一种波纹片填料的加工设备的制作方法

1.本发明涉及填料波纹片制造技术领域，具体涉及一种波纹片填料的加工设备。


背景技术：

2.在空分、化工、石化、环保等工业领域，人们通常会利用波纹片填料对液体进行精馏、吸收、解吸、萃取、换热和洗涤时，其中的波纹片填料包括若干矩形波纹片单元，波纹片单元正反交替堆叠，即可形成所需的填料。如图1所示，波纹片单元8包括若干横向连接在一起的半圆形凸条81，相邻的凸条之间凹凸方向相反，从而使波纹片单元的横截面呈正弦波状。该正弦波的最低点到最高点之间的距离即为波纹片单元的高度，当波纹片单元正反交替堆叠在一起时，即可形成所需的填料，此时，相邻的波纹片单元之间形成空隙。
3.现有技术中，填料通常采用如下方法制造：先用裁切装置将波纹片生产线上生产出的连续波纹片裁切成设定长度的矩形波纹片单元，然后将波纹片单元一正一反地堆叠在一起，即可形成波纹片填料。
4.但是，现有的此类波纹片填料生产方式存在如下技术缺陷：首先，人们通常是通过手动或者机械手使波纹片单元翻转180
°
、从而形成正反堆叠的波纹片单元，并相互堆叠在一起。当采用人工手动操作时，其具有投资少、堆叠位置准确等优点，但是存在工作效率低的问题，受到操作人员操作技能、工作责任心等的限制，生产出的填料难以做到品质的一致性。当采用全自动的机械手方式生产时，具有全自动化生产的优点，因而其生产效率高，但是，由于单片波纹片单元的重量较轻，机械手在抓取波纹片单元并180
°
翻转的过程中极易出现波纹片单元的弯曲变形，继而影响填料的品质。特别是，我们需要采用两个机械手、并通过“接力”的方式才能实现波纹片单元的180
°
翻转，因此该生产方式投资大，不利于降低生产成本，在中小企业中难以推广使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了提供一种波纹片填料的加工设备，可有效地设备的投资和生产成本，并且有效地提升生产效率，确保填料品质的一致性。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种波纹片填料的加工设备，其适用于将波纹片单元正反堆叠形成填料，包括：波纹片单元输送装置，其用于输送从波纹片生产线制成的矩形波纹片单元；波纹片单元叠放装置，其用于正反堆叠由波纹片单元输送装置输送过来的波纹片单元；其特征是，波纹片单元输送装置包括转向支架，在转向支架上设有可围绕长度方向的中心轴线转动的输送组件、用于驱动输送组件转动的翻转机构，所述输送组件包括上、下两层皮带输送线，在上下两层皮带输送线之间设有容置空隙，所述容置空隙的高度大于波纹片单元的高度，所述波纹片单元叠放装置包括一个堆叠支架，堆叠支架的上部具有进出开口，堆叠支架的前端为与输送组件的输出端对接的接入端，在堆叠支架的开口两侧分
别设有支撑护栏，所述支撑护栏包括沿输送组件的纵向设置的滚轮组、用于驱动滚轮组中各滚轮转动的动力单元，所述支撑护栏与一间距控制机构相关联，从而使两列支撑护栏可在接料位置与堆叠位置之间切换，波纹片填料的生产包括如下步骤：a.从波纹片生产线制成的奇数片波纹片单元进入上下两层皮带输送线之间的容置空隙内，此时，波纹片单元与上层的皮带输送线脱开，下层的皮带输送线则带动波纹片单元向前移动；b.波纹片单元在容置空隙内前移，直至其重心伸出容置空隙，此时的波纹片单元掉落到堆叠支架上，堆叠支架上的支撑护栏此时处于间距小于波纹片单元宽度的接料位置，从而使波纹片单元搁置在支撑护栏上，动力单元驱动支撑护栏的滚轮组转动，从而带动波纹片单元继续前移，接着间距控制机构动作，使两列支撑护栏向外移动至间距大于波纹片单元宽度的堆叠位置，波纹片单元即可向下落入堆叠支架内；c.从波纹片生产线制成的偶数片波纹片单元进入上下两层皮带输送线之间的容置空隙内，此时，先由下层的皮带输送线带动该波纹片单元向前移动；d.接着翻转机构动作使输送组件翻转180
°
，位于容置空隙内的波纹片单元相应地翻转180
°
、并落到上层的皮带输送线上而继续前移，直至其重心伸出容置空隙，此时该波纹片单元掉落到堆叠支架上，堆叠支架上的支撑护栏此时处于间距小于波纹片单元宽度的接料位置，从而使该波纹片单元搁置在支撑护栏上，动力单元驱动支撑护栏的滚轮组转动，从而带动该波纹片单元继续前移，接着间距控制机构动作，使两列支撑护栏向外移动至间距大于波纹片单元宽度的堆叠位置，该波纹片单元即可向下落入堆叠支架内，从而与奇数片的波纹片单元形成正反叠放。
7.由于输送组件具有上下布置的两层皮带输送线，因此，波纹片单元可通过两层皮带输送线之间的容置空隙向前自动移动，便于从输送组件送出的波纹片单元与波纹片单元叠放装置形成准确对接。
8.此外，本发明可利用转动输送组件使输送组件翻转180
°
，进而使位于输送组件内的波纹片单元，也就是说，“放弃了”直接用机械手使波纹片单元翻转180
°
的原有方案，转化成翻转输送组件的简单方案。可以理解的是，抓去波纹片单元的机械手使很难实现180
°
翻转的，而输送组件在这里相当于一个波纹片单元的“抓手”，其很容易采用转动机构翻转180
°
。因此，本方案和手工翻转相比，可显著地提升生产效率；和机械手直接翻转波纹片单元相比，有利于简化结构，并确保波纹片单元翻转后位置的精确，进而实现波纹片单元正反向的精准叠放。
9.由于堆叠支架的开口两侧分别设有可在接料位置和堆叠位置之间切换的支撑护栏，使得从输送组件送出的波纹片单元可搭接在处于接料位置的支撑护栏上。当支撑护栏切换堆叠位置时，波纹片单元即可落入堆叠支架内。
10.作为优选，所述翻转机构包括至少一个翻转圆环、通过传动机构与翻转圆环传动连接的动力单元，所述输送组件位于翻转圆环内、并与翻转圆环内侧相连接。
11.本发明的翻转机构包括至少1个翻转圆环、通过传动机构与翻转圆环传动连接的动力单元。动力单元通过传动机构带动翻转圆环转动180
°
，即可使翻转圆环内的输送组件同步翻转180
°
。可以理解的是，我们可使翻转圆环的圆心位于输送组件的中心轴线上，从而可确保翻转圆环转动时具有最小的离心力。
12.作为优选，在输送组件外面设有前后两个间隔布置的翻转圆环。
13.前后两个的翻转圆环使输送组件形成简支梁结构，从而可对输送组件形成可靠的支撑。
14.作为优选，在容置空隙的侧面设有遮挡板。
15.遮挡板使容置空隙一侧开口封闭，当输送组件翻转到90
°
时，可避免波纹片单元从容置空隙一侧开口向下脱落，也就是说，遮挡板使波纹片单元在左右方向上精确定位，以便相邻的波纹片单元之间在叠放时的位置保持一致。
16.作为优选，所述间距控制机构包括两条可左右移动的滑轨，所述支撑护栏设置在对应的滑轨上，当两条滑轨相对移动时，即可使支撑护栏在接料位置与堆叠位置之间切换。
17.可以理解的是，我们可通过气缸、油缸之类的驱动元件使两条滑轨相对移动，继而使两组支撑护栏之间的间隙增大或减小，此进而使支撑护栏在接料位置和堆叠位置之间切换。
18.作为优选，所述滑轨上竖直地连接有若干条形的定距件，当两条滑轨相对移动使两列支撑护栏处于接料位置时，左右相对的定距件之间的距离与波纹片的宽度相适配。
19.当驱动元件使支撑护栏由接料位置切换至堆叠位置时，波纹片单元自动下落；当驱动元件使支撑护栏由堆叠位置切换至接料位置时，定距件夹持波纹片单元的侧边，从而使波纹片单元在左右方向上叠放整齐。此时左右两侧支撑护栏之间的间距小于波纹片单元的宽度，下一片波纹片单元可搭接并支承在支撑护栏上。
20.作为优选，所述堆叠支架包括可由升降机构驱动升降的支撑底板，升降机构驱动支撑底板升降，从而使叠放在支撑底板上的最上层波纹片单元具有相同的高度。
21.当第一片波纹片单元自由下落到位于堆叠支架底部的支撑底板上时，波纹片单元在自由下落时容易出现走位、甚至“翻转”的现象。
22.本发明通过升降机构使支撑底板可升降控制，这样，我们可根据叠放的波纹片单元的序号，通过升降机构调整支撑底板的高度，使叠放在支撑底板上的最上层波纹片单元与支承在支撑护栏上的波纹片单元之间具有最小的间距。当波纹片单元自由下落到时，可有效地避免波纹片单元出现走位、甚至“翻转”的现象，进而确保波纹片单元平稳地叠放到支撑底板上。
23.作为优选，堆叠支架上设有可移动的双头电机和支承座、若干与滑轨连接的转动杆，在滚轮一端同轴设置从动链轮，双头电机输出轴一端同轴连接有与支承座转动连接的同步杆，双头电机输出轴另一端设有主动链轮，主动链轮上绕设有驱动链条，所述驱动链条依次绕过各滚轮上的从动链轮，转动杆与同步杆具有相同的变螺距螺旋槽，支承座以及滚轮上设有位于螺旋槽内的销钉，当双头电机的输出轴正向转动时，通过主动链轮、驱动链条、从动链轮带动各滚轮转动，与此同时，同步杆带动双头电机向外侧由低速到高速移动，滚轮则同步在转动螺杆上向外侧由低速到高速移动至堆叠位置；双头电机的输出轴反向转动，同步杆带动双头电机向内侧由高速到低速移动，滚轮则同步在转动杆上向内侧由高速到低速移动至接料位置。
24.可以知道的是，所谓双头电机是指输出轴伸出电机壳的前后两端，也就是说，前后两端的输出轴可分别带动各自的动作机构动作。本发明在叠支架上设有双头电机和支承座，当波纹片单元搭接到支撑护栏上时，双头电机的输出轴正向转动，输出轴的一端通过链
传动机构带动各滚轮转动，继而使搭接到支撑护栏上的波纹片单元继续向前移动至设定位置，此时，支承座以及滚轮上的销钉位于变螺距螺旋槽中螺距较小一端，双头电机与滚轮同步低速向外侧移动；接着，支承座以及滚轮上的销钉进入变螺距螺旋槽中螺距较大一端，双头电机与滚轮同步高速向外侧移动，从而使波纹片单元自动下落：此时的双头电机输出轴反向转动，并带动滚轮反向空转，与此同时，同步杆带动双头电机向内侧由高速到低速移动，滚轮则同步在转动杆上向内侧由高速到低速移动至接料位置，以便后续的波纹片单元搭接到支撑护栏上。
25.由此可知，双头电机一方面带动滚轮转动，另一方面和滚轮同步地左右横向移动，从而起到间距控制机构的作用。
26.作为优选，所述间距控制机构包括位于堆叠支架底部两侧的转动轴、横向设置在两根转动轴之间的驱动轴，转动轴上间隔地设有若干竖直的定距件，驱动轴的两端分别设有蜗杆，转动轴上设有与蜗杆啮合的蜗轮，驱动轴两端的蜗杆的旋向相反，所述驱动轴与一步进电机相关联，当步进电机带动驱动轴转动时，驱动轴两端的转动轴反向转动，从而使竖直的定距件向外倾斜。
27.当步进电机带动两端的转动轴正向转动时，定距件上部向外转动而呈v形，方便波纹片单元从定距件上端较大的开口处下落；当步进电机带动两端的转动轴反向转动时，定距件向内转动呈竖直状，从而将波纹片单元夹持、归拢整齐。由步进电机、驱动轴驱动的定距件可确保其动作的一致性。
28.因此，本发明具有如下有益效果：可有效地设备的投资和生产成本，并且有效地提升生产效率，确保填料品质的一致性。
附图说明
29.图1是波纹片单元的一种结构示意图。
30.图2是本发明的一种结构示意图。
31.图3是支撑护栏的一种结构示意图。
32.图4是间距控制机构的一种结构示意图。
33.图中：1、转向支架
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2、输送组件
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21、皮带输送线
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3、堆叠支架
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4、支撑护栏
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41、滚轮
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42、双头电机
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43、支承座
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44、转动杆
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45、链轮
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46、同步杆
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47、主动链轮
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48、驱动链条
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5、翻转圆环
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6、滑轨
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61、定距件
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7、转动轴
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70、蜗轮
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71、驱动轴
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711、蜗杆
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8、波纹片单元
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81、凸条。
具体实施方式
34.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
35.如图2-图4所示，一种波纹片填料的加工设备，其适用于将矩形的波纹片单元正反堆叠形成填料，具体包括：波纹片单元输送装置，其用于输送从波纹片生产线制成的矩形波纹片单元；波纹片单元叠放装置，其用于正反堆叠由波纹片单元输送装置输送过来的波纹片单元；所述波纹片单元输送装置包括转向支架1，在转向支架上设有可转动的输送组件
2、翻转机构，翻转机构用于驱动输送组件围绕长度方向的中心轴线转动。
36.所述输送组件包括上、下两层皮带输送线21，在上下两层皮带输送线之间设有容置空隙，容置空隙的高度大于波纹片单元的高度，以便于波纹片单元进入两层皮带输送线之间的容置空隙内并向前输。所述波纹片单元叠放装置包括一个堆叠支架3，堆叠支架大致呈矩形框形，其上部为进出开口，以便于波纹片单元进入堆叠支架内叠放成填料、或者将填料从堆叠支架内取出。
37.堆叠支架的前端为与输送组件的输出端对接的接入端，在堆叠支架开口的左右两侧分别设有支撑护栏4，支撑护栏包括沿输送组件的纵向设置的滚轮组、用于驱动滚轮组中各滚轮41转动的动力单元，所述支撑护栏与一间距控制机构相关联，从而使两列支撑护栏可在间距小于波纹片单元宽度的接料位置与间距大于波纹片单元宽度的堆叠位置之间切换，波纹片填料的生产包括如下步骤：a.从波纹片生产线制成的奇数片波纹片单元进入上下两层皮带输送线之间的容置空隙内，此时，波纹片单元与上层的皮带输送线脱开，下层的皮带输送线则带动波纹片单元向前移动；b.波纹片单元在容置空隙内前移，直至其重心伸出容置空隙，此时的波纹片单元掉落到堆叠支架上，堆叠支架上的支撑护栏此时处于间距小于波纹片单元宽度的接料位置，从而使波纹片单元搁置在支撑护栏上，动力单元驱动支撑护栏的滚轮组转动，从而带动波纹片单元继续前移，接着间距控制机构动作，使两列支撑护栏向外移动至间距大于波纹片单元宽度的堆叠位置，波纹片单元即可向下落入堆叠支架内；c.从波纹片生产线制成的偶数片波纹片单元进入上下两层皮带输送线之间的容置空隙内，此时，先由下层的皮带输送线带动该波纹片单元向前移动；d.接着翻转机构动作使输送组件翻转180
°
，位于容置空隙内的波纹片单元相应地翻转180
°
、并落到上层的皮带输送线上而继续前移，直至其重心伸出容置空隙，此时该波纹片单元掉落到堆叠支架上，堆叠支架上的支撑护栏此时处于间距小于波纹片单元宽度的接料位置，从而使该波纹片单元搁置在支撑护栏上，动力单元驱动支撑护栏的滚轮组转动，从而带动该波纹片单元继续前移，接着间距控制机构动作，使两列支撑护栏向外移动至间距大于波纹片单元宽度的堆叠位置，该波纹片单元即可向下落入堆叠支架内，从而与奇数片的波纹片单元形成正反叠放。
38.e. 重复步骤a至d，即可波纹片单元堆叠成填料。
39.在本实施例中，长方形的波纹片单元法的长度方向与皮带输送线的纵向一致，从而可减小输送组件的宽度。由于环形的皮带输送线本身为现有技术，在此不做详细的描述。
40.当然，我们可在输送组件、堆叠支架上设置位置传感器、计数器等，以确保输送组件的间隔输送波纹片单元并适时翻转输送组件，以实现各部件之间动作的协调配合。由于上述位置传感器、计数器以及波纹片单元的生产设备等均为现有技术，本实施例中不做详细的描述。
41.此外，如图1所示，我们可使波纹片单元8上的凸条81大致呈45
°
倾斜设置，这样，当两片波纹片单元正反叠合在一起时，凸条会形成90
°
夹角，从而可避免正反堆叠的波纹片单元相互重合在一起。
42.由于波纹片单元是通过转动输送组件而翻转的，因此，可通过简单的翻转机构实
现输送组件的转动。相比波纹片单元的手工翻转，可显著地提高生产效率；相比机械手抓取翻转，则有利于简化结构，并确保波纹片单元正反向的精准叠放。
43.还有，堆叠支架的开口两侧分别设置支撑护栏，这样，从输送组件送出的波纹片单元先搭接在处于接料位置的支撑护栏上，并在输送组件的驱动下继续前移，直至完全落入堆叠支架开口范围内，此时，间距控制机构使支撑护栏相对外移至堆叠位置，波纹片单元即可自动下落到堆叠支架内。也就是说是，支撑护栏一方面起到控制波纹片单元自行下落的作用，另一方面起到将波纹片单元从输送组件过渡到堆叠支架开口范围内的作用。
44.需要说明的是，我们应使容置空隙的高度大于波纹片单元的高度，从而避免上下两层皮带输送线夹紧波纹片单元。
45.作为一种优选方案，所述翻转机构包括间隔地设置在输送组件外面的前后两个翻转圆环5、通过传动机构与翻转圆环传动连接的动力单元，翻转圆环与转向支架为可转动连接。需要翻转波纹片单元时，动力单元带动翻转圆环转动，继而带动输送组件翻转。当然，我们可使动力单元通过传动机构与其中一个翻转圆环传动连接，此时，另一个翻转圆环仅对输送组件起到支撑作用，确保输送组件相对转向支架平稳翻转。
46.优选地，翻转圆环为齿圈，动力单元为步进电机，步进电机通过齿轮传动机构与翻转圆环传动连接。
47.进一步地，我们可在输送组件的一侧设置遮挡容置空隙侧面的遮挡板，从而使输送组件的容置空隙一侧呈封闭状。当输送组件翻转到90
°
时，遮挡板位于容置空隙的下侧，因而可避免容置空隙内的波纹片单元向下脱落，与此同时，挡还具有使波纹片单元侧边定位的作用，便于后续波纹片单元与波纹片单元叠放装置的准确对接。
48.当然，我们也可在输送组件的二侧分别设置遮挡板，以便输送组件无论向哪个方向翻转，波纹片单元均不会向下脱落。
49.作为另一种优选方案，所述间距控制机构包括两条可左右移动的滑轨6，滑轨沿纵向设置，所述支撑护栏设置在对应的滑轨上，当两条滑轨相对移动时，即可使支撑护栏在接料位置与堆叠位置之间切换。
50.相对设置且可左右移动的滑轨、与滑轨相关联的驱动元件，所述支撑护栏设置在对应的滑轨上。
51.我们可通过气缸、油缸之类的驱动元件使两条滑轨相对移动，继而使两组支撑护栏之间的间隙增大或减小，此进而使支撑护栏在接料位置和堆叠位置之间切换。
52.进一步地，滑轨上竖直地连接有若干条形的定距件61，定距件之间间隔布置。当驱动元件使支撑护栏由接料位置切换至堆叠位置时，波纹片单元自动下落；当驱动元件使支撑护栏由堆叠位置切换至接料位置时，定距件夹持波纹片单元的侧边，从而使波纹片单元在左右方向上叠放整齐。此时左右两侧支撑护栏之间的间距小于波纹片单元的宽度，下一片波纹片单元可搭接并支承在支撑护栏上。
53.也就是说，左右相对的定距件之间的距离大于支撑护栏之间的距离，当支撑护栏处于接料位置时，波纹片单元搭接在支撑护栏上，左右相对的定距件之间的距离与波纹片的宽度相适配，从而使波纹片单元在左右方向上准确定位。 更进一步地，所述堆叠支架包括可由升降机构驱动升降的支撑底板。这样，我们可根据叠放的波纹片单元的序号，通过升降机构调整支撑底板的初始高度，使叠放在支撑底
板上的最上层波纹片单元与支承在支撑护栏上的波纹片单元之间具有最小的间距，以避免波纹片单元下落使出现走位、甚至“翻转”的现象。当支撑底板有叠放有波纹片单元时，可升降机构降低支撑底板的高度，以确保波纹片单元下落高度的一致。
54.当然，升降机构可采用步进电机加齿轮齿条的机构，以便于精确控制支撑底板的升降高度。
55.为了便于控制滚轮的内外移动，堆叠支架上设有可左右移动的双头电机42和支承座43、若干与滑轨连接的转动杆44，在滚轮一端同轴设置从动链轮45，双头电机输出轴一端同轴连接有与支承座转动连接的同步杆46，双头电机输出轴另一端设有主动链轮47，一驱动链条48依次绕设在主动链轮与各滚轮上。此外，转动杆与同步杆上分别设有变螺距的螺旋槽，支承座以及滚轮上设有位于螺旋槽内的销钉。
56.可以知道的是，所谓双头电机是指输出轴伸出电机壳的前后两端，也就是说，前后两端的输出轴可分别带动各自的动作机构动作。
57.当波纹片单元搭接到支撑护栏上时，双头电机的输出轴正向转动，输出轴的一端通过主动链轮、驱动链条、从动链轮带动各滚轮一起转动，继而使搭接到支撑护栏上的波纹片单元继续向前移动至设定位置，此时，支承座以及滚轮上的销钉位于变螺距螺旋槽中螺距较小一端，因此，双头电机与滚轮同步低速向外侧移动；接着，支承座以及滚轮上的销钉进入变螺距螺旋槽中螺距较大一端，双头电机与滚轮同步高速向外侧移动，从而使波纹片单元自动下落：接着双头电机输出轴反向转动，并带动滚轮反向空转，与此同时，同步杆带动双头电机向内侧由高速到低速移动，滚轮则同步在转动杆上向内侧由高速到低速移动至接料位置，以便后续的波纹片单元搭接到支撑护栏上。
58.由此可知，双头电机既可带动滚轮转动，又可始终和滚轮同步地横向移动，从而起到间距控制机构的作用。
59.当然，我们可在从动链轮的前后两侧设置与驱动链条啮合的张紧链轮，以使驱动链条与链轮的有效啮合。此外，左右两侧的螺旋槽的旋向可相反设置，以便通过一个双头电机同时带动两侧的同步杆、主动链轮转动。
60.作为间距控制机构的一种替代方案，如图4所示，所述间距控制机构包括位于堆叠支架底部两侧的转动轴7、横向设置在两根转动轴之间的驱动轴71，转动轴上间隔地设有若干竖直的定距件，驱动轴的两端分别设有蜗杆711，转动轴上设有与蜗杆啮合的蜗轮70，驱动轴两端的蜗杆的旋向相反，所述驱动轴与一步进电机相关联。当支撑护栏处于接料位置时，两侧竖直的定距件上端之间的间距应小于波纹片单元的宽度。
61.当波纹片单元支承在支撑护栏上时，步进电机带动驱动轴转动，驱动轴两端的转动轴通过蜗轮蜗杆的配合形成反向转动，从而使竖直的定距件向外倾斜成v形，此时的波纹片单元即可方便地从定距件上端较大的开口自由下落；接着步进电机通过驱动轴带动两端的转动轴反向转动，即可使定距件同步地向内转动呈竖直状，从而将波纹片单元夹持、归拢整齐。