CN110512314B - 一种棉絮蓬松的方法 - Google Patents

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Abstract

一种棉絮蓬松的方法涉及日常生活用品，特别是床上用品棉絮。一个容器，容器底部放置棉絮，容器的底部连通一根充气管，容器的顶部通过磁铁、铁板盖和密封垫实现容器顶部密封,即铁板盖和容器顶部开口之间有密封垫、铁板盖与容器顶部开口布置的磁铁相互吸引从而挤压密封垫实现密封；铁板盖通过铰链固定在容器的一侧；铁板盖面积大于容器开口端的面积、即铁板盖的边缘凸出于容器顶部开口，2‑3根弹簧等间隔分布在铁板盖的边缘，每根弹簧的一端固定在铁板盖的下方边缘、另一端固定在容器的侧面，通过充气管充气使铁板盖打开。节约成本、提高效率。

Description

一种棉絮蓬松的方法
技术领域
本发明涉及日常生活用品，特别是床上用品棉絮。
背景技术
棉絮长时间使用后，由于挤压、自身重力作用等等原因，棉絮的棉花存在相互靠拢的现象，即棉絮内部的空隙减少，棉絮内部容纳的空气减少后、棉絮的传热向固体的传热方式靠拢，即棉絮的保温效果变差。
人们常有一种感觉，相同重量的新棉絮觉得比同等重量的老棉絮要暖和一些；所以也有部分人在一段时间后将老棉絮翻新，提高棉絮的蓬松程度，达到棉絮热传递变差（睡觉感觉比较暖和）的效果。但是翻新棉絮比较费时、费力，同时花费比较大、大致相当于新棉絮成本的1/3左右。
发明内容
为节约成本，本发明提供一种棉絮蓬松的方法。
本发明实现发明目的采用的技术方案是：一种棉絮蓬松的方法，其特征是：一个容器，容器底部放置棉絮，容器的底部连通一根充气管，容器的顶部通过磁铁、铁板盖和密封垫实现容器顶部密封,即铁板盖和容器顶部开口之间有密封垫、铁板盖与容器顶部开口布置的磁铁相互吸引从而挤压密封垫实现密封；铁板盖通过铰链固定在容器的一侧；铁板盖面积大于容器开口端的面积、即铁板盖的边缘凸出于容器顶部开口，2-3根弹簧等间隔分布在铁板盖的边缘，每根弹簧的一端固定在铁板盖的下方边缘、另一端固定在容器的侧面，通过充气管充气使铁板盖打开，利用棉絮内部高于大气压强的气体溢出产生的推动力量使棉絮蓬松。
磁铁形状与容器开口形状相同，磁铁固定在容器顶部开口端；布置的范围能够确保与铁板盖形成3-6公斤的吸引力。
能够将磁铁更换为过盈配合的凹槽和凸起：容器为圆筒形，底部密封、顶部开口，与圆筒形容器配套的密封盖能够罩在圆筒形容器的顶部；圆筒形容器的外侧有一圈凸起；密封盖内侧有一圈凹槽；密封盖的一圈凹槽嵌入圆筒形容器的一圈凸起中实现密封，凹槽和凸起之间为过盈配合，凹槽和凸起能够使用橡胶材质，密封盖一圈凹槽嵌入圆筒形容器的一圈凸起所需的力量为3-6公斤、相应地密封盖一圈凹槽从圆筒形容器的一圈凸起脱出的力量也为3-6公斤。
本发明的有益效果是：容器上方盖子打开后，棉絮上方的空气迅速平衡到大气压，棉絮内部的空气受到棉絮纤维的阻挡，平衡到大气压的时间稍长一些，大于大气压的气体从棉絮溢出，就类似爆米花一样的原理，促使棉絮纤维向外侧扩展。利用空气压强变化产生的力量作用于棉絮内部的纤维，促进纤维之间的距离变长，达到蓬松的效果；打气和放气时间都比较短，相对来说，打气比放气缓慢，即缓慢打气促进空气均匀分布在容器内部并且压强升高、快速放气促使产生压强差使棉絮内部受力蓬松，建议打气时间在10-60秒，而放气时间基本忽略不计（当容器上方开口打开后，由于开口的面积远远大于充气口的面积，所以棉絮上方大于1个大气压的部分空气逃逸到压强降低到外界大气压的时间忽略不计，受到棉絮纤维的阻挡、棉絮内部空气逃逸的时间与棉絮的蓬松程度有关、相对于棉絮上方的空气的逃逸要慢一些、相对于打气速度也要快得多，即可以通过缓慢打气、促使空气均匀分布在棉絮和容器内部，均匀分布是指打气过程中、容器内部的压强差可以忽略）；成本比较低廉。一般容器放气，我们都能够听到“气鸣声”，气鸣声的消失大多数在1秒以内，即放气大多数都在1秒以内完成，所以打气时间控制在10秒（打气的时间由气泵的速度控制），则放气和打气的速度就相差10倍，即满足缓慢打气、快速放气。同时，由于本装置的力量比较小，在3-6公斤，也能够通过手按住铁板盖的力量来替换磁铁的力量或者替换密封盖的凹槽与圆筒凸起的过盈配合的力量，唯一不足是手的力量大小不便于控制。也可以在本发明装置的基础上，用手按住容器顶部的铁板盖或者密封盖以增加内部的压强，以达到提高一次操作的蓬松效果。
附图说明
图1是长方体容器型装置示意图；图2是圆筒形容器型装置示意图；图3是圆筒形A-A’向纵剖示意图；
其中，1、容器；2、充气管；3、磁铁；4、铁板盖；5、弹簧；6、密封盖；7、凹槽；8、凸起；9、平台；10、铰链。
具体实施方式
一种棉絮蓬松的方法，其特征是：一个容器1，容器1底部放置棉絮，容器1的底部连通一根充气管2，容器1的顶部通过磁铁3、铁板盖4和密封垫实现容器1顶部密封,即铁板盖4和容器1顶部开口之间有密封垫、铁板盖4与容器1顶部开口布置的磁铁3相互吸引从而挤压密封垫实现密封；铁板盖4通过铰链10固定在容器1的一侧；铁板盖4面积大于容器1开口端的面积、即铁板盖4的边缘凸出于容器1顶部开口，2-3根弹簧5等间隔分布在铁板盖4的边缘，每根弹簧5的一端固定在铁板盖4的下方边缘、另一端固定在容器1的侧面，（弹簧的目的在于避免铁板盖被气流冲击脱出撞击其它部分，起限位和缓冲作用）通过充气管2充气使铁板盖4打开。
磁铁3形状与容器开口形状相同，磁铁3固定在容器顶部开口端；布置的范围能够确保与铁板盖4形成3-6公斤的吸引力。
容器1为圆筒形，底部密封、顶部开口，与圆筒形容器配套的密封盖6能够罩在圆筒形容器的顶部；圆筒形容器的外侧有一圈凸起8；密封盖6内侧有一圈凹槽7；密封盖6的一圈凹槽7嵌入圆筒形容器的一圈凸起8中实现密封，凹槽7和凸起8之间为过盈配合，凹槽7和凸起8能够使用橡胶，密封盖6一圈凹槽7嵌入圆筒形容器的一圈凸起8所需的力量为3-6公斤、相应地密封盖6一圈凹槽7从圆筒形容器的一圈凸起8脱出的力量也为3-6公斤。
参数估计：2.0米*2.4米的棉絮折叠成4层，则变成0.5米*0.6米，所以建议长方体容器1的内侧底部为0.6米长、0.5米宽，对于8斤的棉絮（4折）高度大致0.3-0.4米左右，所以容器1的高度建议在0.5米-1.0米，满足大多数棉絮能够容纳的要求，特殊棉絮能够定制容器1的大小。
如果磁场的强度设计为在0.001个大气压差（即容器1内侧1.001个大气压、容器1外侧1个大气压），则容器1开口打开、棉絮上方表面的空气变成一个大气压的时候，棉絮内部的压强存在一个梯度：最底部的压强为1.001大气压、顶部为一个大气压，则棉絮所受的力量为0.5米*0.6米*0.001大气压=50cm*60cm*0.001公斤/cm2=3公斤，该力量存在一个梯度，从棉絮底部3公斤到棉絮顶部为0公斤，该力量使棉絮向上拉伸实现蓬松。力量大，则一次可以实现蓬松，力量小，则可以多次加气实现蓬松。所以磁场的强度设计为在0.001-0.002个大气压差比较合适（3-6公斤的力量）。对于0.002个大气压、力量达到6公斤（大于8斤棉絮的质量）、棉絮作为一个整体可能出现向上运动（随着空气从棉絮快速渗出、在重力作用下会缓慢下移）。
磁铁3形状与容器开口形状相同，磁铁3固定在容器顶部开口端；布置的范围能够确保与铁板盖4形成3-6公斤的吸引力。布置的范围可以是整个容器开口端、也可以是局部，在磁场力确定的情况下，所需要的磁铁3的面积与磁场强度相关，现有技术能够计算磁场力与磁场强度和面积、距离的关系，本发明也能够通过实验确定磁场强度（选择合适的磁性材料）以及磁铁3的面积和密封垫的厚度；为了能够改变磁场大小，也能够通过磁铁3分成多片、改变安装的磁铁3的个数来实现改变磁场的强度；磁铁3片通过密封垫和螺钉固定在容器顶部开口；相应的固定磁铁3的位置为凹槽、不布置磁铁3片的凹槽可以采用长宽高相等的铁片（即与磁铁3相同形状和大小的铁片）固定在凹槽中。
磁铁参数估计：磁场力F=B2S/（2μ0），其中μ0= 4π×10-7H/m；F如果按照6公斤估计，即60N（牛顿）；B按照常见的4000Gs(高斯，即0.4T)；则面积为9.4平方厘米（此处没有考虑磁铁3本身的尺寸，仅考虑表面磁场）,如果布置三边、则长度为0.60+0.60+0.50=1.7米=170cm，因此很容易满足面积的要求。顶部能够做成一个比较宽的边缘（即平台9）、顶部的宽度是指平台9的宽度、平台9布置磁铁3。
在京东网站有磁铁3出售，其中一款的参数为：N35，汝铁硼磁铁，重量5.6克，长15mm宽10mm厚5mm(6片，即9.0平方厘米)、磁场3200Gs，吸力3.4公斤左右。
从计算和实际产品表明是可行的：使磁场力达到3-6公斤。
对气泵速度估计：容器体积0.5米*0.6米*1米=300升，利用理想气体方程：PV=P1V1，压强增加0.002，即体积只需要0.6升；京东“安丹迪（Adandyish）脚踩充气泵充气床垫船枕头泳圈水池打气筒气球充气泵脚泵充气筒，气量1200CC（立方厘米）”，其容器为1.2升（脚踩一下足以达到0.6升的要求），脚踏式打气可以灵活控制打气时间，即脚缓慢踩下直到容器顶部的密封盖或者铁板盖被打开。

Claims (2)

1.一种棉絮蓬松的方法，其特征是：一个容器（1），容器（1）底部放置棉絮，容器（1）的底部连通一根充气管（2），容器（1）的顶部通过磁铁（3）、铁板盖（4）和密封垫实现容器（1）顶部密封,即铁板盖（4）和容器（1）顶部开口之间有密封垫、铁板盖（4）与容器（1）顶部开口布置的磁铁（3）相互吸引从而挤压密封垫实现密封；铁板盖（4）通过铰链（10）固定在容器（1）顶部开口的一侧；铁板盖（4）面积大于容器（1）开口端的面积、即铁板盖（4）的边缘凸出于容器（1）顶部开口，2-3根弹簧（5）等间隔分布在铁板盖（4）的边缘，每根弹簧（5）的一端固定在铁板盖（4）的下方边缘、另一端固定在容器（1）的侧面，通过充气管（2）充气使铁板盖（4）打开，利用棉絮内部高于大气压强的气体溢出产生的推动力量使棉絮蓬松。
2.根据权利要求1所述的一种棉絮蓬松的方法，其特征是：磁铁（3）形状与容器开口形状相同，磁铁（3）固定在容器顶部开口端；布置的范围能够确保与铁板盖（4）形成3-6公斤的吸引力。
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