一种真空保温杯及其使用方法与流程

1.本发明涉及保温杯技术领域，尤其涉及一种真空保温杯。


背景技术：

2.目前市场上的保温杯一般是由陶瓷或不锈钢加上真空层而制成的盛水的容器，其顶部有盖，密封严实，真空绝热层能使装在内部的水等液体延缓散热，以达到保温的目的。
3.但是现有技术中的保温无法控制特定水温，由于真空绝热层能使装在内部的液体延缓散热，其保温性能很好，导致其杯中倒入的开水长时间处于高温状态，起不到能够立刻饮用的效果；此外，较低温度的水倒入保温杯中无法调整至合适的饮用温度。
4.因此，有必要对现有技术中的真空保温杯进行改进，以解决无法控制水温的问题。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提供一种真空保温杯。本发明中真空保温杯保温功能和降温功能结合使用，利用高焓值的相变储能复合材料的固有属性，保证高温水和低温水均能调控至适宜水温，以便满足消费者想快速饮用温水的需求。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种真空保温杯，包括杯盖和杯身，所述杯身包括筒体和杯底座，其特征在于，所述杯盖上设置有环形封水圈；所述筒体和所述杯底座固定连接；
7.所述筒体内部包括：真空保温层、填充层以及内胆层；所述真空保温层用以防止所述筒体内部的热量流失至环境中，所述内胆层为一体成型拉伸结构；所述填充层和所述内胆层之间设置有导热层，所述导热层为若干导热丝，或由所述导热丝形成的导热丝网，或导热片；
8.所述填充层中填充有高焓值的相变储能复合材料，以实现快速吸热降温及放热保温的功能；所述相变储能复合材料包覆所述内胆层，所述相变储能复合材料是熔点为25℃～50℃；所述相变储能复合材料为相互交联的多层网状结构。
9.本发明一个较佳实施例中，所述相变储能复合材料中含有石蜡、石墨、炭黑或石墨烯中的至少两种。
10.本发明一个较佳实施例中，所述杯盖和所述杯身均采用不锈钢材料。
11.本发明一个较佳实施例中，所述多层网状结构的制备方法，包括：将多元醇类、纳米金属颗粒、交联剂与相变储能复合材料混合，使得多元醇类和纳米金属颗粒在相变储能复合材料外形成富集，并置于一定温度下，由多元醇类和交联剂产生的网络结构将相变储能复合材料包覆。
12.本发明一个较佳实施例中，多元醇类、纳米金属颗粒、交联剂与相变储能复合材料的质量比为：1：1-5：0.1-1.0：3-10。
13.本发明一个较佳实施例中，所述纳米金属颗粒为铜、铝、银或镍中的一种或多种。
14.本发明一个较佳实施例中，所述相变储能复合材料的包覆率为90％～100％。
15.本发明一个较佳实施例中，所述杯底座设置有硅胶底垫。
16.本发明一个较佳实施例中，所述筒体上设置有外螺纹，所述杯盖设置有内螺纹，所述筒体和所述杯盖螺纹连接。
17.基于上述所述的一种真空保温杯的使用方法，其特征在于：
18.将温度大于60℃的水倒入筒体内，填充层内部的相变储能复合材料由固态变为液态，并吸收高温水的热量，实现水温降低，且温度维持在40℃～60℃；
19.将温度低于40℃的水倒入筒体内，填充层内部的相变储能复合材料由液态变为固态，并放出热量，实现水温升高，且温度维持在40℃～60℃。
20.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
21.(1)本发明提供了一种真空保温杯，该保温杯保温功能和降温功能结合使用，利用高焓值的相变储能复合材料的固有属性，保证高温水和低温水均能调控至适宜水温，以便满足消费者想快速饮用温水的需求。
22.(2)本发明通过多元醇类和交联剂产生的网络结构将相变储能复合材料包覆，以形成稳定的多层网状结构，从而形成形状稳定相变材料的相变焓值，提高了保温杯相变循环使用次数。
23.(3)本发明在填充层和内胆层增设导热层，导热层利用导热丝或导热丝网或导热片增强填充层中相变储能复合材料的相变性能，使得内胆层中的水温能够更加快速调节至合适温度。
24.(4)本发明通过在相变储能复合材料中增加纳米金属颗粒，提高了相变储能复合材料的导热系数，提高相变储能复合材料的换热效率。
25.(5)本发明的保温杯的筒体和杯盖通过螺纹连接，且杯盖设置有环形硅胶封水圈，使密封更加严实，有效减少热传导，从而减少杯内液体的散热。
26.(6)本发明的保温杯通过在填充层外设置真空保温层，使填充层和内胆层隔绝了外部环境的空气，有效减少热交换，有效地使高焓值的相变储能复合材料和杯内液体达到保温的效果。
27.(7)本发明的保温杯优选使用高导热石蜡/石墨相变复合材料，兼具石墨材料优异的导热性能，又具有相变储能复合材料较高的储热、放热能力，从而可大大提高储能体系的换热效率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
29.图1是本发明的优选实施例的一种真空保温杯的结构示意图；
30.图中：1、真空保温杯；2、杯盖；3、封水圈；4、杯身；5、真空保温层；6、填充层；7、导热层；8、内胆层；9、硅胶底垫。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
33.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.如图1所示，示出了本发明中一种真空保温杯1的结构示意图。该保温杯包括杯盖2和杯身4，杯身4包括筒体和杯底座，筒体和杯底座固定连接。
36.筒体内部包括：真空保温层5、填充层6以及内胆层8；真空保温层5用以防止筒体内部的热量流失至环境中，内胆层8为一体成型拉伸结构。本发明的保温杯通过在填充层6外设置真空保温层5，使填充层6和内胆层8隔绝了外部环境的空气，有效减少热交换，有效地使高焓值的相变储能复合材料和杯内液体达到保温的效果。
37.本发明中填充层和内胆层之间设置有导热层7，导热层7为若干导热丝，或由导热丝形成的导热丝网，或导热片，导热层利用导热丝或导热丝网或导热片增强填充层中相变储能复合材料的相变性能，使得内胆层中的水温能够更加快速调节至合适温度。其中，导热丝或导热片为金属材料，包括铁、铜、铝或镍铬合金材料中的一种。
38.填充层6中填充有高焓值的相变储能复合材料，以实现快速吸热降温及放热保温的功能；相变储能复合材料包覆内胆层8，相变储能复合材料是熔点为25℃～50℃。相变储能复合材料为相互交联的多层网状结构。
39.本发明中选择相变储能复合材料熔化潜热高，使其在相变中能贮藏或放出较多的热量；网状结构，循环次数高；合适的相变温度，满足需要控制的特定温度；导热系数大，焓值高，比热容大。
40.其中，相变储能复合材料中含有石蜡、石墨、炭黑或石墨烯中的至少两种。目前所用的固液相变材料为石蜡，其熔点在50～60℃，石蜡具有熔点可调和相变潜热大的优点，但石蜡热导率低。为了提高石蜡的导热性能，本发明中优选使用高导热石蜡/石墨相变复合材料，兼具石墨材料优异的导热性能，又具有相变储能复合材料较高的储热、放热能力，从而可大大提高储能体系的换热效率。
41.本发明中优选使用蠕形鳞状石墨，这种石墨是介于片状石墨形态与球状石墨形态之间状态类型的石墨，其结构松散多孔，表面积扩大，表面能大，且蠕形鳞状石墨之间可自行嵌合，使得其与本发明中多层网状结构包覆后，具有较好的柔软性，回弹性和可塑性，进一步增强相变储能复合材料的循环使用次数。
42.本发明中多层网状结构的制备方法，包括：将多元醇类、纳米金属颗粒、交联剂与相变储能复合材料混合，使得多元醇类和纳米金属颗粒在相变储能复合材料外形成富集，并置于一定温度下，由多元醇类和交联剂产生的网络结构将相变储能复合材料包覆。
43.由上述制备方法制备的多层网状结构中相变储能复合材料的包覆率为90％～100％。通过多元醇类和交联剂产生的网络结构将相变储能复合材料包覆，以形成稳定的多层网状结构，从而形成形状稳定相变材料的相变焓值，提高了保温杯相变循环使用次数。
44.需要说明的是，多元醇类可以是聚乙二醇或季戊四醇。多元醇类、纳米金属颗粒、交联剂与相变储能复合材料的质量比为：1：1-5：0.1-1.0：3-10。
45.本发明通过在相变储能复合材料中增加纳米金属颗粒，提高了相变储能复合材料的导热系数，提高相变储能复合材料的换热效率。其中，纳米金属颗粒为铜、铝、银或镍中的一种或多种。本发明中优选为银，不仅可以满足提高导热性的要求，还能起到抗菌的作用。
46.本发明中杯盖2和杯身4均采用不锈钢材料。杯底座设置有硅胶底垫9。
47.本发明的保温杯的筒体上设置有外螺纹，杯盖2设置有内螺纹，筒体和杯盖2通过螺纹连接，且杯盖2设置有环形硅胶封水圈3，使密封更加严实，有效减少热传导，从而减少杯内液体的散热。
48.基于上述的一种真空保温杯1的使用方法，其特征在于：
49.将温度大于60℃的水倒入筒体内，填充层6内部的相变储能复合材料由固态变为液态，并吸收高温水的热量，实现水温降低，且温度维持在40℃～60℃；将温度低于40℃的水倒入筒体内，填充层6内部的相变储能复合材料由液态变为固态，并放出热量，实现水温升高，且温度维持在40℃～60℃。
50.具体地，将100℃开水倒入保温杯中，2分钟左右能迅速降为55℃的温水，然后将55℃的温水倒出，再加入23℃的常温水，等待3到5分钟，杯中的冷水能升至45℃左右，以便满足消费者想快速饮用温水的需求。
51.以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。