气凝胶隔热管填充装置、气凝胶隔热管与制作方法及低温烟具
技术领域
本发明涉及一种气凝胶隔热管填充装置、气凝胶隔热管与制作方法及低温烟具。
背景技术
低温烟具是通过通电加热(不燃烧)的方式使得烟支产生烟雾，供使用者抽吸，其发热体的工作温度一般在220度左右，在该温度下，低温烟具的外壳也会受到传热，可能会导致烫手，所以要对发热体做好隔热，避免低温烟具烫手。目前低温烟器具的隔热有两种方式，一种是在发热体外套一个真空管，一种是在发热体外包裹一层或几层气凝胶。真空管的价格太高，气凝胶在产线上生产装配太复杂，效率低下，有太多灰尘。
专利号为2018209448939的中国实用新型专利公开了一种气凝胶隔热管，在内管和外管围成中空区域内填充气凝胶并将两端密封形成气凝胶隔热管；但是上述专利确没有公开其具体的制作方式，也没有公开气凝胶采用何种装置进行填充。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种气凝胶隔热管填充装置、气凝胶隔热管与制作方法及低温烟具。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种气凝胶隔热管填充装置，包括基座，所述基座内形成有用于安放待填充隔热管的负压室，所述基座上还设有与所述负压室连通的料斗，所述料斗的出料口处设有控制其启闭的第一控制阀，还包括将负压室内的气压排空至低于外部气压的负压吸附设备，所述负压吸附设备通过第二控制阀与负压室的排气口连通。
进一步的，所述负压室包括顶部开口供所述待填充隔热管匹配插装的插装室以及与所述插装室顶部连通的物料输送通道。
进一步的，所述输送通道沿竖直方向设置且与所述插装室同轴。
进一步的，还包括将待填充隔热管内管内腔顶部封堵的封堵件，所述封堵件的顶部呈锥形且延伸至所述物料输送通道的出料端中，所述封堵件与输送通道的轴线重合。
进一步的，所述输送通道的出料端呈锥形。
进一步的，所述负压吸附设备为真空泵。
进一步的，所述基座包括下座和与所述下座密封可拆卸连接的上座，所述插装室设置于所述下座上，所述物料输送通道设置于所述上座中且与上座顶部的料斗连通。
进一步的，所述排气口设置在所述上座侧部，所述排气口一端与所述物料输送通道连通，另一端通过第二控制阀连接至负压吸附设备。
进一步的，所述下座的上端面内凹形成有供所述上座匹配插接的腔室，所述上座插装固定在所述腔室中且通过密封件密封，所述腔室的底部设有一沉孔构成所述插装室。
一种使用上述填充装置制作气凝胶隔热管的方法，包括如下步骤：
步骤一：将待填充隔热管的内管和外管的底端之间通过下法兰联接，外管和内管之间留有中空区域；
步骤二：将装配好的待填充隔热管放置在负压室中，中空区域顶部开口朝上，并通过封堵件将内管的顶部封堵，关闭第一控制阀，打开第二控制阀，通过负压吸附设备将负压室内的气压排空至低于外部气压；
步骤三：关闭负压吸附设备以及第二控制阀门，打开第一控制阀门，气凝胶在外部气压作用下经过料口出料口进入负压室并堆积填充在待填充隔热管中空区域，填充完毕后，将待填充隔热管从负压室内取出并通过上法兰将中空区域的顶部封闭，完成气凝胶隔热管的制作。
一种气凝胶隔热管，采用上述方法制作，所述的气凝胶隔热管中填充有气凝胶颗粒。
进一步的，所述的气凝胶为二氧化硅气凝胶颗粒。
进一步的，所述气凝胶颗粒在所述中空区域中的堆积密度为1.05-2.68g/cm^3。
进一步的，所述中空区域中填充的气凝胶颗粒的综合直径为1.2-4.5mm。
进一步的，所述的气凝胶为二氧化硅气凝胶颗粒。
一种低温烟具，采用上述气凝胶隔热管作为隔热构件，所述气凝胶隔热管的内腔构成低温烟具的加热腔。
与现有技术相比，本发明具有的优点在于：整个填充装置具有结构简单，易于实现，方便操作，工作效率高的特点，填充装置利用负压吸附原理，将气凝胶通过负压作用填充在隔热管的中空区域中，因而气凝胶颗粒的堆积密度能够达到一个合适的范围(气凝胶堆积密度太低或太高都会导致隔热效果下降)，从而使得隔热管的隔热效果更好，并且使得气凝胶隔热管能够在重量和隔热效果之间取得一个最好的平衡。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的爆炸图；
图3为采用本发明填充装置制作的隔热管主视图；
图4为采用本发明填充装置制作的隔热管爆炸图；
图5为隔热管与下座装配示意图；
图6为上座与下座装配示意图；
图7为隔热管填充前状态示意图；
图8为隔热管填充过程中状态示意图；
图9为采用本发明隔热管的低温烟具示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，一种气凝胶隔热管填充装置，包括基座1，基座1内形成有负压室2，基座1上还设有与负压室2连通的料斗3，料斗3用于储存气凝胶颗粒，料斗3的出料口处设有控制其启闭的第一控制阀4，还包括将负压室2内的气压排空至低于外部气压的负压吸附设备5，负压吸附设备5通过第二控制阀6与负压室2的排气口连通。本实施例中，负压吸附设备5采用真空泵。
本实施例中，气凝胶隔热管7包括内管701和套在内管701外的外管702，内管701和外管702之间形成中空区域用于填充气凝胶颗粒703，气凝胶填充完毕后通过将内管701和外管702两端之间密封，从而将气凝胶封装在中空区域内形成气凝胶隔热管。根据隔热性能要求，气凝胶填充层还可以设计为多层。
使用时，将待填充隔热管中空区域底部通过下法兰704封堵，将待填充隔热管中空区域顶部开口并朝上的放置在负压室2中，关闭第一控制阀4，打开第二控制阀6，利用负压吸附设备5抽真空，将待填充隔热管与负压室2之间的气体排出，与外部形成负压，当达到设定负压值时，关闭第二控制阀6并停止抽气，打开第一控制阀4，气凝胶颗粒在外部气压作用下从料斗迅速进入负压室2并填充中空区域，填充完毕后，将待填充隔热管从负压室2内取出并通过上法兰705将中空区域的顶部封闭，完成气凝胶隔热管的制作。
本实施例整个填充过程，填充装置利用负压吸附原理，将气凝胶通过负压作用填充在隔热管的中空区域中，因而气凝胶颗粒的堆积密度能够达到一个合适的范围，从而使得隔热管的隔热效果更好；此外，相比现有技术中直接在产线上生产装配，填充效率也更高，而且装配过程中基本没有灰尘的带入。第一控制阀和第二控制阀可以采用手动阀门或电磁控制等自动阀门。
参见图3，在一实施例中，负压室2包括顶部开口供待填充隔热管匹配插装的插装室201以及与插装室201顶部连通的物料输送通道202。本实施中，待填充气凝胶隔热管7直接插在在插装室201中，安装和拆卸非常方便，而且待填充隔热管开口向上设置，气凝胶在重力作用下可以加速堆积，有效提高堆积密度。
参见图1，在另一实施例中，输送通道202沿竖直方向设置且与插装室201同轴，输送通道202设计中竖直直通式通道，气凝胶填充过程中阻力较小，从而可以进一步提高堆积密度，保证隔热管的隔热效果。
需要说明的是，在实际设计中，参见图3，本实施例还包括将待填充隔热管内管内腔顶部封堵的封堵件8，封堵件8的顶部呈锥形且延伸至物料输送通道202的出料端中，封堵件8与输送通道202的轴线重合。封堵件8过盈塞在内管701中，可以采用橡胶等材质制作。
本实施例，通过封堵件8将隔热管的内管701的内腔密封，从而可以防止气凝胶颗粒进入内管701内，可以避免气凝胶在内管701内腔粘附，污染内腔；同时节省了气凝胶颗粒的用量；此外，封堵件8顶部设计成锥形并与输送通道202的轴线重合，可以使得从输送通道出料端落下的气凝胶颗粒可以均匀的从隔热管顶部开口进入中空区域，实现中空区域各部分均匀的填充，保证填充的均匀性，也即可以保证隔热管同一横截面各处隔热性能的一致性。
在一优选实施例中，输送通道202的出料端也可以设计为锥形，输送通道202的出料端内壁面与封堵件8顶面保持平行，保证了气凝胶颗粒可以从出料端内壁与封堵件顶面间通过快速通过，而不会淤积堵塞。
参见图1，在一实施例中，基座1包括下座101和与下座101密封可拆卸连接的上座102，插装室201设置于下座101上，物料输送通道202设置于上座102中且与上座102顶部的料斗3连通。本实施例中，基座1包括上座102和下座101，下座101和与上座102密封可拆卸连接，不仅保证了填充过程中的无尘性，而且只需将下座101与上座102分离，即可很方便的将待填充隔热管插入插装室或从插装室拔出。
参见图6，本实施例给出了上座102和下座101的一种具体连接方式，下座101的上端面内凹形成有供上座102匹配插接的腔室9，上座102插装固定在该腔室9中且通过底部的密封圈10密封，在该腔室9的底部设有一沉孔进而构成插装室201。
参见图5，本实施例中，上,102与下座101插接连接，并且在上座102的顶部和下座101的底部设置密封圈实现连接处的密封，该种方式可以实现上座102与下座101的快速连接，从而方便隔热管的安装。特别是，当隔热管顶端与腔室的底部平齐时，通过在插装室201顶部外缘开设环形密封圈安装槽，将密封圈10安装在密封圈安装槽中并匹配套装隔热管的外壁上，可以避免外管外部粘连气凝胶，造成气凝胶的浪费，保证外管702的洁净，同时通过撤去密封圈，可方便隔热管的拔出。
参见图3，本实施例中，排气口设置在上座102侧部，排气口一端与物料输送通道202连通，另一端通过第二控制阀6、快速接头11连接至负压吸附设备5，负压吸附设备5通过快速接头11与第二控制阀6密封对接，负压吸附设备5拆装方便。
参见图1-图4以及图7和图8，一种使用上述填充装置制作气凝胶隔热管的方法，包括如下步骤：
步骤一：将待填充隔热管的内管701和外管702的底端之间通过下法兰704联接，外管702和内管701之间留有中空区域；
步骤二：将装配好的隔热管从下座101顶部插入插装室201中，在腔室底部安装密封圈10，将上座102插入下座101的腔室中并与密封圈10抵接密封，待填充隔热管中空区域顶部开口朝上，并通过封堵件8将内管702的顶部封堵，关闭第一控制阀4，打开第二控制阀6，通过负压吸附设备5将负压室2内的气压排空至低于外部气压，优选为高真空；
步骤三：关闭负压吸附设备5以及第二控制阀门6，打开第一控制阀门4，气凝胶颗粒在外部气压作用下经过料口出料口进入负压室2并堆积填充在待填充隔热管中空区域，填充完毕后，将上座102与下座101分离，将待填充隔热管从下座101上拔出，并通过上法兰705将中空区域的顶部封闭，完成气凝胶隔热管的制作。
本实施例中，填充隔热管所用的气凝胶为聚集态的纳米级气凝胶颗粒，其综合直径(将综合直径定义为，将每个聚集态的气凝胶颗粒看成规则球形情形下，该球体的直径)1.2-4.5mm，气凝胶优选采用二氧化硅气凝胶颗粒。
上述方法制作的气凝胶隔热管，其堆积密度ρb≈1.05-2.68g/cm^3，能够达到最好的隔热效果，经测试，在此堆积密度下，气凝胶隔热管在低温烟具上应用，烟具的发热体正常工作时，其两端的温度在66-78度之间浮动，中间温度大约50-58度，隔热效果接近真空管，并且能够在隔热效果与自身重量之间达到完美的平衡。
参见图9，一种低温烟具，采用上述气凝胶隔热管作为隔热构件，气凝胶隔热管安装在烟具的外壳12中，气凝胶隔热管的内腔构成低温烟具的加热腔，通过在加热腔内设置发热体13，烟支等发烟材料14插入加热腔内并被发热体加热以产生供用户抽吸的烟雾。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
