作段29的这一过程即为灌装过程，此过程中灌装通孔23中的颗粒料落至正下方的烟支空管内，完成灌装。当经过灌装曲面段28上另一侧过渡段210时，移动活塞212逐渐沿导向槽211向外移动，依靠第三弹簧213的弹力作用完成复位，恢复对灌装通孔23的横向隔断。且灌装过程中，可通过向隔板24上的气孔26通入压缩空气，利用气流实现强制灌装，提高灌装效率与灌装质量。整个灌装作业如上述循环，可做到连续强制定量灌装。

涂胶鼓轮31与灌装鼓轮21啮合，接收灌装后的烟管，进入涂胶工段3的作业过程如下：

转运到涂胶鼓轮31上的各烟管随涂胶鼓轮31同步回转，点胶棒33随设置在转轴上的一对固定盘32做圆周运动。胶池35中盛装有胶水，上胶轮36由第二驱动装置37驱动绕轴线回转，随着回转将胶水黏附到轮周，形成胶水层，位于轮周顶端的胶水层与上方通过的点胶棒33底部接触，将胶水带到点胶棒33的底部，黏有胶水的点胶棒33继续旋转，经过刮板B39处时，被刮板B 39刮除多余的胶水，留0.1mm胶水层，带着0.1mm胶水层的点胶棒33继续旋转，经过涂胶凸轮310下方时，在涂胶凸轮310底部涂胶曲面段311的抵压作用下逐渐下行(此过程中第四弹簧34被压缩)，于啮合点处下行至最低点，其底部0.1mm的胶水层与涂胶鼓轮31带过来的烟管开口端做啮合接触，并圆弧相对移动，将0.1mm胶水层涂覆到烟管开口端，实现对灌装后烟管的涂胶。点胶棒33继续旋转，在涂胶曲面段311另一侧过渡圆弧的导向下逐渐上行，直至脱离涂胶凸轮310，在第四弹簧34的作用下复位，继续旋转经过刮板A38，被刮板A 38刮除底部残余的胶水，刮下的胶水重新回到胶池35中。如此往复，实现定量、连续涂胶，以及对胶水的回收循环。

封口鼓轮41与涂胶鼓轮31啮合，接收涂胶后的烟管，进入封口工段4的作业过程为：

固装于封口鼓轮41顶端的冲裁层42，及设于冲裁层42上的各封口冲针43与封口鼓轮41为同步回转构件，自上游涂胶工位转运至本工位的烟管随封口鼓轮41回转时，先经过冲裁短曲面段47，继而朝向封口长曲面段46的方向移动。

封口冲针43随着封口鼓轮41的回转，以球缺状顶端面与冲裁短曲面段47逐渐接触，在冲裁短曲面段47的抵压下沿着曲面逐渐下行，此过程中第五弹簧44被压缩，于冲裁短曲面段47的凸出最高位，即冲裁位处下行至最低点，对正下方的纸带进行冲裁，得到封口底衬圆片，之后经冲裁短曲面段47的另一侧导向，在第五弹簧44的回弹力作用下平稳上行复位；

此后，封口冲针43继续沿周向运动，其球缺状顶端面与封口长曲面段46的较长边开始接触，受抵压沿着曲面逐渐下行，此过程中第五弹簧44再次被压缩，于封口长曲面段46的凸出最高位下行至最低点，将冲裁好的封口底衬圆片压到烟管开口端，完成对涂胶后烟管的封口，此后经封口长曲面段46另一侧较短边导向，在第五弹簧44的回弹力作用下平稳上行复位。

上述过程中，与现有技术相同，纸带为无动力状体，其运动有封口冲针43带动，做间歇移动。

完成封口后的烟管经第三过渡鼓轮74转运至烟支输出皮带8上，现场布置时，如烟支输送皮带为水平放置，则可在封口鼓轮41与第三过渡鼓轮74之间增设转向鼓轮71，用于实现烟管的姿态变换。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：包括自前至后依次布置在工作台(5)上的打底工段(1)、灌装工段(2)、涂胶工段(3)与封口工段(4)；

所述打底工段(1)由烟支储存料斗(6)供料，用于对接收到的烟支空管打底，包括打底鼓轮(11)、固装于打底鼓轮(11)顶端的刀口层(12)、竖向可活动地穿设于刀口层(12)上的多个复合冲针(13)、复合凸轮(19)与打底纸带流道(114)；多个烟支空管沿周向均布于打底鼓轮(11)外周上的各承烟槽中，竖立且开口端朝上；刀口层(12)、多个复合冲针(13)与打底鼓轮(11)为同步回转构件，多个复合冲针(13)一一对应地处于各烟支空管的正上方，上端部露出于刀口层(12)上方，包括短冲针(14)与轴向贯穿于短冲针(14)中、上端部露出于短冲针(14)上方的成型针(15)；复合凸轮(19)为独立固定构件，悬吊于刀口层(12)的上方，具有顺着各复合冲针(13)回转轨迹依次布置且均向下凸出的下层短曲面段(112)与上层长曲面段(113)，所述下层短曲面段(112)位于上层长曲面段(113)的下方，能够与正下方通过的短冲针(14)顶端相抵触，使短冲针(14)下行于纸带流道上纸带的中心位置实现对纸带的冲裁，所述上层长曲面段(113)能够与正下方通过的成型针(15)顶端相抵触，使成型针(15)下行将冲裁好的打底底衬圆片压入正下方的烟支空管内，实现对烟支空管的打底；

所述灌装工段(2)用于对打底后的烟支空管灌装烟草颗粒，包括灌装鼓轮(21)、固装于灌装鼓轮(21)顶端的供料盘(22)、悬吊于供料盘(22)上环形槽(111)内的隔板(24)、多个移动活塞(212)及设于供料盘(22)外围的灌装凸轮(27)；供料盘(22)与灌装鼓轮(21)为同步回转构件，环形槽(111)顶部敞口，作为灌装上料槽，供料盘(22)通过环形槽(111)槽底上周向均布的多个竖向灌装通孔(23)与正下方灌装鼓轮(21)上的各烟支空管开口端一一对应衔接；隔板(24)紧邻于环形槽(111)槽底，板体上对应于各灌装通孔(23)正上方开设多个气孔(26)，环形槽(111)被隔板(24)覆盖的区域作为灌装工作区；多个移动活塞(212)沿灌装鼓轮(21)的径向、按照与各灌装通孔(23)呈十字交叉一一对应地穿设于各灌装通孔(23)中，外侧露出于供料盘(22)外，沿径向可移动；所述灌装凸轮(27)对应于灌装工作区的外围具有朝向供料盘(22)、沿径向外凸的弧形灌装曲面段(28)，能够以灌装曲面段(28)与通过的移动活塞(212)相抵触，使移动活塞(212)沿径向向内移动使所述灌装通孔(23)贯通，或向外复位将所述灌装通孔(23)隔断；

所述涂胶工段(3)用于对灌装后烟管的开口端涂胶，包括涂胶机构与用于运送烟管的涂胶鼓轮(31)；所述涂胶机构的一对固定盘(32)上下间隔布置，为由第一驱动装置驱动的同步回转构件，多个点胶棒(33)竖向可移动地穿设于一对固定盘(32)之间、上下端均露出，沿周向均布；具有缺口的环形胶池(35)位于下层固定盘(32)的正下方，上胶轮(36)的轴线方向与固定盘(32)的轴线方向垂直，悬伸于胶池(35)中，由第二驱动装置(37)驱动可转，轮周顶端紧邻通过的点胶棒(33)底端，一对刮板设于胶池(35)中，分处于上胶轮(36)两侧，顺着固定盘(32)回转方向处于上胶轮(36)上游的刮板顶端能够与正上方通过的点胶棒(33)底端相接触，另一个刮板顶端与点胶棒(33)底端之间留有间隙a；涂胶鼓轮(31)与一对固定盘(32)做电子齿轮啮合传动，固定盘(32)上点胶棒(33)底端与涂胶鼓轮(31)上的烟管开口端于啮合点处时上下正对，涂胶机构的涂胶凸轮(310)悬吊于固定盘(32)上方，位于啮合点处，为固定构件，底端部具有凸出最高位处于啮合点正上方的下凸的涂胶曲面段(311)，能够与通过的点胶棒(33)顶端部相抵触，带动点胶棒(33)下行，于凸出最高位下行至最低点，使点胶棒(33)底部与正下方的烟管开口端接触；

所述封口工段(4)用于对涂胶后的烟管端部封口，包括封口鼓轮(41)、固装于封口鼓轮(41)顶端的冲裁层(42)、竖向可活动穿设于冲裁层(42)上沿周向均布的多个封口冲针(43)、悬吊于冲裁层(42)上方的封口凸轮(45)与封口纸带流道(49)；多个封口冲针(43)一一对应地设于封口鼓轮(41)上各烟管的正上方，上端部露出于冲裁层(42)上方；封口凸轮(45)为独立固定构件，底端面对应于各烟管圆心所在圆周的正上方具有向下凸出的、沿烟管回转方向依次布置的冲裁短曲面段(47)与封口长曲面段(46)，能够以冲裁短曲面段(47)与正下方通过的封口冲针(43)顶端相抵触，使封口冲针(43)沿着曲面逐渐下行，与凸出最高位实现对封口纸带的冲裁，以封口长曲面段(46)与封口冲针(43)的顶端相抵触，使封口冲针(43)逐渐下行，将冲裁好的封口底衬圆片于凸出最高位压到烟管涂胶端部，实现对涂胶后烟管的封口；

所述打底鼓轮(11)与灌装鼓轮(21)之间通过第二过渡鼓轮(73)转运，所述灌装鼓轮(21)、涂胶鼓轮(31)与封口鼓轮(41)依次啮合，所述封口鼓轮(41)上封口后的烟管通过第三过渡鼓轮(74)转运至烟支输出皮带(8)上。

2.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：烟支空管以水平姿态存放于所述烟支储存料斗(6)中，转向鼓轮(71)、第一过渡鼓轮(72)与打底鼓轮(11)依次啮合，将经烟支储存料斗出料口落料的烟支空管转运至打底鼓轮(11)上，并通过所述转向鼓轮实现烟支空管自水平姿态转变为开口端朝上的竖立姿态。

3.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述打底工段(1)是以烟支空管随打底鼓轮(11)回转通过打底纸带流道(114)上纸带的中心正上方时的位置作为打底零位；所述复合凸轮(19)下端部具有一圈环形槽(111)，作为复合冲针(13)露出段的回转通道；上层长曲面段(113)是自环形槽(111)的槽顶壁向下凸出形成，呈横卧的“√”形，自短曲面段较近一侧末端的正上方位置起顺着打底鼓轮(11)的回转方向延伸，临近打底零位的一侧为较长边；下层短曲面段(112)是自复合凸轮(19)的底端面向下凸出形成，沿圆周方向呈对称布设于打底零位的正上方两侧，凸出最高位位于打底零位的正上方。

4.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述短冲针(14)的露出段上、处于顶端部与刀口层(12)顶端面之间套设有第一弹簧(16)，所述成型针(15)的露出段上、处于顶端部与短冲针(14)的顶端之间套设有第二弹簧(17)。

5.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述灌装通孔(23)的容纳体积与烟支空管的填料体积相适配；所述灌装曲面段(28)的外表面粗糙，具有多个微形凸起，灌装曲面段(28)所对圆心角a与灌装工作区所在圆弧段所对圆心角b相等。

6.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述灌装通孔(23)的容纳体积与烟支空管的填料体积相适配；所述供料盘(22)上对应于各移动活塞(212)设有多个横向的导向槽(211)，与灌装通孔(23)呈十字交叉布设；所述移动活塞(212)呈柱状结构，外露端呈半球形，内置于导向槽(211)中的末端部呈敞口圆筒状，第三弹簧(213)置于末端部筒内，两端分别连接于导向槽(211)槽底与末端部筒底，所述移动活塞(212)上具有与所述灌装通孔(23)的孔径相等的竖向过渡通孔(214)，与所述灌装通孔(23)竖向对齐时，所述灌装通孔(23)上下贯通。

7.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述点胶棒(33)上，位于一对固定盘(32)之间套设有第四弹簧(34)，在点胶棒(33)位于涂胶曲面段(311)接触时呈自然状态；所述涂胶曲面段(311)为沿周向对称设于啮合点正上方两侧的圆弧型结构。

8.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：涂胶后的多个烟管以开口端朝上竖立、吸附于封口鼓轮(41)外圆周上沿周向均布的各承烟槽中，以随封口鼓轮(41)回转通过纸带流道上纸带中心正上方时的位置作为冲裁位；所述冲裁短曲面段(47)为圆弧形结构，沿周向呈对称处于冲裁位的正上方两侧，凸出最高位位于所述冲裁位的正上方；所述封口长曲面段(46)呈横卧的“√”形，顺着封口鼓轮(41)的回转方向沿周向布置、位于冲裁短曲面段(47)的后方，临近冲裁位的一侧为较长边，较长边末端与冲裁短曲面段(47)的末端平滑衔接，凸出最高位及两侧边均呈圆弧过渡。

9.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述封口纸带流道(49)设于封口鼓轮(41)的一侧，纸带所在平面位于烟管顶端面与封口冲针(43)底端面之间，中心线与封口鼓轮(41)上各烟管圆心所在的圆周相切，切点处为所述冲裁位。

10.根据权利要求1所述的改进的颗粒连续灌装设备，其特征是：所述封口冲针(43)顶端部呈球缺状，与冲裁层(42)的顶端面之间套设有第五弹簧(44)，所述第四弹簧(34)为自然状态时，封口冲针(43)的底端面距离纸带所在平面之间竖向留有间隙。