專(zhuān)利名稱(chēng)：螺牙捏合式安全壓力鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬?gòu)N房用壓力烹飪器具。
廚房用壓力鍋在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13623、GB15066中，鍋蓋和鍋體的合開(kāi)蓋方式以旋合式采用最廣泛，其中鍋蓋上的蓋牙與鍋體上的鍋牙全為水平設(shè)置，在所見(jiàn)到的國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品及資料中，壓力鍋的鍋牙和蓋牙也均為水平設(shè)計(jì)。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中還特別強(qiáng)調(diào)合蓋到位安全裝置的重要性，目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品均是將這一裝置單獨(dú)設(shè)計(jì)安置在手柄上，其結(jié)構(gòu)件以非金屬為多易損壞，不能確保長(zhǎng)期使用的安全性。尚未見(jiàn)到螺牙捏合式合開(kāi)蓋的壓力鍋的有關(guān)信息。
本發(fā)明的目的是在旋合式壓力鍋的基礎(chǔ)上，提出一種蓋牙和鍋牙呈相同小升角設(shè)計(jì)的螺牙式旋合合開(kāi)蓋結(jié)構(gòu)，結(jié)合彈性鍋牙、彈性鍋蓋、固定式密封圈及鍋沿上特設(shè)的若干泄壓槽，形成具有不可堵性的溢泄式超壓自泄壓功能及自泄壓值與合蓋角度成正比的合蓋安全功能。替代現(xiàn)有技術(shù)中的壓力安全裝置和合蓋到位安全裝置，徹底解決壓力鍋在使用中因堵塞與合蓋不到位引起的不安全因素。同時(shí)實(shí)現(xiàn)小力矩的捏合式合開(kāi)蓋方式。
本發(fā)明在旋合式合開(kāi)蓋的基礎(chǔ)上，利用具有相同小升角的蓋牙和鍋牙旋合式合開(kāi)蓋結(jié)構(gòu)，將現(xiàn)有六牙制壓力鍋的鍋牙與蓋牙設(shè)計(jì)成相當(dāng)于六線螺紋結(jié)構(gòu)，其中蓋牙相當(dāng)于六線螺母的螺紋、鍋牙相當(dāng)于六線螺釘?shù)穆菁y，使蓋牙與鍋牙在旋合到位的過(guò)程中蓋牙與鍋牙垂直距離簡(jiǎn)稱(chēng)牙距逐漸縮小，至直合蓋到位蓋牙與鍋牙的牙距才等于零。依據(jù)這一特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)鍋蓋、密封圈、鍋體的密封時(shí)，采用彈性連接的軸向動(dòng)密封設(shè)計(jì)，并將鍋沿與密封圈的密封處設(shè)置多個(gè)泄壓槽，當(dāng)壓力鍋正常工作時(shí)，泄壓槽被密封圈密封，通過(guò)精心設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)只有當(dāng)鍋蓋旋合角度超過(guò)某一值時(shí)(如5°)，鍋蓋、密封圈、鍋體三者密封，在鍋蓋受力向上位移使蓋牙與鍋牙的距離等于零的同時(shí)，由鍋蓋帶動(dòng)密封圈與鍋沿上特設(shè)的泄壓槽的密封距離即泄壓距減小，導(dǎo)致泄壓值低。顯然，通過(guò)精心加工可將這一密封距離限定在使鍋處于密封與泄壓的臨界狀態(tài)。結(jié)果在鍋蓋旋合至某一角度時(shí)才開(kāi)始密封，并因蓋牙與鍋牙距離大致使泄壓值低，而隨著合蓋角度增加，蓋牙與鍋牙的距離減少導(dǎo)致泄壓值增加，至合蓋到位壓力鍋的泄壓值才升至設(shè)計(jì)的最大值。
在本發(fā)明中為實(shí)現(xiàn)小力矩捏合式合開(kāi)蓋通過(guò)鍋蓋上特設(shè)的掛圈環(huán)將密封圈密封固定在鍋蓋上，又將密封圈與鍋體的接觸部位設(shè)計(jì)成線密封，即密封圈與鍋體的密封處，是一由密封圈檐唇與鍋體的園柱面相交形成的環(huán)線。顯然僅靠密封圈與鍋體相交的密封環(huán)線，就能令壓力鍋建立起初始密封。將線密封的設(shè)計(jì)再配以螺牙式設(shè)計(jì)應(yīng)用在壓力鍋上，能實(shí)現(xiàn)捏合式小力矩合開(kāi)蓋。在線密封的基礎(chǔ)上，將鍋體鍋沿上設(shè)置若干泄壓槽，這些泄壓槽的下端線距密封圈的唇檐與鍋體的相交環(huán)線的距離稱(chēng)作密封距即泄壓距。當(dāng)由鍋內(nèi)壓力驅(qū)動(dòng)彈性連接的鍋牙與蓋牙產(chǎn)生彈性位移時(shí)，密封圈唇檐向上的位移使密封距減小，由于彈性位移與鍋內(nèi)壓力是一穩(wěn)定的函數(shù)關(guān)系，只要將密封距選在略大于最高工作壓力下的彈性位移量，壓力鍋就能在最高工作壓力下正常工作；當(dāng)壓力鍋非正常工作超壓引起的彈性位移與密封距相等時(shí)，鍋內(nèi)的超量壓力，即可通過(guò)密封圈唇檐與泄壓槽之間的泄壓縫隙泄放。這種溢泄式泄壓縫隙，在泄壓過(guò)程中一旦被堵塞后，隨之增加的壓力所產(chǎn)生的彈性位移會(huì)消除堵塞繼續(xù)泄壓。而一旦開(kāi)始泄壓致使鍋內(nèi)壓力下降，隨之減小的泄壓縫隙，又具有剪切式動(dòng)態(tài)清堵作用。因此這是一種具有不可堵性的溢泄式超壓自泄方式。
本發(fā)明中采用具有彈性的鍋蓋與彈性鍋牙連接后，共同完成彈性位移?；趬毫﹀佋诠ぷ髦?包括超壓自泄)鍋蓋和鍋牙的受力在數(shù)百公斤的量級(jí)，其位移總量在3mm左右，為完成壓力鍋的彈性位移要求，選用彈性良好的不銹鋼材料作鍋蓋，以減少鍋蓋壁厚和增加鍋蓋最大直徑與工作直徑之差的措施，來(lái)提高鍋蓋受力時(shí)的彈性位移量，用增加鍋蓋卷邊后再翻制蓋牙的方法，來(lái)保證蓋牙的強(qiáng)度。為解決鍋體受力和鍋牙彈性的矛盾，將彈性鍋牙從鍋體中分出，成為鍋體和鍋牙兩部分；這樣，鍋體可選用薄壁耐蝕不銹鋼材料，為增加強(qiáng)度和改善傳熱狀況，鍋底可采用鋁復(fù)合底。與鍋蓋增加的最大直徑與工作直徑之差相配合，鍋牙的懸臂長(zhǎng)度也相應(yīng)增加，再通過(guò)配合選擇彈性良好的材料及厚度，鍋牙的彈性位移量可滿足設(shè)計(jì)要求。
綜上所述，本發(fā)明提出一種螺牙式旋合合開(kāi)蓋的壓力鍋，結(jié)合采用鍋體與鍋蓋的彈性連接、軸向動(dòng)密封的線密封設(shè)計(jì)、密封圈唇檐與鍋沿處泄壓槽的巧妙設(shè)置，解決了壓力鍋的合開(kāi)蓋到位安全裝置與壓力安全的設(shè)計(jì)一體化問(wèn)題，得到了合蓋不到位時(shí)鍋內(nèi)無(wú)法建立壓力，或者是合蓋不到位時(shí)鍋內(nèi)最大壓力被限制在安全壓力范圍內(nèi)。本發(fā)明得到的自合蓋到某一初始角度鍋內(nèi)開(kāi)始能建立壓力起，鍋內(nèi)最高壓力值(即自泄壓值)與合蓋角度成正比的特點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)一定的工業(yè)化投入后，有望實(shí)現(xiàn)以合蓋角度來(lái)選定鍋內(nèi)工作壓力。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提出用小升角式蓋牙與鍋牙旋合的螺牙式旋合合開(kāi)蓋方式，應(yīng)用在軸向動(dòng)密封并設(shè)有泄壓槽的壓力鍋上，徹底解決了合開(kāi)蓋安全問(wèn)題。將現(xiàn)有技術(shù)中多種單獨(dú)設(shè)計(jì)在手柄上的合開(kāi)蓋安全結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化成螺牙式，實(shí)現(xiàn)了壓力鍋安全的整體設(shè)計(jì)，降低了成本，徹底消除了現(xiàn)有合開(kāi)蓋結(jié)構(gòu)因損壞帶來(lái)的故障幾率。是一種不需另設(shè)合開(kāi)蓋機(jī)構(gòu)或零部件，就能成功地解決壓力鍋合開(kāi)蓋安全的十分優(yōu)秀的方案。本發(fā)明提出壓力鍋的軸向動(dòng)密封的線密封方式，與螺牙式旋合合開(kāi)蓋結(jié)構(gòu)結(jié)合，可將現(xiàn)有壓力鍋的合開(kāi)蓋力矩降低一兩個(gè)量級(jí)，能將傳統(tǒng)的長(zhǎng)手柄握合式壓力鍋，改成短手柄捏合式旋合合開(kāi)蓋方式，實(shí)現(xiàn)用拇指與食指合蓋，用拇食和中指開(kāi)蓋的小力矩合開(kāi)蓋，為壓力鍋的產(chǎn)品設(shè)計(jì)向外觀設(shè)計(jì)和體貼設(shè)計(jì)發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。這種短手柄壓力鍋在包裝和運(yùn)輸上降低的費(fèi)用也十分誘人。本發(fā)明提出的由密封圈的唇檐與鍋沿上若干泄壓槽的下端線形成的密封距，配合帶卷邊的薄壁彈性鍋蓋與特設(shè)的長(zhǎng)懸臂彈性鍋牙組成鍋蓋與鍋體的彈性連接，實(shí)現(xiàn)了壓力鍋溢泄式超壓自泄，這種超壓自泄方式以其不可堵性、可復(fù)性成為十分優(yōu)秀的泄壓方式。由于本發(fā)明提出的螺牙捏合式合開(kāi)蓋結(jié)構(gòu)，在合蓋至初始角度開(kāi)始密封后，其鍋內(nèi)自泄壓力值與合蓋角度成正比函數(shù)關(guān)系，因此還可開(kāi)發(fā)出利用鍋內(nèi)泄壓值當(dāng)作限壓值的產(chǎn)品，這樣超壓自泄就成為限制鍋內(nèi)壓力的正常手段而取代省略壓力鍋的限壓閥，還能根據(jù)鍋蓋合蓋到位的角度來(lái)選擇鍋內(nèi)壓力的限壓值，開(kāi)發(fā)出更具吸引力的壓力鍋新產(chǎn)品。本發(fā)明對(duì)于壓力鍋的壓力安全、合開(kāi)蓋安全、限壓調(diào)壓、節(jié)省材料等主要技術(shù)指標(biāo)上均有突破，可從根本上改變目前日用壓力鍋產(chǎn)品的使用安全性能及選壓性能。特別指出的是本發(fā)明是在降低材料消耗，簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的前提下取得重大技術(shù)突破，這是十分難得的。
本發(fā)明


如下圖1是本發(fā)明所屬壓力鍋的密封圈部分局部放大的剖面圖，在圖1中，1是鍋蓋2是蓋牙、3是密封圈、4是掛圈環(huán)、5是鍋體、6是泄壓槽、7是鍋牙圈、8是鍋牙、還有9是泄壓距H、10是牙距h。圖2是鍋牙8和蓋牙2的旋合半徑處(即圖1中的牙距10處)的從鍋外向中心視的周長(zhǎng)展開(kāi)示意圖。在圖2中，以粗實(shí)線表示鍋牙8、以粗虛線表示蓋牙2、10是牙距標(biāo)注h，11是升角標(biāo)注α，在圖2中畫(huà)出2個(gè)粗虛線示意蓋牙2的兩個(gè)極限位置，即開(kāi)蓋與合蓋到位的兩位置。
本發(fā)明的實(shí)施以鍋體直徑20cm、工作壓力(表壓)100Kpa為例，鍋蓋1用壁厚0.5～0.6mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼板拉伸成形，其最大直徑在25cm左右。從圖1中可看到，將鍋蓋1制成一具有邊緣波紋、其硬中心呈球弧狀、周邊經(jīng)卷邊后翻牙的大型波紋膜片式的鍋蓋，其邊緣波紋的曲率半徑可選在15mm左右，顯然，這種膜片式鍋蓋在受力時(shí)能在蓋牙2和球弧狀硬中心之間，得到較大位移。而鍋蓋1的周邊采用帶著卷圈翻制成蓋牙2，能得到需要的強(qiáng)度。在鍋蓋1的工作直徑處靠中心一側(cè)密封緊固著一掛圈環(huán)4，掛圈環(huán)4是用與鍋蓋1相同的材料沖壓制成后焊固在鍋蓋1上，用硅橡膠制成的密封圈3是通過(guò)掛圈環(huán)4與鍋蓋1實(shí)現(xiàn)密封固定的，既便是清洗時(shí)也不必將密封圈3從鍋蓋1上取下。從圖1中的密封圈3可看到密封圈3下端的唇檐與鍋體5形成線密封，鍋體5用厚0.5mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼板拉伸成型，為使傳熱性好還可將鍋底制成復(fù)合底。在鍋沿部分沖制出若干泄壓槽6；泄壓槽6的下端線與密封圈3的唇檐的下端線形成的間距即是泄壓距9(標(biāo)注H)，鍋體5的鍋口可采用卷圈以提高強(qiáng)度。鍋牙圈7可用厚1mm左右的彈性良好的不銹鋼板制成，可用沖壓法制成六個(gè)鍋牙8，由于鍋牙8有較長(zhǎng)的懸臂，故在鍋內(nèi)壓力作用下也有相當(dāng)?shù)奈灰?。顯然鍋牙8的位移與鍋蓋1的位移相加后，與泄壓距9相當(dāng)，可見(jiàn)鍋內(nèi)壓力的高低與泄壓距9的大小成一穩(wěn)定的函數(shù)關(guān)系。在本發(fā)明中將鍋牙8、蓋牙2加工成具有相同的升角12，升角12的α角度值的確定如下選一初始合蓋角度如5°，在這一合蓋角度下，蓋牙與鍋牙的嚙合已足以能承受1000牛頓的力。選擇升角12的α值，在鍋牙8與蓋牙2嚙合處的弦長(zhǎng)下，令蓋牙2在合蓋5°處的牙距10的h值，與泄壓距9的H值相等，壓力鍋就處于建壓和泄壓的臨界狀態(tài)。也就是說(shuō)，當(dāng)蓋牙2合蓋角度不足5時(shí)，壓力鍋雖密封，但泄壓值很低，壓力鍋一直處于泄壓狀態(tài)。當(dāng)蓋牙2合蓋角度大于5時(shí)，由于牙距10的數(shù)值h的大小已小于泄壓距9的H值，故壓力鍋開(kāi)始有壓力。而隨著蓋牙2合蓋角增加直至完全與鍋牙8重合，牙距10的h值等于零，泄壓距9的H值完全發(fā)揮作用，使壓力鍋工作在最大設(shè)計(jì)的泄壓值上。在實(shí)施中鍋牙8與蓋牙2嚙合處的弦長(zhǎng)在50mm左右，升角12的α值在4°左右選取，可滿足初始合蓋角度時(shí)的牙距10的h值與泄壓距9的H值相等的要求。在實(shí)施中，可采取現(xiàn)有技術(shù)中的壓力鍋限壓方式來(lái)將壓力鍋的工作壓力控制在限壓閥規(guī)定的壓力。由于本發(fā)明提出的螺牙式合開(kāi)蓋配合彈性位移泄壓槽式的泄壓方法，可以預(yù)見(jiàn)對(duì)這種壓力鍋在經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的工業(yè)化開(kāi)發(fā)后，有望將本發(fā)明提出的自泄壓替代目前壓力鍋應(yīng)用的限壓方式，從而研制出無(wú)需另設(shè)限壓閥就可實(shí)現(xiàn)靠合蓋到位角度來(lái)選控鍋內(nèi)壓力大小的新式壓力鍋。
本發(fā)明所提出的螺牙式合開(kāi)蓋安全設(shè)計(jì)，還可應(yīng)用在現(xiàn)有鋁制壓力鍋上或不銹鋼壓力鍋上，將壓力鍋合蓋角度超過(guò)某一安全值時(shí)，牙距減小到壓力鍋才能建立密封，來(lái)實(shí)現(xiàn)只有合蓋到位鍋內(nèi)才有壓力的安全要求。用螺牙式的方案替代現(xiàn)有技術(shù)中的合開(kāi)蓋安全裝置，具有簡(jiǎn)單、可靠、成本低，不易損壞等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種螺牙捏合式安全壓力鍋，其特征在于由鍋蓋〔1〕、鍋牙圈〔7〕上的具有相同小升角的蓋牙〔2〕和鍋牙〔8〕在旋合時(shí)形成的牙距〔10〕，與通過(guò)固定在鍋蓋〔1〕工作直徑近中心側(cè)的掛圈環(huán)〔4〕密封固定在鍋蓋〔1〕上的密封圈〔3〕的唇檐和設(shè)在鍋體〔5〕上泄壓槽〔6〕之間的泄壓距〔9〕，是通過(guò)旋合過(guò)程中牙距〔10〕的變化而改變泄壓距〔9〕，實(shí)現(xiàn)合蓋到位安全的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺牙捏合式安全壓力鍋，其特征在于密封圈〔3〕唇檐與鍋體〔5〕鍋沿上的泄壓槽〔6〕之間的泄壓距〔9〕，是由固焊在鍋體〔5〕上的鍋牙圈〔7〕上的鍋牙〔8〕，與鍋蓋〔1〕的彈性位移之和來(lái)確定的。
全文摘要
本發(fā)明屬?gòu)N房用壓力烹飪器具。本發(fā)明在旋合式壓力鍋的基礎(chǔ)上，提出一種鍋牙與蓋牙呈小升角設(shè)置的螺牙式旋合合開(kāi)蓋安全結(jié)構(gòu)，結(jié)合彈性鍋牙、彈性鍋蓋、固定式密封圈及鍋沿上特設(shè)的若干泄壓槽，形成具有不可堵性的超壓溢泄式自泄壓功能及自泄壓值與合蓋角度成正比的合蓋安全功能。實(shí)現(xiàn)小力矩捏合式合開(kāi)蓋、壓力安全裝置與合開(kāi)蓋到位安全裝置設(shè)計(jì)一體化。具有安全可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A47J27/08GK1160527SQ9710073
公開(kāi)日1997年10月1日 申請(qǐng)日期1997年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月27日
發(fā)明者王永光 申請(qǐng)人:王永光