專利名稱：一種檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置及方法，通過 該裝置及方法，可以觀察測定煙絲起動速度，以考察在氣力輸送過程中煙絲的 運動狀態(tài)，并確定合適搡作范圍，為企業(yè)優(yōu)化工藝過程提供基本測試方法和設(shè) 施0
背景技術(shù)：
由于氣力送絲具有布置靈活、管理方便、適用于各種距離的水平、垂直和 曲線輸送等特點，在連續(xù)化生產(chǎn)要求越來越高的巻煙工業(yè)中，煙絲氣力輸送系 統(tǒng)已經(jīng)成為國內(nèi)外巻煙生產(chǎn)線不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在相同輸送氣速下由于自 身長短、密度、形狀等物理性質(zhì)的不同，造成煙絲起動及運動速度的不同。煙 絲起動速度受煙絲的物理性質(zhì)、輸送氣體性質(zhì)和設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)等影響，不同物 理性質(zhì)的煙絲具有不同的起動速度，作為煙絲氣力輸送過程中的基本數(shù)據(jù)，煙 絲起動速度決定了現(xiàn)場條件下的具體操作參數(shù)。
實際使用過程中，由于煙絲性質(zhì)、結(jié)構(gòu)差異引起的煙絲起動速度的不同， 會帶來煙絲氣力輸送安全氣速以及煙絲分層的問題，為防止由于流速過低導(dǎo)致 部分煙絲滯留管內(nèi)的現(xiàn)象，則必須清楚了解配方煙絲中具有最高起動速度的煙 絲的起動特性，該速度也是該配方煙絲的安全搡作氣速。目前，在實際生產(chǎn)過 程中氣力輸送設(shè)備為不透明材料結(jié)構(gòu)，不能直觀的了解煙絲運動，為獲取相關(guān) 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要大量重復(fù)多次試驗，并且試驗過程較難模擬實際生產(chǎn)狀態(tài)，都 為實際生產(chǎn)過程研究煙絲流動及獲取相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)帶來難度。鑒于研究煙絲在 氣力輸送過程起動速度的重要性，能否設(shè)計出一種專門的裝置及檢測方法，正 是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的正是針對上述問題而提供的一種檢測煙絲在氣力輸送過程中起 動速度的裝置及方法，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，結(jié)合檢測方法，可用于觀察 煙絲起動狀態(tài)，為研究各類煙絲流動特性、獲取相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供依據(jù)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明檢測煙絲在氣力輸送 過程中起動速度的裝置，依次包括矩形輸送管道、氣料分離器以及負(fù)壓氣源，
其中矩形輸送管道為透明材料制作，其上頂蓋為上下可平移結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)管 道變徑，在矩形輸送管道中設(shè)有測速孔，用于插接測速儀，本裝置中還包括一 臺可用于拍攝煙絲在管道中運動狀態(tài)的攝影機(jī)。
負(fù)壓氣源由離心風(fēng)機(jī)提供，風(fēng)量通過變頻器調(diào)節(jié)使風(fēng)量在0mVh — 1400mVh 連續(xù)可調(diào)。
矩形輸送管道的上頂蓋可通過滑動配合方式固定在矩形輸送管道兩側(cè)壁某 一高度位置。
所述攝影機(jī)為高性能攝影機(jī)，像素要求為1280X1024，拍攝頻率可達(dá)每秒 1000張。
所述測速儀為響應(yīng)時間小于1秒的熱線風(fēng)速儀。
(1) 煙絲預(yù)處理階段
A、 將待測煙絲放入恒溫恒濕箱中調(diào)節(jié)煙絲水分并用烘箱法測定煙絲含水
率；
B、 測定待測煙絲樣品的表觀密度；
C、 測定待測煙絲平均粒徑大??；
D、 測定待測煙絲特征形狀；
(2) 煙絲起動速度測試階段
A、在矩形管道底部平鋪長約100cm、厚為管徑高度一半的預(yù)處理過的煙絲
層；B、 開啟攝影機(jī)和風(fēng)速檢測儀，以同時獲得煙絲起動時的圖像和此時的氣流 速度信號。
C、 固定輸送氣體流量，氣流即帶走煙絲層頂部的煙絲，煙絲層逐步被沖蝕， 同時隨著管上部自由截面的擴(kuò)大，經(jīng)過煙絲層上部的氣速減緩，氣流帶走煙絲 顆粒的能力也逐漸減小，此現(xiàn)象連續(xù)進(jìn)行直到最后自動達(dá)到平衡，即余下的料 層不再受沖蝕，此時的氣速即相當(dāng)于最小起動速度，此時的氣速可利用風(fēng)速儀 測得。
本發(fā)明的裝置及方法具有如下優(yōu)點
1、 輸送管道部分由透明的玻璃結(jié)構(gòu)加工而成，方便觀察及測試。
2、 系統(tǒng)引入快速攝像機(jī)和風(fēng)速儀，在捕獲煙絲起動過程瞬間的同時獲得風(fēng) 速信號。
3、 輸送管道的矩形管部分頂端可上下移動，以達(dá)到管道變徑效果，滿足不 同管徑條件下煙絲起動速度的測定。
4、 裝置小巧，所需物料量小，且各部分拆卸方便，同時也可方便有關(guān)測試 儀器的安裝。
5、 本發(fā)明可為企業(yè)氣力輸送系統(tǒng)基本搡作參數(shù)提供基本測試裝置和方法。


圖1為本發(fā)明裝置的主視圖。
圖中1輸送管道，2攝像機(jī)，3氣料分離器，4風(fēng)機(jī)，5測速孔，6 測速儀。
圖2-5為快速攝像機(jī)捕獲煙絲起動過程圖片。
具體實施例方式
本發(fā)明以下結(jié)合實施例及附圖做進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。 如圖1所示本發(fā)明檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置，依次包 括矩形輸送管道1、氣料分離器3以及風(fēng)機(jī)4，其中矩形輸送管道1為透明 材料制作，其上頂蓋為上下可平移結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)管道變徑，在矩形輸送管道1中設(shè)有測速孔5，用于插接風(fēng)速測速儀6，本裝置中還包括一臺可用于拍攝煙 絲在管道中運動狀態(tài)的攝影機(jī)2。
實例煙絲起動速度的測定
樣品為國內(nèi)某烤煙煙絲及膨脹煙絲
1 、將待測煙絲放入恒溫恒濕箱中調(diào)節(jié)煙絲水分并用烘箱法測定煙絲含水
率；
2、 測定待測煙絲樣品的表觀密度；
3、 測定待測煙絲平均粒徑大小；
4、 測定待測煙絲特征形狀；
5、 在矩形輸送管道3底部平鋪長約100cm、高為管徑一半的待測煙絲，然 后開啟風(fēng)機(jī)使空氣以一定的流量通過管道，此時煙絲層開始逐步被沖蝕，待煙 絲層不再減少時用風(fēng)速儀測定此時風(fēng)速，即起動速度。
所測煙絲物理性質(zhì)、輸送管道性質(zhì)及起動速度測定結(jié)果見下表所示
樣品名稱當(dāng)量直徑(m)管徑(cm)煙絲水分a)煙絲密度 (g/cm3)起動速度 (m/s)
膨脹煙絲0. 0015712.510,90. 4679.6
1410.30.4829.8
1610.70. 46610.0
1811.20.48210.5
烤煙煙絲0. 0012612.510.61.042" 5
1410.21.05112.0
1610.31.03912.1
1811.11.02412.6
從測定結(jié)果可以看出，膨脹煙絲起動速度小于烤煙煙絲，即膨脹煙絲達(dá)到 水平懸浮輸送狀態(tài)所需氣速較小。該方法可為企業(yè)氣力輸送過程提供基本參考 數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置，依次包括矩形輸送管道(1)、氣料分離器(3)以及負(fù)壓氣源，其特征在于矩形輸送管道(1)為透明材料制作，其上頂蓋為上下可平移結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)管道變徑，在矩形輸送管道中設(shè)有用于插接測速儀(6)的測速孔(5)，本裝置中還包括一臺可用于拍攝煙絲在管道中運動狀態(tài)的攝影機(jī)(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置， 其特征在于負(fù)壓氣源由離心風(fēng)機(jī)(4)提供，風(fēng)量通過變頻器調(diào)節(jié)使風(fēng)量在0mVh 一1400mVh連續(xù)可調(diào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置， 其特征在于矩形輸送管道(1)的上頂蓋可通過滑動配合方式固定在矩形輸送管 道兩側(cè)壁某一高度位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置， 其特征在于所述攝影機(jī)(2)為像素要求為分辨率1280X1024，拍攝速率可達(dá) 1000幀/秒的攝影機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置， 其特征在于所述測速儀(6)為響應(yīng)時間小于1秒的熱線風(fēng)速儀。
6、 一種利用權(quán)利要求1所述裝置檢測煙絲起動速度的方法，其特征在 于該方法包含煙絲預(yù)處理和起動速度測試兩個階段(1) 煙絲預(yù)處理階段A、 將待測煙絲放入恒溫恒濕箱中調(diào)節(jié)煙絲水分并用烘箱法測定煙絲含水率；B、 測定待測煙絲樣品的表觀密度； G、測定待測煙絲平均粒徑大??； D、測定待測煙絲特征形狀；(2) 煙絲起動速度測試階段A、在矩形管道底部平鋪長約100cm、厚為管徑高度一半的預(yù)處理過的煙絲層；B、 開啟攝影機(jī)和風(fēng)速檢測儀，以同時獲得煙絲起動時的圖像和此時的氣流 速度信號；C、 固定輸送氣體流量，氣流即帶走煙絲層頂部的煙絲，煙絲層逐步被沖蝕， 同時隨著管上部自由截面的擴(kuò)大，經(jīng)過煙絲層上部的氣速減緩，氣流帶走煙絲 顆粒的能力也逐漸減小，此現(xiàn)象連續(xù)進(jìn)行直到最后自動達(dá)到平衡，即余下的料 層不再受沖蝕，此時的氣速即相當(dāng)于最小起動速度，此時的氣速可利用風(fēng)速儀 測得。
全文摘要
一種檢測煙絲在氣力輸送過程中起動速度的裝置及其方法，該裝置依次包括矩形輸送管道、氣料分離器以及負(fù)壓氣源，其特征在于矩形輸送管道為透明材料制作，其上頂蓋為上下可平移結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)管道變徑，在矩形輸送管道中設(shè)有風(fēng)速測速儀，本裝置中還包括一臺可用于拍攝煙絲在管道中運動狀態(tài)的攝影機(jī)。本發(fā)明的特點在于輸送管道部分由透明材料加工而成，方便觀察及測試，利用快速攝像機(jī)和風(fēng)速測速儀，在捕獲煙絲起動過程瞬間的同時獲得風(fēng)速信號。本發(fā)明通過測定煙絲在水平管氣力輸送過程中的起動過程來考察起動速度，為檢測煙絲基本物性提供手段，為研究各類煙絲流動特性、獲取相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供依據(jù)。
文檔編號G01P5/00GK101533034SQ200910064679
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月19日
發(fā)明者偉 丁, 于川芳, 徐大勇, 斌 李, 兵 王, 王宏生, 金躍平, 魯端峰 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院