CN108835716A - 一种应用于低温卷烟的加热器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于低温卷烟的加热器，包括金属发热体和加热器基体组装而成，其中加热器基体由耐高温材料制备。本发明利用金属发热体的发热高效性和产品质量的稳定性，提高加热器件的发热品质，并与高温无机材料制得的加热器基体结合，提升产品的发热均匀性，本发明采用金属发热体与加热器基体分别制备并组装的结构形式，相对于MCH陶瓷发热体的结构具有制备步骤简单，一次烧制就可以完成；同时，所采用的金属加热体，在产品组装之前方便检测，可以大幅的提高产品的稳定性，便于产品质量的控制。
Description
技术领域
本发明涉及新型卷烟技术领域，具体是一种应用于低温卷烟的加热器及其制备方法。
背景技术
电加热低温卷烟作为新型烟草目前发展的一个重要方向，加热器是电加热低温卷烟中的一个重要部件，该部件的发热效率的高低、加热的均匀性都对产品的抽吸口感及持续性都有重要的影响。为充分利用金属电阻发热体的稳定性、高发热效率、产品的耐加工性等优点，结合加热器的结构，有必要设计并制备出一种具有热效率高、发热稳定、产品寿命长及产品稳定的加热器产品。
发明内容
本发明提供一种应用于低温热卷烟的加热器及其制备方法，利用金属发热体的发热高效性和产品质量的稳定性，提高加热器件的发热品质，并与高温无机材料结合，提升产品的发热均匀性。
一种应用于低温卷烟的加热器，包括金属发热体和加热器基体组装而成，其中加热器基体由耐高温材料制备。
进一步的，所述金属发热体与所述加热器基体通过卡位(例如基体外包卡位、基体内包卡位或***式卡位)或者包裹进行连接。
进一步的，金属发热体成对称的分布在加热器基体的两侧。
进一步的，所述加热器的形状为圆柱状、椭圆柱状、多边形或锥形。
进一步的，所述金属发热体由贵金属、高温熔点金属及其合金、镍基合金、铁铝系合金或铁磁体材料制成。
进一步的，所述贵金属包括铂、金、银、钯，所述高温熔点金属包括W、Mo、Ta、Nb。
进一步的，所述耐高温材料包括陶瓷、玻璃、氧化铝、氧化锆。
进一步的，在金属发热体尖端处由发热体连接区与加热器基体连接，发热体连接区与金属发热体为一体式结构或采用分离组装式结构。
一种应用于低温卷烟的加热器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、根据目标加热器结构设计产品的具体结构；
步骤二、按照质量百分比将80％-96％氧化铝陶瓷粉料外加4％-20％的陶瓷粘合剂溶液，放入混匀设备中混匀，并将样品用保鲜膜覆盖，放置在阴凉干燥处16h-24h；
步骤三、根据设计的专用模具，在常温下，采用挤出成型或者注凝成型等工艺制备出加热器无机耐高温坯体，即加热器基体的坯体；
步骤四、成型后坯体样放入烘箱内在50℃-100℃下，干燥10h-48h；
步骤五、烧成制度：以5-10℃/min升温到500℃，在以＜8℃/min的升温速度升至1450℃进行烧制得到加热器基体2，保温时间：700℃、850℃、1000℃、1150℃、1300℃各保温15min-60min，最高烧成温度保温60min-240min；
步骤六、将步骤五制备所得加热器基体与金属发热体进行组装成完整成型，得到所述应用于低温卷烟的加热器。
一种应用于低温卷烟的加热器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照质量百分比将60-90％的ZrO2、0.5％-10％的SiO2、1％-30％的Al2O3外加0.1％-10％的陶瓷粘合剂溶液进行混合；
步骤二、冷等静压成型：利用冷等静压机及设计制备好的专用模具，在60℃-100℃左右温度下，对氧化锆混合原料进行坯体成型；
步骤三、修坯：拆模后，将模具结合处的坯体表面多余部分剔除；
步骤四、预烧制：在排胶炉中将修好氧化锆坯体以＜10℃/min，从常温升温到500℃，保温时间：100℃、200℃、300℃、400℃各保温30min-60min，最高排胶温度500℃保温60min-240min，使有机物充分排尽；
步骤五、烧制：以10℃/min升温到500℃，在以＜5℃/min的升温速度升至1500℃进行烧制，保温时间：600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃各保温15min-45min，最高烧成温度1500℃保温60min-360min；
步骤六、定尺寸：在数控打磨机上将氧化锆加热器基体进行尺寸修定，达到产品要求；
步骤七、将步骤六制备所得加热器基体与金属发热体进行组装成完整成型，得到所述应用于低温卷烟的加热器。
本发明所述加热器采用金属发热体与加热器基体分别制备并组装的结构形式，相对于MCH陶瓷发热体的结构具有制备步骤简单，一次烧制就可以完成；同时，所采用的金属加热体，在产品组装之前方便检测，可以大幅的提高产品的稳定性，便于产品质量的控制。
附图说明
图1为本发明一种应用于低温卷烟的加热器的截面示意图；
图2为图1中加热器的组合截面示意图；
图3为本发明又一种应用于低温卷烟的加热器的截面示意图；
图4为本发明再一种应用于低温卷烟的加热器的截面示意图；
图5为本发明应用于低温卷烟的加热器的又一种组合截面示意图；
图6为本发明应用于低温卷烟的加热器的再一种组合截面示意图。
图中：1-金属发热体；2-加热器基体；3-基体外包卡位；4-发热体连接区；5-加热器基体端部；6-电极引脚；7-基体内包卡位；8-表面发热体；9-***式卡位；10-底座。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1及图2，本发明应用于低温卷烟的加热器其中一个实施例由两部分组成，分别为金属发热体1和加热器基体2，两部分通过连接处的基体外包卡位3进行连接。所述的金属发热体1分布在加热器基体2的两侧，在金属发热体1尖端处由发热体连接区4与加热器基体2连接，其中发热体连接区4与金属发热体1可以为一体式结构，在另一个实施例中可以采用分离组装式结构。
在本实例中，发热体连接区4内部为加热器基体端部5，两部分组成加热器的端部，加热器的端部的尺寸小于加热器的主体尺寸，以便于***烟草。
金属发热体1一般成对称的分布在加热器基体2的两边，分别由加热器基体2两侧的基体外包卡位3(如图2所示)与金属发热体1进行卡槽式连接，进而固定住金属发热体1，使之成为一个整体的加热器结构。加热器的形状可以为圆柱状、椭圆柱状、多边形、锥形等多种结构形式。
金属发热体1由贵金属(Pt)、高温熔点金属(W、Mo、Ta、Nb)或其合金、镍基合金、铁铝系合金和铁磁体材料等制成，例如铁铬铝合金、铁铝合金、铬镍铁合金、镍铬合金、铜镍合金、热电偶丝等精密合金材料制备而成，并且金属发热体1加工成与加热器基体2相匹配的结构形式。
加热器基体2一般由耐高温材料制备，例如陶瓷、玻璃、氧化铝或氧化锆等，并根据产品的设计需要，加热器基体2设计成与金属发热体1匹配的形式，以氧化铝加热器基体为例，其制备步骤介绍如下：
1、原料混合：将80％-96％氧化铝陶瓷粉料外加4％-20％的陶瓷粘合剂溶液，放入混匀设备中混匀，并将样品用保鲜膜覆盖，放置在阴凉干燥处16h-24h；
2、挤出成型：根据设计的专用模具，在常温下，采用挤出成型工艺制备出加热器无机耐高温坯体(加热器基体2的坯体)；
3、干燥：成型后坯体样放入烘箱内在80℃下，干燥12h-24h；
4、烧成制度：以10℃/min升温到500℃，在以＜8℃/min的升温速度升至1450℃进行烧制，保温时间：700℃、850℃、1000℃、1150℃、1300℃各保温15min-60min，最高烧成温度保温60min-240min；
本发明的另一个实施例中，采用氧化锆加热器基体2的制备步骤为：
1、将ZrO2、SiO2、Al2O3分别为60-90％％、0.5％-10％、1％-30％外加0.1％-10％质量比例的陶瓷粘合剂溶液，并进行混合；
2、冷等静压成型：利用冷等静压机及设计制备好的专用模具，在60℃-100℃左右温度下，对氧化锆混合原料进行坯体成型；
3、修坯：拆模后，将模具结合处的坯体表面多余部分剔除；
4、预烧制：在排胶炉中将修好氧化锆坯体以＜10℃/min，从常温升温到500℃，保温时间：100℃、200℃、300℃、400℃各保温30min-60min，最高排胶温度500℃保温60min-240min，使有机物充分排尽；
5、烧制：以10℃/min升温到500℃，在以＜5℃/min的升温速度升至1500℃进行烧制，保温时间：600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃各保温15min-45min，最高烧成温度1500℃保温60min-360min；
6、定尺寸：在数控打磨机上将氧化锆加热器基体2进行尺寸修定，达到产品要求。
按照上述实施例步骤制备的加热器基体2与金属发热体1通过基体外包卡位3或其他组合方式进行组装成完整成型。
在本实施例中，所述的金属发热体1的另一端设有电极引脚6，所述电极引脚6与加热器基体2通过基体外包卡位3连接，电极引脚6由电发热极低的材料制备，例如铜等。电极引脚6至少包括2个引脚。在本发明的另一个实施例中，如图4所示，金属发热体1和电极引脚6采用一体式结构。
在本发明图3所示的一个实施例，其与图1和图2所示实施例类似，区别在于还包括一个加热器的底座10，底座10的存在可便于与加热器具的更好连接。
图5和图6所示的为本发明其他实施例中，金属发热体1与加热器基体2有不同的连接形式，图5中金属发热体1与加热器基体2通过基体内包卡位7连接。图6所示的金属发热体1采用圆弧型的表面发热体8，表面发热体8与加热器基体2通过***式卡位9连接。
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，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：包括金属发热体和加热器基体组装而成，其中加热器基体由耐高温材料制备。
2.如权利要求1所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：所述金属发热体与所述加热器基体通过卡位或者包裹进行连接。
3.如权利要求1或2所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：金属发热体成对称的分布在加热器基体的两侧。
4.如权利要求1所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：所述加热器的形状为圆柱状、椭圆柱状、片式、多边形或锥形。
5.如权利要求1所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：所述金属发热体由贵金属、高温熔点金属及其合金、镍基合金、铁铝系合金或铁磁体材料制成。
6.如权利要求5所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：所述贵金属包括铂、金、银、钯，所述高温熔点金属包括W、Mo、Ta、Nb。
7.如权利要求1所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：所述耐高温材料包括陶瓷、玻璃、氧化铝、氧化锆。
8.如权利要求1所述的应用于低温卷烟的加热器，其特征在于：在金属发热体尖端处由发热体连接区与加热器基体连接，发热体连接区与金属发热体为一体式结构或采用分离组装式结构。
9.一种应用于低温卷烟的加热器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、根据目标加热器结构设计产品的具体结构；
步骤二、按照质量百分比将80％-96％氧化铝陶瓷粉料外加4％-20％的陶瓷粘合剂溶液，放入混匀设备中混匀，并将样品用保鲜膜覆盖，放置在阴凉干燥处16h-24h；
步骤三、根据设计的专用模具，在常温下，采用挤出成型或者注凝成型等工艺制备出加热器无机耐高温坯体，即加热器基体的坯体；
步骤四、成型后坯体样放入烘箱内在50℃-100℃下，干燥10h-48h；
步骤五、烧成制度：以5-10℃/min升温到500℃，在以＜8℃/min的升温速度升至1450℃进行烧制得到加热器基体2，保温时间：700℃、850℃、1000℃、1150℃、1300℃各保温15min-60min，最高烧成温度保温60min-240min；
步骤六、将步骤五制备所得加热器基体与金属发热体进行组装成完整成型，得到所述应用于低温卷烟的加热器。
10.一种应用于低温卷烟的加热器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、按照质量百分比将60-90％的ZrO2、0.5％-10％的SiO2、1％-30％的Al2O3外加0.1％-10％的陶瓷粘合剂溶液进行混合；
步骤二、冷等静压成型：利用冷等静压机及设计制备好的专用模具，在60℃-100℃左右温度下，对氧化锆混合原料进行坯体成型；
步骤三、修坯：拆模后，将模具结合处的坯体表面多余部分剔除；
步骤四、预烧制：在排胶炉中将修好氧化锆坯体以＜10℃/min，从常温升温到500℃，保温时间：100℃、200℃、300℃、400℃各保温30min-60min，最高排胶温度500℃保温60min-240min，使有机物充分排尽；
步骤五、烧制：以10℃/min升温到500℃，在以＜5℃/min的升温速度升至1500℃进行烧制，保温时间：600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃各保温15min-45min，最高烧成温度1500℃保温60min-360min；
步骤六、定尺寸：在数控打磨机上将氧化锆加热器基体进行尺寸修定，达到产品要求；
步骤七、将步骤六制备所得加热器基体与金属发热体进行组装成完整成型，得到所述应用于低温卷烟的加热器。
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