CN208658567U - 水杯杯盖及水杯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水杯杯盖及水杯，其中水杯杯盖在杯盖的轴向，包括具有用于与杯体连接的连接部的第一端和与该第一端相对的第二端，第一端与第二端被隔离部件所隔离；于第二端设有盖板，该盖板与隔离部件间形成有容腔，并于该容腔内设有：等离子发生器；电路板；电源；依据本实用新型个体相对较小，且净化效果相对较好。

Description

水杯杯盖及水杯

技术领域

本实用新型涉及一种水杯杯盖，以及一种配有该水杯杯盖的水杯。

背景技术

受水污染、空气污染的影响，水源污染是当前不可回避的问题，对于大多数的家庭而言，装净水器使用成本比较高，而公共用水端的净化装置多是过滤式或者膜渗透的净化装置，其对重金属的过滤效果较差。

发明人认为使用等离子技术进行水的净化有其特别之处，目前，公知的各种等离子设备，主要广泛用于废水处理、环保和电子工业等。

等离子技术在水处理方面的应用，其一是液相脉冲等离子体技术，其基本原理是多种氧化反应相互交替进行从而降解有机物的过程。它包括物理作用下有机物的直接降解和化学作用下活性物质对有机物的高级氧化降解，可应用于难处理的工业污染物质及污水的深度处理。该方法利用电子传输过程，能量释放的多样性和放电产生的低温等离子体，作用于酚类物质、有机染料、硝基苯、苯乙酮和氯酚等有机污染物，效果良好。

1996年，M．sato等研究了高压脉冲放电在水中形成的活性物质，检测到流柱放电区域有·H和·OH自由基的存在。M．Sato和J．S．Clements等研究了水中脉冲电晕放电的特性，并对其影响因素进行了分析，考察不同放电形式对苯酚去除的影响，认为火花放电可使苯酚的去除率最高，流柱放电次之，电晕放电苯酚的去除效果最差。

D．M．Willberg与P．S．Lang采用高压脉冲放电技术对水中氯酚、二氯苯胺和TNT进行降解，经过1 min(约200次)的高能放电(每次放电耗能4~7 kJ)，这几种有机物的去除率达到99％。D．R．Grymonpre等提出电晕放电通过活性炭微粒可以诱发表面化学反应，从而使酚的降解率提高一倍。A．A．Joshi等测量了高压脉冲液电反应器中液相羟基自由基、过氧化氢和高能自由电子的形成速率，发现反应速率常数与电场场强有关，羟基自由基和双氧水在有机物降解过程中起主要作用。

水高级氧化技术一自由基反应受到研究者的重视。其作用机理是通过产生·OH自由基，诱发一系列自由基链反应，攻击水体中各种污染物，使之降解为二氧化碳、水和其它矿物盐，它反应迅速而无选择性，具有适用性广、有机物去除率高和无二次污染等特点。

中国幅员辽阔，各地饮用水质参差不齐，随着生活水平的不断提高，人们对饮用水提出了更高的要求，市场上饮用水的种类五花八门，纯净水、矿泉水、富氧水、富氢水等等。众所周知，瓶装水特别是桶装水，在开启之后的24小时内就开始滋生细菌，特别容易被人忽视，等离子净化水技术安全、高效，所以非常有必要将等离子净化水技术引入饮用水领域。

配置在杯子上的净水器不同于其他类型的净水器，其基本要求是个体小，易于维护。如中国专利文献CN104071931A，其所公开的儿童净水杯需要在杯体内安装支架，并基于支架构造循环系统，同时适配于循环系统设置活性炭等用于过滤和吸附的层，例如其活性炭层，用户往往很难确定其是否饱和，也往往没有途径进行更换。并且其杯内安装有不少组件，拆装、清洗困难。并且其净化部分占据杯内空间偏大，影响盛水量。

中国专利文献CN105692808A在其背景技术部分对现有的进水方式进行说明，并提出了基于电化学处理技术的净化水杯，其需要采用隔膜进行辅助，相对而言，个体仍然较大。并且其一个电极需要设置在杯底，电极的防漏电和防腐问题相对突出。

发明内容

本实用新型基于负离子净化原理，提供一种个体相对较小，且净化效果相对较好的水杯杯盖，本实用新型还提供一种配有该水杯杯盖的水杯。

依据本实用新型的实施例，提供一种水杯杯盖，在杯盖的轴向，包括具有用于与杯体连接的连接部的第一端和与该第一端相对的第二端，第一端与第二端被隔离部件所隔离；

于第二端设有盖板，该盖板与隔离部件间形成有容腔，并于该容腔内设有：

等离子发生器，具有用于发射等离子的一对离子针或一对杯盖侧接合电极片；

电路板，适配于所述等离子发生器；

电源，为等离子发生器及电路板提供电能；

若等离子发生器配置有离子针时，于隔离部件上开有过孔，离子针通过密封件被安装在过孔上，并自第二端侧探入到第一端侧；

若等离子发生器配有杯盖侧接合电极片时，该杯盖侧接合电极片被配置在水杯杯盖与杯体接合的部位，并于杯体上对位地设有杯体侧接合电极片，于杯体底部设有电气连接自杯体侧接合电极片的发射头。

上述水杯杯盖，可选地，于过孔第一端侧和/或第二端侧形成有管体，以延长过孔长度。

可选地，隔离部件包括介于杯盖轴向中部的环形底板和自环形底板内孔孔缘向第一端延伸的带底桶部；桶部内空间构造为容腔的一部分；

第二端侧管体位于桶内，且第二端侧管体端面不高于环形底板第二端侧表面；

其中，桶部外壁与杯盖内壁间用于容置水杯杯口连接部。

可选地，带底桶部的第一端侧面设有灯具；

该灯具配置为：

第一结构：灯具为照明灯；

第二结构：灯具为氛围灯；

第三结构：灯具为照明灯和氛围灯；

第四结构：若单独配置氛围灯，且氛围灯中包含白光灯，则该白光灯复用为照明灯。

可选地，灯具为漫射透镜所罩蔽，用于灯具水密封地安装在带底桶部。

可选地，于过孔内设有构成所述密封件的胶塞，相应离子针自第二端侧贯穿胶塞而至第一端侧。

可选地，胶塞在过孔内的构造为：

第一构造：胶塞填满过孔；

第二构造：胶塞始自过孔第二端侧并在过孔的轴向部分的填充过孔，而在第一端侧形成容置腔；

第三构造：胶塞填满过孔，且胶塞的第一端侧具有以过孔轴线为轴线的内凹面，而在第一端侧形成容置腔；

其中，容置腔用于容纳离子针针头。

可选地，相应两离子针间距为13mm。

可选地，在容腔内设有一弓形结构的电池托架，在该电池托架上设有电池卡座；其中弓形结构的半径与容腔半径相同，从而电池托架容置在容腔内且弓形结构的弧与容腔内壁贴合时，容腔留有子容置空间；

电路板和等离子发生器位于子容置空间内，且电路板在等离子发生器的上面；

相应电源配置为可充电电池。

可选地，电池的充电口设置在容腔的电路板所在侧；

充电口配有密封塞。

依据本实用新型的实施例，还提供了一种具有前述水杯杯盖的水杯

依据本实用新型的实施例，利用等离子体技术进行杯内水处理，等离子体使物质的第四态（其他三态是固液气）。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中一种杯盖爆炸结构示意图。

图2为杯盖口侧结构示意图。

图3为杯盖顶侧结构示意图（省略盖板）。

图中：1.盖板，2.密封片，3.电池，4.电路板，5.USB密封塞，6.感应开关片，7.感应开关片，8.电池托架，9.等离子发生器，10.外壳，11.离子针，12.离子针，13.杯盖架，14.灯板，15.漫射透镜，16.内螺纹，17.密封垫。

101.USB插口，102.容腔，103.接口。

131.插扣座，132.胶塞，133.针座。

801.电池卡座，802.插扣座，803.电池定位板。

具体实施方式

等离子体的产生并不复杂，日常生活中，电弧是产生等离子的基本方式之一，诸如日光灯、等离子显示屏、臭氧发生器都是等离子体的典型应用。等离子体有三种，其一是热等离子体，一般由电弧、电火花或者火焰产生，另一是冷等离子体，一般由辉光放电产生，再一是前两种的混合，称为混合等离子体，是由电晕放电产生。其中，用于水处理的等离子体主要是后两种，其中最后一种效果相对较好。

电晕放电在水处理中应用最多的是高压脉冲放电，如图1中所说的电路板6主要用于产生高压脉冲，高压脉冲放电也是最成熟的等离子水处理方式，探入到水里的阴极和阳极基于高压脉冲产生极强的电流在水中以纳秒级向放电通道输入，形成电子雪崩。放电过程中，一方面会产生局部高温（产生等离子体，除臭，杀菌），另一方面则会产生高氧化性物质，例如氢氧根（产生弱碱性）、双氧水、游离氧（氧化杀毒灭菌）等活性粒子，还会产生紫外线和高能电子。其水处理最终产生热、光和波的复合处理。有机物被有效处理后，水的张力变弱，而有利于重金属的沉降。

水杯和水杯杯盖的基本结构普遍是回转体结构，因此其具有确定的轴向，即以回转轴为轴线。对于基于本实用新型构思的水杯杯盖及水杯，针对水杯杯盖与水杯本体间连接方式的不同，可以采用不同的净化装置配置，相对而言，水杯杯盖与水杯本体间采用螺纹连接的应用占比较高，且其密封性能相对较高，具有对净化装置配置更好的适应性。

目前，水杯杯盖与水杯本体间的连接方式主要有两种，其一是螺纹连接，另一是基于扣扣的扣接。水杯杯盖与水杯本体间的连接结构，记水杯杯盖侧的连接结构为第一连接结构，记水杯本体侧的连接结构为第二连接结构。

在杯盖的轴向，水杯杯盖包括具有第一连接结构的第一端和与该第一端相对的第二端，一般水杯杯盖是多参考系结构，其基本结构既是回转体，又是上下结构，那么相应地，第一端显然是下端，第二端显然是上端。

可以理解的是，杯盖可以理解为一种皿型结构，即具有底部，其底部实质是实现第一端与第二端间封接的结构部。

在本实用新型的实施例中，其存在两个封接部位，其一是中部分隔部位，另一是顶部封接部位，其中的中部并非专指正中间，分隔表示将空间分隔为小空间，封接表示封闭截止。

中部分隔部位由所述隔离部件所提供，其将杯盖内的柱形空间分成上下两部分。应当理解，此处的上下并不为绝对的水平面所分隔，而是基于隔离部件本身的轮廓所确定，介于隔离部件某一部分之上的部分为上，相对地，介于隔离部件相同部分之下的部分为下，如图1中所示的杯盖架13，其大致是一个带有凸缘的桶型结构，其上下在凸缘部分和在桶底部分的参考系是基于凸缘和桶底分别界定的。

顶部封接采用可拆的盖板1结构，如图1所示，盖板1可以采用扣接的方式扣在图1所示的接口103上，扣接自身的密封能力相对较差，在盖板1与接口103的接合面上可以设置密封圈，也可以在接口103内设置独立的密封片2，密封片2可以构造为密封盖板，密封盖板也具有扣在接口103上的部分，并使用盖板1压紧实现密封接合力的提供。

盖板1与隔离部件间形成有容腔102，图1中，容腔102被标示在外壳10上，不过外壳10可以不单独设置，而以杯盖架13为主体构造容腔102，并且在设置了外壳10的条件下，将外壳套置在杯盖架13上后，容腔102也是由外壳10和杯盖架13共同确定。

容腔主要用来容置实现等离子发生的功能性部件和源端部件，其中功能性部件主要是等离子发生器9和电路板4，源端部件主要是电源，如图1中所示的电池3。

受杯盖容置能力的限制，所配置的等离子发生器9功率相对较小，同时，可以理解的是，需要被净化的水量一般是150ml~500ml，水量并不大，小功率的等离子发生器9可以满足在给定时间（一般用户可以接受的时间通常在几分钟）内的水净化。

加以对应的，电池3容量也不必太大，在优选的实施例中，采用钴酸锂电池，电池容量400mAh，电池3所适配的体积也相对较小。

关于等离子发生器9，其输出主要采用两种方式，其一是图1中所示的一对离子针11、12，另一是采用电极外引的方式，相应配置可以设置在水杯杯底的发射头，基于水杯杯盖与水杯本体间的连接实现电气连接。

在第一种方式中，需要将水杯倒置，使离子针11和离子针12位于水体内，对于另一种方式，则无需倒置水杯，使用更方便，但第一种方式中电气连接性能更好。

关于电路板4和电源，如图1中所示的电池3，则与等离子发生器9适配即可，在此主要在于杯盖自身机械结构的设计，而不是等离子发生器9的改进，对此不再赘述。

如前所述，在第一种方式中，需要将水杯倒置，以使离子针11和离子针12介入到水体中，为两离子针提供驱动的部分需要隔离水，因此，隔离部件在提供两离子针穿过的结构的同时还需要考虑水密封性。

相应地，在图1中，提供针座133，该针座133位于隔离部件上，即如图1中所示的杯盖架13上，开有杯盖轴向的过孔，用于相应离子针11、12穿过，然后再封死离子针11、12与相应过孔间的间隙，一般采用填料填充或者采用密封件密封，如图中所示胶塞132。

离子针11、12穿过如图1所示的胶塞132后，针头露出在第二端侧，或者说从隔离部件的下表面露出，当水杯倒置时，离子针11、12可以介入到水体内。

于过孔内设置构成所述密封件的胶塞132，利用胶塞132的疏水性和弹性实现密封，相应离子针11、12自第二端侧贯穿胶塞132而至第一端侧。

如前所述，关于过孔与离子针11、12间间隙的填充还可以采用填料，例如填充可固化的密封胶，也可以是注塑填充。

关于胶塞132在过孔内的构造，在一些实施例中，直接采用胶塞132填满过孔，藉此结构可以使例如针座133相对较短。

在一些实施例中，胶塞132始自过孔第二端侧并在过孔的轴向部分的填充过孔，而在第一端侧形成容置腔，为了达到与第一个情况相同的密封能力，所需要的过孔长度相对较长。

在一些实施例中，胶塞132填满过孔，且胶塞132的第一端侧具有以过孔轴线为轴线的内凹面，而在第一端侧形成容置腔，该种结构

其中，容置腔用于容纳离子针针头，避免针头露出而产生危险性。

当等离子发生器9安装在水杯杯盖，而发射头设置在水杯杯体上时，电气连接采用电极片实现，尽管混有电解质的水有一定的导电性，但水毕竟是绝缘体，例如纯净水，其导电率非常低，杯口残留的水不会对导体的传输产生非常明显的影响。

上段所述及的应用适于在水杯杯盖侧设置杯盖侧接合电极片，且该杯盖侧接合电极片被配置在水杯杯盖与杯体接合的部位，并于杯体上对位地设有杯体侧接合电极片，于杯体底部设有电气连接自杯体侧接合电极片的发射头。当水杯杯盖与杯体旋合或者扣合时，相对位的电极片接合产生电气连接。该种结构更适于水杯杯盖与杯体扣合的结构。

过孔轴向长度较小时，开孔难度比较低，但密封可靠性相对较差，因此，可以采用如图1中所示的管状的针座133以延长过孔的轴向长度，针座133可以向上端延伸也可以向下端延伸，还可以向两端延伸，在图1所示的结构属于向上端延伸的方式，该种结构有利于保持杯盖具有相对较好的外形。

杯盖的本体部分大部分是注塑件，例如杯盖架13，基于注塑易于形成如图1中所示的针座133。

在图1所示的结构中，隔离部件是一个上端具有凸缘的带底桶体结构，其中桶底在下，凸缘的既定结构是圆环结构，记为环形底板，如图1中设有插扣座131的部位；桶体结构用于凸缘内孔部分向下延，在使杯盖整体结构相对紧凑的情况下，减小对杯盖的轴向长度。其中，桶内空间构成容腔的一部分。

相应地，为了减少对其他部件安装的干涉，如针座133，被完全容置在桶体的桶内。

图2中可见，由于桶体或者桶部的存在，凸缘或者说圆环结构能够确定出桶体与杯盖架13外壁间的空间可用于水杯杯口的纳入，而不会显著的增加杯盖的轴向长度。

在图2所示的结构中，两离子针11、12在桶底上偏置，桶底留出的中间空间主要用来安装光学器件。对于光学器件为可选部件，在不设置光学器件时，两离子针11、12可以关于杯盖的轴线对称。

关于光学器件，主要是灯具和透镜的配置，其中的透镜可以是半透镜。

关于灯具，其根据需要可以进行以下几种配置：

第一结构：灯具为照明灯，只用于照明，以白光Led为主。

第二结构：灯具为氛围灯，主要用来提供光彩氛围，以彩色Led为主，彩色Led可以选择多种。

第三结构：灯具为照明灯和氛围灯，既用于照明也用于构造氛围。

第四结构：若单独配置氛围灯，且氛围灯中包含白光灯，则该白光灯复用为照明灯。

关于照明灯，并非为了给用户照明，而是在净化时，提供一个相对明亮的杯内空间。

灯具采用Led，结构体相对较小，多灯具包含个多个Led时，将其装配在一个灯板14上。

对于Led，其自身具备一定的防水能力，并且基于对接线部分的封装，在不增加其他部件的情况下，仍然具备一定的防水能力。

在一些实施例中，如图1和2所示，灯板14为漫射透镜15所罩蔽，用于灯具水密封地安装在带底桶部上，漫射透镜有利于光线弥散，不会形成个体显得较小的点光源，作为氛围灯使用时，效果更佳。

关于两离子针11、12，经过试验发现，两离子针11、12间距为13mm时效果最佳。

两离子针11、12间距较小时，伴生的臭氧量比较大，如果间距比较大，则产生等离子的数量偏低。

参见附图1和附图3，在容腔内设有一弓形结构的电池托架8，在该电池托架8上设有电池卡座801；其中弓形结构的半径与容腔半径相同，从而电池托架8容置在容腔内且弓形结构的弧与容腔内壁贴合时，容腔留有子容置空间。

关于弓形，按照几何学的定义，是弦和弧围绕而成的图形，相对而言，与该弓形组配成整圆的另一部分即被空缺，可以用于容置其他部件。

电路板和等离子发生器位于子容置空间内，且电路板在等离子发生器的上面。

关于电源，可以配置为电源电路，而采用外置电源，在一些实施例中，则如前所述采用电池3，电池3的充电口设置在容腔的电路板4所在侧。

相应地，充电口配有密封塞。

在图1所示的结构中，充电口采用USB标准的充电口，相应的密封塞为适配于USB密封塞5形状的密封塞，该密封塞采用橡胶材质，并且一端连接在杯盖上，避免密封塞遗失。

Claims (11)

1.一种水杯杯盖，在杯盖的轴向，包括具有用于与杯体连接的连接部的第一端和与该第一端相对的第二端，其特征在于，第一端与第二端被隔离部件所隔离；

于第二端设有盖板，该盖板与隔离部件间形成有容腔，并于该容腔内设有：

等离子发生器，具有用于发射等离子的一对离子针或一对杯盖侧接合电极片；

电路板，适配于所述等离子发生器；

电源，为等离子发生器及电路板提供电能；

若等离子发生器配置有离子针时，于隔离部件上开有过孔，离子针通过密封件被安装在过孔上，并自第二端侧探入到第一端侧；

若等离子发生器配有杯盖侧接合电极片时，该杯盖侧接合电极片被配置在水杯杯盖与杯体接合的部位，并于杯体上对位地设有杯体侧接合电极片，于杯体底部设有电气连接自杯体侧接合电极片的发射头。

2.根据权利要求1所述的水杯杯盖，其特征在于，于过孔第一端侧和/或第二端侧形成有管体，以延长过孔长度。

3.根据权利要求2所述的水杯杯盖，其特征在于，隔离部件包括介于杯盖轴向中部的环形底板和自环形底板内孔孔缘向第一端延伸的带底桶部；桶部内空间构造为容腔的一部分；

第二端侧管体位于桶内，且第二端侧管体端面不高于环形底板第二端侧表面；

其中，桶部外壁与杯盖内壁间用于容置水杯杯口连接部。

4.根据权利要求3所述的水杯杯盖，其特征在于，带底桶部的第一端侧面设有灯具；

该灯具配置为：

第一结构：灯具为照明灯；

第二结构：灯具为氛围灯；

第三结构：灯具为照明灯和氛围灯；

第四结构：若单独配置氛围灯，且氛围灯中包含白光灯，则该白光灯复用为照明灯。

5.根据权利要求4所述的水杯杯盖，其特征在于，灯具为漫射透镜所罩蔽，用于灯具水密封地安装在带底桶部。

6.根据权利要求1~5任一所述的水杯杯盖，其特征在于，于过孔内设有构成所述密封件的胶塞，相应离子针自第二端侧贯穿胶塞而至第一端侧。

7.根据权利要求6所述的水杯杯盖，其特征在于，胶塞在过孔内的构造为：

第一构造：胶塞填满过孔；

第二构造：胶塞始自过孔第二端侧并在过孔的轴向部分的填充过孔，而在第一端侧形成容置腔；

第三构造：胶塞填满过孔，且胶塞的第一端侧具有以过孔轴线为轴线的内凹面，而在第一端侧形成容置腔；

其中，容置腔用于容纳离子针针头。

8.根据权利要求1所述的水杯杯盖，其特征在于，相应两离子针间距为13mm。

9.根据权利要求1所述的水杯杯盖，其特征在于，在容腔内设有一弓形结构的电池托架，在该电池托架上设有电池卡座；其中弓形结构的半径与容腔半径相同，从而电池托架容置在容腔内且弓形结构的弧与容腔内壁贴合时，容腔留有子容置空间；

电路板和等离子发生器位于子容置空间内，且电路板在等离子发生器的上面；

相应电源配置为可充电电池。

10.根据权利要求9所述的水杯杯盖，其特征在于，电池的充电口设置在容腔的电路板所在侧；

充电口配有密封塞。

11.一种配有如权利要求1~10任一所述的水杯杯盖的水杯。