CN111796052A - 一种移动式加热卷烟纸管的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种移动式加热卷烟纸管的装置，其包括基座(1)、转向组件(2)和升降组件(3)；转向组件(2)包括转向滚筒(21)和驱动其转动的转向驱动电机(22)；转向滚筒(21)上具有多个卷烟夹持器(25)，卷烟夹持器(25)一端固定卷烟；升降组件(3)包括升降板(31)和与驱动其上下运动升降驱动电机(22)；升降板(31)上固定有加热棒(33)；加热棒(33)在升降板(31)带动下在卷烟的纸管中上下移动。本发明通过单独对卷烟纸管进行加热，考察卷烟纸管成分在燃烧时的性能，从而更针对性的对卷烟纸管成分进行改进。进一步的，本发明真实模拟卷烟抽吸过程中发热源从远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动的过程，测量结果真实、准确。

Description

一种移动式加热卷烟纸管的装置及方法

技术领域

本发明属于属于卷烟技术领域，具体涉及一种移动式加热卷烟纸管的装置及方法。

背景技术

卷烟纸管成分对于卷烟燃烧后烟灰白度、灰柱致密性、灰柱成分结构等性能有很关键的影响，纸管成分略有不同时，纸管燃烧后烟灰性能差别可能就很明显，而烟灰性能的差别也间接影响抽吸者的抽吸体验，所以说测试纸管的燃烧性能，再针对性对纸管成分进行调整，以提高烟灰的性能非常有必要。

但是如果直接以卷烟作为测试样品，一方面是，烟草成分的复杂性对于卷烟燃烧后的烟灰影响很大，卷烟燃烧后，烟灰白度的测试结果不知道是由于烟草成分造成的，还是纸管成分造成的；另一方面，即便是同一批卷烟，由于烟草混合过程中的影响，不同支卷烟样品，烟草成分略有差别，这导致不同卷烟样品燃烧后对于烟灰的测试结果之间可对比性差。

因此，单独考察卷烟纸管的燃烧性能非常有必要。但是如果直接采用点燃纸管后，纸管自燃的方式进行考察，该测试结果根本不具有实际参考价值，原因在于：真实具有烟草的卷烟燃烧时燃烧锥的温度在850℃左右，而点燃纸管后，纸管自燃的温度在200℃左右，该温度远小于真实具有烟草的卷烟燃烧时燃烧锥的温度，这就导致，一方面是测试温度和真实燃烧温度不一致，更主要的是点燃纸管，燃烧后得到的是黑色粉末，并不是像真实卷烟燃烧后的烟灰颜色一样，对于考察纸管燃烧后的烟灰白度、灰柱致密性、灰柱成分结构等性能没有任何参考意义，这是因为温度在200℃左右是，纸管燃烧碳化。基于此，进一步想到采用马弗炉对卷烟纸进行高温碳化检测，但是其存在以下问题：1、进样前需要单独采用其他装置除掉烟草和过滤嘴，步骤繁琐；2、卷烟直接放置到容器内在马弗炉中检测，不便于观察检测过程中，纸管碳化状态，且检测后很难保持烟管燃烧正常形态，以用于卷烟正常燃烧时灰柱白度、灰柱致密性等相关指标的检测；3、马弗炉需要过程升温，不能较好地模拟卷烟正常碳化过程以及碳化时的温度场，导致灰柱白度、灰柱致密性、灰柱成分结构等检测结果存在较大差异。

综上所述，设计一种可以真实模拟卷烟抽吸中，纸管燃烧状态的装置以及利用该装置开发测试纸管燃烧性能的方法，对于卷烟领域纸管燃烧性能的研究非常重要。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容

本发明第一方面提供一种移动式加热卷烟纸管的装置，其包括基座1、转向组件2和升降组件3；

所述转向组件2包括转向滚筒21和与其连接的转向驱动电机22；所述转向驱动电机22驱动所述转向滚筒21转动；所述转向滚筒21上具有多个卷烟夹持器25，所述卷烟夹持器25一端通过固定所述卷烟过滤嘴固定所述卷烟，另一端连接至所述转向滚筒21上；所述转向滚筒21内部具有通气管道23，其一端与所述转向滚筒21上的吹气阀24连接，另一端与所述卷烟夹持器25气流连通，打开所述吹气阀24，环境空气可依次通过所述吹气阀24、所述通气管道23、所述卷烟夹持器25进入所述卷烟内部；

所述升降组件3包括升降板31和与其连接的升降驱动电机22；所述升降驱动电机32驱动所述升降板31上下运动；所述升降板31上固定有加热棒33，所述加热棒33靠近所述转动组件2的头部端具有发热芯331；所述加热棒33在所述升降板31带动下在固定于所述卷烟夹持器25一端的卷烟的纸管中上下移动，所述发热芯331可加热卷烟纸管不同位置；

所述转向组件2通过第一支撑立柱11固定与所述基座1上；所述升降组件 3通过第二支撑立柱12固定与所述基座1上。

优选地，所述基座1上放置有烟草收集盒13，其位于所述转向滚筒21下方。

优选地，所述加热棒33外径与所述卷烟的纸管内径匹配。此处，所述加热棒33外径应该略小于所述卷烟的纸管内径，以便保证所述加热棒33可以在卷烟纸管内部和外侧移动。

优选地，卷烟夹持器25包括卷烟夹持器本体251、压紧圈252和旋压螺母 253，卷烟夹持器本体251内部为空心结构，允许气流通过，卷烟夹持器本体251 内部分为气流通道254和卷烟容纳腔255，卷烟夹持器本体251一端设有与转向滚筒22连接的螺纹，另一端设有开槽锥螺纹；压紧圈252置于卷烟容纳腔255 内，压紧圈252内圈直径根据卷烟直径选择，压紧圈252外圈与卷烟容纳腔255 匹配；旋压螺母253与卷烟夹持器本体251的开槽锥螺纹连接，通过拧紧旋压螺母253，卷烟夹持器本体251上的开槽锥螺纹变形带动压紧圈252收缩，进而夹紧卷烟。

其中，每个所述卷烟夹持器25的气流通道254均连通至通风管道23。吹气阀24打开利用压缩空气或者吹风将卷烟内的烟丝排除，具体的为：吹气阀24 打开，将外界空气引入通风管道23，进而通过气流通道254、卷烟容纳腔255 中卷烟的过滤嘴，将将卷烟内的烟丝排除，制成空管。

优选地，所述装置具有两种状态，第一种状态为准备状态：所述卷烟夹持器 25固定卷烟一端背向所述加热棒33，打开吹气阀24，与所述吹气阀24连接的鼓风机将环境中空气吹入所述通风管道23中，进而通过所述卷烟夹持器25将卷烟中烟草吹出，得到卷烟纸管；第二种状态为加热状态：所述卷烟夹持器25固定卷烟一端面向所述加热棒33，所述升降驱动电机22驱动所述升降板31带动所述加热棒33向下运动，使所述所述发热芯331逐步从卷烟纸管远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动。

优选地，所述加热棒33的材质为陶瓷或者金属合金。

优选地，所述发热芯331的材质选自电阻丝。

其中，所述加热棒33和所述发热芯331的材质并不限定于上述材料，现有技术中市用的可以对烟支纸管加热，且可承受1200℃温度的材料均可以，所述加热棒33和所述发热芯331材质的选择可以借鉴现有技术中加热不燃烧卷烟烟具中的加热棒。

本发明第二方面提供一种移动式加热卷烟纸管的方法，使用所述移动式加热卷烟纸管的装置，包括以下步骤：

(1)将卷烟通过所述卷烟夹持器25固定到所述转向滚筒21上，所述卷烟夹持器25固定所述卷烟过滤嘴一端

(2)控制所述转向驱动电机22驱动所述转向滚筒21转动，使所述卷烟夹持器25固定卷烟一端背向所述加热棒33；

(3)打开吹气阀24，与所述吹气阀24连接的鼓风机将环境中空气吹入所述通风管道23中，进而通过所述卷烟夹持器25将卷烟中烟草吹出，得到内部没有烟草的卷烟纸管；

(4)控制所述转向驱动电机22驱动所述转向滚筒21转动，所述卷烟夹持器25固定卷烟一端面向所述加热棒33；

(5)控制所述升降驱动电机22驱动所述升降板31带动所述加热棒33向下运动，使所述所述发热芯331逐步从卷烟纸管远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动；

其中步骤(5)中控制所述发热芯331加热所述卷烟纸管。

优选地，步骤(5)中发热芯331的温度根据正常卷烟燃烧温度，可以设定在500-1200℃范围内可调；所述加热棒33向下运动的速度不低于待测卷烟纸管正常燃烧时的速度，更优选地，略大于待测烟管正常燃烧时的速度，以保证烟管一直发热芯331加热下进行燃烧，避免烟管自行向下燃烧。卷烟纸管静燃的速度即单独卷烟纸管正常自身燃烧的速度。

所述加热棒33通过外界程序设置其头部发热芯331升温程序，其内部可具有热电偶，可以实时将发热芯331的温度反馈到显示屏上，工作人员可根据反馈的温度实时的调节发热芯331的温度。

优选地，本发明移动式加热卷烟纸管的装置上部设有防护罩4，防护罩包含有可以自由开闭的防护门41，防护罩4顶部设有排气口42，用于排除测试过程中产生的烟雾。

本实施例中，虽然针对性对纸管成分进行改进后，将其应用于真实卷烟时，烟草成分还会对卷烟燃烧后的烟灰色度造成一定影响，但是本发明装置可以先针对性的对纸管成分进行考察和调整。

本发明所述的烟管即所述的卷烟纸管。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明设计了一种移动式加热卷烟纸管的装置，通过单独对卷烟纸管进行加热，考察卷烟纸管成分在燃烧时的性能，从而更针对性的对卷烟纸管成分进行改进，避免考察卷烟纸管燃烧性能时卷烟内部烟草燃烧的影响。

2、本发明移动式加热卷烟纸管的装置，具有转向组件2，其通过转向驱动电机22驱动所述转向滚筒21带动所述卷烟转动，本发明要测试的样品是实际应用中的卷烟，并非工厂中未装填烟草的卷烟纸管，所以本装置首要是得到内部没有烟草的卷烟纸管，进而是对卷烟纸管进行加热，考察其燃烧性能。本发明所述卷烟的烟草端朝向是可以转动的，既可以实现去除烟草的工作，又可以满足对卷烟纸管进行加热的要求。

3、本发明移动式加热卷烟纸管的装置，设置了吹气阀24，其一端通过所述转向滚筒21内部的通风管道23与所述转向滚筒21上的卷烟夹持器25气流连通，另一端又与外界的鼓风机通过，通过其将环境空气吹入通风管道23，进而通过卷烟夹持器25、卷烟过滤嘴将卷烟内部烟草吹出纸管，得到内部没有烟草的卷烟纸管。

4、本发明移动式加热卷烟纸管的装置，卷烟夹持器25一方面可以固定卷烟，更主要的是，在吹出烟草过程中，保证卷烟依然固定于所述转向滚筒21上，不受吹起的影响。

5、本发明移动式加热卷烟纸管的装置，控制所述升降驱动电机22驱动所述升降板31带动所述加热棒33向下运动，使所述加热棒33进入所述卷烟纸管中，并逐步向卷烟过滤嘴一端移动。真实模拟卷烟抽吸过程中发热源从远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动的过程，相对于卷烟纸管静态燃烧，本发明测量结果更真实、更准确。

6、在本发明优选地实施方案中，本发明发热芯331的温度在500-1200℃范围内可调，更接近于真实具有烟草的卷烟燃烧时燃烧锥的温度，真实模拟卷烟燃烧时卷烟纸管的燃烧效果，避免了直接点燃内部没有烟草的纸管时，由于点燃纸管后，纸管自燃的温度达不到真实具有烟草的卷烟燃烧时燃烧锥的温度，而造成的纸管碳化问题，点燃纸管后，纸管自燃跟直接点燃纸的效果一致，然后后得到黑色的粉末，对于考察纸管燃烧后的烟灰白度、灰柱致密性、灰柱成分结构等性能没有任何参考意义。

7、在本发明优选地实施方案中，本发明加热棒33向下运动的速度不低于待测烟管正常燃烧时的速度，该速度可以通过控制所述升降驱动电机22进行调节。同时，还可以进一步对下降速度进行分段式设置，及下降速度不一致，可以更加真实的模拟真实抽吸过程中，抽吸时和静燃时纸管燃烧速度不一致的问题。

附图说明

图1是本发明移动式加热卷烟纸管的装置处于加热状态时的结构示意图；

图2是本发明移动式加热卷烟纸管的装置处于准备状态时的结构示意图；

图3是本发明移动式加热卷烟纸管的装置的转向组件2的结构示意图；

图4是本发明移动式加热卷烟纸管的装置的卷烟夹持器25的结构示意图；

图5是本发明移动式加热卷烟纸管的装置俯视图；

附图标记说明：1-基座，2-转向组件，3-升降组件，4-防护罩，5-卷烟，11- 第一支撑立柱，12-第二支撑立柱，13-烟草收集盒，21-转向滚筒，22-转向驱动电机，23-通风管道，24-吹气阀，25-卷烟夹持器，31-升降板，32-升降驱动电机， 33-加热棒，41-防护门，42-排气口，251-卷烟夹持器本体，252-压紧圈，253-旋雅螺母，331-发热芯。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例采用本发明的移动式加热卷烟纸管装置对不同卷烟样品卷烟纸管燃烧后的烟灰色度进行测试，具体包括以下步骤：

(1)将卷烟通过所述卷烟夹持器25固定到所述转向滚筒21上，所述卷烟夹持器25固定所述卷烟过滤嘴一端

(2)控制所述转向驱动电机22驱动所述转向滚筒21转动，使所述卷烟夹持器25固定卷烟一端背向所述加热棒33；

(3)打开吹气阀24，与所述吹气阀24连接的鼓风机将环境中空气吹入所述通风管道23中，进而通过所述卷烟夹持器25将卷烟中烟草吹出，得到内部没有烟草的卷烟纸管；

(4)控制所述转向驱动电机22驱动所述转向滚筒21转动，所述卷烟夹持器25固定卷烟一端面向所述加热棒33；

(5)控制所述升降驱动电机22驱动所述升降板31带动所述加热棒33向下运动，使所述所述发热芯331逐步从卷烟纸管远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动；

其中步骤(5)中控制所述发热芯331加热所述卷烟纸管。步骤(5)中发热芯331的温度分别为800℃和900℃；所述加热棒33向下运动的速度分别大于空烟管直接点燃的燃烧平均速度，空烟管燃烧平均速度是通过对5支空烟管进行点燃碳化后计算出的平均值。具体检测结果如表1所示。

表1卷烟样品空烟管加热实验检测结果

不同检测条件下，卷烟样品及相应的烟管样品检测图像如表2所示。

表2卷烟样品各条件下燃烧检测图像及灰度值

通过对含有烟草的烟支静燃，烟管直接点燃，使用本装置将烟管在800℃和 900℃下燃烧等四种条件下图像灰度值进行计算对比，烟管在900℃燃烧条件下灰度值与正常烟支静燃后灰度值相近。本实施例以烟灰白度指标为例说明，本方法与含有烟草的烟支静然条件的接近程度，本方法同样也适用于对灰柱致密性、灰柱成分结构等烟管燃烧性能的考察。

可见，本方法可用于模拟卷烟烟管在含烟丝条件下的高温燃烧状态，脱离烟丝复杂因素干扰，模拟实现卷烟纸燃烧性能对烟支的影响因素研究，对卷烟开发和质量改进具有指导意义。

Claims (10)

1.一种移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，其包括基座(1)、转向组件(2)和升降组件(3)；

所述转向组件(2)包括转向滚筒(21)和与其连接的转向驱动电机(22)；所述转向驱动电机(22)驱动所述转向滚筒(21)转动；所述转向滚筒(21)上具有多个卷烟夹持器(25)，其一端通过固定所述卷烟过滤嘴固定所述卷烟，另一端连接至所述转向滚筒(21)上；所述转向滚筒(21)内部具有通气管道(23)，其一端与所述转向滚筒(21)上的吹气阀(24)连接，另一端与所述卷烟夹持器(25)气流连通，打开所述吹气阀(24)，环境空气可依次通过所述吹气阀(24)、所述通气管道(23)、所述卷烟夹持器(25)进入所述卷烟内部；

所述升降组件(3)包括升降板(31)和与其连接的升降驱动电机(22)；所述升降驱动电机(32)驱动所述升降板(31)上下运动；所述升降板(31)上固定有加热棒(33)，所述加热棒(33)靠近所述转动组件(2)的头部端具有发热芯(331)；所述加热棒(33)在所述升降板(31)带动下在卷烟的纸管中上下移动；

所述转向组件(2)通过第一支撑立柱(11)固定与所述基座(1)上；所述升降组件(3)通过第二支撑立柱(12)固定与所述基座(1)上。

2.根据权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，所述基座(1)上放置有烟草收集盒(13)，其位于所述转向滚筒(21)下方。

3.根据权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，所述加热棒(33)外径与所述卷烟的纸管内径匹配。

4.根据权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，卷烟夹持器(25)包括卷烟夹持器本体(251)、压紧圈(252)和旋压螺母(253)；所述卷烟夹持器本体(251)内部为空心结构，允许气流通过，所述卷烟夹持器本体(251)内部分为气流通道(254)和卷烟容纳腔(255)；所述卷烟夹持器本体(251)一端设有与所述转向滚筒(22)连接的螺纹，另一端设有开槽锥螺纹；所述压紧圈(252)置于所述卷烟容纳腔(255)内，所述压紧圈(252)内圈直径根据卷烟外径选择，所述压紧圈(252)外圈与所述卷烟容纳腔(255)匹配；所述旋压螺母(253)与所述卷烟夹持器本体(251)的开槽锥螺纹连接，通过拧紧所述旋压螺母(253)，所述卷烟夹持器本体(251)上的开槽锥螺纹变形带动所述压紧圈(252)收缩，进而夹紧卷烟。

5.根据权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，所述装置具有两种状态，第一种状态为准备状态：所述卷烟夹持器(25)固定卷烟一端背向所述加热棒(33)，打开吹气阀(24)，与所述吹气阀(24)连接的鼓风机将环境中空气吹入所述通风管道(23)中，进而通过所述卷烟夹持器(25)将卷烟中烟草吹出，得到卷烟纸管；第二种状态为加热状态：所述卷烟夹持器(25)固定卷烟一端面向所述加热棒(33)，所述升降驱动电机(22)驱动所述升降板(31)带动所述加热棒(33)向下运动，使所述所述发热芯(331)逐步从卷烟纸管远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动。

6.根据权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，所述加热棒(33)的材质为陶瓷或者金属。

7.根据权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，其特征在于，所述发热芯(331)的材质选自电阻丝。

8.一种移动式加热卷烟纸管的方法，其特征在于，使用权利要求1所述的移动式加热卷烟纸管的装置，包括以下步骤：

(1)将卷烟通过所述卷烟夹持器(25)固定到所述转向滚筒(21)上，所述卷烟夹持器(25)固定所述卷烟过滤嘴一端

(2)控制所述转向驱动电机(22)驱动所述转向滚筒(21)转动，使所述卷烟夹持器(25)固定卷烟一端背向所述加热棒(33)；

(3)打开吹气阀(24)，与所述吹气阀(24)连接的鼓风机将环境中空气吹入所述通风管道(23)中，进而通过所述卷烟夹持器(25)将卷烟中烟草吹出，得到内部没有烟草的卷烟纸管；

(4)控制所述转向驱动电机(22)驱动所述转向滚筒(21)转动，所述卷烟夹持器(25)固定卷烟一端面向所述加热棒(33)；

(5)控制所述升降驱动电机(22)驱动所述升降板(31)带动所述加热棒(33)向下运动，使所述所述发热芯(331)逐步从卷烟纸管远离过滤嘴一端向靠近过滤嘴一端移动；

其中步骤(5)中控制所述发热芯(331)加热所述卷烟纸管。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(5)中发热芯(331)的温度在500-1200℃范围间。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述加热棒(33)向下运动的速度不低于待测卷烟纸管静燃时的速度。

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