一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新型煙草制品領(lǐng)域，具體涉及一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)卷煙相比，加熱非燃燒卷煙作為一種新型煙草制品，通過(guò)外熱源加熱卷煙的方式降低了卷煙煙氣生成溫度，從而避免煙草高溫?zé)峤馊紵^(guò)程的發(fā)生，可有效減少主流煙氣中有害物質(zhì)含量以及對(duì)人體健康的危害。按外熱源類(lèi)型的不同，目前加熱非燃燒卷煙主要包括電加熱型、碳加熱型等。外熱源加熱溫度與布置方式對(duì)加熱非燃燒卷煙消費(fèi)過(guò)程中其內(nèi)部溫度分布起著關(guān)鍵作用，與卷煙煙氣生成特性密切相關(guān)，是影響卷煙煙氣感官質(zhì)量的重要因素。而電加熱型與碳加熱型新型卷煙往往由于熱源的存在及熱源可控性的要求，對(duì)了解卷煙加熱非燃燒狀態(tài)下，煙氣生成、新型卷煙內(nèi)部熱質(zhì)傳遞現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制及新型卷煙配方研究均造成較大的困難。因此，需要開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述多樣化需求的可控?zé)嵩矗瑸橄嚓P(guān)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，而設(shè)計(jì)一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)快速加熱且加熱溫度保持恒定，同時(shí)可以與吸煙機(jī)及卷煙內(nèi)部溫度分布檢測(cè)裝置聯(lián)合，用以滿足加熱非燃燒型新型卷煙煙氣生成及新型卷煙內(nèi)部熱質(zhì)傳遞過(guò)程分析的要求，從而為加熱非燃燒新型卷煙優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)支撐。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，包括由溫控儀控制的管式加熱爐及設(shè)置在加熱爐下方的用于存儲(chǔ)固相熱介質(zhì)的保溫樣品倉(cāng)，在管式加熱爐的爐膛中穿裝有立式加熱料管，立式加熱料管下端伸出加熱爐后直接通入保溫樣品倉(cāng)中，在加熱料管上部設(shè)置有加料器，在位于加熱爐內(nèi)的加熱料管下部設(shè)置有閉鎖機(jī)構(gòu)，且閉鎖機(jī)構(gòu)的彈性操縱桿設(shè)在加熱料管的上端，在保溫樣品倉(cāng)上設(shè)有加熱非燃燒卷煙樣品插裝孔。
[0005]所述閉鎖機(jī)構(gòu)為彈性閉鎖裝置。
[0006]所述固相熱介質(zhì)包括但不限于石英砂、石墨等大比熱的固相顆粒物。
[0007]保溫樣品倉(cāng)周?chē)O(shè)有隔熱層，以保障樣品倉(cāng)良好的保溫性能。
[0008]樣品插裝孔開(kāi)設(shè)在保溫樣品倉(cāng)的底部。
[0009]本實(shí)驗(yàn)裝置不僅可以通過(guò)管路與吸煙機(jī)相連以分析加熱非燃燒卷煙煙氣特征，也能與卷煙燃吸溫度分布檢測(cè)儀(201010564689.2)相連實(shí)現(xiàn)對(duì)新型卷煙內(nèi)部溫度分布的在線檢測(cè)分析。
[0010]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理及使用過(guò)程如下:
1)帶有球閥的加料器可實(shí)現(xiàn)固相熱介質(zhì)顆粒間歇式添加，同時(shí)在不添加熱介質(zhì)時(shí)封閉加熱料管，維持管式加熱爐中加熱環(huán)境的穩(wěn)定，有利于固相熱介質(zhì)溫度的恒定，固相熱介質(zhì)包括但不限于石英砂、石墨等大比熱的固體顆粒物。
[0011]2)彈性閉鎖機(jī)構(gòu)可將未加熱至設(shè)定溫度的固相熱介質(zhì)顆粒保持在管式加熱爐恒溫加熱區(qū)內(nèi)，同時(shí)細(xì)長(zhǎng)式加熱料管中心設(shè)有的溫度傳感器具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)固相熱介質(zhì)溫度的功能，當(dāng)所測(cè)得固相熱介質(zhì)溫度其達(dá)到設(shè)定值并保持恒定后，通過(guò)彈性閉鎖機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟快速將固相熱介質(zhì)送入保溫樣品倉(cāng)，對(duì)卷煙進(jìn)行恒溫加熱。
[0012]3)帶有隔熱層的保溫樣品倉(cāng)可使固相熱介質(zhì)顆粒溫度在測(cè)量時(shí)間范圍內(nèi)保持相對(duì)恒定，通過(guò)控制卷煙樣品插入深度可以分別實(shí)現(xiàn)對(duì)卷煙樣品外周恒溫加熱(插入深度為卷煙煙條長(zhǎng)度，即整支卷煙煙條插入保溫樣品倉(cāng)內(nèi))與恒溫氣流加熱(插入深度為零，即卷煙煙支端面與保溫樣品倉(cāng)內(nèi)底面平齊)的功能。
[0013]4)加熱非燃燒卷煙抽吸模式等技術(shù)參數(shù)的調(diào)整通過(guò)與本實(shí)驗(yàn)裝置相連的吸煙機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，抽吸模式包括但不限于恒速抽吸模式和ISO抽吸模式，同時(shí)本實(shí)驗(yàn)裝置可以結(jié)合卷煙燃吸溫度分布檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)內(nèi)部傳熱過(guò)程分析。
[0014]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
顆粒狀固相熱介質(zhì)間接的加熱方式不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)卷煙樣品的快速加熱，并有效避免了外熱源與卷煙內(nèi)部溫度傳感器或煙氣采集管路布置之間干擾；采用將固相熱介質(zhì)加熱至設(shè)定溫度并穩(wěn)定一段時(shí)間后對(duì)卷煙樣品進(jìn)行間接加熱的方式與保溫樣品倉(cāng)相結(jié)合，可以在測(cè)量時(shí)間范圍內(nèi)保持外熱源加熱溫度相對(duì)恒定；根據(jù)卷煙煙支插入深度的不同可以非常方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)外周恒溫加熱與恒溫氣流加熱熱源的各自模擬。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置與卷煙燃吸溫度分布檢測(cè)儀連接示意圖。
[0017]圖中:1-管式加熱爐；2_溫控儀；3_彈性操縱桿；4-閉鎖機(jī)構(gòu)；5_加熱料管；6_加料器；7_保溫樣品倉(cāng)；8_固相熱介質(zhì)顆粒；9-卷煙；10-捕集器；11-連接管路；12_模塊化溫度傳感器組；13_數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系做進(jìn)一步描述:
如圖1、2所示:一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，包括由溫控儀2控制的管式加熱爐1及設(shè)置在加熱爐下方的用于存儲(chǔ)固相熱介質(zhì)的保溫樣品倉(cāng)7，在管式加熱爐1的爐膛中穿裝有立式加熱料管5，立式加熱料管下端伸出加熱爐后直接通入保溫樣品倉(cāng)7中，在加熱料管5上部設(shè)置有加料器6，加料器6帶有控制加料的球閥，在位于加熱爐內(nèi)的加熱料管下部設(shè)置有閉鎖機(jī)構(gòu)4，由位于加熱料管5上端的彈性操縱桿3控制閉鎖機(jī)構(gòu)4開(kāi)啟和閉合，彈性操縱桿3中設(shè)有溫控儀2所需的溫度傳感器，在保溫樣品倉(cāng)7底部設(shè)有加熱非燃燒卷煙樣品插裝孔。
[0019]在保溫樣品倉(cāng)7四周加設(shè)有隔熱層。
[0020]本發(fā)明以下結(jié)合測(cè)試實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明:
測(cè)試實(shí)施例1: 如圖1所示，首先在溫控儀2中設(shè)定加熱溫度并對(duì)管式加熱爐1進(jìn)行加熱，通過(guò)控制加料器6的球閥開(kāi)啟角度緩慢向管式加熱爐1中的加熱料管5中加入一定量的固相熱介質(zhì)顆粒8，待所測(cè)得固相熱介質(zhì)顆粒8溫度達(dá)到設(shè)定值后穩(wěn)定一段時(shí)間；將卷煙9按照預(yù)設(shè)插入深度(插入深度為卷煙煙條長(zhǎng)度或零)裝入帶有隔熱層的保溫樣品倉(cāng)7中；通過(guò)彈性操縱桿3迅速開(kāi)啟閉鎖機(jī)構(gòu)4，使固相熱介質(zhì)顆粒8快速落入已裝入卷煙的保溫樣品倉(cāng)7中，同時(shí)通過(guò)連接管路11與吸煙機(jī)相連，抽吸模式、抽吸容量等抽吸參數(shù)由吸煙機(jī)控制；加熱非燃燒型卷煙所生成的煙氣經(jīng)捕集器10后由吸煙機(jī)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)總粒相物、焦油量、水分等煙氣常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行分析。
[0021]測(cè)試實(shí)施例2:
如圖2所示，與本發(fā)明用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置相連接的卷煙燃吸溫度分布檢測(cè)儀由模塊化溫度傳感器組12和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13組成。首先在溫控儀2中設(shè)定加熱溫度并對(duì)管式加熱爐1進(jìn)行加熱，通過(guò)控制加料器6的球閥開(kāi)啟角度緩慢向管式加熱爐1中的加熱料管5內(nèi)部加入一定量的固相熱介質(zhì)顆粒8，待所測(cè)得固相熱介質(zhì)顆粒8溫度達(dá)到設(shè)定值后穩(wěn)定一段時(shí)間；將預(yù)打孔后的卷煙9按照預(yù)設(shè)插入深度(插入深度為卷煙煙條長(zhǎng)度或零)裝入帶有隔熱層的保溫樣品倉(cāng)7中，并將模塊化溫度傳感器組12通過(guò)保溫樣品倉(cāng)預(yù)留槽道插入卷煙9的預(yù)設(shè)徑向位置處；通過(guò)彈性操縱桿3迅速開(kāi)啟閉鎖機(jī)構(gòu)4，使固相熱介質(zhì)顆粒8快速落入已裝入卷煙9并插好模塊化溫度傳感器12的保溫樣品倉(cāng)7中，同時(shí)啟動(dòng)通過(guò)連接管路11相連接的吸煙機(jī)，抽吸模式、抽吸容量等抽吸參數(shù)由吸煙機(jī)控制，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13記錄卷煙內(nèi)部溫度分布實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0022]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括由溫控儀控制的管式加熱爐及設(shè)置在加熱爐下方的用于存儲(chǔ)固相熱介質(zhì)的保溫樣品倉(cāng)，在管式加熱爐的爐膛中穿裝有立式加熱料管，立式加熱料管下端伸出加熱爐后直接通入保溫樣品倉(cāng)中，在加熱料管上部設(shè)置有加料器，在位于加熱爐內(nèi)的加熱料管下部設(shè)置有閉鎖機(jī)構(gòu)，且閉鎖機(jī)構(gòu)的操縱桿設(shè)在加熱料管的上端，在保溫樣品倉(cāng)上設(shè)有加熱非燃燒卷煙樣品插裝孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述閉鎖機(jī)構(gòu)為彈性閉鎖裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述固相熱介質(zhì)為石英砂、石墨等大比熱的固相顆粒物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:保溫樣品倉(cāng)四周設(shè)有隔熱層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:在保溫樣品倉(cāng)的底部設(shè)有加熱非燃燒卷煙樣品插裝孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:該實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)管路與吸煙機(jī)相連用以分析加熱非燃燒卷煙煙氣特征。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:該實(shí)驗(yàn)裝置能與卷煙燃吸溫度分布檢測(cè)儀相連實(shí)現(xiàn)對(duì)新型卷煙內(nèi)部溫度分布的在線檢測(cè)分析。
【專利摘要】一種用于模擬加熱非燃燒卷煙外熱源的實(shí)驗(yàn)裝置，包括管式加熱爐及設(shè)置在加熱爐下方的用于存儲(chǔ)固相熱介質(zhì)的保溫樣品倉(cāng)，在管式加熱爐的爐膛中穿裝有立式加熱料管，立式加熱料管下端伸出加熱爐后直接通入保溫樣品倉(cāng)中，在加熱料管上部設(shè)置有加料器，在位于加熱爐內(nèi)的加熱料管下部設(shè)置有閉鎖機(jī)構(gòu)，且閉鎖機(jī)構(gòu)的彈性操縱桿設(shè)在加熱料管的上端，在保溫樣品倉(cāng)上設(shè)有加熱非燃燒卷煙樣品插裝孔。利用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)顆粒狀固相熱介質(zhì)的加熱方式不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)卷煙樣品的快速加熱，并有效避免了外熱源與卷煙內(nèi)部溫度傳感器或煙氣采集管路布置之間干擾；并可根據(jù)卷煙煙支插入深度的不同非常方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)外周恒溫加熱與恒溫氣流加熱熱源的各自模擬。
【IPC分類(lèi)】G01N25/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105301033
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510682954
【發(fā)明人】李斌, 張明建, 鄭賽晶, 馬亞萍, 張怡春, 楊菁, 王兵
【申請(qǐng)人】中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院, 上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日