一种运行更平稳的颗粒型烟支打底装置
技术领域
本实用新型涉及烟草生产设备技术领域，更具体地说是一种运行更平稳的颗粒型烟支打底装置。
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。但颗粒型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。因此，希望提供一种运行平稳且效率高的颗粒型烟支打底装置，以提升颗粒型烟支生产效率和产品质量。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本实用新型提出一种运行更平稳的颗粒型烟支打底装置，旨在通过合理设计凸轮结构，实现冲针与凸轮始终接触，省略了两者间歇式接触的冲击力，并大大增加运行长度，从而大幅提高烟支空管打底运行平稳性。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种运行更平稳的颗粒型烟支打底装置，多个烟支空管分别吸附于打底鼓轮外圆周上沿周向等间隔布设的各竖向承烟槽中，以随打底鼓轮回转通过纸带流道上纸带的中心正上方时的位置作为打底零位，其结构特点是：
刀口层固装于所述打底鼓轮顶端，对应于各承烟槽的正上方沿周向多组沿竖向穿设的复合冲针，所述复合冲针整体竖向可活动，由具有沿轴线方向开设的竖向通孔的短冲针及活动穿设于所述竖向通孔中的成型针构成，所述短冲针的上端部露出于刀口层上方，短冲针的露出段上、位于球缺状顶端部与刀口层的顶端之间套设有第一弹簧，所述成型针的上端部露出于短冲针的上方，成型针的露出段上、位于球缺状顶端部与成型针的顶端之间套设有第二弹簧；
复合凸轮为独立固定构件，悬置于所述刀口层正上方，下端部具有一圈环形槽，作为复合冲针露出段的回转通道；所述复合凸轮上对应于短冲针与成型针分别设有向下凸出的下层短曲面段与上层长曲面段；所述短曲面段沿周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，能够与通过的短冲针的球缺状顶端面相抵触，使短冲针下行实现对纸带的冲裁；所述长曲面段自短曲面段较近一侧末端的正上方位置起、顺着回转方向沿周向布设，能够与通过的成型针的球缺状顶端面相抵触，使成型针下行将冲裁好的底衬圆片压入烟支空管。
本实用新型的结构特点也在于：
所述长曲面段是自环形槽的槽顶壁向下凸出形成，呈横卧的“√”形，临近打底零位的一侧为较长边；所述短曲面段是自复合凸轮的底端面向下凸出形成。
所述长曲面段与短曲面段所在圆周均位于各烟支空管圆心所在圆周的正上方。
所述打底鼓轮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与出口位置之间的中间位置，所述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，所述长曲面段延伸至临近所述出口处正上方位置。
所述长曲面段与短曲面段的凸出最高位及两末端均设圆弧过渡。
所述刀口层横截面呈环形，对应各复合冲针设有多个穿设通孔，所述复合冲针以短冲针穿设于所述穿设通孔中，第一弹簧与第二弹簧均为自然状态时，所述复合冲针的底端距离纸带上端面之间竖向留有间隙。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
传统的打底装置为了完成冲裁动作，需要为凸轮单独配置如伺服电机等动力装置；并且，凸轮为圆形、呈立式布置，与冲针之间为间歇式接触，冲击力大，平稳性不佳；此外，传统设计中采用单个冲针完成冲裁打底作业，压入烟支空管内的底衬垫片呈圆形，存在因圆形底衬垫片与烟管内壁接触面积小而导致的位置难以固定，使得颗粒有漏向嘴棒一侧的风险；
本实用新型采用平面复合凸轮结构，在其上设计两组曲面段，与复合冲针分别形成配合，曲面段与复合冲针之间始终保持无冲击接触，运行长度也大大加长，运行平稳性得到大幅提升；并且，本装置利用打底鼓轮的回转即可实现复合冲针与复合凸轮之间的相对运动，无需额外动力，节省了成本、降低了能耗；此外，本实用新型采用短冲针与成型针构成复合冲针结构，能够实现压入烟支空管内的底衬圆片呈U形，该U形底衬垫片与烟管内壁接触面积较大，位置不易变动，有效避免了颗粒漏向嘴棒一侧。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构示意图(图中箭头所示为打底鼓轮回转方向)；
图2是本实用新型另一视角的立体结构示意图(复合凸轮的吊架未图示)；
图3是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4是复合凸轮的内部结构示意图。
图中，1打底鼓轮；2刀口层；3复合冲针；4短冲针；5成型针；6第一弹簧；7第二弹簧；8穿设通孔；9复合凸轮；10吊架；11环形槽；12短曲面段；13长曲面段；14纸带流道；15纸带；16烟支空管。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参照图1至图4，本实施例的运行更平稳的颗粒型烟支打底装置中，多个烟支空管16分别吸附于打底鼓轮1外圆周上沿周向等间隔布设的各竖向承烟槽中，以随打底鼓轮1回转通过纸带流道14上纸带15的中心正上方时的位置作为打底零位，具体的：
刀口层2固装于打底鼓轮1顶端，对应于各承烟槽的正上方沿周向穿设多组复合冲针3，复合冲针3整体竖向可活动，由具有沿轴线方向开设的竖向通孔的短冲针4及活动穿设于竖向通孔中的成型针5构成，短冲针4的上端部露出于刀口层2上方，短冲针4的露出段上、位于球缺状顶端部与刀口层2的顶端之间套设有第一弹簧6，成型针5的上端部露出于短冲针4的上方，成型针5的露出段上、位于球缺状顶端部与成型针5的顶端之间套设有第二弹簧7；
复合凸轮9为独立固定构件，由吊架10悬置于刀口层2正上方，下端部具有一圈环形槽11，环形槽11向下延伸至复合凸轮9的底端面，形成开口，以环形槽11作为复合冲针3露出段的回转通道；复合凸轮9上对应于短冲针4与成型针5分别设有向下凸出的下层短曲面段12与上层长曲面段13；短曲面段12沿周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，能够与通过的短冲针4的球缺状顶端面相抵触，使短冲针4沿着曲面下行实现对纸带15的冲裁；长曲面段13自短曲面段12较近一侧末端的正上方位置起、顺着回转方向沿周向布设，能够与通过的成型针5的球缺状顶端面相抵触，使成型针5沿着曲面下行将冲裁好的底衬圆片压入烟支空管16。
具体实施中，相应的结构设置也包括：
长曲面段13是自环形槽11的槽顶壁向下凸出形成，呈横卧的“√”形，临近打底零位的一侧为较长边；短曲面段12是自复合凸轮9的底端面向下凸出形成。
长曲面段13与短曲面段12所在圆周均位于各烟支空管16圆心所在圆周的正上方。
打底鼓轮1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1中a位)与出口位置(图1中b位)之间的中间位置，短曲面段12所占圆弧长度与相邻三个烟支空管16圆心所占圆弧长度相适配，长曲面段13延伸至临近出口处正上方位置。
长曲面段13与短曲面段12的凸出最高位及两末端均设圆弧过渡。
刀口层2横截面呈环形，对应各复合冲针3设有多个穿设通孔8，复合冲针3以短冲针4穿设于穿设通孔8中，第一弹簧6与第二弹簧7均为自然状态时，复合冲针3的短冲针4与成型针5底端齐平，距离纸带15上端面之间竖向留有间隙。
短冲针4、成型针5的行程距离，初始状态下短冲针4底端距离纸带15之间的垂直间距，成型针5底端距离烟支空管16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。
本装置的工作原理如下：
固装于打底鼓轮1顶端的刀口层2，以及穿设于刀口层2上的复合冲针3与打底鼓轮1为同步移动构件，随打底鼓轮1同步回转。打底鼓轮1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3的短冲针4随着打底鼓轮1的回转，以球缺状顶端面与复合凸轮9的底端面接触，在接近打底零位时，自短曲面段12的较近侧末端开始，在短曲面段12的抵压作用下逐渐下行，此过程中第一弹簧6被压缩，直至于短曲面段12的凸出最高位，即打底零位处，下行至最低点，对正下方纸带15进行冲裁，得到底衬圆片，之后经短曲面段12另一侧导向，在第一弹簧6的回弹力作用下平稳上行复位；
复合冲针3的成型针5自此开始以球缺状顶端面与长曲面段13接触，逐渐下行，此过程中第二弹簧7被压缩，成型针5将冲裁好的底衬圆片逐渐下压，直至于长曲面段13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16内，此后经长曲面段13较短边导向，在第二弹簧7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15为无动力状体，其运动由短冲针4及成型针5带动，做间歇移动。
通过短冲针4与成型针5的配合，以及各自与短曲面段12及长曲面段13的配合，使最终压入烟支空管16内的底衬圆片呈U形结构。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
