CN102175562A - 一种滤棒或卷烟吸阻测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤棒或卷烟吸阻测量装置和方法，包括控制系统、气路系统、第一压差变送器、真空吸流器和吸阻测量器，控制系统进一步包括数字输出模块和模拟输入模块，气路系统进一步包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，吸阻测量器进一步包括测量头、辅助气缸和直线气缸，测量头进一步包括测量座、测量管和乳胶套，辅助气缸包括第一气缸和第二气缸。采用了本发明的技术方案，能够实现实时检测、分析和控制的滤棒或卷烟吸阻，并且到位精度高，测量数据准确。

Description

一种滤棒或卷烟吸阻测量装置和方法

技术领域

本发明涉及滤棒或卷烟质量检测技术领域，尤其涉及一种滤棒或卷烟吸阻测量装置和方法。

背景技术

卷烟、滤棒吸阻检测是卷烟和滤棒生产过程中的一个重要的检测环节，它直接关联到卷烟的内在质量。卷烟吸阻、滤棒压降的大小会影响卷烟的吸味、焦油等烟气释放量及卷烟抽吸的难易程度。目前，在测定卷烟吸阻、滤棒压降时，通常采用GBT/18767-2002《烟草与烟草制品卷烟吸阻和滤棒压降标准条件和测量》(ISO6565：1999，IDT)，该标准主要是针对卷烟及滤棒的标准吸阻或压降而定。

目前，国内绝大多数厂家对香烟滤棒或卷烟的质量监控仍主要采用人工定时抽样离线检测方式。这种检测方式不但速度慢，而且只能抽检，无法与生产同步实时检测，产品质量无法有效控制。随着卷烟生产技术不断发展，卷烟生产自动化水平和生产管理信息化水平不断提高，各烟厂对滤棒或卷烟质量和滤棒或卷烟质量检测设备性能提出了更新、更高、更严格要求。目前的香烟滤棒或卷烟生产设备已经嵌入了香烟滤棒或卷烟生产质量检测系统，能对取样的每一根滤棒或卷烟进行实时检测，并对检测结果进行实时分析处理，将分析结果反馈给生产设备控制系统，实现实时检测、分析和控制。

现有的在线吸阻测量装置大都是由测量头、气路及辅助电控三部分组成，测量吸阻值时，测量头对准卷烟或滤棒的下落位置，卷烟或滤棒进入测量头内，使卷烟或滤棒的前端为标准大气环境，后端通过负压，产生恒定气流进行抽吸，前后两端的压力差为所测量的压降值。

但目前的测量头多为整体式结构，测量时以旋转气缸带动测量头整体旋转到位，而在滤棒或卷烟测量完毕后的下落过程，需要旋转180°，动作行程长，到位精度差，在测量装置返回原位后，测量管的中心和滤棒/烟支下落的中心容易产生偏移，致使在滤棒或卷烟下落时容易形成碰伤，影响测量数据的准确性。且测量头机械结构的设计不够完善，密封性能不好，不但影响检测数据的准确性且安全维护相对麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提出一种滤棒或卷烟吸阻测量装置和方法，能够实现实时检测、分析和控制的滤棒或卷烟吸阻，并且到位精度高，测量数据准确。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，包括控制系统、气路系统、第一压差变送器、真空吸流器和吸阻测量器，控制系统进一步包括数字输出模块和模拟输入模块，气路系统进一步包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，吸阻测量器进一步包括测量头、辅助气缸和直线气缸，测量头进一步包括测量座、测量管和乳胶套，辅助气缸包括第一气缸和第二气缸，直线气缸包括一个双作用直线气缸和两个单作用气缸，

其中，测量头固定安装在滤棒或卷烟的下落位置处，测量管固定安装测量座中，测量管是中空柱体，测量管中心与滤棒或卷烟的中心位于同一条垂直线上，乳胶套是椭圆柱形筒体，乳胶套设置在测量管中，乳胶套突出测量管的两端向后翻折到测量管的两端端头外壁，乳胶套用于夹持滤棒或卷烟；

测量管开设有进气口，真空吸流器通过第五电磁阀连接到进气口，用于抽吸测量管与乳胶套之间的空气；

辅助气缸设置在测量头的下方，第二气缸位于第一气缸内部，形成缸套缸结构；

第一电磁阀和第二电磁阀与双作用直线气缸连接，用于带动辅助气缸横向移动，将辅助气缸送到和移离测量头下方；

一个单作用直线气缸通过第三电磁阀与第一气缸连接，用于第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封；

另一个单作用直线气缸通过第四电磁阀与第二气缸连接，用于第二气缸向上顶起，将滤棒或卷烟顶到检测位置；

第六电磁阀用于将标准流量孔元件产生的恒定气流导向测量头，第一压差变送器与测量头连接，用于测量滤棒或卷烟吸阻；

控制系统的数字输出模块与气路系统中的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀点对点连接，用于控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀的通断；

控制系统的模拟输入模块与第一压差变送器相连接，接收滤棒或卷烟吸阻。

测量头还包括导向管，导向管是内孔为倒锥形的中空管，导向管设置在测量管上端，用于对滤棒或卷烟进行导向。

还包括自动校准设备、第七电磁阀和第八电磁阀，控制系统的数字输出模块与第七电磁阀和第八电磁阀连接，用于控制第七电磁阀和第八电磁阀通断，第六电磁阀还用于将标准流量孔元件产生的恒定气流导向自动校准设备，第七电磁阀和第八电磁阀与自动校准设备连接，用于接通自动校准设备管路，第一压差变送器对标准棒吸阻进行测量，从而进行校验。

还包括第九电磁阀和第二压差变送器，控制系统的数字输出模块与第九电磁阀连接，用于控制第九电磁阀通断，第二压差变送器与第九电磁阀连接，用于检测乳胶套是否破损。

第一气缸和第二气缸是单作用气缸。

测量管设置8个进气口，分为两组，每组4个，分别均匀分布在距离测量管两端40毫米处。

测量座下部设置密封圈，密封圈用于与第一气缸的头部端面相抵，形成密封。

一种滤棒或卷烟吸阻测量方法，包括以下步骤：

A、测量头固定安装在滤棒或卷烟的下落位置处，测量头的测量管中心与滤棒或卷烟的中心位于同一条垂直线上，辅助气缸位于测量头的正下方；

B、第三电磁阀导通，带动辅助气缸中的第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封；

C、当滤棒或卷烟下落时，第五电磁阀导通，真空吸流器通过测量管上的进气口抽吸测量管与乳胶套之间的空气，乳胶套在负压作用下，紧贴在测量管的内壁上；

D、滤棒或卷烟进入测量管内，下落至第一气缸的头部端面上，第四电磁阀导通，带动辅助气缸中的第二气缸向上顶起滤棒或卷烟到检测位置；

E、第五电磁阀断开，真空吸流器停止抽吸空气，乳胶套依靠自身弹性膨胀，夹持住滤棒或卷烟，并在滤棒或卷烟的圆周方向上形成完全的柱面密封；

F、第四电磁阀断开，第二气缸下降；

G、第六电磁阀导通，标准流量孔元件产生的恒定气流通过滤棒或卷烟，经测量头上的气管接头连接第一压差变送器，测量滤棒或卷烟吸阻；

H、测量结束后，第六电磁阀断开，第三电磁阀断开，第一气缸下降；

I、第一电磁阀导通，直线气缸带动辅助气缸移动，离开测量头；

J、第五电磁阀导通，真空吸流器通过测量管上的进气口抽吸测量管与乳胶套之间的空气，乳胶套在负压作用下，紧贴在测量管的内壁上，滤棒或卷烟下落；

K、第一电磁阀断开，第二电磁阀导通，直线气缸带动辅助气缸移动到测量头的正下方。

还包括以下步骤：

第三电磁阀导通，带动第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封；

第七电磁阀和第八电磁阀依次导通，接通自动校准设备管路，第一压差变送器对标准棒吸阻进行测量，从而进行校验。

还包括以下步骤：

第九电磁阀导通，第二压差变送器检测乳胶套是否破损。

采用了本发明的技术方案，具有以下技术效果：

1、将测量头与辅助气缸相分离，不再需要整个吸阻测量器整体旋转，只需要将测量头固定安装于滤棒或卷烟的下落位置处，使其中心与滤棒或卷烟下落的中心位于一条垂直线上，采用机械固定即可，测量头的中心位置便不会产生偏移，操作时仅需控制直线气缸带动辅助气缸移动，滤棒或卷烟即可下落入下一个检测机构，从而保证滤棒或卷烟下落后能准确落入测量头内，不会碰伤，进而保证测量数据的准确性；

2、采用乳胶套充气后作为密封件，不但能起到较好的夹持作用，而且在滤棒或卷烟的圆周方向上形成完全的柱面密封，使得测量时滤棒或卷烟圆周面不会漏气，进一步保证了测量的准确度；

3、辅助气缸采用气缸内套气缸的双气缸结构，并结合直线气缸实现对滤棒或卷烟的顶起到位、测量头和辅助气缸的端面密封及滤棒或卷烟的下落三个动作功能，占地面积小，结构更加紧凑、灵活，无需大惯量的执行部件，动作连贯性一致，结构轻便，寿命长；

4、设计合理，使用方便，操作简单，运行稳定可靠，测量吸阻压差精度高，测量数据准确，可实现实时检测、分析和控制，从而有利用更有效的提高滤棒及烟支的质量等级。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中滤棒或卷烟吸阻测量装置的气路示意图。

图2是本发明具体实施方式中吸阻测量器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式中滤棒或卷烟吸阻测量装置的气路示意图。图2是本发明具体实施方式中吸阻测量器的结构示意图。如图1和图2所示，该滤棒或卷烟吸阻测量装置，包括控制系统、气路系统、第一压差变送器TX1、真空吸流器和吸阻测量器。

控制系统进一步包括数字输出模块和模拟输入模块。

气路系统进一步包括第一电磁阀MV1、第二电磁阀MV2、第三电磁阀MV3、第四电磁阀MV4、第五电磁阀MV5、第六电磁阀MV6、第七电磁阀MV7、第八电磁阀MV8和第九电磁阀MV9。

控制系统的数字输出模块与气路系统中的第一电磁阀MV1、第二电磁阀MV2、第三电磁阀MV3、第四电磁阀MV4、第五电磁阀MV5、第六电磁阀MV6、第七电磁阀MV7、第八电磁阀MV8和第九电磁阀MV9点对点连接，用于控制第一电磁阀MV1、第二电磁阀MV2、第三电磁阀MV3、第四电磁阀MV4、第五电磁阀MV5、第六电磁阀MV6、第七电磁阀MV7、第八电磁阀MV8和第九电磁阀MV9的通断。

吸阻测量器进一步包括测量头、辅助气缸和直线气缸，测量头进一步包括导向管1、测量座3、测量管2和乳胶套7，辅助气缸包括第一气缸4和第二气缸5，第一气缸和第二气缸是单作用气缸，直线气缸包括一个双作用直线气缸6和两个单作用气缸。

测量头固定安装在滤棒或卷烟的下落位置处。

导向管是内孔为倒锥形的中空管，导向管设置在测量管上端，用于对滤棒或卷烟进行导向。测量管固定安装测量座中，测量管是中空柱体，测量管中心与滤棒或卷烟的中心位于同一条垂直线上。乳胶套是椭圆柱形筒体，乳胶套设置在测量管中，乳胶套突出测量管的两端向后翻折到测量管的两端端头外壁，乳胶套用于夹持滤棒或卷烟。

测量管开设有8个进气口21，分为两组，每组4个，分别均匀分布在距离测量管两端40毫米处。真空吸流器通过第五电磁阀MV5连接到进气口，用于抽吸测量管与乳胶套之间的空气。

测量座下部设置密封圈31，密封圈用于与第一气缸的头部端面相抵，形成密封。

辅助气缸设置在测量头的下方，第二气缸位于第一气缸内部，形成缸套缸结构。

第一电磁阀MV1和第二电磁阀MV2与双作用直线气缸连接，用于带动辅助气缸横向移动，将辅助气缸送到和移离测量头下方。一个单作用直线气缸通过第三电磁阀MV3与第一气缸连接，用于第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封。另一个单作用直线气缸通过第四电磁阀MV4与第二气缸连接，用于第二气缸向上顶起，将滤棒或卷烟顶到检测位置。

还包括自动校准设备CFH，第六电磁阀MV6能够将标准流量孔元件CFO产生的恒定气流在测量头和自动校准设备CFH之间转换。

当第六电磁阀将标准流量孔元件CFO产生的恒定气流导向测量头，第一压差变送器TX1与测量头连接，用于测量滤棒或卷烟吸阻，控制系统的模拟输入模块与第一压差变送器TX1相连接，接收滤棒或卷烟吸阻。

当第六电磁阀将标准流量孔元件CFO产生的恒定气流导向自动校准设备CFH，第七电磁阀和第八电磁阀与自动校准设备CFH连接，用于接通自动校准设备管路，第一压差变送器对标准棒吸阻进行测量，从而进行校验。

还包括第二压差变送器S1，第二压差变送器S1与第九电磁阀MV9连接，用于检测乳胶套是否破损。

下面描述该滤棒或卷烟吸阻测量的工作流程，包括以下步骤：

步骤101、测量头固定安装在滤棒或卷烟的下落位置处，测量头的测量管中心与滤棒或卷烟的中心位于同一条垂直线上，辅助气缸位于测量头的正下方。

步骤102、第三电磁阀MV3导通，带动辅助气缸中的第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封。

步骤103、当滤棒或卷烟下落时，第五电磁阀MV5导通，真空吸流器通过测量管上的进气口抽吸测量管与乳胶套之间的空气，乳胶套在负压作用下，紧贴在测量管的内壁上。

步骤104、滤棒或卷烟进入测量管内，下落至第一气缸的头部端面上，第四电磁阀MV4导通，带动辅助气缸中的第二气缸向上顶起滤棒或卷烟到检测位置。

步骤105、第五电磁阀MV5断开，真空吸流器停止抽吸空气，乳胶套依靠自身弹性膨胀，夹持住滤棒或卷烟，并在滤棒或卷烟的圆周方向上形成完全的柱面密封。

步骤106、第四电磁阀MV4断开，第二气缸下降。

步骤107、第六电磁阀MV6导通，标准流量孔元件CFO产生的恒定气流通过滤棒或卷烟经测量头上的气管接头连接第一压差变送器TX1，测量滤棒或卷烟吸阻。

步骤108、测量结束后，第六电磁阀MV6断开，第三电磁阀MV3断开，第一气缸下降。

步骤109、第一电磁阀MV1导通，直线气缸带动辅助气缸移动，离开测量头。

步骤110、第五电磁阀MV5导通，真空吸流器通过测量管上的进气口抽吸测量管与乳胶套之间的空气，乳胶套在负压作用下，紧贴在测量管的内壁上，滤棒或卷烟下落。

步骤111、第一电磁阀MV1断开，第二电磁阀MV2导通，直线气缸带动辅助气缸移动到测量头的正下方。

步骤112、第三电磁阀MV3导通，带动第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封。

步骤113、第七电磁阀MV7和第八电磁阀MV8依次导通，接通自动校准设备管路，第一压差变送器TX1对标准棒吸阻进行测量，从而进行校验。

步骤114、第九电磁阀MV9导通，第二压差变送器S1检测乳胶套是否破损。

下一个滤棒或卷烟到来，重复上述动作循环执行。自动启动的吸阻测量滤棒或卷烟的压差数据传递到控制系统，进行分析、比较、运算获得滤棒或卷烟的吸阻参数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，包括控制系统、气路系统、第一压差变送器、真空吸流器和吸阻测量器，控制系统进一步包括数字输出模块和模拟输入模块，气路系统进一步包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，吸阻测量器进一步包括测量头、辅助气缸和直线气缸，测量头进一步包括测量座、测量管和乳胶套，辅助气缸包括第一气缸和第二气缸，直线气缸包括一个双作用直线气缸和两个单作用气缸，

其中，测量头固定安装在滤棒或卷烟的下落位置处，测量管固定安装测量座中，测量管是中空柱体，测量管中心与滤棒或卷烟的中心位于同一条垂直线上，乳胶套是椭圆柱形筒体，乳胶套设置在测量管中，乳胶套突出测量管的两端向后翻折到测量管的两端端头外壁，乳胶套用于夹持滤棒或卷烟；

测量管开设有进气口，真空吸流器通过第五电磁阀连接到进气口，用于抽吸测量管与乳胶套之间的空气；

辅助气缸设置在测量头的下方，第二气缸位于第一气缸内部，形成缸套缸结构；

第一电磁阀和第二电磁阀与双作用直线气缸连接，用于带动辅助气缸横向移动，将辅助气缸送到和移离测量头下方；

一个单作用直线气缸通过第三电磁阀与第一气缸连接，用于第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封；

另一个单作用直线气缸通过第四电磁阀与第二气缸连接，用于第二气缸向上顶起，将滤棒或卷烟顶到检测位置；

第六电磁阀用于将标准流量孔元件产生的恒定气流导向测量头，第一压差变送器与测量头连接，用于测量滤棒或卷烟吸阻；

控制系统的数字输出模块与气路系统中的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀点对点连接，用于控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀的通断；

控制系统的模拟输入模块与第一压差变送器相连接，接收滤棒或卷烟吸阻。

2.根据权利要求1所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，测量头还包括导向管，导向管是内孔为倒锥形的中空管，导向管设置在测量管上端，用于对滤棒或卷烟进行导向。

3.根据权利要求1所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，还包括自动校准设备、第七电磁阀和第八电磁阀，控制系统的数字输出模块与第七电磁阀和第八电磁阀连接，用于控制第七电磁阀和第八电磁阀通断，第六电磁阀还用于将标准流量孔元件产生的恒定气流导向自动校准设备，第七电磁阀和第八电磁阀与自动校准设备连接，用于接通自动校准设备管路，第一压差变送器对标准棒吸阻进行测量，从而进行校验。

4.根据权利要求1所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，还包括第九电磁阀和第二压差变送器，控制系统的数字输出模块与第九电磁阀连接，用于控制第九电磁阀通断，第二压差变送器与第九电磁阀连接，用于检测乳胶套是否破损。

5.根据权利要求1所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，第一气缸和第二气缸是单作用气缸。

6.根据权利要求1所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，测量管设置8个进气口，分为两组，每组4个，分别均匀分布在距离测量管两端40毫米处。

7.根据权利要求1所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量装置，其特征在于，测量座下部设置密封圈，密封圈用于与第一气缸的头部端面相抵，形成密封。

8.一种滤棒或卷烟吸阻测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、测量头固定安装在滤棒或卷烟的下落位置处，测量头的测量管中心与滤棒或卷烟的中心位于同一条垂直线上，辅助气缸位于测量头的正下方；

B、第三电磁阀导通，带动辅助气缸中的第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封；

C、当滤棒或卷烟下落时，第五电磁阀导通，真空吸流器通过测量管上的进气口抽吸测量管与乳胶套之间的空气，乳胶套在负压作用下，紧贴在测量管的内壁上；

D、滤棒或卷烟进入测量管内，下落至第一气缸的头部端面上，第四电磁阀导通，带动辅助气缸中的第二气缸向上顶起滤棒或卷烟到检测位置；

E、第五电磁阀断开，真空吸流器停止抽吸空气，乳胶套依靠自身弹性膨胀，夹持住滤棒或卷烟，并在滤棒或卷烟的圆周方向上形成完全的柱面密封；

F、第四电磁阀断开，第二气缸下降；

G、第六电磁阀导通，标准流量孔元件产生的恒定气流通过滤棒或卷烟，经测量头上的气管接头连接第一压差变送器，测量滤棒或卷烟吸阻；

H、测量结束后，第六电磁阀断开，第三电磁阀断开，第一气缸下降；

I、第一电磁阀导通，直线气缸带动辅助气缸移动，离开测量头；

J、第五电磁阀导通，真空吸流器通过测量管上的进气口抽吸测量管与乳胶套之间的空气，乳胶套在负压作用下，紧贴在测量管的内壁上，滤棒或卷烟下落；

K、第一电磁阀断开，第二电磁阀导通，直线气缸带动辅助气缸移动到测量头的正下方。

9.根据权利要求8所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

第三电磁阀导通，带动第一气缸向上顶起，与测量座和测量管之间形成密封；

第七电磁阀和第八电磁阀依次导通，接通自动校准设备管路，第一压差变送器对标准棒吸阻进行测量，从而进行校验。

10.根据权利要求8或者9所述的一种滤棒或卷烟吸阻测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

第九电磁阀导通，第二压差变送器检测乳胶套是否破损。

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