一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶制造技術

本實用新型專利技術公開了一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶，它包括保溫桶身和保溫桶蓋，桶蓋上至少設有一個文丘里射流器，文丘里射流器與桶腔相通；在每個文丘里射流器入口設有電動風機；在文丘里射流器入口和出口均設有可拆卸式濾罩。本實用新型專利技術可以保溫制冷兩用；當制冷時，拋開傳統制冷系統由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器四大件或熱電偶系統組成的固有結構，僅利用氣流高速運動形成的負壓加速水的蒸發來實現降溫目的，大大簡化了制冷的設備組成，整套裝置原理簡單，造價較低，方便實用。

【技術實現步驟摘要】
一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶
本技術涉及一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶。該桶可對熱水、熟食等裝入其中的物品進行保溫(減緩其降溫速度)和快速冷卻(加快其降溫速度或使其溫度降到室溫以下)。
技術介紹
日常生活中，我們通常需要對食物進行保溫。但有時為了節省時間、防止燙傷等目的，我們也需要對食物進行快速冷卻。現有技術中對食物的保溫，通常采用保溫桶。市場上一般的保溫桶具有以下結構和特點：桶有三層結構，內外兩層由鋁或不銹鋼加工而成，中間夾著一層保溫材料(一般為聚氨酯發泡材料)；桶的上部加有同樣結構，密閉性較好的桶蓋。這樣的保溫桶結構簡單，具有明顯的保溫效果，被人們廣泛使用，但是不具備快速冷卻的功能。而目前能夠進行冷卻的容器，一般采用傳統的“制冷四大件”或是利用熱電制冷的原理進行制冷，其缺點在于設備復雜，造價較高。因此，至今為止市場上沒有兼具保溫和快速冷卻作用的兩用容器。
技術實現思路
為了同時克服現有保溫桶不具備快速冷卻的功能，以及現有冷卻容器結構復雜，造價較高技術缺陷，本技術提供一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶。為達到上述目的，本技術通過對傳統保溫桶的桶蓋加裝文丘里管射流器及小型風機，利用高速氣流制得桶內負壓，從而加快桶內水分蒸發，起到降溫效果。具體結構是：一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶，它包括保溫桶身和保溫桶蓋，其特征在于，桶蓋上至少設有一個文丘里射流器，文丘里射流器與桶腔相通；在每個文丘里射流器入口設有電動風機；在文丘里射流器入口和出口均設有可拆卸式濾罩；為了提高文丘里射流器與桶蓋間的氣密性，所述的文丘里射流器通過螺紋旋在桶蓋上。為了便于冷藏食物、藥品等，在桶腔內設有一個導熱隔板，導熱隔板將桶腔分為上下兩個腔體，上腔體作為制冷腔，下腔體作為冷藏腔，在冷藏腔對應的桶身上開有開啟門。開動風機后，上部利用水作為工質進行制冷。下部形成溫度較低的冷藏腔。也可將此模型擴大——冷藏腔相當于車艙，制得的冷水以低溫輻射的形式向車內制冷。本技術的優點是：(1)本技術可以保溫制冷兩用。(2)當制冷時，拋開傳統制冷系統由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器四大件或熱電偶系統組成的固有結構，僅利用氣流高速運動形成的負壓加速水的蒸發來實現降溫目的，大大簡化了制冷的設備組成，整套裝置原理簡單，造價較低，方便實用。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖，圖中以設一個文丘里射流器為例；圖2是本技術加有隔板的結構示意圖；圖3是本技術的制冷原理示意圖，圖中以桶內加有熱水為例；圖4是利用本技術驗證制冷效果的水溫變化擬合曲線。圖中：1-桶身，2-桶蓋，3-文丘里射流器，4-電動風機，5-濾罩，6-冷藏腔，7-開啟門，8-制冷腔，9-導熱隔板。具體實施方式下面結合附圖進一步說明本技術的技術方案。圖1是設有一個文丘里射流器的保溫桶，從圖1中可以看出：它的桶體是由雙層桶身1和桶蓋2通過螺紋旋在一起形成的，桶蓋中心設有螺紋孔，文丘里射流器3的喉部支管旋在桶蓋螺紋孔上；在文丘里射流器3入口設有電動風機4；在文丘里射流器3入口和出口均設有可拆卸式的濾罩5。圖2是桶身1內設有導熱隔板9的實施例，從圖中可以看出：導熱隔板9將桶身1的內腔隔成上下兩個腔體，上腔體作為制冷腔8，下腔體作為冷藏腔6，在冷藏腔6對應的桶身1上開有開啟門7。開動風機后，上部制冷腔8利用水作為工質進行制冷。下部形成溫度較低的冷藏腔6。也可將此模型擴大——冷藏腔相當于車艙，制得的冷水以低溫輻射的形式向車內制冷。實施例中的桶蓋1和桶身2均使用絕熱承壓材料制得(如不銹鋼+聚氨酯發泡)，桶身與桶蓋間應保證較好的氣密性。下面結合使用方法和圖3說明本技術的保溫和快速制冷原理。當需要保溫的時候，關閉電動風機4，此時該桶相當于一個普通的保溫桶，可減緩桶內物品溫度下降，起到保溫效果。當需要快速制冷的時候，開動電動風機4，外界氣流流向文丘里射流器；根據流體力學伯努利方程，通過文丘里射流器喉部時，因截面變窄，從而流速加快，壓強變小。這時桶內的氣體(水蒸氣)會被吸引，并從此排出。隨著桶內氣體的排出，水面上部的壓強逐漸減小，水表面飽和空氣層與水面上部的壓強差逐漸增大，從而水的蒸發速率加快。由于桶身絕熱，水蒸發時吸收的熱量幾乎全部來自自身。水的汽化潛熱約為2500KJ/kg，數值較大，因此只需蒸發少量的水，便可使水的溫度有明顯下降。實驗證明，該裝置不僅可以加快水的冷卻，而且可以使常溫的水冷卻到室溫以下。下面利用試驗進一步驗證本技術的制冷效果。實驗裝置：鋼制保溫桶(50L，近似相當于絕熱容器)，文丘里管射流器(進口直徑4寸)，小型吹風機、電子溫度計，電子風速儀，秒表等。實驗方案:在鋼制保溫桶里盛裝350ml的水，并保證容器密閉。利用小型吹風機在文丘里管入口處吹風。每隔一定時間后測量降溫效果，探索溫降規律，得到實驗數據如表一。表1實驗數據室溫：23℃(說明：實驗2為每間隔10分鐘，打開容器，測量水溫。實驗3為間隔20分鐘打開容器，測量水溫。實驗5為相同初始水溫，水量下的自然冷卻過程。風速為文丘里管射流器出口風速)將實驗1、2的數據擬合如下(見圖4)，發現水溫近似呈現指數形式下降。開始時降溫卻快，后期降溫慢。這是因為水溫較低時對應的飽和水蒸氣分壓力較小。兩組數據所在曲線基本重合。對比實驗1、4，發現水的初溫越高，水溫下降幅度越大。但最終水溫都穩定在15℃附近。這一溫度與環境溫度及容器的保溫效果有關，因為實驗裝置不能達到絕對絕熱，當水溫低于室溫一定值后，便會從外界吸熱。對比實驗4、5，發現自然冷卻速度較慢，且自然冷卻最終溫度只能達到室溫附近。而使用該裝置，可明顯加快冷卻速度，且30min后水溫可低于室溫7℃左右。對比實驗1、6，發現風速為5.45m/s比風速為17.5m/s的情況，水溫下降更快。綜合以上實驗及分析，證明本技術具有一定的制冷降溫效果，并得到如下結論：制冷降溫的效果主要受初始水溫，文丘里管里的氣體流速，降溫時間等眾多因素影響。初始水溫越高，降溫效果越明顯；文丘里管氣流速度越高，喉部形成的負壓越大，容器內部壓力越低，則水分蒸發越快；在初始階段，水的降溫速度較快，隨著時間推移，降溫速度減慢。將實驗1、2的數據進行擬合，得到利用該裝置制冷時水溫的變化趨勢近似指數型下降。此外，環境溫度和容器的保溫效果一定程度上決定了最后水溫的穩定值。水分蒸發的速度快慢還應受蒸發面積，容器體積，文丘里管射流器的規格等因素影響。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶，它包括保溫桶身和保溫桶蓋，其特征在于，桶蓋上至少設有一個文丘里射流器，文丘里射流器與桶腔相通；在每個文丘里射流器入口設有電動風機；在文丘里射流器入口和出口均設有可拆卸式濾罩。

【技術特征摘要】
1.一種具有保溫和快速冷卻功能的兩用桶，它包括保溫桶身和保溫桶蓋，其特征在于，桶蓋上至少設有一個文丘里射流器，文丘里射流器與桶腔相通；在每個文丘里射流器入口設有電動風機；在文丘里射流器入口和出口均設有可拆卸式濾罩。2.如權利要求1所述的具有保溫和快速冷卻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關翔，徐寧，邢帥，喬滿意，梁延民，劉長春，
申請(專利權)人：河南理工大學，
類型：新型
國別省市：河南,41