專利名稱：檢驗棒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及縱向透氣棒，例如香煙、帶濾咀香煙、過濾咀以及類似的物品，的相關性能的檢測。
為了在批量生產(chǎn)煙草制品例如香煙、帶濾咀香煙和過濾咀中進行監(jiān)測并保持標準，需要從生產(chǎn)線中取出樣品并加以分析。所檢測的重要參數(shù)包括壓降(或抽氣的阻力)、重量、尺寸和通氣性。
傳統(tǒng)上使用全自動測試機檢測這些性能。必須檢驗這些機器檢測的正確性。
傳統(tǒng)上使用被認可的標準檢驗測試機。這些儀器是特別的并且由玻璃制成，昂貴并容易破碎。公知的測量檢驗棒不能滿足要求，因為它們的空氣流動性差，產(chǎn)生不可靠的壓力和通氣結(jié)果。
本發(fā)明提供了一種檢驗棒，用于檢測縱向透氣棒性能的設備中，該檢驗棒包括長的、基本中空的、基本圓柱形的主體；在主體縱向上分隔開的第一、第二和第三橫向壁；由主體和第一、第二橫向壁形成的第一縱向室；由主體和第二、第三橫向壁形成的第二縱向室；允許空氣從主體外部沿側(cè)面進入第一室的至少一個第一通氣窗口；允許空氣從主體外部沿側(cè)面進入第二室的至少一個第二通氣窗口；以及每個末端都開放的管，用于供層狀空氣流流過，該氣流是通過橫向壁的唯一氣流，所述管包括至少一根短的層流管穿過第一橫向壁并開口在第一室；至少一根中等長度的層流管穿過第一和第二橫向壁并開口在第二室；至少一根長層流管穿過第一、第二和第三橫向壁形成空氣流過檢驗棒總長度的通道。
層流管的功能是作為層流阻力器。每根管對從管中流過的空氣產(chǎn)生標準阻力。選擇層流管的數(shù)量、尺寸和排列從而向流過檢驗棒的氣流、從第一室流過第一橫向壁的(當?shù)谝淮翱谕鈺r)氣流、以及從第二室流過第一、第二橫向壁的(當?shù)诙翱谕鈺r)氣流提供預定數(shù)值的阻力；第一窗口和/或第二窗口可以被擋住(如包裹)使檢驗棒不通氣或者在一個末端或兩個末端通氣，從而與被檢測的樣品棒對應。檢驗棒放在檢測設備中并檢測壓降；將檢測數(shù)值與預定數(shù)值對比，檢驗機器檢測是否正確。預定的數(shù)值可以算出，從而不同檢驗棒可用于，例如，“高”壓降檢驗和“低”壓降檢驗。選擇檢驗棒用于檢驗機器，使檢驗棒具有的壓降在適合于被測試樣品的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，層流管是金屬的，例如，像那些在注射器針頭或?qū)Ч苤惖谋”诓讳P鋼管。使用鋼導管使檢驗棒的數(shù)值的可再現(xiàn)性更大。使用其它可供選擇的材料也是可以的，如陶瓷、塑料或玻璃。但實際上，金屬更加適合。玻璃管在使用時如果掉在地上或搖動則容易破碎，而使用陶瓷或塑料的難度在于形成具有標準同心度的管，即具有規(guī)則內(nèi)徑或內(nèi)膛的管；變化的或不正確的同心度可產(chǎn)生混亂的空氣流動或紊流(即非層流)，從而降低檢驗棒測量的精確度和可再現(xiàn)性。
優(yōu)選地，檢驗棒包括三根短層流管穿過第一橫向壁并開口在第一室中。采用三根(或更多)管確保了從第一室(當通氣時)通過第一橫向壁而來的氣流是層流的，且對該氣流提供穩(wěn)定的可測量的阻力，從而確保了精確度和可再現(xiàn)性。
優(yōu)選地，檢驗棒包括兩根中等長度的層流管穿過第一和第二橫向壁并開口在第二室中。
優(yōu)選地，檢驗棒包括兩根長的層流管穿過第一、第二和第三橫向壁。
優(yōu)選地，與第三橫向壁相比，第二橫向壁更靠近第一橫向壁。優(yōu)選地，第二室與第一室的長度比為3或4∶1到大約2∶1。優(yōu)選地，第一室占總棒長度的20％-35％。
優(yōu)選地，具有多個第一通氣窗口，位于第一和第二橫向壁之間基本相同的縱向位置上并且在圓周上的間距相等。這種排列很好地為第一室提供穩(wěn)定的空氣流(在通氣時)。優(yōu)選地，具有多個第二通氣窗口，位于第二和第三橫向壁之間基本相同的縱向位置上并且在圓周上的間距相等。優(yōu)選地，第二通氣窗口靠近或非?？拷谌龣M向壁，即與第二室遠離第二壁的末端相通。這種排列很好地為第二室提供穩(wěn)定的空氣流(在通氣時)。優(yōu)選地，通氣窗口明顯長于層流管的內(nèi)徑或內(nèi)膛，從而減小紊流并保持層流。窗口也減小檢驗棒的重量。
第一和/或第二通氣窗口可以是，例如，中空主體上的縫隙或槽?？p隙或槽等可以完全或部分地被透氣膜、薄膜或網(wǎng)覆蓋，使空氣從主體外部流入第一或第二窗口。
優(yōu)選地，圓柱形主體包括一個區(qū)域，其尺寸與實際樣品的大小和圓度相同。檢驗棒可以用于檢驗圓度和尺寸的測量值以及壓降。優(yōu)選地，這個區(qū)域是中心區(qū)域，位于第一和第二通氣窗口之間處于第二橫向壁的區(qū)域。
本發(fā)明的檢驗棒對于壓降、圓度、尺寸等產(chǎn)生可靠的和可再現(xiàn)的檢驗值。在其它的用途中，檢驗棒可用于檢驗校準和/或作為測試機之間的互相比較的裝置。
應該意識到，本發(fā)明的檢驗棒可以制造成非常高的標準和公差，以保證結(jié)果的可再現(xiàn)性；這種檢驗棒適于用作校準測試機的(公認的)標準物。
下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中

圖1表示本發(fā)明檢驗棒的局部剖視圖；圖2表示本發(fā)明檢驗棒的頂視圖(虛線和引線所指的部分位于標準物的內(nèi)部，正常情況下在平面視圖中是不可見的，這所以顯示出來僅是為了幫助理解描述內(nèi)容)；以及圖3表示圖1和圖2檢驗棒部分縱剖視圖。
圖1和圖2表示的檢驗棒1用于檢驗測量縱向透氣棒壓降、尺寸和圓度的設備，縱向透氣棒的例子如香煙、帶濾咀香煙和過濾咀的樣品。檢驗棒1包括薄壁圓柱形主體2，由塑料制成，例如迭爾林、TPX或Peek。由塑料制成的檢驗棒可以具有與香煙樣品相同的尺寸以及大致相同的重量。
圓柱形主體2具有三個圓形的橫向壁4、5、6。橫向壁4覆蓋圓柱形主體2的一個末端并作為對接壁(butt wall)。橫向壁6距離圓柱形主體2相反另一末端有一段較短距離，即略微陷在主體2的圓柱形外殼內(nèi)。橫向壁5的位置在從對接壁4開始的圓柱形主體2長度的約十分之三處。橫向壁4、5、6由塑料制成，所用塑料與主體2的圓柱形外殼相同。在這些橫向壁的圓周邊緣，橫向壁與外殼焊接在一起形成不透氣的密封。主體2的圓柱形外殼以及橫向壁4、5的內(nèi)部形成圓柱形主體2中的第一室7。主體的圓柱形外殼以及橫向壁5、6的內(nèi)部形成圓柱形主體2中的第二室8。這樣，第一室7和第二室8互相之間由橫向壁5隔開。
如圖3所示，薄壁圓柱形主體可以由兩部分(2A和2B)制成，并且方便地、牢固地在橫向壁5處連接并連接到橫向壁5上。應該意識到，增大橫向壁4、5、6中任一個或全部的厚度可以提高圓柱形主體2結(jié)構(gòu)的強度和牢固性。
檢驗棒1包括七根層流管9、10、11，它們是不銹鋼金屬導管或薄壁金屬體。應該意識到，圖1中僅示出了六根層流管(每個層流管9、10、11有兩根)，第七根管在此圖中被擋住了。這些管可由易加工的金屬制成，例如鋼或銅。
金屬層流管9、10、11的作用是層流阻力器，即每根管對通過其中的流體，如空氣，產(chǎn)生阻力。管的長度和內(nèi)徑或內(nèi)膛取決于所需的流動阻力值，并且被挑選以符合檢驗棒1所需的預定壓降值。下面給出其實施例。
應該注意的是，在圖示的實施例中，金屬導管是直的，但也可以使用不同的管，例如螺旋管，取決于所需的標準壓降值。
在圖1所示的實施例中，三根管9穿過對接壁4進入室7，使空氣穿過對接壁4流出第一室7(當通氣時)；兩根管10穿過對接壁4、室7、橫向壁5進入室8，使空氣穿過對接壁4流出第二室8(當通氣時)；兩根中空金屬管從壁4(并穿過壁4)到壁6(并穿過壁6)穿過圓柱形主體2的整個長度，使空氣流過整個檢驗棒的長度。
圓柱形主體2具有四個第一通氣窗口13以及四個第二通氣窗口14，四個第一通氣窗口13是在圓柱形主體的外部與第一室7之間相通的四條槽，四個第二通氣窗口14是在圓柱形主體2的外部與第二室8之間相通的四條槽。第二通氣窗口14基本靠近第三橫向壁6，如圖2所示。每套四條槽離開對接壁4給定的距離，每套槽中的槽在圓柱形主體2的圓周上具有相同的間距。
檢驗棒1包括圓柱形外殼的無特征圓柱區(qū)15，位于窗口13和窗口14之間。圓柱區(qū)15的尺寸與香煙樣品的尺寸相同(長度、圓度等)，并可用于校準檢測機器的同心度、圓度等測量功能。
本發(fā)明的檢驗棒在測試帶濾咀香煙的機器中使用時，其尺寸和結(jié)構(gòu)基本與帶濾咀香煙的相同。因此這種檢驗的長度為84mm。橫向壁的位置對應于香煙的咀端(第一橫向壁4)，過濾咀與包煙草卷的接合處(第二橫向壁5)和包煙草卷的遠端(第三橫向壁6)。因此，第二橫向壁5與第一橫向壁4(咀端)之間的距離，即第一室的長度，約為棒總長度(圓柱形主體2的長度)的20％-35％，優(yōu)選在29％-33％之間。
作為另外的實施例，不同預定壓降的三個檢驗棒的尺寸(單位mm)列在下面的表中。檢驗棒具有圖1、2、3所示的結(jié)構(gòu)。
表1
在實施例1、2和3中，層流管9、10、11是內(nèi)徑0.55mm的不銹鋼。
*檢驗棒的重量與實際樣品棒的重量相同，因此棒可以用于檢驗樣品重量的測量。
在使用中，檢驗棒1放在檢測機的樣品頭上，例如英國Filtrona儀器和自動化有限公司制造的機器QTM5、QTM5U或QTM6，用于檢測壓降(或抽氣的阻力)以及香煙、帶濾咀香煙或過濾咀樣品的其它性能。
壓降檢測機在本領域中是公知的。壓降檢測機將香煙樣品(一般包括過濾咀和包煙草的卷)夾持在樣品頭中并抽動空氣流過樣品。樣品頭的結(jié)構(gòu)使過濾咀圓周壁周圍形成第一不透氣密封，使包煙草卷的圓周壁周圍形成第二不透氣密封。這種類型的樣品頭用于測定5個以下的測試/質(zhì)量控制必需的值1)Pdo，這是在過濾咀周圍的密封打開(即，空氣通過任何過濾咀通氣流入樣品)以及煙草卷周圍的密封打開(即，空氣通過煙草卷壁流入樣品)時測量的穿過帶濾咀香煙的總壓降。
2)Pdc，這是在過濾咀周圍的密封關閉(即，沒有空氣從過濾咀通氣流入樣品)以及煙草卷周圍的密封打開時測量的穿過帶濾咀香煙的總壓降。
3)“咀端通氣”或“過濾咀通氣”，這是通過香煙樣品的總空氣流的百分數(shù)，得自通過過濾咀端通氣(如，過濾咀壁的細孔或孔)流入過濾咀的空氣。
4)“卷通氣”或“紙通氣”，這是通過香煙樣品的總空氣流的百分數(shù)，得自通過包裹煙草柱的壁(如，紙)流入的空氣。
5)“總通氣”，這一般是計算咀端通氣和卷通氣的總和，是通過香煙樣品的總空氣流的百分數(shù)，得自通過過濾咀壁流入的空氣加上通過煙草周圍壁流入的空氣。
Pdo和Pdc的得出是通過將穩(wěn)定的空氣流抽過樣品并測量當相關密封打開或關閉時穿過樣品的壓降。咀端和卷通氣的測定是通過將穩(wěn)定的空氣流抽過樣品并使用層流元件測量當相關密封適當?shù)卮蜷_或關閉時空氣通過過濾咀(或卷)壁流入咀端(或卷)區(qū)域的空氣。接著將穩(wěn)定的空氣流切換到流過層流元件。測量值之差用于計算側(cè)面進入咀端或通過卷的總空氣流的百分數(shù)?？偼庥嬎銥榫锥撕途硗庵?。
上述五個值是由使用三個空氣流動通道得到的測量值推算的。這些通道是穿過樣品過濾咀壁并到達咀末端的通道(對應于咀端通氣空氣流動)；穿過樣品包煙草卷的壁并到達咀端的通道(對應于卷通氣空氣流動)；穿過整個香煙樣品的通道(即，從口端或咀端到遠端)。最后一個通道對應于從遠端抽入并到達口端的空氣流動。最后的空氣流動形成Pdo和Pdc值。
在樣品檢測之前和/或檢測過程中，需要檢驗機器得到的是恰當?shù)闹?。這使用檢驗棒完成。
檢驗棒1具有三個標準的已知阻力值的空氣流動通道，對應于上述的香煙樣品中的通道，如下所述。標準棒1的窗口13、第一室7和管9對應穿過樣品頭中香煙樣品過濾咀的空氣流動通道，即，流過層流管9的空氣流動阻力對應于穿過香煙樣品過濾咀的壓降。標準棒1的窗口14、室8和管10對應穿過香煙樣品煙草卷的空氣流動通道，即，流過層流管10的空氣流動阻力對應于穿過煙草卷的壓降。最后，標準棒1的管11對應于穿過整個帶濾咀香煙樣品壓降的空氣流動通道。為了檢驗Pdo和Pdc值，這個通道與煙草卷空氣流動通道(14、8、10)一起用于檢驗Pdc；與煙草卷空氣流動通道(14、8、10)和過濾咀通道(13、7、9)一起用于檢驗Pdo；當檢驗棒1處于樣品頭中的位置時，QTM5或QTM5U壓降機得出這些值(與測量樣品的方式相同)，并將得出的值與檢驗棒每個已知的值對比。如果與已知值存在任何偏差，則警示操作者并且操作者可檢驗錯誤。
檢驗棒可以在測試穿過過濾咀棒壓降的機器中使用，例如QTM6。在這種情況下，重要的是測量穿過整個棒的壓降。
機器QTM5、5U和6使用激光測量樣品的尺寸和圓度。檢驗棒區(qū)域1 5的位置，當置于機器QTM5或5U中時，處于激光測量系統(tǒng)的下方。當檢驗棒1裝在其位置上時，棒在區(qū)域15的尺寸、圓度等可用機器QTM5或5U測量(與測量樣品的方式相同)，并將測量值與檢驗棒的已知值對比。如果與已知值存在任何偏差，則警示操作者并且操作者可檢驗錯誤。
檢驗棒也可用于取樣的過程。檢驗棒可以直接放在機器的測量/測試頭中，放在樣品棒的位置；或者可以放在大量的樣品棒之中，例如測試機的入口漏斗，從而在自動測試的過程中進入測試或檢測頭中。
權(quán)利要求
1.一種檢驗棒，用于檢測縱向透氣棒性能的設備中，包括長的、基本中空的、基本圓柱形的主體；在主體縱向上分隔開的第一、第二和第三橫向壁；由主體和第一、第二橫向壁形成的第一縱向室；由主體和第二、第三橫向壁形成的第二縱向室；允許空氣從主體外部沿側(cè)面進入第一室的至少一個第一通氣窗口；允許空氣從主體外部沿側(cè)面進入第二室的至少一個第二通氣窗口；以及每個末端都開放的管，用于供層狀空氣流流過，該氣流是通過橫向壁的唯一氣流，所述管包括至少一根短的層流管穿過第一橫向壁并開口在第一室；至少一根中等長度的層流管穿過第一和第二橫向壁并開口在第二室；至少一根長層流管穿過第一、第二和第三橫向壁形成空氣流過檢驗棒總長度的通道。
2.如權(quán)利要求1所述的檢驗棒，其特征在于層流管是金屬的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢驗棒，包括三根短的層流管。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的檢驗棒，包括兩根中等長度的層流管。
5.如權(quán)利要求1或4中任一項所述的檢驗棒，包括兩根長的層流管。
6.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，還包括一個區(qū)域，其尺寸與縱向透氣棒的大小和圓度相同。
7.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，包括多個第一通氣窗口，位于第一和第二橫向壁之間基本相同的縱向位置上并在圓周上具有相等的間距。
8.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，包括多個第二通氣窗口，位于第二和第三橫向壁之間基本相同的縱向位置上并在圓周上具有相等的間距。
9.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，其特征在于第二通氣窗口基本靠近第三橫向壁。
10.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，其特征在于通氣窗口明顯比層流管的內(nèi)徑長。
11.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，其特征在于與第三橫向壁相比，第二橫向壁更靠近第一橫向壁。
12.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，其特征在于第二室與第一室的長度比為3或4∶1到約2∶1。
13.如任一項上述權(quán)利要求所述的檢驗棒，其特征在于第一室的長度為總棒長度的20％到35％。
14.一種如上所述的參考附圖中圖1到3所示的檢驗棒。
15.一種如上所述的參考附圖中圖1和2所示的檢驗棒。
全文摘要
一種檢驗棒(1)，用于檢測縱向透氣棒性能的設備中，檢驗棒(1)包括具有第一、第二和第三橫向壁(4、5、6)的中空圓柱形主體(2)；由主體(2)和第一、第二橫向壁(4、5)形成的第一縱向室(7)；由主體(2)和第二、第三橫向壁(5、6)形成的第二縱向室(8)；使空氣從側(cè)面進入室(7)的至少一個第一通氣窗口；使空氣從側(cè)面進入室(8)的至少一個第二通氣窗口；以及每個末端都開放的管(9、10、11)，供層狀空氣流流過，該氣流是通過橫向壁的唯一氣流，所述管包括至少一根短管穿過壁(4)并開口在室(7)；至少一根中等長度的管(10)穿過壁(5、6)并開口在室(8)；至少一根長管(11)穿過壁(4、5、6)形成空氣流過檢驗棒總長度的通道。
文檔編號A24C5/34GK1437452SQ01811399
公開日2003年8月20日 申請日期2001年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月20日
發(fā)明者奧利弗·丹尼爾·霍奇 申請人:莫林斯股份有限公司