一种具有夹紧弹性爪和气流扰动组件的密封加热装置的制作方法

本实用新型属于加热装置技术领域，特别涉及一种具有夹紧弹性爪和气流扰动组件的密封加热装置。

背景技术：

传统卷烟通过燃烧方式使烟草中的烟碱、香味成分释放出来，满足消费者的需求。加热卷烟是通过外部热源将烟草制品加热到雾化温度，达到产生烟雾的效果，且加热温度低于烟草的燃烧温度，可以显著降低卷烟燃烧产生的大量有害物质，降低二手烟对非吸烟人群的伤害。

由于加热卷烟的加热温度比燃烧温度低，与传统卷烟相比，加热卷烟的烟草致香成分难以完全释放，烟气量不足，因此这类香烟较难以被传统烟民接受。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现：

1、为了保证烟支的插入，现有的烟支容纳腔内径大于烟支的外径，烟支容纳腔与烟支之间一般存在空隙，连接不紧密，容易造成烟支的掉落。

2、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，提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型第一方面提供一种具有夹紧弹性爪和气流扰动组件的密封加热装置，

所述密封加热装置包括弹性爪式夹紧组件，所述弹性爪式夹紧组件包括：夹紧帽1，弹性爪夹紧环2和基座3；

其中，所述弹性爪夹紧环2，其上部具有中空圆柱体2-1，其下部具有直径上大下小的小锥台2-2，所述中空圆柱体2-1上端具有大锥台2-1-1，所述大锥台2-1-1外壁为直径上小下大的锥形面；至少所述小锥台2-2侧壁上设置有若干条贯穿所述小锥台2-2底部的轴向缝隙2-2-1，相邻所述轴向缝隙2-2-1之间的弹性爪夹紧环2部分形成了弹性爪2-2-2；

所述夹紧帽1，其为上下可活动的，其抵靠所述大锥台2-1-1外壁，所述夹紧帽1具有初始位置和在所述初始位置下方的第二位置，所述夹紧帽1可被固定在第二位置；

所述基座3，其为中空结构，具有环状内锥环3-2，所述内锥环3-2内壁为直径上大下小的锥形，所述内锥环3-2至少部分包围所述小锥台2-2；

所述第二位置的位置设计为：

当所述夹紧帽1向下移动到所述第二位置时，由于所述夹紧帽1和所述基座3的作用，所述弹性爪夹紧环2向下移动且向中心收缩，所述轴向缝隙2-2-1变窄，所述弹性爪2-2-2被收紧，所述小锥台2-2底部的直径变小；

所述密封加热装置还包括密封加热腔和气流扰动组件，其包括通过插入或者非插入所述密封加热腔的方式，对所述密封加热腔内的烟支产生扰动。

优选地，所述夹紧帽1被固定在第二位置的方式包括：依靠螺纹连接或卡扣连接固定。

优选地，所述夹紧帽1与所述基座3之间为螺纹联接，所述夹紧帽1可处在螺纹联接的所述初始位置和第二位置。

优选地，所述基座3平面有一圈凸出所述基座3的止动台3-1，所述止动台3-1上设置有垫圈3-0。

优选地，所述密封加热装置还包括密封加热组件，所述密封加热组件包括：由密封加热腔的内层到外层的周向发热体4、隔热层5、和密封套6，所述周向发热体4为中空结构，其内部形成了密封加热腔，所述密封加热腔的底部密封，上端开口，上端设置有所述弹性爪式夹紧组件。

优选地，所述气流扰动组件为振荡组件；

所述密封套6的底部具有密封所述密封加热腔底部的弹性垫6-1；

所述振荡组件设置在所述密封加热腔下部，对所述弹性垫6-1产生振荡挤压。

优选地，所述振荡组件包括活动锤8和动力提供装置，所述动力提供装置驱使所述活动锤8上下移动，以振荡挤压所述弹性垫6-1。

优选地，所述气流扰动组件为旋转搅动组件，其包括：

贯穿所述密封套6且穿入所述密封加热腔的转轴12，

轴承14，其提供对所述转轴12的转动支撑；

动力装置，提供给所述转轴12旋转的动力；

所述密封套6的底部密封所述密封加热腔底部，仅供所述转轴12穿过。

上述技术方案在不矛盾的前提下，可自由组合。

本实用新型原理如下：

当最上方的夹紧帽1旋转向下运动至消除了与垫圈3-0之间的间隙d时，所述夹紧帽1将力传递给所述弹性爪夹紧环2的大锥台2-1-1外壁，因此，所述弹性爪夹紧环2向下运动。此时，所述弹性爪2-2-2在所述基座3的内锥环3-2锥形内壁的作用下，所述弹性爪2-2-2向烟支中心部分收缩，夹紧烟支，从而固定住烟支，同时较窄轴向缝隙2-2-1也被收紧，从而具有更好的相对密封性。

所述不同厚度d的垫圈3-0，对应着弹性爪2-2-2不同的变动范围，也就克服了现有加热烟具不同直径的加热腔体只对应较相同直径烟支的问题。本实用新型的烟具，只需换用不同厚度d的垫圈3-0，就能在弹性爪2-2-2的弹性限度内，可以有d2±⁰0.5的变化范围，可以适应不同牌号，直径不同但相近的烟支。

所述弹性爪夹紧环2单边的受力分析见图1，忽略该零件的自重。

从图1中可见，所述夹紧帽旋转1向下运动时，弹性爪夹紧环2上所述大锥台2-1-1外壁单一素线上所受的作用力计为f1，其中径向水平方向，记为x的分力计为f1x，左右相互抵消；轴向的分力计为f1y，则作用在所述基座3上。

所述内锥环3-2的内壁抵靠所述小锥台2-2，上述力f1y使得所述内锥环3-2的内壁对所述小锥台2-2产生反作用力f3，力f3使每一个所述弹性爪2-2-2产生弹性形变；其中，轴向分力f3y与f1y相互抵消，径向分力f3x则令每个弹性爪产生变形。

因：f1y＝f1·cosα,f3x＝f3·sinβ。为了让这两个力能够最大化，优选弹性爪夹紧环2这一零件的所述大锥台2-1-1所在的上锥体的锥角有α≤45°，所述小锥台2-2所在的下锥体的锥角β≥45°。α、β所表示的意义见图1。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型首次设计了一种包括夹紧帽1、弹性爪夹紧环2和基座3的弹性爪式夹紧组件，安装在烟具中使用，可以夹紧并周向密封烟支。本密封加热装置内还具有气流扰动组件，其包括通过插入或者非插入所述密封加热腔的方式，对所述密封加热腔内的烟气产生扰动。

2、优选的技术方案中，所述弹性爪式夹紧组件设置在所述密封容纳腔的上方，并且依靠所述基座的内锥环与所述密封容纳腔壁抵靠。在所述弹性爪式夹紧组件夹紧并周向密封烟支后，同时可以起到密封所述密封容纳腔的作用，外界氧气不会进入所述密封容纳腔。

3、本烟具与一般烟支配合使用时，可以起到夹紧固定烟支的作用，防止烟支从密封容纳腔中掉落。本烟具配合贫氧加热式烟支使用时，弹性爪式夹紧组件会密封所述密封加热腔和夹紧烟支，抽吸中减少烟草段的氧气含量，可以升高烟支的加热温度而不用担心烟支发生燃烧，可以增加烟草致香成分的释放。

4、由于弹性爪式夹紧组件的主要夹紧部分为弹性爪，弹性爪夹紧后的内径可适应于烟支外径，因此一种烟具可以适配多种直径的烟支，且都可起到最好的夹紧和密封效果。

5、优选的技术方案中，本实用新型增加了后续烟气持续排出的机构或装置，例如通过活动锤的挤压或者转轴的自转对密封加热腔内的烟气进行扰动，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搅动挤出，来实现整个烟支抽吸时的较持续、充分的烟气保障能力。

附图说明

图1为所述弹性爪夹紧环2单边的受力分析图。

图2为实施例1一种具有夹紧弹性爪和气流扰动组件的密封加热装置截面示意图。

图3为实施例2一种具有夹紧弹性爪和气流扰动组件的密封加热装置截面示意图。

图4为实施例3一种密封加热装置夹紧弹性爪部分的截面示意图。

附图标记列表：

1、夹紧帽，2、弹性爪夹紧环，2-1、中空圆柱体，2-1-1、大锥环，2-2、小锥台，2-2-1、轴向缝隙，2-2-2、弹性爪，3、基座，3-0、垫圈，3-1、止动台，3-2、内锥台，4、发热体，5、隔热层，6、密封套，6-1、转轴通孔，6-2密封圆环，6-3、弹性垫，7、隔热套管，8、活动锤，9、第一底座，10、电磁铁，11、弹簧，12、转轴，12-1、搅动部件，13、第二底座，14，轴承，15、铁磁性材料块。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步说明本实用新型的内容。

实施例1

如图2，一种具有夹紧弹性爪和气流扰动组件的密封加热装置，所述密封加热装置包括弹性爪式夹紧组件、密封加热组件、和气流扰动组件。

所述弹性爪式夹紧组件包括：夹紧帽1，弹性爪夹紧环2和基座3。

待抽吸的烟支由所述弹性爪夹紧环2的中孔中插入。

其中，所述弹性爪夹紧环2，是一个内部中空，两头为锥形台，中间以圆柱体联接的零件，其中央具有内径为d1的中空圆柱体2-1，其下部具有直径上大下小且下端部内径为d2的小锥台2-2。所述中空圆柱体2-1外面是上端为大锥台2-1-1，所述大锥台2-1-1外壁为直径上小下大的锥形面。

至少所述小锥台2-2侧壁上设置有贯穿所述小锥台2-2底部且与中空圆柱体2-1轴线平行并等分小锥台2-2的轴向缝隙2-2-1，相邻所述轴向缝隙2-2-1之间的弹性爪夹紧环2部分形成了弹性爪2-2-2。

所述缝隙2-2-1宽度为0.4mm，数量为5-6条。每个弹性爪2-2-2因其材料和厚度较薄的关系而有较好的弹性。

所述夹紧帽1，设有内螺纹与所述基座3以螺旋副配合，做可自锁式(正常情况下，一般的单头螺纹均为自锁螺旋副)螺旋升降转动，中央设有内环锥环面与所述大锥台2-1-1外壁配合形成滑动副。

所述基座3，其内为中空结构，中央正中有的圆柱形孔，孔的下方是一个收缩内孔后上大下小的锥形环，以下称内锥环3-2。所述内锥环3-2与所述小锥台2-2组成滑动副。所述内锥环3-2至少部分包围所述小锥台2-2。所述圆柱形孔外是与所述夹紧帽1配合的外螺纹。

所述的夹紧帽1向下旋转时，通过所述两个锥形滑动副的作用，所述弹性爪2-2-2受力变形，向中心偏移达到小锥台2-2内部的最小尺寸d3。

所述夹紧帽1具有初始位置和在所述初始位置下部的第二位置，所述夹紧帽1可固定在第二位置。所述第二位置的位置设计为：

当所述夹紧帽1向下移动到所述第二位置时，由于所述夹紧帽1和所述基座3的作用，所述弹性爪夹紧环2向下移动且使弹性爪2-2-2向中心收缩，所述轴向缝隙2-2-1变窄，所述弹性爪2-2-2被收紧，所述小锥台2-2底部的直径从初始值d2变小到d3。d1和d2略大于烟支的外径，d3小于烟支的外径。

所述夹紧帽1和所述基座3设置在所述弹性爪夹紧环2的外围。所述轴向缝隙2-2-1向上延伸到所述中空圆柱体2-1的侧壁中部。

本实施例1所述密封加热组件包括：由内层到外层的周向发热体4，隔热层5、密封套6。所述发热体4为圆柱形周向发热管，在最内层，其内部形成了密封加热腔。所述密封加热腔的底部密封，上端开放，其内用来放置烟支。所述密封加热腔设置在所述弹性爪夹紧环2的正下方。

其中，所述隔热层5为包裹在所述发热体4外面的一层隔热材料。所述隔热层5材料为由气凝胶构成的纸张。所述密封套6包裹在所述隔热层5的外部。所述密封套6材质为耐高温的硅橡胶。所述基座3内锥环3-2的下沿与发热体4和隔热层5上沿接触。所述基座3内锥环3-2设置在所述基座3的非端部。所述密封套6的上沿也固定在所述基座3上。这保证了所述弹性爪式夹紧组件夹紧烟支后，还可以将下部的所述密封加热腔密封。所述密封套6外部包围有隔热套管7。

本实施例1所述气流扰动组件为非插入式，具体设计如下：

所述密封套6的底部具有密封所述密封加热腔底部的弹性垫6-3。

所述振荡组件设置在所述密封加热腔下部，对所述弹性垫6-3产生振荡挤压。

其中，所述振荡组件包括：活动锤8，电磁铁10，弹簧11，铁磁性材料块15；

所述活动锤8可以上下运动，所述铁磁性材料块15与所述活动锤8固定连接为一个整体；所述弹簧11一端抵靠所述铁磁性材料块15，另一端抵靠第一底座9。

所述电磁铁10设置在所述铁磁性材料块15和所述弹性垫6-3之间；

当所述电磁铁10不通电时，所述铁磁性材料块15与所述电磁铁10之间的距离(此处距离指的是两者之间的空隙在竖直方向的长度)为l，所述弹簧11此时处于压缩状态，所述活动锤和所述弹性垫6-3接触，但不产生挤压；

当所述电磁铁10通电时，所述铁磁性材料块15被所述电磁铁10吸引，两者之间的距离l变小，变化量为1mm，且所述活动锤8挤压所述弹性垫6-3，所述弹簧11此时被进一步压缩。

当所述电磁铁10以一定频率导通时，进行以下操作：

1、当所述电磁铁10通电时，所述活动锤8挤压所述弹性垫6-1，所述弹簧11被进一步压缩；

2、然后，所述电磁铁10断电，所述弹簧11回弹，带动所述活动锤8远离所述弹性垫6-3；

3、重复上述步骤1和2，则所述活动锤8对所述弹性垫6-3产生脉冲式振荡挤压。

其中，所述弹性垫6-3为胶垫。

所述振荡组件还包括第一底座9，其内具有腔体，上端具有通孔，所述电磁铁10固定于所述第一底座9的腔体中，所述活动锤8穿过所述通孔挤压所述弹性垫6-3。

预先设定所述电磁铁10的导通频率为0.5hz。

所述第一底座9还支撑并固定所述密封发热腔和隔热套管7。它由耐高温合成材料构成。

实施例2

与实施例1相比，所述气流扰动组件为插入式，具体设计如下：

所述密封套6的底部没有弹性垫6-3；所述振荡组件替换为旋转搅动组件，其包括：

贯穿所述密封套6且穿入所述密封加热腔的转轴12；

轴承14和电动机，设置在所述密封加热腔的下部；

所述转轴12通过所述轴承14与电动机联接，电动机提供给所述转轴12旋转的动力；

第二底座13，所述第二底座13固定所述轴承14。所述第二底座13还支撑并固定所述密封发热腔和隔热套管7。所述第二第二底座13由耐高温合成材料构成。

所述转轴12贯穿所述密封套6，并保持相对密封的性能，正常大气压环境下，所述转轴12与所述密封套6之间没有气体交换。

在所述密封加热腔内部的所述转轴12上单侧分布有2个相对所述转轴12径向凸出的搅动部件12-1。所述搅动部件12-1凸出所述转轴121mm。所述转轴为长条棒状结构，所述搅动部件12-1为片状。

所述密封套6的底部具有转轴通孔6-1，所述转轴12贯穿所述转轴通孔6-1穿入所述密封加热腔内。所述转轴通孔6-1下部被厚度大于所述密封套6底部厚度的密封圆环6-2包围，所述密封圆环6-2和所述密封套6为一体式联接，所述转轴12贯穿所述密封圆环6-2。所述密封圆环6-2起到密封所述密封加热腔的作用，且当所述转轴12旋转时，可以支撑所述密封套6的底部。

实施例3

如图4所述，为实施例3装置的上部分示意图，其对实施例1所述的密封加热装置进行以下改进：

第一处改进为：

在所述外螺纹外围，所述基座3平面有一圈稍凸出所述基座3的环形锥台(也可以是圆柱形台体)，以下称为止动台3-1。所述止动台3-1上放置一个厚度为d的垫圈3-0，所述的夹紧帽1向下旋转消除间距d之后，通过所述两个锥形滑动副的作用，所述弹性爪2-2-2受力变形，向中心偏移达到小锥台2-2内部的最小尺寸d3。

所述夹紧帽1具有初始位置和在所述初始位置下部的第二位置，所述夹紧帽1可通过螺纹消除与垫圈3-0间的间隙d，固定在第二位置。所述第二位置的位置设计为：

当所述夹紧帽1向下移动到所述第二位置时，由于所述夹紧帽1和所述基座3的作用，所述弹性爪夹紧环2向下移动且使弹性爪2-2-2向中心收缩，所述轴向缝隙2-2-1变窄，所述弹性爪2-2-2被收紧，所述小锥台2-2底部的直径从初始值d2变小到d3。即所述止动台3-1加上垫圈3-0的高度决定了所述夹紧帽1可以向下移动的距离，它也对应了所述弹性爪2-2-2可以弹性收缩对应的最小尺寸d3，也对应了所述第二位置。

第二处改进为：

所述隔热层5呈“c”型包裹发热体4，至少包裹所述发热体4的上沿。

所述基座3内锥环3-2的下沿仅与所述隔热层5上沿接触。这避免所述发热体4温度太高，破坏所述基座3。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。