一种自加热组件及包括自加热组件的瓶子

1.本实用新型涉及自加热技术领域，具体为一种自加热组件及包括可自加热组件的瓶子。


背景技术：

2.瓶装饮品不仅方便饮用也方便携带，是大家出门在外的首选。但是这类饮品的温度一般趋近于环境温度，在寒冷的冬天或者平时身体不适时，喝温度低的饮品会加重人们的寒冷感，甚至引发肠胃不适。尤其在寒冷的环境条件下，人们在饮用饮料时，都希望能喝到热乎乎的饮料或者水，需要携带额外的加热设备，非常地不方便。
3.目前市面上也存在一些给饮品加热的饮料瓶或者有一些自加热的饮料瓶的专利技术，但是经过仔细调研发现他们均具有相应的弊端。
4.例如：中国专利201520701591.5公开了一种自加热双口饮料瓶，采用在瓶体两端设置两个口，一端是饮用口一端是加热口。加热饮品装置的操作过程比较繁琐，用户使用步骤多，且因水包和发热物质反应会产生大量的气体，这些高温气体在密闭的空间内很容易爆炸，给饮用者带来伤害。中国专利201610291663.2公开了一种用于自制冷/自加热的两片罐易拉罐，其为片罐结构，其所设置的自加热装置很容易误将塑料薄膜划破，不小心启动自加热程序。中国专利201920374880.7公开了一种具有自加热装置的饮用瓶，包括具有上瓶体和下瓶体的瓶体和位于瓶体内部的自加热装置，但其自加热装置与其饮用瓶为一体化设置，饮料瓶喝完之后，自加热装置不能回收利用，非常的不环保。
5.归纳来说，它们存在的问题是，自加热装置与饮料瓶为一体化设置，不能单独拆卸，自加热装置不能回收利用，不利于批量化生产和绿色环保；另外自加热反应物质反应发热后，发热部位均在瓶体的底部或者外圆周，很容易给饮用者带来烫伤的风险，最基本的安全性能上均达不到使用的要求。
6.针对上述现有技术中自加热饮料瓶的缺点，本实用新型设计了一种自加热组件以及包括该自加热组件的瓶子。


技术实现要素：

7.针对上述问题，本实用新型提出一种具有自加热组件以及包括该自加热组件的饮料瓶，自加热组件单独制造和装配，可适用于各种瓶体，适合批量化生产。不仅加热操作便捷，而且加热效果好即可以均匀加热到理想的温度，还具有较高的安全系数，保护了饮用者的安全，且加工成本低。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了一种自加热组件，其特征在于：所述自加热组件包括封闭的壳体和反应物组，其中，所述反应物组位于所述壳体内部，所述反应物组包括至少两种分隔设置的反应物质，所述至少两种所述反应物质能够接触产生热量。
9.进一步地，所述反应物组包括至少一种液体反应物，其中所述液体反应物被弹性材料所包裹，优选地所述弹性材料为弹性袋体，例如气球。
10.进一步地，所述液体反应物为水，另一种反应物为生石灰。
11.进一步地，所述自加热组件还包括牵拉装置，所述牵拉装置位于所述壳体内部，所述牵拉装置能够通过外力作用被牵拉，使得至少两种所述反应物质接触。
12.进一步地，所述自加热组件还包括支撑装置，所述支撑装置位于所述壳体内部，所述牵拉装置与所述支撑结构连接，所述牵拉装置能够通过外力作用被牵拉，从而脱离所述支撑结构，使得至少两种所述反应物质接触。
13.进一步地，所述支撑装置为支架，所述支架包括上架体和下架体，所述弹性材料被所述上架体支撑。
14.进一步地，所述牵拉装置包括塞子和绳子，所述塞子包括主体部和牵拉部，所述牵拉部设置有穿孔，所述绳子穿过所述穿孔与所述塞子连接，优选地所述绳子为尼龙材质。
15.进一步地，所述封闭的壳体包括筒体和底盖，所述底盖上设置有通孔，所述绳子能够穿过所述通孔连通外部，被外力牵拉。
16.进一步地，所述筒体和所述底盖均为金属材质，例如铝合金等。
17.进一步地，所述筒体和所述底盖之间设置有密封垫片或者填充有填料，所述筒体、所述底盖、所述密封垫片/所述填料通过压接的方式实现。
18.进一步地，所述底盖与所述绳子之间设置有密封件，所述密封件优选为橡胶密封件。
19.进一步地，所述密封件通过过盈配合的方式安装，使得所述密封件表面与所述底盖可靠的接触。
20.进一步地，所述主体部与所述支架的接口卡接，优选地所述卡接部位为波纹状结构，更优选地是所述牵拉部为圆台结构。
21.一种瓶子，其内腔中设置有如上所述的自加热组件。
22.进一步地，所述自加热组件与所述瓶子通过卷边技术连接，优选的是二重卷边技术，当然根据需求的不同，也可以三重、四重或更多重。
23.进一步地，所述瓶子为饮料瓶或矿泉水瓶，所述饮料瓶或矿泉水瓶为食品级pp塑料或者改性pet塑料，所述饮料瓶或矿泉水瓶通过吹塑加工成型。
24.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
25.1、本实用新型的自加热组件由独立的封闭壳体构成，适合批量化生产，可以与各种形式和结构的瓶体装配，加热操作便捷且加工成本低，扩宽了自加热装置的使用范围。
26.2.本实用新型的自加热组件对现有触发方式进行优化，利用弹力材料制作的弹性袋体结构包覆反应液，可以横放或者倾斜任意角度放置均可实现该反应过程，且不会误操作，可灵活应用于各种场合，适用范围更广泛。改善了现有技术中利用重力使得水与加热介质接触过程中相应的弊端，现有技术中的水流出的速率慢，只能垂直放置极不方便。
27.3.本实用新型的自加热组件置于瓶体的内腔中，增加了反应物质与被加热的饮料或者水的接触面积，能量损失小，利用率相对较高，加热效果好，可以均匀加热到理想的温度，还具有较高的安全系数，保护了饮用者的安全。
28.4、现有技术中的饮料瓶自加热后外表面或者底部温度较高，在激活触发装置后，只能静置放置在桌子上，本实用新型自发热组件在瓶体内腔中发热，不仅能够极大地避免消费者被烫伤的危险，而且能量利用率高。
29.5.本实用新型的牵拉部件为自加热装置触发装置的核心构件，其与支撑部件和弹性袋体进行了简单而牢固的卡接安装。通过预紧力使得塞子发生相应的变形，在接触表面具有相应的摩擦力，进而与支撑部件可靠连接，同时还使得弹性袋体中的液体不发生泄漏，结构巧妙又安全。
附图说明
30.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本实用新型的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。
31.图1：自加热饮料瓶整体结构示意图。
32.图2：自加热组件整体结构示意图。
33.图3：自加热组件局部放大示意图一。
34.图4：自加热组件局部放大示意图二。
35.图5：自加热组件与饮料瓶组装结构的放大示意图
36.图6：支架的结构示意图。
37.图7：塞子的结构示意图。
具体实施方式
38.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
39.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.一种可自加热的饮料瓶，包括加热组件1和饮料瓶2，加热组件1与饮料瓶2通过二重卷边技术实现可靠地组装连接，根据不同的使用需求，可以采用三重、四重或者更多重卷边技术。
41.加热组件1包括由上部封闭的筒体9和底盖10构成封闭的壳体，以及置于壳体内部的气球3、密封件4、塞子5、绳子6、加热剂7和支架8。
42.其中，筒体9和底盖10均为金属材质，具体可为铝合金，能够很好地抵抗反应产生的热量引起的冲击。筒体9采用冲压的方式加工而成，底部具有凸台901，凸台901采用翻边工艺加工而成，增加了法向刚度。底盖10采用冲压的方式加工而成，底盖上具有肋1001，增加了零件整体的刚度，并且尺寸上恰好与凸台901相配合，保证了密封的可靠性。
43.支架8起支撑和分隔反应物质的作用，具体包含上支架801和下支架802。下支架 802具有一定的强度，保证塞子5在绳子6牵拉的过程中，支架不发生大范围屈曲变形。支架8上支架801在高温下能够发生大变形，自动对加热过程中体积膨胀进行补偿，保障结构的安全性。
44.支架8与气球3和塞子5适配安装。气球3承载于支架8的上部，气球3内包裹了液体反应物，例如水。加热剂7具有较高的活性，使得所述自加热组件具有快速的升温速度以及加热效果，例如是生石灰。
45.塞子5包括主体部501和牵拉部502，牵拉部502设置有穿孔503，绳子6穿过穿孔 503与塞子5连接。塞子5采用橡胶材料，主要包含牵拉部501和主体部502，牵拉部501 中具有穿孔503，与绳子相互连接，作为自加热装置触发装置的核心构件。与此同时，密封结构502与支架8具有相应的接口，具体地主体部501与中间盘体的接口卡接，气球3位于支架8的上部，卡入中间盘体的上部卡槽。通过预紧力使得塞子发生相应的变形，在接触表面具有相应的摩擦力，进而与支架8可靠连接，使得气球中水不发生泄漏。
46.牵拉部501采用圆台，具有便于拔模的优点，与此同时，在牵拉塞子过程中，减小生石灰对塞子5的阻力。主体部502与支架8接触区域采用波纹状或者螺纹状，增加密封可靠性。塞子5采用轻量化设计，具有穿孔503，进而在满足密封性的前提下，使得塞子重量减轻，进而使得塞子5具有良好的经济性。
47.底盖10上设置有通孔，绳子6能够穿过通孔连通外部通过外力作用被牵拉，从而使塞子5脱离支架8，使得两种反应物质接触产生热量。
48.绳子6采用尼龙材料，在常温时，绳子6具有良好的强度，保证能够顺利对塞子进行牵拉；绳子6具有优异的耐腐蚀性，保证加热剂7与绳子6相互接触过程中对绳子6影响足够小；绳子6具有一定的表面光洁度，保证绳子6穿过密封塞4过程中依然具有良好的密封性。绳子6具有高温熔断性，在温度超过一定范围后，自动融化，可以作为产品质量的一个判断标准，当消费者在使用过程中能够把绳子完全牵拉出来时，相当于告知消费者该瓶矿泉水在使用前(生产、运输等过程)已经不具备加热的效果，具有一定的质量问题。
49.底盖10与绳子6之间设置有密封件4，密封件4优选为橡胶密封件，更佳地是密封件4通过过盈配合的方式安装，使得密封件4表面与底盖可靠的接触。密封件4采用橡胶材料，利用材料能够具有大变形的特点，通过过盈配合的方式，使得接触表面具有一定的压力，进而使得密封塞表面与底盖可靠的接触，保证密封性。
50.筒体和底盖之间设置有密封垫片或者填充有填料，筒体、所述底盖、密封垫片/密封填料通过压接的方式实现，保证加工效率。压接工艺采用预压力的技术，保证密封可靠性。预压力的技术主要实施步骤为：在筒体9端面作用有大小可控的压力，使得筒体9、底盖10 以及垫片11/密封填料紧密接触；进而采用压接模具，使得底盖10发生相应的变形，进而使得筒体9锁紧在底盖内部。压接模具通过褶皱的方式，增大法向强度，进而可以减小筒体以及底盖的厚度，提高产品的经济性。
51.筒体9采用铝合金材料加工而成，其形状以及外形尺寸在满足加热效果的前提下，与饮料瓶相配合，使得水温升高具有良好的均匀性；筒体9采用多目标优化设计指导各尺寸参数的选择，尺寸参数主要包含筒体底面半径r，高度h，多目标优化设计的目标主要包括加热组件的经济性、饮料瓶的整体加热效果以及加热后温度均匀性三个方面。
52.加热组件的经济性主要包含筒体的成本、底盖的成本以及支架的成本三个方面；饮料瓶的整体加热效果表示为加热完成后，饮料瓶内液体平均水温升高的幅度；加热效果采用加热过程中需要加热剂的体积来进行量化衡量，可以表述为：
53.δt＝ηcv
54.δt为饮料瓶内液体整体温升幅度的大小，v为需要加热剂的体积，η为加热剂的效率，c表示理想情况下，单位体积的加热剂使得饮料瓶内液体升高的幅度。
55.加热后温度均匀性表示为加热完成后，饮料瓶内最高温度与最低温度之间的差值；最高温度、最低温度为加热后饮料瓶内的多个测点测量温度的极值；饮料瓶形状固定时，加热组件的外轮廓尺寸对温度均匀性具有影响，温度均匀性的控制手段包括有改变加热组件的外形尺寸以及改变饮料瓶的外形尺寸两个方面。
56.压力控制方案主要通过加热剂7不产生相应的气体、控制密封塞4与底盖10接触表面的形状、采用负压力组装技术以及控制筒体9内部产热与散热之间的平衡多种手段相结合的方式，保证自加热饮料瓶的安全可靠。加热剂7采用的原材料可以为生石灰，在反应过程中不产生相应的气体，减小加热组件内部压力。
57.负压力组装技术表述为筒体9与底盖10在负压环境下进行组装，是的加热组件内部压力小于大气压，进而减小加热过程中的压力峰值。控制筒体产热与散热的平衡主要表现于筒体内部温度的高低与压力呈现正相关，通过增加加热组件的散热速率来减缓内部压力大小。所述温度与压力的关系，水的沸点与压力大小呈现直接的关系，并且气压越高，沸点越高，外部热源加热作用下，自加热装置吸收能量，进而使得温度以及压力升高，与此同时筒体9作为热源，不断向周围散发热量，随着时间的推移加热组件吸收能量以及散发能量逐渐达到平衡状态。在达到平衡状态后，高压锅内部水吸收热量转换为水蒸气与水蒸气液化过程也处于动态平衡。
58.饮料瓶2采用具有一定耐温性的塑料，包括但不限于食品级pp塑料以及改性pet塑料等，所述饮料瓶2具有良好的耐热性能，通过吹塑加工成型；所述饮料瓶2底部为开口 201，进而通过卷边的方式与加热组件相连接，具有良好密封性的同时具有优异的性价比。饮料瓶2底部的开口201采用切割的方式得到，其切割方式可以采用直接切割、激光切割等。所述饮料瓶直接切割时候，通过相应的模具实现。
59.加热组件可适用于各种包装结构，加热的食品和饮料类型，但不限于加热液体、半固体和固体产品，例如饮料、浓汤、快餐、成品饭、意大利面条、米饭和炖肉等。人们可以在车上、草地上、公园里、树林中、海滩上或在任何地方、时间享受到热饮，具有较大的市场前景。
60.以上所述的具体实施方法，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。