CN107941849A - 片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置及方法 - Google Patents

Abstract

片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置及方法。本产品其组成包括:吊装架，所述的吊装架连接起重电机，所述的起重电机吊装制冷箱体，所述的制冷箱体内装有PT100铠装热电阻探头，所述的PT100铠装热电阻探头与所述的制冷箱体之间通过组合连接件固定，所述的制冷箱体通过合页连接上翻盖，所述的上翻盖开有测量线孔，所述的PT100铠装热电阻探头连接信号传输线，所述的信号传输线穿过所述的测量线孔，所述的信号传输线连接信号记录仪。本发明用于烟草生产过程，以及科研中对高堆积密度、超低温度下烟草热物理性质进行模拟研究的实验平台装置。

Description

片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置及方法

技术领域：

本发明涉及一种片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置及方法。

背景技术：

打叶复烤后的片烟烟包，是卷烟工业企业的主要加工原料，其热物理性质是研究烟草加工过程的基本参数之一。对东北、西北、华北等北方地区卷烟企业，冬季片烟烟包在低温环境下的热物理性质，以及由该性质所决定的热传递过程，影响到片烟的入库缓存、真空回潮、松散回潮等工序加工参数的设计。

目前对片烟堆积状态下的热物理性质研究，由于实验样品用量的限制，一般与实际生产状态的堆积密度（约400KG/m³）相差较大，并且与北方地区实际生产时原料的低温度状态（烟包内部温度可低至-20~-30℃超低温）也相差较大，故难以得到更加准确的、与实际生产中所用原料状态一致（高堆积密度、冬季-30℃超低温度）时的数据。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能够模拟北方冬季低温环境，并对烟草原料在较宽温度范围内（-30~30℃）的包内温度变化进行连续测量，进而得到各温度状态时的热物理性质的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置及方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，其组成包括: 吊装架，所述的吊装架连接起重电机，所述的起重电机吊装制冷箱体，所述的制冷箱体内装有PT100铠装热电阻探头，所述的PT100铠装热电阻探头与所述的制冷箱体之间通过组合连接件固定，所述的制冷箱体通过合页连接上翻盖，所述的上翻盖开有测量线孔，所述的PT100铠装热电阻探头连接信号传输线，所述的信号传输线穿过所述的测量线孔，所述的信号传输线连接信号记录仪。

所述的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，所述的组合连接件包括底固定板，所述的底固定板与所述的制冷箱体的底板之间通过螺钉固定，所述的底固定板连接支撑柱体，所述的支撑柱体开有插孔，所述的插孔的顶部连接螺纹扩孔，所述的PT100铠装热电阻探头的底部插杆插入所述的插孔，所述的插杆连接外螺纹杆，所述的PT100铠装热电阻探头的所述的外螺纹杆连接所述的螺纹扩孔，所述的外螺纹杆连接锁紧螺母。

所述的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，所述的吊装架包括左直角三角支撑架和右直角三角支撑架，所述的左直角三角支撑架与所述的右直角三角支撑架的顶角之间通过横吊梁连接，所述的横吊梁连接所述的起重电机，所述的左直角三角支撑架与所述的右直角三角支撑架的的底部均连接万向轮和固定装置。

所述的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，所述的固定装置包括横空心圆管，所述的横空心圆管分别焊接在所述的左直角三角支撑架和所述的右直角三角支撑架的底部侧面，所述的横空心圆管内装有转动杆，所述的横空心圆管开有转动口，所述的转动杆连接连接板，所述的连接板穿过所述的转动口，所述的连接板连接固定限位板，所述的固定限位板固定连接脚踏板，所述的脚踏板连接左挡板和右挡板，所述的固定限位板接触地面固定所述的吊装架。

一种片烟烟包内部传热过程模拟测试方法，包括以下步骤：

第1步、将横空心圆管分别焊接在左直角三角支撑架和右直角三角支撑架的底部侧面，横空心圆管内装有转动杆，横空心圆管开有转动口，连接板穿过转动口，固定限位板接触地面，用脚踩住脚踏板，使固定限位板始终接触地面，牢牢的固定住吊装架，吊装架采用钢制架构，电机起吊，最大起吊重量大于300kg，吊装架安装有四个万向脚轮，其整体跨过制冷箱体，而将吊起的烟包移至箱体正上方，并控制落入箱内；

第2步、制冷箱体内装有制冷剂，制冷最低温度为-35℃，制冷箱体采用保温材料制成，将PT100铠装热电阻探头取出选择不同位置插入烟包，对烟包内部的一个或多个位点同时进行温度测量，并持续记录；

第3步、若需测量片烟原料降温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体；启动温度测量系统，将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端通过上翻盖的测量线路孔，接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；实验结束后关闭各仪器，进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试；

或者，若需测量片烟原料升温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体，待包心温度降至设定温度后，将烟包移出至恒温环境中进行升温；将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试，实验结束后关闭各仪器。

一种片烟烟包内部传热过程模拟测试及热物性分析方法，包括以下步骤：将上述所得数据计算物料在相应环境下的热物理性质。

有益效果：

1.本发明能够模拟测量-30℃超低环境温度下、高堆积密度片烟内部不同位置的温度变化过程。

2.本发明能够模拟研究实际生产状态下片烟原料热物性的测试平台。

3.本发明的固定装置能够牢牢的固定住吊装架，在吊装片烟时安全、稳定。

4.本发明针对以上研究的不足之处，发明了针对北方冬季真实原料状态进行模拟研究的平台装置，即针对大重量（可达200kg及以上）、高堆积密度（可达400 KG/m³）、超低温度（可达-30℃）类型的烟草原料，进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试及进行模拟超低温度环境下测试原料热物理性质的研究平台装置。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是附图1中组合连接件的结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

一种片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，其组成包括: 吊装架，所述的吊装架连接起重电机1，所述的起重电机用于吊装烟块样品200公斤，所述的起重电机吊装制冷箱体2，所述的制冷箱体内装有PT100铠装热电阻探头3，所述的PT100铠装热电阻探头与所述的制冷箱体之间通过组合连接件固定，所述的制冷箱体通过合页连接上翻盖4，所述的上翻盖开有测量线孔5，所述的PT100铠装热电阻探头连接信号传输线6，所述的信号传输线穿过所述的测量线孔、并通过多层硅胶垫片密封，所述的信号传输线连接信号记录仪7。

所述的组合连接件包括底固定板8，所述的底固定板与所述的制冷箱体的底板之间通过螺钉固定，所述的底固定板连接支撑柱体9，所述的支撑柱体开有插孔10，所述的插孔的顶部连接螺纹扩孔11，所述的PT100铠装热电阻探头的底部插杆插入所述的插孔，所述的插杆连接外螺纹杆12，所述的PT100铠装热电阻探头的所述的外螺纹杆连接所述的螺纹扩孔，所述的外螺纹杆连接锁紧螺母13。

需要使用PT100铠装热电阻探头时松开锁紧螺母，取出PT100铠装热电阻探头进行操作使用。

所述的吊装架包括左直角三角支撑架14和右直角三角支撑架15，所述的左直角三角支撑架与所述的右直角三角支撑架的顶角之间通过横吊梁16连接，所述的横吊梁连接所述的起重电机，所述的左直角三角支撑架与所述的右直角三角支撑架的的底部均连接万向轮17和固定装置。

所述的固定装置包括横空心圆管18，所述的横空心圆管分别焊接在所述的左直角三角支撑架和所述的右直角三角支撑架的底部侧面，所述的横空心圆管内装有转动杆19，所述的横空心圆管开有转动口20，所述的转动杆连接连接板21，所述的连接板穿过所述的转动口，所述的连接板连接固定限位板22，所述的固定限位板固定连接脚踏板23，所述的脚踏板连接左挡板24和右挡板25，所述的固定限位板接触地面固定所述的吊装架。

一种超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试及热物性分析方法，包括以下步骤：1、横空心圆管分别焊接在左直角三角支撑架和右直角三角支撑架的底部侧面，横空心圆管内装有转动杆，横空心圆管开有转动口20，连接板穿过转动口，固定限位板接触地面，用脚踩住脚踏板，使固定限位板始终接触地面，牢牢的固定住吊装架，吊装架采用钢制架构，电机起吊，最大起吊重量大于300kg，吊装架安装有四个万向脚轮，其整体跨过制冷箱体，而将吊起的烟包移至箱体正上方，并控制落入箱内，出料反之；

2、制冷箱体内装有制冷剂，采用制冷剂压缩制冷，制冷最低温度为-35℃，制冷箱体采用保温材料制成，制冷箱内用空间尺寸为长、宽、高1.6×0.9×0.9米，可容纳一个标准箱的片烟整体放入，开盖方式为上开式；将PT100铠装热电阻探头取出选择不同位置插入烟包，对烟包内部的一个或多个位点同时进行温度测量，并持续记录，

3、若需测量片烟原料降温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体；启动温度测量系统，将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端通过上翻盖的测量线路孔，接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；实验结束后关闭各仪器，进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试；

若需测量片烟原料升温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体，待包心温度降至设定温度后，将烟包移出至恒温环境中进行升温；将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试，实验结束后关闭各仪器，所得数据即可计算物料在相应环境下的热物理性质。

固定限位板接触地面，用脚踩住脚踏板，使固定限位板始终接触地面，牢牢的固定住吊装架。

所述的制冷箱体内装有制冷剂，采用制冷剂压缩制冷，制冷最低温度为-35℃。制冷箱体采用保温材料制成，箱内可用空间尺寸为1.6×0.9×0.9（长宽高，单位为米），可容纳一个标准箱的片烟整体放入，开盖方式为上开式，箱盖上设置有测量线路孔，并用多层硅胶垫片密封。

吊装架采用钢制架构，电机起吊，最大起吊重量大于300kg，吊装架安装有四个万向脚轮。其整体可跨过制冷箱体，而将吊起的烟包移至箱体正上方，并控制落入箱内。出料反之。

PT100铠装热电阻探头采用PT100热电阻，铠装，可在-50~50℃温度范围内提供较为准确的电阻信号。采用TOPRIE TP700多路数据记录仪对采集的电阻信号进行转换、记录、分析。可将PT100铠装热电阻探头取出选择不同位置插入烟包，对烟包内部的一个或多个位点同时进行温度测量，并持续记录。

实际使用时，若需测量片烟原料降温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体；启动温度测量系统，将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端通过上翻盖的测量线路孔，接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；实验结束后关闭各仪器。进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试。

若需测量片烟原料升温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体，待包心温度降至设定温度后，将烟包移出至恒温环境中进行升温；将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试，实验结束后关闭各仪器。所得数据即可计算物料在相应环境下的热物理性质。

一种片烟烟包内部传热过程模拟测试方法，包括以下步骤：

第1步、将横空心圆管分别焊接在左直角三角支撑架和右直角三角支撑架的底部侧面，横空心圆管内装有转动杆，横空心圆管开有转动口，连接板穿过转动口，固定限位板接触地面，用脚踩住脚踏板，使固定限位板始终接触地面，牢牢的固定住吊装架，吊装架采用钢制架构，电机起吊，最大起吊重量大于300kg，吊装架安装有四个万向脚轮，其整体跨过制冷箱体，而将吊起的烟包移至箱体正上方，并控制落入箱内，出料反之；

第2步、制冷箱体内装有制冷剂，采用制冷剂压缩制冷，制冷最低温度为-35℃，制冷箱体采用保温材料制成，制冷箱内用空间尺寸为长、宽、高1.6×0.9×0.9米，可容纳一个标准箱的片烟整体放入，开盖方式为上开式；将PT100铠装热电阻探头取出选择不同位置插入烟包，对烟包内部的一个或多个位点同时进行温度测量，并持续记录，

第3步、若需测量片烟原料降温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体；启动温度测量系统，将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端通过上翻盖的测量线路孔，接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；实验结束后关闭各仪器，进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试；

或者，若需测量片烟原料升温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体，待包心温度降至设定温度后，将烟包移出至恒温环境中进行升温；将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试，实验结束后关闭各仪器。

一种片烟烟包内部传热过程模拟测试及热物性分析方法，包括以下步骤：将权利要求5所得数据计算物料在相应环境下的热物理性质。

Claims (6)

1.一种片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，其组成包括: 吊装架，其特征是: 所述的吊装架连接起重电机，所述的起重电机吊装制冷箱体，所述的制冷箱体内装有PT100铠装热电阻探头，所述的PT100铠装热电阻探头与所述的制冷箱体之间通过组合连接件固定，所述的制冷箱体通过合页连接上翻盖，所述的上翻盖开有测量线孔，所述的PT100铠装热电阻探头连接信号传输线，所述的信号传输线穿过所述的测量线孔，所述的信号传输线连接信号记录仪。

2.根据权利要求1所述的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，其特征是:所述的组合连接件包括底固定板，所述的底固定板与所述的制冷箱体的底板之间通过螺钉固定，所述的底固定板连接支撑柱体，所述的支撑柱体开有插孔，所述的插孔的顶部连接螺纹扩孔，所述的PT100铠装热电阻探头的底部插杆插入所述的插孔，所述的插杆连接外螺纹杆，所述的PT100铠装热电阻探头的所述的外螺纹杆连接所述的螺纹扩孔，所述的外螺纹杆连接锁紧螺母。

3.根据权利要求2所述的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，其特征是:所述的吊装架包括左直角三角支撑架和右直角三角支撑架，所述的左直角三角支撑架与所述的右直角三角支撑架的顶角之间通过横吊梁连接，所述的横吊梁连接所述的起重电机，所述的左直角三角支撑架与所述的右直角三角支撑架的的底部均连接万向轮和固定装置。

4.根据权利要求3所述的片烟烟包内部传热过程模拟测试、热物性分析装置，其特征是:所述的固定装置包括横空心圆管，所述的横空心圆管分别焊接在所述的左直角三角支撑架和所述的右直角三角支撑架的底部侧面，所述的横空心圆管内装有转动杆，所述的横空心圆管开有转动口，所述的转动杆连接连接板，所述的连接板穿过所述的转动口，所述的连接板连接固定限位板，所述的固定限位板固定连接脚踏板，所述的脚踏板连接左挡板和右挡板，所述的固定限位板接触地面固定所述的吊装架。

5.一种片烟烟包内部传热过程模拟测试方法，其特征是:包括以下步骤：

第1步、将横空心圆管分别焊接在左直角三角支撑架和右直角三角支撑架的底部侧面，横空心圆管内装有转动杆，横空心圆管开有转动口，连接板穿过转动口，固定限位板接触地面，用脚踩住脚踏板，使固定限位板始终接触地面，牢牢的固定住吊装架，吊装架采用钢制架构，电机起吊，最大起吊重量大于300kg，吊装架安装有四个万向脚轮，其整体跨过制冷箱体，而将吊起的烟包移至箱体正上方，并控制落入箱内；

第2步、制冷箱体内装有制冷剂，制冷最低温度为-35℃，制冷箱体采用保温材料制成，将PT100铠装热电阻探头取出选择不同位置插入烟包，对烟包内部的一个或多个位点同时进行温度测量，并持续记录；

第3步、若需测量片烟原料降温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体；启动温度测量系统，将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端通过上翻盖的测量线路孔，接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；实验结束后关闭各仪器，进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试；

或者，若需测量片烟原料升温过程温度变化，待温度稳定至设计温度后，将片烟捆扎后吊起，移至制冷箱体正上方，缓缓降入箱体，待包心温度降至设定温度后，将烟包移出至恒温环境中进行升温；将一支或多支测温探头插入烟包的所需位置和所需深度，探头另一端接入数据记录仪进行信号的转换、记录和分析；进行超低温片烟烟包内部传热过程模拟测试，实验结束后关闭各仪器。

6.一种片烟烟包内部传热过程模拟测试及热物性分析方法，其特征是:包括以下步骤：将权利要求5所得数据计算物料在相应环境下的热物理性质。