CN111323182A - 用于检测卷烟包装密封度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测卷烟包装密封度的装置，包括：盒体，所述盒体具有置物空腔且在侧壁上形成有多个盒体通孔；连接到盒体并可相对于盒体打开和关闭的盖板；多个模具，每一个模具均具有与置物空腔的形状相对应的外部形状以放置在置物空腔内，并且具有不同的结构以容纳不同类型的待测烟包；一端连接到一个盒体通孔、另一端连接负压系统的第一电磁阀；一端连接到一个盒体通孔、另一端与大气压相通的第二电磁阀；连接到一个盒体通孔的压差传感器；和分别与第一电磁阀、第二电磁阀和压差传感器相连的控制系统。根据本发明的检测装置针对不同类型的待测烟包采用相应结构的模具，从而可用于检测各种烟包的密封度且能够提供较高的检测准确度。

Description

用于检测卷烟包装密封度的装置

技术领域

本发明涉及卷烟包装检测技术领域，更具体地，涉及一种适用于检测具有各种包装形式的卷烟包装的密封度的装置。

背景技术

卷烟包装是成品卷烟的最后一个生产环节，卷烟小盒包装的密封度对卷烟的品质有着重要的影响。卷烟小盒包装密封度的准确检测，不仅是保证消费者利益的前提，同时也是指导卷烟生产企业改进卷烟包装工艺、提高卷烟产品品质的前提。

中国专利(公开号：CN 104792470 A)描述了一种卷烟小盒包装密封度的测量方法，该方法是基于压力传感的卷烟包装密封度检测，且能够辨别出漏气点位置。中国专利(公开号：CN 207662572 U)公开了一种卷烟包装密封度检测装置，包括测试主机A和热封仪B，能够直观断定卷烟包装密封度和泄露部位。然而，上述方法需要对烟包进行打孔，是有损检测；且检测过程中需要将烟盒浸入水中，测量完后的正常卷烟产品也不能回收使用，这与烟草行业高质量发展中节能降耗的要求不符。

中国专利(公开号：CN 103969423 B)公开了一种基于压力传感的卷烟包装透明纸密封度检测方法和装置，使烟包内、外部环境产生压差；实时采集烟包外部环境压强值，直到烟包内、外部压强达到平衡；根据各个时刻的烟包外部环境压强值，获取压强变化曲线；根据压强变化速率确定卷烟包装透明纸密封度。本发明虽然属于非破坏性检测，但是其存在几个显著缺陷，一是卷烟包装透明纸密封度的检测指标是烟包外压强的变化速率，该物理量对于不同的烟包来说差异性较小；二是由于软包卷烟在负压条件下易发生膨胀形变，因此对于软包卷烟检测的准确度不够；三是无法检测异形包装的卷烟。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于检测卷烟包装密封度的装置，所述装置可适用于检测具有各种包装形式的卷烟包装的密封度，并且能够提供精准的检测准确度。

根据本发明的用于检测卷烟包装密封度的装置包括：盒体，所述盒体具有从上表面凹入的置物空腔，并且在置物空腔的侧壁上形成有与外部相连通的多个盒体通孔；盖板，所述盖板连接到盒体并可相对于盒体打开和关闭，以在关闭时封闭置物空腔；多个模具，所述多个模具中的每一个均具有与置物空腔的形状相对应的外部形状，以便在检测期间被放置在置物空腔内，所述多个模具中的每一个具有不同的结构以用于容纳不同类型的待测烟包，并且在所述模具的侧壁上具有每一个与所述多个盒体通孔中相对应的一个盒体通孔相连通的多个模具通孔；第一电磁阀，所述第一电磁阀的一端连接到多个盒体通孔中的一个、另一端连接负压系统；第二电磁阀，所述第二电磁阀的一端连接到盒体通孔中的一个、另一端与大气压相通；压差传感器，所述压差传感器连接到盒体通孔中的一个；和控制系统，所述控制系统分别与第一电磁阀、第二电磁阀和压差传感器相连。

根据本发明的一个示例性实施例，所述检测装置还可以包括软包固定笼，所述软包固定笼用于容纳卷烟软包装且具有长方体形状，并且在检测期间被放置在模具内。所述软包固定笼包括：笼体，所述笼体具有顶部开口；和笼盖，所述笼盖在连接端部处连接到笼体的顶部且可相对于笼体打开和关闭，以露出或封闭顶部开口，其中笼盖和笼体的每一个侧壁均形成有多个孔洞。在检测卷烟软包装时通过将卷烟软包装放置在软包固定笼中，可避免卷烟软包装在检测期间发生变形，从而不会影响密封度检测的准确性。

优选地，笼盖可以通过铰链铰接在笼体的顶部。

优选地，笼盖在与连接端部相对的端部处可以具有从侧壁延伸出的卡合部，笼体在与卡合部相对应的位置处在侧壁上形成凹部以容纳卡合部，从而在关闭笼盖时形成卡扣固定以相对于笼体锁紧笼盖。

进一步地，多个孔洞中的每一个都可以具有规则形状。

根据本发明的第一实施例，多个盒体通孔可以为三个，所述三个盒体通孔分别形成在置物空腔的前侧壁、左侧壁和右侧壁上。

进一步地，第一电磁阀的所述一端、第二电磁阀的所述一端和压差传感器分别连接到三个盒体通孔中相应的一个盒体通孔。

根据本发明的第二实施例，多个盒体通孔为两个，所述两个盒体通孔分别形成在置物空腔的相对的两个侧壁上。

进一步地，第一电磁阀的所述一端通过气体管路连接到两个盒体通孔中的一个，第二电磁阀的所述一端通过三通接头连接到气体管路以与该盒体通孔相连接。压差传感器连接到两个盒体通孔中的另一个。

根据本发明的一个实施例，置物空腔在相对的两个侧壁上可以分别朝向外侧形成半圆形凹槽，以便于取出模具。

可选地，多个模具可以包括普通硬盒标准卷烟包装模具、普通硬盒细支烟包装模具、普通硬盒中支烟包装模具和罐装卷烟包装模具，其中每一个模具均在相对的两个侧壁上分别具有朝向外侧突出且与模腔连通的半圆形突出部，半圆形突出部在模具被放置在置物空腔内时被容纳在相应的半圆形凹槽内。普通硬盒标准卷烟包装模具、普通硬盒细支烟包装模具和普通硬盒中支烟包装模具中的每一个的模腔都具有长方体形状，并且分别具有与普通硬盒标准卷烟包装、普通硬盒细支烟包装和普通硬盒中支烟包装的尺寸相对应的尺寸，以分别用于容纳普通硬盒标准卷烟包装、普通硬盒细支烟包装和普通硬盒中支烟包装。罐装卷烟包装模具的模腔具有圆柱体形状，并且具有与罐装卷烟包装的尺寸相对应的尺寸以用于容纳罐装卷烟包装。

根据本发明的又一个实施例，盒体的上表面可以围绕置物空腔设置有密封圈，以便在关闭盖板进行检测期间保持置物空腔相对于盖板密封。

附图说明

本发明的上述及其它方面和特征将从以下结合附图对实施例的说明清楚呈现，其中：

图1为根据本发明的第一实施例的密封度检测装置的结构示意图；

图2为根据本发明的第二实施例的密封度检测装置的结构示意图；

图3以放大形式显示根据本发明的一个示例性实施例的软包固定笼的结构；

图4A为根据本发明的一个示例的普通硬盒标准卷烟包装模具的示意图；

图4B为根据本发明的另一个示例的普通硬盒细支烟包装模具的示意图；

图4C为根据本发明的又一个示例的普通硬盒中支烟包装模具的示意图；

图4D为根据本发明的另外一个示例的罐装卷烟包装模具的示意图；

图5A为根据达西定律模型对烟包样品检测曲线拟合获得的拟合曲线；

图5B为根据有效扩散理论模型对烟包样品检测曲线拟合获得的拟合曲线；以及

图5C为根据分子运动理论模型对烟包样品检测曲线拟合获得的拟合曲线。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的卷烟包装密封度检测装置进行进一步说明。

卷烟包装的密封度对卷烟的品质有重要的影响，因此需要提供卷烟包装密封度的准确检测。然而，现有的检测装置无法检测异形卷烟包装的密封度，并且对于软包卷烟的检测准确度较低。为了解决上述问题，根据本发明的用于检测卷烟包装密封度的装置可适用于检测具有各种包装形式的卷烟包装的密封度，并且能够提供较高的检测准确度。下面，将参照图1-4详细说明根据本发明的用于检测卷烟包装密封度的装置。

如图1中所示，根据本发明的检测装置包括盒体1、盖板2、多个模具、第一电磁阀3、第二电磁阀4、压差传感器5和控制系统(图中未示出)。具体地，盒体1具有从上表面凹入的置物空腔11，并且在置物空腔11的侧壁上形成有与外部相连通的多个盒体通孔以使空气进出置物空腔，从而调节置物空腔内的气压。盖板2连接到盒体1且可相对于盒体1打开和关闭，以在关闭时封闭置物空腔11。例如，盖板2可以通过铰链21铰接到盒体1。所述多个模具中的每一个均具有与置物空腔11的形状相对应的外部形状，以便在检测期间被放置在置物空腔内。置物空腔的容积可以比模具的体积略大，以保证模具能够顺利放入置物空腔内。所述多个模具中的每一个具有不同的结构以适用于不同包装类型的卷烟包装，从而在检测期间可用于容纳对应类型的待测烟包。模具的模腔容积可以比卷烟包装的体积略大，以保证卷烟包装能够顺利放入。模具的侧壁上具有每一个与所述多个盒体通孔中相对应的一个盒体通孔连通的多个模具通孔。第一电磁阀3的一端连接到一个盒体通孔、另一端连接负压系统，以便在检测期间将置物空腔内的气压迅速降到负压。第二电磁阀4的一端连接到一个盒体通孔、另一端与大气压相通。压差传感器5连接到一个盒体通孔，以用于实时感测置物空腔内的气压与大气压的压差。例如，第一电磁阀3、第二电磁阀4和压差传感器5均可以通过宝塔接头8和气体管路连接到盒体1。控制系统分别与第一电磁阀3、第二电磁阀4和压差传感器5相连，以控制第一电磁阀和第二电磁阀的开关，接收压差传感器感测到的压差并根据接收到的数据进行分析以获得密封度检测结果。

接下来，将说明根据本发明的检测装置检测卷烟包装的密封度的过程。首先，将待测烟包放置在相应的模具中。第一电磁阀保持关闭，打开第二电磁阀。打开盖板，将模具放置于盒体的置物空腔内，盖上盖板并锁定以保持密封，此时置物空腔内的气压与大气压相等。然后，关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀，使置物空腔内的气压迅速下降到一定的负压(与大气压相比)。一定时间后(例如，800ms～10s)，关闭第一电磁阀，启动压差传感器，连续记录置物空腔内的气压与大气压的差值，并将该差值传送到控制系统，直到置物空腔内的压力趋于稳定为止，从而获得烟包样品检测曲线。接着，控制系统分别基于以下三种不同的物理模型，对烟包样品检测曲线进行拟合：

(1)达西定律模型：

(2)有效扩散理论模型：

(3)分子运动理论模型：

其中，P_t为盒体外的测量压力(Pa)，p_t0为盒体外的初始测量压力(Pa)，p_e为盒体内外气压平衡时的最终测量压力(Pa)，P₀为盒体内的初始压力(1.01×10⁵Pa)，s为烟包的表面积(m²)，α为烟包的薄膜透气度(cm/min或CU)，V₁为烟包的外体积(m³)，t为时间(s)，L为有效距离(m)，k为有效扩散系数(m²/s)，K_B为玻尔兹曼常数(1.38×10^-23J/K)，T为理想气体的绝对温度(K)，m为空气的平均分子质量(29×1.67×10^-27Kg)，A为溢出孔面积(m²)。烟包的薄膜透气度α、有效扩散系数k和溢出孔面积A可以表征烟包的密封度。α越大，则烟包的薄膜透气度越好，即烟包的密封度越差；k越大，则烟包的气体扩散越容易，即密封度越差；A越大，则烟包的气体溢出孔面积越大，即密封度越差。

根据本发明的检测装置不需要对待测烟包进行打孔，因此可以在不破坏烟包的外观的前提下进行检测，从而在检测完成后可以回收使用已检测的卷烟产品，由此实现节能降耗。此外，在测量卷烟包装的密封度时，对于不同的卷烟包装，可以选择不同的模具，因此可以准确地检测具有各种包装形式的卷烟包装的密封度。

另外，在检测卷烟软包装的密封度时，卷烟软包装在受压情况下会发生变形，这进而会影响密封度检测的准确性。为了提高卷烟软包装检测的准确性，在检测过程中需要避免发生形变。为此，根据本发明一个示例性实施例，在对卷烟软包装的密封度进行检测时，需要将卷烟软包装放入软包固定笼中，然后将软包固定笼置于相应的模具中进行检测。

具体地，软包固定笼7具有长方体形状，并且在检测期间被放置在模具内，如图1中所示。软包固定笼7的内部尺寸与卷烟软包装的外部尺寸相对应，以用于容纳卷烟软包装。图3以放大形式显示了根据本发明的一个实施例的软包固定笼的结构。软包固定笼7包括笼体71和笼盖72，所述笼体具有顶部开口。笼盖72在连接端部处连接到笼体71的顶部，并且可相对于笼体71打开和关闭，以露出或封闭所述顶部开口。笼盖72和笼体71的每一个侧壁均形成有多个孔洞73。例如，孔洞73可以规则地分布在笼盖和笼体上，每一个孔洞73可以具有规则形状，例如正六边形，如图3中所示。由于笼盖72和笼体71上形成有多个孔洞，因此可以释放压力，同时笼体对于软包体积具有限制作用，从而保证检测时卷烟软包装不会发生形变而影响检测结果的准确性。软包固定笼7的孔隙率越大，对软包的影响越小，密封度检测的准确度越高。

可选地，笼盖可以通过铰链74铰接在笼体的顶部。另外，根据一个示例，笼盖在与所述连接端部相对的端部处具有从侧壁延伸出的卡合部75，笼体在与卡合部75相对应的位置处在侧壁上形成凹部76以容纳所述卡合部。当关闭笼盖72时，卡合部75插入凹部76中，从而形成卡扣固定，以便相对于笼体锁紧笼盖。

图1显示根据本发明的第一实施例的密封度检测装置的结构示意图。如图1中所示，在盒体1的置物空腔11的侧壁上形成有三个盒体通孔，例如，所述三个盒体通孔分别形成在置物空腔11的前侧壁、左侧壁和右侧壁上。为了便于显示，图1中仅示出形成在左侧壁上的盒体通孔12。在所述第一实施例中，第一电磁阀3的一端、第二电磁阀4的一端和压差传感器5分别连接到三个盒体通孔中相应的一个盒体通孔。例如，第一电磁阀3的一端可以连接到左侧盒体通孔12，第二电磁阀4的一端可以连接到前侧盒体通孔，压差传感器5可以连接到右侧盒体通孔，在此仅为示例性说明，而不旨在限制本发明。根据本发明，每一个模具的多个模具通孔中的每一个与多个盒体通孔中相对应的一个相连通。根据所述第一实施例，每一个模具形成有三个模具通孔，所述三个模具通孔分别形成在模具的三个侧壁上，并且当模具被放入置物空腔内时，每一个模具通孔分别位于与前侧盒体通孔、左侧盒体通孔和右侧盒体通孔相对应的位置处以与相对应的盒体通孔相连通。

接下来，将参照图2说明根据本发明的第二实施例的密封度检测装置的结构示意图，第二实施例中与第一实施例相同的部件以相同附图标记标示，并且在此将不再赘述。如图2中所示，在盒体1的置物空腔11的侧壁上形成有两个盒体通孔，所述两个盒体通孔分别形成在置物空腔的相对的两个侧壁上。例如，所述两个盒体通孔可以分别形成在置物空腔11的左侧壁和右侧壁上，如图2中所示。为了便于显示，图2中仅示出形成在左侧壁上的盒体通孔12＇。在第二实施例中，第一电磁阀3的一端通过气体管路连接到两个盒体通孔中的一个，例如，连接到左侧盒体通孔12＇。第二电磁阀4＇的一端通过三通接头9连接到所述气体管路以与第一电磁阀连接到的盒体通孔(例如，左侧盒体通孔12＇)相连接。压差传感器5可以连接到所述两个盒体通孔中的另一个，例如右侧盒体通孔。如前所述，每一个模具形成有三个模具通孔。根据所述第二实施例，当模具被放入置物空腔内时，模具的形成在相对侧壁上的两个模具通孔分别位于与两个盒体通孔相对应的位置处以与相对应的盒体通孔相连通。

根据本发明的一个示例性实施例，置物空腔11在相对的两个侧壁上可以分别朝向外侧形成半圆形凹槽13(如图1和2中所示)，以便于取出模具。根据本发明，对于不同包装形式的卷烟包装，检测装置将选择不同的模具。在此，将参照图4A-4D示例性地说明四个具有不同结构的模具。然而，本领域技术人员将会理解，模具的结构和数量将不限于此，而可以根据烟包的包装形式进行改变。

根据本发明，例如，多个模具可以包括普通硬盒标准卷烟包装模具(例如，如图1中所示，模具6)、普通硬盒细支烟包装模具、普通硬盒中支烟包装模具和罐装卷烟包装模具，其中每一个模具均在相对的两个侧壁上分别具有朝向外侧突出且与模腔连通的半圆形突出部，所述半圆形突出部在模具被放置在置物空腔内时被容纳在相应的半圆形凹槽13内。具体地，普通硬盒标准卷烟包装模具(如图4A中所示)、普通硬盒细支烟包装模具(如图4B中所示)和普通硬盒中支烟包装模具(如图4C中所示)中的每一个的模腔都具有长方体形状，并且分别具有与普通硬盒标准卷烟包装、普通硬盒细支烟包装和普通硬盒中支烟包装的尺寸相对应的尺寸，以分别用于容纳普通硬盒标准卷烟包装、普通硬盒细支烟包装和普通硬盒中支烟包装。从图4A-4C中可以清楚显示，普通硬盒细支烟包装模具的模腔高度小于普通硬盒标准卷烟包装模具的模腔高度，普通硬盒中支烟包装的模腔长度小于普通硬盒标准卷烟包装模具的长度。另外，如图4D中所示，罐装卷烟包装模具的模腔具有圆柱体形状，并且具有与罐装卷烟包装的尺寸相对应的尺寸以用于容纳罐装卷烟包装。根据一个示例，例如，模具的一个通孔可以形成在一个半圆形突出部上，以与前部盒体通孔相连通。在此要说明的是，以上几种模具仅为示例性说明，而不旨在限制本发明。本领域技术人员根据以上所述可以理解，对于本发明的检测装置，模具还可以包括用于容纳新型加热不燃烧卷烟普通硬盒包装以及其他非常规尺寸的卷烟包装的模具且模具具有相应的结构和尺寸。根据本发明，每一个模具具有相同的外部尺寸和形状，以适配于置物空腔内，而每一个模具的模腔的形状和尺寸不同，以适用于容纳不同类型的烟包。这样，对于本发明的检测装置，可以适用于检测不同类型的烟包的密封度并可提供较高的检测准确度。

另外可选地，在一个示例中，盒体1的上表面围绕置物空腔11可以设置有密封圈14，以便在关闭盖板2进行检测期间保持置物空腔相对于盖板密封。

尽管对本发明的示例性实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的保护范围在权利要求书及其等效形式中进行了限定。

Claims (12)

1.一种用于检测卷烟包装密封度的装置，包括：

盒体，所述盒体具有从上表面凹入的置物空腔，并且在所述置物空腔的侧壁上形成有与外部相连通的多个盒体通孔；

盖板，所述盖板连接到所述盒体并能够相对于所述盒体打开和关闭，以在关闭时封闭所述置物空腔；

多个模具，所述多个模具中的每一个均具有与所述置物空腔的形状相对应的外部形状，以便在检测期间被放置在所述置物空腔内，所述多个模具中的每一个具有不同的结构以用于容纳不同类型的待测烟包，并且在所述模具的侧壁上具有每一个与所述多个盒体通孔中相对应的一个盒体通孔相连通的多个模具通孔；

第一电磁阀，所述第一电磁阀的一端连接到所述多个盒体通孔中的一个、另一端连接负压系统；

第二电磁阀，所述第二电磁阀的一端连接到所述盒体通孔中的一个、另一端与大气压相通；

压差传感器，所述压差传感器连接到所述盒体通孔中的一个；和

控制系统，所述控制系统分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述压差传感器相连。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：

软包固定笼，所述软包固定笼用于容纳卷烟软包装且具有长方体形状，并且在检测期间被放置在所述模具内，所述软包固定笼包括：

笼体，所述笼体具有顶部开口；和

笼盖，所述笼盖在连接端部处连接到所述笼体的顶部且能够相对于所述笼体打开和关闭，以露出或封闭所述顶部开口，

其中，所述笼盖和所述笼体的每一个侧壁均形成有多个孔洞。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述笼盖通过铰链铰接在所述笼体的顶部。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述笼盖在与所述连接端部相对的端部处具有从侧壁延伸出的卡合部，所述笼体在与所述卡合部相对应的位置处在侧壁上形成凹部以容纳所述卡合部，从而在关闭所述笼盖时形成卡扣固定以相对于所述笼体锁紧所述笼盖。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个孔洞中的每一个都具有规则形状。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个盒体通孔为三个，所述三个盒体通孔分别形成在所述置物空腔的前侧壁、左侧壁和右侧壁上。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一电磁阀的所述一端、所述第二电磁阀的所述一端和所述压差传感器分别连接到所述三个盒体通孔中相应的一个盒体通孔。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个盒体通孔为两个，所述两个盒体通孔分别形成在所述置物空腔的相对的两个侧壁上。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：

所述第一电磁阀的所述一端通过气体管路连接到所述两个盒体通孔中的一个，所述第二电磁阀的所述一端通过三通接头连接到所述气体管路以与该盒体通孔相连接；以及

所述压差传感器连接到所述两个盒体通孔中的另一个。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述置物空腔在相对的两个侧壁上分别朝向外侧形成半圆形凹槽，以便于取出所述模具。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述多个模具包括普通硬盒标准卷烟包装模具、普通硬盒细支烟包装模具、普通硬盒中支烟包装模具和罐装卷烟包装模具，其中每一个模具均在相对的两个侧壁上分别具有朝向外侧突出且与模腔连通的半圆形突出部，所述半圆形突出部在所述模具被放置在所述置物空腔内时被容纳在相应的所述半圆形凹槽内，其中：

所述普通硬盒标准卷烟包装模具、所述普通硬盒细支烟包装模具和所述普通硬盒中支烟包装模具中的每一个的模腔都具有长方体形状，并且分别具有与普通硬盒标准卷烟包装、普通硬盒细支烟包装和普通硬盒中支烟包装的尺寸相对应的尺寸，以分别用于容纳普通硬盒标准卷烟包装、普通硬盒细支烟包装和普通硬盒中支烟包装；以及

所述罐装卷烟包装模具的模腔具有圆柱体形状，并且具有与罐装卷烟包装的尺寸相对应的尺寸以用于容纳罐装卷烟包装。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述盒体的上表面围绕所述置物空腔设置有密封圈，以便在关闭所述盖板进行检测期间保持所述置物空腔相对于所述盖板密封。

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