一種吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法

2023-11-30 11:18:51

一種吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法
【專利摘要】本發明涉及煙氣分析領域，具體涉及一種吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法。該吸菸機主流煙氣捕集裝置包括機殼、整流罩、層流芯、風機和捕集器，所述機殼上設有進風口和排風口，在進風口和排風口之間設有風道；所述整流罩安裝在進風口處，所述層流芯安裝在風道上，所述風機安裝在排風口處；所述捕集器用於捕集待測樣品產生的主流煙氣物質。該吸菸機主流煙氣捕集裝置可有效控制捲菸燃燒過程中前後風速的一致性，從而避免了風速對抽吸結果造成的不確定影響，使實驗數據穩定性更好，有利於不同實驗室間的數據比對，提高了測試的重複精度和再現精度，同時可以降低國標允許的相對偏差，確保檢測數據具有科學性、權威性和公正性。
【專利說明】一種吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及煙氣分析領域，尤其涉及一種風速可控的吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法。

【背景技術】
[0002]捲菸、雪茄在抽吸過程中產生多種有害成分，目前在菸草行業煙氣有害成分分析、研究中使用的方式主要為通過吸菸機進行抽吸。國內外正在使用的吸菸機包括直線式吸菸機和轉盤式吸菸機兩大類。
[0003]現有的直線式吸菸機和轉盤式吸菸機的煙氣捕集方法同樣遵守ISO 3308-2012標準，但在相同樣品的對比試驗中，不僅在這兩種吸菸機之間，而且在不同實驗室相同的吸菸機之間，煙氣有害成分(總粒相物和一氧化碳)的測試結果都有明顯差異。在煙氣捕集物測量結果的影響因素中，吸菸機風道的風速影響最為顯著。在燃燒過程中風速變化不僅影響到抽吸口數，而且對於總粒相物和一氧化碳的捕集都有很大影響。在測試抽吸過程中，由於菸草燃燒過程中產生的含焦油煙氣通過捲菸、雪茄未燃燒的部分時，其中一部分被菸草吸附。當燃燒接近末端時，絕大部分含焦油的煙氣會通過捲菸、雪茄，一支煙在前半段和後半段產生的焦油量為1:4，風速在最後抽吸過程中的對結果的影響也更加顯著。
[0004]ISO 3308-2012標準對風速的測量僅僅規定了固定點的測量，對燃燒過程中的風速沒有進行規定。而且，現有直線型吸菸機和轉盤式吸菸機，它們風速的測量點都是在捲菸、雪茄軸向位置上的固定點，無法控制捲菸、雪茄整個燃燒過程中風速的一致性。對現有吸菸機的風速實際測量結果顯示，按照標準要求，風速保證在200mm/s，在捲菸、雪茄燃燒過程中的前後兩段風速變化比較明顯，風速在捲菸、雪茄前後兩段變化範圍在80-100mm/s ；測量點風速不同，前後兩段風速差也會跟隨變化；可見，利用現有吸菸機在對煙氣捕集時，風速對煙氣捕集物測量結果造成的不確定影響比較大，導致測試結果的一致性差。
[0005]因此，針對以上不足，需要一種能夠避免風速對煙氣捕集物測量結果造成的不確定影響，可有效控制捲菸、雪茄燃燒過程中前後風速一致性的吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法。


【發明內容】

[0006](一 )要解決的技術問題
[0007]本發明要解決的技術問題是提供了一種吸菸機主流煙氣捕集裝置及捕集方法，使得能夠避免風速對煙氣捕集物測量結果造成的不確定影響，並可有效控制捲菸、雪茄等待測樣品燃燒過程中前後風速一致性。
[0008]( 二 )技術方案
[0009]為了解決上述技術問題，本發明提供一種吸菸機主流煙氣捕集裝置，包括:
[0010]機殼，所述機殼上設有進風口和排風口，在進風口和排風口之間設有風道；
[0011]整流罩、層流芯及風機，所述整流罩安裝在進風口處，所述層流芯安裝在風道上，所述風機安裝在排風口處；
[0012]捕集器，所述捕集器設置在風道上，且位於所述整流罩與層流芯之間；所述捕集器用於捕集待測樣品抽吸時產生的主流煙氣物質。
[0013]其中，所述排風口通過多路歧管與風道連通，所述多路歧管包括多個與風機連接的支管。
[0014]其中，所述風道內靠近排風口的一端設有緩衝區。
[0015]其中，所述緩衝區的側壁上設有調節板，所述調節板用於阻止緩衝區內的氣流回流。
[0016]其中，所述風道的直徑為200mm。
[0017]其中，所述層流芯上設有多個用於使氣流單向通過的孔道。
[0018]其中，所述整流罩上設有用於穩定風速的網狀結構。
[0019]其中，所述捕集器的下方設有菸灰盤。
[0020]其中，所述進風口位於機殼的底部，所述排風口位於機殼的頂部。
[0021]本發明還提供一種吸菸機主流煙氣捕集裝置的捕集方法，包括:
[0022]S1、將待測樣品點燃並固定在捕集器上，並使捕集器與待測樣品對應安裝在風道內；
[0023]S2、通過風機將空氣從進風口抽吸至風道內；
[0024]S3、對風機進行調速，並利用整流罩、層流芯使風道內的空氣形成均勻風速的氣流；
[0025]S4、通過捕集器捕集待測樣品在燃燒過程中產生的主流煙氣物質；
[0026]S5、在捕集過程中，使燃燒的待測樣品始終保持前後風速一致。
[0027](三)有益效果
[0028]本發明的上述技術方案具有以下有益效果:本發明吸菸機主流煙氣捕集裝置在機殼上設有進風口和排風口，在進風口和排風口之間設有風道；整流罩安裝在進風口處，層流芯安裝在風道上，風機安裝在排風口處；捕集器位於整流罩與層流芯之間的風道上，用於捕集待測樣品產生的主流煙氣物質。該吸菸機主流煙氣捕集裝置通過風機的調速作用、整流罩與層流芯的穩流作用，可有效控制捲菸燃燒過程中前後風速的一致性，從而避免了風速對煙氣捕集物測量結果造成的不確定影響；使實驗數據穩定性更好，有利於不同實驗室間的數據比對，提高了測試的重複精度和再現精度；同時可以降低國標允許的相對偏差，確保檢測數據具有科學性、權威性和公正性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發明實施例吸菸機主流煙氣捕集裝置的結構示意圖；
[0030]圖2為本發明實施例多路歧管的結構示意圖。
[0031]其中，1:機殼；2:整流罩；3:層流芯；4:風機；5:捕集器；6:菸灰盤；7:待測樣品；11:進風口 ；12:排風口 ；13:風道；14:多路歧管；15:緩衝區；16:調節板。

【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不能用來限制本發明的範圍。
[0033]在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上；術語「上」、「下」、「左」、「右」、「內」、「外」、「前端」、「後端」、「頭部」、「尾部」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0034]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0035]如圖1所示，本實施例提供的吸菸機主流煙氣捕集裝置包括機殼1、整流罩2、層流芯3、風機4和捕集器5 ;機殼I上設有進風口 11和排風口 12，在進風口 11和排風口 12之間設有風道13 ;整流罩2安裝在進風口 11處，外部的新鮮空氣通過整流罩2後可被整流成均勻風速的氣流；層流芯3安裝在風道13上，層流芯3可將通過的氣流整流成層流狀態，並使各個孔道間的風速保持均勻一致。風機4安裝在排風口 12處，用於抽走待測樣品7燃燒產生的煙氣，操作時可直接調節外部控制旋鈕進行風速調節，具有調節風速簡單、方便的優點；捕集器5安裝在機殼I內，位於整流罩2與層流芯3之間的風道13上。在捕集器5上固定有待測樣品7，通過捕集器5可捕集待測樣品7產生的主流煙氣物質(總粒相物和一氧化碳、二氧化碳等氣相物質)。
[0036]值得說明，待測樣品7可以為捲菸和雪茄中的任意一種。
[0037]本實施例中的風機4採用單調速風機結構，避免了以往各孔道風速調節複雜情況，使裝置整體調速簡單。風機4可採用步進電機調速或直流無刷電機調速，變頻調速和調壓調速風機。該裝置可以實現待測樣品7燃燒過程中的前後風速穩定，經過實際測量整個待測樣品7燃燒部分的風速前後差異小於30mm/s，遠小於現有吸菸機的風速變動。
[0038]進一步地，在風道13內靠近排風口 12的一端設有緩衝區15，並在緩衝區15的側壁上設有調節板16，調節板16與側壁垂直，用於阻止緩衝區15內的氣流回流。在抽吸氣流穿過層流芯3後，利用調節板16收窄氣流，使氣流在緩衝區15內混合均勻，避免了緩衝區15內產生的紊流氣體回流；同時部分煙氣冷凝在緩衝區15內。
[0039]如圖2所示，在排風口 12處通過多路歧管14與風道13連通，多路歧管14包括與風機4連接的多個支管，其作用可將風機4抽吸的氣流均勻地分成多個等速氣流，確保緩衝區15氣流出口處風速一致。
[0040]優選地，風道13的寬度為200mm。風道13可以為類Z型，以保證風道13內的氣流不受外界幹擾。而且，風道13全部密封，保證在抽吸過程中，煙氣不能外洩，避免抽吸二手菸，保障操作人員安全。
[0041]對於層流芯3而言，在層流芯3上設有多個用於使氣流單向通過的孔道。每個孔道大小相同且孔道均勻排布，從而使通過的氣流被整流成層流狀態。
[0042]相應地，整流罩2上設有用於穩定風速的網狀結構，空氣通過整流罩2後被整流成均勻風速的氣流。該低風阻整流裝置，使機殼I內部的風速不受實驗室環境風速變化和人員走動影響。
[0043]此外，在捕集器5的下方設有菸灰盤6，用於收集待測樣品7在燃燒時產生的菸灰。該捕集器5適用於各種長度和直徑的待測樣品:長度從45-120mm、直徑4.5_24mm的待測樣品均可。
[0044]值得說明，該吸菸機主流煙氣捕集裝置形狀並不局限於某種特定形式，在本實施的基礎上進行的變形也屬於本發明的保護範圍。各個零部件的位置關係也可以進行適當調整，優選地，進風口 11位於機殼I的底部，排風口 12位於機殼I的頂部。
[0045]本發明還提供一種吸菸機主流煙氣捕集裝置的捕集方法，包括:
[0046]S1、將待測樣品點燃並固定在捕集器上，並使捕集器與待測樣品對應安裝在風道內；
[0047]S2、通過風機將空氣從進風口抽吸至風道內；
[0048]S3、對風機進行調速，並利用整流罩、層流芯使風道內的空氣形成均勻風速的氣流；
[0049]S4、通過捕集器捕集待測樣品在燃燒過程中產生的主流煙氣物質；
[0050]S5、在捕集過程中，使燃燒的待測樣品始終保持前後風速一致。綜上所述，本發明吸菸機主流煙氣捕集裝置在機殼上設有進風口和排風口，在進風口和排風口之間設有風道；整流罩安裝在進風口處，層流芯安裝在風道上，風機安裝在排風口處；捕集器位於整流罩與層流芯之間的風道上，用於捕集待測樣品產生的主流煙氣物質。該吸菸機主流煙氣捕集裝置通過風機的調速作用、整流罩與層流芯的穩流作用，可有效控制捲菸燃燒過程中前後風速的一致性，從而避免了風速對煙氣捕集物測量結果造成的不確定影響；使實驗數據穩定性更好，有利於不同實驗室間的數據比對，提高了測試的重複精度和再現精度；同時可以降低國標允許的相對偏差，確保檢測數據具有科學性、權威性和公正性。
[0051]本發明的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本發明限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【權利要求】
1.一種吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，包括: 機殼(I)，所述機殼(I)上設有進風口(11)和排風口(12)，在進風口(11)和排風口(12)之間設有風道(13)； 整流罩(2)、層流芯(3)及風機(4)，所述整流罩(2)安裝在進風口(11)處，所述層流芯⑶安裝在風道(13)上，所述風機⑷安裝在排風口(12)處； 捕集器(5)，所述捕集器(5)設置在風道(13)上，且位於所述整流罩(2)與層流芯(3)之間；所述捕集器(5)用於捕集待測樣品抽吸時產生的主流煙氣物質。
2.根據權利要求1所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述排風口(12)通過多路歧管(14)與風道(13)連通，所述多路歧管(14)包括多個與風機(4)連接的支管。
3.根據權利要求2所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述風道(13)內靠近排風口(12)的一端設有緩衝區(15)。
4.根據權利要求3所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述緩衝區(15)的側壁上設有調節板(16)，所述調節板(16)用於阻止緩衝區(15)內的氣流回流。
5.根據權利要求3所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述風道(13)的直徑為200mm。
6.根據權利要求1所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述層流芯(3)上設有多個用於使氣流單向通過的孔道。
7.根據權利要求1所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述整流罩(2)上設有用於穩定風速的網狀結構。
8.根據權利要求1所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述捕集器(5)的下方設有菸灰盤(6)。
9.根據權利要求1所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置，其特徵在於，所述進風口(11)位於機殼(I)的底部，所述排風口(12)位於機殼(I)的頂部。
10.一種如權利要求1-9中任一項所述的吸菸機主流煙氣捕集裝置的捕集方法，其特徵在於，包括: . 51、將待測樣品點燃並固定在捕集器上，並使捕集器與待測樣品對應安裝在風道內； . 52、通過風機將空氣從進風口抽吸至風道內； .53、對風機進行調速，並利用整流罩、層流芯使風道內的空氣形成均勻風速的氣流； . 54、通過捕集器捕集待測樣品在燃燒過程中產生的主流煙氣物質； .55、在捕集過程中，使燃燒的待測樣品始終保持前後風速一致。
【文檔編號】G01N1/24GK104280274SQ201410549417
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】趙戰輝, 張鐵鋒 申請人:北京歐美利華科技有限公司