CN106073377A - 自动晾水杯 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自动晾水杯，用于冷却热饮料并保持饮料在适合饮用的温度。本发明具有杯底、外杯壁和内杯壁，外杯壁与内杯壁形成杯内空间，内杯壁支撑在杯底上；内杯壁由保温壁和导热壁构成，在内杯壁内设有感温腔和滑动腔；滑动腔中设有滑动气密装置，将滑动腔分隔为第一气室及第二气室，滑动气密装置可以沿滑动腔内壁上下滑动；感温腔为封闭有空气的密闭结构，并通过连接孔与第一气室相通；在滑动气密装置上设置有固定器，固定器将散热器与滑动气密装置固定连接；散热器为导热材料制成的桶状物，与导热壁接触并可沿导热壁上下滑动。本发明可快速冷却高温饮料至适合饮用的温度并维持较长时间，可靠性高、便于携带。

Description

自动晾水杯

技术领域

本发明涉及一种自动控温容器，特别是一种自动晾水杯。

背景技术

目前的水杯有保温杯和晾水杯两种。保温杯为双层或多层结构，采用隔热设计，主要用于尽量长时间维持杯内液体温度，防止其迅速变凉或变热。晾水杯一般为单层结构，主要用于使高温饮料内的热量迅速散失，饮料温度迅速下降至室温。实际上饮料适合饮用的温度往往高于室温。某些能够控制杯内液体温度的水杯，采用电子元件进行感温、加热、散热，结构复杂、可靠性低，消耗电能且不易携带。现有技术中缺乏采用简单机械结构判断杯内液体温度，能够在饮料温度较高时使其迅速冷却、在饮料温度降低时降低冷却速率，从而使饮料尽量在较长时间维持在适合饮用的温热温度(例如45摄氏度-35摄氏度)的晾水杯。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在饮料温度较高时使其迅速冷却、在饮料温度降低时降低冷却速率，从而使饮料能够在较长时间维持在适合饮用的温热温度的晾水杯。

为实现该发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的自动晾水杯，具有杯底、外杯壁2和套叠在外杯壁2中的内杯壁3，外杯壁2与内杯壁3通过杯口相连接；外杯壁2与内杯壁3之间形成杯内空间并与外界大气相通，内杯壁3底部通过支撑柱1支撑在杯底上；内杯壁3由隔热材料制成的保温壁11和由导热材料制成的导热壁12构成，保温壁11位于导热壁12上方；在内杯壁3内设置有感温腔4和滑动腔9；在滑动腔9中设置有滑动气密装置7，滑动气密装置7将滑动腔9分隔为密闭的第一气室5及与大气相通的第二气室两部分，滑动气密装置7可以沿滑动腔9内壁上下滑动；感温腔4为封闭有空气的密闭结构，并通过连接孔6与第一气室5相通；在滑动气密装置7上设置有固定器8，固定器8将散热器10与滑动气密装置7固定连接；散热器10为导热材料制成的桶状物，与导热壁12接触并可沿导热壁12上下滑动。

所述的滑动气密装置7为气密性活塞。

所述的滑动腔9的横截面为带有一个以上内凸槽14的圆形或椭圆形。

所述的内凸槽14数量可以为三个，分布方式为相互成圆心角120度的方式均匀分布。

所述的第一气室5底部一侧内壁为向滑动腔9内部倾斜的斜面，连接孔6设置在该斜面上。在第一气室5上还设置有单向阀15，单向阀15的开启方向为允许气体进入第一气室5。

所述散热器10和导热壁12的制作材料均可以采用不锈钢。

本发明的自动晾水杯，外杯壁2和内杯壁3之间形成杯内空间。由于杯内空间与大气相通，因此可以产生空气流动并带走内杯壁2逸散的热量。通过流动空气带走热量比通过传导、辐射散热效率高很多。内杯壁3底部通过支撑柱1支撑在杯底上，可以在内杯壁3与杯底间保持一定空间，供散热器10上下活动。散热器10活动至底端可以与导热壁12脱离接触。保温壁11由隔热材料制成，能够避免杯内液体温度逸散过快，以便在杯内液体温度较低时体现一定的保温效果。导热壁12用于向散热器10传导杯内液体热量，并进一步散入外界环境中。

滑动气密装置7实际上相当于一个根据第一气室5内的气压而移动的位置调整装置。该装置可以因第一气室5内气压的大小，沿滑动腔9内壁上下滑动。为了防止滑动气密装置7从滑动腔9内脱出，可以在滑动腔9的适当位置设置卡销、挡板等阻挡装置，也可以在散热器10上的适当位置设置此类装置，这均为成熟的现有技术而不再详述。感温腔4内封闭的气体受热膨胀后，气压增大，成为滑动气密装置上下移动的动力。气密性活塞是最简单、成本最低的滑动气密装置。带有内凸槽的滑动腔，可以强制滑动气密装置7产生直线位移，防止因横截面受力不均匀而卡住。位置均匀分布的内凸槽使滑动气密装置7横截面受力更加均匀，滑动效果更好。

第一气室5底部一侧内壁可以设计为向滑动腔9内部倾斜的斜面，连接孔6设置在该斜面上。该设计目的在于，可以防止杯内液体很冷时，第一气室5内气压过小，因而将滑动气密装置7吸至第一气室5底部，从侧面堵塞连接孔6造成漏气或本发明无法使用。斜面设计对滑动气密装置产生了向下位移的止动效果。

在使用过程中，滑动气密装置7仍然有可能缓慢而轻微地漏气，特别是在杯内液体温度较高、第一气室5内气压较大时。多次使用后会造成感温腔4和第一气室5中封闭的气体总量减少，影响使用效果。单向阀15的设置可以避免这种情况的发生。当感温腔4和第一气室5中封闭的气体总量减少到一定程度时，气压明显下降，单向阀15自动开启，外界空气可以进入感温腔4中补充散失的气体，保证本发明效果不至于降低。

本发明的有益效果在于，能够在杯内盛装热饮料时增加散热速率，促进热饮料尽快降温适合饮用；当饮料温度适合饮用时，能够降低散热速率，防止饮料冷却过快以保持饮用温度。同时本发明使用机械结构，不用电子原件，降低成本、节约电能、提高可靠程度且便于携带。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明散热器部分的结构示意图

图3为本发明滑动腔9的横截面示意图

具体实施方式

请参看附图。如图1至图3所示，本发明的自动晾水杯，具有杯底、外杯壁2和套叠在外杯壁2中的内杯壁3，外杯壁2与内杯壁3通过杯口相连接；外杯壁2与内杯壁3之间形成杯内空间并与外界大气相通，内杯壁3底部通过支撑柱1支撑在杯底上。内杯壁3由隔热材料制成的保温壁11和由导热材料制成的导热壁12构成，保温壁11位于导热壁12上方；在内杯壁3内设置有感温腔4和滑动腔9；在滑动腔9中设置有滑动气密装置7，滑动气密装置7将滑动腔9分隔为密闭的第一气室5及与大气相通的第二气室两部分，滑动气密装置7可以沿滑动腔9内壁上下滑动。感温腔4为封闭有空气的密闭结构，并通过连接孔6与第一气室5相通；在滑动气密装置7上设置有固定器8，固定器8将散热器10与滑动气密装置7固定连接；散热器10为导热材料制成的桶状物，与导热壁12接触并可沿导热壁12上下滑动。众所周知，散热器10向空气散热的散热效率高于导热壁12的散热效率。

滑动气密装置7为气密性活塞。滑动腔9的横截面为带有内凸槽14的圆形。所述的内凸槽14数量为三个，分布方式为相互成圆心角120度的方式均匀分布。第一气室5底部一侧内壁为向滑动腔9内部倾斜的斜面，连接孔6设置在该斜面上。在第一气室5上还设置有单向阀15，单向阀15的开启方向为允许气体进入第一气室5，不允许气体从第一气室5通过其逸出。散热器10和导热壁12的制作材料均为不锈钢。

在使用过程中，将本发明装配完毕后，向本发明的内杯壁2围成的腔体内倒入高温的热饮料或热水。此时内杯壁3温度迅速上升，感温腔4内气体温度随之上升。由于气体的热膨胀率远远大于固体的热膨胀率，感温腔4内封闭的气体受热膨胀后气压增大，通过连接孔6进入第一气室5中。第一气室5中气压增大并超过大气压，在滑动气密装置7两侧产生压力差，滑动气密装置7向上移动，并通过固定器8带动散热器10向上移动。此时散热器10的内表面与导热壁12外表面接触面积增大，热传导速率很快。从导热壁12传导的热量通过散热器10散入外杯壁2与内杯壁3之间形成的杯内空间容纳的空气中，并进而散入外界环境。可以在滑动腔9中第二气室的适当位置设置阻挡装置，防止滑动气密装置7从滑动腔9中脱出。滑动腔9的横截面为带有内凸槽14的圆形，内凸槽14数量为三个，分布方式为相互成圆心角120度的方式均匀分布，强制滑动气密装置7产生直线位移，防止其因横截面受力不均匀而卡住。

当高温的热饮料温度降低时，感温腔4内封闭气体的温度随之降低，因而压力也随之降低。此时由于连接孔6的连通作用，第一气室5内气压随之下降。由于外界大气压的作用，滑动气密装置7向下移动，通过固定器8带动散热器10向下移动。散热器10的内表面与导热壁12外表面接触面积减小，减缓了热量逸散速度。在饮料温度适当时，散热器10与导热壁12脱离接触，通过导热壁12逸散的热量不多，保温壁11延缓了杯内饮料的冷却速度。饮料能够在高于室温的、适合饮用的温度维持较长时间。

当本发明由于使用过久、感温腔4及第一气室5内气体逐渐漏气而损失过多时，杯内液体温度下降至室温，此时感温腔4及第一气室5内气压低于大气压。因为第一气室5底部一侧内壁为向滑动腔9内部倾斜的斜面，连接孔6设置在该斜面上，所以不会将滑动气密装置7吸至第一气室底部，从侧面堵塞连接孔6造成漏气或本发明无法使用。在外界大气压的作用下，单向阀15打开，使外界空气进入感温腔4，补充了损失的空气而保证本发明效果不至于降低。

Claims (7)

1.自动晾水杯，具有杯底、外杯壁(2)和套叠在外杯壁(2)中的内杯壁(3)，外杯壁(2)与内杯壁(3)通过杯口相连接；外杯壁(2)与内杯壁(3)之间形成杯内空间并与外界大气相通，其特征在于，内杯壁(3)底部通过支撑柱(1)支撑在杯底上；内杯壁(3)由隔热材料制成的保温壁(11)和由导热材料制成的导热壁(12)构成，保温壁(11)位于导热壁(12)上方；在内杯壁(3)内设置有感温腔(4)和滑动腔(9)；在滑动腔(9)中设置有滑动气密装置(7)，滑动气密装置(7)将滑动腔(9)分隔为密闭的第一气室(5)及与大气相通的第二气室两部分，滑动气密装置(7)可以沿滑动腔(9)内壁上下滑动；感温腔(4)为封闭有空气的密闭结构，并通过连接孔(6)与第一气室(5)相通；在滑动气密装置(7)上设置有固定器(8)，固定器(8)将散热器(10)与滑动气密装置(7)固定连接；散热器(10)为导热材料制成的桶状物，与导热壁(12)接触并可沿导热壁(12)上下滑动。

2.如权利要求1所述的自动晾水杯，其特征在于，所述的滑动气密装置(7)为气密性活塞。

3.如权利要求2所述的自动晾水杯，其特征在于，所述的滑动腔(9)的横截面为带有一个以上内凸槽(14)的圆形或椭圆形。

4.如权利要求3所述的自动晾水杯，其特征在于，所述的内凸槽(14)数量为三个，分布方式为相互成圆心角120度的方式均匀分布。

5.如权利要求1至4任何一项所述的自动晾水杯，其特征在于，所述的第一气室(5)底部一侧内壁为向滑动腔(9)内部倾斜的斜面，连接孔(6)设置在该斜面上。

6.如权利要求5所述的自动晾水杯，其特征在于，在第一气室(5)上还设置有单向阀(15)，单向阀(15)的开启方向为允许气体进入第一气室(5)。

7.如权利要求6所述的自动晾水杯，其特征在于，所述散热器(10)和导热壁(12)的制作材料均为不锈钢。