一种高效过滤烟嘴及其过滤方法技术

本发明专利技术提供一种高效过滤烟嘴及其过滤方法，包括依次连接的烟嘴夹口、过滤烟油储存腔和咬嘴。本发明专利技术基于流体动力学和界面科学，可以替代传统的吸附海绵、微小颗粒或过滤微球等过滤材料；吸烟时，香烟烟雾通过烟嘴夹口进入过滤储油腔；当流经微流体过滤烟油芯片时，香烟烟雾要通过设计的微型孔进入微型空腔并流经微型槽道和曲率边缘，香烟烟雾中的尼古丁、焦油等有害物质会发生液化、与香烟烟雾分离，从而实现了过滤；而过滤出的烟油会被储存在储油腔内，在多次使用达到一定量后拆卸、清洗和再组装即可重复使用。与传统方法相比，该方法既可以实现对香烟烟雾的高效过滤，又可以多次重复循环使用，同时制备简单，成本低，非常适用于实际生产、生活。生活。生活。

【技术实现步骤摘要】
一种高效过滤烟嘴及其过滤方法


[0001]本专利技术涉及人类生活必需
，具体涉及一种高效过滤烟嘴及其过滤方法。

技术介绍

[0002]过滤烟嘴是在香烟燃烧产生的烟雾进入口腔前对其进行过滤的装置，主要目的是过滤出香烟烟雾中包含的尼古丁、焦油等有害物质。
[0003]现有的过滤烟嘴主要是针对香烟烟雾中含有的多种有害物质，基于物理化学原理，通过吸附海绵、纳米颗粒和过滤微珠等过滤材料对尼古丁、焦油等化学物质进行物理吸附；但是这种方法普遍存在吸附效率低、过滤性能衰减快等缺点，导致基于这种方法设计、生产的过滤烟嘴仅吸1～5根烟后就需要替换、丢弃，造成了严重的资源浪费和环境污染。
[0004]常规过滤烟嘴使用吸附海绵、微小颗粒或过滤微球等材料过滤烟雾，存在过滤效率低、性能衰减快、重复使用性低和资源浪费、环境破坏等问题。其他技术，例如通过电气控制等方式实现烟雾过滤的方法又存在操作复杂、成本高或高耗能等弊端。
[0005]因此需要一种可重复使用的高效过滤烟嘴。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了解决过滤烟嘴的过滤效率低和不可重复使用的问题，提供一种高效过滤烟嘴及其过滤方法，从流体力学和界面科学的角度出发，通过微型空腔、微流体通道以及曲率结构等系统组合设计，实现对香烟烟雾更高效率的过滤；而且可以多次重复使用，在使用一定次数后，只需要对其进行拆卸、清洗和再组装就可以重新使用。使用这种高效过滤烟嘴，一方面可以消除频繁购买、携带和更换过滤烟嘴带来的烦恼，另一方面还可以减少资源浪费和环境污染。
[0007]本专利技术提供一种高效过滤烟嘴，包括依次连接的烟嘴夹口、过滤烟油储存腔和咬嘴，烟嘴夹口固定香烟并传递烟雾，过滤烟油储存腔进行烟雾过滤并储存过滤出的烟油，咬嘴传递过滤后的烟雾；
[0008]过滤烟油储存腔包括过滤烟油储存腔壁，可拆卸的设置在过滤烟油储存腔壁内与烟嘴夹口连接一侧的第一过滤海绵，从下到上依次设置在过滤烟油储存腔壁内与咬嘴连接一侧的下层半微流体芯片、上层半微流体芯片和第二过滤海绵，第一过滤海绵与下层半微流体芯片之间的空腔为用于储存烟油的过滤烟油储存腔腔体。
[0009]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴，作为优选方式，第一过滤海绵和第二过滤海绵均为超双疏海绵；
[0010]第一过滤海绵和第二过滤海绵的制备方法包括以下步骤：
[0011]S1、将预聚物、固化剂和制孔助剂按比例混合搅拌，加热固化后放入乙醇溶液中洗出制孔助剂，使用干燥箱干燥后得到亲油疏水的多孔材料；
[0012]S2、使用超双疏二氧化钛纳米涂料反复浸泡亲油疏水的多孔材料，然后使用干燥箱干燥，重复3次后得到超双疏海绵；
[0013]S3、将超双疏海绵进行剪裁得到第一过滤海绵和第二过滤海绵。
[0014]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴，作为优选方式，步骤S1中，预聚物的材料为PDMS，固化剂为PDMS固化剂，制孔助剂为粒径100～500纳米的柠檬酸颗粒，将PDMS预聚物、PDMS固化剂和柠檬酸颗粒按5：1：30的质量比混合搅拌，80℃加热2小时后放入乙醇溶液中浸泡3小时洗出柠檬酸颗粒；
[0015]步骤S2中，每次浸泡亲油疏水的多孔材料的时间为5分钟，干燥箱干燥的时间为1小时；第二过滤海绵的厚度小于第一过滤海绵的厚度，第二过滤海绵和第一过滤海绵的表面接触角均大于150
°
且疏水疏油。
[0016]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴，作为优选方式，下层半微流体芯片包括下层芯片壳体、设置在下层芯片壳体靠近外边缘一侧的下层芯片卡扣接口和设置在下层芯片壳体中部的芯片烟雾入口；
[0017]下层芯片壳体为圆形，下层芯片卡扣接口和芯片烟雾入口的数量均为至少两个且均沿圆心对称排列，下层芯片卡扣接口的数量与上层芯片卡扣接头的数量相同，下层芯片卡扣接口为方形通孔，芯片烟雾入口为扇环形通孔。
[0018]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴，作为优选方式，上层半微流体芯片包括上层芯片壳体、连接在上层芯片壳体外边缘向外突出的上层芯片卡扣接头、设置在上层芯片壳体外边缘的芯片烟雾出口和设置在上层半微流体芯片下表面与芯片烟雾出口连接并向上层芯片壳体中心延伸的烟雾流动微槽道；
[0019]上层芯片壳体为圆形结构，上层芯片卡扣接头、芯片烟雾出口和烟雾流动微槽道的数量均为至少两个且均沿圆心对称排列，上层芯片卡扣接头、芯片烟雾出口间隔设置，上层芯片卡扣接头为方形结构，芯片烟雾出口为沿上层芯片壳体边沿向内延伸的缺口，烟雾流动微槽道与芯片烟雾出口相连且设置在芯片烟雾出口的内侧，烟雾流动微槽道为细长凹槽；
[0020]下层芯片卡扣接口向下折弯插入上层芯片卡扣接头中固定后下层半微流体芯片与上层半微流体芯片之间形成微流体空腔。
[0021]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴，作为优选方式，烟嘴夹口包括烟嘴管和通过螺纹可拆卸设置在烟嘴管中的烟嘴接口，烟嘴接口为通过阶梯台固定至少两种香烟的中空结构；
[0022]过滤烟油储存腔壁为中空圆柱腔体，过滤烟油储存腔壁的前端内部设置第一限位卡环，第一限位卡环为与过滤烟油储存腔壁的内壁连接且内径小于第一过滤海绵外径的中空结构，过滤烟油储存腔壁的前侧末端内壁上设置螺纹，烟嘴管的后端与过滤烟油储存腔壁的前端通过螺纹连接，螺纹拧紧后烟嘴管的末端将第一过滤海绵挤紧固定在第一限位卡环前侧；
[0023]咬嘴为末端扁平、前端正圆的空腔，咬嘴的前端内部设置第二限位卡环，第二限位卡环为与咬嘴的内壁连接且内径小于第二过滤海绵外径的中空结构，咬嘴的前侧末端内壁上设置螺纹，过滤烟油储存腔壁的后侧末端外壁上设置螺纹，过滤烟油储存腔壁与咬嘴通过螺纹连接，螺纹拧紧后过滤烟油储存腔壁的后侧末端将下层半微流体芯片、半微流体芯片和第二过滤海绵依次挤紧固定在第二限位卡环前侧。
[0024]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴，作为优选方式，烟嘴夹口、过滤烟油储存腔壁和
咬嘴的最大尺寸相同且材质均为食品级塑料；
[0025]下层半微流体芯片和上层半微流体芯片的材料均为以下任意一种：塑料、木质片、金属片和硬质纸。
[0026]本专利技术提供一种高效过滤烟嘴的过滤方法，包括以下步骤：
[0027]SⅠ、香烟燃烧产生的烟雾通过第一过滤海绵进入过滤烟油储存腔腔体；
[0028]SⅡ、烟雾穿过过滤烟油储存腔到达下层半微流体芯片，下层半微流体芯片中的腔体芯片烟雾入口对烟雾进行阻挡、挤压使烟雾中的有害物质发生相分离进而发生液化析出得到烟油和过滤后的烟雾；
[0029]SⅢ、过滤后的烟雾通过上层半微流体芯片的芯片烟雾出口流出再穿过第二过滤海绵进入咬嘴的空腔中，烟油在烟雾流动微槽道的导引下储存在过滤烟油储存腔腔体内。
[0030]本专利技术所述的一种高效过滤烟嘴的过滤方法，作为优选方式，步骤S2中，有害物质包括尼古丁和焦油；
[0031]下层半微流体芯片与上层半微流体芯片之间形成微流体空腔，过滤后的烟雾进入微流体空腔中被迫变为平缓并进一步将烟雾中液化的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效过滤烟嘴，其特征在于：包括依次连接的烟嘴夹口(1)、过滤烟油储存腔(2)和咬嘴(3)，所述烟嘴夹口(1)固定香烟并传递烟雾，所述过滤烟油储存腔(2)进行烟雾过滤并储存过滤出的烟油，所述咬嘴(3)传递过滤后的烟雾；所述过滤烟油储存腔(2)包括过滤烟油储存腔壁(21)，可拆卸的设置在所述过滤烟油储存腔壁(21)内与所述烟嘴夹口(1)连接一侧的第一过滤海绵(22)，从下到上依次设置在所述过滤烟油储存腔壁(21)内与所述咬嘴(3)连接一侧的下层半微流体芯片(23)、上层半微流体芯片(24)和第二过滤海绵(25)，所述第一过滤海绵(22)与所述下层半微流体芯片(23)之间的空腔为用于储存烟油的过滤烟油储存腔腔体。2.根据权利要求1所述的一种高效过滤烟嘴，其特征在于：所述第一过滤海绵(22)和所述第二过滤海绵(25)均为超双疏海绵；所述第一过滤海绵(22)和所述第二过滤海绵(25)的制备方法包括以下步骤：S1、将预聚物、固化剂和制孔助剂按比例混合搅拌，加热固化后放入乙醇溶液中洗出制孔助剂，使用干燥箱干燥后得到亲油疏水的多孔材料；S2、使用超双疏二氧化钛纳米涂料反复浸泡所述亲油疏水的多孔材料，然后使用干燥箱干燥，重复3次后得到所述超双疏海绵；S3、将所述超双疏海绵进行剪裁得到所述第一过滤海绵(22)和所述第二过滤海绵(25)。3.根据权利要求2所述的一种高效过滤烟嘴，其特征在于：步骤S1中，所述预聚物的材料为PDMS，所述固化剂为PDMS固化剂，所述制孔助剂为粒径100～500纳米的柠檬酸颗粒，将PDMS预聚物、PDMS固化剂和柠檬酸颗粒按5：1：30的质量比混合搅拌，80℃加热2小时后放入乙醇溶液中浸泡3小时洗出柠檬酸颗粒；步骤S2中，每次浸泡所述亲油疏水的多孔材料的时间为5分钟，干燥箱干燥的时间为1小时；所述第二过滤海绵(25)的厚度小于所述第一过滤海绵(22)的厚度，所述第二过滤海绵(25)和所述第一过滤海绵(22)的表面接触角均大于150
°
且疏水疏油。4.根据权利要求1所述的一种高效过滤烟嘴，其特征在于：所述下层半微流体芯片(23)包括下层芯片壳体(231)、设置在所述下层芯片壳体(231)靠近外边缘一侧的下层芯片卡扣接口(232)和设置在所述下层芯片壳体(231)中部的芯片烟雾入口(233)；所述下层芯片壳体(231)为圆形，所述下层芯片卡扣接口(232)和所述芯片烟雾入口(233)的数量均为至少两个且均沿圆心对称排列，所述下层芯片卡扣接口(232)的数量与所述上层芯片卡扣接头(242)的数量相同，所述下层芯片卡扣接口(232)为方形通孔，所述芯片烟雾入口(233)为扇环形通孔。5.根据权利要求1所述的一种高效过滤烟嘴，其特征在于：所述上层半微流体芯片(24)包括上层芯片壳体(241)、连接在所述上层芯片壳体(241)外边缘向外突出的上层芯片卡扣接头(242)、设置在所述上层芯片壳体(241)外边缘的芯片烟雾出口(243)和设置在所述上层半微流体芯片(24)下表面与所述芯片烟雾出口(243)连接并向所述上层芯片壳体(241)中心延伸的烟雾流动微槽道(244)；所述上层芯片壳体(241)为圆形结构，所述上层芯片卡扣接头(242)、所述芯片烟雾出口(243)和所述烟雾流动微槽道(244)的数量均为至少两个且均沿圆心对称排列，所述上层芯片卡扣接头(242)、所述芯片烟雾出口(243)间隔设置，所述上层芯片卡扣接头(242)为方
形结构，所述芯片烟雾出口(243)为沿所述上层芯片壳体(241)边沿向内延伸的缺口，所述烟雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：江雷，江天恒，董智超，于存龙，
申请(专利权)人：北京仿生界面科学未来技术研究院，
类型：发明
国别省市：