DE2650058A1

DE2650058A1 - Rauchmaschine

Info

Publication number: DE2650058A1
Application number: DE19762650058
Authority: DE
Inventors: Warren E Claflin; Iii Francis M Watson
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1975-11-04
Filing date: 1976-10-30
Publication date: 1977-05-12
Also published as: JPS5260178A; US4019366A; CH602026A5; GB1562109A

Description

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. Wilhelm Mete L-Ing. Woligang Beic&ei 6 Frankfurt a M. 1 8601

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PHILIP MORRIS INCORPORATED, New York, V.St.A.

Rauchmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rauchmaschine zum Prüfen von Zigaretten und dergleichen, indem in einer Art und Weise Rauch durch die Maschine gezogen wird, um das Rauchen von Zigaretten durch Personen zu simulieren, sowie zum wahlweisen oder willkürlichen Prüfen des so erhaltenen Zigarettenrauches.

Bekannte Vorrichtungen auf dem Gebiet der Erfindung, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 3 460 374 und 3 433 gezeigt sind, sind zwar in einem gewissen Ausmaß hinsichtlich der Nachahmung menschlichen Rauchens erfolgreich, sie weisen jedoch begrenzte Arbeits-Parameter auf. So sind z.B. die "Entweichungs"-Dauer und das Intervall nicht leicht einstellbar, aber auch nicht die Strömung durch die·Zigarette während des entweichens von Rauch (Puff).

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Rauchmaschine geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Anzahl von Einrichtungen aufweist, die durch einen Druckverteiler mit einer Quelle eines kontinuierlichen Vakuums verbunden sind und

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jeweils bestehen aus:

a) eine Einrichtung zum Halten einer Zigarette oder dergleichen, zum Rauchen,

b) einer Schein- oder Simulationseinrichtung mit einem Luftströmungs-Widerstand, die parallel zu der Halteeinrichtung mit der Vakkumquelle verbunden bzw. zusammengeschaltet ist, wobei der Luftströmungs-Widerstand der Simulationseinrichtung so einstellbar ist, daß er im wesentlichen gleich demjenigen einer Zigarette oder dergleichen ist, die durch die Halteeinrichtung getragen wird und

c) einer Ventileinrichtung, die zwischen einer ersten Stellung, in der die Halteeinrichtung über den Druckverteiler in Verbindung mit der Vakuumquelle steht und die Simulationseinrichtung sich nicht in Kommunikation mit der Vakuumquelle befindet, und einer zweiten Stellung einstellbar ist, in der die Simulationseinrichtung über den Druckverteiler in Verbindung mit der Vakuumquelle steht und die Halteeinrichtung sich nicht in Kommunikation mit der Vakuumquelle befindet.

Eine solche Rauchmaschine kann leicht über variierende Raucher-Parameter über einen weiten Bereich eingestellt werden, einschließlich der Entweichungsdauer, des Intervalls und der Strömung. Diese Einstellbarkeit kann für jede der Einrichtungen vorgesehen werden, um deren Eigenschaften zu verändern.

Die Ventileinrichtung kann solenoidbetätigt sein und ihre Arbeitsweise wird vorzugsweise durch eine einstellbare Steuereinrichtung beeinflußt. Auf diese Weise kann die Dauer und das Intervall eines Zugs an einer Zigarette vorausgewählt werden, die durch die zugeordnete Halteeinrichtung getragen wird. Die Strömung durch jede Zigarette ist dadurch leicht einstellbar, daß man ein einstellbares Strömungsventil in eine Fluid-Schaltung zu jeder Ventileinrichtung und der Vakuumquelle bringt, und sie kann dadurch überprüft werden, daß man. einen Strömungsmesser in den Kreis einschaltet. Vorzugsweise sieht man für den Strömungs-

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Ό.

messer eine Überbrückungsleitung vor, so daß dieser nicht konstant dem Rauch unterworfen ist, der durch diesen hindurchströmt. Ein Vorratsbehältnis ist vorzugsweise mit einer Vakuumpumpe zusammengeschaltet, und ein Rückschlagventil ist dem Vorratsbehältnis zugeordnet.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Rauchmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, einschließlich eines Fluid-Kreises für diese;

Fig. 2 eine detaillierte Vorderansicht der Maschine der Fig. 1;

Fig. 3 eine aufgeschnittene Seitenansicht der Maschine der Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 eine Draufsicht der Maschine gemäß den vorstehenden Figuren entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Ein Ausführungsbeispiel der Rauchmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist schematisch bei 10 in Fig. 1 gezeigt. Die Maschine besteht im allgemeinen aus einer Anzahl von Halteeinrichtungen oder Öffnungen 12, die jeweils zur Halterung von Zigaretten oder dergleichen dienen, welche wahlweise zu rauchen sind und die in einem Fluid-Kreis parallel zu einer Simulations- oder Blindeinrichtung mit einem Luftströmungswiderstand 16 mit einer Vakuumquelle 26 über fernbetätigte Ventile 18 zusammengeschaltet sind. Im einzelnen enthält jede Halteeinrichtung 12 ein rohr-

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•ν.

förmiges Teil, das eine Zigarette 14 zum Rauchen haltert sowie ermöglicht, daß wahlweise Luft durch die Zigarette 14 während eines jeden "Zugs" hindurchgezogen werden kann. Ein Cambridge-Filter 13 oder dergleichen kann jeder Einrichtung 12 zugeordnet sein, und zwar als eine Einrichtung zum Einfangen und kondensieren von Rauchelementen aus den Zigaretten, die durch diese Einrichtungen 12 gehalten sind. Wenn sich das Ventil 18 in einer Einstellposition befindet, wird Luft durch die Zigarette 14 durch die Vakuumquelle 26 gezogen und dadurch ein Zug von vorgegebener Dauer erzeugt. Nachdem die vorbestimmte Zeitdauer des Zugs verstrichen ist, wird das Ventil 18 in seine zweite Einstellage bewegt, in der keine Luft durch die Zigarette 14 gezogen wird, sondern statt dessen durch die Blindeinrichtung 16 in dem Fluidkreis parallel zu den Halteeinrichtungen 12. Diese Simulations- oder Blindeinrichtung ist über ein variables Strömungsventil mit einer manuellen Einstelleinrichtung 17 (Fig. 3) hierfür versehen. Das Strömungsventil 16 wird so eingestellt, daß es im wesentlichen den gleichen Strömungswiderstand (Belastung) wie die Zigarette 14 hat, so daß keine wesentliche Veränderung hinsichtlich der Luftmenge auftritt, die durch die Vakuumeinrichtung 26 zwischen den zwei Einstellpositionen des Ventils 18 eingezogen wird. Dadurch tritt wiederum keine Erhöhung oder kein Abfall des Unterdruckes zwischen den Zügen auf, der von der Quelle 26 ausgeht.

Jedes Ventil 18 ist vorzugsweise solenoidgesteuert und durch eine Leitung 19 von der Halteeinrichtung 12 und der Blindeinrichtung 16 her mit einem Verteiler 24 verbunden. In die Leitung 19 kann ein solenoidbetätigtes Absperrventil 20 sowie ein manuell einstellbares variables Strömungsventil 22 eingeschaltet sein. Das Ventil 20 ist insbesondere nützlich zum Absperren der Strömung von allen anderen Öffnungen oder Halteeinrichtungen 12, wenn die Strömung durch eine hindurch eingestellt ist, und das variable Strömungsventil 22 wird so eingestellt, daß es die Strömung von der Zigarette 14 oder der-

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'f.

gleichen steuert, um Veränderungen hinsichtlich des Saugzugs zu ermöglichen. Ein Filter 21 oder dergleichen (vgl. Fig. 3) kann ebenfalls auf Wunsch in die Leitung 19 eingeschaltet werden.

Durch den Verteiler 24 strömende Luft und Rauch gelangen durch die Leitung 25 entweder in die Strömungsmesser-Überbrückungsleitung 29 oder in den Strömungsmesser 30. Die Leitung 29 und der Strömungsmesser 30 sind in dem Fluid-Kreis parallelgeschaltet, und die Strömung in diese wird gesteuert durch zwei solenoidbetätigte Ventile 28. In der einen Einstellposition der Ventile 28 strömt die Luft aus der Leitung 25 durch die Leitung 29 direkt gegen die Vakuumpumpe 26, während in der zweiten Einstellposition der Ventile 28 die Luft durch den Strömungsmesser 30 hindurchströmt, bevor sie gegen die Vakuumpumpe fließt. Dadurch ist der Strömungsmesser 30 nur dann in den Fluid-Kreis eingeschaltet, wenn die Strömung zu messen ist, und er wird daher nicht irgendwelchen schädlichen Einflüssen durch den Rauch ausgesetzt, was der Fall sein könnte, wenn der Rauch konstant durch das Meßgerät strömt. Jedes Ventil 28 kann, falls erwünscht, eine dritte "keine Strömung"-Einstellposition aufweisen. Die Strömung durch den Strömungsmesser 30 kann durch Beobachtung bzw. visuell festgestellt werden, indem man einen elektronischen Anzeigeteil 42 hierfür aufleuchten läßt (Fig. 2).

Nachdem die Luft durch die Ventile 28 hindurchgetreten ist, kann sie durch ein Haupt-Absperrventil 32 in ein Vorratsbehältnis 34 strömen. Das Vakuum im Vorratsbehältnis 34 wird durch eine Vakuumpumpe 26 und durch ein Entlastungsventil gesteuert, und das Vakuum in diesem Behältnis kann an einem Druckmesser 36 abgelesen werden. Verschiedene Bauteile des Systems sind deutlicher in den Fig. 2 bis 4 zu ersehen. Auf

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einer Schalttafel 40 sind die Steuerungen für sämtliche elektronischen Bauelemente der Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt, wie beispielsweise die Steuerungen 41 für die steuerbaren, solenoidbetätigten Ventile 18 (zur Einstellung des Zug-Intervalls und der Zugdauer), die Steuerungen 43 für die solenoidbetätigten Ein-Aus-Ventile 20, die Steuerungen 45 für die solenoidbetätigten Ventile 28 und die Steuerungen 47 für das solenoidbetätigte Ventil 32. Es ist somit erkennbar, daß gemäß der vorliegenden Erfindung das Zug-Intervall, die Zug-Dauer, die Zug-Strömungsgeschwindigkeit und das Vakuum sämtlich leicht eingestellt werden können, um einen weiten Variationsbereich von Raucherparametern zu schaffen. Das Zug-Intervall und die Zugdauer für jede Öffnung werden bestimmt durch Einstellung der entsprechenden solenoidgesteuerten Ventile 18, die Zug-Strömungsgeschwindigkeit für jede Öffnung wird bestimmt durch die Einstellung des entsprechenden Ventils 22 (und des Vakuums, das über den Vorratsbehälter 34 zugeführt wird), und das Vakuum kann schließlich dadurch eingestellt werden, daß man in entsprechender Weise die Pumpe 26 und das Entlastungsventil 38 steuert bzw. einstellt. Sämtliche Bauteile der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können, falls erwünscht, in einem bewegbaren Gehäuse 39 oder dergleichen eingebaut sein.

Die durch die Halteeinrichtungen 12 gemäß der vorliegenden Erfindung getragenen Zigaretten 14 können durch ein Gasbrennersystem angezündet werden, wie es beispielsweise im allgemeinen bei 48 in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Das System 48 kann im allgemeinen einen Vorratsbehälter 50, einen Brenner 52 für jede Öffnung 12 sowie Steuerungen 53» 54 für die Brenner und eine Kontrolleinrichtung für diese enthalten.

Die Brenner 52 sind vorzugsweise auf einer bewegbaren Trageinrichtung 55 oder dergleichen befestigt. Die Einrichtung 55

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wird an ihrem Boden durch eine Platte 56 abgestützt, an der eine Zahnstange 57 befestigt ist, und durch Hin- und Herbewegen der Zahnstange 57 werden die Positionen der Brenner 52 so eingestellt, daß ein Ausgleich hinsichtlich der unterschiedlichen Langen der Zigaretten 14 geschaffen wird, die durch die Brenner anzuzünden sind. Die Zahnstange 57 kann durch Drehen eines Knopfes 58 hin- und herbewegt werden, der mit einem Zahnrad 59 versehen ist, welches in Eingriff mit der Zahnstange 57 steht.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:

Eine Zigarette 14 wird in irgend einer der zahlreichen Halteeinrichtungen 12, je nach Wunsch, eingesetzt. Das Vakuum wird dadurch eingestellt, daß man das Druck-Entlastungsventil 38 im Vorratsbehältnis 34 entsprechend einjustiert, und das Hauptventil 32 wird geöffnet. Das solenoidbetätigte Ventil 20, das einem Ventilsatz 18,'22 einer Halteeinrichtung 12, die einzustellen ist, zugeordnet ist, wird anschließend geöffnet, und die Strömung durch die ausgewählte Halteeinrichtung 12 und die von dieser getragenen Zigarette wird durch Öffnen des Ventils 18 ausgelöst. Das Ventil 22 wird durch Drehung des Knopfes 23 eingestellt, bis die erwünschte Strömung durch die ausgewählte Halteeinrichtung 12 erreicht ist. Wenn das Ventil 18 geschlossen ist, wird das Ventil 16 mit der Blindbelastung, das der ausgewählten Halteeinrichtung 12 zugeordnet ist, durch Betätigen des Steuergriffes 17 eingestellt, bis der Luftströmungswiderstand, der durch das Ventil 16 erzeugt wird, im wesentlichen demjenigen entspricht_s der durch die Zigarette 14 erzeugt wird. Die Strömung wird überprüft durch Betätigen der Ventile 28, so daß der Strömungsmesser 30 mit dem Verteiler 24 und dem Vorratsbehältnis 34 in einem Kreis zusammengeschaltet wird. Anschließend werden das Zugintervall und die Zugdauer eingestellt;, und zwar durch entsprechende Einstellung der Steuerungen 41 auf der Schalttafel 40 für das solenoidbetätigte Ventil 18,

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das der ausgewählten Öffnung 12 zugeordnet ist. Hierauf wird das Ventil 20 abgesperrt oder geschlossen und der Einstellvorgang wird für jede der Öffnungen 12, die für eine Verwendung vorgesehen sind, wiederholt, so daß das erwünschte Zug-Intervall, die Zug-Dauer und Strömung für jede der Öffnungen 12 getrennt festgelegt werden.

Die Zigaretten 14 werden entweder manuell mit Streichhölzer oder dergleichen oder durch das Brennersystem 48 angezündet. Sobald die Zigaretten angezündet sind, kann das gesamte System mit der Pumpe 26 zusammenarbeiten, die die Kraft liefert, um Luft und Rauch durch den Verteiler 24 zu ziehen. Es sei bemerkt, daß, falls erwünscht, die in den Verteiler 24 eintretenden Gase durch irgendwelche geeignete herkömmliche Vorrichtungen analysiert werden können, oder die Gase können auch an irgend einer anderen Stelle in dem Fluidkreis untersucht werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Rauchmaschine,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anzahl von Einrichtungen aufweist, die durch einen Druckverteiler (24) mit einer Quelle (26) kontinuierlichen Vakuums verbunden sind und jeweils bestehen aus:

a) eine Einrichtung (12) zur Halterung einer Zigarette oder dergleichen zum Rauchen,

b) einer Blindeinrichtung (16) mit einem Luftströmungswider stand, die parallel zur Halteeinrichtung (12) mit der Vakuumquelle (26) zusammengeschaltet ist, wobei der Luftströmungswiderstand der Blindeinrichtung (16) so einstellbar ist, daß er im wesentlichen gleich demjenigen einer Zigarette oder dergleichen ist, die von der Halteeinrichtung (1.2) getragen wird und

c) einer Ventileinrichtung (18), die zwischen einer ersten Stellung, in der die Halteeinrichtung (12) über den Druckverteiler (24) mit der Vakuumquelle (26) verbunden ist und die Blindeinrichtung (16) nicht in Kommunikation mit der Vakuumquelle (26) steht und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der die Blindeinrichtung (16) über den Druckverteiler (24) mit der Vakuumquelle (26) verbunden ist und die Halteeinrichtung (12) nicht in Kommunikation mit der Vakuumquelle (26) steht.

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2. Rauchmaschine nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch einstellbare Steuereinrichtungen zum Steuern der Arbeitsweise einer jeden Ventileinrichtung (18) zwischen den ersten und zweiten Einstellpositionen.

3. Rauchmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein einstellbares Strömungs-Steuerventil {22.), das zwischen jeder Ventil einrichtung (18) und der Vakuumquelle (26) eingeschaltet ist.

4. Rauchmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine Einrichtung (13) zum Kondensieren und Einfangen von Elementen des Rauchers enthält, der von den Zigaretten erhalten wird, die durch die Halteeinrichtungen (12) getragen werden.

5. Rauchmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Strömungsmesser (30) und eine Strömungsmesser-Überbrückungsleitung (29), die in einem Fluid-Kreis zwischen dem Druckverteiler (24) und der Vakuumquelle (26) parallelgeschaltet sind, und eine Ventileinrichtung (28) zum wahlweisen Verbinden des Strömungsmessers (30) oder der Strömungsmesser-Überbrückungsleitung (29) mit dem Druckverteiler (24) und der Vakuumquelle (26).

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6. Rauchmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumquelle (26) eine Vakuumpumpe und ein Vorratsbehältnis (34) enthält, das ein Entlastungsventil (38) aufweist und zwischen der Vakuumpumpe (26) und der Ventileinrichtung (28) eingeschaltet ist.

7. Rauchmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen ferner eine solenoidbetätigte zweite Ventileinrichtung (32) aufweisen, die zwischen der Vakuumquelle (26) und der Ventileinrichtung (28) eingeschaltet ist.

ReFu/Pi.

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