專利名稱：安全多功能壓力鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于壓力鍋(旋合式)，特別是05型壓力鍋(以下簡稱本鍋)的發(fā)明。它是在我國推廣多年的國家(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋的基礎(chǔ)上，根據(jù)廣大消費(fèi)者多年來對壓力鍋提出的23條要求(見附件1)，歷時12年，經(jīng)五遍改進(jìn)而成。
公知，我國(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋是從工業(yè)國引進(jìn)的技術(shù)，煮食物快，煮飯有糯性，省時節(jié)能。但是它的使用要求屬于警示部分多達(dá)16條，并且還存在3條隱患(見附件2)。由于壓力鍋有突出的優(yōu)點(diǎn)，雖然使用要求復(fù)雜，在我國每年仍以五百萬個的銷售增長著。然而終因使用要求多，難免有疏誤，加上一些難防的隱患，遂導(dǎo)至爆炸頻繁(見附件3)。國家主管部門出于對消費(fèi)者的安全，終于在一九九五年底禁止銷售，而要求按新標(biāo)準(zhǔn)(92壓力鍋標(biāo)準(zhǔn))生產(chǎn)，新標(biāo)準(zhǔn)是參考日本(85)壓力鍋標(biāo)準(zhǔn)制定的，有所改進(jìn)，但是使用要求仍有14條，隱患依然存在。
本發(fā)明的任務(wù)是以消費(fèi)者的需求為導(dǎo)向，把安全因素盡量放在設(shè)計(jì)中解決，把警示減少90％以上，完全克服隱患，并提高工作壓力，提高容積利用率，避免鋁污染，避免燉湯有異味，方便保溫，進(jìn)一步省時節(jié)能，避免煮食冒湯，噴湯，方便一鍋多用，改進(jìn)手柄，使之不易損壞而又好用，解決密封膠圈不耐用或造價(jià)太高的問題，實(shí)現(xiàn)配多種爐灶能自動關(guān)火，還為大型壓力鍋的設(shè)計(jì)制造準(zhǔn)備條件，使之能進(jìn)入軍隊(duì)、食堂、火車、輪船等全方位服務(wù)，讓廣大消費(fèi)者都能參加節(jié)能活動，促進(jìn)環(huán)保，豐富飲食文化。
以下結(jié)合附圖描述一個實(shí)施例

圖1 本鍋主視2 本鍋俯視3 本鍋組合閥圖4 本鍋合蓋、開蓋安全裝置圖5 合蓋限位板圖6 限位板仰視7 活塞座仰視8 排氣墊圈仰視9 本鍋下手柄俯視10 本鍋鍋身密封面結(jié)構(gòu)參數(shù)a與鍋徑Φ的比率圖11 本鍋扣合齒數(shù)n與鍋徑Φ的比率圖12 本鍋的內(nèi)鍋鍋身圖13 內(nèi)鍋鍋身俯視14 內(nèi)鍋鍋蓋圖15 內(nèi)鍋鍋蓋仰視16 內(nèi)鍋保溫盒圖17 本鍋壓力關(guān)火啟動器圖18 本鍋旋塞關(guān)火器圖19 本鍋風(fēng)門關(guān)火器圖20 壓力鍋保溫罩圖21 保溫罩俯視1和圖2為本鍋主視圖和俯視圖，特征是鍋蓋上固定有組合閥[8]及活塞式合蓋開蓋安全裝置[9]；對鍋蓋[3]作了安全性的改造，改進(jìn)了上、下手柄及小手柄，改進(jìn)了鍋口的密封參數(shù)a，規(guī)范了鍋身、鍋蓋扣合齒數(shù)n。為了實(shí)現(xiàn)用多種爐灶煮食物能自動關(guān)火，避免鋁污染和進(jìn)一步節(jié)能，有三種配套(1)、壓力關(guān)火啟動器及相應(yīng)的爐灶關(guān)火器；(2)、內(nèi)鍋及內(nèi)鍋保溫盒；(3)、壓力鍋保溫罩。
本鍋有電自動型，其電熱座是采用公開技術(shù)，只是保壓功率降低為最大工作功率的1/4～1/3；本鍋用于普通爐灶要實(shí)現(xiàn)自動關(guān)火，則在組合閥上插裝壓力關(guān)火啟動器[5](圖1)，啟動器有軟軸[4]和相應(yīng)的關(guān)火器相連接。為了避免鋁污染及燉湯有異味，本壓力鍋特裝用內(nèi)鍋，用內(nèi)鍋還可避免煮飯、煮粥冒湯、噴湯，大大減少清洗工作量，還方便一鍋多用，方便保溫。煮帶皮食物可不用內(nèi)鍋。如要進(jìn)一步節(jié)能省時，則配用壓力鍋保溫罩，可在壓力鍋原來節(jié)能省時的基礎(chǔ)上，再節(jié)省燃料和時間20％以上。
圖3為本鍋組合閥，該閥由外閥和內(nèi)閥組成。
外閥具備可靠的防堵、排壓、保險(xiǎn)功能；閥的通徑D是根據(jù)鍋底熱負(fù)荷及蒸煮易堵食物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。外閥由閥體[21]、大彈簧[22]、閥套[25]、火螺帽[29]等組成。閥套的外錐面與閥體通徑D的內(nèi)側(cè)棱邊為氣密性配合，D的大小，在一定范圍隨壓力鍋規(guī)格決定，規(guī)格大則受熱面積大，造氣速度快，達(dá)到工作壓力后，閥的超壓排放量也要與之相適應(yīng)。煮食物超壓所排放的并非純水蒸氣，還夾帶著食物的衣殼、粉末和碎粒，煮的時間越長，氣體夾帶物越多越粘稠，通過閥孔和通道的摩阻力也越大。摩阻力又和射流的速度成正比，達(dá)到某一限度時，摩阻力便以幾何級數(shù)增加，這時內(nèi)壓也相應(yīng)增大，所以排壓孔和通道，既要有足夠的截面積，還要能通過食物衣殼和碎粒，否則會堵死或排放不及而超壓引起爆炸！本閥孔通徑參數(shù)的決定，以煮易堵食物如綠豆(有衣殼)、蓮米(破碎時分成小顆粒)、紅豆、玉米(煮久成粉末狀和糊狀)、海帶(片狀)、紅棗、磨菇(質(zhì)輕浮)等湯類，帶水放滿鍋，用14.6MJ/小時燃?xì)鉅t(相當(dāng)于4000瓦)，工作壓力提高到137KPa(1.4Kgf/cm2)，旺火煮到壓力降到最高工作壓力以下，聞到焦味(簡稱安全性考驗(yàn))，在此全過程，鍋內(nèi)壓力峰值不超過最大工作壓力20％為限，本鍋外閥按此設(shè)計(jì)。本鍋規(guī)格即是鍋的內(nèi)徑，以cm為單位，分特小、小、中、大、特大五個型號，相應(yīng)容量以L為單位。本鍋特小型(16、18cm、2～3L)，D＝15±1(mm)；小型(20、22、24、26cm，4～10L)，D＝20±2(mm)；中型(28、32、36、40cm，13～35L)，D＝30±3(mm)；大型(44、48、52、56cm，45～100L)，D＝40±4(mm)；特大型(60、64、68、72cm，120～200L)，D＝50±5(mm)；規(guī)格再大時按此類推。本鍋規(guī)格可制成任何偶數(shù)或奇數(shù)或不同的深度。本組合閥外閥通道為環(huán)狀，其有效截面積為通徑D截面積的1～1.1倍；大彈簧的排壓強(qiáng)度為140～150KPa；閥頂端有排壓孔[32]3～4～5～6～8～10個，根據(jù)閥的大小配置孔數(shù)，單孔可通過4～5mm大的顆粒物，各孔截面積之和為通徑D截面積的1～1.1倍；排壓孔設(shè)在閥的頂端面，這比設(shè)在側(cè)向安全。閥底端面均布防堵通氣槽[23]4～6道，槽深×寬＝4×4(mm)，防大塊食物遮蓋閥孔。閥體凸緣[20]與閥體緊配而成，以降低制造成本。閥體加膠墊圈[27]，輕擰裝在鍋蓋[3]上，不必?cái)Q緊，方便拆卸，鍋內(nèi)產(chǎn)生氣壓時，閥座受壓會自鎖密封，閥體半沉入鍋蓋內(nèi)，絕不會飛出，克服了現(xiàn)有壓力鍋[包括新投放市場自稱按(92)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的各種牌號壓力鍋]限壓閥都可在工作中飛起造成危險(xiǎn)！內(nèi)閥由柱塞[24](圖3)、示壓桿[28]、中彈簧[30]、盤形彈簧[31]小螺帽[7]、閥套[25]的內(nèi)管等組成。特征是柱塞直徑d是外閥通徑D的0.7倍，但d最大不超過20mm。閥套內(nèi)管與柱塞是氣密性配合，管口以上一小段為喇叭口，柱塞下沉8±2(mm)便可脫離密封位置；內(nèi)管中下段有排壓孔[26]1～2個，孔徑2±0.5(mm)；示壓桿[28]上段有壓力刻度；中彈簧排壓強(qiáng)度為130～137KPa，不工作時是自由體；工作時柱塞受內(nèi)壓提升示壓桿，升至130～137KPa時排壓；小排壓孔之上約10mm處有大排壓孔[33]1個，孔徑6～10mm，根據(jù)閥的大小配置，是預(yù)防用戶誤把重物加壓閥頂，如發(fā)生此種情況柱塞會下沉脫離密封排壓，蒸氣量大時可由大排壓孔排出。柱塞密封面的上下兩端均為凹形，使圓柱和端面的交角＜80°，形成銳角，便于柱塞在內(nèi)管上下移動時刮掉一些積垢；柱塞工作面之下有6～10mm長一段的直徑比柱塞直徑小1～2mm，是用來防備排壓時有較大的顆粒物進(jìn)入內(nèi)管堵塞排壓孔[26]，也方便拆裝時操作，盤形彈簧[31]是用來保持柱塞平時停在密封位置，當(dāng)鍋內(nèi)降溫產(chǎn)生負(fù)壓時，柱塞受外壓可壓縮盤形彈簧下沉，脫離密封位置，消除負(fù)壓。本組合閥人工排壓時把小螺帽[7]往下按，柱塞便脫離密封位置排氣。小螺帽頂部中心凹下2mm，方便排壓操作。但不提倡人工降壓排氣，因?yàn)檎魵庵猩梢环N氯仿，是致癌物質(zhì)，人呼吸之有害。應(yīng)自然降壓或水淋降壓，如用內(nèi)鍋燉煮湯液食物，降壓要緩慢進(jìn)行，以免湯液噴溢。
本組合閥可用于改進(jìn)現(xiàn)有壓力鍋，用于消毒器和其它壓力容器，其中各彈簧的壓力大小可換配。因本組合閥排壓、防堵可靠，本鍋不用裝易熔片保險(xiǎn)閥，避免用戶不按時更換易熔片或出現(xiàn)質(zhì)量問題帶來的隱患，或在工作壓力內(nèi)穿孔引起麻煩，這就是從設(shè)計(jì)上的防范措施。前面第3頁說的“安全性考驗(yàn)”內(nèi)容也是從設(shè)計(jì)上防備使用者中，有時出現(xiàn)現(xiàn)有壓力鍋不允許的使用情況。
壓力鍋鍋蓋高度也和安全因素有關(guān)，六十年代的壓力鍋，鍋蓋本不夠高，所以煮食物規(guī)定只放2/3～3/4鍋深不等，后來的鍋蓋更是越做越矮，有的甚至做成平蓋，另一方面卻叫用戶煮易堵食物莫超過半鍋，有識的消費(fèi)者頗有意見！本鍋鍋蓋上段為撥高截錐形，增加安全高度，內(nèi)空自鍋口以上，高度為鍋口直徑30％。鍋蓋頂端圓徑只滿足裝組合閥需要；鍋蓋內(nèi)腔下半段還裝安全護(hù)板[14]，防止蒸發(fā)脹食物放得太高封死閥孔。
現(xiàn)有壓力鍋長短手柄易損壞，固定螺釘易銹死，難修，鍋蓋手柄安裝座(俗稱鍋耳)易松動，難修復(fù)，使壓力鍋早期報(bào)廢。手柄下方多數(shù)還做成槽形，握起來壓痛手指。小手柄的固定螺釘釘頭外露，捧鍋易燙手指。各手柄都做得很單薄，長手柄為錐形(根大尾小)，斷面四角起棱，不適合抓拿習(xí)慣，手感不舒適。
本鍋上下手柄斷面為扁圓形，中空，俯視為腰形，上手柄根部兩旁伸出臺肩(見圖2)，用帶帽螺母[13]壓臺肩固定，取消鍋蓋上的手柄固定座(鍋耳)，加大手柄安裝孔的跨度一倍以上，鍋蓋兩個安裝手柄的沉頭孔沖壓制成，不削弱孔邊材料，上手柄和上罩[48](圖4)固定在一起，與鍋蓋組裝時，上罩的勾齒勾住鍋蓋上螺母[46]，和鍋蓋下緣兩個固定鍋蓋手柄的沉頭螺釘形成品字形大跨度固定，扳動手柄時固定點(diǎn)的應(yīng)力小，不易松動。小手柄固定螺釘釘頭不外露；所有手柄固定螺釘均用不銹材料(不銹鋼或銅)制造，取代碳鋼鍍防銹層螺釘，這樣造價(jià)不過多1～2元，但是比一個壓力鍋因螺釘銹死擰斷使鍋提前幾年報(bào)廢反而經(jīng)濟(jì)得多。
本鍋容積利用率，如要避免鋁污染，裝用內(nèi)鍋時可達(dá)80％(包括煮易堵食物)，如不裝內(nèi)鍋，煮帶水食物，包括煮易堵食物可達(dá)百分之百，如煮團(tuán)塊狀食物比如米粽，可高出鍋身2cm。燉米粽必需過面水，本鍋用于燉米粽時先加滿鍋身水，然后扣好鍋蓋，把組合閥上的大螺帽[29](圖3)擰下(原來是輕擰配合，易拆)，取下閥套[25]組件，然后從閥孔通徑D向鍋內(nèi)灌水至離閥底約1～2cm，再裝上閥套和大螺帽。如用普通鍋燉米粽，因時間長，比本壓力鍋多1～2倍時間，蒸發(fā)量大，要頻頻加水補(bǔ)充，用本鍋中間不用加水。用現(xiàn)有壓力鍋燉米粽，加水只能滿鍋身，米粽只能放到水面下數(shù)厘米處，鍋蓋矮者，水不許放滿鍋；如鍋身改淺的，工作壓力降低到80KPa的(現(xiàn)有壓力鍋多數(shù)如此)，功能更不如本鍋。
現(xiàn)有(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋，工作壓力1Kgf/cm2，安全壓力1.6～2.4Kgf/cm2，破壞強(qiáng)度≥6Kgf/cm2，要求煮易堵食物不超過半鍋，使用爐火熱強(qiáng)度不許超過2000瓦，限壓閱噴氣后要減火，為的是避免引起堵塞或排壓不及引起爆炸。本鍋在第3頁的“安全性考驗(yàn)”中，就是要能應(yīng)付這些情況而不會爆炸或產(chǎn)生危險(xiǎn)。在多次考驗(yàn)中，內(nèi)壓峰值未達(dá)到(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋安全壓力的下限(1.6Kgf/cm2)，故不需增加比(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋更大的強(qiáng)度，本鍋只是挖掘(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋的潛力而已。
圖4為本鍋合蓋、開蓋安全裝置，由活塞[44]、活塞座[45]、墊圈[43]、盤形彈簧[49]、螺母[46]、上罩[48]、三叉桿[50]、排氣墊圈[47]、限位板[41]、小彈簧[40]、上手柄[10]、下手柄[11](圖9)等件組成，下手柄裝在鍋身，其余裝在鍋蓋[3]上。
合蓋不到位時，裝在鍋蓋上各組件所處位置如圖4，鍋底受熱生成的蒸氣從圖4中的A、B，圖8中的C三處排氣空隙排出(參閱第7、8頁圖7、圖8說明)，再經(jīng)過上罩[48]的兩個排放孔[15](圖2)排出鍋外。
合蓋到位時，三叉桿[50]的足部[12](圖4)進(jìn)入下手柄(圖9)的斜槽[19]，進(jìn)到終點(diǎn)時(合蓋到位時)，固定在上手柄下方的限位板[41](其形狀如圖5、6)的勾頭便被下手柄的缺口[18]阻止，此時三叉桿的足部[12](圖4)即被下手柄的斜槽推向鍋蓋[3]方向，三叉桿的上部即抬高自身行程1/3，盤形彈簧[49]便把活塞[44]提高到密封位置，鍋內(nèi)產(chǎn)生氣壓達(dá)到3～5KPa后，再把活塞升高，活塞桿便把三叉桿上部撐起，三叉桿下段的橫臂再把閂釘[52]壓低，使閂釘足部插進(jìn)下手柄的圓孔[17]中(圖9)，此時三叉桿上段突柱[51]也突出上罩背面孔[16](圖2)之外，標(biāo)志著上下手柄已閂住，此時即使用200N力也開不了蓋。
開蓋，內(nèi)壓降到零時，彈簧[40]便把閂釘撐起，閂釘足部離開下手柄圓孔，三又桿上部也壓低活塞，突柱[51]也縮進(jìn)上罩，顯示可以開蓋。上手柄合蓋到位時，下手柄斜槽對三叉桿足部的推力大于彈簧[40]的撐力，彈簧[40]的撐力大子彈簧[49]的撐力。
安全裝置的上罩[48](圖4)下端面，有垂直罩殼兩側(cè)向外彎的兩片翼板([42]處)，翼板自下而上各有一個沉頭孔，用木牙螺釘裝在上手柄叉口兩側(cè)的底面。上手柄組件和鍋蓋組裝時，上罩的上緣有勾齒，先勾住螺母[46]的特制溝槽內(nèi)(見圖4)，然后再裝上手柄和鍋蓋連接的兩個沉頭螺釘。
前述三處排氣空隙A、B、C(見上頁和圖4、圖8及下面圖7、8的說明)各自的截面積要滿足排氣要求，這一要求以24cm壓力鍋為例，用14.6MJ/小時燃?xì)鉅t，旺火加熱鍋體，合蓋不到位時，對鍋蓋水平截面所產(chǎn)生內(nèi)壓之和，不許超過鍋蓋重量的一倍，能輕易地扳動鍋蓋手柄合蓋到位為準(zhǔn)。這與活塞直徑D1大小有關(guān)，D1大則三處空隙可取大。經(jīng)測試，D1＝鍋徑Φ×1/14可達(dá)到上述目的。如前所述，本鍋規(guī)格共分五個型號，每個型號中，D1與鍋徑Φ之比取Φ最大者，只是特小型和小型鍋D1共用一個尺寸，該兩型號規(guī)格最大的壓力鍋是26cm，所以D1＝26×1/14＝1.857，取整數(shù)并給以負(fù)公差，D1＝19-2(mm)；中型最大規(guī)格為40cm，D1＝40×1/14＝2.857，取D1＝29-3(mm)；大型最大規(guī)格為56cm，D1＝56×1/14＝4，D1＝40-4(mm)； 特大型最大規(guī)格為72cm，D1＝72×1/14＝5.14，取D1＝50-5(mm)。鍋型再大，以此類推。
活塞密封副有兩個密封工作面，一為徑向，一為頂端面；活塞下段直徑較小，并呈腰形，為活塞柄，供清潔活塞副時，一手握活塞柄，把活塞拉出活塞套外，一手執(zhí)棉簽用水清洗，如合蓋不到位，造成噴湯，便應(yīng)清洗；活塞柄軸向中部開一條槽，以便拆卸活塞座時，把工具(可用菜刀尾端部)插進(jìn)活塞座的通氣槽內(nèi)扳動活塞座，活塞座的安裝螺母是鉚在鍋蓋上的。
圖5、6為限位板[41]，裝在上手柄[10]的下方，其中部圓孔對應(yīng)閂釘[52]的足部，限位板右鍘向下彎，是扣鍋蓋時用來限位的，如圖1之[41]，以其下彎部份靠貼下手柄為合蓋到位。
圖7為活塞座[45]仰視圖，活塞座下端有排氣缺口4處，中部通過活塞桿的圓孔比活塞桿大，也是供排氣用，兩處形成排氣空隙A和B(見圖4)。
圖8為排氣墊圈[47]仰視圖，排氣墊圈四角有支撐足朝下，四邊為缺圓，形成排氣空隙C。
圖9為本鍋下手柄[11]俯視圖，前部有曲形斜槽[19]，斜槽之后有通孔[17]，通孔上段有5mm深其直徑為8～10mm，下段直徑為5～6mm，以備鍋內(nèi)已無氣壓，但是閂釘[52]升不起來，可用細(xì)棒從通孔下面推起閂釘，以便開蓋；遇到這種情況要察看活塞是否清潔，或是閂釘粘著在孔內(nèi)，或是彈簧折斷。
日本(85)壓力鍋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合蓋不到位應(yīng)有內(nèi)壓不許超過5KPa的安全裝置。我國(92)標(biāo)準(zhǔn)采用。但是如果內(nèi)壓達(dá)到5KPa時，一口20cm的壓力鍋，鍋蓋水平截面壓力之和達(dá)157N(16Kgf)；一口26cm的壓力鍋，鍋蓋水平截面壓力之和達(dá)265N(27Kgf)。此時，如突然脫蓋(包括人為脫蓋)，鍋蓋會劇烈反彈，鍋內(nèi)如有湯水，會飄潑燙人。所以本鍋把內(nèi)壓進(jìn)一步降低，并且不以單位壓力計(jì)算，因?yàn)殄伾w隨規(guī)格大小而變化。本鍋合蓋不到位時，其安全裝置如前所述，無論鍋型大小，都要保證鍋蓋水平截面內(nèi)壓之和不超過鍋蓋重量的一倍?，F(xiàn)在新投放市場的壓力鍋，合蓋不到位內(nèi)壓≥3KPa，已不易扳動手柄使之合蓋到位，需?；鸾祲骸?br> 圖10為本鍋密封面結(jié)構(gòu)參數(shù)a，是指壓力鍋鍋口端面的最窄密封面垂直于鍋體中心軸的平面徑向?qū)挾取１惧佊行У剡\(yùn)用伯努利方程與閥門有關(guān)密封原理相結(jié)合，這一寬度a與鍋徑Φ的比率是Φ≤30cm時，a＝3％×Φ；Φ＞30cm時，a＝9mm。這樣，與本人已申請專利的“壓力鍋長效自鎖型密封膠圈”(申請?zhí)?4102386.9)配套使用，比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)膠圈同樣用丁腈或天然橡膠配方，使用壽命可達(dá)1千小時以上，同時還消除了有些壓力鍋對密封膠圈所產(chǎn)生的剪應(yīng)力和彎應(yīng)力，造價(jià)并不增加?，F(xiàn)有壓力鍋?zhàn)钚∶芊饷鎍與鍋徑Φ的比率只達(dá)2.3～2.8％Φ，加上標(biāo)準(zhǔn)膠圈密封工作面寬只有4～4.5mm，不得不部份依靠過盈配合密封，但是丁腈或天然橡膠配方的膠圈易永久變形，加上現(xiàn)有壓力鍋密封結(jié)構(gòu)參數(shù)不盡規(guī)范，甚至有些壓力鍋還對膠圈產(chǎn)生剪應(yīng)力和彎應(yīng)力，這就是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)膠圈不耐用和存在爆炸隱患的原因所在。工業(yè)國早已依靠昂貴的硅橡膠制造壓力鍋膠圈。我國廠家和消費(fèi)者為了使膠圈耐用也作過不少努力，有金屬脹圈的發(fā)明，對延長膠圈使用壽命有一定效果，但是使用不便當(dāng)，用戶使用不久便廢置。也有一些新型膠圈的發(fā)明，密封性能有所提高，但產(chǎn)生剪應(yīng)力和彎應(yīng)力，會引起爆炸，所以我國廠家近年也先后采用硅橡膠制造膠圈，只是造價(jià)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)膠圈的4～6倍。
本人經(jīng)過近十年的探索，用相關(guān)密封理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)，經(jīng)長時間的實(shí)踐，圓滿解決這一問題。
圖11為圖10的俯視圖，本鍋鍋身、鍋蓋的扣合齒數(shù)n與鍋徑Φ有一定比率，現(xiàn)有壓力鍋無論口徑大小一律為6齒，每齒的應(yīng)力為鍋的橫截面內(nèi)壓合力的1/6，這樣，如鍋的單位壓力為常數(shù)，鍋徑越大，則每個齒的應(yīng)力也越大，雖然齒面相應(yīng)寬了，但是空擋的跨度也隨之加寬，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也需加大。本鍋24cm口徑以下的扣合齒數(shù)為6齒，26cm口徑以上的扣合齒數(shù)n＝鍋徑Φ÷3.33(系數(shù))，所得之商小數(shù)點(diǎn)以下4舍5入，如齒數(shù)是奇數(shù)，則調(diào)整為偶數(shù)。
關(guān)于鋁污染問題及解決辦法。有識的消費(fèi)者很重視鋁污染問題，因?yàn)槿梭w攝鋁會降低免疫功能，還降低學(xué)童記憶力，這是所有的人都應(yīng)重視的問題，但是由于鋁有傳熱快，易成形，不生銹等優(yōu)點(diǎn)，一直被用作鋁鍋、鋁壺和壓力鍋的材料，明知有污染問題，也很難改變它早些年就有不銹鋼鍋和不銹鋼壓力鍋投放市場，但因造價(jià)高，銷售遠(yuǎn)不如鋁制鍋。
本壓力鍋能用鋁之利而避免其害，方法是采用無污染材料作內(nèi)鍋，間接燉煮，但是這種方法耗時耗能多，因此本鍋在解決使用安全問題后，在(85)標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋的基礎(chǔ)上提高工作壓力40％，共為1.4Kgf/cm2，并和醫(yī)用消毒器接軌。
圖12、13為配本壓力鍋的內(nèi)鍋鍋身[60]，材料為薄鋼板，表面為無污染搪瓷，特征是內(nèi)鍋上端面均布寬幅凸齒[62]2～3～4～6～8個，根據(jù)內(nèi)鍋大小配置，容積大則凸齒多些；內(nèi)鍋下端面靠邊均布支足[61]3～4～6個，也是根據(jù)容積大小配置；內(nèi)鍋口徑分大、中、小三個一套，大號口徑比配套的壓力鍋小2～3cm，中號內(nèi)鍋比大號內(nèi)鍋小1cm，小號內(nèi)鍋比中號內(nèi)鍋小1cm，以便收藏時可以重疊；各號內(nèi)鍋高度連支足高出配套的壓力鍋上端面1～2cm。
圖14、15為內(nèi)鍋鍋蓋[63]，材料與內(nèi)鍋鍋身相同，徑向邊框有勾齒[64]垂直向內(nèi)彎，勾齒數(shù)量與配套的內(nèi)鍋凸齒數(shù)相同；內(nèi)鍋的蓋上有提環(huán)[65]與鍋蓋的提環(huán)安裝座鉸接，提環(huán)不但用來提鍋蓋，鍋蓋上的勾齒勾住內(nèi)鍋凸齒后，提環(huán)兼作提起內(nèi)鍋的提環(huán)，鍋身不再裝提環(huán)，省事。
圖16為內(nèi)鍋保溫盒，盒體[71]及盒蓋[73]用塑料或編織物制成。[74]為保溫材料，[72]為襯里材料。
圖17為本鍋壓力關(guān)火啟動器，由指針[88]、針盤[86]、帶柄螺母[87]等組成工作壓力調(diào)校部分；由外管[80]、活塞[82]、彈簧[83]、內(nèi)管[84]、軟軸[4]、端蓋[85]等組成儲能部分；外管[80]的前端豎向有安裝槽，槽的橫斷面分兩級，底寬上窄，槽內(nèi)裝鉗形板彈簧[6]，彈簧長短足近端部微向外彎，安裝槽下端口部槽底一側(cè)向外斜，讓板彈簧插到底能自鎖。勿論組合閥大小，把鉗形板彈簧[6]插進(jìn)組合閥的排壓孔即行(見圖1)。軟軸[4]的下端與配套爐灶關(guān)火器相連。勿論本鍋大、小規(guī)格，啟動器通用，和爐灶裝在一起，軟軸長短可更換適應(yīng)。
煮飯、米粥、燉湯或煮難酥的食物，均用工作壓力137KPa(1.4Kgf/cm2)，煮蔬菜、熱舊飯菜用50KPa，燒開水用25KPa，這樣更省燃料和時間。工作時如要調(diào)整壓力，便把帶柄螺母[87]擰松，然后把指針[88]的針尖對正表盤上的相應(yīng)壓力刻度，再擰緊螺母，鍋內(nèi)產(chǎn)生氣壓時，便把組合閱中的示壓桿抬高，小螺帽[7]也隨著升高，達(dá)到選定的工作壓力，小螺帽便把指針[88]撐起(圖1、圖3及圖17)，使表盤作扇形運(yùn)動，直到表盤下方突齒[81]與活塞[82]頂部脫離，彈簧[83]便將活塞推到外管底部，拉動軟軸芯，帶動裝在爐灶上的關(guān)火器關(guān)火或關(guān)風(fēng)門。
本鍋爐灶關(guān)火器有旋塞(含針塞)式和風(fēng)門(含太陽能)式。
圖18為旋塞關(guān)火器，由旋基[91]、連接片[93]、軟軸安裝座[95]等組成。旋塞裝在燃?xì)鉅t(含沼氣爐)的氣管上或煤油汽化爐的油管上，[96]為氣管或油管(油管則較細(xì))，軟軸安裝座[95]裝在爐架上，軟軸[4]的軸芯及連接片[93]與旋塞柄[92]上的圓柱絞接。軟軸安裝座上有軟軸伸縮調(diào)節(jié)管[94]，以調(diào)校旋塞柄的開關(guān)角度。本關(guān)火器也可配針塞。
啟動器通過軟軸，和爐灶關(guān)火器連在一起，使用時，把旋塞柄往下按，拉動軟軸芯，軟軸芯的上端便拉動啟動器的活塞[82](圖17)把彈簧[83]壓縮儲能，直到表盤突齒[81]落下卡住活塞頂部為止，鍋內(nèi)達(dá)到選定壓力時，示壓桿[28](圖3)便把表盤[86](圖17)抬起，使表盤下的突齒[81]脫離活塞，彈簧便把活塞推動，把軟軸芯向上拉，關(guān)閉旋塞以?；稹?br> 圖19為風(fēng)門關(guān)火器，用于煤爐或煤灶，由方形或矩形風(fēng)管[101]風(fēng)門板[102]、曲柄軸[103]、連接片[93]和軟軸安裝座[104]組成。風(fēng)管裝在爐灶[105]的下方，曲柄軸的橫軸從水平方向橫貫風(fēng)管中部，風(fēng)門板在風(fēng)管內(nèi)固定在曲柄軸的橫軸上，軟軸的軸芯及連接片[93]和曲柄軸曲臂上的圓柱鉸接。軟軸安裝座上有伸縮調(diào)節(jié)管[94]，用來調(diào)節(jié)風(fēng)門板的開關(guān)角度。使用方法及啟動器的運(yùn)作和旋塞關(guān)火器一樣。
用于太陽能時，支承架上裝有對焦控制器，當(dāng)鍋內(nèi)壓力達(dá)到需要時，啟動器啟動，拉動軟軸芯，帶動對焦控制器，使鍋體與太陽聚焦偏離。
圖20、21為壓力鍋保溫罩。壓力鍋工作時，溫度高達(dá)125℃，散熱比普通鍋快，工作過程熱量損失多，為了減少熱損失，故加保溫罩，保溫罩由鍋身罩[111]、鍋蓋罩[112]、保溫材料[113]、底座[114]組成。鍋身罩由兩半圓合圍在鍋身上，用彈簧扣[115]扣住，拆卸時用兩母指插進(jìn)盲孔[116]將兩半圓分開即可，鍋身罩也可制成圓圈形，套在鍋身上。鍋蓋罩為一整體，蓋在鍋蓋上，如配用壓力關(guān)火啟動器則先蓋上鍋蓋保溫罩再裝啟動器。加熱時不裝底座[114]，只在鍋內(nèi)食物需要保溫或要起后熟作用，方把鍋連同保溫罩置于底座上；煮飯或米粥，達(dá)到137KPa后，便可移置底座上保溫，可起后熟作用。
使用保溫罩減少在工作過程散失熱量，可再節(jié)能省時20％以上，還能起到保溫后熟作用，節(jié)省用爐灶時間，如不馬上食用，還可保溫較長時間，不耗能。
結(jié)語為了壓力鍋的使用安全，本鍋從現(xiàn)有壓力鍋(包括新投放市場的“92標(biāo)準(zhǔn)壓力鍋”)的使用警示多達(dá)14～16條簡化到只保留一條，就是捧鍋下灶時頭面勿伸在鍋蓋上方，預(yù)防用戶不能保持本鍋組合閥清潔時，引起排壓遲后突然排壓，只此一項(xiàng)?，F(xiàn)有壓力鍋捧鍋下灶則要一防飛蓋、二防飛閥、三防易熔片保險(xiǎn)閥突然穿孔，如果發(fā)生飛蓋，頭面雖然不伸在鍋蓋上方也會被鍋內(nèi)熱氣和湯水燙傷，一九九六年十一月，柳州微型汽車廠一馮姓青年職工，中午下班回家聞廚房有焦味，到廚房察看時見壓力鍋正在灶上煮物，乃立即關(guān)火，并小心把鍋捧到洗碗池上，正要擰開水龍頭降壓，轟的一聲！鍋蓋飛起，事主眼、臉、頸部和胸部嚴(yán)重燙傷，送進(jìn)柳州市工人醫(yī)院眼科治療。次日柳州日報(bào)報(bào)導(dǎo)。
本鍋所采取的技術(shù)方案經(jīng)反復(fù)檢測，已全部實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.壓力鍋，特別是05型壓力鍋，鍋蓋上固定有組合閥[8]及活塞式合蓋開蓋安全裝置[9]；拔高鍋蓋[3]，并設(shè)安全護(hù)板[14]；上、下手柄斷面為橢圓形，俯視為腰形，上手柄大跨度固定；加寬鍋口最窄密封面a，鍋身、鍋蓋扣合齒數(shù)n26cm規(guī)格以上，隨鍋的口徑增大而增加。配套有(1)壓力關(guān)火啟動器及相應(yīng)的爐、灶關(guān)火器；(2)避免鋁污染的內(nèi)鍋及內(nèi)鍋保溫盒；(3)減少散熱的壓力鍋保溫罩。
2.按照權(quán)利要求1的本鍋組合閥(圖3)，由外閥和內(nèi)閥組成。外閥的通徑D是根據(jù)鍋底熱負(fù)荷及蒸煮食物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)本鍋特小型(16、18cm，2～3L)，D＝15±1(mm下同)；小型(20、22、24、26cm，4～10L)，D＝20±2；中型(28、32、36、40cm，13～35L)，D＝30±3；大型(44、48、52、56cm，45～100L)，D＝50±5，規(guī)格再大時以此類推。本鍋規(guī)格可制成任何偶數(shù)和奇數(shù)或不同深度。本組合閥通徑D以上的外閥通道為環(huán)狀，有效截面積為D的截面積的1～1.1倍；排壓孔設(shè)在閥的上端面，排壓孔數(shù)3～4～5～6～8～10個，根據(jù)閥的大小配置；單孔可通過4～5mm大的顆粒物，各孔截面積之和為通徑D截面積的1.1倍；閥體底端面均布防堵通汽槽4～6～8道，根據(jù)閥體大小配置，槽深×寬＝4×4(mm)。閥體凸緣[20]與閥體緊配而成。閥體加膠墊圈[27]用大螺帽輕旋裝在鍋蓋上，依靠鍋內(nèi)壓力密封自鎖。閥體半沉入鍋蓋內(nèi)。內(nèi)閥柱塞[24]直徑d是外閥通徑D的0.7倍，但d最大不超過20mm；閥套[25]的下端外錐體與通徑D上端面棱邊為氣密性配合，閥套內(nèi)管與柱塞也是氣密性配合，管口以上一小段為喇叭口，柱塞下沉8±2(mm)可脫離密封位置；閥套內(nèi)管中下段有小排壓孔[26]1～2個，孔徑2±0.5(mm)；示壓桿上段有壓力刻度；小排壓孔之上約10mm處有大排壓孔[33]1個，孔徑6～10(mm)，根據(jù)閥的大小配置；柱塞密封工作面上下兩端均為凹形，柱塞工作面之下有6～10mm長一段的直徑比柱塞直徑小1～2mm；中彈簧[30]不工作時是自由體，盤形彈簧[31]是用來支撐柱塞平時停在密封位置，鍋內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時，還依靠盤形彈簧能壓縮，柱塞能下降消除負(fù)壓。小螺帽[7]用作人工降壓和驅(qū)動壓力關(guān)火啟動器，其頂部凹下2～3mm。本組合閥保留用于改進(jìn)現(xiàn)有壓力鍋，用于消毒器和其他壓力容器的權(quán)利，其中各彈簧的壓力大小可換配。
3.按照權(quán)利要求1的本鍋鍋蓋，上段為拔高截錐形，內(nèi)空高度自鍋口以上為鍋口直徑尺寸30％，鍋蓋內(nèi)腔中下段裝安全護(hù)板[14](見圖1)。
4.按照權(quán)利要求1的本鍋上、下手柄，斷面為扁圓形，中空，俯視為腰形；上手柄根部兩旁伸出臺肩(見圖2)用帶帽螺母壓臺肩固定；小手柄固定螺釘釘頭不外露；所有各手柄固定螺釘均用不銹材料制造，取代用鋼釘鍍防銹層。
5.按照權(quán)利要求1的本鍋合蓋開蓋安全裝置(圖4～8)特征是活塞直徑D1在一定范圍隨鍋型大小而變化。本鍋特小型和小型，D1＝19-2(mm，下同)；中型D1＝29-3；大型D1＝40-4；特大D1＝50-5。型號再大以此類推。各型鍋的具體規(guī)格見權(quán)利要求2?；钊芊飧庇袃蓚€工作面，一為徑向，一為頂端面；活塞下段直徑較小，并呈腰形，軸向中部開一道槽?；钊陌惭b螺母是鉚在鍋蓋上，活塞座下端有排氣缺口4處，中部通過活塞桿的圓孔比活塞桿大，與排氣缺口形成排氣空隙A和B(見圖4)；還有扶持活塞桿的排氣墊圈[47](圖4、8)的排氣空隙C，A、B、C三處排氣空隙在一定范圍隨活塞D1的直徑增大而增大，合蓋不到位時，以滿足內(nèi)壓對鍋蓋的反力不超過鍋蓋重量的一倍為準(zhǔn)；合蓋到位時三叉桿足部[12]受下手柄(圖9)的斜槽[19]推向鍋蓋方向，活塞方能升到密封位置；鍋內(nèi)壓力達(dá)到2～5kPa時，活塞再上升，驅(qū)動三叉桿，把裝在上手柄的閂釘[52]壓進(jìn)下手柄的圓孔[17]中，使上下手柄閂在一起；此時三叉桿的突柱[51]便突出上罩背向(圖4)圓孔之外；內(nèi)壓降至零時，彈簧[40]把閂釘撐起，閂釘足離開下手柄圓孔，三叉桿上部也壓低活塞，突柱[51]也縮進(jìn)上罩，顯示可以開蓋。安全裝置的上罩[48](圖4)下端面，有垂直罩殼兩側(cè)向外彎的兩片安裝翼板([42]處)，自下而上各有一個沉頭孔，用木牙螺釘裝在上手柄叉口兩側(cè)的底面。上手柄組件和鍋蓋組裝時，上罩的上緣有勾齒，先勾住螺母[46]的特制溝槽內(nèi)，然后再裝上手柄和鍋蓋連接的兩個沉頭螺釘，本鍋上手柄固定方法是品字形大跨度。
6.按照權(quán)利要求1的本鍋密封面結(jié)構(gòu)參數(shù)a(圖10、11)，是指壓力鍋的鍋口垂直于鍋身中心軸線的徑向最小寬度a，本鍋這一寬度a與鍋徑φ的比率是φ＝30cm以下的，a＝3％×φ；φ)30cm的，a＝9mm為常數(shù)。
7.按照權(quán)利要求1的本鍋鍋身與鍋蓋扣合的齒數(shù)n，24cm以下的n＝6，26cm以上的n＝鍋徑φ/3.33(3.33為系數(shù))，所得之商，小數(shù)點(diǎn)以下的4舍5入，如齒數(shù)為奇數(shù)，則再調(diào)整為偶數(shù)。
8.按照權(quán)利要求1的本壓力鍋的配套內(nèi)鍋(圖12、13)，特征是內(nèi)鍋上端面均布寬幅凸齒[62]2～3～4～6～8個，根據(jù)內(nèi)鍋大小配置；內(nèi)鍋下端面靠邊均布高1-2cm支足[61]3～4～6個，也是根據(jù)內(nèi)鍋大小配置；內(nèi)鍋口徑每套分大、中、小三個一套，大號內(nèi)鍋口徑比配套的壓力鍋口徑小2～3cm，中號內(nèi)鍋比大號內(nèi)鍋小1cm，小號內(nèi)鍋比中號內(nèi)鍋小1cm；各號內(nèi)鍋高度連支足超過配套的壓力鍋鍋深1～3cm，根據(jù)內(nèi)鍋大小配置。內(nèi)鍋配有內(nèi)鍋蓋(圖14、15)，特征是鍋蓋徑向邊框有勾齒[64]垂直向內(nèi)彎，勾齒數(shù)與配套的內(nèi)鍋配對。內(nèi)鍋鍋蓋上有提環(huán)[65]與內(nèi)鍋蓋上的安裝座鉸接，通過內(nèi)鍋蓋的勾齒，扣住內(nèi)鍋的凸齒，提環(huán)也兼作提內(nèi)鍋之用。內(nèi)鍋還配有保溫盒(圖16)。
9.按照權(quán)利要求1的本鍋壓力關(guān)火啟動器(圖17)，由指針[88]、針盤[86]、帶柄螺母[87]等組成工作壓力調(diào)校部分；由外管[80]、活塞[82]、彈簧[83]、內(nèi)管[84]、軟軸[4]、端蓋[85]等組成儲能部分；特征是外管[80]的前端豎向有安裝槽，槽的橫斷面分兩級，底寬上窄，槽內(nèi)裝鉗形板彈簧[6]，彈簧足部微向外彎，安裝槽的下端口部槽底向外斜，讓彈簧插到底能自鎖。無論本鍋大小，啟動器通用，軟軸長短可更換。
10.按照權(quán)利要求1的本鍋爐灶關(guān)火器有旋塞(含針塞)式和風(fēng)門(含太陽能)式。旋塞關(guān)火器(圖18)由旋塞[91]、連接片[93]、軟軸安裝座[95]等組成。旋塞裝在燃?xì)?含沼氣)爐的氣管上或煤油爐、煤油汽化爐的油管上，[96]為氣管或油管。軟軸安裝座[95]裝在爐架上，軟軸[4]的軸芯、連接片[93]與旋塞柄[92]上的圓柱鉸接。軟軸安裝座上有軟軸伸縮調(diào)節(jié)管[94]，以調(diào)校旋塞的開關(guān)角度。本關(guān)火器也可配用針塞。風(fēng)門式關(guān)火器(圖19)由方形或矩形風(fēng)管[101]、風(fēng)門板[102]、曲柄[103]、連接片[93]和軟軸安裝座[104]組成，風(fēng)管裝在爐灶[105]的下方，曲柄軸的橫軸從水平方向橫貫風(fēng)管中部，風(fēng)門板在風(fēng)管內(nèi)固定在曲柄軸的橫軸上。軟軸[4]的軸芯、連接片[93]和曲柄軸曲臂上的圓柱鉸接，軟軸安裝座上有軟軸伸縮調(diào)節(jié)管[94]，用來調(diào)節(jié)風(fēng)門板的開關(guān)角度。用于太陽能時，支承架上裝有對焦器，當(dāng)鍋內(nèi)壓力達(dá)到要求時，啟動器啟動，拉動軟軸芯帶動對焦器，使鍋體與太陽聚焦脫離。
11.按照權(quán)利要求1的本壓力鍋保溫罩(圖20、21)，由鍋身罩[111]、鍋蓋罩[112]、保溫材料[113]、底座[114]組成，鍋身罩由兩半圓圈圍在鍋身上，用彈簧扣[115]扣住，拆卸時用兩母指插入盲孔[116]將兩半圓分開。鍋身罩也可制成圓圈形套在鍋身上；鍋蓋罩為一整體，蓋在鍋蓋上；加熱時不裝底座，食物需要保溫或起后熟作用，方把鍋離火連同鍋蓋罩鍋身罩移置底座上。
全文摘要
安全多功能壓力鍋,特征在于鍋蓋上固定有大孔徑,有防堵疏氣槽的組合閥,煮食物包括易堵食物可放滿鍋,工作壓力25～137kpa,有示壓桿,壓力任選用,有活塞式合蓋、開蓋安全裝置,內(nèi)壓小于3kpa即鎖住上、下手柄,開不了蓋;內(nèi)壓小于1kpa方能開蓋,配有壓力關(guān)火器,使用燃?xì)鉅t、煤油爐、煤爐、煤灶都可實(shí)現(xiàn)煮成食物自動關(guān)火;加寬鍋口密封副,與配套的密封膠圈使用,膠圈使用壽命可達(dá)一年以上,造價(jià)不比普通密封膠圈高。
文檔編號A47J27/08GK1193500SQ97102718
公開日1998年9月23日 申請日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月18日
發(fā)明者李濟(jì)群 申請人:李濟(jì)群