CN106324031A - 卷烟滤嘴温度调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟滤嘴温度调控装置，包括热量交换器、恒温循环器以及卷烟抽吸组件和滤嘴温度检测组件；所述热量交换器具有用于插装卷烟滤嘴的通孔，所述卷烟滤嘴从通孔一端插入，通孔另一端与卷烟抽吸组件连接；所述通孔的外壁与一截面为环形的热交换腔接触，所述热交换腔内填充流体介质，并通过导管与恒温循环器连接，对热交换腔内的流体介质进行恒温控制；所述热交换腔上设有温度检测口，所述温度检测口与热交换腔隔绝并穿过热交换腔与通孔连通，所述滤嘴温度检测组件通过温度检测口与通孔内的卷烟滤嘴内部连接。本发明通过热量交换器与卷烟滤嘴之间进行热量交换，实现对滤嘴温度的调控，提高了卷烟滤嘴材料的研究试验手段。

Description

卷烟滤嘴温度调控装置

技术领域

本发明涉及一种可调控卷烟滤嘴温度的装置，属于卷烟燃吸指标检测领域。

背景技术

卷烟滤嘴已成为卷烟降焦减害的重要介质，现有的研究结果表明，滤嘴对烟气中有害成分的轴向截留规律较为一致，而在径向的梯度分布中存在一定的差异，其差异性按分子量的大小及可挥发性存在一定的规律性。

行业内外在卷烟滤嘴材料及结构方面进行了大量卓有成效的研究工作。卷烟滤嘴主要通过气溶胶颗粒经直接截留、惯性碰撞和扩散沉积而实现对烟气中有害成分的截留过滤，这中材料不仅与滤嘴的物理性质及结构密切相关，而且与卷烟滤嘴温度分布密切相关。在抽吸接近结束的前2～3口抽吸中，滤嘴烟气温度最高可达70℃～80℃，在深度抽吸模式下滤嘴端的烟气温度甚至达到了100℃以上，过高的滤嘴温度不仅影响滤嘴对烟气气溶胶颗粒物(特别是可挥发性羰基化合物)在滤嘴中的截留效果，也会影响消费者对烟气感官质量的认可度。

因此卷烟滤嘴在燃吸过程中的温度分布对滤嘴截留效率和产品质量能够起到关键作用，通过对卷烟滤嘴温度进行调控，有望有效调控卷烟滤嘴截留效率及烟气感官质量，但是目前没有专门的针对卷烟滤嘴在抽吸状态下的温度调控装置，对于卷烟滤嘴在不同温度下进行滤嘴截留效率的试验很难开展。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前缺少在抽吸状态下调控卷烟滤嘴温度的设备，提供一种新型的卷烟滤嘴温度调控装置，用于研究卷烟滤嘴的材料在不同温度下与卷烟滤嘴截留效率的相关关系。

本发明采用如下技术方案实现：

一种卷烟滤嘴温度调控装置，包括热量交换器1、恒温循环器7以及卷烟抽吸组件和滤嘴温度检测组件；

所述热量交换器1具有一插装卷烟滤嘴的通孔101，所述卷烟滤嘴从通孔一端插入，通孔另一端与卷烟抽吸组件连接；

所述通孔101的外壁与一截面为环形的热交换腔102接触，所述热交换腔内填充流体介质，并通过导管与恒温循环器7连接，对热交换腔内的流体介质进行恒温控制；

所述热交换腔102上设有温度检测口105，所述温度检测口105与热交换腔102隔绝并穿过热交换腔与通孔101连通，所述滤嘴温度检测组件通过温度检测口105与通孔内的卷烟滤嘴内部连接。

进一步的，所述热交换腔102的两端分别设有循环入口103和循环出口104，所述循环入口103和循环出口104分别通过管道与恒温循环器7连接。

进一步的，所述恒温循环器7包括温度控制模块和泵送模块。

进一步的，所述卷烟抽吸组件包括卷烟夹持器8和吸烟机9，所述卷烟夹持器8密封固设在热量交换器的通孔一端，所述卷烟夹持器8内部设有剑桥滤片，所述吸烟机9与卷烟夹持器8连接。

进一步的，所述卷烟滤嘴上套装有密封圈3，所述密封圈3通过压垫螺帽4压紧密封在热量交换器的通孔101外端面。

进一步的，所述滤嘴温度检测组件包括热电偶5和温度检测模块6，所述热电偶5穿过热量交换器上的温度检测口105插入卷烟滤嘴内部，并通过信号导线与温度检测模块6连接。

在本发明中，所述流体介质为去离子水或丙二醇。

本发明采用热量交换器对卷烟的滤嘴进行温度控制，同时通过与热量交换器连接的卷烟抽吸组件模拟卷烟燃吸过程，对卷烟滤嘴的内部进行温度监测，最终对卷烟烟气的粒相物进行收集检测。对于卷烟滤嘴的温度控制，通过循环流动的流体介质进行加热或冷却，流体介质通过恒温循环器进行温度控制，同时通过温度监测组件实时对卷烟滤嘴内部的温度进行监控，实现卷烟滤嘴温度的反馈控制。

由上所述，本发明通过热量交换器与卷烟滤嘴之间进行热量交换，实现对滤嘴温度的调控，本发明不仅可用于卷烟滤嘴在不同温度下进行滤嘴截留效率的试验，还可用于卷烟滤嘴需要在不同温度下的其他试验，提高了卷烟滤嘴材料的研究试验手段。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的卷烟滤嘴温度调控装置。

图中标号：1-热量交换器，101-通孔，102-热交换腔，103-循环入口，104-循环出口，105-温度检测口，2-卷烟滤嘴，3-密封圈，4-压垫螺帽，5-热电偶，6-温度检测模块，7-恒温循环器，8-卷烟夹持器，9-吸烟机。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的卷烟滤嘴温度调控装置为本发明的优选实施方式，具体包括热量交换器1、密封圈3、压垫螺帽4、热电偶5、温度检测模块6、恒温循环器7、卷烟夹持器8以及吸烟机9。卷烟滤嘴2固定安装在热量交换器1上，同时将用于控制卷烟滤嘴温度的恒温循环器以及滤嘴温度检测组件进行连接，并且与卷烟抽吸组件进行连接，模拟卷烟的燃吸过程，并对卷烟烟气中的粒相物进行收集检测。

具体的，热量交换器1为一环形截面的腔体，腔体的内圈为通孔101，卷烟滤嘴2固定插装在通孔101中，卷烟伸出通孔进行燃吸，热量交换器1的通孔另一端与卷烟夹持器8以及吸烟机9构成的卷烟抽吸组件连接。卷烟滤嘴2整体均插入热量交换器1的通孔中，通过通孔的外壁与热交换腔102接触，在热交换腔102内填充流体介质，流体介质通过导管与外部的恒温循环器7连通，在热交换腔102的外壁上设有循环入口103和循环出口104，通过硅胶软管与恒温循环器7连成一个流体介质的循环温度控制回路，使流体介质与通孔内的卷烟滤嘴进行热交换，将卷烟滤嘴保持在一个设定的恒定温度。

本实施例中的热量交换器外壳可采用玻璃或金属制备，内壁与外壁之间形成填充流体介质的空腔，空腔内部的通孔应与卷烟滤嘴尺寸相匹配，通孔直径为5.2-7.8mm，内腔长度为20.0-28.0mm，便于将全部卷烟滤嘴插装到通孔中进行热交换。

恒温循环器7具有温度控制模块和泵送模块，其中温度控制模块采用加热器或冷却器对通过恒温循环器的流体介质进行加热或冷却，使流体介质达到热交换的温度，可在恒温循环器内部设置蛇形盘管，提高流体介质的加热或冷却过程，泵送模块则是采用泵对管道内的流体介质进行泵送，使流体介质在恒温循环器和热量交换器之间的回路中循环流动。

循环入口103和循环出口104分别设置在热交换腔的两侧，并且分别设置在上下两侧，这样使热交换腔内的流体介质在流通过程中能够完全接触通孔外壁，保证流体介质的热量与卷烟滤嘴进行均匀交换。

在热交换腔102上还设有一个温度检测口105，温度检测口105为设置在热量交换器外壳上的一个开孔，该开孔贯穿热交换腔102并与通孔101连通，在通过温度检测口105对通孔内的卷烟滤嘴进行温度检测时，能够隔绝热交换腔内的流体介质对温度检测元件的干扰。本实施例采用热电偶5作为温度检测元件，并与温度检测模块6构成滤嘴温度检测组件，将热电偶5通过温度检测口105插入通孔内的卷烟滤嘴2内部，通过信号线与外部的温度检测模块6连接，温度检测模块用于将热电偶检测到的温度信号转换成电信号并通过温度检测模块进行显示，实现卷烟滤嘴内部温度的实时监测，然后根据实时监测到的卷烟滤嘴内部温度，调控恒温循环器7控制流体介质的温度，使卷烟滤嘴处于一个恒定的温度范围。关于热电偶和温度检测模块的连接设置，为常用的温度检测手段，本实施例在此不对热电偶的温度控制原理进行赘述。

卷烟滤嘴的恒温调节可根据温度检测模块6的温度显示进行手动调节，也可将温度检测模块6通过信号线与恒温循环器7形成温度反馈控制系统，通过设定恒温循环器7的恒定温度，即可自动反馈并调节卷烟滤嘴内部的温度在设定的恒温状态下。关于温度反馈控制技术为常用的自动控制技术，本实施例在此不做赘述。

热量交换器1的通孔外壁向外伸出一段，并与卷烟夹持器8连接，卷烟夹持器8和热量交换器之间通过两个迷宫环式密封圈实现固定和密封作用，卷烟夹持器8内部设有剑桥滤片，用于捕集卷烟烟气中的粒相物，卷烟夹持器8的另一端与单孔道吸烟机连接，用于模拟卷烟的正常燃吸过程。另外，卷烟与热量交换器的通孔101之间同样也需要密封连接，在靠近卷烟滤嘴的卷烟上套装有2-4个迷宫环式密封圈3，该密封圈3通过压垫螺帽4压紧密封在热量交换器的通孔101外端面。

本实施例中的流体介质采用去离子水、丙二醇等，可以实现卷烟滤嘴的温度调控范围为0-80℃.

例如，如果需要测试卷烟滤嘴在5℃的卷烟滤嘴截留效率，将本实施例中的将热量交换器和恒温循环器通过硅胶软管连接成回路，将热量交换器的通孔一端装入卷烟夹持器，并将卷烟夹持器的另一端与单通道吸烟机连接，然后将卷烟滤嘴端通过密封圈插入热量交换器的通孔另一端中，将热电偶从温度检测口插入滤嘴中心部位，调节恒温循环器的温度控制模块至0℃，在线检测卷烟滤嘴温度，30分钟后卷烟滤嘴温度恒定至5℃，然后点燃卷烟，控制吸烟机以ISO模式(每口抽吸容量35ml，抽吸时长2s，间隔58s)抽吸卷烟，在卷烟燃吸过程中，通过温度检测模块实时监测滤嘴温度恒定在5℃不变。与常规环境温度(22℃)抽吸条件相对比，从剑桥滤片捕食到的总粒相物(TPM)和可挥发性羰基化合物的释放量分别降低了26.2％和34.2％，通过本发明的卷烟滤嘴温度调控装置可有效关联卷烟滤嘴截留效率与卷烟温度的相关关系。

以上仅为本发明具体实施案例说明，不能以此限定本发明的权利保护范围。凡根据本发明申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本发明保护的范围内。

Claims (7)

1.一种卷烟滤嘴温度调控装置，其特征在于：包括热量交换器(1)、恒温循环器(7)以及卷烟抽吸组件和滤嘴温度检测组件；

所述热量交换器(1)具有用于插装卷烟滤嘴的通孔(101)，所述卷烟滤嘴从通孔一端插入，通孔另一端与卷烟抽吸组件连接；

所述通孔(101)的外壁与一截面为环形的热交换腔(102)接触，所述热交换腔内填充流体介质，并通过导管与恒温循环器(7)连接，对热交换腔内的流体介质进行恒温控制；

所述热交换腔(102)上设有温度检测口(105)，所述温度检测口(105)与热交换腔(102)隔绝并穿过热交换腔与通孔(101)连通，所述滤嘴温度检测组件通过温度检测口(105)与通孔内的卷烟滤嘴内部连接。

2.根据权利要求1所述的一种卷烟滤嘴温度调控装置，所述热交换腔(102)的两端分别设有循环入口(103)和循环出口(104)，所述循环入口(103)和循环出口(104)分别通过管道与恒温循环器(7)连接。

3.根据权利要求2所述的一种卷烟滤嘴温度调控装置，所述恒温循环器(7)包括温度控制模块和泵送模块。

4.根据权利要求1所述的一种卷烟滤嘴温度调控装置，所述卷烟抽吸组件包括卷烟夹持器(8)和吸烟机(9)，所述卷烟夹持器(8)密封固设在热量交换器的通孔一端，所述卷烟夹持器(8)内部设有剑桥滤片，所述吸烟机(9)与卷烟夹持器(8)连接。

5.根据权利要求4所述的一种卷烟滤嘴温度调控装置，所述卷烟滤嘴上套装有密封圈(3)，所述密封圈(3)通过压垫螺帽(4)压紧密封在热量交换器的通孔(101)外端面。

6.根据权利要求1所述的一种卷烟滤嘴温度调控装置，所述滤嘴温度检测组件包括热电偶(5)和温度检测模块(6)，所述热电偶(5)穿过热量交换器上的温度检测口(105)插入卷烟滤嘴内部，并通过信号导线与温度检测模块(6)连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种卷烟滤嘴温度调控装置，所述流体介质为去离子水或丙二醇。