CN105029991A - 一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，包括以下步骤：a.将中层壳体口部与外壳口部配合，使两者高度差H达到2.5mm~5mm；b.用激光焊机对中层壳体口部烧熔后与外壳口部连接，将中层壳体底部与外壳底部焊接；c.将铅焊剂放于中层壳体的排气孔上进行抽真空并加热，加热温度为450℃~650℃；d.将内胆口部与外壳口部焊接；e.将相变材料填充满中层壳体与内胆之间；f.用激光焊机对底片端部进行烧熔后与外壳底部连接，从而完成对带有相变材料的三层真空杯的制造。本发明能够提高产品合格率，减少制造过程中的成本，且通过本发明得到的带有相变材料的三层真空杯保温时间更加长久。
Description
技术领域
本发明涉及三层真空杯的制造工艺，尤其涉及一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺。
背景技术
目前市场上出现了一些填充有相变材料的杯子，相变材料是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质，这种杯子在使用过程中能够将烧开的开水迅速降温至40℃~60℃，大大缩短了冷却的时间。但这种杯子的保温性能较差，当开水降温至40℃~60℃后，其热量容易散发到杯子表面，一方面导致杯子表面较烫，容易烫手，另一方面导致杯子内水温无法长时间维持在40℃~60℃，为此一些厂家在杯子的内胆与外壳之间增设了一个中层壳体，在中层壳体与内胆之间填充相变材料，在中层壳体与外壳之间填充隔热材料进行隔热，以延缓热能的散失并降低杯子表面温度，但效果依旧不甚理想。
因此，另外一些厂家考虑采用将中层壳体与外壳之间抽真空的方式来提升带有相变材料的杯子的保温性能。而现有的抽真空加热方式，一般是先将外壳口部、中层壳体口部、内胆口部焊接后，再将相变材料填充入内胆与中层壳体之间并焊接内胆与中层壳体的底部，接着将外壳底部焊接上底片并预留排气孔后对外壳与中层壳体之间的部分进行抽真空加热作业，抽真空加热作业过程中，其温度将达到450℃~650℃，在此温度下，一方面相变材料将发生质变从而影响其性能，使得相变材料无法实现快速吸热的功能；另一方面由于内胆与中层壳体之间已完全焊死密封，则抽真空加热作业过程中内胆与中层壳体之间填充的相变材料受热膨胀后会导致内胆与中层壳体严重变形，甚至可能会撑开内胆与中层壳体，从而大大降低产品合格率；另外，将外壳、中层壳体、内胆、底片焊接后再进行抽真空加热作业，若抽真空加热作业失败，则整个产品将无法返修而直接报废，提升了制造过程中的成本。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的隔热及保温效果不理想、抽真空加热作业时将导致相变材料质变等缺陷，提供了一种新的带有相变材料的三层真空杯的制造工艺。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，包括以下步骤：
a.取一带有排气孔的中层壳体与一外壳，并将中层壳体口部与外壳口部配合，使中层壳体口部与外壳口部之间的高度差H达到2.5mm~5mm；
b.用激光焊机对中层壳体口部进行烧熔，使烧熔的中层壳体口部与外壳口部连接，并将中层壳体底部与外壳底部平齐后焊接形成第一阶段半成品；
c.将铅焊剂放置于中层壳体的排气孔上，再将第一阶段半成品进行抽真空并加热，加热温度为450℃~650℃，则铅焊剂熔化并封堵排气孔，抽真空及加热完毕后形成第二阶段半成品，将第二阶段半成品冷却到室温；
d.取一端开口的内胆，将内胆口部与第二阶段半成品的外壳口部平齐并焊接，形成第三阶段半成品；
e.将第三阶段半成品倒置，将相变材料填充满第三阶段半成品的中层壳体与内胆之间形成填充层；
f.取一底片，将底片端部与外壳底部的底角平齐，用激光焊机对底片端部进行烧熔，使烧熔后的底片端部与外壳底部连接，从而完成对带有相变材料的三层真空杯的制造。
本发明一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺具有如下有益效果：
1、与填充隔热材料进行隔热相比，本发明通过在外壳与中层壳体之间进行抽真空作业，使得外壳与中层壳体之间形成真空层，并将相变材料填充入内胆与中层壳体之间形成填充层，则高温液体倒入内胆后，在相变材料的吸热作用下，高温液体迅速降温至40℃~60℃，此时相变材料开始将吸收的热能释放并维持内胆内的液体温度，同时在真空层的保温作用下，使得产品保温时间从原来的1小时~2小时延长到6小时~7小时，大大延长了产品的保温时间。
2、与背景技术中的制造工艺相比，本发明先对中层壳体与外壳进行焊接，再进行抽真空加热作业，然后焊接内胆后填充相变材料，能够解决背景技术中先填充相变材料后进行抽真空加热作业导致的相变材料质变以及中层壳体与外壳在相变材料膨胀的作用下被相变材料挤压变形甚至被撑开的缺陷，从而保证了相变材料的性能，大大提升了产品合格率。其中进行抽真空加热时，先单独焊接中层壳体与外壳，并使中层壳体口部与外壳口部之间的高度差H达到2.5mm~5mm，接着进行抽真空加热作业，则一方面，即使抽真空加热作业失败，若仅是存在漏气的情况，还可以对中层壳体与外壳进行返修，若无法返修，也仅是报废中层壳体与外壳，而无需将相变材料、内胆也一起报废，大大减少了制造过程中的成本；另一方面，先将中层壳体口部与外壳口部相差2.5mm~5mm并采用激光焊机进行焊接，抽真空加热作业后再将内胆口部通过激光焊机与外壳口部进行焊接，使内胆口部与外壳口部焊接过程中绕开中层壳体口部，能够避免焊接时产生的高温熔化中层壳体口部而破坏外壳与中层壳体之间的真空层，提高了产品合格率。制造过程中，铅焊剂在抽真空加热作业过程中将熔化，当抽真空作业完成时，铅焊剂也完全熔化并封堵排气孔，从而避免外界气体通过排气孔进入真空层中。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤c中，第二阶段半成品冷却到室温后，对第二阶段半成品进行抽真空检测。检测抽真空是否成功，并可将抽真空失败的产品筛选出进行返修或报废，从而保证最终产品品质。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤e中，所述的相变材料为粉末状相变材料，对所述的填充层进行压紧，使填充层的密度达到0.8g/mL3-~0.9g/mL-3。在此密度范围内，相变材料的吸冷、吸热性能更好。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤e中，所述的填充层上还压有隔热材料。提升保温效果。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的隔热材料为隔热棉或玻璃纤维。保温效果更好。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤e中，所述的填充层上还压有弹性底垫。使得相变材料与内胆外表面接触更加紧密，提升相变材料效果。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的弹性底垫为TPE或硅胶。弹性更好，从而使得相变材料与内胆外表面接触更加紧密，提升相变材料效果。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤f中，所述的底片焊接前先进行清洗。提升焊接合格率。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤a中，所述的中层壳体上设置有吸气剂。吸气剂在抽真空加热作业过程中将激活并吸取抽真空后以及使用过程中进入的气体，从而保证真空度。
作为优选，上述所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，所述的步骤a中，吸气剂通过点焊或者激光焊设置于中层壳体上。焊接过程更加迅速，效率更高，且牢固度更好。
附图说明
图1为本发明中第一阶段半成品的剖面结构示意图；
图2为图1中A部的局部放大图；
图3为图1中B部的局部放大图；
图4为本发明中第二阶段半成品的剖面结构示意图；
图5为本发明中第三阶段半成品的剖面结构示意图；
图6为图5中C部的局部放大图；
图7为本发明中步骤e的剖面结构示意图；
图8为本发明中步骤f的剖面结构示意图；
图9为图8中D部的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图1-9和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：
实施例1
如图1至图9所示，一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，包括以下步骤：
a.取一带有排气孔12的中层壳体1与一外壳2，并将中层壳体口部11与外壳口部21配合，使中层壳体口部11与外壳口部21之间的高度差H达到2.5mm；
b.用激光焊机对中层壳体口部11进行烧熔，使烧熔的中层壳体口部11与外壳口部21连接，并将中层壳体1底部与外壳2底部平齐后焊接形成第一阶段半成品；
c.将铅焊剂4放置于中层壳体1的排气孔12上，再将第一阶段半成品进行抽真空并加热，加热温度为450℃，则铅焊剂4熔化并封堵排气孔12，抽真空及加热完毕后形成第二阶段半成品，将第二阶段半成品冷却到室温；
d.取一端开口的内胆5，将内胆口部51与第二阶段半成品的外壳口部21平齐并焊接，形成第三阶段半成品；
e.将第三阶段半成品倒置，将相变材料填充满第三阶段半成品的中层壳体1与内胆5之间形成填充层6；
f.取一底片7，将底片端部71与外壳2底部的底角22平齐，用激光焊机对底片端部71进行烧熔，使烧熔后的底片端部71与外壳2底部连接，从而完成对带有相变材料的三层真空杯的制造。
作为优选，所述的步骤c中，第二阶段半成品冷却到室温后，对第二阶段半成品进行抽真空检测。
作为优选，所述的步骤e中，所述的相变材料为粉末状相变材料，对所述的填充层6进行压紧，使填充层6的密度达到0.8g/mL3-~0.9g/mL-3。
作为优选，所述的步骤e中，所述的填充层6上还压有隔热材料8，隔热材料8优选为隔热棉或玻璃纤维。
作为优选，所述的步骤e中，所述的填充层6上还压有弹性底垫9，弹性底垫9优选TPE或硅胶。
作为优选，所述的步骤f中，所述的底片7焊接前先进行清洗。
作为优选，所述的步骤a中，所述的中层壳体1上设置有吸气剂3，所述的吸气剂3通过点焊或者激光焊设置于中层壳体1上。
实施例2
如图1至图9所示，一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，包括以下步骤：
a.取一带有排气孔12的中层壳体1与一外壳2，并将中层壳体口部11与外壳口部21配合，使中层壳体口部11与外壳口部21之间的高度差H达到2.5mm；
b.用激光焊机对中层壳体口部11进行烧熔，使烧熔的中层壳体口部11与外壳口部21连接，并将中层壳体1底部与外壳2底部平齐后焊接形成第一阶段半成品；
c.将铅焊剂4放置于中层壳体1的排气孔12上，再将第一阶段半成品进行抽真空并加热，加热温度为650℃，则铅焊剂4熔化并封堵排气孔12，抽真空及加热完毕后形成第二阶段半成品，将第二阶段半成品冷却到室温；
d.取一端开口的内胆5，将内胆口部51与第二阶段半成品的外壳口部21平齐并焊接，形成第三阶段半成品；
e.将第三阶段半成品倒置，将相变材料填充满第三阶段半成品的中层壳体1与内胆5之间形成填充层6；
f.取一底片7，将底片端部71与外壳2底部的底角22平齐，用激光焊机对底片端部71进行烧熔，使烧熔后的底片端部71与外壳2底部连接，从而完成对带有相变材料的三层真空杯的制造。
作为优选，所述的步骤c中，第二阶段半成品冷却到室温后，对第二阶段半成品进行抽真空检测。
作为优选，所述的步骤e中，所述的相变材料为粉末状相变材料，对所述的填充层6进行压紧，使填充层6的密度达到0.8g/mL3-~0.9g/mL-3。
作为优选，所述的步骤e中，所述的填充层6上还压有隔热材料8，隔热材料8优选为隔热棉或玻璃纤维。
作为优选，所述的步骤e中，所述的填充层6上还压有弹性底垫9，弹性底垫9优选TPE或硅胶。
作为优选，所述的步骤f中，所述的底片7焊接前先进行清洗。
作为优选，所述的步骤a中，所述的中层壳体1上设置有吸气剂3，所述的吸气剂3通过点焊或者激光焊设置于中层壳体1上。
实施例3
如图1至图9所示，一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，包括以下步骤：
a.取一带有排气孔12的中层壳体1与一外壳2，并将中层壳体口部11与外壳口部21配合，使中层壳体口部11与外壳口部21之间的高度差H达到2.5mm；
b.用激光焊机对中层壳体口部11进行烧熔，使烧熔的中层壳体口部11与外壳口部21连接，并将中层壳体1底部与外壳2底部平齐后焊接形成第一阶段半成品；
c.将铅焊剂4放置于中层壳体1的排气孔12上，再将第一阶段半成品进行抽真空并加热，加热温度为550℃，则铅焊剂4熔化并封堵排气孔12，抽真空及加热完毕后形成第二阶段半成品，将第二阶段半成品冷却到室温；
d.取一端开口的内胆5，将内胆口部51与第二阶段半成品的外壳口部21平齐并焊接，形成第三阶段半成品；
e.将第三阶段半成品倒置，将相变材料填充满第三阶段半成品的中层壳体1与内胆5之间形成填充层6；
f.取一底片7，将底片端部71与外壳2底部的底角22平齐，用激光焊机对底片端部71进行烧熔，使烧熔后的底片端部71与外壳2底部连接，从而完成对带有相变材料的三层真空杯的制造。
作为优选，所述的步骤c中，第二阶段半成品冷却到室温后，对第二阶段半成品进行抽真空检测。
作为优选，所述的步骤e中，所述的相变材料为粉末状相变材料，对所述的填充层6进行压紧，使填充层6的密度达到0.8g/mL3-~0.9g/mL-3。
作为优选，所述的步骤e中，所述的填充层6上还压有隔热材料8，隔热材料8优选为隔热棉或玻璃纤维。
作为优选，所述的步骤e中，所述的填充层6上还压有弹性底垫9，弹性底垫9优选TPE或硅胶。
作为优选，所述的步骤f中，所述的底片7焊接前先进行清洗。
作为优选，所述的步骤a中，所述的中层壳体1上设置有吸气剂3，所述的吸气剂3通过点焊或者激光焊设置于中层壳体1上。
实施例4
所述的步骤a中，使中层壳体口部11与外壳口部21之间的高度差H达到5mm。其它步骤同实施例1至3。
实施例5
所述的步骤a中，使中层壳体口部11与外壳口部21之间的高度差H达到4mm。其它步骤同实施例1至3。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a.取一带有排气孔（12）的中层壳体（1）与一外壳（2），并将中层壳体口部（11）与外壳口部（21）配合，使中层壳体口部（11）与外壳口部（21）之间的高度差H达到2.5mm~5mm；
b.用激光焊机对中层壳体口部（11）进行烧熔，使烧熔的中层壳体口部（11）与外壳口部（21）连接，并将中层壳体（1）底部与外壳（2）底部平齐后焊接形成第一阶段半成品；
c.将铅焊剂（4）放置于中层壳体（1）的排气孔（12）上，再将第一阶段半成品进行抽真空并加热，加热温度为450℃~650℃，则铅焊剂（4）熔化并封堵排气孔（12），抽真空及加热完毕后形成第二阶段半成品，将第二阶段半成品冷却到室温；
d.取一端开口的内胆（5），将内胆口部（51）与第二阶段半成品的外壳口部（21）平齐并焊接，形成第三阶段半成品；
e.将第三阶段半成品倒置，将相变材料填充满第三阶段半成品的中层壳体（1）与内胆（5）之间形成填充层（6）；
f.取一底片（7），将底片端部（71）与外壳（2）底部的底角（22）平齐，用激光焊机对底片端部（71）进行烧熔，使烧熔后的底片端部（71）与外壳（2）底部连接，从而完成对带有相变材料的三层真空杯的制造。
2.根据权利要求1所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤c中，第二阶段半成品冷却到室温后，对第二阶段半成品进行抽真空检测。
3.根据权利要求1所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤e中，所述的相变材料为粉末状相变材料，对所述的填充层（6）进行压紧，使填充层（6）的密度达到0.8g/mL3~0.9g/mL3。
4.根据权利要求1所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤e中，所述的填充层（6）上还压有隔热材料（8）。
5.根据权利要求4所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的隔热材料（8）为隔热棉或玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤e中，所述的填充层（6）上还压有弹性底垫（9）。
7.根据权利要求6所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的弹性底垫（9）为TPE或硅胶。
8.根据权利要求1所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤f中，所述的底片（7）焊接前先进行清洗。
9.根据权利要求1所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤a中，所述的中层壳体（1）上设置有吸气剂（3）。
10.根据权利要求9所述的一种带有相变材料的三层真空杯的制造工艺，其特征在于：所述的步骤a中，吸气剂（3）通过点焊或者激光焊设置于中层壳体（1）上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Manufacturing process of three-layer vacuum cup with phase change material Effective date of registration: 20220114 Granted publication date: 20160914 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Yongkang sub branch Pledgor: ZHEJIANG FEIJIAN INDUSTRY & TRADE Co.,Ltd. Registration number: Y2022330000093 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230315 Granted publication date: 20160914 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Yongkang sub branch Pledgor: ZHEJIANG FEIJIAN INDUSTRY & TRADE Co.,Ltd. Registration number: Y2022330000093 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Manufacturing process of a three-layer vacuum cup with phase change material Effective date of registration: 20230425 Granted publication date: 20160914 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Yongkang sub branch Pledgor: ZHEJIANG FEIJIAN INDUSTRY & TRADE Co.,Ltd. Registration number: Y2023330000795 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |