CN103405104B - 一种钛金属的保温杯及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钛金属的保温杯及其制造方法，属于日常生活用品技术领域。它解决了现有保温杯的抗腐蚀性和美观性较低等技术问题。本保温杯包括外杯体和内杯体，外杯体套接在内杯体的外部，外杯体和内杯体的杯口朝向相同，内杯体和外杯体两者在杯口处环形密封固定，内杯体与外杯体之间具有真空夹层，外杯体和内杯体均为钛金属件。本保温杯的制造方法包括如下工序：a、准备胚料；b、扩张成型；c、安装杯底片；d、无尾抽真空；e、成品下料。本发明具有抗腐蚀性好、美观性高等优点。
Description
技术领域
本发明属于日常生活用品技术领域，涉及一种钛金属的保温杯及其制造方法。
背景技术
保温杯一般是由陶瓷或不锈钢加上真空层作成的盛水的容器，顶部有盖，密封严实，真空绝热层能使装在内部的水等液体延缓散热，以达到保温的目的。保温杯里面有很多层，它的夹层一般是真空的，防止热的传导，然后镀上银，这样就可以阻止热辐射。有的杯盖上面有软木塞，也是为了防止热的传导。
如专利（CN202589141U）所公开的一种不锈钢保温杯的改良结构，包括一杯体和盖合在杯体上的杯盖，杯盖中设有密封圈，杯盖由内盖体和陶瓷外盖体套合组成，杯体则由一不锈钢内杯和一陶瓷外杯套合组成，陶瓷外盖体与陶瓷外杯接合处设一装饰圈；不锈钢真空双层壁结构的内杯，内杯与外杯间的空隙填充发泡隔热物，保温功能更显著。
但该不锈钢的保温杯也存在着缺陷，不锈钢会和很多酸性的溶液引起化学反应，所以不锈钢杯不能长时间盛放酸性液体，导致其的应用范围受到限制。同时，不锈钢中的某些成分不能保证对人体完全无害。
发明内容
针对现有的技术存在的上述问题，本发明第一个目的是提供一种钛金属的保温杯，其所要解决的技术问题是：如何提高保温杯抗腐蚀性、提高保温杯的美观性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种钛金属的保温杯，所述保温杯包括外杯体和内杯体，其特征在于，所述外杯体套接在所述内杯体的外部，所述外杯体和内杯体的杯口朝向相同，所述内杯体和外杯体两者在杯口处环形密封固定，所述内杯体与外杯体之间具有真空夹层，所述外杯体和内杯体均为钛金属件。
其原理如下：内杯体和外杯体之间设有真空夹层，使保温杯具有保温效果，将外杯体和内杯体均采用钛金属件制成，使得保温杯抗腐蚀性提高，能够放置任何液体，同时钛金属件闪闪发亮，提高了保温杯的美观性。
在上述的一种钛金属的保温杯中，所述内杯体的杯口部位向外翻折形成环形翻边，所述翻边的外边缘搭接在所述外杯体的杯口端面上且两者通过焊接形成环形的固定密封连接。通过翻边间接进行焊接，比两者直接焊接提高了牢固性，翻边搭接在外杯体上能够对内杯体起到沿轴线方向的支撑作用。
在上述的一种钛金属的保温杯中，作为优选方案，所述翻边的外边缘和外杯体的杯口端面的外边缘相平齐，所述翻边和内杯体的侧面形成直角夹角。夹角为直角使得翻边的上表面和内杯体的轴线相垂直，翻边的上表面和人的嘴唇接触面积变大，不会轻易划伤人的嘴唇，翻边和外杯体的杯口边缘相平齐使得焊接后比较整齐划一，提高美观性。
在上述的一种钛金属的保温杯中，所述内杯体的杯口处具有环形的弧口，所述弧口位于内杯体的内侧面和上端面的交界处。设置弧口后使得人喝水时感觉顺滑舒服。
在上述的一种钛金属的保温杯中，所述内杯体内侧面具有向内凸起的环形防水筋，所述防水筋位于内杯体的上部，所述防水筋到杯口的距离和该防水筋到杯底的距离的比值范围为1:10至1:4。防水筋的作用是用来放置密封圈或放置过滤网。
在上述的一种钛金属的保温杯中，所述防水筋为内杯体的侧壁通过外力挤压向内局部弯曲形成的环形凸起。通过挤压变形形成的防水筋，结构上比较牢靠，材料上充分利用，不会浪费。
在上述的一种钛金属的保温杯中，所述内杯体包括均为钛金属件的杯体部分一和杯底片一，所述杯底片一的边缘通过焊接和所述杯体部分一的下端部进行密封固定。内杯体由两部分形成可以提高加工工艺性，使得工艺简化，降低成本。
在上述的一种钛金属的保温杯中，所述外杯体包括均为钛金属件的杯体部分二和杯底片二，所述杯底片二的边缘通过焊接和所述杯体部分二的下端部进行密封固定，所述外杯体杯口处的外侧面口径小于杯体部分二外侧面的口径且两者的交界处形成台阶面，所述外杯体杯口处的外侧面具有外螺纹。外杯体由两部分形成可以提高加工工艺性，使得工艺简化，降低成本，台阶面的作用是支撑保温杯的杯盖，外螺纹的作用是螺接保温杯的杯盖。
本发明第二个目的是提供一种钛金属的保温杯的制造方法，其所要解决的技术问题是：如何配套生产钛金属的保温杯。
一种钛金属的保温杯的制造方法，其包括如下工序：
a、准备胚料：准备若干钛金属的管料和板料；
b、扩张成型：准备液压机、涨型模具一和涨型模具二，将一管料放入涨型模具一中，将涨型模具放入液压机中，液压机往涨型模具一中注入预设压力的中介物，中介物使该管料向外扩张形成杯体部分一；将另一管料放入涨型模具二中，将涨型模具二放入液压机中，液压机往涨型模具二中注入预设压力的中介物，中介物使该管料向外扩张形成杯体部分二；
c、安装杯底片：将一板料拉伸成与杯体部分一的底部口径相配合的杯底片一，将另一板料拉伸成与杯体部分二的底部口径相配合的杯底片二，将杯底片一与杯体部分一通过焊接形成密封固定并组合成内杯体，将杯底片二与杯体部分二通过焊接形成密封固定并组合成内杯体；
d、无尾抽真空：将内杯体装入外杯体内腔中，将内杯体的杯口处和外杯体的杯口处通过焊接进行环形密封固定，将内杯体的其余部位悬置在外杯体的内腔中，在杯底片二上开设通孔，在通孔处放置固态玻璃胶，在超过玻璃胶的熔点的高温环境下进行抽真空，使玻璃胶在抽真空的同时融化封住通孔，再冷却至常温使玻璃胶固化，使内杯体和外杯体之间形成真空夹层。
e、成品下料：将冷却后的保温杯成品取出。
本制造方法采用涨型模具进行扩张成型，可以充分利用现有的管材，对管材的直径大小没有要求，可以加工任何口径的杯体，提高了通用性；同时将杯体部分和杯底片分开加工使得加工速度得到提高，加工工艺得到简化；采用无尾抽真空工艺使得真空夹层的真空度高，从而隔热效果好，保温时间长，由于杯底片二的内侧面没有凸起，有效容量大，使用寿命长。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序a中的管料的厚度为0.2-0.5mm。采用该范围的管料成本低，延展性好，不会造成材料的浪费。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，作为一种方案，所述工序b中的中介物为液体，所述内杯体和外杯体的涨幅为25%-41%。该液体可以是水，也可以是其他的如油或液态二氧化碳等，经过试验数据测定，当中介物为液体时，涨幅最佳的上限为41%，超过这一上限，所成型的杯体质量不好。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，作为另一种方案，所述工序b中的中介物为牛筋，所述内杯体和外杯体的涨幅为25%-37%。当中介物为牛筋时，涨幅最佳的上限为37%，超过这一上限，所成型的杯体质量不好。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序c中的焊接为钛丝焊接。通过钛丝焊接，保证保温杯不会因为焊接带来杂质。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序d中的高温环境为600摄氏度-1200摄氏度。作为最优方案，其最佳为1000摄氏度；在该温度范围内，玻璃胶熔化。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序d中冷却过程中一直保持抽真空状态。一直保持抽真空状态可以是将抽真空的吸头一直插在通孔内，在吸头和通孔之间填充熔融状态的玻璃胶，逐步抽离吸头，使液态的玻璃胶逐步填满通孔，再冷却固化，使得真空夹层的真空度达到好。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序d中的通孔为喇叭形，其喇叭口朝外。该通孔通过锥形的冲头冲压形成，通孔直径为1-1.5mm；朝外的喇叭口有利于固体玻璃胶的放置。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序d中先将内杯体的杯口部分向外弯折形成直角翻边，再将翻边的边缘搭接在外杯体的杯口边缘上，再通过焊接将所述翻边的边缘和外杯体的杯口边缘环形密封固定。翻边宽度为2mm-4mm，这种尺寸范围的翻边既不会影响内杯体的尺寸，又能够保证口感顺滑，通过翻边间接焊接固定操作性好，固定牢固。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，对所述内杯体的内侧面和翻边的内边缘的交界处进行倒圆加工，使该交界处形成弧口。弧口能保证用户喝水时感觉顺滑舒服。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，对所述翻边和外杯体之间的焊缝进行抛光处理，对所述外杯体和杯底片二之间的焊缝进行抛光处理，对所述内杯体和杯底片一之间的焊缝进行抛光处理。经过抛光后，使处理过的产品看不到任何的焊缝，整个杯子的金属看似整体感觉。
在上述的钛金属的保温杯的制造方法中，所述工序b完成后，对内杯体的上部冲压，使内杯体上部的侧壁局部向内凸起形成环形的防水筋，所述防水筋到杯口的距离和该防水筋到杯底的距离的比值范围为1:10至1:4。通过挤压变形形成的防水筋，结构上比较牢靠，材料上充分利用，不会浪费。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、本保温杯的内杯体和外杯体之间设有真空夹层，使保温杯具有保温效果，将外杯体和内杯体均采用钛金属件制成，使得保温杯抗腐蚀性提高，能够放置任何液体，同时钛金属件闪闪发亮，提高了保温杯的美观性。
2、本保温杯的制造方法采用涨型模具进行扩张成型，可以充分利用现有的管材，对管材的直径大小没有要求，可以加工任何口径的杯体，提高了通用性；同时将杯体部分和杯底片分开加工使得加工速度得到提高，加工工艺得到简化；采用无尾抽真空工艺使得真空夹层的真空度高，从而隔热效果好，保温时间长，由于杯底片二的内侧面没有凸起，有效容量大，使用寿命长。
附图说明
图1是本保温杯的立体结构示意图。
图2是本保温杯的正视结构示意图。
图3是图2中的A-A的剖视图。
图4是内杯体中翻边的结构示意图。
图5是内杯体和外杯体的焊接部位结构示意图。
图6是图3的B部的放大图。
图中，1外杯体；2内杯体；3真空夹层；4翻边；5弧口；6防水筋；7杯体部分一；8杯底片一；9杯体部分二；10杯底片二；11台阶面；12外螺纹；13通孔。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2、图3所示，本保温杯包括外杯体1和内杯体2，外杯体1套接在内杯体2的外部，外杯体1和内杯体2的杯口朝向相同，内杯体2和外杯体1两者在杯口处环形密封固定，内杯体2与外杯体1之间具有真空夹层3，外杯体1和内杯体2均为钛金属件。本实施例中，内杯体2包括均为钛金属件的杯体部分一7和杯底片一8，杯底片一8的边缘通过焊接和杯体部分一7的下端部进行密封固定。内杯体2由两部分形成可以提高加工工艺性，使得工艺简化，降低成本。本实施例中，外杯体1包括均为钛金属件的杯体部分二9和杯底片二10，杯底片二10的边缘通过焊接和杯体部分二9的下端部进行密封固定，外杯体1杯口处的外侧面口径小于杯体部分二9外侧面的口径且两者的交界处形成台阶面11，外杯体1杯口处的外侧面具有外螺纹12。外杯体1由两部分形成可以提高加工工艺性，使得工艺简化，降低成本，台阶面11的作用是支撑保温杯的杯盖，外螺纹12的作用是螺接保温杯的杯盖。
如图4、图5、图6所示，本实施例中，内杯体2的杯口部位向外翻折形成环形翻边4，翻边4的外边缘搭接在外杯体1的杯口端面上且两者通过焊接形成环形的固定密封连接。通过翻边4间接进行焊接，比两者直接焊接提高了牢固性，翻边4搭接在外杯体1上能够对内杯体2起到沿轴线方向的支撑作用。作为优选方案，翻边4的外边缘和外杯体1的杯口端面的外边缘相平齐，翻边4和内杯体2的侧面形成直角夹角。夹角为直角使得翻边4的上表面和内杯体2的轴线相垂直，翻边4的上表面和人的嘴唇接触面积变大，不会轻易划伤人的嘴唇，翻边4和外杯体1的杯口边缘相平齐使得焊接后比较整齐划一，提高美观性。内杯体2的杯口处具有环形的弧口5，弧口5位于内杯体2的内侧面和上端面的交界处。设置弧口5后使得人喝水时感觉顺滑舒服。内杯体2内侧面具有向内凸起的环形防水筋6，防水筋6位于内杯体2的上部，防水筋6到杯口的距离和该防水筋6到杯底的距离的比值范围为1:10至1:4。防水筋6的作用是用来放置密封圈或放置过滤网。本实施例中，防水筋6为内杯体2的侧壁通过外力挤压向内局部弯曲形成的环形凸起。通过挤压变形形成的防水筋6，结构上比较牢靠，材料上充分利用，不会浪费。内杯体2和外杯体1之间设有真空夹层3，使保温杯具有保温效果，将外杯体1和内杯体2均采用钛金属件制成，使得保温杯抗腐蚀性提高，能够放置任何液体，同时钛金属件闪闪发亮，提高了保温杯的美观性。
本钛金属的保温杯的制造方法包括如下工序：
a、准备胚料：准备若干钛金属的管料和板料；工序a中的管料的厚度为0.2-0.5mm。采用该范围的管料成本低，延展性好，不会造成材料的浪费。
b、扩张成型：准备液压机、涨型模具一和涨型模具二，将一管料放入涨型模具一中，将涨型模具放入液压机中，液压机往涨型模具一中注入预设压力的中介物，中介物使该管料向外扩张形成杯体部分一7；将另一管料放入涨型模具二中，将涨型模具二放入液压机中，液压机往涨型模具二中注入预设压力的中介物，中介物使该管料向外扩张形成杯体部分二9。工序b有至少两种方案，作为一种方案，工序b中的中介物为液体，内杯体2和外杯体1的涨幅为25%-41%。该液体可以是水，也可以是其他的如油或液态二氧化碳或皂化液等，经过试验数据测定，当中介物为液体时，涨幅最佳的上限为41%，超过这一上限，所成型的杯体质量不好。作为另一种方案，工序b中的中介物为牛筋，内杯体2和外杯体1的涨幅为25%-37%。当中介物为牛筋时，涨幅最佳的上限为37%，超过这一上限，所成型的杯体质量不好。
工序b完成后，对内杯体2的上部冲压，使内杯体2上部的侧壁局部向内凸起形成环形的防水筋6，防水筋6到杯口的距离和该防水筋6到杯底的距离的比值范围为1:10至1:4。通过挤压变形形成的防水筋6，结构上比较牢靠，材料上充分利用，不会浪费。
c、安装杯底片：将一板料拉伸成与杯体部分一7的底部口径相配合的杯底片一8，将另一板料拉伸成与杯体部分二9的底部口径相配合的杯底片二10，将杯底片一8与杯体部分一7通过焊接形成密封固定并组合成内杯体2，将杯底片二10与杯体部分二9通过焊接形成密封固定并组合成内杯体2；工序c中的焊接为钛丝焊接。通过钛丝焊接，保证保温杯不会因为焊接带来杂质。
再对翻边4和外杯体1之间的焊缝进行抛光处理，对外杯体1和杯底片二10之间的焊缝进行抛光处理，对内杯体2和杯底片一8之间的焊缝进行抛光处理。经过抛光后，使处理过的产品看不到任何的焊缝，整个杯子的金属看似整体感觉。
d、无尾抽真空：将内杯体2装入外杯体1内腔中，将内杯体2的杯口处和外杯体1的杯口处通过焊接进行环形密封固定，将内杯体2的其余部位悬置在外杯体1的内腔中，在杯底片二10上开设通孔13，在通孔13处放置固态玻璃胶，在超过玻璃胶的熔点的高温环境下进行抽真空，使玻璃胶在抽真空的同时融化封住通孔13，再冷却至常温使玻璃胶固化，使内杯体2和外杯体1之间形成真空夹层3。工序d中的高温环境为600摄氏度-1200摄氏度。作为最优方案，其最佳为1000摄氏度；在该温度范围内，玻璃胶熔化。工序d中冷却过程中一直保持抽真空状态。一直保持抽真空状态可以是将抽真空的吸头一直插在通孔13内，在吸头和通孔13之间填充熔融状态的玻璃胶，逐步抽离吸头，使液态的玻璃胶逐步填满通孔13，再冷却固化，使得真空夹层3的真空度达到好。工序d中的通孔13为喇叭形，其喇叭口朝外。该通孔13通过锥形的冲头冲压形成，通孔13直径为1-1.5mm；朝外的喇叭口有利于固体玻璃胶的放置。工序d中先将内杯体2的杯口部分向外弯折形成直角翻边4，再将翻边4的边缘搭接在外杯体1的杯口边缘上，再通过焊接将翻边4的边缘和外杯体1的杯口边缘环形密封固定。翻边4宽度为2mm-4mm，这种尺寸范围的翻边4既不会影响内杯体2的尺寸，又能够保证口感顺滑，通过翻边4间接焊接固定操作性好，固定牢固。对内杯体2的内侧面和翻边4的内边缘的交界处进行倒圆加工，使该交界处形成弧口5。弧口5能保证用户喝水时感觉顺滑舒服。
e、成品下料：将冷却后的保温杯成品取出。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (12)
1.一种钛金属的保温杯，所述保温杯包括外杯体(1)和内杯体(2)，其特征在于，所述外杯体(1)套接在所述内杯体(2)的外部，所述外杯体(1)和内杯体(2)的杯口朝向相同，所述内杯体(2)和外杯体(1)两者在杯口处环形密封固定，所述内杯体(2)与外杯体(1)之间具有真空夹层(3)，所述外杯体(1)和内杯体(2)均为钛金属件；所述内杯体(2)内侧面具有向内凸起的环形防水筋(6)，所述防水筋(6)位于内杯体(2)的上部，所述防水筋(6)为内杯体(2)的侧壁通过外力挤压向内局部弯曲形成的环形凸起。
2.根据权利要求1所述的钛金属的保温杯，其特征在于，所述内杯体(2)的杯口部位向外翻折形成环形翻边(4)，所述翻边(4)的外边缘搭接在所述外杯体(1)的杯口端面上且两者通过焊接形成环形的固定密封连接。
3.根据权利要求1所述的钛金属的保温杯，其特征在于，所述内杯体(2)的杯口处具有环形的弧口(5)，所述弧口(5)位于内杯体(2)的内侧面和上端面的交界处。
4.根据权利要求1或2或3所述的钛金属的保温杯，其特征在于，所述防水筋(6)到杯口的距离和该防水筋(6)到杯底的距离的比值范围为1:10至1:4。
5.根据权利要求1或2或3所述的钛金属的保温杯，其特征在于，所述内杯体(2)包括均为钛金属件的杯体部分一(7)和杯底片一(8)，所述杯底片一(8)的边缘通过焊接和所述杯体部分一(7)的下端部进行密封固定；所述外杯体(1)包括均为钛金属件的杯体部分二(9)和杯底片二(10)，所述杯底片二(10)的边缘通过焊接和所述杯体部分二(9)的下端部进行密封固定，所述外杯体(1)杯口处的外侧面口径小于杯体部分二(9)外侧面的口径且两者的交界处形成台阶面(11)，所述外杯体(1)杯口处的外侧面具有外螺纹(12)。
6.一种钛金属的保温杯的制造方法，其包括如下工序：
a、准备胚料：准备若干钛金属的管料和板料；
b、扩张成型：准备液压机、涨型模具一和涨型模具二，将一管料放入涨型模具一中，将涨型模具放入液压机中，液压机往涨型模具一中注入预设压力的中介物，中介物使该管料向外扩张形成杯体部分一(7)；将另一管料放入涨型模具二中，将涨型模具二放入液压机中，液压机往涨型模具二中注入预设压力的中介物，中介物使该管料向外扩张形成杯体部分二(9)；
c、安装杯底片：将一板料拉伸成与杯体部分一(7)的底部口径相配合的杯底片一(8)，将另一板料拉伸成与杯体部分二(9)的底部口径相配合的杯底片二(10)，将杯底片一(8)与杯体部分一(7)通过焊接形成密封固定并组合成内杯体(2)，将杯底片二(10)与杯体部分二(9)通过焊接形成密封固定并组合成内杯体(2)；
d、无尾抽真空：将内杯体(2)装入外杯体(1)内腔中，将内杯体(2)的杯口处和外杯体(1)的杯口处通过焊接进行环形密封固定，将内杯体(2)的其余部位悬置在外杯体(1)的内腔中，在杯底片二(10)上开设通孔(13)，在通孔(13)处放置固态玻璃胶，在超过玻璃胶的熔点的高温环境下进行抽真空，使玻璃胶在抽真空的同时融化封住通孔(13)，再冷却至常温使玻璃胶固化，使内杯体(2)和外杯体(1)之间形成真空夹层(3)；
e、成品下料：将冷却后的保温杯成品取出。
7.根据权利要求6所述的钛金属的保温杯的制造方法，其特征在于，所述工序b中的中介物为液体，所述内杯体(2)和外杯体(1)的涨幅为25％-41％。
8.根据权利要求6所述的钛金属的保温杯的制造方法，其特征在于，所述工序b中的中介物为牛筋，所述内杯体(2)和外杯体(1)的涨幅为25％-37％。
9.根据权利要求6或7或8所述的钛金属的保温杯的制造方法，其特征在于，所述工序d中的高温环境为800摄氏度-1200摄氏度，所述工序d中冷却过程中一直保持抽真空状态，所述工序d中的通孔(13)为喇叭形，其喇叭口朝外。
10.根据权利要求9所述的钛金属的保温杯的制造方法，其特征在于，所述工序d中先将内杯体(2)的杯口部分向外弯折形成直角翻边(4)，再将翻边(4)的边缘搭接在外杯体(1)的杯口边缘上，再通过焊接将所述翻边(4)的边缘和外杯体(1)的杯口边缘环形密封固定。
11.根据权利要求10所述的钛金属的保温杯的制造方法，其特征在于，对所述内杯体(2)的内侧面和翻边(4)的内边缘的交界处进行倒圆加工，使该交界处形成弧口(5)，对所述翻边(4)和外杯体(1)之间的焊缝进行抛光处理，对所述外杯体(1)和杯底片二(10)之间的焊缝进行抛光处理，对所述内杯体(2)和杯底片一(8)之间的焊缝进行抛光处理。
12.根据权利要求6或7或8所述的钛金属的保温杯的制造方法，其特征在于，所述工序b完成后，对内杯体(2)的上部冲压，使内杯体(2)上部的侧壁局部向内凸起形成环形的防水筋(6)，所述防水筋(6)到杯口的距离和该防水筋(6)到杯底的距离的比值范围为1:10至1:4。
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