一种依靠液力振荡的密封加热装置及其使用方法与流程

本发明属于加热烟具技术领域，特别涉及一种依靠液力振荡的密封加热装置及其使用方法。

背景技术：

现有加热不燃烧型卷烟均采用直接或间接的方式对烟支加热，并由抽吸时的穿过烟支的气流为载体，将烟支加热后产生的气溶胶一起吸入抽吸者口腔中，形成烟气。为了保证烟草段不燃烧，烟支加热温度一般不超过300℃。与传统卷烟相比，加热不燃烧卷烟虽然没有燃烧时产生的焦油等有害成份，但烟草致香成分难以完全释放，因此这类香烟较难以被传统烟民接受。

如果烟具采用端头不进气的密闭式烟支加热结构(即烟支和烟支容纳腔之间没有进气的缝隙)，则普通正常通气的烟支(烟支两端正常通气)插入其中时，烟草段氧气含量会随着加热过程而降低，这是由于最新形成的新鲜烟气对烟支内部气体的置换作用。当加热温度逐步升高时，烟支亦不会发生燃烧现象，同时烟支内烟草及其内部自带的空气从环境温度迅速被加热到烟具的工作温度，这时的内部气体压力增高，烟草的烟草致香成分也连同高压气体一起被排出烟具外，形成烟雾气溶胶。

但是，随着发热体对烟支加热的过程持续进行，在从室温到开始发烟的持续升温阶段，热量是快速增加的过程。当发热体达到工作温度后，温度不再增加，烟支容纳腔内烟气气溶胶溢出的增量，就没有升温阶段那么高。由于没有持续的气流通过烟草段，仅靠压力差或烟支滤嘴部分的作用，烟气气溶胶自然溢出量就会明显不足，造成在一支烟抽吸了约1/5后就会有烟气不充分的问题。

为了解决上述问题，提出本发明。

技术实现要素：

本发明第一方面提供一种依靠液力振荡的密封加热装置，所述密封加热装置包括密封加热组件和振荡组件，其中所述密封加热组件包括：

周向发热体4，其为中空结构，其内部形成了密封加热腔，所述周向发热体4上部具有烟支夹紧密封组件，所述密封加热腔底部密封；

所述振荡组件设置在设置所述密封加热腔下部，其包括：

可形变弹性油箱10，其具有充满液体油类物质的内腔，所述弹性油箱10上表面为油箱顶层101，下表面为油箱底层102，所述油箱顶层101的拉伸强度小于所述油箱底层102的拉伸强度，所述油箱底层102外表面下设有刚性油箱底板12，所述油箱底板12联接有触发机构，所述触发机构可驱使所述油箱底板12上下移动，以使得所述油箱底层102向内发生弹性形变，并使得所述弹性油箱10内的液体油类物质挤压所述油箱顶层101向外发生弹性形变，部分进入所述密封加热腔的腔体内。

所述烟支夹紧密封组件可使用现有的任何密封方式。

因所述油箱10材料为一种，所述油箱顶层101的厚度小于所述油箱底层102的厚度，以使得所述油箱顶层101的拉伸强度小于所述油箱底层102的拉伸强度。这可使得所述油箱顶层101凸出。

优选地，所述弹性油箱10分为上半部分和下半上部分，所述上半部分任一截面的当量直径小于下半部分任一截面的当量直径。

优选地，所述弹性油箱10顶部与所述密封加热腔底部之间从上到下设置有弹性顶层膜7和隔热层9，所述密封加热腔底部被所述弹性顶层膜7密封或者被所述弹性顶层膜7和第一隔热元件共同密封，所述油箱顶层101与所述弹性顶层膜7同轴布置；所述弹性油箱10与所述周向发热体4之间的轴向方向上也设置有第二隔热元件，所述第二隔热元件与第一隔热元件相同或者不同，所述油箱底层102的拉伸强度大于所述油箱顶层101和弹性顶层膜7的拉伸强度之和，所述弹性顶层膜7的边缘被所述第二隔热元件挤压固定。这使得，所述弹性顶层膜7顶部向上发生拉伸形变时不发生位移。

当所述弹性顶层膜7存在时，所述油箱底层102的拉伸强度大于所述油箱顶层101和弹性顶层膜7的拉伸强度之和，即：

当所述油箱10和弹性顶层膜7的材料相同时，所述油箱底层102的厚度大于所述油箱顶层101和弹性顶层膜7的厚度之和；

当所述油箱10和弹性顶层膜7的材料不同时，所述油箱底层102的拉伸强度大于所述油箱顶层101和弹性顶层膜7的拉伸强度之和。

优选地，所述弹性油箱10为上小下大的两个空心圆柱形成的圆台状结构，或者将所述圆台状结构的小空心圆柱替换为不规则或规则的空心半球或空心椭圆球结构，所述油箱顶层101上从上到下覆盖帽子状的弹性顶层膜7和隔热层9。

优选地，所述弹性油箱10为上小下大的两个空心圆柱形成的圆台状结构，所述弹性顶层膜7和隔热层9从上到下呈帽子状覆盖在所述油箱顶层101上。

优选地，所述触发机构的设计如下：所述刚性油箱底板12中央安装有一个或一组滚轮13，所述滚轮13与其下方设置的凸轮14滚动联接，所述凸轮14由电机驱动绕中心o点转动。

优选地，所述烟支夹紧密封组件包括设置在所述周向发热体4上部具有烟支插入孔的基座1，所述基座1的内壁具有环状凹槽，其内设置有胶圈2，所述胶圈2面对所述基座1内壁的一面具有凸出所述基座1内壁的凸棱3。

优选地，所述周向发热体4外部设置有包裹所述周向发热体4上下沿和外壁的隔热套5。

优选地，所述隔热套5外部设置轴向隔热管6，所述弹性油箱10侧壁具有小孔103，其内插入油塞11，所述油塞11外侧抵靠所述轴向隔热管6。

优选地，所述弹性油箱10的周围与烟具之间设置有刚性部件或者强度、和/或硬度大于所述弹性油箱10的部件，以使得所述弹性油箱10只会向上发生形变，而不向周围发生形变。

本发明第二方面提供第一方面所述的密封加热装置的使用方法，当所述密封加热装置内插入烟支后，启动密封加热装置，当发热体达到稳定加热状态后，然后启动所述触发机构，则所述触发机构使得所述油箱底板12上下移动；

当所述油箱底板12向上移动时，使得所述油箱底层102向内发生弹性形变，并使得所述弹性油箱10内的液体油类物质挤压所述弹性油箱10顶部向外发生弹性伸长形变，然后挤压所述密封加热腔底部的弹性顶层膜7发生弹性伸长形变，部分进入所述密封加热腔的空腔内，挤压烟支；

当所述油箱底板12向下移动时，使得所述油箱底层102和所述弹性顶层膜7发生回弹恢复原状；

所述触发机构驱使所述油箱底板12反复进行上下移动，则所述弹性顶层膜7反复挤压烟支，将所述密封加热腔内的烟气挤出。

上述技术方案在不矛盾的前提下，可自由组合。

本发明的有益效果如下：

1、本发明首次设计了一种依靠液力振荡的密封加热装置，在密封加热腔底部设计弹性油箱，利用其弹性形变挤压振荡烟支，以使得暂时“封存”在所述密封加热腔中的气溶胶较多剂量地被挤出，保证了整支烟支抽吸过程的持续和充足的烟气量。

2、优选的技术方案中，所述弹性油箱上半部分任一截面的当量直径小于下半部分任一截面的当量直径，以使得对油箱底部的较小变形量在油箱顶部得到放大的弹性伸长量。

3、本发明的液力振荡装置，由于利用液体体积变化驱动油箱顶层发生形变，因此该弹性形变是缓慢连续的，对密封加热腔内的烟气和烟支的扰动是柔性的，破坏力小，较其它振荡出烟方式，更为静音。

附图说明

图1为实施例1的密封加热装置所述弹性邮箱10未发生形变的示意图。

图2为实施例1的密封加热装置所述弹性邮箱10发生弹性形变的示意图。

图3为图2的部分放大图。

图4为实施例1的密封加热装置所述凸轮14的示意图。

图5为实施例1所述隔热层9的安装示意图。

附图标记列表：

1、基座，2、胶圈，3、凸棱，4、发热体，5、隔热套，6、轴向隔热管，7、弹性顶层膜，8、径向隔热垫，9、隔热层，91、隔热下层，92、隔热外层，93、隔热顶层，94、粘接区，10、弹性油箱，101、油箱顶层，102、油箱底层，103、小孔，11、油塞，12、油箱底板，13、滚轮，14、凸轮，15、底座，16、油液，17、密封圈。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。

如图1-5所示，一种依靠液力振荡的密封加热装置，所述密封加热装置包括密封加热组件和振荡组件，其中所述密封加热组件包括：

周向发热体4，其为中空结构，其内部形成了密封加热腔，所述周向发热体4上部具有烟支夹紧密封组件；所述烟支夹紧密封组件包括设置在所述周向发热体4上部具有烟支插入孔的基座1，所述基座1的内壁具有环状凹槽，其内设置有胶圈2，所述胶圈2面对所述基座1内壁的一面具有凸出所述基座1内壁的凸棱3。所述凸棱3的内径小于烟支的外径，用于夹紧烟支。所述周向发热体4外部设置有包裹所述周向发热体4上下沿和外壁的隔热套5。所述隔热套5外部设置轴向隔热管6。

所述密封加热腔底部被弹性顶层膜7和环状的径向隔热垫8共同密封；所述径向隔热垫8内部为真空结构，与轴向隔热管6之间由密封圈17负责密封。

所述振荡组件设置在设置所述密封加热腔下部，其包括：

可形变弹性油箱10，其具有充满液体油类物质的内腔，所述弹性油箱10上表面为油箱顶层101，下表面为油箱底层102，所述油箱顶层101的厚度小于所述油箱底层102的厚度，所述油箱底层102的拉伸强度大于所述油箱顶层101和弹性顶层膜7的拉伸强度之和，所述弹性顶层膜7的边缘被环状的径向隔热垫8挤压固定。这使得，所述弹性顶层膜7顶部向上发生拉伸形变时不发生位移。

所述油箱底层102外表面下设有刚性油箱底板12，所述油箱底板12联接有触发机构，所述触发机构可使得所述油箱底板12上下移动，以使得所述油箱底层102向内发生弹性形变，并使得所述弹性油箱10内的液体油类物质挤压所述弹性油箱10顶部向外发生弹性形变，然后挤压所述密封加热腔底部的弹性顶层膜7发生弹性形变，部分进入所述密封加热腔的空腔内。

所述隔热垫8为刚性材料，具体为金属材料如钢材等复合压制，内部抽直空。因其强度高不可变形，使得与其接触的所述弹性油箱10不会发生形变。

所述弹性顶层膜7材料为由弹性好，变形强，耐高温的硅橡胶。所述弹性顶层膜7中央是一个圆台凸起再加上周边平层圆环的组合体。所述弹性顶层膜7直接接触烟支顶端，其下有一层如气凝胶纸等隔热材料组成的隔热层9，将所述弹性油箱10进一步隔开上方热量对所述弹性油箱10内油液16的影响。

所述弹性油箱10为大小双头圆台同轴组成的双层圆柱复合腔体，内部也有与外形相配合的双层同轴圆柱体油腔，可装入耐高温液压油液16。

所述油箱顶层101的厚度小于油箱底层102的厚度，所述油箱底层102的外表面固定粘贴一块比所述弹性油箱10内部油腔面积小一些的刚性油箱底板12，所述油箱底板12的中心与所述弹性油箱10的中轴线同轴，不变形的刚性油箱底板12中央安装有一个滚轮13。

所述弹性油箱10材料为弹性好、变形强、耐高温的硅橡胶。

在所述弹性油箱10大圆柱体的圆环壁上开有一个用于注入油液的小孔103，从该小孔103加满油后可塞紧油塞11，初步实现对所述弹性油箱10内油液16的静态封闭。

然后在所述弹性油箱10圆柱台体上表面铺上一层像帽子一样的隔热层9气凝胶纸后，再覆盖像帽子一样的弹性顶膜层7，然后将它们装入已有发热体4、隔热套5、密封圈17和径向隔热垫8的轴向隔热管6的腔壁内，完成安装后，保持所述弹性油箱10底部与所述轴向隔热管6的末端边缘接近平齐。

借助所述轴向隔热管6侧壁与所述弹性油箱10圆环壁的配合，则油塞11可实现对内装油液17受力状态下对所述油液16的动态密封。

所述滚轮13与其下方设置的凸轮14滚动联接，组成上述触发机构。

底座15设置在所述密封加热装置底部，支撑所述轴向隔热管6。

图4为实施例1的密封加热装置所述凸轮14的示意图。如图4所示，所述凸轮14是一个正三等分高低差相同曲线与直线组成的凸轮，它绕中心的o点由电机驱动转动，凸轮14的初始位置是m点所示的最低点，当它转过60°时，则n点在垂直方向的最高点，此时凸轮14的外边缘在竖直方向可获得h1-h2的最大落差。凸轮14的曲线也不局限于本发明中所示的样子，只需转动角度对应凸轮边缘垂直方向的有一定的变化量即可。

实施例1所述的隔热层9可为一个帽子状整体，也可为独立的几个部分组合而成。

当所述的隔热层9为独立的几个部分组合而成时，所述隔热层9为隔热下层91、隔热外层92、隔热顶层93三部分拼接而成。所述隔热顶层93的中央为粘接区94，其用于将所述隔热顶层93固定粘接在所述弹性顶层膜7的顶部内侧。

当所述油箱顶层101变形时，所述隔热顶层93和所述弹性顶层膜7顶部随之发生变形。所述隔热顶层93上的具有若干条放射状切口线，当所述弹性顶层膜7顶部变形时，所述隔热顶层93可对变形的曲面产生适应性变化。

不过，因为烟支直径不大，在所述弹性顶层膜7顶部变形部份也只有2～3mm，实际上所述隔热顶层93不会产生明显的形变，因此，所述隔热顶层93上也可不设置切口线。

所述隔热层9的安装示意图如图5所示。其中，①②③④表示安装操作的工序步骤号。

实施例2

实施例1所述的密封加热装置的使用方法包括以下步骤：

a、当所述密封加热装置内插入烟支后，启动密封加热装置，当发热体4温度升至恒定加热状态后，然后启动所述触发机构，则所述触发机构凸轮14可由微型步进电机(图中未画)驱使，转动若干个60度角，使得所述油箱底板12反复上下移动；

b、当所述油箱底板12向上移动时，使得所述油箱底层102向内发生弹性形变，并使得所述弹性油箱10内的液体油类物质挤压所述弹性油箱10顶部向外发生弹性伸长形变，然后挤压所述密封加热腔底部的弹性顶层膜7发生弹性伸长形变，部分进入所述密封加热腔的空腔内，挤压烟支；

c、当所述油箱底板12向下移动时，使得所述油箱底层102和所述弹性顶层膜7发生回弹恢复原状；

d、所述触发机构驱使所述油箱底板12反复进行上下移动，则所述弹性顶层膜7反复挤压振荡烟支，将所述密封加热腔内的烟气挤出。

其中，所述反复挤压振荡烟支的操作，可通过对控制系统的输出脉冲与加热时间的对应关系调整，可获得较稳定的输出。

本实施例的原理如下：

当所述弹性油箱10下方的凸轮14被电动机带动开始转动后，推动滚轮13，并使得油箱底板12和油箱底层102一起做上下垂直运动。此时，所述弹性油箱10内的油液16也被驱动，因油箱总体积不变，且油液16的不可压缩性，当油箱底层102向上运动时，内部油液16的液位也发生变动，只能在弹性油箱10最薄弱的部份即所述油箱顶层101处产生伸长变形，以适应所述弹性油箱10内油液存贮范围的变化。此时，油箱顶层101发生弹性可伸长变形，进而使所述隔热层9发生形变，并使得所述弹性顶层膜7发生弹性伸长变形。

图1为实施例1的密封加热装置所述弹性邮箱10未发生形变的示意图。图2为实施例1的密封加热装置所述弹性邮箱10发生弹性形变的示意图。

图3为图2的部分放大图。如图3所示，假设：所述油箱底板102上移h1-h2的距离对应相同圆柱体积油液16在油箱顶层101上使得所述油箱顶层101发生弹性伸长变形，最大处的伸长量为h。所述油箱顶层101变形后，增加的形状类似雪堆状凸起，计该雪堆状凸起的最大高度为h，最大宽度为d。将该雪堆状凸起的横截面放置在原点为a的平面直角坐标系中。

假设：图3中所述油箱顶层101内壁所在的弧线的方程为x＝f(y)，该雪堆状凸起是由所述弧线绕y轴旋转一周得到的图形，

则有：油液的体积变化量

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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