新型定量出料茶葉盒的設計

摘 要：針對現有茶葉存放器功能單一、茶葉拿取既不方便也不衛生，且茶葉打開后不能很好密封，容易變質的缺點，文章開發了一種新型定量出料茶葉盒，簡述了該茶葉盒的功能及主要技術指標、組成、工作原理和特點，重點說明了茶葉盒的結構特點、關鍵部件的設計思想與設計方法及其實現方法。

關鍵詞：茶葉盒；三層錯位；定量；密封

中圖分類號：TB383 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0054-02

1 概 述

茶葉作為日常物品，常常需要貯存，貯存的方法多為包裝盒類。日常物品貯存常見包裝盒類有：餅干盒、茶葉盒、藥品盒、煙盒、胭脂盒、化妝盒、肥皂盒、洗手液盒、發蠟盒等、玻璃盅、玻璃瓶等[1]。而茶葉貯存盒是居家必備的。 在如今社會，居家待客，沏上一杯香茶，既提神又雅致。

1.1 茶葉的特性

1.1.1 吸濕性

因為茶葉存在著很多親水性的成分，如糖類、多酚類、蛋白質、果膠質等，同時茶葉又是多孔性的組織結構，這就決定了茶葉具有很強的吸濕性。為了防止茶葉水分的增高，必須控制貯存空間的相對濕度。

1.1.2 陳化性

一般紅、綠茶隨保管時間的延長而質量逐漸變差，如色澤灰暗，香氣減低、湯色暗渾，滋味平淡等，通常把這一變化稱為\"陳化\"，它是成分發生變化的一個綜合表現。茶葉之所以會陳化，最重要的原因是氧化作用的結果，首先由于酚類發生變化，其中有的成分由水溶性氧化為不溶性的化合物質，因而造成湯色顯渾暗，滋味變平淡，芳香物質因氧化失去其芳香性，而使茶葉的香氣減低，脂類成分經水解，產生游離脂肪酸，再經氧化并水解，會形成一種“陳味”，這些變化綠茶更為明顯。促使茶葉陳化的因素很多，如含水量增加，濕度的升高，包裝不嚴，長期與空氣接觸或經過日曬等，都會顯著地加速茶葉的陳化。

1.1.3 吸味性

茶葉吸收異味的性能，是由于茶葉中含有棕櫚酸、稀萜類等物質及其組織結構的多孔性所造成的。人們正是根據茶葉這一特征，一方面自覺地利用它來窖制各種花茶，以提高飲用價值，另一方面又要嚴禁茶葉同有異味、有毒性的物品一起存放和裝運，避免使茶葉變味和污染。

1.2 茶葉盒設計的重要性

茶水是中國人非常喜愛的一種日常飲品，在居家生活和商務辦公中會經常使用茶葉[2]。現階段，用于盛裝茶葉的容器多種多樣，通常以筒體、盒體居多，其功能也只是盛裝，用茶時需要人為地將茶葉倒出或用手、勺子直接取茶葉，使用上存在許多不便，茶葉的倒出量通常也難以控制，而且不易二次密封保存，茶葉會容易陳化變質。因此生活中需要一種即方便茶葉密封保存又可以定量取出茶葉的裝置，考慮到社會對飲茶質量的提高及需要，結合純機械測量測試技術，設計出一種既能盛裝茶葉又便于拿取茶葉及能二次密封的茶葉盒是非常有實用價值的。

故在此構思設計出一種新型定量出料茶葉盒，此新型茶葉盒的設計目的在于針對現有茶葉存放器功能單一、茶葉拿取不便的缺點，提供一種方便茶葉的拿取，并可以控制出茶量的可二次密封的茶葉盒。該盒采用了三層錯位連通裝置，機結構簡單，成本低，使用方便，重復性好，攜帶方便，具有優良的可擴展性和較好的應用前景。

2 茶葉盒的功能和技術指標

2.1 茶葉盒的主要功能

①能夠滿足在不同場合、不同茶葉條件下正常使用；

②茶葉裝入方便、可靠，茶葉盒無松緩、卡死等現象；

③每次可以提取定量茶葉；

④方便茶葉密封保存，始終使茶葉處于密閉環境，減緩茶葉陳化變質；

⑤結構簡單，成本低，使用方便，重復性好，攜帶方便；

⑥具有優良的可擴展性和較好的應用前景，為其它家居物品貯存裝置的升級換代預留空間。

2.2 茶葉盒的主要技術指標

①每次取茶葉量（根據不同茶葉類型）：2～10 g；

②密閉時間：3 a；

③綜合精度≤0.1。

3 茶葉盒的組成及工作原理

為了滿足系統的工作條件和性能要求，達到茶葉可以定量取出并能二次密封目的，本文結合純機械測量測試及控制技術，設計出一種既能盛裝茶葉又便于拿取茶葉及能二次密封的茶葉盒。茶葉盒的具體設計方案如下。

3.1 茶葉盒的結構

新型茶葉盒的主要由茶葉盒（筒）體、出料裝置、密封圈、手柄開關四部分組成，如圖1所示，整體裝置三維圖，如圖2所示。參數說明：

①出料裝置中層厚度1.5 cm，直徑5 cm，體積：V1=3.4 cm^3

②筒的總高：H=20 cm

③筒的外直徑：D=12 cm

④小筒的內體積：V2=134 cm^3

⑤每次撥動開關開關旋轉的角度：Ф=90 °

⑥開口距離筒底的距離：h=11 cm

⑦最多能裝入茶葉的體積：V=1 200 cm^3，每次取出茶葉的體積：V1=3.4 cm^3

3.2 茶葉盒的密封

定量出料茶葉盒開啟前出口部分可以采用易拉罐形式密封；側部手柄位置采用密封條嚴格密封；三層錯位裝置采用環形樹脂密封墊圈密封。使用時先撕開密封條，再拉開開口部分，試驗證明茶葉盒在取茶葉的過程中依然保持有良好的二次密封性。

3.3 茶葉的定量取出的原理

出料裝置由三層錯位連通機構，分上、中、下三層，每層上都有形狀相同的孔，中間層有一定的厚度，筒內的茶葉可以通過重力作用進入出口裝置中層的空孔中，此時中、下層的孔是錯開的，通過人為來撥動開關，使中層孔剛好跟下層孔連通，這個時候茶葉就可以通過重力作用掉入杯子中，而此時上、中層孔是錯開的，起到密封的作用，每次出的茶葉量就是中層孔的體積。

為了使開關左右撥動都可以出茶葉，在三層錯位連通機構上開原理相同的兩個孔，這樣每次撥動開關手柄都可以取相同量的茶葉，多撥動手柄，可以滿足泡茶需要茶葉比較多的用戶，使操作既方便又省時。茶葉盒出料裝置簡圖（三維）如圖3所示。

4 試 驗

為驗證本茶葉盒效果，特做了一組試驗。茶葉選取鐵觀音、五峰毛尖、武夷大紅袍三種茶葉分別試驗，試驗條件室溫。試驗結果表明，每次取茶葉量鐵觀音5 g、五峰毛尖4 g、武夷大紅2 g，二次密封時間：從2010年至今，茶葉沒變質。同時，為了茶葉盒結構簡單，成本低，使用方便，重復性好，攜帶方便，茶葉盒設計的整體結構，如圖4所示，主要部分材料使用塑料，模具成型工藝制造。

5 結 語

經驗證，本試驗機可以實現對不同場合、不同茶葉條件下正常使用。

與傳統茶葉盒相比，本茶葉盒具有以下特點：

①每次可以提取定量茶葉；

②方便茶葉密封保存，始終使茶葉處于密閉環境，減緩茶葉陳化變質；

③結構簡單，成本低，使用方便，重復性好，攜帶方便；

④具有優良的可擴展性和較好的應用前景，為其它家居物品（如調料、小藥丸等）貯存裝置的升級換代預留空間。

參考文獻：

[1] 牛加明.佛山城市規劃博物館館藏清末茶葉盒包裝研究[J].包裝工程，2012，（2）.

[2] 陳旭芝.一種新型茶葉盒的設計構思[J].科技咨詢導報，2007，（10）.