CN106490693B - 电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置及收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置及收集方法；电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置包括容器体，容器体具有用于容纳烟油或储油棉的烟油腔，烟油腔的上腔壁上设有烟雾出口，容器体的靠近烟雾出口的位置上设有供电子烟加热丝连接的正、负电极，容器体侧壁上设有透气孔，容器体上方设有收集腔，收集腔包括上下间隔设置的上、下收集腔壁，下收集腔壁上设有与容器体上的烟雾出口对应的收集腔进气口，上收集腔壁的顶部设有过滤筒，过滤筒的上部设有用于与抽吸装置连接的抽吸口，过滤筒中在抽吸口和收集腔之间设有滤片，滤片上设有孔径小于玻璃纤维迁移物直径的滤孔；用以实现对电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物的收集。

Description

电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置及收集方法

技术领域

本发明涉及一种电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置及收集方法。

背景技术

电子烟又名电子烟碱传送***，是一种将电子烟油经雾化器雾化，向呼吸***传送烟碱和/或其他物质的产品；主要包括电源和雾化器，在正常状态下，电子烟中都存储有烟油或者存储有吸附着烟油的储油棉；雾化器包括导油绳和加热丝，导油绳缠绕在加热丝上，并用于吸收烟油，电源给加热丝通电，加热丝发热，对导油绳加热，导油绳上的烟油蒸发雾化，雾化后的烟雾遇冷空气形成气溶胶。

现有电子烟中的导油绳大多为玻璃纤维材质，已经证明，在雾化过程中，导油绳会分离出细小的玻璃纤维颗粒物，即玻璃纤维迁移物；在吸食电子烟过程中，玻璃纤维迁移物随烟雾进入吸烟者的肺部，长期吸入，玻璃纤维会沉积在肺部，而玻璃纤维具有生物持久性，无法代谢，最终会导致支气管内膜炎和肺气肿，严重的可致间皮瘤等；为了对玻璃纤维迁移物进行收集和分析，更为了对市售电子烟，在抽吸过程中所产生的全部的玻璃纤维迁移物进行定量检测，急需研发一种玻璃纤维迁移物收集装置；目前，尚未发现能够很好的用于对电子烟气溶胶中的玻璃纤维进行收集的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置，用以对电子烟在抽吸过程中所产生气溶胶中的全部玻璃纤维进行收集，供后续定量分析和安全评估用；本发明的目的还在于提供一种对电子烟气溶胶中的玻璃纤维迁移物进行收集的收集方法。

为实现上述目的，本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置的技术方案是：电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置包括容器体，容器体具有用于容纳烟油或储油棉的烟油腔，烟油腔的上腔壁上设有烟雾出口，容器体的靠近烟雾出口的位置上设有供电子烟加热丝连接的正、负电极，容器体侧壁上设有透气孔，容器体上方设有收集腔，收集腔包括上下间隔设置的上、下收集腔壁，下收集腔壁上设有与容器体上的烟雾出口对应的收集腔进气口，上收集腔壁的顶部设有过滤筒，过滤筒的上部设有用于与抽吸装置连接的抽吸口，过滤筒中在抽吸口和收集腔之间设有滤片，滤片上设有孔径小于玻璃纤维迁移物直径的滤孔。

包括设置在容器体上方的容器盖，容器盖中沿上下方向套叠有外挡板和内挡板，外挡板和内挡板均为向上凸起的锥形结构，外挡板的下板面形成所述的上收集腔壁，内挡板的上板面形成所述的下收集腔壁。

所述的过滤筒设置在外挡板的顶部，过滤筒中在抽吸口与收集腔之间沿上下方向间隔设置有两个以上所述的滤片。

所述的过滤筒为从外挡板顶面竖直向上延伸的圆柱筒，圆柱筒的顶部设有向上凸起的锥形筒盖，筒盖顶部设有向上延伸的抽吸管，抽吸管的上管口形成所述的抽吸口。

容器体的上腔壁为向上凸起的锥形壁，所述的烟雾出口由设置在上腔壁顶部的开口形成。

所述的正、负电极由柱状结构的电极柱形成，正、负电极柱的一端连接在容器体的内壁上，另一端朝向所述的烟雾出口处倾斜延伸。

容器体上端设有外螺纹，容器盖下端设有连接环，连接环可拆固定在容器盖内壁上，连接环内壁上加工有与容器体上端的外螺纹相适配的内螺纹，容器盖通过连接环旋装在容器体上。

本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法的技术方案是：电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法，该方法利用收集腔对玻璃纤维迁移物进行收集，收集腔上设有用于与雾化器的烟雾出口连通的进气口和用于与抽吸装置连通的出气口，收集腔出气口设有滤片；通过抽吸装置的抽吸，滤片对气溶胶中的玻璃纤维迁移物进行过滤分离，分离出的玻璃纤维迁移物附着在收集腔各腔壁及滤片上。

所述的收集腔包括上、下收集腔壁，上、下收集腔壁之间的间隔形成收集腔，上、下收集腔壁可拆固定。

收集腔的出气口处设有两层以上的所述滤片。

本发明的有益效果是：电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置包括容器体，容器体中设有烟油腔，容器体中靠近烟油腔上的烟雾出口的位置上设有正、负电极，容器体上侧设有收集腔，收集腔的上收集腔壁的顶部设有过滤筒，过滤筒的上部设有抽吸口，过滤筒中在抽吸口和收集腔之间设有滤片；在使用时，将电子烟中的导油绳和加热丝从电子烟中分离出来，将加热丝缠绕在导油绳上，向容器体中加入与待检测电子烟所使用的相同的烟油或者储油棉，加热丝的两端分别与正、负电极连接，导油绳与容器体中的烟油或储液棉充分接触，容器盖上的抽吸口连接抽吸装置，抽吸装置的抽吸强度与电子烟吸烟者的抽吸强度相匹配，正、负电极外接电源，加热丝通电后对导油绳加热产生烟雾，烟雾遇空气冷凝形成气溶胶，在抽吸装置的作用下，气溶胶朝抽吸口处流动，通过滤片时，烟雾中的玻璃纤维被分离；抽吸完成后，将容器盖打开，将滤板从容器盖上取下，对滤板上的玻璃纤维进行收集；在实际收集过程中，下收集腔壁可以进一步的收集从上收集腔壁上脱落的玻璃纤维，避免玻璃纤维的液滴被吸附到收集腔内壁之外的其他壁上，能够实现对电子烟抽吸过程中所产生的气溶胶中的全部玻璃纤维的收集。

进一步的，包括容器盖和在容器盖中沿上下方向套叠设置的内、外挡板，外挡板和内挡板均为向上凸起的锥形结构；在抽吸完成后，将内、外挡板拆开，可以对内、外挡板上的玻璃纤维进行收集。

进一步的，过滤筒中在抽吸口与收集腔之间沿上下方向间隔设置有两个以上所述的滤片，第二层滤片对经由第一层滤片收集过的气溶胶中的玻璃纤维进行再次过滤收集。

附图说明

图1为本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置的具体实施例中的滤片的结构示意图；

图3为本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法的实施例1的结构示意图；

图4为本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置的具体实施例，如图1至图2所示，包括容器体1和容器盖14；容器体1上端设有外螺纹4，容器盖14的下端设有连接环7，连接环7的外壁与容器盖14的内壁可拆连接，连接环7的内壁上设有与外螺纹4匹配的内螺纹，容器盖14通过连接环7旋装在容器体1上。

容器体1的顶部设有向上凸起的锥形结构的容器体挡板，容器体挡板的顶部设有腔体口5，腔体口5形成烟雾出口；容器体1的左、右内壁上分别设有负极电极柱6和正极电极柱3，正极电极柱3的靠近容器体1内壁的一端和负极电极柱6的靠近容器体1内壁的一端分别连接在容器体1的内壁上，正极电极柱3远离容器体1内壁的一端和负极电极柱6的远离容器体1内壁的一端朝向腔体口5处倾斜延伸，以形成供电子烟加热丝连接的连接端。

容器盖14为沿上下方向延伸的空心套筒，容器盖14中沿上下方向间隔设有外挡板10和内挡板8，外挡板10和内挡板8均为向上凸起的锥形结构，内挡板8处于外挡板10下方，内挡板8锥度小于外挡板10锥度，内、外挡板之间的间隔形成收集腔，内挡板8的顶部设有与腔体口5上下对应的收集腔进气口9，在本实施例中，收集腔进气口9与腔体口5大小一致，且两者在上下方向上位置对应，以使产生的气溶胶能够全部进入收集腔内，防止玻璃纤维被吸附到收集腔腔壁之外的其他腔壁上，在其他实施例中，收集腔进气口9也可以略大于腔体口5。

在本实施例中，内挡板8与容器体1上端的容器体挡板结构相同，在将容器盖14与容器体1组装时，容器体挡板对内挡板8形成一定的支撑，内挡板8与容器体挡板沿上下方向挡止限位；容器体1的侧壁上靠近正、负电极柱加热丝连接端的位置上设有透气孔2，通过透气孔2可以调节容器体1中的气体压力，也可以用于观察容器体1中气溶胶的生成情况。

外挡板10的上方设有从外挡板10顶面向上延伸的过滤筒，外挡板10的顶部设有供过滤筒安装的安装口，过滤筒中于过滤筒底部及过滤筒底部上方分别设有下滤片11和上滤片12，滤片11和滤片12上分别设有多个孔径小于玻璃纤维直径的滤孔；其中，滤片11的具体结构，如图2所示。

过滤筒上端设有向上凸起的锥形的过滤筒筒盖，过滤筒筒盖的顶部设有向上延伸的抽吸管，抽吸管的上端端口形成用于与抽吸装置连接的抽吸口13。

本具体实施例的工作原理如下：

在使用时，首先将电子烟中的加热丝和导油绳从电子烟上分离出来，将导油绳缠绕在加热丝上，向容器体1中加入足够的与待检测的电子烟所使用的相同的储液棉或者烟油，将加热丝的两端分别与正极电极柱3和负极电极柱6连接，同时，保证导油绳与储液棉或者烟油充分接触，确保收集过程中对导油绳提供充足的烟油。

将容器盖14旋装在容器体1上，过滤筒上方的抽吸口13与抽吸装置连接，调节抽吸装置的抽吸参数，以使抽吸装置的抽吸强度与电子烟吸烟者的抽吸强度相匹配；其次，正极电极柱3和负极电极柱6分别与外接电源的正、负极连接，加热丝通电后对导油绳进行加热，导油绳上吸收的烟油被加热后，产生烟雾，烟雾遇到空气冷凝形成气溶胶，在抽吸装置的抽吸作用下，气溶胶向抽吸口13处流动，在经过滤板11、滤板12时，气溶胶中的玻璃纤维被过滤分离下来，吸附在滤板11、滤板12、外挡板10及内挡板8上。

在抽吸完成后，外接电源停电，将容器盖14拆下，将容器盖14的收集到玻璃纤维的一面朝上放置，然后将内、外挡板和上、下滤片从容器盖14中拆下，将内、外挡板及两滤片上的玻璃纤维均收集起来，供后续检测和安全评估用。

在本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置的其他实施例中，正、负电极也可以由片状结构的电极片形成，电极片与容器体可拆连接。

在本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置的其他实施例中，连接环与容器盖螺纹连接，容器盖通过卡接结构与容器体卡接连接。

本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法的实施例1，如图3所示，将市售的某品牌续液式电子烟的加热丝37和导油绳33从电子烟中拆卸出来，将加热丝37的两端分别连接在正极电极柱35和负极电极柱39上。向容器体31内加入2 mL烟油32，烟油32浸没导油绳33底端。依次将滤孔直径为1 nm的滤片315、滤孔直径为2 nm的滤片314、外挡板313、内挡板311和连接环310安装在容器盖317内。

容器盖317通过连接环310与容器体31上的外螺纹36的咬合与容器体31拧紧，将正极电极柱35和负极电极柱39分别连接外接电源，调节外接电源的脉冲电压为4.2 V；通过调节抽吸装置，确定如下抽吸模式：持续通电3 S，抽吸频率30 S/次，抽吸容量55 mL，抽吸波形为方波，循环60口。将抽吸口316与抽吸装置连接，打开电源，进行迁移试验。通过抽吸口316和透气孔34观察迁移试验的状况。

迁移试验结束后：首先，将容器盖317从容器体31上拧开，将容器盖317的收集到玻璃纤维的一面朝上放置，将连接环310从容器盖317内移开，取出内挡板311和外挡板313，收集内挡板311和外挡板313表面的玻璃纤维和气溶胶；其次，将滤片314和滤片315从容器盖317内取出，收集滤片314和滤片315表面的玻璃纤维；最后，将收集到的玻璃纤维和气溶胶通过检测手段进行定量，并进行安全评价。

上述方法通过在雾化器的烟雾出口处连接收集腔，收集腔上设有用于与雾化器的烟雾出口连通的进气口和用于与抽吸装置连通的出气口，收集腔出气口与抽吸装置之间设有滤片；将收集腔出气口与抽吸装置连接，滤片对雾化器生成的气溶胶中的玻璃纤维进行过滤分离，在抽吸完成后，将收集腔各腔壁上及滤片上的玻璃纤维收集起来；能够实现对一次模拟电子烟抽吸实验中雾化器产生的气溶胶中的全部玻璃纤维进行收集。

本发明电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法的实施例2，如图4所示，将市售的某品牌一次性电子烟的加热丝47、导油绳43和储油棉42从电子烟中拆卸出来，将加热丝47的两端分别连接在迁移物收集装置的正极电极柱45和负极电极柱49上。将储油棉42放置在容器体41内，确保导油绳43的底端包裹在储油棉42内。依次将滤孔直径为0.5 nm的滤片415、滤孔直径为2 nm的滤片414、外挡板413、内挡板411和连接环410安装在容器盖417内。

容器盖417通过连接环410与容器体41上的外螺纹46的咬合与容器体41拧紧，将正极电极柱45和负极电极柱49分别连接外接电源，调节外接电源的脉冲电压为3.7 V。通过调节抽吸装置，确定如下抽吸模式：持续通电2 S，抽吸频率25 S/次，抽吸容量40 mL，抽吸波形为钟形波，循环90口。将抽吸口416与抽吸装置连接，打开电源，进行迁移试验。通过抽吸口416和透气孔44观察迁移试验的状况。

迁移试验结束后：首先将容器盖417从容器体41上拧开，将容器盖417的收集到玻璃纤维的一面朝上放置，将连接环410从容器盖417内移开，取出外挡板413和内挡板411，收集外挡板413和内挡板411表面的玻璃纤维和气溶胶；其次，将滤片414和滤片415从容器盖417内取出，收集滤片414和滤片415表面的玻璃纤维；最后，将收集到的玻璃纤维和气溶胶通过检测手段进行定量，并进行安全评价。

上述方法通过在雾化器的烟雾出口处连接收集腔，收集腔上设有用于与雾化器的烟雾出口连通的进气口和用于与抽吸装置连通的出气口，收集腔出气口与抽吸装置之间设有滤片；将收集腔出气口与抽吸装置连接，滤片对雾化器生成的气溶胶中的玻璃纤维进行过滤分离，在抽吸完成后，将收集腔各腔壁上及滤片上的玻璃纤维收集起来；能够实现对一次模拟电子烟抽吸实验中雾化器产生的气溶胶中的全部玻璃纤维进行收集。

Claims (6)

1.电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置，其特征在于：包括容器体，容器体具有用于容纳烟油或储油棉的烟油腔，烟油腔的上腔壁上设有烟雾出口，容器体的靠近烟雾出口的位置上设有供电子烟加热丝连接的正、负电极，容器体侧壁上设有透气孔，容器体上方设有收集腔，收集腔包括上下间隔设置的上、下收集腔壁，下收集腔壁上设有与容器体上的烟雾出口对应的收集腔进气口，上收集腔壁的顶部设有过滤筒，过滤筒的上部设有用于与抽吸装置连接的抽吸口，过滤筒中在抽吸口和收集腔之间设有滤片，滤片上设有孔径小于玻璃纤维迁移物直径的滤孔，包括设置在容器体上方的容器盖，容器盖中沿上下方向套叠有外挡板和内挡板，外挡板和内挡板均为向上凸起的锥形结构，外挡板的下板面形成所述的上收集腔壁，内挡板的上板面形成所述的下收集腔壁，下收集腔壁能够收集从上收集腔壁上脱落的玻璃纤维，容器体的上腔壁为向上凸起的锥形壁，所述的烟雾出口由设置在上腔壁顶部的开口形成，所述的正、负电极由柱状结构的电极柱形成，正、负电极柱的一端连接在容器体的内壁上，另一端朝向所述的烟雾出口处倾斜延伸，所述内挡板锥度小于外挡板锥度，内、外挡板之间的间隔形成收集腔，所述收集腔进气口位于内挡板的顶部，所述电子烟加热丝的两端在固定正、负电极柱上后电子烟加热丝位于容器体的烟雾出口处。

2.根据权利要求1所述的电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置，其特征在于：所述的过滤筒设置在外挡板的顶部，过滤筒中在抽吸口与收集腔之间沿上下方向间隔设置有两个以上所述的滤片。

3.根据权利要求2所述的电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置，其特征在于：所述的过滤筒为从外挡板顶面竖直向上延伸的圆柱筒，圆柱筒的顶部设有向上凸起的锥形筒盖，筒盖顶部设有向上延伸的抽吸管，抽吸管的上管口形成所述的抽吸口。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集装置，其特征在于：容器体上端设有外螺纹，容器盖下端设有连接环，连接环可拆固定在容器盖内壁上，连接环内壁上加工有与容器体上端的外螺纹相适配的内螺纹，容器盖通过连接环旋装在容器体上。

5.电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法，其特征在于：该方法利用收集腔对玻璃纤维迁移物进行收集，收集腔上设有用于与雾化器的烟雾出口连通的进气口和用于与抽吸装置连通的出气口，收集腔出气口设有滤片；通过抽吸装置的抽吸，滤片对气溶胶中的玻璃纤维迁移物进行过滤分离，分离出的玻璃纤维迁移物附着在收集腔各腔壁及滤片上，所述的收集腔包括上、下收集腔壁，上、下收集腔壁之间的间隔形成收集腔，上、下收集腔壁可拆固定，电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法使用的收集装置包括容器体和容器盖，所述容器体的顶部设有向上凸起的锥形结构的容器体挡板，容器体挡板的顶部设有腔体口，腔体口形成烟雾出口；容器体的左、右内壁上分别设有负极电极柱和正极电极柱，正极电极柱的靠近容器体内壁的一端和负极电极柱的靠近容器体内壁的一端分别连接在容器体的内壁上，正极电极柱远离容器体内壁的一端和负极电极柱的远离容器体内壁的一端朝向腔体口处倾斜延伸，以形成供电子烟加热丝连接的连接端，容器盖中沿上下方向间隔设有外挡板和内挡板，外挡板和内挡板均为向上凸起的锥形结构，内挡板处于外挡板下方，内挡板锥度小于外挡板锥度，内、外挡板之间的间隔形成收集腔，内挡板的顶部设有与腔体口上下对应的收集腔进气口，所述电子烟加热丝的两端在固定正、负电极柱上后电子烟加热丝位于容器体的烟雾出口处。

6.根据权利要求5所述的电子烟气溶胶中玻璃纤维迁移物收集方法，其特征在于：收集腔的出气口处设有两层以上的所述滤片。