CN105572306B - 一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置，包括同轴心活动连接的卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体，卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体均可沿轴向伸缩，轴向中心设有供卷烟贯穿的通孔，周向侧壁垂直设有连通的边孔；通孔端部与卷烟密封连接形成气室；边孔端部连接流量测量部件。本发明还公开了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置，将卷烟密封在检测装置的两段腔体中，读取流量测量部件的读数，得到卷烟纸段空气流量和滤嘴段空气流量；根据流量平衡原则，计算出卷烟燃烧锥端的空气流量。本发明能够准确检测出在卷烟抽吸过程中各段的空气流量，检测结果能为进一步指导卷烟材料研究、卷烟燃吸机制分析和卷烟材料设计提供基础数据。

Description

一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置，还涉及一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测方法，属于卷烟的物理指标检测装置技术领域。

背景技术

卷烟在燃吸过程中，主要从三个区域进入主流烟气，分别为卷烟燃烧端、卷烟烟支主体的卷烟纸段和存在滤嘴通风的滤嘴段。随着吸烟与健康以及低焦油低危害卷烟的发展，烟草企业纷纷寻求低焦油卷烟的技术，到目前为止改变卷烟纸透气度和改变卷烟滤嘴通风度均应用于降低烟气焦油的技术。实质上，通过调节辅材等因素最终改变的就是卷烟每段的空气进入量，从而影响烟气最终组分及其含量。由此可见，设计出一种可以直接检测卷烟抽吸时卷烟每段空气流量的装置，可为进一步指导卷烟材料研究、卷烟燃吸机制分析和卷烟材料设计提供基础数据。

GB/T 16450—1996《常规分析用吸烟机定义和标准条件》中规定，标准单口抽吸持续时间为（2.00±0.02）s，当卷烟配以1kPa±5%的压降装置后，烟支被抽吸时测得的标准抽吸容量应为（35.0±0.3）mL；若进行卷烟逐口抽吸（Puff by Puff），则每60秒启动一次抽吸模式，每次抽吸时间持续2秒。在卷烟抽吸过程中，根据流量平衡原则，这35 mL气体可从三个区域进入主流烟气，分别为卷烟燃烧端、卷烟烟支主体的卷烟纸段和存在滤嘴通风的滤嘴段，三者流量加和为35 mL，但现有技术对每一段气体流量并没有一个具体的检测方法和检测装置。

综上所述可知，在卷烟抽吸过程中，测量出滤嘴段和卷烟纸段具体空气流入量后，可以根据流量平衡原则计算出卷烟燃烧段的空气流入量，如此则可以检测出卷烟在抽吸过程中空气流入量的分布。本发明依据此思路提供了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置及其方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置及其方法，通过分别在卷烟滤嘴段和卷烟纸段搭建一个检测空气流量的装置，当卷烟被抽吸时启动检测装置即可实时检测出每一口抽吸时卷烟滤嘴段和卷烟纸段的空气流量，进而根据标准抽吸容量计算出卷烟燃烧锥端的空气流量，能够准确检测出卷烟各段的空气流量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置，其特征是，包括同轴心活动连接的卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体；所述卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体均可沿轴向伸缩，轴向中心设有供卷烟贯穿的通孔，周向侧壁垂直设有连通的边孔；通孔端部与卷烟密封连接形成气室；边孔端部连接流量测量部件。

进一步的，通孔端部设有密封圈，密封圈外半径大于通孔半径，内半径略小于卷烟半径。

进一步的，两所述腔体内设有挡板，挡板一端与腔体内壁固定连接，挡板位于密封圈内侧用于阻挡密封圈移动。

进一步的，挡板为圆环状，其内半径小于密封圈外半径，大于密封圈内半径。

进一步的，卷烟纸段腔体侧壁包含两段沿轴向可伸缩的波纹状侧壁，每段可伸缩范围为0~27.5mm，滤嘴段腔体侧壁包含一段沿轴向可伸缩的波纹状侧壁，可伸缩范围为3~8mm。

进一步的，所述边孔端部通过橡胶软管连接流量测量部件。

进一步的，所述流量测量部件为皂膜流量计或电子流量计。

本发明还提供了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测方法，包括以下步骤：

步骤一，将卷烟贯穿卷烟纸段腔体的通孔，根据卷烟纸段长度调节卷烟纸段腔体伸缩长度，使卷烟纸段腔体通孔两端夹紧卷烟纸段两端形成密封气室；

步骤二，将卷烟的滤嘴段贯穿滤嘴段腔体的通孔，通孔一端平行紧靠卷烟纸段腔体，另一端连接卷烟抽吸机的卷烟夹持器，根据滤嘴长度调节滤嘴段腔体伸缩长度，使滤嘴段腔体通孔两端夹紧滤嘴段两端形成密封气室；

步骤三，校准归零流量测量部件，点燃卷烟，启动卷烟抽吸机进行抽吸；

步骤四，读取流量测量部件的读数，得到进入卷烟纸段空气流量和进入滤嘴段空气流量；

步骤五，根据流量平衡原则，计算进入卷烟燃烧锥端的空气流量。

进一步的，所述步骤一中根据卷烟的圆周规格，将相应密封圈放置于通孔端部，与挡板紧靠。

进一步的，所述步骤二中根据卷烟的圆周规格，将相应密封圈放置于紧靠卷烟纸段腔体的通孔一端，与挡板紧靠。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、本发明方法能够准确检测卷烟抽吸时卷烟纸段和滤嘴段的空气流量，进而通过标准抽吸容量计算出从卷烟燃烧锥端进入的空气流量，其检测结果能为进一步指导卷烟材料研究、卷烟燃吸机制分析和卷烟材料设计提供基础数据。

2、本发明检测装置中卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体均可沿轴向伸缩，可通过调节卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体伸缩长度能够检测出不同卷烟纸段长度、不同滤嘴段长度及其不同抽吸口数下的卷烟抽吸时滤嘴段和卷烟纸段空气流量。

3、本发明通过在通孔端部设置密封圈实现密封性，可通过更换密封圈检测不同圆周的卷烟；并且设有挡板用来阻止工作时密封圈移动，保证腔体的密封性。

4、本发明检测装置结构简单、操作方便、费用低廉。

附图说明

图1是本发明中卷烟纸段腔体的结构示意图；

图2是本发明中滤嘴段腔体的结构示意图；

图3是本发明检测装置检测卷烟各段空气流量时的示意图；

图4是本发明中通孔端部的剖面图。

图中：1、卷烟纸段腔体；2、滤嘴段腔体；3、通孔；4、边孔；5、挡板；6、密封圈；7、流量测量部件；8、卷烟夹持器；9、卷烟。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-3所示，本发明提供了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置，包括同轴心活动连接的卷烟纸段腔体1和滤嘴段腔体2，所述卷烟纸段腔体1和滤嘴段腔体2均可沿轴向伸缩，轴向中心设有供卷烟9贯穿的通孔3，周向侧壁垂直设有连通的边孔4；通孔3端部与卷烟9密封连接形成气室；边孔4端部连接流量测量部件7。

为了提高本发明检测装置的密封性，优选的，通孔3端部设有密封圈6，如图4所示，密封圈6外半径大于通孔3半径，内半径略小于卷烟9半径。通过密封圈实现腔体和卷烟夹紧后形成密封气室，并且能够依据卷烟圆周选取不同孔径的密封圈，通过更换密封圈实现检测不同圆周的卷烟。

优选的，两所述腔体内设有挡板5，挡板5一端与腔体内壁固定连接，挡板5位于密封圈6内侧用于阻挡密封圈6移动。挡板5为圆环状，如图4所述的腔体、挡板5与密封圈6之间的大小关系，挡板5内半径小于密封圈6外半径，大于密封圈6内半径。挡板用来阻止工作时密封圈移动，保证腔体的密封性。

进一步的，卷烟纸段腔体1侧壁包含两段沿轴向可伸缩的波纹状侧壁，每段可伸缩范围为0~27.5mm，滤嘴段腔体2侧壁包含一段沿轴向可伸缩的波纹状侧壁，可伸缩范围为3~8mm。通过调节腔体伸缩长度还可以检测出不同卷烟纸段长度、不同滤嘴段长度以及不同抽吸口数下卷烟滤嘴段和卷烟纸段的空气流量，更好的分析了空气流量在卷烟燃烧过程中的详细分布，可为进一步指导卷烟材料研究、卷烟燃吸机制分析和卷烟材料设计提供基础数据。

进一步的，所述边孔4端部通过橡胶软管连接流量测量部件7。

进一步的，所述流量测量部件7为带刻度的皂膜流量计或电子流量计，所述流量计均为现有技术。

本发明还提供了一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测方法，包括以下步骤：

步骤一，将卷烟9贯穿卷烟纸段腔体1的通孔3，根据卷烟纸段长度调节卷烟纸段腔体1伸缩长度，使卷烟纸段腔体1的通孔3两端夹紧卷烟纸段两端形成密封气室；

首先根据卷烟9的圆周规格，将相应大小的密封圈6放置于通孔3端部，并且密封圈6与挡板5紧靠，挡板5能够阻挡密封圈6的移动。当待测卷烟9放入卷烟纸段腔体内，通孔3端部密封圈6对卷烟纸段两端进行夹紧密封，卷烟纸段腔体1与卷烟9之间形成气室，从边孔4进入的空气可以从卷烟纸段的整个外圆周面进入卷烟9内部，通过卷烟纸段的流量测量部件7即可检测出卷烟纸段的空气流量。

步骤二，将卷烟9的滤嘴段贯穿滤嘴段腔体2的通孔3，通孔3一端平行紧靠卷烟纸段腔体1，另一端连接卷烟抽吸机的卷烟夹持器8，根据滤嘴长度调节滤嘴段腔体2伸缩长度，使滤嘴段腔体2通孔3两端夹紧滤嘴段两端形成密封气室；

首先根据卷烟9的滤嘴段圆周规格，将相应大小的密封圈6放置于通孔3左端部，并且密封圈6与挡板5紧靠。如图3所示，当待测滤嘴段放入滤嘴段腔体内，通孔3左端平行紧靠卷烟纸段腔体1，通孔3左端部密封圈6对滤嘴段左端进行夹紧密封，通孔3右端连接卷烟抽吸机的卷烟夹持器8形成密封，滤嘴段腔体与卷烟之间形成气室，从边孔4进入的空气可以从滤嘴段的整个外圆周面进入卷烟内部，通过滤嘴段的流量测量部件7即可检测出滤嘴段的空气流量。本发明中所述的卷烟抽吸机为现有技术，卷烟抽吸机通过卷烟夹持器固定夹紧卷烟进行抽吸试验。

步骤三，校准归零流量测量部件7，点燃卷烟9，启动卷烟抽吸机进行抽吸；

卷烟抽吸机按照GB/T 16450—1996《常规分析用吸烟机定义和标准条件》中规定，标准单口抽吸持续时间为2s，标准抽吸容量应为35mL；若进行卷烟逐口抽吸（Puff byPuff），则每60秒启动一次抽吸模式，每次抽吸时间持续2秒。

步骤四，读取流量测量部件7的读数，得到卷烟纸段空气流量和滤嘴段空气流量；

步骤五，根据流量平衡原则，计算出卷烟燃烧锥端的空气流量。

若进行逐口抽吸，根据剩余卷烟各段长度调节卷烟纸段腔体1和滤嘴段腔体2伸缩长度，清零流量测量部件7，准备进行下一次抽吸。

实施例1

抽取某品牌卷烟，标记为样品1#，按照上述使用方法采用单孔道吸烟机依据ISO标准规定的条件进行卷烟抽吸，检测样品抽吸第一口时卷烟各部分空气流入量。此样品滤嘴段24 mm，烟支段60 mm，圆周24.5 mm。

按本发明方法操作步骤，根据卷烟圆周大小，通孔端部选用粗支卷烟密封圈，卷烟贯穿通孔夹紧在本发明的检测装置中，将卷烟纸段腔体侧壁两段波纹处拉伸至18.5 mm，滤嘴段腔体侧壁一段波纹处压缩至3 mm。通过检测，该样品滤嘴段空气流量为9.88 mL，卷烟纸段空气流量为2.61 mL，根据流量平衡原则，燃烧锥端空气流量为22.51 mL。

实施例2

抽取某品牌卷烟，标记为样品2#，按照上述使用方法采用单孔道吸烟机依据ISO标准规定的条件进行卷烟抽吸，检测样品抽吸第一口时卷烟各部分空气流入量。此样品滤嘴段30 mm，烟支段77 mm，圆周17mm。

按本发明方法操作步骤，根据卷烟圆周大小，通孔端部选用细支卷烟密封圈，卷烟贯穿通孔夹紧在本发明的检测装置中，将卷烟纸段腔体侧壁两段波纹处拉伸至19 mm，滤嘴段腔体侧壁一段波纹处拉伸至9 mm。通过检测，该样品滤嘴段空气流量为13.09 mL，卷烟纸段空气流量为2.94 mL，根据流量平衡原则，燃烧锥端空气流量为18.97 mL。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测方法，其特征是，卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测装置包括同轴心活动连接的卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体；所述卷烟纸段腔体和滤嘴段腔体均可沿轴向伸缩，轴向中心设有供卷烟贯穿的通孔，周向侧壁垂直设有连通的边孔；通孔端部与卷烟密封连接形成气室；边孔端部连接流量测量部件；卷烟纸段腔体侧壁包含两段沿轴向可伸缩的波纹状侧壁，每段可伸缩范围为0~27.5mm，滤嘴段腔体侧壁包含一段沿轴向可伸缩的波纹状侧壁，可伸缩范围为3~8mm；流量测量部件为皂膜流量计；

采用此装置进行检测方法包括以下步骤：

步骤一，将卷烟贯穿卷烟纸段腔体的通孔，根据卷烟纸段长度调节卷烟纸段腔体伸缩长度，使卷烟纸段腔体通孔两端夹紧卷烟纸段两端形成密封气室；

步骤二，将卷烟的滤嘴段贯穿滤嘴段腔体的通孔，通孔一端平行紧靠卷烟纸段腔体，另一端连接卷烟抽吸机的卷烟夹持器，根据滤嘴长度调节滤嘴段腔体伸缩长度，使滤嘴段腔体通孔两端夹紧滤嘴段两端形成密封气室；

步骤三，校准清零流量测量部件，点燃卷烟，启动卷烟抽吸机进行抽吸；

步骤四，读取流量测量部件的读数，得到卷烟纸段空气流量和滤嘴段空气流量；

步骤五，根据流量平衡原则，计算出卷烟燃烧锥端的空气流量。

2.根据权利要求1所述的一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测方法，其特征是，卷烟纸段腔体内设有挡板，挡板一端与腔体内壁固定连接，所述步骤一中根据卷烟的圆周规格，将相应密封圈放置于通孔端部，与挡板紧靠，挡板位于密封圈内侧用于阻挡密封圈移动。

3.根据权利要求1所述的一种卷烟抽吸过程中空气流量分布的检测方法，其特征是，滤嘴段腔体内设有挡板，挡板一端与腔体内壁固定连接，所述步骤二中根据卷烟的圆周规格，将相应密封圈放置于紧靠卷烟纸段腔体的通孔一端，与挡板紧靠，挡板位于密封圈内侧用于阻挡密封圈移动。