CN107788782A - 一种快速冷饮水杯及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速冷饮水杯，这种水杯内装有开水散热降温装置，当杯内倒入开水时，就可以通过本散热降温装置将流入的沸水快速降低到45度以下成为温水供使用者通过饮水吸管吸出饮用，达到不用等待快速饮用温开水的目的。本发明同时提供了一种快速冷饮水杯的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及饮水工具制作应用技术领域，特别是指一种快速冷饮水杯及其制作方法。
背景技术
人们都有这样的体会，生活中口渴急需饮用开水时，从暖水壶或电热水器里烧开的沸水倒入杯中后不能立刻直接饮用，要等一段时间到水温降下以后才能喝到，有口渴心急之时，有人把水杯放在风扇下面吹风降温或放入水盆里加快降温，这些办法也能奏效，但只是缩短了降温时间并且也带来一定的麻烦，并不能起到马上就喝的效果。市场上卖的55度杯，倒入开水后要连续摇晃一分钟以后才能降到55度左右，喝起来还是有些烫嘴，而且不能连续降温。迄今为止，还未在市场上寻找到无须等待，瞬间降低沸水温度至45℃以下马上可以饮用温开水的水杯商品出现。
发明内容
本发明提供了一种快速冷饮水杯，这种水杯内装有开水散热降温装置，当杯内倒入开水时，就可以通过本散热降温装置将流入的沸水快速降低到45度以下成为温水供使用者通过饮水吸管吸出饮用，达到不用等待快速饮用温开水的目的。本发明同时提供了一种快速冷饮水杯的制作方法。
本发明通过以下技术方案实现上述目的，一种快速冷饮水杯，由水杯壳体、盛水内胆、过滤网、输水管、散热装置、饮水吸管、散热风扇、测温元件、控制电路板、触发开关、USB插口、充电插口和电源模块所组成，其特征在于：所述的盛水内胆安装在水杯壳体内中部，所述的过滤网放置在水杯内胆内的下部，所述的输水管上端套接内胆底部出水管口，输水管下端与安装在盛水内胆下面的散热装置入水管口相连接，散热装置下部出水管与垂直安装在水杯壳体内边侧的饮水吸管入水口相连接；所述的散热风扇与散热装置对接固定成为一体化结构，所述的触发开关、USB插口、充电插口和扬声器安装在控制电路板边侧，所述的电源模块安装在水杯壳体的底部。
所述的水杯壳体呈圆形，直径60-100mm，高160-220mm，壳体壁厚0.2-1.5mm，可以是金属壳体，塑料壳体，金属壳体优选材料可以是薄壁不锈钢、铜、铝合金材料，采用冲压模具加工成型后喷塑烤漆拉丝表面处理；塑料壳体使用注塑机在注塑机上面注塑加工生产。
所述的盛水内胆直径58-98mm，高80-160mm，采用304食品级不锈钢冲压成型并进行表面拉丝抛光处理，水容量150-800mI，根据产品具体需要确定；在内胆底部一侧焊接一个直径φ4-6mm，长10-20mm的不锈钢管出水管口，以便于与输水管的入水口相套接。
所述的过滤网采用宽4-5mm,厚度0.2-0.3mm304型不锈钢长条弯成直径60-100mm圆圈，冲出直径相同的60-100目圆形不锈钢丝网，将不锈钢丝网套入不锈钢圆圈内，钢丝网的周边与圆圈多点焊接，制成过滤网。
所述的输水管采用市售安全无毒食品级硅胶材料制作的商品硅胶管截取所需的长度使用，圆形吸管选取直径3-6mm，长度40-10mm。
所述的散热装置采用6-20根长50-100mm内部镀银割槽处理的φ4-6mm微热型紫铜管a和金属散热片b套接叠加制作，金属散热片可以采用铜、铝薄片，片厚0.1-0.3mm，表面冲数个与紫铜管直径数量对应的圆孔穿入紫铜管，套接片数20-40片，组合成散热装置整体，完成微热型紫铜管a和金属散热片b套接叠加工序后，紫铜管的两端焊接安装流水导槽c，流水导槽c周边放置密封圈d，在导槽盖e上面留孔焊接入水管f和出水管g，焊接完毕后把导槽盖e扣合在流水导槽c上面并在两端***固定螺丝h紧固，使微热型紫铜管a的两端依次相互串接形成一条完整流过开水的散热水道，散热装置的尺寸与所需散热功率的大小相对应，散热装置长50-100mm，宽50-100mm，厚20-40mm，紫铜管根数6-20根，散热功率一般在20-100w之间选择，使用微热型紫铜管a可以增加铜管的内表面积，加快热量的向外传递，提高散热装置的散热效率。
所述的散热风扇采用双轴承高速电脑散热风扇，工作电压直流5-12V，功率2-10W，转数2400-6000转，噪音系数不大于38分贝，长宽尺寸40×40——90×90mm，厚10-30mm，散热风扇所使用的数量、功率和尺寸视具体的产品的散热量确定。
所述的饮水吸管可以制作成圆形吸管、扁状吸管，长度100-180mm，圆形吸管直径2-6mm，采用安全无毒食品级硅胶材料制作，垂直安装在水杯壳体内侧表面，底端入水口与散热装置下部出水管相连接，顶端贴付在水杯内胆的外面，高出内胆5-20mm，便于使用者吸出低温饮用水。
所述的控制电路板采用0.6-1.0mm厚度纤维树脂层压敷铜板COB工艺蚀刻加工制作，控制电路板随水杯形状制作成圆形，直径60-100mm，上面安装8位微处理器芯片i(PIC12F508)、语音录放电路l(ISD1820)、电压变换电路n(MT3608)，触发开关、USB插口、充电插口用于水温告警、电量用尽提示、散热风扇的开闭控制和充电电压的变换处理，杯内电池充电与外接手机充电功能；PIC12F508属于高性能RISC CPU8位闪存单片机，该芯片设计采用低功耗的/CMOS技术，工作电压2-5.5V，工作电流低于350μA，待机电流100nA，内设高精度4MC振荡器，外设6个l/O引脚，其中5个具有独立方向控制的l/O引脚，一个仅输入的引脚，其输出端可直接驱动LED进行欠电显示和触发语音录放电路ISD1820，本电路中将PIC12F508输入设定的软件逻辑控制程序后使用一路l/O引脚负责将测温元件的内阻高低变化转换成为直流高低控制电平的输出，当因某种原因造成散热装置出水口温度超过55℃时，触发语音录放电路ISD1820发出超温语音提示告警，避免饮水者吸入热水烫伤，当电源电压不足时，欠电告警电路启动发出语音提示，提醒使用者及时更换电池或给电源模块充电。
所述的触发开关安装在水杯壳体中下部位置，便于操作使用，当杯内倒入热水需要饮用降温时，按下触发按钮，启动降温电路，然后倒入水杯热水，即可随时饮用。
所述的USB插口采用国际统一标准的Micro—USB电源信号连接器插口。
所述的充电插口采用国际统一标准的U8-5P型手机连接器5针扁平插口。
所述的扬声器采用直径15-20mm厚3-5mm，8欧0.5瓦圆形、椭圆型超薄电动式扬声器；
本发明产生的社会效益：本发明提供了一种快速冷饮水杯，这种水杯内装有开水散热降温装置，当杯内倒入开水时，就可以通过本散热降温装置将流入的沸水快速降低到45度以下成为温水供使用者通过饮水吸管吸出饮用，达到不用等待快速饮用温开水的目的。本发明同时提供了一种快速冷饮水杯的制作方法。
参照附图可以对本发明的实施例加以详细的说明。
附图说明
图1是本发明产品的整体结构示意图
图2是本发明产品的散热装置结构分解示意图
图3是本发明产品使用的微热型紫铜管a截面图
图4是本发明产品的工作控制电原理方框示意图
图5是本发明产品的使用过程示意图
图中1水杯壳体 2盛水内胆 3过滤网 4输水管 5散热装置 6饮水吸管 7散热风扇8测温元件 9控制电路板 10触发开关 11USB插口 12充电插口 13电源模块 扬声器14
具体实施方式
从图1中知，本发明产品，一种快速冷饮水杯，由水杯壳体1盛水内胆2过滤网3输水管4散热装置5饮水吸管6散热风扇7测温元件8控制电路板9触发开关10 USB插口11充电插口12电源模块13和扬声器14所组成，其生产加工工艺方法叙述如下：
1)、塑料水杯壳体1制作：将加工好的塑料模具安装在注塑机上并固定牢固，采用PC、PE塑料颗粒原料100度烘干12小时彻底去湿后加入注塑机，按常规操作工艺注塑加工出本发明产品的塑料水杯壳体1；
2)、金属水杯壳体1制作：取厚0.2-0.5mm薄壁不锈钢板，在壳体加工成型机上面采用冲压模具加工成型出金属水杯壳体1，根据客户产品要求对壳体表面进行喷塑、烤漆、抛光、拉丝不同的表面处理；
3)、盛水内胆2的加工制作过程同上述第2条，要求使用304型号食品级低锰不锈钢材料制作，在盛水内胆2加工成型后对胆内表面抛光、拉丝处理，使水杯内壁光洁美观；截取直径φ6mm，长10-20mm的不锈钢管、铜管在内胆底部一侧焊接一个出水管口，以便于与输水管4的入水口相套接。
4)、过滤网3的制作:取厚度0.2-0.3mm304型不锈钢薄板在剪板机上面剪出宽4-5mm不锈钢长条，根据水杯内胆尺寸的具体要求，把长条弯成直径60-100mm圆圈，用冲床冲出直径相同的60-100目圆形不锈钢丝网，将不锈钢丝网套入不锈钢圆圈内，钢丝网的周边与圆圈多点电弧焊接，制成不锈钢过滤网。
5)、散热装置5加工制作:根据具体需要截取6-20根长50-100mm内部镀银割槽处理的φ4-6mm微热型紫铜管a，选取片厚0.1-0.3mm的铜、铝薄片，根据设计要求在冲床上面冲出长50-100mm宽50-100mm，片中带数个φ4-6mm穿管圆孔的金属散热片b，在圆孔中穿入微热型紫铜管a，穿入叠加片数20-40片，组合成散热装置整体；完成微热型紫铜管a和金属散热片b穿入叠加工序后，在紫铜管的两端焊接安装流水导槽c，流水导槽c周边放置密封圈d，在导槽盖e上面留孔焊接入水管f和出水管g，焊接完毕后把导槽盖e扣合在流水导槽c上面并在两端***固定螺丝h紧固，使微热型紫铜管a的两端在流水导槽c内首尾依次相互串接形成一条完整流过开水的散热水道，完成散热装置5整体的加工装配；
6)、输水管4饮水吸管6制作：输水管4饮水吸管6采用市售安全无毒食品级硅胶材料制作的商品硅胶管截取所需的长度使用，圆形吸管选取直径3-6mm，输水管4长度50-100mm,饮水吸管6长度100-180mm。
7)、控制电路板9安装制作：控制电路板9采用0.6-1.0mm厚度纤维树脂层压敷铜板COB工艺蚀刻加工制作，在控制电路板9上面超声波焊接8位微处理器芯片i、语音录放电路l、电压变换电路n及其***电路电子元件、USB11插口和充电插口12，扬声器14安装在控制电路板9的边侧；
8)、整机组装：1、将电源模块13安装在水杯底部并用螺丝加以固定，把控制电路板9安装在电源模块13的上面；2、将散热风扇7与散热装置5用螺丝固定组合在一起成为整体结构；3、按顺序先把盛水内胆2饮水吸管6装入水杯壳体1内，再把输水管4上端套入盛水内胆2下部出水口，输水管4下端套接在散热装置5的入水管f口上面；4、将散热装置5出水管g口与饮水吸管6下端入水口相套接；5、将电源模块13的输出正负电源线焊接在控制电路板9上面的对应焊接点上，将散热风扇7的正负电源线焊接在控制电路板9上面的对应焊接点上，完成杯内电源连接；6、将水杯壳体1套入上述完成装配的各个单元部分并加以螺丝固定，完成本速冷水杯的整体装配工作。
参照图3图4图5，本发明产品的使用方法与工作过程叙述如下:当使用本水杯快速降温饮水时，倒入杯中开水后按下触发开关10按钮，控制电路板9电源接通，8位微处理器芯片i在通过测温元件8探测水温的同时接通散热风扇7电路，风扇高速转动产生风力吹过散热装置散热片b，带走开水流过微热型紫铜管a时传导到散热片b表面的热量，实现给开水快速强制风冷降温，使管内的热水温度从100度迅速下降到45度以下，最低与室温相同，此时饮水者从饮水吸管6内吸到口中的就是温度低于45度的温开水；当饮水者连续吸水时，盛水内胆2里的开水通过输水管4源源不断的流入散热装置5入水管f口，在经过散热装置5内串联的微热型紫铜管a管道内散发热量降低水温后从出水管g口流出，经饮水吸管6吸入饮水者口内，达到快速连续饮用温开水的目的。
当因为散热风扇7停转等故障原因造成散热中止时，安装在散热装置5出水管g口内的测温元件8探测到水温会高于50-55度，此时测温元件8内阻极剧降低，发出故障信息给控制电路板9上面的微处理器i，微处理器i判断超温立刻输出一个触发电平送给语音告警电路l，通过扬声器14发出水温过高不能饮用的语音提示，必免造成使用者烫伤事故的发生；当电源模块13的锂电池电量快要用尽需要充电时，微处理器i判断欠电发出一个触发电平送给语音提示告警电路l，通过扬声器14发出欠电的语音告警提示，催促使用者尽快给杯内电源模块13的电池充电。
充电时，将手机电源线USB插头一端***手机充电器5V2A输出插口，另一端***充电插口12，电源经电压变换电路n变换成12v电压给电源模块13充电；当需要使用水杯电源模块13的充电宝功能给外接手机临时充电时，将手机电源线USB插头一端***水杯的USB插口11，另一端***手机充电插口，电压变换电路n把12v电源电压变换成5v2A的低压输出，提供给手机临时充电，起到了充电宝的应急充电作用。
本发明产品具有创意新颖，实用性强的特点，能够给人们日常及时饮用开水带来很大的方便，具有推广应用的价值。
Claims (10)
1.一种快速冷饮水杯，由水杯壳体(1)盛水内胆(2)过滤网(3)输水管(4)散热装置(5)饮水吸管(6)散热风扇(7)测温元件(8)控制电路板(9)触发开关(10)USB插口(11)充电插口(12)电源模块(13)和扬声器(14)所组成，其特征在于：所述的盛水内胆(2)安装在水杯壳体(1)内中部，所述的过滤网(3)放置在盛水内胆(2)内的下部，所述的输水管(4)上端与盛水内胆(2)底部出水口相套接，输水管(4)下端出水口与安装在盛水内胆(2)下面的散热装置(5)入水管口相连接，散热装置(5)下部出水管与垂直安装在水杯壳体(1)内边侧的饮水吸管(6)入水口相连接；所述的散热风扇(7)与散热装置(5)对接固定成为一体化结构，所述的触发开关(10)、USB插口(11)、充电插口(12)和扬声器(14)安装在控制电路板(9)边侧，所述的电源模块(13)安装在水杯壳体(1)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的水杯壳体(1)呈圆形，直径60-100mm，高160-220mm，壳体壁厚0.2-1.5mm，可以是金属壳体、塑料壳体，金属壳体优选材料可以是薄壁不锈钢、铜、铝合金材料，采用冲压模具加工成型后喷塑烤漆拉丝表面处理；塑料壳体使用注塑机在注塑机上面注塑加工生产。
3.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的盛水内胆(2)直径58-98mm，高80-160mm，采用304食品级不锈钢冲压成型并进行表面拉丝抛光处理，水容量150-800mI，根据产品具体需要确定，在内胆底部一侧焊接一个直径φ6mm长10-20mm的不锈钢管出水管口，以便于与输水管(4)的入水口相套接。
4.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的过滤网(3)采用宽4-5mm,厚度0.2-0.3mm304型不锈钢长条弯成直径60-100mm圆圈，冲出直径相同的60-100目圆形不锈钢丝网，将不锈钢丝网套入不锈钢圆圈内，钢丝网的周边与圆圈多点焊接，制成过滤网(3)。
5.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的散热装置(5)采用6-20根φ4-6mm长50-100mm内部镀银割槽处理的微热型紫铜管a和金属散热片b套接叠加制作，金属散热片可以采用铜、铝薄片，片厚0.1-0.3mm，表面冲数个与紫铜管直径数量对应的圆孔穿入紫铜管，套接片数20-40片，组合成散热装置()整体，完成微热型紫铜管a和金属散热片b套接叠加工序后，紫铜管的两端焊接安装流水导槽c、密封圈d、导槽盖e，在导槽盖e上面留孔焊接入水管f和出水管g，扣合并用螺丝h紧固，使微热型紫铜管a首尾依次相互串接形成一条完整流过开水的散热水道，散热装置()的尺寸与所需散热功率的大小相对应，散热装置长50-100mm，宽50-100mm，厚20-40mm，紫铜管根数6-20根，散热功率在20-100w之间选择。
6.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的散热风扇(7)采用双轴承高速电脑散热风扇，工作电压直流5-12V，功率2-10W，转数2400-6000转，噪音系数不大于38分贝，长宽尺寸40×40——90×90mm，厚10-30mm，散热风扇(7)所使用的数量、功率和尺寸视产品的散热量确定。
7.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的饮水吸管(6)可以制作成圆形吸管、扁状吸管，长度100-180mm，圆形吸管直径2-6mm，采用安全无毒食品级硅胶材料制作，垂直安装在水杯壳体(1)内侧表面，底端入水口与散热装置(5)下部出水管相连接，顶端贴付在水杯盛水内胆(2)的外面，高出盛水内胆(2)5-20mm，便于使用者吸出低温饮用水。
8.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的控制电路板(9)采用0.6-1.0mm厚度纤维树脂层压敷铜板COB工艺蚀刻加工制作，控制电路板(9)随水杯形状制作成圆形，直径60-100mm，上面安装8位微处理器芯片、语音录放电路l、电压变换电路n、触发开关(10)、USB插口(11)、充电插口(12)用于水温告警、电量用尽提示、散热风扇(7)的开闭控制和充电电压的变换处理，杯内电池充电与外接手机充电功能。
9.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其特征在于：所述的触发开关(10)USB插口(11)充电插口(12)安装在水杯壳体(1)中下部，电源模块(13)安装在水杯壳体(1)的底部。
10.根据权利要求1所述的一种快速冷饮水杯，其生产加工工艺流程方法叙述如下:
1)、塑料水杯壳体(1)制作：将加工好的塑料模具安装在注塑机上并固定牢固，采用PC、PE塑料颗粒原料100度烘干12小时彻底去湿后加入注塑机，按常规操作工艺注塑加工出本发明产品的塑料水杯壳体(1)；
2)、金属水杯壳体(1)制作：取厚0.2-0.5mm薄壁不锈钢板，在壳体加工成型机上面采用冲压模具加工成型出金属水杯壳体(1)，根据客户产品要求对壳体表面进行喷塑、烤漆、抛光、拉丝不同的表面处理；
3)、盛水内胆(2)的加工制作过程同上述第2条，要求使用304型号食品级低锰不锈钢材料制作，在盛水内胆(2)加工成型后对胆内表面抛光、拉丝处理，使水杯内壁光洁美观；截取直径φ6mm长10-20mm的不锈钢管、铜管在内胆底部一侧焊接一个出水管口，以便于与输水管(4)的入水口相套接。
4)、过滤网(3)的制作:取厚度0.2-0.3mm304型不锈钢薄板在剪板机上面剪出宽4-5mm不锈钢长条，根据水杯内胆尺寸的具体要求，把长条弯成直径60-100mm圆圈，用冲床冲出直径相同的60-100目圆形不锈钢丝网，将不锈钢丝网套入不锈钢圆圈内，钢丝网的周边与圆圈多点电弧焊接，制成不锈钢过滤网(3)。
5)、散热装置(5)加工制作:根据具体需要截取6-20根长50-100mm内部镀银割槽处理的φ4-6mm微热型紫铜管a，选取片厚0.1-0.3mm的铜、铝薄片，根据设计要求在冲床上面冲出长50-100mm宽50-100mm，片中带数个φ4-6mm穿管圆孔的金属散热片b，在圆孔中穿入微热型紫铜管a，穿入叠加片数20-40片，组合成散热装置整体；完成微热型紫铜管a和金属散热片b穿入叠加工序后，在紫铜管的两端焊接安装流水导槽c，流水导槽c周边放置密封圈d，在导槽盖e上面留孔焊接入水管f和出水管g，焊接完毕后把导槽盖e扣合在流水导槽c上面并在两端***固定螺丝h紧固，使微热型紫铜管a的两端在流水导槽c内首尾依次相互串接形成一条完整流过开水的散热水道，完成散热装置(5)整体的加工装配；
6)、输水管(4)饮水吸管(6)制作：输水管(4)饮水吸管(6)采用市售安全无毒食品级硅胶材料制作的商品硅胶管截取所需的长度使用，圆形吸管选取直径3-6mm，输水管(4)长度50-100mm,饮水吸管(6)长度100-180mm。
7)、控制电路板(9)安装制作：控制电路板(9)采用0.6-1.0mm厚度纤维树脂层压敷铜板COB工艺蚀刻加工制作，在控制电路板(9)上面超声波焊接8位微处理器芯片i、语音录放电路l、电压变换电路n及其***电路电子元件、USB插口(11)和充电插口(12)，扬声器(14)安装在控制电路板(9)的边侧；
8)、整机组装：1、将电源模块(13)安装在水杯壳体(1)底部并用螺丝加以固定，把控制电路板(9)安装在电源模块(13)的上面；2、将散热风扇(7)与散热装置(5)用螺丝固定组合在一起成为整体结构；3、按顺序先把盛水内胆(2)饮水吸管(6)装入水杯壳体(1)内，再把输水管(4)上端套入盛水内胆(2)下部出水口，输水管(4)下端套接在散热装置(5)的入水管f口上面；4、将散热装置(5)出水管g口与饮水吸管(6)下端入水口相套接；5、将电源模块(13)的输出正负电源线焊接在控制电路板(9)上面的对应焊接点上，将散热风扇(7)的正负电源线焊接在控制电路板(9)上面的对应焊接点上，完成杯内电源连接；6、将水杯壳体(1)套入上述完成装配的各个单元部分并加以螺丝滴胶固定，完成本速冷水杯的整体装配工作。
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