本发明涉及水杯技术领域，特别涉及一种可自动清洗磁力搅拌杯。
背景技术：
现有的水杯种类繁多，各具特色，按材质分为：陶瓷杯、玻璃杯、塑料杯、不锈钢杯等；按照结构可分为：单层水杯、双层水杯等，双层水杯具有较好的保温功能；但是这些传统水杯不具有降温功能。现有技术中搅拌杯进行搅拌的时候搅拌器件设于杯体顶部，或者设于杯体底部；一方面设于杯体顶部时，搅拌装置可以取下来，易损坏，当搅拌装置设于杯体底部时，杯底要进行开孔，容易损害杯子的完整性，会造成漏水，不易清洗的问题出现；另一方面由于搅拌需要驱动装置，一般采用电机驱动，要求驱动装置尽可能小，同时尽可能的减少能量损耗，提高能量利用效率
技术实现要素：
本发明的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提供一种可自动清洗磁力搅拌杯，利用水的温差自发电，带动电机旋转，电机带动磁铁旋转，实现磁吸附搅拌功能，有效利用磁力，同时不破坏杯子的完整性。基于该目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可自动清洗磁力搅拌杯，包括杯身，内胆，所述内胆的上部和杯身相连，内胆的底部和杯身的底部之间形成一个容置空腔；所述容置空腔内设有发电片，发电片一面连接设在内胆的底部外表面，另一面连接在金属杯底盖的上表面；杯底连接在杯底盖的下部，杯底和杯底盖形成一个导热介质容置室，导热介质装在此导热介质容置室内；电机设在杯底盖内，并和杯底盖内的导热介质隔离开；电机的转子的顶部和杯底盖的上部设有间隙，所述转子上开设有两个圆柱形的磁铁容置空间，磁铁放置在磁铁容置空间内，内胆底部内表面对应的位置也设有磁块，电机带动磁铁旋转，磁块同时旋转，产生磁力对水进行搅拌。杯子盛放热水后，发电片两面接触的部件之间存在温差，从而与其接触的发电片两面产生温差，发电片利用温差发电，驱动电机运转，电机带动磁铁旋转，产生磁力，从而达到磁力搅拌的目的。杯子盛放热水后，发电片两面接触的部件之间存在温差，从而与其接触的发电片两面产生温差，发电片利用温差发电，驱动电机运转，电机带动磁铁旋转，产生磁力，从而达到磁力搅拌的目的。电机被放置在一个密闭的腔体内，而电机高速旋转时会行成风，电机轴上面装磁铁部分距离顶部金属容器只有1mm左右间隙，会形成风阻，极大的降低电机的转速，所以需要对装磁铁的转子做特殊的结构，整体为圆柱形，磁铁放置在磁铁容置空间里面，减小了风阻。
进一步地，所述磁铁的和磁块之间的距离小于等于10mm，大于等于3mm。上下磁铁距离短，两者吸附牢固，但是摩擦力较大，无法利用温差较小时候的电能，上下磁铁距离大，两者吸附力相对较小，在电机高速运转时，上面磁铁瞬间无法克服水体阻力，会被弹开。所以磁铁之间的距离使两者之间产生的吸附力能克服高速时候的水体阻力，和倾斜时候的离心力。
进一步地，所述杯底盖由非磁金属材料制成，所述杯底盖的中心设有和其同轴的圆筒，电机放置在圆筒内。非磁金属材料制成的杯底盖避免对磁铁的磁性造成影响。
进一步地，所述杯底盖由铝合金铸造制成。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。
进一步地，所述电机和发电片直接联接，所述电机为低压直联电机。任何电路都存在损耗，对于产生的电能都是一种浪费，最恰当的做法是直接采用低压电机，直接连接发电片，其所带来的好处有两点，其一是能量利用的最大化，电机的驱动电压范围很大，与发电片随着温度变化波动的电压相匹配。其二是当杯子内部散热水热了之后，在用室温水进行冲洗的时候，可以实现带动杯子内部磁棒进行反冲洗。
进一步地，所述发电片为半导体发电片。温差发电是一种新型的发电方式，利用塞贝尔效应将热能直接转换为电能。以半导体温差发电模块制造的半导体发电机,只要有温差存在即能发电，工作时无噪音、无污染，使用寿命超过十年，免维护。
进一步地，所述杯底盖的外周设有最少一个密封槽，所述密封槽内设有密封圈。杯底盖和杯底之间存在一定间隙，方便安装，采用密封条的密封方式，密封圈卡合在密封槽内，使导热介质容置室形成一个密闭腔室，防止液体导热介质漏出。
进一步地，所述杯底盖内设有若干个竖直设置的金属散热片。杯底内盛放有导热介质，为使杯体内的热量尽快散发出去，其内设置多个散热片，加快导热速度。
进一步地,所述杯底盖的上端设有卡槽，发电片卡在卡槽内。方便发电片的组装和定位。
相比较现有技术，本发明有以下有益效果：(1)发电片利用热水的温差进行发电带动电机旋转；电机轴上连接有磁铁，磁铁在电机的带动下旋转，产生磁力，搅动杯中的水，从而达到搅拌散热的目的；利用磁力进行搅拌，不破坏内胆的完整性，便于清洗；
(2)电机被放置在一个密闭的腔体内，而电机高速旋转时会行成风，电机轴上面装磁铁部分距离顶部金属容器只有1mm左右间隙，会形成风阻，极大的降低电机的转速，所以需要对装磁铁的转子做特殊的结构，整体为圆柱形，磁铁放置在磁铁容置空间里面，减小了风阻，提高了效率；
(3)电机和发电片直接联接，对于半导体产生的电能不需要接任何升压或者稳压的电路，任何电路都存在损耗，对于产生的电能都是一种浪费，采用低压电机，直接连接发电片，实现能量利用的最大化，电机的驱动电压范围很大，与发电片随着温度变化波动的电压相匹配；
(4)当杯子内部散热水或者其他液体饮料冷散热冷却后，在用冷水进行冲洗的时候，可以实现带动杯子内部磁棒进行反向运动，实现杯子的冲洗。
附图说明
图1是本发明可自动清洗磁力搅拌杯示意图；
图2是本发明电机转子结构示意图；
图3是本发明第一实施例可自动清洗磁力搅拌杯结构示意图；
图4是本发明第二实施例可自动清洗磁力搅拌杯结构示意图；
图中，1-杯身，2-内胆，3-发电片，4-杯底盖，41-圆筒，42-密封槽，43-密封圈，44-金属散热片，45-卡槽，5-杯底，51-套筒，6-电机，61-转子，62-磁铁容置空间，7-磁铁，9-磁块。
具体实施方式
下面结合实施例以及附图对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1所示，一种可自动清洗磁力搅拌杯，包括杯身1，内胆2，内胆2的上部和杯身1相连，内胆2的底部和杯身1的底部之间形成一个容置空腔；容置空腔内设有发电片3，发电片3一面连接设在内胆2的底部外表面，另一面连接在金属杯底盖4的上表面；杯底5连接在杯底盖4的下部，杯底5和杯底盖4形成一个导热介质容置室，导热介质装在此导热介质容置室内；电机6安装在杯底盖4内，并和杯底盖4内的导热介质隔离开，以免导热介质泄漏影响电机运转；发电片3和电机6连接，电机6的转子61的顶部和杯底盖4的上部设有间隙，转子61上开设有两个圆柱形的磁铁容置空间62，磁铁7放置在磁铁容置空间62内，内胆2底部内表面对应的位置也设有磁块9，电机带动磁铁7旋转，磁块9同时旋转，产生磁力对水进行搅拌。
杯底盖4由非磁金属材料制成，杯底盖4的中心设有和其同轴的圆筒41，电机6放置在圆筒41内，圆筒41和杯底盖一体化成型，结构简单，制造方便。杯底5与圆筒41对应的位置也设有和杯底5一体化的套筒51，该套筒51的外径小于圆筒41的内径，其高度大概为杯底高度的1/3～1/2；套筒51和圆筒41配合，防止液体的导热介质由杯底盖4和杯底5的配合处进入电机容置空间，影响电机运转及使用寿命。
本发明实施例中，杯子的内胆2为完整不开孔的内胆，其底部直接连接半导体发电片3的吸热端，保证热端跟热水的完整有效的接触，尽可能保证热量的全部吸收。半导体发电片3底部连接一个铝合金的圆柱形杯底盖4(该底盖不能为铁钴镍等对磁性有影响的金属材质)，底盖4内部的圆筒41中间放置电机，电子转子61上开设有两个圆柱形的磁铁容置空间62。下面杯底5盖封上后，可以隔绝电机6，并且在电机周圈容器空间内注满液体导热介质。以水为例(水的比热容较大)，在25℃室温下，需达到20ml的水，方可保证电机有效运转1分钟以上。
电机高速旋转时会行成风，电机轴上面装磁铁部分距离顶部金属容器只有1mm左右间隙，会形成风阻，极大的降低电机的转速。如图2所示，需要对装磁铁的转子做特殊的结构，整体为圆柱形。转子上也设有两个圆柱形的磁铁容置空间62，磁铁7正好放置在其内，减小风阻。
电机轴上面两个磁铁跟杯子内部磁铁的距离，我们需要满足上面水温在80-100℃，底部液体温度0-25℃这样的范围内，保证能量最大的利用率，上下磁铁距离短，两者吸附牢固，但是摩擦力较大，无法利用温差较小时候的电能，上下磁铁距离大，两者吸附力相对较小，但是电机高速运转时，上面磁铁瞬间无法克服水体阻力，会被弹开。两块磁铁之间的吸附力还需克服离心力，和高速旋转的时候的水体阻力。两块磁铁之间的排斥力的计算公式如下：
式中，a-修正系数，通常取a＝3～5，间隙大时取大值，间隙小时取小值。lg-两块磁铁之间的间隙值；bg-永磁体的磁化强度，ag-永磁体的磁极面积。
磁铁7的和磁块9之间的距离小于等于10mm，大于等于5mm。
例如，当磁铁7为直径8mm*5mm厚度时，上面磁块9为直径3mm*15mm长度时，磁铁7和磁块9之间的距离为8.5mm左右。
电机6和发电片3直接连接，电机6为低压直联电机。因为任何电路都存在损耗，对于产生的电能都是一种浪费，对于半导体产生的电能不需要接任何升压或者稳压的电路，最恰当的做法是直接采用低压电机，直接连接发电片，其所带来的好处有两点，其一是能量利用的最大化，电机的驱动电压范围很大，与发电片随着温度变化波动的电压相匹配，其二是当杯子内部散热水热了之后，在用冷水进行冲洗的时候，可以实现带动杯子内部磁棒进行反冲洗。
为便于装配，杯底盖4和杯底5之间是公差间隙配合，杯底盖4和杯底5形成导热介质容置室，里面盛放有液体导热介质；为防止液体导热介质漏出，在杯底盖4的外周设有最少一个密封槽41，密封槽41内设有密封圈42，密封圈42和杯底5之间过盈配合。
杯底盖4内设有若干个竖直设置的金属散热片43。
发电片组装在杯底盖4的上表面，为便于装配和定位杯底盖4的上表面设有卡槽45，发电片3卡在卡槽45内。
杯底盖4内设有若干个竖直设置的金属散热片43，所述金属散热片43和杯底盖4的内侧面之间最好与预留间隙。
发电片3组装在内胆2和杯底盖4之间，为组装方便，杯底盖4的上端设有卡槽45，发电片3卡在卡槽45内。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是，本实施例中，电机6穿过发电片3设置。具体结构如下：
一种可自动清洗磁力搅拌杯，包括杯身1，内胆2，内胆2的上部和杯身1相连，内胆2的底部和杯身1的底部之间形成一个容置空腔；所述容置空腔内设有发电片3，发电片3一面连接设在内胆2的底部外表面，另一面连接在金属杯底盖4的上表面；杯底5连接在杯底盖4的下部，杯底5和杯底盖4形成一个导热介质容置室，导热介质装在此导热介质容置室内；电机6设在杯底盖4内，并和杯底盖4内的导热介质隔离开；电机6穿过发电片3和发电片3直接连接，电机6的转子61的顶部和杯底盖4的上部设有间隙，转子61上开设有两个圆柱形的磁铁容置空间62，磁铁7放置在磁铁容置空间62内，内胆2底部内表面对应的位置也设有磁块9，电机带动磁铁7旋转，磁块9同时旋转，产生磁力对水进行搅拌。
本实施例中，磁铁7的和磁块9之间的距离小于等于10mm，大于等于3mm。
本发明的工作原理是：使用时，杯中倒入热水，内胆的外表面温度高于杯底盖的外表面的温度，两者之间形成温差，因此半导体发电片与两者接触的表面有个温差，发电片利用温差发电，带动电机旋转，电机带动磁铁旋转，产生磁力，从而搅拌杯中的水，使水温降低。
清洗时，杯中倒入冷水，内胆的外表面的温度低于下部杯底盖中的液体导热介质的温度，也形成一个温差，发电片利用温差发电，电机反方向运转，从而达到清洗的目的。
本发明的可自动清洗磁力搅拌杯即使人员在行走或者放置在运动的列车上时，也不影响其工作，由于动量矩守衡，其的大小决定于物体的转动惯量，旋转的角速度。上面的磁棒在跟随下面电机一起高速旋转时，倾斜杯体，它的动量矩方向是竖直方向的，因为它在转动方向上不受力矩，所以动量矩守衡。因为在其旋转的时候，磁铁能克服高速时候的水体阻力和克服倾斜时候的离心力。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。