安全薄壁压力锅.pdf

本发明属日用压力烹饪器具。
    尚未见到在压力锅的制造和应用中，锅体和锅盖采用刚性密封连接，而由锅盖的弹性位移来有效地将锅内最高压力限制在安全压力范围的有关技术应用和资料。

    日用压力锅作为普及的压力烹饪器具，几十年来其产品长盛不衰，而近几年来又有电热压力锅上市，满足市场需求。除了它们的优点以外，其最大弱点是在设计原理上就存在着使用中的不安全因素，致使事故时有发生。而为确保压力锅的使用安全，除在锅盖上专设压力安全装置外，还将日用压力锅的破坏试验压力，设计为数倍的使用压力，为满足这一力学强度要求，就必须大大增加锅体和锅盖的材料厚度，这不仅大幅度地增加了成本，而且在一旦事故发生时，破坏力更大。根除日用压力锅在使用中的不安全因素，成为压力锅的研究和设计者们几十年来追求的目标。市售一种将锅体和锅盖弹性密封连接的压力锅，由于具有超压工作自动泄压的优点，成为名符其实的安全压力锅。但由于其结构设计上繁琐而无创新，且增添了不少材料消耗，加上使用上地不方便，故因其实用性差未能普及。

    本发明的目的是采用日用压力锅现有流行的合开盖方式，将锅盖设计成具有自动泄压功能的薄壁弹性锅盖，彻底消除使用中的不安全因素。因此，可将破坏试验压力降低到接近工作压力，大幅度节省压力锅的材料消耗。提供一种锅盖自动泄压式的安全薄壁压力锅，为日用压力锅和电热压力锅等产品更新换代，是本发明的最终目的。

    本发明采用的方法和原理是：现有日用压力锅的锅盖，分为刚性锅圈和弹性锅盖来组成安全薄壁压力锅的具有自动泄压功能的薄壁弹性锅盖，而现有日用压力锅的锅体和密封胶圈则可被原封不动地（通常是有选择地）用于安全薄壁压力锅。当然，它的锅体材料的厚度可大幅度降低。其工作原理结合图1和图2说明。在图1中，〔1〕是弹性锅盖、〔2〕是刚性锅圈、〔3〕是密封胶圈、〔4〕是锅体、〔5〕是限压阀、〔6〕是上下手柄。在图2中绘出了图1中密封胶圈〔3〕部位的细节，其中弹性锅盖〔1〕上有边缘波纹〔7〕、在边缘波纹〔7〕上均布着泄压孔〔8〕以及弹性锅盖〔1〕上的密封环〔9〕。如图2所示，安全薄壁压力锅与现有日用压力锅一样是依靠密封胶圈〔3〕的密封胶圈上唇〔10〕和密封胶圈下唇〔11〕与锅体〔4〕和弹性锅盖〔1〕形成密封的。与弹性锅盖〔1〕焊接成一体的刚性锅圈〔2〕，能够使合开盖方便、密封性好和具有足够的强度。本发明中取用薄壁的弹性锅盖〔1〕，其边缘处专门加工成型一边缘波纹〔7〕，当锅内压力增加时，弹性锅盖〔1〕上的密封环〔9〕会随弹性锅盖〔1〕的中心产生向上的位移。弹性锅盖〔1〕可以看作是一周边固定、具有边缘波纹的膜片。在压力锅的工作压力范围内，密封环〔9〕因压力所产生向上的位移，由于密封胶圈上唇〔10〕，受自身弹力和锅内压力向上与密封环〔9〕随动，密封仍被保持。显然，这一动密封状态只能在一定压力范围内保持，当锅内压力因故障超过工作压力一定值时，由于弹性锅盖〔1〕的密封环〔9〕向上位移量加大，致使密封胶圈上唇〔10〕，受刚性锅圈〔2〕的上沿（即向锅中心线延伸段）的限位，无法再继续随动。因此，在密封环〔9〕与密封胶圈上唇〔10〕之间出现缝隙，使锅内多余压力经这一缝隙和边缘波纹〔7〕上的泄压孔〔8〕泄放至锅外，将锅内压力限制在一泄压压力上，消除不安全因素。而当故障消除后，依靠弹性锅盖〔1〕上的边缘波纹〔7〕的弹性，使密封环〔9〕向下位移，重新与密封胶圈上唇〔10〕实现密封。可见由弹性锅盖〔1〕和刚性锅圈〔2〕组成的薄壁弹性锅盖，当锅内因故超压时，弹性锅盖〔1〕有自动泄压功能，而当故障消失后，弹性锅盖〔1〕又自动复位正常工作。下面结合实施例进一步说明。

    实施例1。锅体〔4〕的设计与现有日用压力锅相似，如采用不锈钢压力锅的锅体，其锅体材料的厚度可大幅度减少。密封胶圈〔3〕仍可采用现有与不锈钢压力锅配套的密封胶圈。锅盖可分成两个另件加工，刚性锅圈〔2〕的下部牙口部分，其尺寸要与锅体〔4〕配合，这一配合应满足合开盖方便、密封性好及具有足够的强度等要求，刚性锅圈〔2〕的内尺寸高度、几何形状和其上沿的尺寸，应满足密封胶圈〔3〕的配合尺寸要求。刚性锅圈〔2〕的设计要求，类同于现有日用不锈钢压力锅锅盖边缘牙口的尺寸要求，其壁厚是可大幅度减少的。刚性锅圈〔2〕的上沿向锅中心线延伸的长度，一般控制在5mm左右，它除了在合开盖时限制密封圈〔3〕的位置外，还被用来与边缘波纹〔7〕、密封胶圈〔3〕及密封环〔9〕等统一协调几何形状与尺寸，以确定所需的泄放压力值。弹性锅盖〔1〕的材料厚度，对于φ20cm的不锈钢压力锅盖，可选取厚度在δ＝0.4mm左右。边缘波纹〔7〕的尺寸，可选择为R5～8mm，应指出边缘波纹〔7〕的剖面形状不仅限于圆弧形，如可以是正弦曲线、拢物线等曲线线段形状，它几乎可以是任意的曲线形状。边缘波纹〔7〕的几何尺寸的选择应满足位移的要求，这是本发明的关键技术之一。泄压孔〔8〕可开成圆形、方形、长方弧形，在保证有一定的泄放面积前提下，不应对边缘波纹〔7〕的弹性参数产生不愿出现的影响，如将泄压孔加工成2mm宽、弧长15mm的孔六个（均布）。弹性锅盖〔1〕的密封环〔9〕是在弹性锅盖〔1〕上加工成形的密封环面，由于采用现有不锈钢压力锅的密封胶圈，故密封环〔9〕的尺寸，在锅内无压静态时，应依密封胶圈〔3〕的形状设计，或完全沿用现有日用不锈钢压力锅盖与密封胶圈结合处的尺寸。将刚性锅圈〔2〕与弹性锅盖〔1〕如图2所示的连接处焊接紧固，即成为本发明中的薄壁弹性锅盖。在设计中，如将压力锅的工作压力定为100kpa（表压下同），其自动泄放压力可选择在120～160kpa，按此范围设计和选取边缘波纹〔7〕等参数。因此，锅体和锅盖刚性连接强度，仅需通过200kpa左右耐压试验即可，这与现有压力锅生产标准中的有关强度试验压力相比，大幅度节省材料消耗是显而易见的。另外，在实施中也还可利用在密封胶圈上唇〔10〕的边缘处开泄压缺口的方法，来控制产品的最高泄放压力。

    实施例2。以本发明中的薄壁弹性锅盖，如实施例1中的锅盖，替代现有市场上的日用自动电热压力锅的锅盖，组成以薄壁弹性锅盖确保安全工作、以普通自动电饭锅的加热方式和磁钢式传感器完成全功率加热到半功率加热切换的安全自动电热压力锅。使这类电热压力锅确保安全工作，降低成本，取得良好的社会效益。

    本发明提出的薄壁式弹性锅盖，可有效地解决日用压力锅的几十年生产史以来的产品在使用中的不安全因素，使之成为名符其实的安全压力锅。不安全因素解决后，随之而来的是节省大量材料，为压力锅的生产和使用，带来巨大地社会经济效益，其推广应用前景十分可观。