CN88101751A

CN88101751A - 适用于通风特性测量设备中的与试样只有甚小接触区的试样支承装置

Info

Publication number: CN88101751A
Application number: CN88101751.5A
Authority: CN
Inventors: 大和幸; 川村好明; 加藤木保男
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1988-11-02
Also published as: JPH0737932B2; CN1018050B; GB2203845B; GB8806517D0; GB2203845A; JPS63259436A; US4912964A

Abstract

包括圆筒体、试样支承件与保持环在内的试样支承装置。由类橡胶材料制成的该试样支承件，以可拆卸的方式安装在保持环上，后者则以可拆卸的方式安装于圆筒体之内而界定出一气密室，试样支承件由圆柱状外周部、膜状隔墙与试样支承孔构成。然后，通过将负压加到此隔墙上。使试样支承孔的直径加大，得以支承起卷烟之类的试样来测量其通风特性。

Description

本发明一般地说涉及一种适用于通风特性测量设备中的试样支承装置，而更具体地说，涉及一种用于测量卷烟通风特性的卷烟支承装置，还涉及到采用了这样一种卷烟支承装置的通风特性测量设备。

所谓通风特性测量设备，乃是用来测量从一气密室外部吸入一保持在该气密室中之试样内的空气流率（即空气的进入量对稀释量之比比），以及用来测量此试样吸入该气密室中在预定流率下之内部空气的通风阻力的。

为了在此通风特性测量设备中支承起卷烟之类的轻量而软质的试样，采用了由胶乳浸渍法形成的管状体一类壁部较薄的软质部件。此外，在用来连续测量试样通风特性的一种自动测量设备中，通常是由抽真空来松脱对试样的支承，这是因为此种试样支承件即起着支承与松脱试样的作用，同时还用作为气密室中的一种隔离件（保持气密性的一种隔离件）

图1所示为传统的通风特性测量装置中所用的一种常规的试样支承装置。气密室1从上往下依次由法兰2、3与4分隔为第一、第二与第三气密室1A、1B与1C。在第三气密室1C下方设有可依箭头40方向运动的试样停止器5。在图1所示情形中，停止器5正处于使卷烟9停止下落的工作状态。在法兰2、3与4中，形成有抽气通道2A、3A与4A。用来安装试样支承件6的保持环7则装配在各法兰2、3与4的内端上。各个保持环7是由一与抽气通道2A、3A与4A通连的抽气孔7a构成，所有这些法兰、保持环7与试样支承件6的组合结构，完全处在相同的关系下。图2表明了这类组合结构之一（放大图）。

图3A与3B为剖面图，分别表明上述常规的试样支承件在安装前后的形状。此种试样支承件是由一种软质与薄壁的合成树脂材料构成，例如由胶乳浸渍法形成的管件构成。该支承件在安装前呈圆柱形，而在安装后，它的两端均背对于垂直轴线取缺口形如图3B所示。

如图2所见，试样支承件6插在一保持环7的居中之试样支承孔7B内，且与此孔基本上呈紧触合。试样支承件6的两端拉开，紧触着保持环7的外周，由此而安装在该保持环上。

除此，保持环7在其外周上开有槽7C。槽7C中装配有一密封圈8，用来防止试样支承件6从保持环7上落下。

在通风特性的测量中，试样9插在试样支承孔7B内，而其纵向位置则由试样停止器5确定。在插入试样时，从试样支承件6的外部通过抽气孔向其外周加一负压。由于负压的作用，试样支承件6与保持环7的内壁紧触合，导致其直径略大于试样9的外径，而让试样易于插入试样支承孔7B中。然后，释除负压，如图2所示，试样支承件6的内壁因其橡胶式的弹力而向内膨胀。即试样支承孔7B的直径减小了。于是，轻量的试样9得以由各式样支承件6的弹力而支承于气密室1内。此时，气密室1的内部由三个试样支承件6分隔成三个气密室1A、1B与1C。在测量结束后，要是通过抽气通道2A、3A与4A，再次把负压加到试样支承件6的外周，试样9将会落到气密室1之外，图1的下方。

在上述这种传统的试样支承装置中，由试样支承件6来支承试样9，是在试样支承件的膨胀成曲面形的内壁表面上实现的，即这样的触合是由“面接触”确立的。结果使得，相对于在整个外周上具有细微透气特性的试样，例如对卷烟来说，在多个气密室中来测量卷烟各点上的空气进入量时，由于测量中面接触的部分是闭合的，实际上不可能求得高度准确的测量值。这一事实已构成一种缺点。

同样在测量卷烟的通风阻力时，也存在着不能获得高精度测量值的问题。

为克服上述缺点，完成了本发明。本发明之一个目的在于提供一种通风特性测量设备中用的试样支承装置，它能以最小的接触面积支承试样，而得以高度精确的测量试样的通风特性。

本发明之另一个目的，则在于提供能够高度精确地测量试样通风特性的通风特性测量设备。

本发明之以上目的可以通过提供如下一种试样支承装置（100）来达到，它包括：

大致垂直定位的圆筒体（17），包括一与第一抽气通道（2A、3A、4A）通连的空室，用来测量试样（9）的通风特性，试样（9）从上方置纳于其间，在通风特性测量中保持在该测量空室内，而在通风特性测量完后，向下方松脱;

保持环（107、307），具有与上述第一抽气通道（2A、3A、4A）连通的第二抽气通道（107A、307A），以可拆卸的方式安装在圆筒体（17）的内壁上，后者界定出此圆筒体（17）的前述测量空室;以及

试样支承件（106、306），由类橡胶材料制成，以可拆卸方式安装在保持环（107、307）之上，将与试样（9）一起放置于测量空室内，由此而界定出一气密室（1A、1B、1C），此试样支承件则包括：

圆筒状的外周部（106a），

位于此外周部（106A）上且伸向试样支承件（106、306）之中心轴的膜状隔墙（106B），以及

环绕试样支承件（106、306）的中心轴而形成在上述膜状隔墙（106B）梢部中的试样支承孔（106C），由此，当通过圆筒体（17）与保持环（107）的第一与第二抽气通道，将负压加到外周部（106A）上时，试样支承孔（106C）的直径就伸长，而当没有负压作用于其上时，此伸长了的直径便缩回到它的原有尺寸，这样便实现了样品（9）插入于样品支承孔（106C）中以及自其中松脱下的操作。

在以上结构中，支承试样与分隔气密室是由薄壁边缘部与试样作压力接触的结果，因而试样支承件与试样的接触面积变得极小，得以高精度地测量通风特性。

本发明上述和其它之目的与特点，可参考说明书与附图获得最好的理解，在附图中：

图1至图3为传统的通风特性测量设备与常规的试样支承装置的剖面图;

图4是对本发明之第一试样支承件106与支承装置100作局部性说明的放大剖面图;

图5是第一试样支承件106的剖面图;

图6是第一保持环107的剖面图;

图7至图9示意性地说明第一试样支承装置是怎样进行工作的;

图10为装配有第一试样支承装置100的本发明之通风特性测量设备200的示意图;

图11A与图11B为说明上述测量设备200之通风特性测量操作的流程图;

图12至图14为第二至第四试样支承件306、406、506与保持环307、407、507的剖面图;而

图15至图17为本发明之第五试样支承件606、706、806的剖面图。

现在来详细描述本发明的试样支承装置的各种实施例。相同于或类似于图1至图3中的相应部件将用同一参考数号标明。

图4至图6中示明了依据本发明之第一优选实施例的试样支承装置100。

图4是第一试样支承装置100主要部分的剖面图;图5是第一试样支承件106的剖面图;而图6是保持环107的剖面图。

在图4至图6中，第一试样支承件106是用软质的硅树脂制成的薄壁圆筒件，它有一圆柱形的外周部分106A、从内壁起沿中央伸向内部的膜状隔墙106B、以及形成在此隔墙中央部分的试样支承孔106C。此外周部分106A的垂向长度约12毫米，大致等于保持环107的厚度。膜状隔墙106B呈锥形剖面，有一厚（约1.5毫米）的周边部分和一薄（约0.25毫米）的中央部分。试样支承孔106C的直径确定为约5毫米，略小于试样9的直径。

保持环107在其外周侧有一螺纹部107D，而在其内周侧上有一抽气室107E，在此抽气室107E的上方与下方位置中各形成有一环形槽107C。当螺纹部107D与气密室之内壁作内纹啮合时，抽气室107E即经抽气孔107A与抽气通路2A与外部相通。除此，在各环形槽107C上装配有密封圈8，使试样支承件106与保持环107的内壁作紧触合而得以保持就位。

下面参考图7至图9来详述第一试样支承装置100的试样支承操作。

如图7所示，将第一试样支承件106首先安装到第一试样支承装置100上。

其次，经抽气室107E对试样支承件106的外周部106A抽真空，而把对应于隔墙106B的外周部106A之中央拉入抽气室107E内，如图7所示，使试样支承孔106C的直径膨胀至约12毫米。这时，试样9便可自上方插入气密室1A、1B与1C。至此完成了试样装载。然后停止抽真空，使抽气室107E的内压成为大气压。此时，使试样停止器105依箭头40方向（见图8）运动。如图8所示，试样支承件106的外周部分106A返回原位，而隔墙106B的边部稍向下弯，与试样9的外周面作压力接触，由此使试样9保持就位，而气密室1A、1B与1C得以气密封闭。

至此完成了试样测量的准备工作。在测量完试样9的通风特性后，再次进行抽真空，使试样支承孔106C张开如图9中所示。结果，试样9落下而被导引到下一段。在试样支承装置100的底部装有旋转阀20，使试样9在结束通风特性测量后可向下落出。

此优选实施例中的试样支承是通过薄壁试样支承件106的隔墙106B之内边缘实现的。因此，试样9与支承件106的接触基本上是“线接触”或小面积的“面接触”，从而试样9的外周壁之闭合比（如果此试样为卷烟时，即纸面中的通风孔）很小，于是可以高精度地测量通风阻力以及空气进入量对稀释量之比。此外，隔墙106B保证了对试样9的良好密封。

下面说明适用上述第一试样支承装置100的通风特性测量设备200。为使附图简明，对第一试样支承装置100与试样支承件106作示意性地图释。

首先，在对通风特性作实际测量之前，就一测量泵系统11进行了参考性的流率调节作业。

将测量/调节旋转阀20调整到调节侧，起动测量泵11从试样13一侧吸入空气。于此同时，调节一流率控制器（FRC）的一组分度，使通风阻力测量装置（VRM）14所指示的通风阻力等于试样13的通风阻力值。在结束此校准作业后，将旋转阀12调至测量侧。至此完成了参考性流率调定作业。

用一换向架16将通过上述几个步骤（例如卷烟周边的测量）处理过的试样9保持在一水平状态。但要是在第一试样支承装置100的圆筒体17中并无试样9时，中央处理机（CPU）即根据来自试样检测传感器18的信号发出指令，指示准备试样装载。响应此指令，旋转阀20与试样停止器5即行关闭。接着，一夹持一密封真空泵系统21中的阀门22以及23A至23C均打开，对试样支承件6的外周部分抽真空，使得试样支承孔106C的直径增大。

结果，在换向架16转换90°时，保持在水平状态中的试样9即落入第一试样支承装置100的圆筒体17之内。然后，此试样即为试样停止器停止并保持住。

如上保持于圆筒体17中的试样9为试样检测传感器18检测出，并将检测信号供给CPU19。响应此检测信号，CPU给出关闭夹持-密封阀23A-23C的指令。阀23A-23C即行关闭，而试样支承件106的外周部分（抽气室的内部）便处于大气压力下，使试样支承孔106C的直径变得较小（即变为其原有直径）而保持住试样9，并在同时密封住圆筒体17中的三个气密室1A、1B与1C。然后，试样停止器105打开，开始测量。

测量工作进行如下，流入气密室1A内的空气量由装附在室1A开口处的第一流量计24测量;流入气密室1B内的空气量由装附在室1B开口处的第二流量计25测量;而气密室1C中的通风阻力则由通风阻力测量装置14所测量。所得到的这些测量值输入CPU，由此对整个试样9的通风阻力以及试样9在各个点上的空气进入量对稀释量之比加以计算。

测量完毕后，根据CPU发出的指令，旋转阀20打开，而夹持-密闭阀23A-23C也再次打开，试样支承件106受吸力拉引，使试样支承孔106C的直径增大，而试样9即得到松脱而卸落到下一段上。

应该注意，上述这一系列操作是在CPU19的控制之下，而各种数据存储器未在图中示明。

在图10中，参考数号26、27、28与29分别指换向架的驱动泵、空气压力感受器、过滤器与气室。

上述之通风特性测量设备200的一系列测量操作，将用图11A与图11B的流程图简释如下。

首先，在步骤1中，将试样检测传感器18转向断开位置，同时起动夹持-密封泵21，将待测量的试样9从图10中试样换向架16上装载到位于该架下的试样支承装置100内（步骤7）。其次，测量预定的通风特性并经过一般预定的时间间隔（步骤9），即将所得的空气流量与通风阻力数据一次存入一存储器（未示明）中（步骤11）。然后，从试样支承装置100朝下方放落并松脱开试样9（步骤13）。这之后，从存储器读出所存储的数据，输入CPU19执行预定的运算处理（步骤15）。最后，将此计算结果打印出（步骤16）。

实际上，为了实现具有本发明上述特点的一种试样支承件，即设计出一种使与试样接触面积减至最小的支承件，除了图5所示的第一试样支承件106之外，还能够作出各式各样的变更形式。下面将详细描述这类变更形式。

首先阐明图12A与图12B中所示之第二试样支承件306与保持环307。第二试样支承件306的外周306A的边缘部分，从图中的纵向上看去，是由两个突出部分306D形成。此种突出部分306D大于图5中所示第一支承件106外周106A边缘部分上所形成的突出部分。另一方面，图12B中的保持环307之结构则基本上与图6中保持环106相同。

在这一变更形式中构成突出部分306D的特殊意义在于，当支承件306安装在带密封圈8的保持环307中时，可由支承件306的突出部分306D稳妥地保持住此密封圈。

图13A与13B中分别示明了第三试样支承件406与保持环407。支承件406按这样一种方式形成，即它的外周406A的长度（垂向上）短于图5中所示第一支承件106之外周106A的相应长度。保持环407上形成有环形槽407C的位置不同于图6所示环形槽的位置。此外，从图13A看到，此外周部分406A上形成有弯曲部分406D。

按照上述的第三优选实施例，支承件406以及保持环407二者的垂向长度，都可使之短于第一优选实施例中的。因此，这种变更形式适用于测量短过滤嘴卷烟的通风特性。

图14A和14B分别示明了第四试样支承件506与保持环507。与上述第三优选实施例相同，支承件506外周506A的长度经设计成短一些，并形成有弯曲部分506D。此外，如图14B所示，采用了一对密封加压件507F，使与置纳在保持环507之环形槽507C中的密封圈8贴合，不过，为简化附图，只示明了下部的密封加压件507F。

上述的第二至第四优选实施例，除上述一些特点之外，尚有一个共同特点，即试样支承件306、406与506都便于更换。

图15示明了第五试样支承件606，带双隔墙的形式，具有锥形剖面之隔墙606B₁与606B₂。因此，也就形成有试样支承孔606C₁与606C₂。此种结构的优点在于，在测量通风特性时可以提高紧触合的程度。

此外，图16示明了在锥形隔墙706B梢部处形成有厚壁部706D的第六试样支承件。此种结构的特点是，隔墙706B的梢部得到增强，因而能有效地防止在使用中损伤此梢端部分。

最后，图17中示明了第七试样支承件806。支承件806的圆柱状外圆周部（806A）有一对围绕其两端部形成的弯曲部分（806D），并且有与试样9的长度相符合的足够长度。形成有一个用来密封试样9梢端的上部隔墙806C₁，以及一个用来密封此试样过滤器的大部隔墙806B₂。这样，试样支承件806的长度即由待用于测量通风特性之试样9的垂向长度确定。因而便能获得只用于测量通风阻力的支承件806。试样支承件（806）还包括与试样支承孔（806C₁）准直的第二试样支承孔（806C₂）。

除此，依据本发明，试样支承件的材料或位置，可根据待测试样的材料或尺寸作出合适的选择。例如，就试样支承件的材料而论，天然橡胶、氯丁二稀橡胶、一丁二稀橡胶以及乙稀-丙稀橡胶，都是可以适于此种用途的。在前述的这些个优选实施例中，采用过一种硅橡胶（硬度：回跳硬度，A级）

还有，气密室的个数并不限于三个，任何合适的数目都是可以选用的。

本发明之试样支承件的特点总结如下。所用到的试样支承件是由可延伸的例如橡胶类的材料制成，上面有一试样支承孔，此试样支承孔的直径在有负压作用试样支承件上而改变。界定出试样支承孔的试样支承壁（即前述隔墙的梢部）与试样外周部分之接触面积，可以减到最小限度。

Claims

1、一种试样支承装置(100)，其特征在于它包括：

大致垂直定位的圆筒体(17)，包括一与第一抽气通道(2A、3A、4A)通连的空室，用来测量试样(9)的通风特性，试样(9)从上方置纳于其间，在通风特性测量中保持在该测量室内，而在通风特性测量完毕后，朝下方松脱，

保持环(107、307)，具有与上述第一抽气通道(2A、3A、4A)通连的第二抽气通道(107A、307A)，以可拆卸的方式安装在圆筒体(17)的内壁上，后者界定出此圆筒体(17)的前述测量空室，

试样支承件(106、306)，由类橡胶胶材料制成，以可拆卸方式安装在保持环(107、307)之上，将与试样(9)一齐放置于测量空室内，由此而界出一气密室(1A、1B、1C)，此试样支承件则包括：

圆筒状的外周部(106a)，

位于此外周部(106A)上且伸向试样支承件(106、306)之中心轴的膜状隔墙(106B)，

环绕试样支承件(106、306)的中心轴而形成在上述膜状隔墙(106B)中的试样支承孔(106C)，由此，当通过圆筒体(17)与保持环(107)的第一与第二抽气通道，将负压加到外周部(106A)上时，试样支承孔(106C)的直径就伸长，而当没有负压作用于其上时，此伸长了的直径便缩回到它的原有尺寸，这样便实现了样品(9)插入于样品支承孔(106C)中以及自其中松脱下的操作。

2、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于，上述膜状隔墙（106B）有一锥形剖面。

3、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于;上述膜状隔墙（106B）位于邻近所说外周部（106A）的中央部分。

4、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于：述及之试样为卷烟。

5、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于：所说之圆筒状的外周部（306）有一对形成在其两端部上的突出部分（306D）。

6、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于：述及之外周部分在环绕其两端部分处形成有一对弯曲部分（406D、506D）。

7、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于：述及之试样支承件（606）还包括有与膜状隔墙（606B₁）平行定位的第二膜状隔墙（606B₂），以及一与所述试样支承孔（606C₁）准直的第二试样支承孔（606C₁）。

8、如权利要求1所述的一种装置（100），其特征在于：所说的膜状隔墙（706B）呈锥形剖面，它的梢部由较厚的墙予以增强。

9、如权利要求1所述的一种装置（100）其特征在于：

所说的圆柱状外周部（806A）有一对围绕其两端部形成的弯曲部分（806D），且有足以完全封住试样（9）的长度，

采用了与膜状隔墙（806B₁）相平行的第二膜状隔墙（806B₂），

所说试样支承件（806）还包括与试样支承孔（806C₁）准直的第二试样支承孔（806C₂）。

10、一种通风特性测量设备（200），其特征在于：它包括：

试样传送装置（16、26），用来临时性地保持待测量的试样（9）同时用来转送此试样，

试样支承装置（100），大致相对于上述试样传送装置（16、26）垂直定位，它包括：

（1）圆筒体（17），有一与第一抽气通道（2A、3A、4A）连通的测量空室，

（2）保持环（107），具有与上述第一抽气通道（2A、3A、4A）通连的第二抽气通道（107A），以可拆卸的方式安装在界定该测量空室的前述圆筒体（17）的内壁上，

（3）试样支承件（106），由类橡胶材料制成，以可拆卸方式安装在将与试样（9）一齐置入测量空室内的保持环（107）之上，由此界定出一气密室（1A、1B、1C），同时通过前述第一与第二抽气通道对其上施加负压，借此来支承试样（9），

装置（21），用来通过前述第一与第二抽气通道（2A、107A）产生拟加到试样支承件（106）上的负压，

装置（11），用来通过试样支承装置（100）对试样（9）加压，以便测量此试样的通风特性，

控制装置（19），用来控制前述之试样传送装置（16、26）、产生负压的装置（21）以及加压装置（11），凭借它们，使所说圆筒体（17）从上方接纳来自试样传送装置（16、26）的试样（9），并在通风特性测量中将试样（9）储放于气密室（1A、1B、1C）内，而在通风特性测量完毕后，朝下方松脱试样（9）。

11、如权利要求10所述的一种设备（200），其特征在于：它还包括：

用在试样支承装置中来检测试样（9）的一种试样传感器（18）。