CN108887759A - 一种电子烟发热体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种电子烟发热体及其制备方法，包括具有设定电阻值的电阻，所述的电阻两端分别与电池的阴极和阳极电连接形成电热体；所述的电热体为电热合金毛细空心管绕成的螺旋体，在螺旋体的两端焊接引线形成电热体的两极，电热体的两极分别与电池的阴极和阳极电连接。该方法提供了该电子烟发热体的制备方法。本发明采用电热合金毛细空心管替换电热丝绕成的螺旋体，在截面积不变的情况下，体表面积大增加。
Description
技术领域
本发明涉及电子烟领域，特别涉及一种表面积大的电子烟发热体及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，人们越来越重视健康，抽烟草香烟的人数逐渐较少，而作为烟草香烟替代品的电子烟越来越受到大家的青睐，电子烟市场迅速普及。
电子烟是一种微电子雾化设备，把具有烟草香味的溶液(烟油)通过加热雾化成烟雾状，供吸烟者使用。市场上的电子烟基本包括两个主要部分：电池组件和雾化器，其中雾化器的作用是将烟油加热雾化，电子组件为雾化器供电。雾化器主要由雾化芯组件和油杯组成，油杯用于储放烟油，雾化芯组件包括有发热体，在电池杆对发热体供电时，发热体发热，油杯中的烟油在导油棉等的作用下，浸入到发热体的表面，发热体加热雾化。
目前，市面上的电子烟雾化器中的发热体主要以实心的电热合金线绕成螺旋结构两端焊接引线而成，由于电子烟雾化器的空间较小，发热体的长度受限制，发热体的热量过度集中，烟油雾化效果不佳，容易把烟油和导油棉烧糊，满足不了大烟雾需求，严重影响烟雾的口感，降低雾化器的寿命。为了改善这问题，电子烟行业出现了采用多根更细的发热丝并联后绕成螺旋状的发热体，发热体与烟油接触面积更大，雾化效果更好，然而多根发热丝并联成螺旋状发热体又带来了新的问题，烟油中的香料成分及糖类成分受热后容易在线与线之间的缝隙粘结堆积，使用一段时间后性能急剧下降，同时多根线并联螺旋状发热体，由于受电阻值限制，线直径较细，强度低，装配工艺要求高，生产效率低。
发明内容
本发明针对目前实心电热合金线绕成螺旋发热体，热量过度集中，发热体与烟油接触面积小，雾化效果不佳，易引起烟油和导油棉容易被烧糊导致口感不好的问题，提供一种表面积大的电子烟发热体及其制备方法。
本发明的技术方案是：一种电子烟发热体，包括具有设定电阻值的电阻，所述的电阻两端分别与电池的阴极和阳极电连接形成电热体；所述的电热体为电热合金毛细空心管绕成的螺旋体，在螺旋体的两端焊接引线形成电热体的两极，电热体的两极分别与电池的阴极和阳极电连接。
本发明采用电热合金毛细空心管替换电热丝绕成的螺旋体，在截面积不变的情况下，体表面积大增加。
进一步的，上述的电子烟发热体中：所述的电热合金毛细空心管的材质包括镍铬合金、不锈钢、铁铬铝合金、铁合金、铜合金、钛合金、钨合金、钼合金、铝合金、银、金至少一种。
进一步的，上述的电子烟发热体中：所述的电热合金毛细空心管的管壁厚在0.005mm-1mm之间，外径在φ0.03mm-φ3mm之间。
进一步的，上述的电子烟发热体中：所述的螺旋体结构包括等截面螺旋结构、变截面螺旋结构、平面螺旋结构、单螺旋结构、双螺旋结构及多螺旋结构中至少一种。
另外，本发明还提供一种上述的电子烟发热体的制备方法，利用电热合金毛细空心管制备电热体，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、拉伸；
步骤2、软化退火；
步骤3、拉伸成品；
步骤4、成品退火；
步骤5、绕制成螺旋体。
进一步的，上述的电子烟发热体的制备方法中：还包括利用电热合金材料制备热合金毛细空心管的步骤，该步骤包括裁板和卷管。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明实施例1电子烟发热体结构图。
图2为拉伸模具结构原理图。
图3为绕制模具正视图。
图4为绕制模具侧视图。
具体实施方式
实施例1，如图1所示，本实施例的电子烟是一种电子烟发热，包括具有设定电阻值的电阻，电阻两端分别与电池的阴极和阳极电连接形成电热体；电热体为电热合金毛细空心管绕成的螺旋体1，在螺旋体1的两端焊接引线2形成电热体的两极，电热体的两极分别与电池的阴极和阳极电连接。
本发明主要解决以实心电热合金线绕成螺旋发热体其热量过度集中，发热体与烟油接触面积小，雾化效果不佳，易引起烟油和导油棉容易被烧糊导致口感不好的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
为了解决上述问题，本发明采用一种以空心管绕成的螺旋发热体，如附图1所示，主要包括发热体和与发热体接触的导油材料，发热体由电热合金毛细管（以下统称电热合金管）和引线组成，引线连接在电热合金管两端，电热合金管绕成螺旋结构。导体的电阻跟材料的截面积成反比，同种材料在长度不变的情况下，保证截面积不变，阻值就不变，而空心管能在截面积不变的情况下表面积翻倍增加，管壁越薄表面积越大其截面面积不变，因此电热合金管相对于实心线可以大幅度增大表面积其阻值不发生改变，在发热体输出功率不变的情况下，发热体表面积越大，其热量集中度越低，通过控制发热体合理的散热面积，实现最优的雾化效果，解决烟油及导油材料因热量过度集中被烧糊的问题，同时获得更佳的口感，并提高雾化器的使用寿命。
本实施例涉及一种以空心管绕制成的螺旋状发热体，其电热合金管的材质包括镍铬合金、不锈钢、铁铬铝合金、铁合金、铜合金、钛合金、钨合金、钼合金、铝合金、银、金至少一种；螺旋结构包括等截面螺旋结构、变截面螺旋结构、平面螺旋结构、单螺旋结构、双螺旋结构及多螺旋结构至少一种；电热合金管的管壁厚在0.005mm-1mm，外径在φ0.03mm-φ3mm；导油材料可以在螺旋的外侧、也可以在螺旋的内侧、发热体还可以被导油材料部分包围或者全部包围；引线的材质包括镍及镍合金、铜及铜合金、不锈钢、铁合金、银和金至少一种；引线与电热合金焊接的一端可以绕成螺旋状，也可以不绕成螺旋状，还可以绕成其他形状。
本发明同时还提供一种制造工艺如下
电热合金管制造工艺
制造工艺一：电热合金板材→裁板→卷管、焊接→拉伸→软化退火→成品拉伸→成品退火→包装。
制造工艺二：轧制或挤压电热合金管坯→拉伸→软化退火→拉伸成品→成品退火→包装。
发热体生产工艺
电热合金管→剪切→焊接引线→绕制成螺旋发热体。
上面工艺制备时，电热合金毛细空心管1绕制成螺旋体主要有如下工艺过程：拉伸→软化退火→成品拉伸→成品退火→绕制成螺旋体。
拉伸主要作用是将制作的管坯100拉伸形成所需要的电热合金毛细空心管1，在常温下，管坯100通过拉伸模具如图2所示，产生塑性变形，游动芯头102控制管的内径，模具101控制管坯100的外径，由牵引设备提供拉力P，牵引设备的牵引力在0.5吨到50吨不等，拉直径小于Φ12mm的管坯100，牵引设备的牵引力一般不大于5吨。每拉一道次，需要更换成相对应的模具。
目前，可以使用的拉伸模具有很多，但是只要能够提供一个塞入到管坯100内的游动芯头102对管坯100进行塑形，再提供一个模具101在管坯100外塑形就可以将任何管坯100拉伸成合适的电热合金毛细空心管1。
软化退火是在拉伸过程中，针对金属经过塑性变形后会产生加工硬化现象，材料的塑性下降，继续拉伸会出现断裂，不同合金加工硬化速度不同，为了保证拉伸不断裂，拉伸了n道次后进行一次软化退火（n=1、2、3……不同合金的值不同，一般根据经验值来决定，总之在拉伸过程中出现断裂现象，往往说明需要进行软化退火了），经过软化退火后，金属的塑性得到恢复。
软化退火的温度在其合金的再结晶温度以上进行保温一段时间（一般不低于30min)，不同合金再结晶温度不同，其再结晶温度可以通过实验测试或者查询相关资料获得。
拉伸成品也称成品拉伸，当管坯的尺寸接近于成品尺寸时进行成品拉伸，成品拉伸采用更高精度的模具保证成品的尺寸精度，原理跟前面拉伸原理一样，区别在于模具尺寸精度更高，模具尺寸的精度依据成品尺寸要求制定。
成品退火的主要目的在于去除加工残余应力，其温度较低，退火的温度在金属再结晶温度以下，保温时间一般在1h-3h。
通过上面工艺步骤后的电热合金毛细空心管1可以绕制成螺旋管了，采用如图3和图4所示的螺旋绕制装置实现。
将待绕制的电热合金毛细空心管1一头放到卡位槽A202，滑块203向下滑动，压住电热合金毛细空心管1，把电热合金毛细空心管1紧贴在转动轴201表面，剩余的电热合金毛细空心管1从卡位槽B204出。转动轴201转动同时做横向移动，电热合金毛细空心管1被绕在轴表面形成螺旋结构。
拉伸工艺包含多道次拉伸，均是通过模具进行成型；所述的软化退火是指在金属再结晶温度以上进行退火，目的是把加工硬化去除，恢复其塑性，以实现下一道次拉伸，软化退火可以在拉伸一道次后进行、也可以在拉伸两道次及多道次后进行，还可以是连续拉伸连续退火；所述的成品拉伸是管材出成品前为了控制尺寸公差进行的小加工率拉伸；所述的成品退火主要是为了保证产品的性能在金属再结晶温度以下的退火；所述的再结晶温度，不同合金各有差异，各自有着其对应的温度区间。
以上所述的工艺为制备过程中的关键工序，在生产过程中可能还还涉及许多辅助生产工序，比如清洗、框线、穿模、气体保护等。
具体制备工艺如下：
SUS316厚0.2mm不锈钢薄带→裁剪→卷管、焊接成φ2.0×φ1.6管→减径、减壁拉伸到φ1.5mm×φ1.3mm→软化退火→减径拉伸到φ1.1mm×φ0.9mm→软化退火→减径拉伸到φ0.85mm×φ0.65mm→软化退火→减径拉伸到φ0.65mm×φ0.45mm→软化退火→成品伸到φ0.5mm×φ0.3mm→成品退火→剪切阻值1.2Ω→焊接引线→根据雾化器结构绕制成螺旋状发热体。
φ0.5mm×φ0.3mm管的截面积等同于直径φ0.29mm实心线的截面积，在同种材质同等长度下，其管的外表面积是线的1.7倍。发热体与烟油接触的面积明显增大，电能的利用率更高，雾化效果更好，口感得到了明显的提高，烟油和导油材料被烧糊的问题得到了控制。
本实施例的特点可归纳为：
在不改变发热体功率和阻值的情况下，增大发热体与烟油的接触面积，降低热量的集中度，可解决烟油和导油材料容易烧糊的问题；通过合理控制发热体单位面积的功率，可以获得更大的烟雾量，更优的口感体验。
Claims (6)
1.一种电子烟发热体，包括具有设定电阻值的电阻，所述的电阻两端分别与电池的阴极和阳极电连接形成电热体；其特征在于：所述的电热体为电热合金毛细空心管绕成的螺旋体，在螺旋体的两端焊接引线形成分别与电池的阴极和阳极电连接的电热体的两极。
2.根据权利要求1所述的电子烟发热体，其特征在于：所述的电热合金毛细空心管的材质包括镍铬合金、不锈钢、铁铬铝合金、铁合金、铜合金、钛合金、钨合金、钼合金、铝合金、银、金至少一种。
3.根据权利要求1所述的电子烟发热体，其特征在于：所述的电热合金毛细空心管的管壁厚在0.005mm-1mm之间，外径在φ0.03mm-φ3mm之间。
4.根据权利要求1所述的电子烟发热体，其特征在于：所述的螺旋体结构包括等截面螺旋结构、变截面螺旋结构、平面螺旋结构、单螺旋结构、双螺旋结构及多螺旋结构中至少一种。
5.一种根据权利要求1所述的电子烟发热体的制备方法，利用电热合金毛细空心管制备电热体，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、拉伸；
步骤2、软化退火；
步骤3、拉伸成品；
步骤4、成品退火；
步骤5、绕制成螺旋体。
6.根据权利要求5所述的电子烟发热体的制备方法，其特征在于：还包括利用电热合金材料制备热合金毛细空心管的步骤，该步骤包括裁板和卷管。
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| 东北工学院有色金属压力加工教研室 等: "《中国大百科全书 采矿冶金学 有色金属条目选辑", 30 September 1962, 中国大百科全书出版社, pages: 210 - 216 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022120526A1 (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-16 | 深圳麦克韦尔科技有限公司 | 针状发热体及气溶胶产生装置 |
| CN114343243A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-15 | 深圳市基克纳科技有限公司 | 用于可换丝雾化器的发热丝、雾化芯及其制造方法 |
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