CN102841179B - 用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置，由卷烟点燃模块、卷烟夹持模块、卷烟抽吸排气模块、烟气过滤模块、控制模块五部分构成，卷烟点燃模块由电热片和R型变压器组成，卷烟夹持模块由卷烟夹持器和线性运动平台组成，卷烟夹持器上夹持有卷烟，线性运动平台包括线性导轨、丝杆及电机组成，卷烟夹持器的下端带有与丝杆螺旋配合的移动支架，移动支架的下端与线性导轨滑动配合。本发明保证各支卷烟的充分点燃及点燃卷烟的一致性，方便实验人员的操作，提高测试效率。

Description

用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置
技术领域
本发明涉及一种应用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置。
背景技术
重大火灾的发生常常是由于点燃的卷烟掉在床上或者软垫家具上引起的。点燃的卷烟加热家具材料，并开始闷烧，随后就会转化为明火燃烧，从而发生火灾。为了减少火灾，美国最先开始了卷烟阻燃性的研究。
进入21世纪，国际社会对低引燃倾向（LIP）卷烟的研究日益深入。2002年，美国材料与测试协会ASTM发布了用于测定卷烟引燃倾向的方法标准ASTME2187。目前，国际上对于LIP卷烟的测试方法主要采用ASTME2187标准，国际标准化组织已经通过了基于ASTME2187的国际标准ISO12863。
ISO12863中的方法用以测试放置在基质上的卷烟产生足够热量以维持烟丝柱燃烧和引起明火的可能性。每次测试时，将点燃卷烟放置在特定层数的标准基质上（共三种标准基质：3层滤纸、10层滤纸和15层滤纸），观察卷烟能否燃烧至接装纸前端。重复40次（构成一组试验）以获得卷烟在热量被基质吸收的情况下持续燃烧的相对可能性。
标准中规定了卷烟的点燃系统，应由抽吸装置和点火源组成，用于点燃测试卷烟。卷烟应水平放置，使用可产生稳定火焰的丁烷点火器或热线圈点燃卷烟。气流通过卷烟的时间应足够长，气流速度应足够大，确保卷烟点燃端5mm±1mm处形成燃烧锥。
发明内容
本发明的目的是为卷烟引燃倾向测试提供自动卷烟点燃系统，保证各支卷烟的充分点燃及点燃卷烟的一致性，方便实验人员的操作，提高测试效率。
用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置，包括卷烟点燃模块、卷烟夹持模块、卷烟抽吸排气模块、烟气过滤模块、控制模块五部分构成，卷烟点燃模块由电热片和R型变压器组成，卷烟夹持模块由卷烟夹持器和线性运动平台组成，卷烟夹持器上夹持有卷烟，线性运动平台包括线性导轨、丝杆及电机组成，卷烟夹持器的下端带有与丝杆螺旋配合的移动支架，移动支架的下端与线性导轨滑动配合；卷烟抽吸模块由有机玻璃气缸、活塞、线性导轨及丝杆组成，活塞与丝杆固定连接，丝杠外固定连接有电机，有机玻璃气缸通过吸排管与电磁换向阀连接，电磁换向阀与卷烟夹持器之间连接有吸抽管，电磁换向阀还连接有排烟管，排烟管排入烟气排入烟囱或连接到集气袋；所述的烟气过滤块包括有上盖、滤片、底座。
所述的线性导轨的两端安装用于限位的槽式光电开关，槽式光电开关正对于卷烟夹持器下方的移动支架。
所述控制模块是以STM32ARM芯片为核心控制器。
本发明主要包括卷烟点燃模块、卷烟夹持模块、卷烟抽吸、排气模块、烟气过滤模块、控制模块五部分。整套装置采用模块化设计，结构简单，操作方便。
卷烟点燃模块由电热片和R型变压器组成。电热片使用镍铬材料进行制作，切割成圆形图案，保证与卷烟充分接触；R型变压器将220V的交流电转换成3.3V12A的直流电，用以加热电热片，R型变压器的电源通断通过一个继电器控制。
卷烟夹持模块由卷烟夹持器和线性运动平台组成。卷烟夹持器内部使用迷宫环结构，保证卷烟的水平放置，夹持器与下方运动平台相连；运动平台包括线性导轨、丝杆及电机组成，通过精确的电机控制，使卷烟可以水平移动，接近或远离电热片，导轨的两端安装用以限位的槽式光电开关。
卷烟抽吸排气模块由有机玻璃气缸、活塞、线性导轨及丝杆组成。活塞与丝杆相连，通过控制活塞的运动及电磁阀的通断来进行卷烟的抽吸及排气动作，导轨的两端安装用以限位的槽式光电开关；装置背面引出排气口，可连接气管将烟气排入烟囱或集气袋。
烟气过滤模块设计了一种新型的滤片夹持器，使抽吸的烟气先通过滤片进行一次过滤，尽可能的过滤掉烟气中的腐蚀物质，最大限度的保护装置的其他模块；滤片夹持器安装在装置的面板上，便于实验人员根据实际情况更换滤片。
控制模块使用以STM32ARM芯片为核心控制器，实时监控装置的工作状态，采集各个光电开关及控制按键的状态，控制电机、电磁阀、继电器的动作，完成自动点烟的功能。
目前，在进行卷烟引燃倾向测试的实验中，基本上采用手动点燃及人工抽吸的方式点燃样品卷烟，导致各支卷烟点燃有差异性，甚至不能充分点燃，同时人工抽吸也给实验人员带来很大伤害。本发明可实现卷烟的全自动点燃，避免了实验员人工抽吸点燃卷烟时对烟支造成的破坏，解决了抽吸卷烟的烟气排放问题，保证了卷烟的均匀点燃并形成较好的燃烧锥，满足低引燃倾向测试对卷烟点燃的要求。
附图说明
图1为卷烟点燃模块中电热片结构示意图；
图2为卷烟夹持模块结构示意图；
图3为卷烟抽吸排气模块结构示意图；
图4为烟气过滤模块结构示意图；
图5为自动点烟装置结构示意图。
具体实施方式
参见附图，用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置，包括卷烟点燃模块1、卷烟夹持模块2、卷烟抽吸排气模块3、烟气过滤模块4、控制模块五部分构成，控制模块是以STM32ARM芯片为核心控制器，卷烟点燃模块1由电热片5和R型变压器组成，卷烟夹持模块2由卷烟夹持器6和线性运动平台7组成，卷烟夹持器6上夹持有卷烟，线性运动平台7由线性导轨8、丝杆9及电机10组成，卷烟夹持器6的下端带有与丝杆9螺旋配合的移动支架11，移动支架11的下端与线性导轨8滑动配合；卷烟抽吸排气模块3由有机玻璃气缸12、活塞13、线性导轨14及丝杆15组成，活塞与丝杆固定连接，丝杠15外固定连接有电动机16，有机玻璃气缸12通过吸排管连接有电磁换向阀17，电磁换向阀17与卷烟夹持器6之间连接有吸抽管，电磁换向阀17还连接有排烟管，排烟管将烟气排入烟囱或连接到集气袋，线性导轨14的两端安装用于限位的槽式光电开关，槽式光电开关正对于卷烟夹持器下方的移动支架；烟气过滤块4包括有上盖18、滤片19、底座20。

Claims (2)

1.用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置，包括卷烟点燃模块、卷烟夹持模块、卷烟抽吸排气模块、烟气过滤模块、控制模块五部分构成，其特征在于：卷烟点燃模块由电热片和R型变压器组成，卷烟夹持模块由卷烟夹持器和线性运动平台组成，卷烟夹持器上夹持有卷烟，线性运动平台由第一线性导轨、第一丝杆及电机组成，卷烟夹持器的下端带有与第一丝杆螺旋配合的移动支架，移动支架的下端与第一线性导轨滑动配合；卷烟抽吸模块由有机玻璃气缸、活塞、第二线性导轨及第二丝杆组成，活塞与第二丝杆固定连接，第二丝杆外固定连接有电机，有机玻璃气缸通过吸排管与电磁换向阀连接，电磁换向阀与卷烟夹持器之间连接有吸抽管，电磁换向阀还连接有排烟管，排烟管将烟气排入烟囱或连接到集气袋；所述的烟气过滤模块包括有上盖、滤片、底座；所述的第二线性导轨的两端安装用于限位的槽式光电开关，槽式光电开关正对于卷烟夹持器下方的移动支架。
2.根据权利要求1所述的用于卷烟引燃倾向测试的自动点烟装置，其特征在于：所述控制模块是以STM32ARM芯片为核心控制器。
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