一种下置式相变快速降温水杯及其制作方法与流程

本发明涉及日常饮水水杯设计生产技术领域，特别是指一种下置式相变快速降温水杯及其制作方法。

背景技术：

当前水杯市场上销售的55度降温水杯，其降温原理是通过在水杯金属内胆外面设计了一个与内胆隔离的空心夹层，夹层内放入水或相变溶液后密封，形成热传导的水温交换层，在往水杯内胆倒入开水后拧上杯盖摇动水杯，金属内胆的开水热量会沿内胆壁向外传递到夹层内的水或相变溶液中吸收，从而达到快速降低饮水温度的目的。这种降温方法是倒入开水后必须不断晃动1分钟，水温才能下降到55度，直接饮用水温偏高有烫嘴的感觉，同时水温降低后保温时间缩短，不利于长时间保温饮用。

技术实现要素：

本发明提供了一种下置式相变快速降温水杯，这种水杯在杯体下部单独安装了一个相变降温模块，模块内设置了金属降温水带和液态相变材料，模块上端两侧各设一根进出水管，使用时，把水杯倒入开水后拧上杯盖，含住出水软管吸水，在负压作用下热水就会顺着进水管流入相变降温模块，经模块内的金属降温水带向外散发出热量被相变材料吸收降温后变成低于50度的温开水流出，使饮水者无须晃动水杯降温，不用等待就可以随时饮用，满足快速饮用温开水的要求。本发明同时提供了一种下置式相变快速降温水杯的制作方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的，一种下置式相变快速降温水杯，由杯体、绝热内胆、内杯盖、外杯盖、出水软管、降温模块壳体、金属降温水带、相变材料、出水管、进水管、壳体上盖、加液口、隔热层和下水管所组成，其特征在于：所述的绝热内胆安装在杯体上部，内杯盖拧在绝热内胆瓶口内，外杯盖拧在杯体顶部；所述的出水软管安装在杯体边侧；所述的金属降温水带两端焊接出水管和进水管，折弯后放入降温模块壳体内；所述的加液口焊接在壳体上盖中间，壳体上盖扣合密封在降温模块壳体表面，降温模块壳体安装在杯体的下部；所述的相变材料注入存储在降温模块壳体内；所述的出水管和进水管伸出降温模块壳体顶部两侧；所述的出水软管和下水管分别与伸出降温模块壳体顶部的出水管和进水管相连接；上述各部分组件自上而下顺序安装在杯体内，组装成一只下置式相变快速降温水杯。

所述的杯体材料采用不锈钢、铝材，杯体尺寸在直径50—80mm，高150—200mm，壁厚0.3—1mm，优选铝材制作。

所述的绝热内胆采用双层不锈钢筒边缝焊接后抽真空制作，外部直径40—70mm，高度100-150mm，绝热内胆底部边侧焊接一根直径4mm，长6—10mm的金属下水管引水使用。

所述的内杯盖直径30--45mm，高度20--25mm，采用耐高温无毒食品级聚丙烯类塑性材料制作。

所述的外杯盖与杯体直径尺寸相配套，直径50—80mm，高50—80mm,采用无毒食品级pe、pp、pet、pc塑性材料制作。

所述的降温模块壳体采用铝材料压铸制作，外部直径尺寸与杯体内径相配套48-78mm，壁厚0.3—1.0mm，降温模块壳体高度20—100mm。

所述的壳体上盖采用厚度1-2mm的铝板激光切割成圆形盖板，尺寸与降温模块壳体直径大小相吻合，盖上打孔安装加液口并留出进出水管孔。

所述的加液口采用焊接直径4-10mm螺丝母口，从母口向降温模块壳体加满相变材料后用直径4-10mm的配套螺丝拧入螺丝母口滴胶封固。

所述的金属降温水带选用食品级不锈钢、电泳氧化铝、纯铜金属材料制作，根据具体需要弯曲成螺旋型或s型、欧型，长120-300mm，宽25—50mm，厚度1.0—3.0mm，中间缝隙高度0.5—1.5mm，板材壁厚0.1—0.5mm，从导热性和强度考虑，优选厚度0.2mm紫铜板材制作，金属降温水带两端分别焊接进出水管，管径3-4mm，长度30-50mm。

所述的相变材料要求无毒、无味、无腐蚀性，符合国家相关食品安全标准，采用固态胶囊粉末相变材料或液态相变材料、石墨烯相变材料、态金相变材料、纯净水，相变温度45—50℃，向降温模块壳体内的加入量根据具体需要在50-300ml之间选择。举例如下：比如倒入杯子绝热水胆内的100℃开水200ml，要求一次持续吸出饮用完毕，那么，根据计算，100℃开水200ml降温到45℃，相变材料要吸收掉100℃—45℃=55℃x4.12jx200ml=45320j(焦耳)的热量，设采用湖北赛默新能源科技有限公司出品的th—sl45型相变材料，储能密度240j/g,相变温度45℃，密度0.82g/ml,45320j÷240=180.5g，在降温模块壳体内装入180g的上述相变材料可以满足吸热要求。

所述的隔热层直径45-75mm，厚4-10mm，采用发泡聚胺脂塑料、二氧化硅气凝胶材料，优选使用二氧化硅气凝胶材料。

所述的进水管、出水管采用直径3-4mm，长度30-50mm紫铜管制作，焊接在金属降温水带的两端，与降温模块壳体组合后伸出降温模块壳体的顶部两侧，进水管与下水管相连接；出水管与出水软管相连接。

所述的出水软管采用直径4—8mm无毒无味食品级透明硅胶软管，长度180—250mm，软管可耐受250度高温，长期浸泡100度热水中不会变质损坏。

本发明产生的社会效益：本发明提供了一种下置式相变快速降温水杯，这种水杯在杯体下部单独安装了一个相变降温模块，模块内设置了金属降温水带和液态相变材料，模块上端两侧各设一根进出水管，使用时，把水杯倒入开水后拧上杯盖，含住出水软管吸水，在负压作用下热水就会顺着进水管流入相变降温模块，经模块内的金属降温水带向外散发出热量被相变材料吸收降温后变成低于50度的温开水流出，使饮水者无须等待就可以随时饮用，满足快速饮用温开水的要求。本发明同时提供了一种下置式相变快速降温水杯的制作方法。

参照附图可以对本发明的实施例加以详细的说明。

附图说明

图1是本发明产品的整体结构示意图

图2是本发明产品的金属降温水带外观结构示意图

图3是本发明产品的降温模块内部组合示意图

图4是本发明产品的降温性能曲线图

图5是本发明产品的使用方法示意图

图中1杯体、2绝热内胆、3内杯盖、4外杯盖、5出水软管、6降温模块壳体、7金属降温水带、8相变材料、9出水管、10进水管、11壳体上盖、12加液口、13隔热层、14下水管。

具体实施方式

从图1中知，本发明产品一种下置式相变快速降温水杯，由杯体1、绝热内胆2、内杯盖3、外杯盖4、出水软管5、降温模块壳体6、金属降温水带7、相变材料8、出水管9、进水管10、壳体上盖11、加液口12、隔热层13、下水管14所组成，其生产加工工艺方法叙述如下:

1、制作杯体1：在铝型材拉伸机上面用专用模具拉伸制作出铝筒型杯体1；

2、制作绝热内胆2：按不锈钢水杯的常规生产加工工艺生产出绝热内胆2；

3、制作内杯盖3、外杯盖4：选择出所需的塑性材料如pe、pp、pet、pc无毒食品级塑性颗粒材料，放入烘箱里100度烘干去湿24小时，取出后倒入注塑机料槽内，在注塑机上面安装注塑内杯盖3和外杯盖4的专用模具，注塑出内杯盖3、外杯盖4；

4、制作降温模块壳体6：在金属压铸机上面安装好压铸降温模块壳体6的专用模具，压铸出使用铝材的降温模块壳体6；

5、参照图2，制作壳体上盖11、加液口12：用激光切割机按标定尺寸切割出壳体上盖11，在盖上打孔点焊螺母制成加液口12；

6、参照图3图4，制作金属降温水带7：按所需尺寸裁切出制作金属降温水带7的2条紫铜条带，将两条铜带边沿对接后采用高频焊接或使用无铅焊锡沿长度方向焊死边缝，形成缝隙型水流散热通道；把出水管9、进水管10所用铜管裁切成所需尺寸分别焊接在铜带两端，制成金属降温水带7；

7、制作隔热层13：把整张的大面积隔热材料板用切刀切割成所需尺寸的圆形隔热片，完成隔热层13的制作；

8、裁切出水软管5：把整盘的长硅胶管按所需长度进行剪切，制成出水软管5；

9、参照图3组装降温模块：1、先把金属降温水带7装入降温模块壳体6里面；2、再把壳体上盖11扣合在降温模块壳体6的上面，边沿用氩弧焊焊接封固制作成完整的降温模块；3、注入相变材料8：使用注液针将液体相变材料8从加液口12注入到降温模块壳体6内，注满后用配套尺寸的螺丝拧入加液口12，外面涂抹环氧树脂胶进行封固。

10、参照图1，水杯整体组装:1、把制作成完整的降温模块两端出水管9套接出水软管5，进水管10套接下水管14；2、套接完毕后把降温模块和绝热内胆2自上而下顺序装入杯体1内并加以滴胶固定；3、出水软管5从杯体上端引出安装固定在杯盖侧面预定位置；4、拧上内杯盖3、外杯盖4，完成本发明产品一种下置式相变快速降温水杯的整体装配工作。

参照图1图2图3图5，本发明产品的使用方法和工作过程说明如下：使用本水杯快速降温功能时，打开外杯盖,4和内杯盖3，向绝热内胆2杯口内倒入开水，拧上内杯盖3，含住出水软管5吸水，此时在负压作用下热水就会顺着下水管14流入进水管10再流入相变降温模块，经模块内的金属降温水带7向外散发出热量被相变材料8吸收降温后变成低于50度的温开水流出，使饮水者无须等待就可以随时饮用，满足快速饮用温开水的要求。

参照图4，随着出水量的增加，当相变降温模块内的相变材料吸收热量接近饱和时，吸收开水潜热的降温作用明显下降，饮用水温会逐渐高于50度感到发烫，此时停止吸水，等待20-30分钟让相变材料中蓄积的热量通过相变降温模块贴合的杯体表面慢慢的释放出来能够继续储热时再继续重复上述的饮水过程。