CN104280274B - 一种吸烟机主流烟气捕集装置及捕集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气分析领域，具体涉及一种吸烟机主流烟气捕集装置及捕集方法。该吸烟机主流烟气捕集装置包括机壳、整流罩、层流芯、风机和捕集器，所述机壳上设有进风口和排风口，在进风口和排风口之间设有风道；所述整流罩安装在进风口处，所述层流芯安装在风道上，所述风机安装在排风口处；所述捕集器用于捕集待测样品产生的主流烟气物质。该吸烟机主流烟气捕集装置可有效控制卷烟燃烧过程中前后风速的一致性，从而避免了风速对抽吸结果造成的不确定影响，使实验数据稳定性更好，有利于不同实验室间的数据比对，提高了测试的重复精度和再现精度，同时可以降低国标允许的相对偏差，确保检测数据具有科学性、权威性和公正性。

Description

一种吸烟机主流烟气捕集装置及捕集方法

技术领域

本发明涉及烟气分析领域，尤其涉及一种风速可控的吸烟机主流烟气捕集装置及捕集方法。

背景技术

卷烟、雪茄在抽吸过程中产生多种有害成分，目前在烟草行业烟气有害成分分析、研究中使用的方式主要为通过吸烟机进行抽吸。国内外正在使用的吸烟机包括直线式吸烟机和转盘式吸烟机两大类。

现有的直线式吸烟机和转盘式吸烟机的烟气捕集方法同样遵守ISO 3308-2012标准，但在相同样品的对比试验中，不仅在这两种吸烟机之间，而且在不同实验室相同的吸烟机之间，烟气有害成分(总粒相物和一氧化碳)的测试结果都有明显差异。在烟气捕集物测量结果的影响因素中，吸烟机风道的风速影响最为显著。在燃烧过程中风速变化不仅影响到抽吸口数，而且对于总粒相物和一氧化碳的捕集都有很大影响。在测试抽吸过程中，由于烟草燃烧过程中产生的含焦油烟气通过卷烟、雪茄未燃烧的部分时，其中一部分被烟草吸附。当燃烧接近末端时，绝大部分含焦油的烟气会通过卷烟、雪茄，一支烟在前半段和后半段产生的焦油量为1:4，风速在最后抽吸过程中的对结果的影响也更加显著。

ISO 3308-2012标准对风速的测量仅仅规定了固定点的测量，对燃烧过程中的风速没有进行规定。而且，现有直线型吸烟机和转盘式吸烟机，它们风速的测量点都是在卷烟、雪茄轴向位置上的固定点，无法控制卷烟、雪茄整个燃烧过程中风速的一致性。对现有吸烟机的风速实际测量结果显示，按照标准要求，风速保证在200mm/s，在卷烟、雪茄燃烧过程中的前后两段风速变化比较明显，风速在卷烟、雪茄前后两段变化范围在80-100mm/s；测量点风速不同，前后两段风速差也会跟随变化；可见，利用现有吸烟机在对烟气捕集时，风速对烟气捕集物测量结果造成的不确定影响比较大，导致测试结果的一致性差。

因此，针对以上不足，需要一种能够避免风速对烟气捕集物测量结果造成的不确定影响，可有效控制卷烟、雪茄燃烧过程中前后风速一致性的吸烟机主流烟气捕集装置及捕集方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种吸烟机主流烟气捕集装置及捕集方法，使得能够避免风速对烟气捕集物测量结果造成的不确定影响，并可有效控制卷烟、雪茄等待测样品燃烧过程中前后风速一致性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种吸烟机主流烟气捕集装置，包括：

机壳，所述机壳上设有进风口和排风口，在进风口和排风口之间设有风道；

整流罩、层流芯及风机，所述整流罩安装在进风口处，所述层流芯安装在风道上，所述风机安装在排风口处；

捕集器，所述捕集器设置在风道上，且位于所述整流罩与层流芯之间；所述捕集器用于捕集待测样品抽吸时产生的主流烟气物质。

其中，所述排风口通过多路歧管与风道连通，所述多路歧管包括多个与风机连接的支管。

其中，所述风道内靠近排风口的一端设有缓冲区。

其中，所述缓冲区的侧壁上设有调节板，所述调节板用于阻止缓冲区内的气流回流。

其中，所述风道的直径为200mm。

其中，所述层流芯上设有多个用于使气流单向通过的孔道。

其中，所述整流罩上设有用于稳定风速的网状结构。

其中，所述捕集器的下方设有烟灰盘。

其中，所述进风口位于机壳的底部，所述排风口位于机壳的顶部。

本发明还提供一种吸烟机主流烟气捕集装置的捕集方法，包括：

S1、将待测样品点燃并固定在捕集器上，并使捕集器与待测样品对应安装在风道内；

S2、通过风机将空气从进风口抽吸至风道内；

S3、对风机进行调速，并利用整流罩、层流芯使风道内的空气形成均匀风速的气流；

S4、通过捕集器捕集待测样品在燃烧过程中产生的主流烟气物质；

S5、在捕集过程中，使燃烧的待测样品始终保持前后风速一致。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明吸烟机主流烟气捕集装置在机壳上设有进风口和排风口，在进风口和排风口之间设有风道；整流罩安装在进风口处，层流芯安装在风道上，风机安装在排风口处；捕集器位于整流罩与层流芯之间的风道上，用于捕集待测样品产生的主流烟气物质。该吸烟机主流烟气捕集装置通过风机的调速作用、整流罩与层流芯的稳流作用，可有效控制卷烟燃烧过程中前后风速的一致性，从而避免了风速对烟气捕集物测量结果造成的不确定影响；使实验数据稳定性更好，有利于不同实验室间的数据比对，提高了测试的重复精度和再现精度；同时可以降低国标允许的相对偏差，确保检测数据具有科学性、权威性和公正性。

附图说明

图1为本发明实施例吸烟机主流烟气捕集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例多路歧管的结构示意图。

其中，1：机壳；2：整流罩；3：层流芯；4：风机；5：捕集器；6：烟灰盘；7：待测样品；11：进风口；12：排风口；13：风道；14：多路歧管；15：缓冲区；16：调节板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供的吸烟机主流烟气捕集装置包括机壳1、整流罩2、层流芯3、风机4和捕集器5；机壳1上设有进风口11和排风口12，在进风口11和排风口12之间设有风道13；整流罩2安装在进风口11处，外部的新鲜空气通过整流罩2后可被整流成均匀风速的气流；层流芯3安装在风道13上，层流芯3可将通过的气流整流成层流状态，并使各个孔道间的风速保持均匀一致。风机4安装在排风口12处，用于抽走待测样品7燃烧产生的烟气，操作时可直接调节外部控制旋钮进行风速调节，具有调节风速简单、方便的优点；捕集器5安装在机壳1内，位于整流罩2与层流芯3之间的风道13上。在捕集器5上固定有待测样品7，通过捕集器5可捕集待测样品7产生的主流烟气物质(总粒相物和一氧化碳、二氧化碳等气相物质)。

值得说明，待测样品7可以为卷烟和雪茄中的任意一种。

本实施例中的风机4采用单调速风机结构，避免了以往各孔道风速调节复杂情况，使装置整体调速简单。风机4可采用步进电机调速或直流无刷电机调速，变频调速和调压调速风机。该装置可以实现待测样品7燃烧过程中的前后风速稳定，经过实际测量整个待测样品7燃烧部分的风速前后差异小于30mm/s，远小于现有吸烟机的风速变动。

进一步地，在风道13内靠近排风口12的一端设有缓冲区15，并在缓冲区15的侧壁上设有调节板16，调节板16与侧壁垂直，用于阻止缓冲区15内的气流回流。在抽吸气流穿过层流芯3后，利用调节板16收窄气流，使气流在缓冲区15内混合均匀，避免了缓冲区15内产生的紊流气体回流；同时部分烟气冷凝在缓冲区15内。

如图2所示，在排风口12处通过多路歧管14与风道13连通，多路歧管14包括与风机4连接的多个支管，其作用可将风机4抽吸的气流均匀地分成多个等速气流，确保缓冲区15气流出口处风速一致。

优选地，风道13的宽度为200mm。风道13可以为类Z型，以保证风道13内的气流不受外界干扰。而且，风道13全部密封，保证在抽吸过程中，烟气不能外泄，避免抽吸二手烟，保障操作人员安全。

对于层流芯3而言，在层流芯3上设有多个用于使气流单向通过的孔道。每个孔道大小相同且孔道均匀排布，从而使通过的气流被整流成层流状态。

相应地，整流罩2上设有用于稳定风速的网状结构，空气通过整流罩2后被整流成均匀风速的气流。该低风阻整流装置，使机壳1内部的风速不受实验室环境风速变化和人员走动影响。

此外，在捕集器5的下方设有烟灰盘6，用于收集待测样品7在燃烧时产生的烟灰。该捕集器5适用于各种长度和直径的待测样品：长度从45-120mm、直径4.5-24mm的待测样品均可。

值得说明，该吸烟机主流烟气捕集装置形状并不局限于某种特定形式，在本实施的基础上进行的变形也属于本发明的保护范围。各个零部件的位置关系也可以进行适当调整，优选地，进风口11位于机壳1的底部，排风口12位于机壳1的顶部。

本发明还提供一种吸烟机主流烟气捕集装置的捕集方法，包括：

S1、将待测样品点燃并固定在捕集器上，并使捕集器与待测样品对应安装在风道内；

S2、通过风机将空气从进风口抽吸至风道内；

S3、对风机进行调速，并利用整流罩、层流芯使风道内的空气形成均匀风速的气流；

S4、通过捕集器捕集待测样品在燃烧过程中产生的主流烟气物质；

S5、在捕集过程中，使燃烧的待测样品始终保持前后风速一致。综上所述，本发明吸烟机主流烟气捕集装置在机壳上设有进风口和排风口，在进风口和排风口之间设有风道；整流罩安装在进风口处，层流芯安装在风道上，风机安装在排风口处；捕集器位于整流罩与层流芯之间的风道上，用于捕集待测样品产生的主流烟气物质。该吸烟机主流烟气捕集装置通过风机的调速作用、整流罩与层流芯的稳流作用，可有效控制卷烟燃烧过程中前后风速的一致性，从而避免了风速对烟气捕集物测量结果造成的不确定影响；使实验数据稳定性更好，有利于不同实验室间的数据比对，提高了测试的重复精度和再现精度；同时可以降低国标允许的相对偏差，确保检测数据具有科学性、权威性和公正性。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种吸烟机主流烟气捕集装置，其特征在于，包括：

机壳(1)，所述机壳(1)上设有进风口(11)和排风口(12)，在进风口(11)和排风口(12)之间设有风道(13)；风道(13)为全密封类Z型；

整流罩(2)、层流芯(3)及风机(4)，所述整流罩(2)安装在进风口(11)处，所述层流芯(3)安装在风道(13)上，所述风机(4)安装在排风口(12)处；所述整流罩(2)上设有用于稳定风速的网状结构；

捕集器(5)，所述捕集器(5)设置在风道(13)上，且位于所述整流罩(2)与层流芯(3)之间；所述捕集器(5)用于捕集待测样品抽吸时产生的主流烟气物质；

所述排风口(12)通过多路歧管(14)与风道(13)连通，所述多路歧管(14)包括多个与风机(4)连接的支管；

所述风道(13)内靠近排风口(12)的一端设有缓冲区(15)；所述缓冲区(15)的侧壁上设有调节板(16)，所述调节板(16)用于阻止缓冲区(15)内的气流回流。

2.根据权利要求1所述的吸烟机主流烟气捕集装置，其特征在于，所述风道(13)的宽度为200mm。

3.根据权利要求1所述的吸烟机主流烟气捕集装置，其特征在于，所述层流芯(3)上设有多个用于使气流单向通过的孔道。

4.根据权利要求1所述的吸烟机主流烟气捕集装置，其特征在于，所述捕集器(5)的下方设有烟灰盘(6)。

5.根据权利要求1所述的吸烟机主流烟气捕集装置，其特征在于，所述进风口(11)位于机壳(1)的底部，所述排风口(12)位于机壳(1)的顶部。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的吸烟机主流烟气捕集装置的捕集方法，其特征在于，包括：

S1、将待测样品点燃并固定在捕集器上，并使捕集器与待测样品对应安装在风道内；

S2、通过风机将空气从进风口抽吸至风道内；

S3、对风机进行调速，并利用整流罩、层流芯使风道内的空气形成均匀风速的气流；

S4、通过捕集器捕集待测样品在燃烧过程中产生的主流烟气物质；

S5、在捕集过程中，使燃烧的待测样品始终保持前后风速一致。