CN101587111A - 一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置 - Google Patents

一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置 Download PDF

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Abstract

一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述装置包括辅助单元和载料单元。辅助单元由固定支架和加料漏斗构成；载料单元是一个与卷烟捕集器紧密结合的透明套筒，该透明套筒内部设置有卷烟夹持部件和一段用于填装试验材料的透明环型空腔部件。本发明的优点在于：1)该装置能模拟多种类型的卷烟滤嘴，包括有：二元复合滤嘴、三元复合滤嘴、单一普通滤嘴等；2)在模拟多元复合滤嘴时，添加材料填装后的形态是圆柱形且与滤棒圆周相同，抽吸过程中可使烟气的运动轨迹和截留状况与在真实复合滤嘴中的情况相接近，从而更加真切地评价添加材料应用于卷烟滤嘴后的降害效果；3)该装置直接与捕集器连接，避免了过多的连接附件所带来的系统误差。

Description

一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置
技术领域
本发明涉及烟草领域，是一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，尤其是目前卷烟中最常用的两种复合滤嘴。利用该装置可以真实地评价试验材料应用于卷烟滤嘴后的降害效果。
背景技术
在卷烟上接装滤嘴，可以有效截留卷烟主流烟气中的总粒相物，降低焦油含量，减少烟气对人体健康及环境的危害。自1930年用棉花作过滤材料的第一个卷烟滤嘴问世以来，过滤嘴便成为卷烟设计中的一个重要部分。卷烟滤嘴材料的选用，直接影响着卷烟的外观和内在质量。由于不同的过滤材料所起的作用不同，开发既能选择性吸附有害气体、降低焦油含量，又能保持卷烟吸味、价格低廉的滤嘴产品，是烟草行业一直以来的一个重要课题。
目前，国内外普遍使用的过滤嘴主要分为单一结构和复合结构两大类。单一结构的普通滤嘴主要由醋酸纤维丝束、聚丙烯丝束、纸质等材料构成。复合结构的滤嘴是在普通滤嘴中加入了活性炭、分子筛、无机矿物纤维、纳米材料等具有高效吸附性能的材料。按照复合方式的不同，又分为二元复合式和三元复合式两种。二元复合式由一段普通滤棒与一段含有添加材料的滤棒(将颗粒度较细的添加材料均匀的分散在醋酸纤维等丝束中)两部分复合而成。含添加材料的一端与卷烟相接。三元复合方式是将一定量的添加材料夹在两段普通滤棒之间卷制成的复合滤棒，所使用的两段普通滤棒可以是同一种滤嘴材料，也可用不同的滤嘴材料。科研人员在筛选卷烟滤棒材料设计新产品的过程，通常是直接将被考察的滤嘴试验材料在滤棒生产线上制成普通滤嘴或二元、三元复合滤嘴，再到卷烟生产线上卷制成卷烟，这样整个实验周期长、效率低、耗费高，且分析结果也易受材料添加不均匀的影响。
中国专利200620134965.0公开了一种卷烟滤嘴添加剂减害性能模拟评价装置，但该装置存在如下不足之处：1)不能模拟多种结构的滤嘴。2)盛装添加材料的玻璃容器体积较大与实际卷烟复合滤嘴的结构差别较大，导致烟气在里边的运动轨迹、停留时间、烟气相互碰撞后的粒径分布等情况与真实过滤情况有较大差别。3)添加材料平铺在支撑材料上，导致卷烟烟气与添加材料的接触面积、添加材料产生的吸阻、支撑材料吸附烟气等因素引起测试误差。4)该装置接口多，连接路径长，可导致漏气和烟气焦油粘附在管壁和器壁上，使测试结果不能准确反映添加材料的吸附性能。
发明内容
本发明正是针对现有技术中所存在的不足之处，设计了一种结构简单合理、操作简便，并能准确评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置包括适用于与烟气捕集装置连接的载料单元和辅助加料单元，载料单元是一个与卷烟捕集器前盖紧密结合的透明套筒，套筒内前端设置有卷烟夹持部件、中间设置有一段填装试验材料的透明环型空腔部件；根据所需模拟的滤嘴的结构，所述环型空腔部件的空腔中可填装相应的试验材料。卷烟夹持部件、环形空腔部件和烟气捕集装置的中心轴线位于同一直线上；辅助加料单元由一固定支架和加料漏斗构成，该单元可提高组装三元复合滤嘴时的加料精确性。
本发明中，在环型空腔部件内放置的试验材料可为醋纤、聚丙烯或纸质的单一结构普通滤棒，也可为其它特殊功能的复合滤棒。
在模拟多元复合滤嘴时，环型空腔部件内填充的添加材料，可为一般颗粒状粒子或可以分散在醋酸纤维等丝束中成为一段圆柱状过滤体。
所述透明套筒为圆柱形结构，直接套装在卷烟捕集器前盖前端，两者之间通过尺寸配合和密封圈紧密结合。
在本发明中，环型空腔部件通过尺寸配合，紧密镶嵌在透明套筒中。
本发明所述的环型空腔部件制作成内径为一系列规格(内径范围6mm～9mm)的待选件，选用与抽吸烟支的滤棒直径相同的环型空腔部件；所述环型空腔部件制作成长度为一系列规格(长度范围3mm～10mm)的待选件，根据添加材料的质量和体积选用合适长度的环型空腔部件。
在辅助单元中，所述固定支架为三棱型结构(也可为其它适于固定支撑的结构)，其上下两个底面上设置有固定孔，用于在加料时固定烟支和载料单元，该固定孔的孔径与烟支圆周直径相同，两孔之间的垂直高度根据烟支长度而定。所述加料漏斗底部为柱状结构，其中心设置有落料孔，落料孔的孔径与环型空腔部件的内径相同，以保证在加料时添加材料不会散落在环形空腔外面。
所述固定支架、加料漏斗、透明套筒和环型空腔部件均采用透明有机玻璃材料制作而成，其目的在于便于观察环型空腔部件中添加材料的填充情况，以及吸附前后的变化情况。卷烟夹持部件用起密封作用的橡胶材料制作。
本发明相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，主要表现在：(1)该装置更能真实模拟多种类型的卷烟滤嘴，包括有：二元复合滤嘴、三元复合滤嘴、单一普通滤嘴等，测试准确度高。(2)在模拟多元复合滤嘴时，添加材料填装后的形态是圆柱形且与滤棒圆周相同，抽吸过程中可使烟气的运动轨迹和截留状况与在真实复合滤嘴中的情况相接近，从而更加真切地评价添加材料应用于卷烟滤嘴后的降害效果；(3)该装置与捕集器直接对接，减少了因接口多，管路长造成的系统测试误差。(4)装置采用透明材料制作，可直接观察添加物的堆积状态和焦油在器壁的吸附情况；(5)辅助单元的设计使得操作更加简便，也提高了加料的精确性。(6)制作简单、成本低廉、小巧轻便。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为辅助单元和载料单元的连接示意图。
图中：1、卷烟烟支，2、透明套筒，3、卷烟夹持部件，4、环型空腔部件，5、垫片，6、剑桥滤片，7、密封圈，8、捕集器前盖，9、捕集器后盖，10、添加材料，11、滤棒，12、加料漏斗，13、固定支架。
具体实施方式
本发明结合附图作进一步描述：
如图1、2、3所示，本发明的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置包括辅助单元和载料单元。辅助单元由固定支架(13)和加料漏斗(12)构成；载料单元是一个与卷烟捕集器前盖(8)紧密结合的透明套筒(2)，套筒内前端设置有卷烟夹持部件(3)、中间设置有一段填装试验材料的透明环型空腔部件(4)；在模拟多元复合滤嘴时，所述环型空腔部件(4)两端放置一定尺寸的醋酸纤维、纸、聚丙烯等普通滤棒(11)，中间填充用于试验的添加材料(10)或在环型空腔部件(4)内放置两段由不同滤棒材料制成的试验滤棒(11)。模拟单一结构滤嘴时，在环型空腔部件(4)中放置一段普通滤嘴即可。所述环型空腔部件(4)通过尺寸配合，紧密镶嵌在透明套筒(2)中；所述透明套筒(2)与卷烟捕集器前盖(8)之间通过密封圈(7)和尺寸配合紧密装配在一起；所述环型空腔部件(4)是内径为一系列规格的待选件，根据试验滤棒的直径，选用相应内径规格的环型空腔部件(4)；所述环型空腔部件(4)是长度为一系列规格的待选件，根据试验滤棒的长度、添加材料的质量和体积选用合适长度的环型空腔部件(4)。
为便于观察环型空腔部件中试验材料的填充情况，以及吸附前后的变化情况，固定支架(13)、加料漏斗(12)、透明套筒(2)和环型空腔部件(4)均采用透明有机玻璃材料制作而成。卷烟夹持部件(3)用起密封作用的橡胶材料制作。
烟气捕集装置为现有技术常用的烟气捕集器，包括捕集器前盖(8)、捕集器后盖(9)和夹装在前后盖之间的剑桥滤片(6)以及相应设置的密封圈(7)组成。

Claims (10)

1、一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：该装置包括与烟气捕集装置连接的载料单元和用于加料的辅助单元，其中载料单元是一个与卷烟捕集器前盖(8)紧密结合的透明套筒(2)，套筒内前端设置有卷烟夹持部件(3)、中间设置有一段填装试验材料的透明环型空腔部件(4)；卷烟夹持部件(3)、环形空腔部件(4)和烟气捕集装置的中心轴线位于同一直线上；辅助加料单元由一固定支架(13)和加料漏斗(12)构成。
2、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：在环型空腔部件(4)内放置的试验材料可为醋纤、聚丙烯或纸质的单一结构普通滤棒，也可为其它特殊功能的复合滤棒。
3、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：在模拟多元复合滤嘴时，环型空腔部件(4)内填充的添加材料(10)，可为一般颗粒状粒子或可以分散在醋酸纤维等丝束中成为一段圆柱状过滤体。
4、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述透明套筒(2)为圆柱形结构，直接套装在卷烟捕集器前盖(8)前端，两者之间通过尺寸配合和密封圈(7)紧密结合。
5、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：环型空腔部件(4)通过尺寸配合，紧密镶嵌在透明套筒(2)中。
6、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述环型空腔部件(4)的内径与试验滤棒直径相同，环型空腔部件(4)的内径范围6mm～9mm，长度范围3mm～10mm。
7、根据权利要求1或4所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述透明套筒(2)的长度为20mm～27mm，筒壁厚度为1mm～2mm。
8、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述固定支架(13)为三棱型结构，其上下两个底面上设置有固定孔，孔径与烟支圆周直径相同。
9、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述固定支架(13)、加料漏斗(12)、透明套筒(2)和环型空腔部件(4)均采用透明有机玻璃材料制作而成；卷烟夹持部件(3)用起密封作用的橡胶材料制作。
10、根据权利要求1所述的评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置，其特征在于：所述加料漏斗(12)底部为柱状结构，其中心设置有落料孔，落料孔的孔径与环型空腔部件(4)的内径相同。
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