CN208872577U - 一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置 - Google Patents

Abstract

一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置，该装置包括一水平设置的管道及设在其两端的风机和风阀，在管道中至少设置一组调节单元，所述调节单元包括样品槽、温湿度传感器和风速仪，样品槽通过垂直下穿管壁的支杆与固定在天平上的底板相连接，温湿度传感器和风速仪的探头位置在样品槽附近，温湿度传感器、风速仪及称量天平均与计算机处理系统相连；在位于样品槽上方的管道壁上开设有用于取放样品的天窗。利用上述装置可通过吸风方式在管道内产生稳定气流，调整风阀开口调整管道内的风速，使卷烟样品处于特定风速的恒温恒湿环境中，称量天平实时称取样品质量并传输至计算机，计算机自动计算并判断样品是否达到平衡。

Description

一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置

技术领域

本实用新型涉及一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置，适用于特殊卷烟样品（比如高含水率卷烟、低含水率卷烟）在分析检测前的平衡，也可用于研究风速对样品调节的影响。

背景技术

按国家标准GB/T 16447-2004/ISO 3402:1999《烟草及烟草制品 调节和测试的大气环境》的规定，开展卷烟分析检测前均需对样品进行调节。该标准规定的调节环境为温度（22±1）℃、相对湿度60%±3%，当样品质量在3h以内变化率不大于0.2%时，则认为已达到平衡。

在实际工作中，卷烟样品的调节基本上都在恒温恒湿实验室或调节箱中进行，极少数在装有饱和盐溶液的密闭容器中进行。恒温恒湿实验室、调节箱及饱和盐溶液的密闭容器都能满足常规市售卷烟在散装状态下的调节需求，即在（温度22±1℃、相对湿度60%±3%）环境中，48小时内均能达到平衡状态。

装有饱和盐溶液的密闭容器内空气几乎不流通，恒温恒湿实验室内样品周围空气流速也接近于零。

尽管调节箱内存在强制气流，但一般情况下，调节箱内不同位置风速不均匀，且有些位置风速接近于零。

高含水率、低含水率或密集堆放等特殊卷烟样品在恒温恒湿实验室、调节箱及饱和盐溶液的密闭容器中，48h内可能达不到平衡状态，需按GB/T 16447-2004/ISO 3402:1999规定每隔3h取出称重以验证是否达到平衡，不仅费时费力，而且在取拿卷烟并称重过程中易造成卷烟端部烟丝掉落，引起卷烟是否达到平衡的误判。

对高含水率、低含水率或密集堆放等特殊卷烟样品开展检测时，在确保样品达到平衡的前提下尽可能缩短调节时间在应急检测时非常重要。目前使用的恒温恒湿实验室、调节箱或装有饱和盐溶液的密闭容器均不能达到缩短调节时间的要求，因此不能满足紧急检测时样品调节的需求。

实用新型内容

本实用新型正是基于上述现状而专门设计的一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置，通过调节并控制卷烟样品周围的风速，营造不同风速的恒温恒湿调节环境，不仅能满足特殊样品（比如高含水率样品、低含水率样品、密集堆放样品等）的调节需求，还能缩短调节时间。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置，包括一水平设置的管道及分别设在管道两端的风机和风阀，在管道中至少设置一组调节单元，所述调节单元包括样品槽、温湿度传感器和风速仪，样品槽通过垂直下穿管壁的支杆与固定在管道外下方称量天平上的底板相连接，且样品槽和支杆均与管道壁之间互不接触；温湿度传感器和风速仪的探头位置在样品槽附近，温湿度传感器、风速仪及称量天平均通过有线传输或无线传输方式传递给计算机处理系统；在位于样品槽上方的管道壁上开设有用于取放样品的天窗。

所述管道由透明或半透明材质构成，内径和长度不限，通过支架固定。

所述称量天平为电子天平。

所述风机的转速可在0m/s~10.0m/s范围内调整；所述风阀开口可在全闭至全开范围内调整。

支杆与管壁之间的间隙由柔性材料密封。

所述调节单元可为多组，每组之间彼此独立，其中的样品槽、天平、温湿度传感器、风速仪及开口处一一对应。

利用上述装置可对卷烟含水率进行调节，首先通过风机以吸风的方式在管道内产生稳定气流，调整风阀开口调整管道内的风速，使卷烟样品处于特定风速的恒温恒湿环境中，称量天平实时称取卷烟样品的质量并传输至计算机，计算机自动计算并判断样品是否达到平衡。

具体步骤如下：

（1）所述装置的工作环境条件：温度为（22±1）℃、相对湿度为（60%±3%）的恒温恒湿实验室；

（2）打开管道天窗，把一定数量（10支—100支）的卷烟样品（通常为20支）放到样品槽，摆放整齐，然后关闭天窗；

（3）天平称取样品质量，记作m₀；

（4）打开风机，在0m/s~10.0m/s范围内调整风机的转速；调整风阀的开口面积，使风速仪的读数在设定范围内；

（4）按设计好的程序，风机每运行1h就自动停止转动，停止时间可在30s-90s范围内调节；天平稳定后称取样品的重量并传递给计算机，由计算机记录，分别记作m_i；

（5）停机时间结束后，风机再次启动，重复步骤（4）；

（6）计算机记录并计算三小时内卷烟样品的质量变动情况，即计算(m_i-m_i-3)/m_i-3，其中i≥3；若变化率小于0.2%，表明样品已经达到平衡，即可提醒实验人员取出已经达到平衡的样品。

本实用新型的最大特点是结构简单、实用性强、成本低，可满足不同含水率样品的调节要求，也可加快样品调节速度，从而缩短样品调节所需的时间，还适用于研究风速对样品调节的影响。

本实用新型具有如下优点：

1．本实用新型结构简单，实用性强，营造不同风速的恒温恒湿环境，可实现样品周围风速的调整并控制；

2．本实用新型可满足不同含水率样品及密集堆放样品的快速调节需求；

3．本实用新型可加快样品调节速度，缩短样品调节所需的时间；

4．本实用新型全自动检测样品质量，避免了取样、称量等操作造成卷烟端部烟丝掉落引起的平衡误判；

5．本实用新型适用于研究不同风速对样品调节的影响。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图，

图2为样品槽、支杆、底板等部位的局部放大图，

图中：1--管道；2--风机；3—风阀；4—天平；5—卷烟样品；6--温湿度传感器；7—风速仪；8—支架； 9—天窗；10—样品槽； 11—支杆；12—底板； 13—密封孔 。

具体实施方式

本实用新型以下结合附图实施例做进一步描述：

如图1、2所示：一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置，包括一水平设置的管道1及分别设在管道两端的风机2和风阀3，在管道1中至少设置一组调节单元，所述调节单元包括样品槽10、温湿度传感器6和风速仪7，样品槽10通过垂直下穿管壁的支杆11与固定在管道外下方称量天平4上的底板12相连接，且样品槽10和支杆11均与管道壁之间互不接触；温湿度传感器6和风速仪7的探头位置在样品槽10附近，温湿度传感器6、风速仪7及称量天平4均通过有线传输或无线传输方式传递给计算机处理系统；在位于样品槽10上方的管道壁上开设有用于取放样品的天窗9。

所述管道1由透明或半透明材质构成，内径和长度不限，通过支架8固定。

所述称量天平4为电子天平。

所述风机2的转速可在0m/s~10.0m/s范围内调整；所述风阀3开口可在全闭至全开范围内调整。

支杆11与管壁之间的间隙由柔性材料密封。

所述调节单元可为多组，每组之间彼此独立，其中的样品槽、天平、温湿度传感器、风速仪及开口处一一对应。

本实用新型更具体的说：包括管道1、风机2、风阀3、天平4、样品槽10、支杆11、底板12、密封孔13、支架8、温湿度传感器6及风速仪7；管道1固定在两个支架8上，支架高度可调，以便保证管道的水平；管道的两端分别装有风阀3和风机2，风机转动后管道内产生稳定的气流，气流方向为从风阀端流向风机端；通过调整风机的转速改变管道内的空气流速，同时通过调整风阀的开口面积对管道3内气流速度进行微调。

样品槽位于管道内，与管道内壁不接触，通过支杆与管道外的底板相连，底板固定在天平的称量盘位置；管道设有密封孔用于穿装样品槽的支杆，保证支杆与管道不接触；天平可实时称取样品槽上卷烟样品的质量并传输至计算机；样品槽的上方或前侧方管道上设有天窗，用于取放样品，测试过程中天窗封闭；密封孔用柔性材料填充，保证管道与支杆之间的密封。

温湿度传感器和风速仪的探头安装在样品槽附近，测试过程中读取样品周围的温湿度和气流速度。

本实用新型的工作过程：

一、用于样品平衡

（1）本装置的工作环境条件：温度为（22±1）℃、相对湿度为（60%±3%）的恒温恒湿实验室；

（2）打开管道天窗，把一定数量（10支—100支）的卷烟样品（通常为20支）放到样品槽上，摆放整齐，然后关闭天窗；

（3）天平称取样品质量，记作m₀；

（4）打开风机，在0m/s~10.0m/s范围内调整风机的转速；调整风阀的开口面积，使风速仪的读数在（设定值±5%）范围内；

（4）按设计好的程序，风机每运行1h就自动停止转动，停止时间可在30s-90s范围内调节。天平稳定后称取样品的重量并传递给计算机，由计算机记录，分别记作m_i；

（5）停机时间结束后，风机再次启动，重复步骤（4）。

（6）计算机记录并计算三小时内卷烟样品的质量变动情况，即计算(m_i-m_i-3)/m_i-3【备注：i≧3】。若变化率小于0.2%，表明样品已经达到平衡。即可提醒实验人员取出已经达到平衡的样品。

二、用于研究风速对样品含水率的影响

本实用新型还可以适用于研究风速对样品调节的影响。

步骤如下：

（1）本装置的工作环境条件：温度为（22±1）℃、相对湿度为（60%±3%）的恒温恒湿实验室；

（2）打开管道天窗，把从某批次样品中随机抽取的一定数量（10支—100支）的卷烟样品（通常为20支）整齐摆放在样品槽上，记作1#样品，然后关闭天窗；

（3）天平称取样品质量，记作m₀；

（4）打开风机，在0m/s~10.0m/s范围内调整风机的转速，风速设定值记作V₁；调整风阀的开口面积，使风速仪的读数在[（V₁±5%）]范围内；

（5）按设计好的程序，风机每运行1h就自动停止转动，停止时间可在30s-90s范围内调。天平稳定后称取样品的重量并传递给计算机，由计算机记录，分别记作m_i；

（6）停机时间结束后，风机再次启动，重复步骤（4）；

（7）计算机记录并计算三小时内卷烟样品的质量变动情况，即计算(m_i-m_i-3)/m_i-3。若变化率小于0.2%，表明样品已经达到平衡。即可提醒实验人员取出已经达到平衡的样品；

（8）记录风速为V₁条件下卷烟样品达到平衡时间所需时间T₁；

（9）2#样品（从与1#样品同批次产品中随机抽取），重复步骤（2）—（8），风速设定为V₂。记录V₂条件下2#样品平衡时间T₂；

（10）n#样品（从与1#样品同批次产品中随机抽取），重复步骤（2）—（8），风速设定为V_n。记录V_n条件下n#样品平衡时间T_n；

（10）比较T₁、T₂、…T_n，可以得知风速对样品调节所需时间的影响。

实施例1：（对样品达到平衡）

（1）本装置的工作环境条件：温度为（22±1）℃、相对湿度为60%±3%的恒温恒湿实验室；

（2）打开管道天窗，把含水率约18%的20支卷烟放到样品槽上，摆放整齐，关闭天窗；

（3）天平称取样品质量，记作m₀；

（4）打开风机，将风机转速设为1.0m/s，必要时调整风阀的开口面积，使风速仪的实际读数在0.95m/s~1.05m/s范围内；

（4）风机按设计好的程序，每过1h风机停止转动60s。天平稳定后称取20支卷烟的重量并传递给计算机，由计算机记录，记作m₁、m₂、m₃…m_i；

（5）计算机自动计算三小时内卷烟样品的质量变化率，即计算(m_i-m_i-3)/m_i-3，若变化率小于0.2%，说明样品已经达到平衡；

（6）按步骤（1）-（5）依次把含水率约为11%和6%的20支卷烟放入本实用新型装置中进行调节，分别得到含水率约为11%和6%的样品平衡所需的时间。

结果表明，在温度（22±1）℃、湿度60%±3%的环境中，环境风速为1m/s左右时，含水率约为18%、11%和6%的卷烟样品调节12h、3h、10h就能达到平衡。

实施例2：（研究风速对样品含水率的影响）

（1）本装置的工作环境条件：温度为（22±1）℃、相对湿度为（60%±3%）的恒温恒湿实验室；

（2）打开管道天窗，把从某批次样品中随机抽取的含水率约为18%的20支卷烟整齐摆放在样品槽上，然后关闭天窗；

（3）天平称取样品质量，记作m₀；

（4）打开风机，调整风机的转速，将风速设为2m/s；必要时调整风阀的开口面积，使风速仪的读数在1.9 m/s~2.1 m/s范围内波动，风速设定值记作V₁；

（5）按设计好的程序，风机每运行1h就自动停止转动，停止时间为60s。天平稳定后称取样品的重量并传递给计算机，由计算机记录，分别记作m_i；

（6）停机时间结束后，风机再次启动，重复步骤（4）；

（7）计算机记录并计算三小时内卷烟样品的质量变动情况，即计算(m_i-m_i-3)/m_i-3。若变化率小于0.2%，表明样品已经达到平衡。即可提醒实验人员取出已经达到平衡的样品；

（8）记录风速为2m/s条件下卷烟样品达到平衡时间所需时间T₁；

（9）2#样品（从与1#样品同批次产品中随机抽取），除了将步骤（4）中风速设为1m/s（风速设定值记作V₂）、风速仪的读数在0.95 m/s~1.05 m/s范围内波动，其余重复步骤（2）—（8），记录V₂条件下2#样品平衡时间T₂；

（10）3#样品（从与1#样品同批次产品中随机抽取），除了将步骤（4）中风速设为0m/s（风速设定值记作V₃），即不打开风机，风阀全开，其余重复步骤（2）—（8），记录V₃条件下3#样品平衡时间T₃。

研究结果，在温度（22±1）℃、湿度60%±3%的环境中，对于含水率约18%的卷烟样品：当环境风速为2m/s时，7h能达到平衡；当环境风速为1m/s时，12h能达到平衡；当环境风速为0m/s时，25h能达到平衡。

Claims (6)

1.一种风速可控用于调节卷烟含水率的装置，其特征在于：包括一水平设置的管道及分别设在管道两端的风机和风阀，在管道中至少设置一组调节单元，所述调节单元包括样品槽、温湿度传感器和风速仪，样品槽通过垂直下穿管壁的支杆与固定在管道外下方称量天平上的底板相连接，且样品槽和支杆均与管道壁之间互不接触；温湿度传感器和风速仪的探头位置在样品槽附近，温湿度传感器、风速仪及称量天平均通过有线传输或无线传输方式传递给计算机处理系统；在位于样品槽上方的管道壁上开设有用于取放样品的天窗。

2.根据权利要求1所述的风速可控用于调节卷烟含水率的装置，其特征在于：所述管道由透明或半透明材质构成，内径和长度不限，通过支架固定。

3.根据权利要求1所述的风速可控用于调节卷烟含水率的装置，其特征在于：所述称量天平为电子天平。

4.根据权利要求1所述的风速可控用于调节卷烟含水率的装置，其特征在于：所述风机的转速可在0m/s~10.0m/s范围内调整；所述风阀开口可在全闭至全开范围内调整。

5.根据权利要求1所述的风速可控用于调节卷烟含水率的装置，其特征在于：支杆与管壁之间的间隙由柔性材料密封。

6.根据权利要求1所述的风速可控用于调节卷烟含水率的装置，其特征在于：所述调节单元可为多组，每组之间彼此独立，其中的样品槽、天平、温湿度传感器、风速仪及天窗一一对应。