一种具有保温和快速冷却功能的两用桶制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有保温和快速冷却功能的两用桶，它包括保温桶身和保温桶盖，桶盖上至少设有一个文丘里射流器，文丘里射流器与桶腔相通；在每个文丘里射流器入口设有电动风机；在文丘里射流器入口和出口均设有可拆卸式滤罩。本实用新型专利技术可以保温制冷两用；当制冷时，抛开传统制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大件或热电偶系统组成的固有结构，仅利用气流高速运动形成的负压加速水的蒸发来实现降温目的，大大简化了制冷的设备组成，整套装置原理简单，造价较低，方便实用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有保温和快速冷却功能的两用桶
本技术涉及一种具有保温和快速冷却功能的两用桶。该桶可对热水、熟食等装入其中的物品进行保温(减缓其降温速度)和快速冷却(加快其降温速度或使其温度降到室温以下)。
技术介绍
日常生活中，我们通常需要对食物进行保温。但有时为了节省时间、防止烫伤等目的，我们也需要对食物进行快速冷却。现有技术中对食物的保温，通常采用保温桶。市场上一般的保温桶具有以下结构和特点：桶有三层结构，内外两层由铝或不锈钢加工而成，中间夹着一层保温材料(一般为聚氨酯发泡材料)；桶的上部加有同样结构，密闭性较好的桶盖。这样的保温桶结构简单，具有明显的保温效果，被人们广泛使用，但是不具备快速冷却的功能。而目前能够进行冷却的容器，一般采用传统的“制冷四大件”或是利用热电制冷的原理进行制冷，其缺点在于设备复杂，造价较高。因此，至今为止市场上没有兼具保温和快速冷却作用的两用容器。
技术实现思路
为了同时克服现有保温桶不具备快速冷却的功能，以及现有冷却容器结构复杂，造价较高技术缺陷，本技术提供一种具有保温和快速冷却功能的两用桶。为达到上述目的，本技术通过对传统保温桶的桶盖加装文丘里管射流器及小型风机，利用高速气流制得桶内负压，从而加快桶内水分蒸发，起到降温效果。具体结构是：一种具有保温和快速冷却功能的两用桶，它包括保温桶身和保温桶盖，其特征在于，桶盖上至少设有一个文丘里射流器，文丘里射流器与桶腔相通；在每个文丘里射流器入口设有电动风机；在文丘里射流器入口和出口均设有可拆卸式滤罩；为了提高文丘里射流器与桶盖间的气密性，所述的文丘里射流器通过螺纹旋在桶盖上。为了便于冷藏食物、药品等，在桶腔内设有一个导热隔板，导热隔板将桶腔分为上下两个腔体，上腔体作为制冷腔，下腔体作为冷藏腔，在冷藏腔对应的桶身上开有开启门。开动风机后，上部利用水作为工质进行制冷。下部形成温度较低的冷藏腔。也可将此模型扩大——冷藏腔相当于车舱，制得的冷水以低温辐射的形式向车内制冷。本技术的优点是：(1)本技术可以保温制冷两用。(2)当制冷时，抛开传统制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大件或热电偶系统组成的固有结构，仅利用气流高速运动形成的负压加速水的蒸发来实现降温目的，大大简化了制冷的设备组成，整套装置原理简单，造价较低，方便实用。附图说明图1是本技术的结构示意图，图中以设一个文丘里射流器为例；图2是本技术加有隔板的结构示意图；图3是本技术的制冷原理示意图，图中以桶内加有热水为例；图4是利用本技术验证制冷效果的水温变化拟合曲线。图中：1-桶身，2-桶盖，3-文丘里射流器，4-电动风机，5-滤罩，6-冷藏腔，7-开启门，8-制冷腔，9-导热隔板。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的技术方案。图1是设有一个文丘里射流器的保温桶，从图1中可以看出：它的桶体是由双层桶身1和桶盖2通过螺纹旋在一起形成的，桶盖中心设有螺纹孔，文丘里射流器3的喉部支管旋在桶盖螺纹孔上；在文丘里射流器3入口设有电动风机4；在文丘里射流器3入口和出口均设有可拆卸式的滤罩5。图2是桶身1内设有导热隔板9的实施例，从图中可以看出：导热隔板9将桶身1的内腔隔成上下两个腔体，上腔体作为制冷腔8，下腔体作为冷藏腔6，在冷藏腔6对应的桶身1上开有开启门7。开动风机后，上部制冷腔8利用水作为工质进行制冷。下部形成温度较低的冷藏腔6。也可将此模型扩大——冷藏腔相当于车舱，制得的冷水以低温辐射的形式向车内制冷。实施例中的桶盖1和桶身2均使用绝热承压材料制得(如不锈钢+聚氨酯发泡)，桶身与桶盖间应保证较好的气密性。下面结合使用方法和图3说明本技术的保温和快速制冷原理。当需要保温的时候，关闭电动风机4，此时该桶相当于一个普通的保温桶，可减缓桶内物品温度下降，起到保温效果。当需要快速制冷的时候，开动电动风机4，外界气流流向文丘里射流器；根据流体力学伯努利方程，通过文丘里射流器喉部时，因截面变窄，从而流速加快，压强变小。这时桶内的气体(水蒸气)会被吸引，并从此排出。随着桶内气体的排出，水面上部的压强逐渐减小，水表面饱和空气层与水面上部的压强差逐渐增大，从而水的蒸发速率加快。由于桶身绝热，水蒸发时吸收的热量几乎全部来自自身。水的汽化潜热约为2500KJ/kg，数值较大，因此只需蒸发少量的水，便可使水的温度有明显下降。实验证明，该装置不仅可以加快水的冷却，而且可以使常温的水冷却到室温以下。下面利用试验进一步验证本技术的制冷效果。实验装置：钢制保温桶(50L，近似相当于绝热容器)，文丘里管射流器(进口直径4寸)，小型吹风机、电子温度计，电子风速仪，秒表等。实验方案:在钢制保温桶里盛装350ml的水，并保证容器密闭。利用小型吹风机在文丘里管入口处吹风。每隔一定时间后测量降温效果，探索温降规律，得到实验数据如表一。表1实验数据室温：23℃(说明：实验2为每间隔10分钟，打开容器，测量水温。实验3为间隔20分钟打开容器，测量水温。实验5为相同初始水温，水量下的自然冷却过程。风速为文丘里管射流器出口风速)将实验1、2的数据拟合如下(见图4)，发现水温近似呈现指数形式下降。开始时降温却快，后期降温慢。这是因为水温较低时对应的饱和水蒸气分压力较小。两组数据所在曲线基本重合。对比实验1、4，发现水的初温越高，水温下降幅度越大。但最终水温都稳定在15℃附近。这一温度与环境温度及容器的保温效果有关，因为实验装置不能达到绝对绝热，当水温低于室温一定值后，便会从外界吸热。对比实验4、5，发现自然冷却速度较慢，且自然冷却最终温度只能达到室温附近。而使用该装置，可明显加快冷却速度，且30min后水温可低于室温7℃左右。对比实验1、6，发现风速为5.45m/s比风速为17.5m/s的情况，水温下降更快。综合以上实验及分析，证明本技术具有一定的制冷降温效果，并得到如下结论：制冷降温的效果主要受初始水温，文丘里管里的气体流速，降温时间等众多因素影响。初始水温越高，降温效果越明显；文丘里管气流速度越高，喉部形成的负压越大，容器内部压力越低，则水分蒸发越快；在初始阶段，水的降温速度较快，随着时间推移，降温速度减慢。将实验1、2的数据进行拟合，得到利用该装置制冷时水温的变化趋势近似指数型下降。此外，环境温度和容器的保温效果一定程度上决定了最后水温的稳定值。水分蒸发的速度快慢还应受蒸发面积，容器体积，文丘里管射流器的规格等因素影响。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有保温和快速冷却功能的两用桶，它包括保温桶身和保温桶盖，其特征在于，桶盖上至少设有一个文丘里射流器，文丘里射流器与桶腔相通；在每个文丘里射流器入口设有电动风机；在文丘里射流器入口和出口均设有可拆卸式滤罩。

【技术特征摘要】
1.一种具有保温和快速冷却功能的两用桶，它包括保温桶身和保温桶盖，其特征在于，桶盖上至少设有一个文丘里射流器，文丘里射流器与桶腔相通；在每个文丘里射流器入口设有电动风机；在文丘里射流器入口和出口均设有可拆卸式滤罩。2.如权利要求1所述的具有保温和快速冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：关翔，徐宁，邢帅，乔满意，梁延民，刘长春，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南,41