一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖的制备方法和系统与流程

本发明属于厨房用具技术领域，尤其涉及一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖的制备方法和系统。

背景技术：

人们在做蒸菜时锅内的水汽因为受表面张力的作用，容易被锅盖内壁冷凝发生吸附，受锅盖外形的影响，冷凝水容易从锅盖的内壁滴落入锅中，与锅内蒸制的食物接触，既影响了口感，又不卫生，目前市场上的锅盖基本上无法做到蒸菜时冷凝水不滴落至锅内。

现经公布的大部分专利采用的方法主要有改变锅盖结构引导冷凝水流入或滴入相应的位置，亦或是使蒸汽循环往复，改变锅内的表面张力大小，减少冷凝水的产生，上述方法设计的蒸锅结构复杂，制造比较困难，使用不方便，且成本较大。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备方法。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备方法，该方法包括如下步骤：

s1：采集锅盖的材质和水的液气临界值，根据水的液气临界值和锅盖的材质对附着在锅盖壁上的冷凝水进行受力分析，得到数据分析结果；

s2：根据步骤s1得到的受力分析结果，计算受力角度α的范围值αmin-αmax；

s3：计算冷凝水位于滴落的临界点时锅盖半径x、高度y和受力角度α之间的关系；

s4：采集锅盖的半径x，根据锅盖的半径和受力角度α的范围值αmin-αmax，计算锅盖的高度范围值ymin-ymax，选定受力角度值αk和高度值yk，并将锅盖的半径x、高度值yk和受力角度值αk发送至执行设备，执行设备根据锅盖的半径x、高度值yk和受力角度值αk制备出相应的锅盖。

本发明还提供了一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备系统，该设备包括处理系统200、用于显示处理系统200处理结果的显示系统100和供处理系统200采集信息的采集系统300，处理系统200包括第一采集模块1、受力分析模块2、第一计算模块3、第二计算模块4、第二采集模块5和第三计算模块6；

第一采集模块1：用于采集水的液气临界值和锅盖的材质；

受力分析模块2：用于根据水的液气临界值和锅盖的材质对附着在锅盖壁上的冷凝水进行受力分析，得到数据分析结果，并将数据分析结果发送至第一计算模块3；

第一计算模块3：用于接收受力分析模块2发送的受力分析结果，并根据受力分析结果计算受力角度α和水滴曲率半径r之间的关系，计算受力角度α的范围值；

第二计算模块4：用于计算锅盖半径、高度与受力角度α之间的关系，并将计算结果发送至第三计算模块6；

第二采集模块5：用于采集锅盖的半径x和αn，并将锅盖的半径x和αn发送至第三计算模块6；

第三计算模块6：用于接收第二计算模块4和第二采集模块5发送的数据，并根据接收到的数据计算锅盖的高度。

本发明还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序在被处理系统执行时，实现本发明提供的防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备方法的步骤。

本发明提供的防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备系统能够通过受力分析，根据锅盖材质等参数计算出锅盖高度、半径与曲率半径的关系，根据锅盖的半径和受力角度设定值，计算出对应的锅盖高度，从而引导冷凝水沿锅盖内壁滑落，而不会直接滴落入蒸锅内，可以避免锅盖内壁上的水与蒸锅内的食物接触；本发明提供的方法设计的锅盖可以使用不同的材料制备，且无需增加其他零部件，制备工艺相对简单，清洁较为方便，任何半径的锅盖的设计均适能够使用本方法。

附图说明

图1.实施例1的防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备方法的方法流程图；

图2.实施例2的步骤s1的方法流程图；

图3.实施例2的受力分析图；

图4.实施例3的锅盖半径x、高度y和曲率半径r的关系图；

图5.实施例3的步骤s2的方法流程图

图6.实施例4的步骤s4的方法流程图；

图7.实施例5的防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备系统的结构框图；

图8.实施例5的处理系统的结构框图；

图9.实施例6的受力分析模块的结构框图；

图10.实施例7的第三计算模块的结构框图；

图11.实施例8提供的防蒸汽冷凝滴落的锅盖的锅盖实物图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，下列实施例仅用于解释本发明的发明内容，不用于限定本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供了一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

s1：采集锅盖的材质和水的液气临界值，根据水的液气临界值和锅盖的材质对附着在锅盖壁上的冷凝水进行受力分析，得到数据分析结果；

s2：根据步骤s1得到的受力分析结果，计算受力角度α的范围值αmin-αmax；

s3：计算冷凝水位于滴落的临界点时锅盖半径x、高度y和受力角度α之间的关系；

s4：采集锅盖的半径x，根据锅盖的半径和受力角度α的范围值αmin-αmax，计算锅盖的高度范围值ymin-ymax，选定受力角度值αk和高度值yk，并将锅盖的半径x、高度值yk和受力角度值αk发送至执行设备，执行设备根据锅盖的半径x、高度值yk和受力角度值αk制备出相应的锅盖。

其中，水的液气临界值(即沸点)根据不同地区的海拔具体设定，锅盖的高度不包括把手的高度，本发明中的受力角度值指的是锅盖内壁上任意一点与锅盖内壁的切线与该点所在水平面形成的夹角，执行设备包括但不限于3d打印机；本发明提供的防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备系统能够通过受力分析，根据锅盖材质等参数计算出锅盖高度、半径与曲率半径的关系，根据锅盖的半径和受力角度设定值，计算出对应的锅盖高度，从而引导冷凝水沿锅盖内壁滑落，而不会直接滴落入蒸锅内，可以避免锅盖内壁上的水与蒸锅内的食物接触。

实施例2

本实施例进一步限定了步骤s1，如图2所示，步骤s1具体包括以下步骤：

s11：通过公式(ⅰ)计算设定温度t下的表面张力γ；

其中，γ为设定温度为t时的表面张力，γ0为水在0℃时的表面张力，tn为水的液气临界值，t为设定温度；

s12：根据锅盖的材质，获取水与材质对应的浸润角θ，通过公式(ⅱ)计算冷凝水覆盖在锅盖壁上的粘附力f；

f＝γ(1+cosθ)(ⅱ)；

其中，γ为两相之间的表面张力，θ为浸润角；

s13：用公式(ⅲ)和公式(ⅳ)对附着于锅盖上的冷凝水进行静态受力分析；

ff≤gsinα(ⅲ)；

f＞gcosα(ⅳ)；

其中，α为受力角度，g为重力，ff为摩擦力，f为粘附力。

其中，设定温度t为锅盖内壁上冷凝水的温度的最大值，通过实验测量得到冷凝水的范围值，设定时取最大值即可；本发明通过对锅盖的受力分析，得到冷凝水覆盖在锅盖内壁上的粘附力，通过对附着于锅盖上的冷凝水进行静态受力分析，得到使锅盖内壁上冷凝水不滴落于蒸锅内部的条件，如图3所示，当ff≤gsinα且f＞gcosα时，锅盖内壁上的水不会滴落入蒸锅内，而是沿锅盖内壁滑落进入蒸锅内。

实施例3

本实施例进一步限定了步骤s2，如图5所示，步骤s2具体包括以下步骤：

s21：将(ⅰ)(ⅱ)带入(ⅲ)(ⅳ)，得到曲率半径r和受力角度α的关系如下：

其中，g＝mg＝ρvg，ff＝μf；

其中，r为水滴的半径；

s22：采集r值，计算α的范围值αmin-αmax；

步骤s3具体为：用公式(ⅵ)计算受力角度α、锅盖半径x和锅盖高度y之间的关系：

其中，水滴的半径由用户设定，设定值大于0，如图4所示，当锅盖为圆锥形，从锅盖中心到四周呈直线，无弧度，gg为锅盖，α为受力角度，计算锅盖半径径x(ac)、高度y(ab)与受力角度α的关系，即通过该公式限定锅盖的半径和高度，使得该锅盖的受力角度α在αmin-αmax范围内，进而满足冷凝水不滴落的条件。

实施例4

本实施例进一步限定了步骤s4，如图6所示，步骤s4具体包括以下步骤：

s41：采集锅盖的半径x，根据锅盖的半径x和α的范围值αmin-αmax，用公式(ⅵ)计算锅盖的高度范围值ymin-ymax，以锅盖的中心点为圆心将锅盖划分为n圈子锅盖区域，每圈子锅盖区域的外径与内径之差均相等，即rn2-rn1＝rn3-rn2＝…＝rnk-rn(k-1)，n为正整数；

s42：采集每圈子锅盖区域半径的设定值x1、x2、xk…xn和受力角度的设定值α1、α2…αk…αn；

s43：根据各圈子锅盖区域半径x1、x2、xk…xn和受力角度设定α1、α2…αk…αn，用公式(ⅶ)计算各圈子锅盖区域高度y1、y2…yk…yn，并将对应的半径xk、高度值yk和受力角度值αk发送至执行设备，执行设备根据锅盖的半径x、高度值yk和受力角度值αk制备出相应的锅盖；

其中，yk为第k圈子锅盖的高度，xk为第k圈子锅盖的半径，αk为第k圈子锅盖的受力角度设定值，αmin为受力角度最小值，x为锅盖的半径，y为锅盖的高度，ymin≤y≤ymax。

其中，各圈子锅盖区域的受力角度值的设定由中间向四周逐渐减小；本发明通过分段设计，将锅盖分成若干圈子锅盖区域，使设计出的锅盖呈一定的弧度，提升美感。

实施例5

本实施例提供了一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备系统，如图7和图8所示，该锅盖制备系统包括处理系统200、用于显示处理系统200处理结果的显示系统100和供处理系统200采集信息的采集系统300，处理系统200包括第一采集模块1、受力分析模块2、第一计算模块3、第二计算模块4、第二采集模块5和第三计算模块6；

第一采集模块1：用于采集水的液气临界值和锅盖的材质；

受力分析模块2：用于根据水的液气临界值和锅盖的材质对附着在锅盖壁上的冷凝水进行受力分析，得到数据分析结果，并将数据分析结果发送至第一计算模块3；

第一计算模块3：用于接收受力分析模块2发送的受力分析结果，并根据受力分析结果计算受力角度α和水滴曲率半径r之间的关系，计算受力角度α的范围值；

第二计算模块4：用于计算锅盖半径、高度与受力角度α之间的关系，并将计算结果发送至第三计算模块6；

第二采集模块5：用于采集锅盖的半径x和αn，并将锅盖的半径x和αn发送至第三计算模块6；

第三计算模块6：用于接收第二计算模块4和第二采集模块5发送的数据，并根据接收到的数据计算锅盖的高度；

本发明提供的防蒸汽冷凝滴落的锅盖制备系统能够通过受力分析，根据锅盖材质等参数计算出锅盖高度、半径与曲率半径的关系，根据锅盖的半径和受力角度设定值，计算出对应的锅盖高度，从而引导冷凝水沿锅盖内壁滑落，而不会直接滴落入蒸锅内，可以避免锅盖内壁上的水与蒸锅内的食物接触。

实施例6

本实施例进一步限定了受力分析模块，如图9所示，受力分析模块2包括表面张力计算模块21、粘附力计算模块22、静态受力分析模块23和数据库模块24；

表面张力计算模块21：用于通过公式(ⅰ)计算设定温度t下的表面张力γ；

其中，γ为设定温度为t时的表面张力，γ0为水在0℃时的表面张力，tn为水的液气临界值，t为设定温度；

粘附力计算模块22：用于将采集到的锅盖的材质发送至数据库模块24并接收数据库模块24返回的浸润角θ，通过公式(ⅱ)计算冷凝水覆盖在锅盖壁上的粘附力f；

f＝γ(1+cosθ)(ⅱ)；

其中，γ为两相之间的表面张力，θ为浸润角；

静态受力分析模块23：用于通过公式(ⅲ)和公式(ⅳ)对附着于锅盖上的冷凝水进行静态受力分析，并将静态受力分析结果发送至第一计算模块3；

ff≤gsinα(ⅲ)；

f＞gcosα(ⅳ)；

其中，α为受力角度，g为重力，ff为摩擦力，f为粘附力；

数据库模块24：用于存储不同的材质对应的浸润角数据，接收粘附力计算模块22发送的锅盖的材质，并将材质对应的浸润角θ返回至粘附力计算模块22；

其中，受力角度α和曲率半径r之间的关系通过公式(ⅴ)计算：

其中，m＝ρv，g＝mg＝ρvg，ff＝μf；

其中，受力角度α、子锅盖区域半径x、子锅盖区域高度y之间的关系通过公式(ⅵ)计算：

其中，水滴的半径由用户设定，设定值应大于0；本发明提供是设备通过对锅盖的受力分析，得到冷凝水覆盖在锅盖内壁上的粘附力，通过对附着于锅盖上的冷凝水进行静态受力分析，得到使锅盖内壁上冷凝水不滴落于蒸锅内部的条件，如图3所示，当ff≤gsinα且f＞gcosα时，锅盖内壁上的水不会滴落入蒸锅内，而是沿锅盖内壁滑落进入蒸锅内，如图4所示，当锅盖为圆锥形，从锅盖中心到四周呈直线，无弧度，gg为锅盖，α为受力角度，计算锅盖半径径xac、高度yab与受力角度α的关系，即通过该公式限定锅盖的半径和高度，使得该锅盖的受力角度α在αmin-αmax范围内，进而满足冷凝水不滴落的条件。

实施例7

本实施例进一步限定了第三计算模块，如图10所示，第三计算模块6包括分区模块61和子锅盖区域高度计算模块62；

分区模块61：用于采集锅盖的半径x，根据锅盖的半径x和α的范围值αmin-αmax，用公式ⅵ计算锅盖的高度范围值ymin-ymax，以锅盖的中心点为圆心将锅盖划分为n圈子锅盖区域，每圈子锅盖区域的外径与内径之差均相等，即rn2-rn1＝rn3-rn2＝…＝rnk-rnk-1，并采集每圈子锅盖区域半径x，n为正整数；

子锅盖区域高度计算模块62：接收采集到的每圈子锅盖区域半径x1、x2、xk…xn和受力角度设定α1、α2…αk…αn；根据各圈子锅盖区域半径x1、x2、xk…xn和受力角度设定α1、α2…αk…αn，用公式(ⅶ)计算各圈子锅盖区域高度y1、y2…yk…yn，并将对应的半径xk、高度值yk和受力角度值αk发送至执行设备，执行设备根据锅盖的半径x、高度值yk和受力角度值αk制备出相应的锅盖；

其中，yk为第k圈子锅盖的高度，xk为第k圈子锅盖的半径，αk为第k圈子锅盖的受力角度设定值，αmin为受力角度最小值，x为锅盖的半径，y为锅盖的高度，ymin≤y≤ymax。

其中，各圈子锅盖区域的受力角度值的设定由中间向四周逐渐减小；本发明提供的设备通过分段设计，将锅盖分成若干圈子锅盖区域，使设计出的锅盖呈一定的弧度，提升美感。

实施例8

本实施例提供了一种防蒸汽冷凝滴落的锅盖，如图11所示，该锅盖是采用实施例1的方法制备而成的。

本实施例通过限定锅盖的半径、高度和受力角度，引导冷凝水沿锅盖内壁滑落，而不会直接滴落入蒸锅内，可以避免锅盖内壁上的水与蒸锅内的食物接触。