本发明涉及肠衣压缩成型技术领域，具体涉及一种肠衣立体螺旋压缩成型装置。

背景技术：

肠衣压缩成型是自动化肠衣生产的最后一道工序。就目前国内现状而言，肠衣压缩设备自动化程度低，肠衣压缩技术落后，人工胶原蛋白肠衣的压缩效果无法满足食品行业的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种肠衣立体螺旋压缩成型装置，使压缩成型的肠衣能够直接应用于各类肠制品自动化灌装，具有自动化程度高、压缩比高、性能可靠且能适应胶原蛋白肠衣不同口径的压缩。

本发明的技术方案为：一种肠衣立体螺旋压缩成型装置，包括：安装架以及依次安装在安装架上的放卷机构、挤压胶辊组、牵引胶辊组和旋转褶皱机构；

所述放卷机构用于绕放片状肠衣，并将片状肠衣传输给挤压胶辊组；所述挤压胶辊组能够对片状肠衣充气使之形成膨胀肠衣，且对片状肠衣和膨胀肠衣进行隔离，并能够将膨胀肠衣输送至牵引胶辊组；所述牵引胶辊组能够按照设定的顺序将膨胀肠衣输送到旋转褶皱机构上；旋转褶皱机构用于将膨胀肠衣压缩为设定形状的褶皱肠衣，并传输到下一步工序上。

优选地，还包括：旋转切刀机构；所述旋转切刀机构连接在旋转褶皱机构之后，能够将旋转褶皱机构传输的褶皱肠衣按设定间隔切割为半成品。

优选地，所述旋转切刀机构包括：固定支架、切刀悬臂、切刀、执行气缸和直流电机；

所述固定支架固定在安装架的上端面，切刀悬臂的中部铰接在固定支架的上端，切刀安装于切刀悬臂的末端，直流电机安装于固定支架顶端，且直流电机和切刀通过同步带传动，执行气缸连接在切刀悬臂的下端和固定支架的上端；当褶皱肠衣传送到设定位置处，执行气缸伸长到最大行程并与褶皱肠衣接触，直流电机提供动力，同步带将动力传输到切刀上，使切刀高速旋转切断褶皱肠衣。

优选地，还包括：滑动体和控制滑动体动作的控制柜；所述滑动体具有三个工位，能够将旋转褶皱机构和旋转切刀机构对应工序转换为流水工作，循环进行穿肠衣、压肠衣和切肠衣。

优选地，所述滑动体包括：滑动体基座、丝杠导轨、工位盘旋转电机、工位盘、限位架、滑套、导引杆、卸料组件和压缩组件；

所述丝杠导轨和限位架安装在安装架上，滑动体基座与丝杠导轨连接，工位盘旋转电机与工位盘均安装于滑动体基座上，且工位盘旋转电机与工位盘之间通过联轴节连接，工位盘上按120°间隔均匀设置三根导引杆，对应三个工位，分别为工位ⅰ、工位ⅱ和工位ⅲ；滑套套于导引杆上，并能够在其上自由滑动；工位盘采用间歇式工作，在三个工位之间转换工作，丝杠导轨动作能够控制滑动体基座的前进或后退；压缩组件与工位ⅱ处的导引杆，能够对套装在对应导引杆上的肠衣进行压缩成型；卸料组件与工位ⅲ处的导引杆同轴配合，实现对应导引杆上肠衣的卸料。

优选地，所述放卷机构包括：固定架、缓冲架、放卷轴、制动机构、缠绕轮和肠衣盘；

所述固定架与安装架连接，缓冲架铰接在固定架上，形成z字型定位架，四组以上缠绕轮分别安装于z字型定位架上；放卷轴和制动机构分别安装于固定架上，且放卷轴的轴向与缠绕轮的轴向相互平行，肠衣盘同轴固定在放卷轴上；片状肠衣从肠衣盘上放出，依次绕过z字型定位架上的四组以上缠绕轮后向挤压胶辊组输送；若肠衣放卷速度小于设定值，制动机构不工作；若肠衣放卷速度大于设定值，缓冲架下降，与制动机构联动，通过制动机构对放卷轴制动，保证放卷速度与牵引胶辊组的牵引速度匹配。

优选地，所述z字型定位架上布置九组缠绕轮。

优选地，所述牵引胶辊组包括：支撑框、胶辊ⅰ、从动齿轮、主动齿轮和同步带轮ⅰ；

所述支撑框为纵向两端开口的长方体框架，其内纵向中部设有安装板，胶辊ⅰ和齿轮组分别安装于安装板的正反端面上，齿轮组中的两个主动齿轮安装于安装板的中部，且两个主动齿轮之间啮合，每个主动齿轮的周向啮合安装有两个从动齿轮，同步带轮ⅰ与主动齿轮同轴安装，从动齿轮和胶辊ⅰ同轴安装；牵引胶辊组的动力源为电机，电机通过同步带轮ⅰ驱动主动齿轮，进而带动从动齿轮，从而将驱动力传递给四个胶辊ⅰ，四个胶辊ⅰ共分为两组胶辊组，每组胶辊组中的两个胶辊ⅰ相对的圆周面上设有凹槽，用于夹紧膨胀肠衣，通过摩檫力牵引该肠衣；其中，两组胶辊组能够对膨胀肠衣导向，齿轮组包括：从动齿轮和主动齿轮。

优选地，所述旋转褶皱机构包括：褶皱轮、褶皱盘、伞齿轮、轴承和连接轴；

所述褶皱盘支撑在支撑框的外侧壁面上，且其轴向与牵引胶辊组的牵引方向共面，褶皱盘的盘面中心设置四个连接轴，四个连接轴成正方形排布，且每个连接轴的轴向均与褶皱盘的轴向垂直；每个连接轴上通过轴承支撑一个褶皱轮，且每个连接轴上连接一个伞齿轮，同一个连接轴上的伞齿轮作为主动轮，褶皱轮作为被动轮；旋转褶皱机构上四个褶皱轮的外圆周面上沿周向分别设有凹槽，四个褶皱轮周向相对的一端围成肠衣传送孔，且该肠衣传送孔的孔径小于肠衣的外径，用于输送肠衣，并在肠衣上压出设定形状的褶皱；其中，四个褶皱轮分别由同轴的伞齿轮同步带动。

有益效果：

肠衣压缩技术是人造胶原蛋白肠衣行业中的一个关键技术，高压缩比的胶原蛋白肠衣在香肠管状工序中起到非常重要的作用，本发明的装置使压缩成型的肠衣能够直接应用于各类肠制品自动化灌装，具有自动化程度高、压缩比高、性能可靠且能适应胶原蛋白肠衣不同口径的压缩，能够有效消除人工加工肠衣过程中的技术难点与设备缺陷，最终得到的肠衣压缩半成品规格统一，有效降低劳动强度降低，提升了生产效率；同时，本发明的装置结构紧凑，自动化程度高，占地面积小，肠衣压缩长度可调，压缩力度合适且不会影响肠衣自身结构和强度。

附图说明

图1为本发明压缩成型装置的结构示意图。

图2为本发明中放卷机构的结构示意图。

图3为本发明中牵引胶辊组的结构示意图。

图4为本发明中旋转褶皱机构的结构示意图。

图5为本发明中旋转切刀机构的结构示意图。

图6为本发明中滑动体的结构示意图，(1)主视图，(2)俯视图。

图7为本发明中滑动体的结构示意图。

其中，1-安装架，2-放卷装置，3-挤压胶辊组，4-牵引胶辊组，5-旋转褶皱机构，6-旋转切刀机构，7-滑动体，8-控制柜，9-固定架，10-缓冲架，11-放卷轴，12-制动机构，13-缠绕轮，14-肠衣盘，15-支撑框，16-胶辊ⅰ，17-从动齿轮，18-主动齿轮，19-同步带轮ⅰ，20-褶皱轮，21-褶皱盘，22-伞齿轮，23-轴承，24-连接轴，25-固定支架，26-切刀悬臂，27-切刀，28-执行气缸，29-直流电机，30-滑动体基座，31-丝杠导轨，32-工位盘旋转电机，33-工位盘，34-限位架，35-滑套，36-导引杆，37-卸料组件，38-压缩组件，39-支架，40-胶辊ⅱ，41-气缸，42-导向杆，43-编码器，44-同步带轮ⅱ，45-胶辊ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种肠衣立体螺旋压缩成型装置，使压缩成型的肠衣能够直接应用于各类肠制品自动化灌装，具有自动化程度高、压缩比高、性能可靠且能适应胶原蛋白肠衣不同口径的压缩。

如图1所示，该压缩成型装置包括：安装架1、放卷机构2、挤压胶辊组3、牵引胶辊组4、旋转褶皱机构5、旋转切刀机构6、滑动体7和控制柜8；其中，如图2所示，放卷机构2包括：固定架9、缓冲架10、放卷轴11、制动机构12、缠绕轮13和肠衣盘14；如图3所示，牵引胶辊组4包括：支撑框15、胶辊ⅰ16、从动齿轮17、主动齿轮18和同步带轮ⅰ19；如图4所示，旋转褶皱机构5包括：褶皱轮20、褶皱盘21、伞齿轮22、轴承23和连接轴24；如图5所示，旋转切刀机构6包括：固定支架25、切刀悬臂26、切刀27、执行气缸28和直流电机29；如图6所示，滑动体7包括：滑动体基座30、丝杠导轨31、工位盘旋转电机32、工位盘33、限位架34、滑套35、导引杆36、卸料组件37和压缩组件38；如图7所示，挤压胶辊组3包括：支架39、胶辊ⅱ40、气缸41、导向杆42、编码器43、同步带轮ⅱ44和胶辊ⅲ45；

该压缩成型装置的连接关系为：放卷机构2通过固定架9与安装架1连接，缓冲架10铰接在固定架9上，形成z字型定位架，四组以上(优选九组)缠绕轮13分别安装于z字型定位架上(四个端点处分别安装一个缠绕轮13)；放卷轴11和制动机构12分别安装于固定架9上，且放卷轴11的轴向与缠绕轮13的轴向相互平行，肠衣盘14同轴固定在放卷轴11上；肠衣从肠衣盘14上放出，依次绕过z字型定位架上的四组以上缠绕轮13后向挤压胶辊组3输送；若肠衣放卷过慢，制动机构12不工作；若肠衣放卷过快，缓冲架10下降，与制动机构12联动，通过制动机构12对放卷轴11制动，保证放卷速度与牵引胶辊组4的牵引速度匹配；

挤压胶辊组3中，支架39为框架结构，胶辊ⅱ40和胶辊ⅲ45平行支撑在支架39上，其中，胶辊ⅱ40位于胶辊ⅲ45之上，胶辊ⅲ45固定在芯轴ⅱ上，芯轴ⅱ两端支撑在支架39上，并能够带动胶辊ⅲ45随着芯轴ⅱ相对支架39转动，胶辊ⅱ40通过芯轴ⅰ连接在支架39上，且胶辊ⅱ40相对芯轴ⅰ能够转动；气缸41安装在支架39的顶部，两个导向杆42平行设置在气缸41两侧的支架39顶部，且导向杆42的轴向与两个胶辊的轴向垂直；编码器43和同步带轮ⅱ44均安装于胶辊ⅲ45的芯轴ⅱ上；安装架1上的电机与同步带轮ⅱ44通过同步带连接，从而为胶辊ⅲ45转动提供动力，胶辊ⅱ40通过气缸41提供挤压力，气缸41伸出，胶辊ⅱ40挤向胶辊ⅲ45，气缸41缩回，胶辊ⅱ40脱离胶辊ⅲ45；片状肠衣夹持在胶辊ⅱ40和胶辊ⅲ45之间，当胶辊ⅱ40在胶辊ⅲ45的带动下转动时，能够牵引放卷机构2放出肠衣，编码器43随胶辊ⅲ45转动，记录转动圈数，从而能够计量已牵引肠衣的长度，胶辊ⅱ40和胶辊ⅲ45挤压肠衣可将肠衣隔离，避免后续工序肠衣中的压力气体回灌到放卷机构2中；

牵引胶辊组4中，支撑框15为纵向两端开口的长方体框架，其内纵向中部设有安装板，胶辊ⅰ16和齿轮组(包括：从动齿轮17和主动齿轮18)分别安装于安装板的正反端面上，齿轮组中的两个主动齿轮18安装于安装板的中部，且两个主动齿轮18之间啮合，每个主动齿轮18的周向啮合安装有两个从动齿轮17，两个主动齿轮18的周向共均匀分配四个从动齿轮17，同步带轮ⅰ19与主动齿轮18同轴安装，从动齿轮17和胶辊ⅰ16同轴安装；牵引胶辊组4的动力源为电机，主要是将内部有气压的肠衣输送到旋转褶皱机构5的褶皱轮20上，电机通过同步带轮ⅰ19驱动主动齿轮18，进而带动从动齿轮17，从而将驱动力传递给四个胶辊ⅰ16，四个胶辊ⅰ16共分为两组胶辊组，每组胶辊组中的两个胶辊ⅰ16相对的圆周面上设有凹槽，用于夹紧膨胀肠衣，通过摩檫力牵引该肠衣，两组胶辊组的设计能够控制膨胀肠衣的方向，对膨胀肠衣起导向作用；

旋转褶皱机构5安装在牵引胶辊组4的侧面，其中，褶皱盘21作为旋转褶皱机构5的基础，其支撑在支撑框15的外侧壁面上，且其轴向与牵引胶辊组4的牵引方向共面，褶皱盘21的盘面中心设置四个连接轴24，四个连接轴24成正方形排布，且每个连接轴24的轴向均与褶皱盘21的轴向垂直；每个连接轴24上通过轴承23支撑一个褶皱轮20，且每个连接轴24上连接一个伞齿轮22，同一个连接轴24上的伞齿轮22作为主动轮，褶皱轮20作为被动轮；旋转褶皱机构5上四个褶皱轮20的外圆周面上沿周向分别设有凹槽，四个褶皱轮20周向相对的一端围成肠衣传送孔，且该肠衣传送孔的孔径略小于肠衣的外径，用于输送肠衣，并在肠衣上压出设定间隔的褶皱；四个褶皱轮20分别由同轴的伞齿轮22同步带动，转动时每个褶皱轮20的轮廓可形成连续的双线条，使肠衣按设定的间隔形成设定形状的褶皱肠衣，而后被压缩；

旋转切刀机构6设置在旋转褶皱机构5和滑动体7之间，其主要作用是按照肠衣的预设长度尺寸对褶皱肠衣进行切断；其中，固定支架25固定在安装架1的上端面，切刀悬臂26的中部铰接在固定支架25的上端，切刀27安装于切刀悬臂26的末端，直流电机29安装于固定支架25顶端，且直流电机29和切刀27通过同步带传动，执行气缸28连接在切刀悬臂26的下端和固定支架25的上端；旋转切刀机构6的工作原理为：当褶皱肠衣传送到设定位置处，执行气缸28伸长到最大行程并与褶皱肠衣接触，直流电机29提供动力，同步带将动力传输到切刀27上，使切刀27高速旋转，利用高速旋转的切刀27能够快速切断褶皱肠衣，随之执行气缸28立即缩回，褶皱肠衣继续传送，当达到设定长度后，执行气缸28再伸长到最大行程与褶皱肠衣接触，从而在直流电机29的作用下使切刀27切断褶皱肠衣，如此反复，能够对褶皱肠衣进行固定长度的切割；切刀27的位置调整主要依靠执行气缸28控制切刀悬臂26摆动而调整；

滑动体7安装在安装架1上，其中，丝杠导轨31和限位架34安装在安装架1上，滑动体基座30与丝杠导轨31连接，工位盘旋转电机32与工位盘33均安装于滑动体基座30上，且工位盘旋转电机32与工位盘33之间通过联轴节连接，工位盘33上按120°间隔均匀设置三根导引杆36，滑套35套于导引杆36上，并可在其上自由滑动；工位盘33采用间歇式工作，在三个工位之间转换工作，丝杠导轨31动作能够控制滑动体基座30的前进或后退；

其中，滑动体7包括三个工位，分别为工位ⅰ、工位ⅱ和工位ⅲ，三个工位分别与三个导引杆36对应，且分别对应三个不同功能：

工位ⅰ：将工位ⅰ处的导引杆36上套装初步褶皱的肠衣；

工位ⅰ处的导引杆36与限位架34、旋转褶皱机构5输送的肠衣同轴，滑动体7从初始位置向旋转褶皱机构5所在方向前进至设定位置，限位架34工作，夹紧滑套35，当导引杆36推出滑套35设定长度，限位架34收回(此过程滑动体7不停止；限位架34工作是因为工位ⅲ卸料时滑套35留在导引杆36的末端，导致导引杆36无法穿进肠衣)，导引杆36穿进肠衣中，并向肠衣内充气(导引杆36为空心管状结构，其一端与气源相连，能够从另一端向肠衣充气)，保持肠衣膨胀状态，滑动体7向旋转褶皱机构5所在方向前进至最大行程后停止，挤压胶辊组3、牵引胶辊组4、旋转褶皱机构5开始输送肠衣，到达设定长度后停止，滑动体7后退，至导引杆36退至旋转切刀机构6所在位置停止，旋转切刀机构6工作，切断肠衣，滑动体7继续后退至初始位置；

工位ⅱ：挤压工位ⅰ中初步褶皱的肠衣，至其成型；

工位ⅱ处的导引杆36与压缩组件38同轴相对，滑动体7向旋转褶皱机构5所在方向前进至最大行程(与工位ⅰ处的最大行程一致)，滑套35与压缩组件38之间的距离逐渐减小，将肠衣压缩成型；滑动体7后退(中间会有一次停止，即工位ⅰ中切断肠衣时)至初始位置；

工位ⅲ：将工位ⅱ中压缩成型的肠衣卸料；

工位ⅲ处的导引杆36与卸料组件37同轴配合，卸料组件37为开合机构，张开时松开导引杆36，闭合时夹住导引杆36，能够把套装在导引杆36上的滑套35推向一侧，滑动体7向旋转褶皱机构5所在方向前进至最大行程，卸料组件37工作，挡住滑套35，滑动体7后退，至工位ⅰ切刀工作前，滑套35将压缩肠衣推出导引杆36，完成卸料，卸料组件37收回，滑动体7继续后退，至初始位置；此时，滑套35在导引杆36末端；

当滑动体7前进完成各工序并后退至初始位置时，工位盘旋转电机32工作，使工位盘33旋转120°，工位ⅰ、ⅱ、ⅲ依次转换，进行下一道工序，流水作业，提高效率。

该压缩成型装置的工作原理为：将片状肠衣进行拉伸，并对片状肠衣持续充填低压空气，使其在气体压力的作用下膨胀，接着将膨胀肠衣输送到旋转褶皱机构5，依靠旋转褶皱机构5对肠衣表面进行压型，并通过轴向推力使其在压痕处褶皱，进行压缩处理，高压挤压后的肠衣靠自持力成型，生产出高压缩比的压缩肠衣；

压缩成型方法包括以下步骤：

第一步：绕放肠衣，将片状肠衣从放卷机构2传输到挤压胶辊组3，实现片状肠衣的绕放，并对片状肠衣进行充气行程膨胀肠衣；

第二步：肠衣输送，挤压胶辊组3作为片状肠衣和充气肠衣的隔离机构，能够将膨胀肠衣输送至牵引胶辊组4；牵引胶辊组4将膨胀肠衣输送至旋转褶皱机构5，并防止滑动体7上的心轴颤动；

第三步：肠衣褶皱，膨胀肠衣在旋转褶皱机构5中被压型，形成带有设定褶皱的管状肠衣，并向旋转切刀机构6继续输送；

第四步：肠衣切断，当旋转褶皱机构5输出的肠衣达到预定长度后，旋转切刀机构6切断肠衣，并向滑动体7输送，切断肠衣过程需快、准，保证肠衣切断后端口仍是开放状态；

第五步：输送半成品，将肠衣套装在导引杆36上后，移动工位盘33进行工位变换，并通过丝杠导轨31驱动工位盘33前进，使肠衣位于压缩组件38与导引杆36上的滑套35之间，且使导引杆36上的滑套35与压缩组件38之间的距离逐渐缩短，进行半成品管状肠衣挤压处理；挤压处理后肠衣褶皱之间为面接触，并且肠衣接触面为球面，利用真空原理和使肠衣之间产生自持力，可以避免成型肠衣的松散和变形；

第六步：滑动体7的三工位旋转工序，完成挤压肠衣和肠衣卸料等多个步骤；

第七步：成品收集，将成品肠衣收集，包装成箱。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。