拨轮套缩头的制作方法

本发明涉及一种拨轮套缩头，尤其是一种用于肠衣自动套缩设备的拨轮套缩头。

背景技术：

在自动化的高速灌肠机上必须使用套缩后的肠衣。传统手工灌装香肠的企业由人工把卷盘的肠衣套在灌肠管上并手工压缩后剪断，人造肠衣被套缩为每条十多米的短管后可以极大的减轻人员劳动强度。套缩的肠衣要求呈规则的螺纹状压缩，套缩的成品要求尽量紧凑，不能有脱散、开节的情况，形成的螺纹螺距要求尽量长，每根套缩出来的肠衣要呈直线，以方便灌肠杆的插入；套缩后的成品的内孔有一定的要求，必须配合灌肠杆的尺寸。尤其是小尺寸的肠衣，套缩内孔要求尽量大一些，方便插入的灌肠杆有更大的灌装内孔。在此，脱散、开节分别是指成品肠衣管由于螺纹没有压实而在纵向上散开，以及成品肠衣管由于个别螺纹没有扭锁牢固而散成若干小节肠衣管。这两种情况都会导致肠衣管无法被单手持握套在灌肠设备的灌肠杆上，因此成为不合格产品。

传统的套缩结构包括两种类型：一类是用内螺纹头的方式，肠衣被供给到一个螺距较大的螺帽状套缩头内，该螺帽状套缩头的内螺纹在肠衣上形成螺纹并通过套缩头旋转，靠螺牙的螺旋升角推动肠衣压缩折叠。

还有一类采用拨片或拨轮的方式，围绕沿水平方向进给的充气肠衣在一个垂直平面上以肠衣剖面孔心为中心均匀分布三至四个拨轮，在每个拨轮上均装有拨片或开有斜齿槽，这些拨轮共同围成小于肠衣口径的圆孔，拨片或齿顶尖吃入肠衣一定深度，每两个相邻的拨轮的拨片或齿槽由若干平面或曲面呈台阶状相接。当拨轮组向外同步转动时，拨片或拨轮齿在肠衣形成上一个类似螺纹状的折叠并对肠衣产生推动压缩。

比较这两种类型的套缩结构可知，内螺纹套缩头的优点在于，可以在肠衣上形成比较均匀的螺纹外观，可以套缩小尺寸的肠衣。内螺纹套缩头的缺点则包括：当套缩头螺纹内孔过大时吃进肠衣的深度如小于0.5mm，容易在物料上面打滑，无法套缩；如套缩头螺纹内孔稍小则容易碰到肠衣内部的套缩杆，刮破肠衣；如换更小的套缩杆，形成的成品内孔偏小，不符合灌肠生产企业的要求；原料肠衣的口径如果有变化，会无法形成有效的螺纹，从而导致套缩的中断；如果要求的套缩速度过高，转动螺纹头会因转速高发热，从而无法套缩。这种套缩结构对肠衣物料口径的要求较高，无法达到更高的套缩生产速度。

相比之下，采用拨片或拨轮的套缩头的优点在于，这种类型的套缩结构比前述内螺纹套缩头可以容许肠衣口径有更大的变化量，对肠衣折叠压缩的推力更大，可达到更高的肠衣套缩速度。但是，采用拨片或拨轮的套缩头缺点是，因为两个相邻的轮上的拨片或齿槽未能接合为平滑的螺纹牙，因此不能在肠衣上形成很均匀的螺旋纹，不仅影响套缩肠衣产品的外观，也在肠衣灌装香肠时有一定影响。另外，现有的拨片或拨轮的套缩头无法对较小口径的肠衣进行套缩，比如直径在16毫米以下的肠衣。

通常，肠衣有一定的伸缩性，肠衣充气后在内压不同的条件下肠衣口径也不同。在本文中，肠衣直径则是指在肠衣未充气状态下测量肠衣的扁平宽度作为肠衣的半周长，再以圆周率计算出的未膨胀前的肠衣的理论直径。以下在使用肠衣直径和肠衣口径这两个术语时对它们的含义会有所区分。

另外，传统方式下，采用拨片或拨轮的套缩头的每个拨轮或拨片能够在肠衣向形成螺纹，但螺纹并不连续。换言之，传统方式下的拨片或拨轮在肠衣上只是形成一系列断续的螺纹。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的拨轮套缩头，能够在保持原有拨轮套缩头的优点上达到内螺纹套缩头的一 些优点。

这一技术问题通过本发明的一种拨轮套缩头加以解决，该拨轮套缩头用于将套在套缩杆上并沿所述套缩杆进给的、充气的圆筒状肠衣套缩成具有紧密螺纹结构的肠衣管，所述拨轮套缩头包括多个围绕所述套缩杆均匀分布的拨轮，所有所述拨轮的旋转轴线布置于一个垂直于肠衣进给方向的共同平面内，所述拨轮被设计为适于在绕自身的所述旋转轴线同步地向所述肠衣进给方向转动的同时绕所述拨轮共同围成的内孔做行星转动，其中，每个所述拨轮在外周上具有均匀分布的若干拨轮齿，每个所述拨轮齿具有位于径向外周的齿顶面、位于所述拨轮齿两侧端部的侧端面、在两个所述侧端面之间朝向拨轮圆周旋转方向的齿正面、以及两个所述侧端面之间背对拨轮圆周旋转方向的齿背面，由所述齿正面和所述齿顶面相交而形成齿顶前沿，每个所述拨轮的拨轮齿的所述齿顶前沿被构造为适于挤入肠衣的空间内而使肠衣形成螺纹线，其中，每两个相邻的所述拨轮的拨轮齿的齿顶前沿在相接时形成连续的螺纹线，并且，每个所述拨轮的拨轮齿的齿正面在所述拨轮的圆周旋转方向上向前倾斜。由于所有拨轮在同步地向肠衣进给方向转动的同时也绕所有拨轮共同围成的内孔做行星转动，因而可以获得近似内螺纹套缩头工作原理的效果，对套缩时肠衣上形成的螺纹产生一个扭锁的力，可以让肠衣套缩后不容易脱散、开节。螺纹线的连续导致形成的肠衣管质量更好，更均匀紧密。拨轮齿的前倾使拨轮齿能够以更好的角度进入充气的圆筒形肠衣。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述齿正面和所述齿背面都是无折角的连续曲面，并且在每两个相邻的所述拨轮的拨轮齿的齿顶前沿相接成连续的螺纹线时，这两个所述拨轮齿的齿正面亦平顺过渡地衔接。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮齿的所述齿背面以圆角过渡到所述齿顶面。肠衣是在充分充气的状态下进入拨轮套缩头机构内，而当肠衣被折叠压缩时要求每一层压缩得尽量紧密，因而在压缩时要避免有空气被压缩在两层之间。如果两层间存有空气，在经过套缩头后的肠衣被设备后续机构进一步压紧时，会造成这部分的空气被挤向套缩好的肠衣螺纹外沿，从而破坏肠衣的外观，有时这部分空气还会把肠衣挤出破孔，成 为不合格品。拨轮的齿背面和齿顶面之间的圆角过渡会使拨轮齿在离开肠衣时能够更容易地将两层折叠肠衣之间的空气顺着螺纹由外沿向内向肠衣进给方向挤出。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮齿的两个所述侧端面与所述齿顶面和所述齿正面的两个交点分别形成一个第一齿尖和一个第二齿尖，其中，所述第一齿尖比所述第二齿尖具有在所述拨轮圆周旋转方向上看更靠前的位置。也就是说，拨轮齿在第一齿尖处比在第二齿尖处沿所述拨轮圆周旋转方向向前倾斜得更多。这样的布置比在第一齿尖和第二齿尖处始终保持同一倾斜角度更容易加工，因为后者需要以高精度同时控制数控机床的水平方向的走刀和工件螺旋方向的转动，加工成本较高。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮齿在所述第一齿尖之处相对于拨轮圆周形成的齿尖倾角在105-135度之间，从而可以在齿正面切入充气膨胀为圆筒状的肠衣时形成更清晰的螺纹。上述齿尖倾角是指经过该齿尖的、垂直于拨轮旋转轴线的剖面的分别与齿正面和拨轮圆周的交线在拨轮齿内的夹角。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮的直径与肠衣直径的尺寸比例被设计为，使得后一个拨轮齿的齿正面的齿尖在前一个拨轮齿的齿背面离开肠衣之后才会挤入肠衣。优选的是，所述拨轮的直径是肠衣直径的4.37至5.88倍。如果大于5.88倍，拨轮的两个相邻的拨轮齿在工作时，前一个拨轮齿的齿背面还没有离开肠衣，后一个拨轮齿的齿正面的齿尖已经切入充气的肠衣，这会造成空气被封在这层肠衣螺纹内，从而无法套缩或套缩效果不佳。相反，由于所要套缩的肠衣的肠衣螺距决定了拨轮齿的齿间距，因而如果拨轮的直径小于肠衣直径的4.37倍，则每个拨轮上能够设计的拨轮齿数目会较少，拨轮齿会过于稀疏，从而为拨轮的设计带来一系列的问题。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮的拨轮齿距是肠衣直径的1.78至1.9倍，从而可以在齿切入充气膨胀为圆筒状的肠衣时形 成较大的螺距。在此，所述拨轮齿距是指相邻拨轮齿上沿同一位置之间的圆周距离。这里，拨轮齿距与肠衣直径之间的倍数关系是由具体生产要求决定的。对于特定尺寸的肠衣，容易理解，拨轮齿距正比于肠衣螺距，因而正比于肠衣直径。由于肠衣原始口径的限制，套缩后的肠衣管的外径并不会超出充气后的肠衣的口径太多，而由于要求套缩后的肠衣管能容易地套到灌肠设备的灌肠杆上，因此套缩后的肠衣管的内径最小值则又受到灌肠杆尺寸的限制，应具有大于后者的尺寸。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，每个所述拨轮上的相邻拨轮齿之间形成的沟槽的顶部比该沟槽底部沿拨轮圆周方向看具有更大的宽度。这样，拨轮齿之间的沟槽就加工为上宽下窄的形状。两个相邻拨轮的齿槽边线上下相接。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮的拨轮齿的侧端面以一种向内倾斜的方式构造，使得相邻所述拨轮的拨轮齿的侧端面平顺过渡地接合。

根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮套缩头的表面材料为平滑的食品级材料，优选为特氟龙、聚氨酯、聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)等。这些材料具有良好润滑性能及耐磨性。

附图说明

图1是根据本发明的拨轮套缩头的立体图，其中示出了具有四个拨轮的拨轮套缩头；

图2是根据本发明的拨轮套缩头的俯视图；

图3至图5以示意图的形式示出了正在对肠衣进行套缩的拨轮齿；

图6示出了根据本发明的拨轮套缩头中的两个拨轮齿的啮合状态。

具体实施方式

图1以立体图的形式示出了根据本发明的、具有四个拨轮的拨轮套缩头10。该拨轮套缩头的主要组成部件包括：主动拨轮锥齿轮1、主动轴锥齿轮 2、端盖3、拨轮座4、拨轮5、拨轮固定轴6、轴顶套7、齿轮定位套8和从动锥齿轮9。结合图1容易理解各部分的连接关系，在此不再赘述。

该拨轮套缩头10用于将套在套缩杆11上并沿所述套缩杆11进给的、充气的圆筒状肠衣12套缩成具有紧密螺纹结构的肠衣管。这四个拨轮围绕套缩杆11均匀分布，且其旋转轴线布置于一个垂直于肠衣进给方向的共同平面内，所述拨轮被设计为适于在绕自身的旋转轴线同步地向所述肠衣进给方向转动的同时绕所述拨轮共同围成的内孔做行星转动，其中，每个所述拨轮在外周上具有均匀分布的拨轮齿13，每个所述拨轮齿13具有位于径向外周的齿顶面14、位于所述拨轮齿两侧端部的侧端面15、在两个所述侧端面15之间朝向拨轮圆周旋转方向的齿正面16、以及两个所述侧端面15之间背对拨轮圆周旋转方向的齿背面17，由所述齿正面16和所述齿顶面14相交而形成齿顶前沿18，每个所述拨轮的拨轮齿13的所述齿顶前沿18被构造为适于挤入肠衣12的空间内而使肠衣12形成螺纹线，其中，每两个相邻的所述拨轮的拨轮齿13的齿顶前沿18在相接时形成连续的螺纹线，并且，每个所述拨轮的拨轮齿13的齿正面16在所述拨轮的圆周旋转方向上向前倾斜。由于所有拨轮在同步地向肠衣进给方向转动的同时也绕所有拨轮共同围成的内孔做行星转动，因而可以获得近似内螺纹套缩头工作原理的效果，对套缩时肠衣12上形成的螺纹产生一个扭锁的力，可以让肠衣12套缩后不容易脱散、开节。螺纹线的连续导致形成的肠衣管质量更好，更均匀紧密。拨轮齿13的前倾使拨轮齿13能够以更好的角度进入充气的圆筒形肠衣。

如图6所示，所述齿正面16和所述齿背面17都是无折角的连续曲面，并且在每两个相邻的所述拨轮的拨轮齿13的齿顶前沿18相接成连续的螺纹线时，这两个所述拨轮齿13的齿正面16亦平顺过渡地衔接。

如图3至图5所示，所述拨轮齿13的所述齿背面17以圆角过渡到所述齿顶面14。肠衣12是在充分充气的状态下进入拨轮套缩头机构内，而当肠衣12被折叠压缩时要求每一层压缩得尽量紧密，因而在压缩时要避免有空气被压缩在两层之间。如果两层间存有空气，在经过套缩头后的肠衣被设备后续机构进一步压紧时，会造成这部分的空气被挤向套缩好的肠衣螺纹外沿， 从而破坏肠衣的外观，有时这部分空气还会把肠衣12挤出破孔，成为不合格品。拨轮的齿背面17和齿顶面14之间的圆角过渡会使拨轮齿13在离开肠衣12时能够更容易地将两层折叠肠衣之间的空气顺着螺纹由外沿向内向肠衣进给方向挤出。

如图6所示，所述拨轮齿13的两个所述侧端面15与所述齿顶面14和所述齿正面16的两个交点分别形成一个第一齿尖19和一个第二齿尖20，其中，所述第一齿尖19比所述第二齿尖20具有在所述拨轮圆周旋转方向上看更靠前的位置。也就是说，拨轮齿13在第一齿尖19处比在第二齿尖20处沿所述拨轮圆周旋转方向向前倾斜得更多。这样的布置比在第一齿尖19和第二齿尖20处始终保持同一倾斜角度更容易加工，因为后者需要以高精度同时控制数控机床的水平方向的走刀和工件螺旋方向的转动，加工成本较高。

如图5所示，所述拨轮齿13在所述第一齿尖19之处相对于拨轮圆周形成的齿尖倾角θ在105-135度之间，从而可以在齿正面切入充气膨胀为圆筒状的肠衣12时形成更清晰的螺纹。上述齿尖倾角θ是指经过该齿尖的、垂直于拨轮旋转轴线的剖面的分别与齿正面和拨轮圆周的交线在拨轮齿内的夹角。

如图3所示，根据本发明的拨轮套缩头的一种优选实施形式，所述拨轮的直径D与肠衣直径的尺寸比例被设计为，使得后一个拨轮齿13的齿正面的齿尖在前一个拨轮齿13的齿背面17离开肠衣之后才会挤入肠衣。优选的是，所述拨轮的直径D是肠衣直径的4.37至5.88倍。如果大于5.88倍，拨轮的两个相邻的拨轮齿13在工作时，前一个拨轮齿13的齿背面17还没有离开肠衣，后一个拨轮齿13的齿正面的齿尖已经切入充气的肠衣，这会造成空气被封在这层肠衣螺纹内，从而无法套缩或套缩效果不佳。相反，由于所要套缩的肠衣的肠衣螺距决定了拨轮齿13的齿间距，因而如果拨轮的直径D小于肠衣直径的4.37倍，则每个拨轮上能够设计的拨轮齿数目会较少，拨轮齿会过于稀疏，从而为拨轮的设计带来一系列的问题。

如图5所示，所述拨轮的拨轮齿距d是肠衣直径的1.78至1.9倍，从而 可以在齿切入充气膨胀为圆筒状的肠衣时形成较大的螺距。在此，所述拨轮齿距d是指相邻拨轮齿13上沿同一位置之间的圆周距离。这里，拨轮齿距d与肠衣直径之间的倍数关系是由具体生产要求决定的。对于特定尺寸的肠衣，容易理解，拨轮齿距正比于肠衣螺距，因而正比于肠衣直径。由于肠衣原始口径的限制，套缩后的肠衣管的外径并不会超出充气后的肠衣12的口径太多，而由于要求套缩后的肠衣管能容易地套到灌肠设备的灌肠杆上，因此套缩后的肠衣管的内径最小值则又受到灌肠杆尺寸的限制，应具有大于后者的尺寸。

如图6所示，每个所述拨轮上的相邻拨轮齿13之间形成的沟槽的顶部比该沟槽底部沿拨轮圆周方向看具有更大的宽度。这样，拨轮齿13之间的沟槽就加工为上宽下窄的形状。两个相邻拨轮的齿槽边线上下相接。

如图6所示，所述拨轮的拨轮齿13的侧端面15以一种向内倾斜的方式构造，使得相邻所述拨轮的拨轮齿13的侧端面15平顺过渡地接合。

拨轮套缩头的表面材料为平滑的食品级材料，优选为特氟龙、聚氨酯、聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)等。这些材料具有良好润滑性能及耐磨性。

显然，也可以设计具有不同数目的拨轮的拨轮套缩头，尽管本发明人认为四个拨轮是优选的技术方案，因为，三个拨轮会使连续的螺纹难于形成，而五个以上的拨轮则会增加系统的复杂程度。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

1 主动拨轮锥齿轮

2 主动轴锥齿轮

3 端盖

4 拨轮座

5 拨轮

6 拨轮固定轴

7 轴顶套

8 齿轮定位套

9 从动锥齿轮

10 拨轮套缩头

11 套缩杆

12 肠衣

13 拨轮齿

14 齿顶面

15 侧端面

16 齿正面

17 齿背面

18 齿顶前沿

19 第一齿尖

20 第二齿尖

θ 齿尖倾角

D 拨轮直径

d 拨轮齿距。