СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВЕЙПИНГА ОТ КОРРОЗИИ
METHODS FOR PROTECTING THE SURFACE OF A PART OF AN ELECTRONIC VAPING APPARATUS FROM CORROSION

Иллюстративные варианты осуществления относятся в целом к коррозионно-стойкому резервуару для электронного устройства для парения и к способу изготовления коррозионно-стойкого резервуара для электронного устройства для парения.
Электронные устройства для вейпинга используют для испарения готового состава для испарения с образованием пара с тем, чтобы пользователь электронного устройства для парения мог втягивать пар через одно или более выпускных отверстий электронного устройства для парения. Эти электронные устройства для вейпинга могут называться электронными устройствами для парения. Электронное устройство для парения может, как правило, содержать несколько электронных элементов для парения, таких как секция блока питания и картридж. Секция блока питания содержит источник питания, такой как батарея, а картридж содержит нагреватель вместе с резервуаром, выполненным с возможностью удерживания готового состава для испарения, при этом картридж содержит канал, такой как трубка, который перемещает пар в рот пользователя электронного устройства для парения. Нагреватель в картридже находится в контакте с готовым составом для испарения через фитиль и выполнен для нагрева готового состава для испарения для генерирования пара. Нагреватель может быть переплетен с фитилем. Готовый состав для испарения, как правило, содержит некоторое количество никотина и необязательно других ингредиентов, таких как кислоты, пропиленгликоль, глицерин или ароматизаторы. Например, готовый состав для испарения может содержать по меньшей мере один из жидкого, твердого или гелеобразного состава, в том числе, но без ограничения: воду, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы, вещества для образования пара, такие как по меньшей мере глицерин и пропиленгликоль, и их комбинации.
В электронных устройствах для парения готовый состав для парообразования, содержащийся в резервуаре, может взаимодействовать с металлическими частями электронного устройства для парения, что может привести к коррозии металлических частей, что может приводить к уменьшению стабильности готового состава для парообразования.
2+
2+
3+
В некоторых случаях ингредиенты готового состава для испарения могут вступать в реакцию с твердыми металлическими частями или ионами металлов картриджа. Например, либо во время работы электронного устройства для парения, когда фитиль электронного устройства для парения недостаточно обеспечен готовым составом для испарения перед эксплуатацией устройства совершеннолетним вейпером, когда картридж пуст, либо когда катушка нагревателя перегревается во время работы электронного устройства для парения, ингредиенты готового состава для испарения могут вступать в реакцию с одним или более металлами из твердых частей электронного устройства для парения, таких как медь, латунь, сталь, такая как нержавеющая сталь или железо, в присутствии кислорода и вызывать коррозию металлических частей электронного устройства для парения. В частности, ионы металлов, такие как, например, ионы меди Cu или ионы железа Fe или Fe, могут растворяться в готовом составе для испарения в результате реакции коррозии и могут вступать в реакцию с ингредиентами готового состава для испарения, тем самым уменьшая стабильность готового состава для испарения. Кроме того, металлические части электронного устройства для парения могут подвергаться структурному повреждению вследствие растворения их ионов металлов, и это может привести к утечке готового состава для испарения из электронного устройства для парения через некоторый период времени.
Что касается фактического процесса коррозии металлических частей электронного устройства для парения, то окисление одного или более металлов, образующих части электронного устройства для парения, такого как картридж или резервуар, происходит при появлении градиента кислорода между поверхностью металлических частей электронного устройства для парения и готовым составом для парообразования, что приводит, таким образом, к образованию локализованных систем анод/катод. Локализованные системы анод/катод создают цикл окисления/реакции, в котором один или более металлов окисляются с образованием катионов металлов, которые растворяются в готовом составе для парообразования и могут вступать в реакцию с ингредиентами готового состава для парообразования со снижением его стабильности.
По меньшей мере один иллюстративный вариант осуществления относится к нанесению покрытия на металлическую часть электронного устройства для парения, причем покрытие выполнено для уменьшения или по существу предотвращения коррозии или окисления одного или более металлов металлической части посредством реакции с готовым составом для парообразования.
Некоторые иллюстративные варианты осуществления относятся к способу защиты поверхности части электронного устройства для парения от коррозии, при этом способ включает составление смеси для покрытия, выполненной для защиты поверхности от коррозии, и покрытие поверхности защитным покрытием на основе смеси для покрытия. Покрытие может быть осуществлено посредством одного из электроосаждения, погружения, распыления и осаждения из паровой фазы, и при этом смесь для покрытия может содержать по меньшей мере одно из силана и смолы.
Некоторые иллюстративные варианты осуществления относятся к способам осаждения защитного покрытия на внутренних поверхностях металлических частей электронного устройства для парения, такие как внутренние поверхности нагревателя или внутренние стенки резервуара или картриджа, с целью защиты металлических частей от повреждения вследствие коррозии, вызванной реакцией между ингредиентами готового состава для парообразования и металлами металлических частей. Осаждение защитного покрытия может осуществляться, например, посредством электроосаждения или электрораспыления. Защитное покрытие может также содержать гидрофобные полимерные композиты на основе оксида графена, например, на меди или медных сплавах.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления поверхности металлических частей электронного устройства для парения, которые, как правило, находятся в контакте с готовым составом для испарения, могут быть обработаны, чтобы быть по существу защищенными от коррозии. Например, во время процесса изготовления металлической части электронного устройства для парения покрытие может быть осаждено на поверхности металлической части посредством электроосаждения, химического осаждения или погружения. Покрытие может быть образовано из смеси силанов и смол, например, модифицированного сложными эфирами эпоксидных смол бис-[триэтоксисилил]этана на стали, или содержать ее. В иллюстративных вариантах осуществления гидрофобные полимерные композиты на основе оксида графена могут быть осаждены в виде покрытия на металлической части, например, медной части электронного устройства для парения, с целью уменьшения или по существу предотвращения окисления, коррозии или окисления и коррозии медной части.
В иллюстративных вариантах осуществления покрытие или покрытия, осажденные на металлических частях электронного устройства для парения, могут быть по существу непористыми и могут препятствовать или по существу предотвращать контакт между поверхностью металлической части и готовым составом для испарения. Например, покрытие на основе силана или оксида графена в сочетании с полимерными связующими может выдерживать типовую рабочую температуру электронного устройства для парения без ухудшения характеристик. Например, осажденное покрытие может быть гидрофобным для дополнительного уменьшения или по существу предотвращения смачивания и, следовательно, окисления или коррозии металлических частей электронного устройства для парения.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления металлические детали или части электронного устройства для парения, которые, как правило, находятся в контакте с готовым составом для испарения, могут быть отдельно обработаны, например, могут быть электролитически покрыты защитным покрытием перед их сборкой в виде электронного устройства для парения. Например, металлические поверхности могут быть электролитически покрыты тонким непористым органическим покрытием, которое является конформным и которое выполнено для выдерживания рабочих температур нагревателя в электронном устройстве для парения. Альтернативно различные металлические части могут содержать электролитическое покрытие или иным образом содержать покрытие, осажденное на них, после сборки по меньшей мере части электронного устройства для парения.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления электрораспыление также может быть использовано для осаждения покрытия на металлических частях электронного устройства для парения. Например, тонкие или ультратонкие париленовые покрытия могут быть осаждены на поверхности металлических частей электронного устройства для парения, которые, как правило, находятся в контакте с готовым составом для испарения. Например, ультратонкое париленовое покрытие может быть нанесено в вакууме с применением либо способа распыления, либо способа, в котором используется барабан, для увеличения температуростойкости покрытия, а также для уменьшения взаимодействия с по меньшей мере одним из химических веществ, таких как ингредиенты готового состава для испарения, и УФ-излучением.
Иллюстративные варианты осуществления относятся к электронному устройству для парения, имеющему улучшенную коррозионную стойкость своих металлических деталей, увеличенный срок хранения и уменьшенную или по существу предотвращенную растворимость металла или каталитическую реакцию на одной или более поверхностях металлических частей электронного устройства для парения.
Вышеуказанные и другие признаки и преимущества иллюстративных вариантов осуществления станут более понятны из подробного описания иллюстративных вариантов осуществления, приведенных со ссылками на сопроводительные графические материалы. Сопроводительные графические материалы предназначены для иллюстрации иллюстративных вариантов осуществления и не должны рассматриваться как ограничивающие предполагаемый объем формулы изобретения. Сопроводительные графические материалы не должны рассматриваться как изображенные в масштабе, если это не указано явным образом.
На фиг. 1 показан вид сбоку электронного устройства для парения согласно одному иллюстративному варианту осуществления;
на фиг. 2 показан вид в продольном разрезе электронного устройства для парения согласно иллюстративному варианту осуществления;
на фиг. 3 показан вид в продольном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления электронного устройства для парения;
на фиг. 4 показан вид в продольном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления электронного устройства для парения; и
на фиг. 5A-5D показаны блок-схемы, иллюстрирующие способ осаждения защитного покрытия на внутренних поверхностях металлических частей электронного устройства для парения согласно по меньшей мере одному иллюстративному варианту осуществления.
В данном документе раскрыты некоторые подробные иллюстративные варианты осуществления. Тем не менее, конкретные конструктивные и функциональные подробности, раскрытые в данном документе, представлены исключительно в целях описания иллюстративных вариантов осуществления. Однако иллюстративные варианты осуществления могут быть осуществлены во многих альтернативных формах и не должны рассматриваться в качестве ограниченных лишь вариантами осуществления, изложенными в данном документе.
Соответственно, хотя иллюстративные варианты осуществления могут иметь различные модификации и альтернативные формы, в данном документе будут подробно описаны варианты осуществления, показанные в качестве примеров на графических материалах. Однако следует понимать, что не существует намерения ограничить иллюстративные варианты осуществления конкретными раскрытыми формами, а наоборот, иллюстративные варианты осуществления должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы в рамках объема иллюстративных вариантов осуществления. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию фигур.
Следует понимать, что если элемент или слой обозначен как «расположенный на», «соединенный с», «присоединенный к» или «покрывающий» другой элемент или слой, он может быть непосредственно расположен на, соединен с, присоединен к или покрывать другой элемент или слой, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. И наоборот, если элемент обозначен как «непосредственно расположенный на», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно присоединенный к» другому элементу или слою, то промежуточные элементы или слои отсутствуют. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию.
Следует понимать, что, хотя термины «первый», «второй», «третий» и т. д. могут быть использованы в данном документе для описания различных элементов, областей, слоев или секций, эти элементы, области, слои или секции не должны ограничиваться данными терминами. Эти термины используются лишь для того, чтобы отличить один элемент, область, слой или секцию от другого элемента, области, слоя или секции. Следовательно, первый элемент, область, слой или секция, описанные ниже, могут именоваться вторым элементом, областью, слоем или секцией без отступления от идей иллюстративных вариантов осуществления.
Термины относительного пространственного расположения (например, «ниже», «под», «нижний», «над», «верхний» и т. п.) могут быть использованы в данном документе с целью упрощения описания для раскрытия связи одного элемента или признака с другим элементом или признаком, как проиллюстрировано на фигурах. Следует понимать, что термины относительного пространственного расположения предназначены для охвата различных ориентаций устройства во время использования или работы в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» другими элементами или признаками или «ниже» них, окажутся расположенными «над» другими элементами или признаками. Следовательно, термин «под» может охватывать расположение как выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или расположено в других ориентациях), и определения относительного пространственного расположения, используемые в данном документе, будут интерпретироваться соответствующим образом.
Терминология, используемая в данном документе, предназначена лишь для описания различных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения иллюстративных вариантов осуществления. В контексте данного документа формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Следует также понимать, что термины «включает», «включающий», «содержит» и «содержащий» при использовании в настоящем описании указывают на наличие установленных признаков, целых чисел, этапов, операций или элементов, но не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или их групп.
Иллюстративные варианты осуществления описаны в данном документе со ссылками на изображения в разрезе, которые являются схематичными изображениями идеализированных вариантов осуществления (и промежуточных структур) иллюстративных вариантов осуществления. Таким образом, следует ожидать изменений формы изображений в зависимости, например, от технологий изготовления или допусков. Следовательно, иллюстративные варианты осуществления не должны истолковываться как ограниченные формами областей, проиллюстрированных в данном документе, а должны включать отклонения в формах, которые обусловлены, например, процессом изготовления. Следовательно, области, проиллюстрированные на фигурах, являются по своей сути схематичными, и их формы не предназначены для иллюстрации фактической формы области устройства, а также не предназначены для ограничения объема иллюстративных вариантов осуществления.
Если не определено иное, то все термины (в том числе технические и научные термины), используемые в данном документе, имеют те же самые значения, в которых их обычно понимают специалисты в области техники, к которой относятся иллюстративные варианты осуществления. Следует также понимать, что термины, в том числе те, которые определены в общеупотребительных словарях, должны интерпретироваться как имеющие значение, соответствующее их значению в контексте соответствующей области техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это явно не определено в данном документе.
Когда термины «приблизительно» или «по существу» используются в данном описании в сочетании с числовым значением, подразумевается, что соответствующее числовое значение включает в себя допустимую погрешность, составляющую ±10 процентов от указанного числового значения. Кроме того, при ссылке на процентные доли в настоящем описании подразумевается, что эти процентные доли основаны на весе, т. е. представляют собой проценты по весу. Выражение «не более» включает числовые значения от нуля до выраженного верхнего предела и все значения между ними. При указании диапазонов этот диапазон включает все значения в своих пределах, такие как приращения с шагом 0,1 процента.
В контексте данного документа термин «вещество для образования пара» описывает любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию пара и являются по существу стойкими к термической деградации при рабочей температуре электронного устройства для парения. Подходящие вещества для образования пара состоят из различных композиций на основе многоатомных спиртов, таких как по меньшей мере один из пропиленгликоля и глицерола или глицерина. По меньшей мере в одном варианте осуществления вещество для образования пара представляет собой пропиленгликоль.
На фиг. 1 показан вид сбоку электронного устройства 60 для парения согласно одному иллюстративному варианту осуществления. Согласно фиг. 1 электронное устройство 60 для парения содержит первую секцию или картридж 70 и вторую секцию 72 или секцию 72 блока питания, которые соединены друг с другом с помощью резьбового соединителя 74 или с помощью другой соединительной структуры, например, по меньшей мере одного из плотной посадки, замкового соединения, фиксатора, зажима, защелки или т. п. По меньшей мере в одном иллюстративном варианте осуществления первая секция или картридж 70 может представлять собой заменяемый картридж, и вторая секция 72 может представлять собой многоразовую секцию. Альтернативно первая секция или картридж 70 и вторая секция 72 могут быть выполнены как единое целое в виде одной детали. По меньшей мере в одном варианте осуществления вторая секция 72 содержит светодиод на своем дальнем конце 28. В иллюстративных вариантах осуществления первая секция может представлять собой или содержать емкость 70, выполненную для удержания готового состава для испарения и подлежащую повторной заправке вручную.
На фиг. 2 показан вид в разрезе иллюстративного варианта осуществления электронного устройства для парения. Как показано на фиг. 2, первая секция или картридж 70 могут вмещать вставку 20 на мундштучном конце, капиллярную трубку 18 и резервуар 14.
В иллюстративных вариантах осуществления резервуар 14 может содержать обертку из марли вокруг внутренней трубки (не показано). Например, резервуар 14 может быть образован из внешней обертки из марли, окружающей внутреннюю обертку из марли, или содержать ее. По меньшей мере в одном иллюстративном варианте осуществления резервуар 14 может быть образован из алюмооксидной керамики в форме рыхлых частиц, рыхлых волокон или тканых или нетканых волокон, или содержать ее. Альтернативно резервуар 14 может быть образован из целлюлозного материала, такого как хлопчатобумажный или сетчатый материал, или полимерного материала, такого как полиэтилентерефталат, в форме пучка рыхлых волокон, или содержать их. Более конкретное описание резервуара 14 приведено ниже.
Вторая секция 72 может содержать блок 12 питания, схему 11 управления, выполненную для управления блоком 12 питания, и датчик 16 затяжек. Датчик 16 затяжек выполнен для обнаружения затяжки, осуществляемой пользователем электронного устройства для парения на электронном устройстве 60 для парения, что запускает работу блока 12 питания посредством схемы 11 управления для нагрева готового состава для испарения, содержащегося в резервуаре 14, и тем самым образования пара. Резьбовая часть 74 второй секции 72 может быть соединена с устройством для зарядки батареи, если она не соединена с первой секцией или картриджем 70, для зарядки батареи или секции 12 блока питания.
В иллюстративных вариантах осуществления капиллярная трубка 18 образована из проводящего материала или содержит его, и, таким образом, она может действовать как свой собственный нагреватель благодаря протеканию тока через трубку 18. Капиллярная трубка 18 может представлять собой любой электрически проводящий материал, который выполнен с возможностью нагрева, например, резистивного нагрева, с сохранением при этом необходимой структурной целостности при рабочих температурах, переносимых капиллярной трубкой 18, и который не вступает в реакцию с готовым составом для испарения. Подходящие материалы для образования капиллярной трубки 18 представляют собой одно или более из нержавеющей стали, меди, медных сплавов, пористых керамических материалов, покрытых пленочным резистивным материалом, никель-хромовых сплавов и их комбинации. Например, капиллярная трубка 18 представляет собой капиллярную трубку 18 из нержавеющей стали и действует в качестве нагревателя с использованием электрических выводов 26, прикрепленных к ней для пропускания постоянного или переменного тока по длине капиллярной трубки 18. Таким образом, капиллярная трубка 18 из нержавеющей стали нагревается, например, за счет резистивного нагрева. Альтернативно капиллярная трубка 18 может быть неметаллической трубкой, такой как, например, стеклянная трубка. В таком варианте осуществления капиллярная трубка 18 также содержит проводящий материал, такой как, например, провод из нержавеющей стали, нихрома или платины, расположенный вдоль стеклянной трубки и способный, например, к резистивному нагреву. Когда проводящий материал, расположенный вдоль стеклянной трубки, нагревается, готовый состав для испарения, присутствующий в капиллярной трубке 18, нагревается до температуры, достаточной для по меньшей мере частичного испарения готового состава для испарения в капиллярной трубке 18.
По меньшей мере в одном варианте осуществления электрические выводы 26 связаны с металлической частью капиллярной трубки 18. По меньшей мере в одном варианте осуществления один электрический вывод 26 соединен с расположенной раньше по ходу потока первой частью 101 капиллярной трубки 18, и второй электрический вывод 26 соединен с расположенной дальше по ходу потока концевой частью 102 капиллярной трубки 18.
Во время эксплуатации, когда пользователь электронного устройства для парения осуществляет затяжку на электронном устройстве для парения, датчик 16 затяжек обнаруживает градиент давления, вызванный осуществлением затяжки пользователем электронного устройства для парения, и схема 11 управления управляет нагревом готового состава для испарения, расположенного в резервуаре 14, путем подачи питания на капиллярную трубку 18. После того, как капиллярная трубка 18 нагреется, готовый состав для испарения, содержащийся в нагретой части капиллярной трубки 18, испаряется и выходит из выпускного отверстия 63, где готовый состав для испарения расширяется и смешивается с воздухом, а также образует пар в смесительной камере 240.
Как показано на фиг. 2, резервуар 14 содержит клапан 40, выполненный для удерживания готового состава для испарения внутри резервуара 14 и открывания, когда резервуар 14 сдавлен и к нему приложено давление, причем давление создается, когда пользователь электронного устройства для парения осуществляет затяжку на электронном устройстве для парения на вставке 20 на мундштучном конце, в результате чего резервуар 14 вызывает прохождение готового состава для испарения через выпускное отверстие 62 резервуара 14 к капиллярной трубке 18. По меньшей мере в одном варианте осуществления клапан 40 открывается после достижения критического минимального давления, чтобы исключить непреднамеренную выдачу готового состава для испарения из резервуара 14. По меньшей мере в одном варианте осуществления давление, необходимое для срабатывания переключателя 44, чувствительного к давлению, является достаточно высоким, что позволяет избежать случайного нагрева вследствие непреднамеренного нажатия переключателя 44, чувствительного к давлению, вызванного внешними факторами, такими как физическое движение или столкновение с внешними предметами.
Блок 12 питания в иллюстративных вариантах осуществления может содержать батарею, расположенную во второй секции 72 электронного устройства 60 для парения. Блок 12 питания выполнен для подведения напряжения для испарения готового состава для испарения, содержащегося в резервуаре 14.
По меньшей мере в одном варианте осуществления электрическое соединение между капиллярной трубкой 18 и электрическими выводами 26 является по существу проводящим и температуростойким, в то время как капиллярная трубка 18 является по существу резистивной, так что генерирование тепла происходит главным образом вдоль капиллярной трубки 18, а не на контактах.
Секция или батарея 12 блока питания могут быть перезаряжаемыми и содержать схему, обеспечивающую возможность зарядки батареи с помощью внешнего зарядного устройства. В иллюстративных вариантах осуществления схема в заряженном состоянии подает питание для осуществления заданного количества затяжек через выпускные отверстия электронного устройства для парения, после чего схема может снова нуждаться в повторном подключении к внешнему зарядному устройству.
По меньшей мере в одном варианте осуществления электронное устройство 60 для парения может содержать схему 11 управления, которая может быть, например, расположена на печатной плате. Схема 11 управления может также содержать световой индикатор 27 активации нагревателя, выполненный для свечения при активации устройства. По меньшей мере в одном варианте осуществления световой индикатор 27 активации нагревателя содержит по меньшей мере один светодиод и находится на дальнем конце 28 электронного устройства 60 для парения, таким образом световой индикатор 27 активации нагревателя освещает крышку, которая принимает вид горящего уголька во время осуществления затяжки пользователем электронного устройства для парения на электронном устройстве для парения. Кроме того, световой индикатор 27 активации нагревателя может быть выполнен таким образом, чтобы он был виден пользователю электронного устройства для парения. Световой индикатор 27 также может быть выполнен таким образом, что пользователь электронного устройства для парения может активировать, деактивировать или активировать и деактивировать световой индикатор 27 в случае необходимости таким образом, что световой индикатор 27 не будет активирован во время парения, при необходимости.
По меньшей мере в одном варианте осуществления электронное устройство 60 для парения дополнительно содержит вставку 20 на мундштучном конце, имеющую по меньшей мере два смещенных от оси, расходящихся выпускных отверстия 21, которые равномерно распределены вокруг вставки 20 на мундштучном конце, чтобы по существу равномерно распределять пар во рту пользователя электронного устройства для парения во время эксплуатации электронного устройства для парения. По меньшей мере в одном варианте осуществления вставка 20 на мундштучном конце содержит по меньшей мере два расходящихся выпускных отверстия 21 (например, от 3 до 8 выпускных отверстий или более). По меньшей мере в одном варианте осуществления выпускные отверстия 21 вставки 20 на мундштучном конце расположены на концах смещенных от оси проходов 23 и направлены наружу под углом относительно продольного направления электронного устройства 60 для парения (например, с расхождением). В контексте данного документа термин «смещенный от оси» означает: расположенный под углом к продольному направлению электронного устройства для парения.
По меньшей мере в одном варианте осуществления электронное устройство 60 для парения имеет приблизительно такой же размер, как и продукт на основе табака. В некоторых вариантах осуществления электронное устройство 60 для парения может иметь длину, составляющую от приблизительно 80 миллиметров до приблизительно 110 миллиметров, например, длину, составляющую от приблизительно 80 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров, и диаметр, составляющий от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров.
Внешний цилиндрический корпус 22 электронного устройства 60 для парения может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов или содержать их. По меньшей мере в одном варианте осуществления внешний цилиндрический корпус 22 образован по меньшей мере частично из металла и представляет собой компонент электрической цепи, соединяющей схему 11 управления, блок 12 питания и датчик 16 затяжек.
Как показано на фиг. 2, электронное устройство 60 для парения может также содержать среднюю секцию (третью секцию) 73, которая может вмещать резервуар 14 для готового состава для испарения и капиллярную трубку 18. Средняя секция 73 может быть выполнена для соединения с резьбовым соединителем 74' на расположенном раньше по ходу потока конце первой секции или картриджа 70 и с резьбовым соединителем 74 на расположенном дальше по ходу потока конце второй секции 72. В данном иллюстративном варианте осуществления первая секция или картридж 70 вмещает вставку 20 на мундштучном конце, в то время как вторая секция 72 вмещает блок 12 питания и схему 11 управления, выполненную для управления блоком 12 питания.
На фиг. 3 показан вид в разрезе электронного устройства для парения согласно иллюстративному варианту осуществления. По меньшей мере в одном иллюстративном варианте осуществления первая секция или картридж 70 являются заменяемыми, так что исключена необходимость в очистке капиллярной трубки 18. По меньшей мере в одном варианте осуществления первая секция или картридж 70 и вторая секция 72 могут быть выполнены как единое целое без резьбовых соединений с образованием одноразового электронного устройства для парения.
Как показано на фиг. 3, в других иллюстративных вариантах осуществления клапан 40 может представлять собой двухходовой клапан, и резервуар 14 может находиться под давлением. Например, резервуар 14 может находиться под давлением посредством механизма 405 приложения давления, выполненного для приложения постоянного давления к резервуару 14. Благодаря этому облегчается испускание пара, образующегося в результате нагрева готового состава для испарения, содержащегося в резервуаре 14. При снятии давления с резервуара 14 клапан 40 закрывается, и нагретая капиллярная трубка 18 выпускает весь готовый состав для испарения, остающийся дальше по ходу потока относительно клапана 40.
На фиг. 4 показан вид в продольном разрезе другого иллюстративного варианта осуществления электронного устройства для парения. На фиг. 4 электронное устройство 60 для парения может содержать центральный проход 24 для воздуха в расположенном раньше по ходу потока уплотнении 15. Центральный проход 24 для воздуха открывается во внутреннюю трубку 65. Кроме того, электронное устройство 60 для парения содержит резервуар 14, выполненный для хранения готового состава для испарения. Резервуар 14 содержит готовый состав для испарения и необязательно среду 25 для хранения, такую как марля, выполненную для хранения в ней готового состава для испарения. В варианте осуществления резервуар 14 содержится во внешнем кольцевом пространстве между внешней трубкой 6 и внутренней трубкой 65. Кольцевое пространство уплотнено на расположенном раньше по ходу потока конце посредством уплотнения 15 и на расположенном дальше по ходу потока конце посредством стопора 10, чтобы предотвратить утечку готового состава для испарения из резервуара 14. Нагреватель 19 по меньшей мере частично окружает центральную часть фитиля 220 таким образом, что, когда нагреватель активирован, готовый состав для испарения, присутствующий на центральной части фитиля 220, испаряется для образования пара. Нагреватель 19 соединен с батареей 12 посредством двух расположенных на расстоянии друг от друга электрических выводов 26. Электронное устройство 60 для парения дополнительно содержит вставку 20 на мундштучном конце, имеющую по меньшей мере два выпускных отверстия 21. Вставка 20 на мундштучном конце находится в сообщении по текучей среде с центральным проходом 24 для воздуха посредством внутренней части внутренней трубки 65 и центрального прохода 64, который проходит через стопор 10.
Электронное устройство 60 для парения может содержать средство отклонения потока воздуха, содержащее непроницаемую заглушку 30 на расположенном дальше по ходу потока конце 82 центрального прохода 24 для воздуха в уплотнении 15. По меньшей мере в одном иллюстративном варианте осуществления центральный проход 24 для воздуха представляет собой проходящий в осевом направлении центральный проход в уплотнении 15, которое уплотняет расположенный раньше по ходу потока конец кольцевого пространства между внешней и внутренней трубками 6, 65. Радиальный канал 32 для воздуха направляет воздух из центрального прохода 20 наружу в направлении внутренней трубки 65. Во время эксплуатации, когда пользователь электронного устройства для парения осуществляет затяжку на электронном устройстве для парения, датчик 16 затяжек обнаруживает градиент давления, вызванный осуществлением затяжки пользователем электронного устройства для парения, и на основе этого схема 11 управления управляет нагревом готового состава для испарения, расположенного в резервуаре 14, путем подачи питания на нагреватель 19.
На фиг. 5A-5D показаны блок-схемы, иллюстрирующие способ осаждения защитного покрытия на внутренних поверхностях металлических частей электронного устройства для парения согласно по меньшей мере одному иллюстративному варианту осуществления. На фиг. 5A показано, что способ начинается на этапе S10, на котором составляют смесь для покрытия, выполненную для защиты поверхности от коррозии. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления составление смеси для покрытия включает составление первой смеси путем растворения первого полимера, составление второй смеси путем растворения второго полимера и составление третьей смеси путем растворения силана.
2
2
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления составление первой смеси включает растворение полимера в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 5 процентов по весу в воде, добавление уксусной кислоты для регулирования значения pH первой смеси, который должен быть меньше или равен 6, и нагрев первой смеси до температуры от приблизительно 50 градусов Цельсия до приблизительно 70 градусов Цельсия с последующим охлаждением при комнатной температуре. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление наполнителя в весовом соотношении приблизительно 10 частей полимера к 1 части наполнителя. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления наполнители могут содержать диоксид кремния в коллоидной дисперсии, такой как, например, коммерчески доступная дисперсия, которая является стабильной при низком значении pH. Концентрация дисперсии диоксида кремния может составлять от приблизительно 0,1 процента до приблизительно 30 процентов по весу раствора для обработки в пересчете на сухой вес, и, например, может составлять менее 20 процентов. Коллоидная дисперсия диоксида кремния может представлять собой дисперсию отдельных частиц диоксида кремния в диапазоне от 1 нанометра до 100 нанометров. Кроме того, наполнитель может содержать твердые частицы оксида графена, TiO, глины, ZrO и т. п. в концентрациях от 0,1 процента до 30 процентов, например, менее 20 процентов.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления полимер представляет собой или содержит хитозан. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления значение pH находится в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 5.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления наполнитель добавляют в весовом соотношении приблизительно 100 частей полимера к 1 части наполнителя.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления составление второй смеси включает растворение катионного полимера в водной дисперсии, которая содержит от приблизительно 30 процентов до приблизительно 40 процентов дисперсии в виде частиц. Дисперсия в виде частиц может содержать по меньшей мере одно из твердых частиц полимера, частиц оксида графена и частиц коллоидного диоксида кремния. Наполнитель можно добавлять в весовом соотношении от приблизительно 10 частей полимера к 1 части наполнителя или в весовом соотношении приблизительно 100 частей полимера к 1 части наполнителя.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления составление третьей смеси включает смешивание растворителя с силаном в количестве от приблизительно 5 процентов до приблизительно 20 процентов по весу силана, добавление уксусной кислоты для регулирования значения pH с целью стабилизации гидролизованного силана и смешивание третьей смеси посредством перемешивания при комнатной температуре в течение от приблизительно 10 мин до приблизительно 1 часа. Растворитель может содержать воду или альтернативно метанол. Силан может содержать по меньшей мере одно из тетраэтилортосиликата (TEOS) и 1,2-бис(триэтоксисилил)этана (BTSE).
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления составление смеси для покрытия включает объединение первой смеси и третьей смеси в соотношении приблизительно 6 к 1, объединение первой смеси и третьей смеси в соотношении приблизительно 6 к 1 без этапа добавления наполнителя, объединение второй смеси и третьей смеси в соотношении приблизительно 6 к 1 или объединение второй смеси и третьей смеси в соотношении приблизительно 6 к 1 без этапа добавления наполнителя.
В иллюстративных вариантах осуществления смесь для покрытия содержит несколько частей. Например, смесь для покрытия содержит не более пяти (5) частей. Смесь для покрытия содержит первую часть, которая содержит по меньшей мере одно из воды и метанола. Вторая часть содержит органическую кислоту для регулирования значения pH, например, уксусную кислоту. Одна или более кислот, присутствующих в готовом составе для испарения, могут иметь температуру кипения по меньшей мере приблизительно 100 градусов Цельсия. Например, одна или более кислот могут иметь температуру кипения, находящуюся в диапазоне от приблизительно 100 градусов Цельсия до приблизительно 300 градусов Цельсия, или от приблизительно 150 градусов Цельсия до приблизительно 250 градусов Цельсия (например, от приблизительно 160 градусов Цельсия до приблизительно 240 градусов Цельсия, от приблизительно 170 градусов Цельсия до приблизительно 230 градусов Цельсия, от приблизительно 180 градусов Цельсия до приблизительно 220 градусов Цельсия или от приблизительно 190 градусов Цельсия до приблизительно 210 градусов Цельсия). Согласно по меньшей мере одному иллюстративному варианту осуществления одна или более кислот, присутствующих в покрытии, могут содержать одну или более из пировиноградной кислоты, муравьиной кислоты, щавелевой кислоты, гликолевой кислоты, уксусной кислоты, изовалериановой кислоты, валериановой кислоты, пропионовой кислоты, октановой кислоты, молочной кислоты, левулиновой кислоты, сорбиновой кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты, янтарной кислоты, лимонной кислоты, бензойной кислоты, олеиновой кислоты, аконитовой кислоты, масляной кислоты, коричной кислоты, каприновой кислоты, 3,7-диметил-6-октановой кислоты, 1-глутаминовой кислоты, гептановой кислоты, капроновой кислоты, 3-капроновой кислоты, транс-2-капроновой кислоты, изомасляной кислоты, лауриновой кислоты, 2-метилбутановой кислоты, 2-метилвалериановой кислоты, миристиновой кислоты, нонановой кислоты, пальмитиновой кислоты, 4-пентеновой кислоты, фенилуксусной кислоты, 3-фенилпропионовой кислоты, хлористоводородной кислоты, фосфорной кислоты, серной кислоты и их комбинации.
В иллюстративных вариантах осуществления смесь для покрытия содержит третью часть, которая содержит органический полимер. Например, третья часть содержит линейный полисахарид, такой как хитозан, или другой органический полимер, который содержит несколько реакционноспособных сайтов, таких как гидроксильные и аминные группы, для сшивания или образования водородных связей с другими ингредиентами смеси для покрытия. Органический полимер может находиться в растворе или может иметь форму водной катионной дисперсии. Другие органические полимеры, такие как эпоксисоединения, полиуретаны, сложные полиэфиры, полиакрилаты и т. п., также могут быть использованы в качестве катионных водных дисперсий в покрытии. В иллюстративных вариантах осуществления природный полимер, такой как хитозан, модифицированный крахмал, или природная камедь, или другой биополимер являются преимущественными, поскольку они являются биологически совместимыми и нетоксичными. Концентрация полимера, выраженная в общем количестве твердых веществ в покрытии, может находиться в диапазоне от приблизительно 0,5 процента до приблизительно 40 процентов по весу раствора для покрытия.
2
2
2
2
3
2
2
3
В иллюстративных вариантах осуществления смесь для покрытия содержит четвертую часть, которая содержит наполнитель, такой как, например, диоксид кремния в коллоидной дисперсии. Например, диоксид кремния может представлять собой или содержать коммерчески доступную дисперсию диоксида кремния, которая является стабильной при низком значении pH, в концентрации от приблизительно 0,1 процента до приблизительно 30 процентов по весу раствора для покрытия в пересчете на сухой вес. Например, концентрация диоксида кремния может быть меньше или равна приблизительно 20 процентам. Четвертая часть может содержать коллоидную дисперсию диоксида кремния, которая представляет собой дисперсию отдельных частиц диоксида кремния в диапазоне от приблизительно 1 нанометра до приблизительно 100 нанометров. В иллюстративных вариантах осуществления четвертая часть может содержать твердый оксид графена, TiO, глину, ZrO, ZrO-YO, CeO, AlO и т. п., при концентрации от приблизительно 0,1 процента до приблизительно 30 процентов, и, например, при концентрации, которая меньше или равна приблизительно 20 процентам.
В иллюстративных вариантах осуществления смесь для покрытия содержит пятую часть, которая содержит водорастворимый силан. Например, в покрытии можно применять множество силанов, таких как тетраэтилортосиликат (TEOS), тетраметилортосиликат (TMOS), 3-(2-аминоэтиламино)пропилдиметоксиметилсилан (AEAPS), (3-глицидоксипропил)метилдиэтоксисилан (GPTMS), (3-аминопропил)триэтоксисилан (APTES), бис-1,2-(триэтоксисилил)этан (BTSE) и поли(метилметакрилат) (PMMA), которые, как правило, обеспечивают необходимые реакционные способности и предполагаемую совместимость с другими компонентами покрытия. Например, концентрация силана может составлять от приблизительно 0,1 процента до приблизительно 1 процента по весу покрытия.
В иллюстративных вариантах осуществления способ образования защитного покрытия на поверхности части электронного устройства для парения может включать составление нескольких смесей. Например, иллюстративные варианты осуществления способа включают составление трех (3) смесей, A, B и C.
Смесь A можно составлять путем растворения органического полимера (такого как, например, хитозан) в концентрации от приблизительно 1 процента до приблизительно 5 процентов по весу в растворителе (таком как вода или метанол). Органическую кислоту, такую как, например, уксусная кислота, можно применять для регулирования значения pH до уровня ниже приблизительно 6 и, например, в диапазоне от приблизительно 4 до 5. Способ может дополнительно включать нагрев смеси до температуры от приблизительно 50 градусов Цельсия до приблизительно 70 градусов Цельсия с целью облегчения растворения с последующим охлаждением смеси до комнатной температуры. Наполнитель может быть необязательно добавлен в весовом соотношении органического полимера (сухое вещество) к наполнителю, равном приблизительно 10 (10 частей полимера к 1 части наполнителя). Для некоторых наполнителей соотношение можно уменьшить до приблизительно 100/1 для создания вязкости, пригодной для обработки.
Смесь B можно составить путем составления водной дисперсии катионного полимера с содержанием твердых веществ от приблизительно 30 процентов до приблизительно 40 процентов. Наполнитель может быть необязательно добавлен в весовом соотношении органического полимера (сухое вещество) к наполнителю, равном приблизительно 10 (10 частей полимера к 1 части наполнителя). Для некоторых наполнителей соотношение можно уменьшить до приблизительно 100/1 для создания вязкости, пригодной для обработки.
Смесь C можно составлять путем составления раствора растворителя (воды или метанола), содержащего функциональный или нефункциональный силан, такой как, например, TEOS или BTSE. Уксусная кислота может быть добавлена для регулирования значения pH до диапазона, который способствует стабильности гидролизованного силана. Смесь может также содержать до от приблизительно 5 процентов до приблизительно 20 процентов по весу силана и смешиваться при перемешивании при комнатной температуре в течение от приблизительно 10 мин до приблизительно 1 ч.
Иллюстративные варианты осуществления способа образования защитного покрытия на поверхности части электронного устройства для парения включают одну или более обработок с применением вышеуказанных смесей для образования покрытия. Например, первая обработка может включать объединение смеси A и смеси C, описанных выше, в весовом соотношении C:A, равном приблизительно 6:1. Иллюстративная вторая обработка может включать объединение смеси A без наполнителя со смесью C в весовом соотношении A:C, равном приблизительно 6:1. Иллюстративная третья обработка может включать объединение смесей В и C в весовом соотношении В:C, равном приблизительно 6:1. Иллюстративная четвертая обработка может включать объединение смеси В без наполнителя со смесью C в весовом соотношении В:C, равном приблизительно 6:1.
В некоторых примерных вариантах осуществления способ переходит к этапу S100, где, если покрытие осуществляют посредством электроосаждения, способ на этапе S110 включает заполнение сосуда или ванны для электроосаждения смесью для покрытия, при этом сосуд для электроосаждения содержит анод и катод. На этапе S120 катод представляет собой или содержит металлическую часть электронного устройства для парения. На этапе S130 способ включает подведение напряжения для осаждения на анод и катод для осаждения пленки покрытия на поверхности части электронного устройства для парения. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления осаждение пленки покрытия включает подведение напряжения для электроосаждения между анодом и катодом, при этом напряжение составляет от приблизительно 1 вольта до приблизительно 50 вольт, в течение промежутка времени в диапазоне от нескольких секунд до 10 минут, например, от 2 до 5 минут. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления осаждение пленки покрытия включает подведение тока для электроосаждения между анодом и катодом, который составляет менее приблизительно 3 ампер или, например, от приблизительно 5 миллиампер до приблизительно 200 миллиампер. Полученная в результате толщина покрытия может составлять от менее одного микрометра до десятков микрометров.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления способ дополнительно включает извлечение на этапе S140 части электронного устройства для парения из ванны для электроосаждения, промывание части электронного устройства для парения растворителем или водой и высушивание части электронного устройства для парения. Например, высушивание можно осуществлять при температуре от приблизительно 50 градусов Цельсия до приблизительно 200 градусов Цельсия в течение периода времени от приблизительно 1 минуты до приблизительно 30 минут.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, когда покрытие осуществляют посредством погружения на этапе S200, способ включает заполнение ванны для погружения смесью для покрытия на этапе S210, погружение части электронного устройства для парения в ванну для погружения на этапе S220, извлечение части электронного устройства для парения из ванны для погружения на этапе S230 и промывку части электронного устройства для парения от какого-либо остатка, а также высушивание части электронного устройства для парения на этапе S240.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, когда покрытие осуществляют путем распыления на этапе S300, покрытие включает заполнение распылительного устройства смесью для покрытия на этапе S310, распыление на часть электронного устройства для парения смеси для покрытия на этапе S320 и промывание части электронного устройства для парения от какого-либо остатка, а также высушивание части электронного устройства для парения на этапе S330.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, когда покрытие осуществляют посредством осаждения из паровой фазы на этапе S400, покрытие включает очистку поверхности части электронного устройства для парения на этапе S410 с осаждением промежуточного адгезивного слоя на поверхность части электронного устройства для парения на этапе S420. Осаждение промежуточного адгезивного слоя включает погружение части электронного устройства для парения в раствор, содержащий от приблизительно 0,05 процента до приблизительно 5 процентов по объему раствора силана. Раствор силана содержит смесь из приблизительно 50 процентов воды и приблизительно 50 процентов изопропанола или от приблизительно 2 процентов до приблизительно 10 процентов BTSE на основе метанола. Промежуточный адгезивный слой может содержать силан, карбоновую кислоту или ангидридную группу, содержащую один или более полимеров. Способ может также включать осуществление осаждения из паровой фазы для осаждения покрытия на поверхности части электронного устройства для парения на этапе S430. Покрытие может содержать парилен, и осуществление осаждения из паровой фазы, которое может представлять собой одно из химического осаждения из паровой фазы и физического осаждения из паровой фазы, включает нагрев парилена при температуре, равной или превышающей приблизительно 600 градусов Цельсия с целью пиролиза димера парилена в мономер, и осаждение мономера парилена на металлических частях части электронного устройства для парения при комнатной температуре. Например, толщина промежуточного адгезивного слоя может составлять от приблизительно 0,1 микрометра до приблизительно 5 микрометров, а толщина парилена может составлять от приблизительно 0,05 микрометра до приблизительно 2 микрометров. Способ может также включать очистку посредством по меньшей мере одного парового обезжиривания, ультразвуковой очистки и машинной промывки части электронного устройства для парения, а также высушивание части электронного устройства для парения на этапе S440.
Таким образом, были описаны иллюстративные варианты осуществления, и очевидно, что одни и те же примеры могут варьироваться различным образом. Такие изменения не следует рассматривать как отклонение от предполагаемого объема иллюстративных вариантов осуществления, и все модификации, которые будут очевидны специалисту в данной области техники, предназначены для включения в объем следующей формулы изобретения.