熱對流玻璃水球的製作方法

2023-09-23 14:14:40

專利名稱：熱對流玻璃水球的製作方法
技術領域：
實用新型涉及一種裝飾性玻璃水球，尤其涉及一種採用熱力驅動的玻璃水球。
背景技術：
現有的玻璃水球由玻璃球殼和玻璃球下部的膠塞圍成密封空腔，在球殼內腔充滿無菌液體，球殼內腔的裝飾物浸泡在無菌液體中。所述膠塞雖然也能起到很好的密封作用，但如果想要讓球殼內的裝飾亮片產生對流，增加美感和動感，則必須在底部膠塞安裝一個由電機驅動的撥水機構。這種撥水機構需要外接電源，產生噪音，而且容易損壞。流體力學的原理啟示我們，如果讓球殼底部的溫度高於上部的溫度，則球殼內腔的液體必將產生對流翻轉，而且這種熱力驅動的對流比機械強迫對流具有成本低、美觀、耐用等多方面的優越性，但現有的水球膠塞妨礙了這一構思的實現，要使玻璃水球的底部能被加熱，則必須把原來的底部膠塞換成耐熱且傳熱快的剛性材料，同時還必須保證玻璃水球加熱後不致於因溫度升高而造成爆裂。

發明內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種熱對流的裝飾性玻璃水球。
本實用新型採用如下的技術方案設計一種熱對流玻璃水球，它包括在底部開口的玻殼及其氣密的底部封蓋，玻殼內腔充滿無菌液體和浸泡在液體中的裝飾亮片。所述底部封蓋採用傳熱快的剛性材料；所述玻殼置於向上開口的加熱座之上，加熱座內懸置一熱源，該熱源靠近玻殼的底部封蓋但兩者不相接觸，加熱座的側壁設有排氣孔。
熱源通過輻射和對流的方式加熱所述玻殼底部封蓋，玻殼內的無菌液體處於下熱上冷的不穩定狀態，對流被激發，所述玻殼內的裝飾片隨無菌液體上下循環流動。加熱座側壁上的排氣孔排出過剩熱量以保持熱平衡。
由於玻璃水球底部封蓋為傳熱快的剛性件，而且熱源與底部封蓋之間不接觸完全排除了傳導加熱方式，我們就有可能在水球的底部放置一個合適的熱源(約300℃)緩慢加熱水球底部，從而產生一個作用在水球內腔液體的熱驅動力，驅動水球內腔液體上下循環流動。水球升至適當溫度(50～60℃)時達到熱平衡。


圖1為本實用新型熱對流玻璃水球的結構示意圖；圖2為置於懸架4上的玻殼2的分解圖；圖3為所述玻殼2的底部封蓋21與頸部22結構的剖面圖；圖4為加熱座1的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖1所示，本實用新型的熱對流玻璃水球包括在底部開口的玻殼2及其氣密的底部封蓋21，玻殼2內腔充滿無菌液體和浸泡在液體中的裝飾亮片，為增加美感，可在所述底部封蓋21向上固設一浸泡在玻殼2內腔液體中的裝飾物。由於需要對玻璃水球的底部加熱，因此不能使用傳統的膠塞，必須採用傳熱快的剛性材料，如玻璃作為底部封蓋21，玻璃受熱後不會變形，且能把水球底部外表面接收到的熱量迅速傳遞到封裝在玻殼2內腔的液體。所述玻殼2置於向上開口的加熱座1之上，加熱座1內懸置一熱源，該熱源靠近玻殼2的底部封蓋21但兩者不相接觸，加熱座1頂部的側壁周邊上設有若干排氣孔12(圖4)。
熱源與所述玻殼2的底部封蓋21不接觸，因此排除了傳導的加熱方式，熱源只能通過輻射和對流的方式緩慢地加熱底部封蓋21，使得玻殼2內的無菌液體處於下熱上冷的不穩定狀態，對流被激發出來，所述玻殼2內的裝飾片隨無菌液體上下循環流動，大大地提高玻璃水球的裝飾效果。所述熱源和底部封蓋21升溫至適當溫度(50～60℃)時其熱量的吸收與散失達到平衡狀態，從而保持水球內的恆溫。達到熱平衡後，熱源的熱平衡溫度為250℃至320，其最佳溫度為300℃；所述底部封蓋21的熱平衡溫度為50℃-60℃，其最佳溫度為55℃，這樣的溫度保證玻殼2不會爆裂。加熱座1頂部的排氣孔12起散熱作用，可防止熱量不斷積聚在加熱座1內造成溫度過高。
所述熱源可採用絕緣置於加熱座1內懸架4上具有適當功率的電爐絲，電爐絲的導線從加熱座1的側壁引出。
如圖1所示，還可以採用燭光作為所述熱源，即在加熱座1內安裝一懸架4，懸架4上有耐溫玻璃片5以及放置在懸架4底部的蠟燭3。所述懸架4為三腳支架，其支腳42底部張開，向上逐漸收攏，一水平託環41固定在支腳42的頂部，如圖2所示。該託環41具有一定高度，耐溫玻璃片5被固定於託環41底部的三個夾架43夾持在懸架4的上部中央位置，所述玻殼2的底部封蓋21則水平放置在所述水平託環41的頂緣上，其底部比耐溫玻璃片5高出0.5至1.5釐米，最好為1.0釐米。夾架43與耐溫玻璃片5的接觸面之間襯有矽膠隔熱墊6，防止玻璃片5上的熱量傳導至懸架4上。蠟燭3直接加熱耐溫玻璃片5，耐溫玻璃片5通過輻射和對流的方式加熱所述玻殼2的底部封蓋21，而且燭光可以透過玻璃片5和玻璃底部封蓋21照射到玻殼2內，產生更好的裝飾效果和氣氛。
如圖3所示，所述底部封蓋21呈向上開口的圓筒形容器，其側壁內徑從上至下逐漸變小，所述玻殼2的底部向下垂伸一與底部封蓋21內壁緊密配合的上大下小的頸部22，該頸部22上開有環壁凹槽221，密封圈222置於該凹槽221中並有部分露在槽外。密封裝配時，將所述頸部22向下插入底部封蓋21內，露出槽外的密封圈222受底部封蓋21內側壁擠壓，愈往下插其擠壓力愈大，從而形成氣密封屏障，然後在所述頸部22的外壁與底部封蓋21內壁間的空隙用粘合膠填充使玻殼2的頸部22與底部封蓋21牢固地粘合成一體。
如圖3所示，為改善水球底部的熱力學特性，所述的底部封蓋2的底部壁略向上拱。
還可以在所述玻殼1頂部設一抽真空孔12，該孔12用膠塞密封，該密封膠塞能適當調節水球內液體因溫度變化而引起的體積的微小變化，如圖2所示。
權利要求1.一種熱對流玻璃水球，包括在底部開口的玻殼(2)及其氣密的底部封蓋(21)，玻殼(2)內腔充滿無菌液體和浸泡在液體中的裝飾亮片，其特徵在於所述底部封蓋(21)採用傳熱快的剛性材料；所述玻殼(2)置於向上開口的加熱座(1)之上，加熱座(1)內懸置一熱源，該熱源靠近玻殼(2)的底部封蓋(21)但兩者不相接觸，加熱座(1)的側壁設有排氣孔(12)；熱源通過輻射和對流的方式加熱所述玻殼(2)底部封蓋(21)，玻殼(2)內的無菌液體處於下熱上冷的不穩定狀態，對流被激發，所述玻殼(2)內的裝飾片隨無菌液體上下循環流動。
2.根據權利要求1所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述熱源為絕緣置於加熱座(1)內懸架(4)上具有適當功率的電爐絲，電爐絲的導線從加熱座(1)的側壁引出。
3.根據權利要求1所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述熱源為加熱座(1)內安裝在懸架(4)上的耐溫玻璃片(5)以及放置在懸架(4)底部的蠟燭(3)，耐溫玻璃片(5)被夾持在懸架(4)的頂部中央位置，懸架(4)與耐溫玻璃片(5)的接觸面之間襯有隔熱墊(6)，蠟燭(3)直接加熱耐溫玻璃片(5)，耐溫玻璃片(5)通過輻射和對流的方式加熱所述玻殼(2)的底部封蓋(21)。
4.根據權利要求2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述懸架(4)頂部設有一水平託環(41)，該託環(41)的頂部比熱源高0.5至1.5釐米，所述玻殼(2)的底部封蓋(21)水平放置在所述水平託環(41)上。
5.根據權利要求1、2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述底部封蓋(21)呈向上開口的圓筒形容器，其側壁內徑從上至下逐漸變小，所述玻殼(2)的底部向下垂伸一與底部封蓋(21)內壁緊密配合的上大下小的頸部(22)，該頸部(22)上開有環壁凹槽(221)，密封圈(222)置於該凹槽(221)中並有部分露在槽外；所述頸部(22)向下插入底部封蓋(21)內，露出槽外的密封圈(222)受底部封蓋(21)內側壁擠壓形成氣密封屏障，所述頸部(22)的外壁與底部封蓋(21)內壁間的空隙用粘合膠填充。
6.根據權利要求2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述懸架(4)為三腳支架，其支腳(42)底部張開，向上逐漸收攏，託環(41)固定在支腳(42)的頂部。
7.根據權利要求1、2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述底部封蓋(21)的底壁略向上拱。
8.根據權利要求1、2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述底部封蓋(21)向上固設一浸泡在玻殼(2)內腔液體中的裝飾物。
9.根據權利要求1、2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述玻殼(2)頂部設有抽真空孔(23)，該孔(23)用膠塞密封。
10.根據權利要求1、2或3所述的熱對流玻璃水球，其特徵在於所述熱源的熱平衡溫度為250℃至320℃，其最佳溫度為300℃，所述底部封蓋(21)的熱平衡溫度為50℃-60℃，其最佳溫度為55℃。
專利摘要一種熱對流玻璃水球，包括在底部開口的玻殼(2)及其氣密的底部封蓋(21)，玻殼(2)內腔充滿無菌液體和浸泡在液體中的裝飾亮片，所述底部封蓋(21)採用傳熱快的剛性材料；玻殼(2)置於向上開口的加熱座(1)之上，加熱座(1)內懸置一靠近底部封蓋(21)的熱源，但兩者不相接觸，加熱座(1)的側壁設有排氣孔(12)。熱源通過輻射和對流的方式加熱所述玻殼(2)的底部封蓋(21)，玻殼(2)內的無菌液體處於下熱上冷的不穩定狀態，對流被激發，所述玻殼(2)內的裝飾片隨無菌液體上下循環流動。本實用新型的熱對流玻璃水球用熱力學原理使水球內液體上下流動，比利用機械撥水機構使水球內液體上下流動成本更低，更可靠。
文檔編號G09F19/00GK2594908SQ0225020
公開日2003年12月24日 申請日期2002年12月8日 優先權日2002年12月8日
發明者任宗勇, 卓文正 申請人:任宗勇, 卓文正