專利名稱：長弧式螺牙氣壓鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬廚房用壓力烹飪器具，是一種新型的旋合式安全壓力鍋。
中國發(fā)明專利ZL9710737.3、ZL98101012.1、ZL97119175.1中提出螺牙式結(jié)構(gòu)，其中采用了鍋蓋的卷邊技術(shù)，在生產(chǎn)大口徑產(chǎn)品時，由于其鍋蓋厚度增加給卷邊技術(shù)應(yīng)用帶來不便；而鍋蓋材料厚度增加后，恰好適合采用長弧螺牙方式解決上述矛盾。因此，用增加弧長的方式增加鍋身牙及鍋蓋牙的強度，既作到合理地節(jié)省材料又省去了卷邊工藝，長弧螺牙結(jié)構(gòu)是大口徑壓力鍋技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。除此以外，尚未看到有關(guān)長弧螺牙式壓力鍋結(jié)構(gòu)的有關(guān)資料。
本發(fā)明的目的是為旋合式彈性連接的膜片式鍋蓋的壓力鍋，提出一種適用于大口徑壓力鍋的長弧式螺牙結(jié)構(gòu)，彌補在現(xiàn)有專利技術(shù)中，卷邊式膜片鍋蓋結(jié)構(gòu)不適應(yīng)大口徑產(chǎn)品的不足。依據(jù)膜片式鍋蓋的厚度與鍋蓋直徑呈正比，鍋蓋厚度增加后可采用長弧螺牙式結(jié)構(gòu)，通過增加鍋身牙和鍋蓋牙的弧長，提高它們的強度來適應(yīng)大口徑時的壓力承載能力。長弧式螺牙結(jié)構(gòu)還進一步減少了鍋身的材料厚度。
與長弧螺牙相配合，本發(fā)明還提出在鍋身的鍋沿上的設(shè)有限壓槽及其泄壓口徑，將現(xiàn)有專利技術(shù)中的泄壓分為限壓和泄壓；由限壓槽與密封圈配合完成動縫式限壓，使限壓具有足夠的限壓靈敏度；將泄壓口徑與密封圈呈非密封狀態(tài)設(shè)計，用以定量地給出超壓自泄值完成泄壓，從而進一步對產(chǎn)品實施精確的力學結(jié)構(gòu)設(shè)計。泄壓口徑與鍋口內(nèi)徑之間的臺階，它除了泄放多余氣壓外，還具有鍋蓋、內(nèi)蓋、密封圈與鍋身的中心定位及高度定位功能，進一步完善長弧螺牙式氣壓鍋技術(shù)。
提出設(shè)置零壓合蓋角，來合理地分配鍋蓋旋合角所對應(yīng)的鍋內(nèi)壓力，確保鍋蓋在每一個旋合位置上，鍋蓋牙與鍋身牙的受力狀況，都能滿足超壓泄壓的設(shè)計要求。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼板，將鍋蓋制成帶有邊緣波紋和硬中心的膜片式鍋蓋，膜片式鍋蓋的彈力與鍋內(nèi)壓力相當，膜片式鍋蓋的中心固定有內(nèi)蓋(或掛圈環(huán))用以懸掛密封圈，用優(yōu)質(zhì)不銹鋼板制成鍋身。本發(fā)明在現(xiàn)有旋合式壓力鍋六平牙結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將平牙改為螺牙即成為類似六線螺紋式的六線螺牙，選定螺牙的升角使得兩個相鄰螺牙的螺距的垂直高度差距，大于鍋蓋牙的厚度及利于旋合時所必須的間隙之和，就滿足了螺牙結(jié)構(gòu)的旋合式合開蓋的條件，即螺牙須有足夠大的升角。依據(jù)螺牙弧長不象平牙的弧長受圓周長度限制的特點，六線螺牙的鍋身牙的弧長，其最大長度可接近鍋身牙處直徑的1/6圓周長；這樣，在鍋身的鍋沿上有均布著六個升角相等、弧長相等的長弧式螺牙。而鍋蓋牙除應(yīng)留出鍋蓋牙的邊牙過度(即常見壓力鍋蓋上的蓋邊與蓋牙之間的斜支撐)所須的弧長外，其每個鍋蓋牙的弧長通?？勺鞯?/7鍋蓋圓周長。顯然，上述鍋身牙弧長、鍋蓋牙弧長，與現(xiàn)有旋合式平牙壓力鍋的鍋牙弧長相較，其弧長長度有了成倍地增加。這樣就解決了鍋蓋膜片化后所帶來的鍋蓋彈性與鍋蓋牙強度之間的矛盾。在鍋蓋直徑加大后鍋蓋卷邊工藝產(chǎn)生困難時，增加弧長的方法是很實用的，同時由于鍋身牙加大了弧長，也為進一步節(jié)省鍋身的材料創(chuàng)造了良好的條件。
在鍋身的內(nèi)徑與其鍋沿之間，設(shè)有泄壓口徑；這里須要將鍋口內(nèi)徑與密封圈設(shè)計成密封狀態(tài)、而令泄壓口徑與密封圈的關(guān)系為非密封狀態(tài)。在泄壓口徑與鍋身內(nèi)徑之間的臺階上設(shè)有若干限壓槽，用限壓槽與密封圈的位移實現(xiàn)正常限壓；當因故不能正常限壓時，用泄壓口徑與密封圈的非密封狀態(tài)，確保超壓自泄完成泄壓。顯然，確保泄壓口徑與密封圈處于非密封狀態(tài)的條件，就是令泄壓口徑的數(shù)值大于大于密封圈密封直徑的數(shù)值，這不但很容易作到，而且這非密封狀態(tài)在任何使用狀況下都是穩(wěn)定的，以此泄壓來定量地確保最高壓力安全值。
在鍋蓋牙與鍋身牙的旋合角中，設(shè)置零壓合蓋角，意在鍋蓋牙與鍋身牙在零壓合蓋角內(nèi)，已經(jīng)具有足夠的旋合弧長，而此時鍋內(nèi)壓力仍為零。使得鍋蓋在每一個旋合角度上，鍋蓋牙與鍋身牙的有效嚙合弧長，都具有達到安全要求的承載能力，來解決類似旋合式壓力鍋合蓋不到位時的不安全因素。
在本發(fā)明中，由膜片式鍋蓋上均布著的若干長弧式鍋蓋牙，與鍋身的鍋沿上設(shè)置的長弧式鍋身牙呈螺合式旋合；膜片式鍋蓋的硬中心上同心固定著內(nèi)蓋，內(nèi)蓋的下端面懸掛著密封圈，密封圈的密封唇邊與鍋身的鍋口內(nèi)徑形成線密封；在鍋內(nèi)壓力推動下，由膜片式鍋蓋的彈性位移帶動內(nèi)蓋、密封圈向上位移形成軸向動密封；由鍋內(nèi)壓力引起密封圈向上位移升至鍋沿上的限壓槽的限壓平面時，發(fā)生動縫式限壓；在限壓槽被全部堵塞的情況下，密封圈會升至在鍋口內(nèi)徑與鍋沿之間設(shè)置的泄壓口徑的底端面，進入密封圈與鍋身的泄壓口徑的非密封狀態(tài)，完成泄壓確保安全；另外，鍋蓋牙與鍋身牙的旋合設(shè)有零壓合蓋角，使鍋蓋牙與鍋身牙的嚙合弧長，在每一個旋合角度上都具有合理的壓力承載能力；本發(fā)明所述的長弧式螺牙氣壓鍋，是在現(xiàn)有專利技術(shù)的基礎(chǔ)上提出來的，它保留了螺牙旋合式合開蓋、膜片式鍋蓋、彈性連接、軸向動密封、動縫式限壓泄壓等技術(shù)特征，提出了長弧式螺牙結(jié)構(gòu)，避免了大口徑鍋蓋的卷邊技術(shù)難題；還用限壓槽和泄壓口徑配合，提高氣壓鍋的限壓、泄壓性能；此外，由于長弧式螺牙的鍋蓋旋合角度加大后，使得烹飪標識符號清晰，利于合蓋選擇烹飪壓力。本發(fā)明是為大口徑氣壓鍋提出的專利技術(shù)，它與適于較小口徑氣壓鍋的現(xiàn)有專利技術(shù)互為補充，充實和完善了氣壓鍋的專利技術(shù)。
本發(fā)明將現(xiàn)有專利技術(shù)中的泄壓分為限壓和泄壓，在鍋身內(nèi)口徑與鍋沿之間，設(shè)有泄壓口徑，在泄壓口徑與鍋身內(nèi)徑之間的臺階上，設(shè)有限壓槽完成正常的限壓，確保鍋內(nèi)壓力被限制在所須的數(shù)值上；非正常工作狀態(tài)是所有的限壓槽被堵塞后鍋內(nèi)壓力上升，使密封圈升至泄壓口徑處由密封轉(zhuǎn)換為非密封而完成泄壓，這樣就很容易實現(xiàn)定量地確保超壓泄壓值；而密封圈與泄壓口徑的非密封狀態(tài)，在任何使用情況下都是穩(wěn)定的，這是壓力安全的有效保證。本發(fā)明提出的精確的限壓、準確地泄壓，是技術(shù)上的又一進步，特別是泄壓口徑與密封圈的非密封狀態(tài)的穩(wěn)定性，它導致最終科學地解決壓力安全問題。
本發(fā)明提出零壓合蓋角使鍋蓋牙與鍋身牙的嚙合弧長，在每一個旋合角度都具有合理的壓力承載能力，這比現(xiàn)有專利技術(shù)更能合理地確定有關(guān)強度參數(shù)。
采用長弧式螺牙結(jié)構(gòu)時，因限壓距與鍋蓋牙、鍋身牙螺合角度呈正比，長弧式螺牙結(jié)構(gòu)所增加的合蓋時的旋合角度，不僅提高了合蓋選壓的精確性，而且有效地減小螺牙的升角更有益于螺合結(jié)構(gòu)的摩擦穩(wěn)定性?？磥恚瑸樘岣咤伾w牙剛度所采取的長弧式螺牙結(jié)構(gòu)的舉措，不但沒有增加材料消耗、沒有增加加工工藝，而且還得到選壓精確性提高、螺合摩擦的穩(wěn)定性提高等十分重要的收獲，這是本發(fā)明的科學性、實用性的具體表現(xiàn)。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。


圖1是長弧式螺牙氣壓鍋的鍋牙部分在限壓槽中心線上的縱向局部剖視2是鍋蓋兩個相鄰的鍋蓋牙部分的仰視3是鍋身兩個相鄰鍋身牙部分的俯視中1．鍋蓋2．內(nèi)蓋3．密封圈4．鍋身5．鍋蓋牙6．鍋身牙7．鍋沿8．限壓槽9．邊牙過渡Φ1．鍋口內(nèi)徑Φ2．泄壓口徑Φ3．鍋蓋牙縮徑Φ4．鍋蓋外徑在圖1中為使圖面簡潔，省去了手柄、旋鈕、烹飪指示等零件，以及邊角導圓和一些線條。圖1中示出了鍋蓋(1)的邊緣波紋部分，其硬中心部分與內(nèi)蓋(2)同心緊固，內(nèi)蓋(2)的下端懸掛著密封圈(3)；在鍋蓋(1)的下端均布著六個長弧式、具有相同升角的鍋蓋牙(5)，即將鍋蓋牙(5)設(shè)計成六線螺牙；與鍋蓋牙(5)對應(yīng)，在鍋身(4)的鍋沿(7)上均布著六個長弧式、具有相同升角的鍋身牙(6)，即將鍋身牙(6)設(shè)計成六線螺牙，以便使得鍋蓋牙(5)與鍋身牙(6)通過旋合完成嚙合，圖1示出鍋蓋牙(5)與鍋身牙(6)的嚙合狀況。在鍋沿(7)上還設(shè)有限壓槽(8)，限壓槽(8)的下面是密封圈(3)，圖1中示出密封圈(3)的圓形截面與鍋身(4)的鍋口內(nèi)徑Φ1相切形成環(huán)線密封，這一密封環(huán)線與限壓槽(8)的底面的距離稱為限壓距。當氣壓鍋受熱后鍋內(nèi)產(chǎn)生壓力，驅(qū)動內(nèi)蓋(2)、鍋蓋(1)帶動密封圈(3)向上彈性位移，這一位移與鍋蓋(1)的彈力、鍋內(nèi)壓力的正比關(guān)系十分穩(wěn)定；隨著鍋內(nèi)壓力增加使得密封圈(3)的向上位移也增加，當這一位移導致限壓距等于零時，限壓現(xiàn)象開始發(fā)生——泄放多余壓力；而限壓槽(8)的弧長與限壓排氣量呈正比，因此，只要有一定數(shù)量的限壓槽(8)且其弧長有足夠長，就能滿足限壓的技術(shù)要求。圖1中的Φ1為鍋口內(nèi)徑，而Φ2為泄壓口徑，在限壓槽(8)全部永久性堵塞時，通過泄壓口徑Φ2大于鍋口內(nèi)徑Φ1一定值(如6mm以上)，來確保密封圈(3)與泄壓口徑Φ2的非密封狀態(tài)，這一在任何工作狀況下都十分穩(wěn)定的非密封狀態(tài)，使密封圈(3)一旦升入泄壓口徑Φ2，就能準確無誤地完成泄壓確保壓力安全。鍋蓋(1)的蓋牙縮徑Φ3的設(shè)立，主要是使它與鍋蓋外徑Φ4有一直徑差，以便增加鍋蓋(1)的徑向強度。
采用同一材料制造鍋蓋(1)時其直徑與材料厚度呈正比，大口徑鍋蓋(1)的材料厚度可超過0.8mm，本發(fā)明為了適應(yīng)大口徑膜片式鍋蓋(1)的制造工藝，為解決膜片式鍋蓋(1)的彈性與鍋蓋牙(5)剛度的矛盾，采用長弧式螺牙結(jié)構(gòu)，使鍋蓋牙(5)與鍋身牙(6)的弧長，比平牙式的弧長增加了一倍，順利地解決了兩鍋牙的剛度問題。
圖2示出鍋蓋(1)的兩個相鄰的鍋蓋牙(5)的局部，其中邊牙過渡(9)是鍋蓋的下邊緣與翻制的鍋蓋牙(5)之間的斜支撐，它能有效地提高鍋蓋牙(5)的強度。因此，為邊牙過渡(9)留出一小段弧長，并不減少鍋蓋牙(5)的強度。
圖3中的鍋身牙(6)的弧長已達最大值，充分地利用了圓周長能利用的材料。從圖3中看到若干個限壓槽(8)的弧長及形狀。
實現(xiàn)發(fā)明的最好方式本實施例以鍋口直徑Φ22cm為例。鍋蓋1選用厚度為0.8mm的優(yōu)質(zhì)不銹鋼板制造，邊緣波紋的半徑選在R20mm左右，鍋蓋外徑Φ4的數(shù)值選在Φ260mm左右，鍋蓋牙縮徑Φ3的數(shù)值選在Φ250mm左右。調(diào)整邊緣波紋(凸波紋)與第二波紋(凹波紋)的幾何尺寸及其過渡尺寸，可獲得應(yīng)有的位移與彈力，其凹波紋的凹進深度可在十余毫米左右選擇。鍋蓋牙與鍋身牙的數(shù)量仍可選用六牙制，即六牙均布，也可以選擇非六牙制，這里以六牙制為例。鍋蓋牙5的螺牙升角可在2°左右選擇，須說明由于鍋蓋牙的弧長加大，在同樣的螺距下其螺牙的升角減少，這對增加螺牙結(jié)構(gòu)的摩擦穩(wěn)定性十分有利。每個鍋蓋牙5在留出邊牙過渡9和鍋蓋邊的夾角后，鍋蓋牙5的弧度用其兩端弧線的夾角表示，可在50°左右選擇，其有效弦長在100mm左右。這樣就得到了長弧螺牙式膜片鍋蓋1。為滿足整機彈性位移的設(shè)計要求，鍋蓋1的彈力和位移參數(shù)在100kpa的鍋內(nèi)壓力下，相當于向鍋蓋1的硬中心施以380kg的力，此時須產(chǎn)生2～3.5mm的位移。加上鍋蓋牙5與鍋身牙6的彈性位移，使氣壓鍋的總位移量在3～4mm范圍。這一位移數(shù)據(jù)與限壓距(零壓時的密封環(huán)線與限壓槽的底面所形成的限壓環(huán)線之間的距離)配合，確定了鍋內(nèi)壓力的限壓值。通常在產(chǎn)品應(yīng)用中，采取調(diào)整泄壓距、或者調(diào)整凹波紋的凹進深度，來獲得不同材料、不同批次的產(chǎn)品其鍋內(nèi)限壓值的一致性。
需指出鍋蓋縮徑Φ3的設(shè)置是為提高鍋蓋的徑向剛度，如與外觀設(shè)計、工藝設(shè)計等有矛盾可省去。
鍋身4采用厚度0.8mm的不銹鋼板，制成鍋口直徑為Φ22cm的鍋身4，即圖1中鍋口內(nèi)徑Φ1的數(shù)值為Φ220mm。圖1中泄壓口徑Φ2的數(shù)值取為Φ227mm左右，可確保它與密封圈3的非密封狀態(tài)，即超壓自泄的不可堵塞性。泄壓口徑Φ2與鍋口內(nèi)徑Φ1之差還可用以中心定位，可放置內(nèi)蓋2的外徑，即將內(nèi)蓋2放在置在泄壓口徑Φ2與鍋口內(nèi)徑Φ1的差徑臺階上，如圖1所示用于鍋蓋1包括內(nèi)蓋2、密封圈3在內(nèi)，與鍋身4的定位(包括中心定位和高度定位)。內(nèi)蓋2的下邊緣還懸掛著密封圈3。因此，內(nèi)蓋2既是密封連接件又是定位件；顯然，內(nèi)蓋2的定位作用在旋合鍋蓋1時，既保證中心定位又將鍋蓋部件的高度限定在泄壓口徑Φ2與鍋口內(nèi)徑Φ1的差徑臺階的位置上；而當鍋內(nèi)有壓力時鍋蓋1帶動內(nèi)蓋2、密封圈3一起向上位移過程中，是由最初的鍋內(nèi)壓力保持其高度定位的初始狀態(tài)的。本發(fā)明中，泄壓口徑Φ2的設(shè)置既確保泄壓過程中的不可堵塞性，又兼有旋合時定位的作用。在鍋身4的泄壓口徑Φ2與鍋口內(nèi)徑Φ1所形成的臺階平面上，沖制著若干均布的限壓槽8，其深度即限壓距上端線以上的高度，選在1mm左右。按以上位移參數(shù)，這相當于30kpa壓力范圍的位移，也即如果發(fā)生全部限壓槽8均堵塞的情況，鍋內(nèi)壓力上升會被限制在超壓30kpa以內(nèi)。限壓槽8的俯視弦長選在10mm左右、限壓槽8的數(shù)量可在3～24個范圍選擇，此數(shù)目雖不需嚴謹，但過多過少都不宜。鍋沿7的作用是保護鍋身牙6和限壓槽8，并使局部強度增加，其寬度(即兩半徑之差)選在6mm左右。密封圈3選用硅橡膠制作，其上部形狀要利于密封懸掛在內(nèi)蓋2上，與鍋身4形成線密封的密封唇部要呈圓弧狀，以便適應(yīng)上下位移的動密封。
長弧式螺牙的鍋身牙6的弧長比鍋蓋牙5的弧長要長一些(因少了鍋蓋牙5的邊牙過渡)，在確定合蓋選壓參數(shù)時，應(yīng)以鍋蓋牙5的弧長為基準；基于合蓋選壓結(jié)構(gòu)的力學設(shè)計特征，應(yīng)設(shè)置——零壓合蓋角，即鍋蓋牙5與鍋身牙6旋合的初始零角度開始，至鍋內(nèi)壓力剛剛開始大于零時的角度止。通常將零壓合蓋角應(yīng)在大于10°范圍選擇，本實施例選擇零壓合蓋角為15°，即當鍋蓋牙5與鍋身牙6旋合至15°時，鍋內(nèi)壓力仍為0kpa，依次寫出合蓋角度所對應(yīng)的鍋內(nèi)壓力值為22°-20kpa、29°-40kpa、36°-60kpa、43°-80kpa、50°-100kpa這樣給壓力烹飪標識所留下的弧長角度為35°，該標識所對應(yīng)的弦長在120mm范圍，使得烹飪標識符號較現(xiàn)有專利技術(shù)清晰。
綜上所述，由膜片式鍋蓋1上的長弧式鍋蓋牙5，與鍋身4的鍋沿7上設(shè)置的長弧式鍋身牙6呈螺合式旋合；膜片式鍋蓋1的硬中心上同心固定著內(nèi)蓋2，內(nèi)蓋2的下端面密封懸掛著密封圈3，密封圈3的密封唇邊與鍋身4的鍋口內(nèi)徑Φ1形成線密封；在鍋內(nèi)壓力推動下，膜片式鍋蓋1帶動內(nèi)蓋2、密封圈3向上位移形成軸向動密封；由鍋內(nèi)壓力引起密封圈3向上位移升至鍋沿7上的限壓槽8的限壓平面時，發(fā)生動縫式限壓；在限壓槽8被全部堵塞時，密封圈3會升至在鍋口內(nèi)徑Φ1與鍋沿7之間設(shè)置的泄壓口徑Φ2的底端面，進入密封圈3與泄壓口徑Φ2的非密封狀態(tài)，發(fā)生泄壓確保安全；鍋蓋牙5與鍋身牙6的旋合設(shè)有零壓合蓋角，使其在每一個旋合角度都具備合理的壓力承載能力。
另外，作為產(chǎn)品還應(yīng)設(shè)有鍋身手柄、鍋蓋旋合鈕、鍋蓋旋合角度指示等必不可少的零部件，在此一并省略。
權(quán)利要求
1，一種長弧式螺牙氣壓鍋，由鍋蓋、內(nèi)蓋、密封圈、鍋身組成，其特征在于a．由膜片式鍋蓋(1)上的長弧式鍋蓋牙(5)，與鍋身(4)的鍋沿(7)上設(shè)置的長弧式鍋身牙(6)呈螺合式旋合；膜片式鍋蓋(1)的硬中心上同心固定著內(nèi)蓋(2)，內(nèi)蓋(2)的下端面懸掛著密封圈(3)，密封圈(3)的密封唇邊與鍋身(4)的鍋口內(nèi)徑Φ1形成線密封；在鍋內(nèi)壓力推動下，膜片式鍋蓋(1)帶動內(nèi)蓋(2)、密封圈(3)向上位移形成軸向動密封；b．由鍋內(nèi)壓力引起密封圈(3)向上位移升至鍋沿(7)上的限壓槽(8)的限壓平面時，發(fā)生動縫式限壓；在限壓槽(8)被全部堵塞的情況下，密封圈(3)會升至在鍋口內(nèi)徑Φ1與鍋沿(7)之間設(shè)置的泄壓口徑Φ2的底端面，進入密封圈(3)與泄壓口徑Φ2的非密封狀態(tài)，發(fā)生泄壓確保安全；c．鍋蓋牙(5)與鍋身牙(6)的旋合設(shè)有零壓合蓋角，使其在每一個旋合角度都具備合理的壓力承載能力；
全文摘要
本發(fā)明屬廚房用壓力鍋。提出一種適用與大口徑旋合式壓力鍋的長弧式螺牙結(jié)構(gòu),用加大螺牙弧長的方法提高鍋身牙、鍋蓋牙承受鍋內(nèi)壓力的能力,解決膜片式彈性鍋蓋的鍋蓋厚度與鍋蓋牙強度的矛盾。利用膜片式鍋蓋的彈性位移,提出限壓槽限定鍋內(nèi)壓力值、泄壓口徑與密封圈的非密封狀態(tài),確保非正常工作狀況下的壓力安全。提出鍋蓋在旋合選壓時的初始零壓合蓋角,使鍋牙在每一角度時都有合理的承載能力。
文檔編號A47J27/08GK1308913SQ0111053
公開日2001年8月22日 申請日期2001年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月10日
發(fā)明者王永光 申請人:王永光