电饭煲用铝基多种微量元素锅的制作方法

1.本发明涉及炊具技术领域，即电饭煲用铝基多种微量元素锅。


背景技术：

2.目前做大米饭主要是用内胆为铝锅的电饭煲。铝锅富含“铝”，人久吃铝极易患“铝中毒”，引起贫血、骨质疏松骨软化、记忆力下降大脑加速衰老及痴呆症等多种疾病。而且由于人们健康理念不到位及炊具使用混乱等原因，微量元素缺乏症已很普遍。本发明就是在铝锅基坯的基础上，内胆换成纯铁——并在纯铁锅底上添加锌铁锰铜氟等微量元素——的，从而在用该种锅替换掉原来铝锅后，使人不仅能避免食铝之害，还能补充锌铁锰铜氟等多种微量元素。
3.锅基(外)体之所以仍用铝，是为保持该电饭煲的热力学特性不变——因两种锅的主要传热介质——铝(为良导热体)——不变，从而保证在用复合新锅替换掉原来的铝锅后，做饭时电饭煲的操作方法不变(本人曾试验过：完全用纯铁锅代替铝锅，操作方法不变时，饭做不熟！)。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种电饭煲用铝基多种微量元素锅，实现人在做饭时将微量元素锌铁锰铜氟等补入到食物中，继而有效补充人体必需的微量元素；还可以成功地避免因用铝锅(内胆)及摄入铝而引起的多种疾病。
5.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种电饭煲用铝基多种微量元素锅，锅坯的锅里面(内侧)分布着薄铁层，以薄铁层为内胆，内胆底部以一定比例间隔分布有螺旋线凸棱与凹槽——凸棱中分布有铁锰铜氟等微量元素，凹槽中填充有锌元素，各种微量元素按一定的质量比例分布(按表面积)为： zn∶fe∶mn∶cuo∶caf2＝(25～30)∶25∶6∶5∶7，内铁胆与外铝层之间以薄铜膜过渡，最外侧是和传统电饭锅的厚度分布基本一致——外形相同——的较厚铝层。
7.选择诸种元素以螺旋线型分布，是因螺旋线具有分布相对均匀——相邻线之间总是等距，同位同型时面积与宽度约成正比；在锅底全面积上呈交错均匀分布；锅在使用中的磨损，在锅底全面积上也能相对比较均匀，从而保证各元素析出比例的长期均匀稳定性。
8.基体之所以仍用铝，是为了保持该电饭煲的热力学特性不变——因两种锅的主要传热介质——铝(为良导热体)——不变，从而保证在用复合新锅替换原来的铝锅后做饭时，电饭煲的操作方法不变。
9.本发明具有以下有益效果：
10.通过锅铲的配合——锅铲与锅体里多种微量元素(合金)层之间及食物之间不停摩擦，通过锅体的磨损，使锌铁锰铜氟等能较均匀地添加到食物中，及时补充人体每日必需的微量元素；同时保持做饭时电饭煲的操作方法不变，而省掉许多不必要的麻烦。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。这里以口略宽、底平稍窄的“斗”形电饭煲用内铝锅为替换对象进行说明。
12.图1是本发明实施例中锅体正位中心剖视图；图2是锅体的俯视 (示意)简图。图中，1
‑
锅体的外层铝部，2
‑
内胆铁部，3
‑
铁锰铜氟(阴影)部，4
‑
锌(剖面线)部；r
‑
锅内平底与竖面过渡区弧面半径。
13.图3是原铝锅经适当修整后用作制铁皮内胆模型的准模具剖面图。
14.为了在换新锅后使锅盖尺寸保持不变，以需要替代的电饭煲用老铝锅为主要模坯，在其放锅盖处的原锅口内缘沿直径方向向外车削扩大一段距离δ＝d——此处需添加铁胆的铁皮厚度，即从0点车掉距离δ至0
′
(如大圆圈之内图所示)，车削完成后的模坯即可作为制铁皮内胆模型的准模具了。这里，r
‑
锅内平底与竖面过渡区弧面半径。
15.图中，do
‑
车削前锅口(锅盖处)直径，对应0点；d＝do+2d，为车削后锅口直径，对应0
′
点。其中，大圆圈内为局部放大图。
16.图4，5是为了制作铁皮内胆而预先用纤维薄布加环氧树脂(如玻璃钢)等材料制作的等尺寸铁皮内胆模型的中心剖视和俯视图；
17.图6，7为用特定的冲压(或铸造)模具
①
造出的纯铁皮内胆中心剖视和俯视图。图中，r
‑
锅内平底与竖面过渡区弧面半径；d、do
‑
铁皮内胆开口处、底部铁皮厚度(图4，5亦同)。
18.图8为用激光(或等离子体)熔覆法在铁皮内胆锅底上，敷设铁锰铜氟等诸微量元素螺旋线凸棱(兼凹槽)剖面示意图。
19.图中，1
‑
铁部，2
‑
铁锰铜氟(阴影)部，3
‑
激光头，4
‑
铁粉，5
‑
铁粉盒， 6
‑
既可平动又可转动的多功能工作台(示意图)，7
‑
拉力弹簧。
20.之所以将激光熔覆中的铁皮内胆置于铁粉上，以对称拉力弹簧施压，是为了保持铁皮内胆的底部存有一定的压应力，以免铁皮内胆的底部因激光熔覆的高温致局部熔化而下流变形过大，即万一熔化也会和其下的铁粉结合，并因向上的压应力而得到部分缓解复位而不至于失控。
21.图9为纯铁皮内胆外侧浸附纯铜膜工艺(中心剖视)示意图。
22.其中，1
‑
高温铜液，2
‑
纯铁皮内胆，3
‑
铁铜锰氟(阴影)部，4
‑
铜炉加热装置外壳，5
‑
加热器电热丝，6
‑
耐高温保温材料，7
‑
大工具钳，8
‑ꢀ
重金属沙包，9
‑
铜炉。4，5，6
‑
合称为铜炉加热装置。
23.图10为浇鋳铝液制作新锅铝外层工艺流程(前半程)剖视示意图。
24.其中，1
‑
高温铝液，2
‑
纯铁皮内胆，3
‑
铁锰铜氟(阴影)部，4
‑
耐高温保温材料，5
‑
温控装置保温材料外层，6
‑
温控电热丝，7
‑
铸铝模具
②
， 8
‑
重金属沙包，9
‑
铝液收集器。4，5，6
‑
合称为温控恒温保温灶
①
。
25.图11为浇鋳铝液制作新锅铝外层工艺流程(后半程)剖视示意图。
26.其中，1
‑
高温铝液，2
‑
纯铁皮内胆，3
‑
铁锰铜氟(阴影)部，4
‑
冷风机，4
′‑
冷风，5
‑
铝液舀瓢，6
‑
固定夹紧铁胆和模具的大力夹具(3
×
120
°
对称分布)，7
‑
铸铝模具
②
。
27.图12为铝基铁胆锅内底部螺旋线凹槽中浇鋳填满锌液，并以浇鋳锌用搪(陶)瓷模具
③
8压实后，保温状态剖视示意图。
28.其中，1
‑
铝部，2
‑
铁部，3
‑
铁锰铜氟(阴影)部，4
‑
液锌部，5
‑
温控装置保温材料外层，6
‑
温控(含电热丝)装置，7
‑
耐高温保温材料，8
‑
浇鋳锌用搪(陶)瓷模具
③
。5，6，7
‑
合称为温控恒温保温灶
②
。r
‑
模具
③
的过渡弧面半径。
具体实施方式
29.一、造铁皮内胆及其制造模具
①
：
30.1、造铁皮内胆模型：
31.(1)、造铝锅基坯：如图3，以需要替代的电饭煲用老铝锅为主要基坯，为了在换新锅后锅盖的尺寸不变，特在老铝锅放锅盖处原锅口内缘向外，沿着直径方向车削(虚线区为车掉部分)扩大一段距离δ＝d——正要做的纯铁皮内胆在此处的厚度(其中大圆圈内为局部放大图)，这样处理后，以此车削后的锅为模板所做的模型植入的铁皮内胆后的锅口，就与锅盖尺寸一致，而不用再更换锅盖了；这里，do为车修之前放锅盖处的锅口直径，d＝do+2d为车削后放铁皮内胆处铝锅口直径；
32.(2)、造铁皮内胆的玻璃钢模型：以上述改造后铝锅里面为外面，以纤维薄布加环氧树脂(如玻璃钢)等材料制作铁皮内胆模型，如图4，5 所示。其底部do较厚(约0.8
‑
1.5mm)，上边d较薄(如0.5
‑
1.0mm)，中间平直过渡；r
‑
锅内胆模型的平底与竖面过渡区弧面半径。
33.2、根据铁皮内胆模型制作铁皮内胆的制造模具
①
：由于模具行业高度专业化、市场化，可委托专业厂家提前定制：这里主要是上下两部分合为一组的冲压(其次为铸造)模具
①
；
34.3、如图6，7，按照模具使用方法和要求，将纯铁皮材料预加工成适当的尺寸(重量)、形状和温度，按照特定工艺要求制作出复合新锅的铁皮内胆。图中，r
‑
锅内平底与竖面过渡区弧面半径；d、do
‑
铁皮内胆开口处、底部铁皮厚度(图4，5亦同)。
35.4、将该铁皮内胆的外侧用中号砂纸或砂布型角磨机等，轻度打磨成均匀的毛面；
36.5、将该铁皮内胆内外两面皆施行碱洗除油、酸洗除锈再以水洗净、烘干等工艺处理并以氮气保护备用。
37.二、在铁皮内胆锅底敷设螺旋线凸棱兼制作鋳锌模具：
38.1、如图8，以铁、锰、二氧化锰、氧化铜、氟化钙诸粉末按照 fe∶mn∶cuo∶caf2＝25∶6∶5∶7(由氮气保护)混合均匀的质量比例，和凸棱∶凹槽＝9∶5的宽度比，用激光(或等离子体)熔覆法在纯铁皮内胆底部，从中心到外沿，包括中心平面及平面与竖面之间的过渡区弧面，敷设铁锰铜氟诸粉末所混熔的螺旋线凸棱(兼凹槽)；这里，所敷设的铁锰铜氟诸微量元素的螺旋线凸棱的高度须略高于图1中所设的高度——即最终须保证在打磨后所剩下的高度能满足图1中的要求。
39.螺旋线绝大部分为平面型(图中仅画出了“反旋型”，其实“正旋型”亦可——未画出)，仅在靠近锅竖面的最外沿为少量弧形。
40.2、再按照凸棱高度的特定要求，用铣床磨床等打磨掉凸棱高出的部分(兼除屑)而成中间大部分为准平面型，靠近锅竖面部分为弧面——锅内平底与竖面之间以弧面半径r——过渡；这样就可保证质量比 zn∶fe∶mn∶cuo∶caf2＝(25～30)∶25∶6∶5∶7，在单位面积上的分布。当然这是在凹槽都灌满锌(液)并凝固(后四完成如图1所示)的情况下。
41.3、将完成激光熔覆并打磨好的铁胆底部(外)下面修磨平整兼除污。
42.4、再以修磨好的凸棱上表面、铁胆竖面和过渡弧面——为模具
③
8 基准(模具
③
8竖面高设为铁胆锅高的3/4，模具弧面紧贴铁锅弧面)，制作浇鋳锌用搪(陶)瓷模具
③
8(——总体形状类似于冰壶)，如图12。
43.三、附铜铁胆外侧、下方注入铝液并凝固制造完整复合新锅坯：
44.1、铁皮内胆外侧浸附铜：
45.如图9，将纯铜适量放于铜炉9中熔化，控制温度在(1220+20)℃，再将该铁皮内胆2以底在下、口朝上置于约3/4的高度于铜液面内，为了抵消铜液的浮力，在铁皮内胆内放置适当重量(略大于浮力)的重金属 (如铅锡等)沙包8(沙包外皮为矿物棉等耐高温材料)，再用大铁夹7夹住锅口，用力适当、中速放下——并先斜后正、先顺后逆时针旋转数次以排除气泡，至锅口下沿抵住铜炉上沿为止，保温10秒钟，取出，沥干铜液1。这样，在铁铜界面就形成较均匀的铜铁合金薄膜；
46.2、制作铸铝模具
②
7(如图10)及复合新锅坯铝外层：
47.(1)、根据要代替的加工后铝锅的外部形状、尺寸，来制作与复合新锅体铝壳外部尺寸一致的鋳铝模具
②
7。由于铸铝所用温度不太高(约在 700
‑
750℃之间)，鋳铝模具
②
7可选用材料很多，如石墨型和搪(陶)瓷型等。由于模具行业高度专业化、市场化，可委托专业厂家提前定制；
48.(2)、浇鋳铝液制作复合新锅铝外层：
49.如图10，将该铸铝模具
②
7放入高温烤箱烤至750℃，将纯铝放入氮气保护的熔炉加热至750℃；取出烤箱中的高温模具
②
7，放入由氮气保护的带加热装置的温控——温度设为(700+20)℃——恒温保温灶
①
上，开口朝上，再取适量——以浇完该锅铝外壳层即模具
②
7与铁胆2 之间的夹槽略有盈余——的铝液1(750℃)平缓注入模具
②
7之中，捞出氧化膜浮皮；再速以双对称大铁夹具夹住铁内胆上口，将(上三、1、中从铜炉中刚取出未冷，含沙包8的)附铜高温铁胆2以凸面朝下，先斜后正、先顺后逆时针反复转动地平缓放入已加注铝液1的模具
②
7中，以使其和铝液充分接触排除气泡，直到铁胆2口沿与模具
②
7的上沿圆口重合，保温半分钟，使铝铜、铝铁界面充分合金化以增加强度后，接下。
50.接上，如图11，再取下整套嵌着锅和重金属沙包8的模具
②
7放于平地上，用三个对称(3
×
120
°
分布)大力夹具6把二者圆口夹紧，用大夹取出重金属沙包8，以冷风机4向锅底中心部位(向外飘)吹冷气4
′
，实现从锅底中心向边缘、上部渐次冷却——使锅底中心最先冷凝固化——从而保证锅底中(核)心部位优先得到铝(液)供应而充实，不留缺陷.因铝液固化体积缩小，如需要可从溢铝嘴出口处添加铝液1——用耐高温舀瓢 5。待冷至660℃以下，铝即凝固。即用“锅口预冷收缩法”和“适度敲击震动法”等，将铝基铁胆锅坯从模具
②
7中取下；
51.四、将螺旋线凹槽充满锌液后，使其凝固，并打磨光洁：
52.1、如图12，将刚从三、2、(2)、取下的温度较高的铝基铁胆锅坯和浇鋳锌用搪(陶)瓷模具
③
8，放入充满氮气的高温烤箱烤至600℃，同时将纯锌放入熔炉加热至600℃；后取出烤箱中的高温铝基铁胆锅坯，平放入由氮气保护开口朝上带加热装置的温控——温度设(550
‑
560)℃——恒温保温灶
②
上，取适量——以浇满凹槽盈余15％左右——的高温锌液，平缓浇于分布着凹槽的铁锅底部，从高温烤箱中取出高温模具
③
8并在其底部粘满锌液沥
干(不滴下即可)，再先斜后正缓缓放于铁胆内，握住模具
③
8手把正反旋转数次排除气泡，凭其重量就可使其落至锅底并与锅竖面紧密贴合；保温15
‑
30秒使锌铁界面充分合金化以增加锌铁结合强度后，取出尚嵌着模具
③
8的锅具系统，放于中心更冷——从外周向中心呈渐降型平地，呈准温度梯度变温冷却——使锅底中心最先冷凝固化——从而保证锅底中(核)心部位优先得到锌(液)供应而充实——不留缺陷；
53.2、待锅具冷却(至419℃以下，锌即凝固)后，用“模具预冷收缩法”和“适度敲击振动法”等将模具
③
8从锅内胆中取出；对锅口处行修磨倒棱处理；用砂布或角磨机等适当打磨锅坯全表面至光洁为止；
54.3、对锅的外部(毛)铝面施行阳极化发黑处理，形成黑色致密保护膜从而提高复合新锅吸热效率及电饭煲总效率；对锅体全表面皆涂食用植物油适量并包装封存起来。
55.本发明的工作原理：
56.通过烹调手段和炊具——锅内胆的磨损，实现补充人体必需的锌铁锰铜氟等微量元素，同时又避免了摄入铝的危害。
57.综上所述，与市场上现有的铝锅相比，本发明“电饭煲用铝基多种微量元素锅”不仅可以使人避免(烹饪中食物中)由于长期摄入铝导致“铝中毒”而引起的多种疾病；还可以补充锌铁锰铜氟等多种微量元素——堪称本世纪最简易又是最高效地获取补充人体必需微量元素的不二法门。须重点说明一点的是：由于各种条件思想限制，“习惯性”或“无奈性”偏食引起的微量元素缺乏症，在每个人身上都不可避免地或多或少地存在。因此，尽快推广使用此简易健康环保而功能卓著高效的炊具系统，就是时代赋予我们的迫切使命。
58.本发明的基本计算：
59.以锅底直径d＝20cm的中型锅为例：多种微量元素层厚度为： w＝1mm＝0.1cm，则该层体积为v＝π
×
(d/2)2×
w＝31.4(cm)3，取平均密度 p＝7g/(cm)3，则该层质量f＝p
×
v＝219.8g。
60.若以三口之家，十年用完一口锅——将微量元素层耗尽，每年以 300天计算，则平均每人每天因锅的损耗而摄入的多种微量元素量为：
61.219.8g/(3人
×
10
×
300天)＝24.4
×
10
‑
3g/(人
·
天)＝24.4mg/(人
·
天)。
62.而成人人体每日所需
①
：锌15mg，铁15mg，锰铜氟化合物10.8mg 共40.8mg，24.4mg在其中占比为24.4/40.8≈59.9％，这是假设完全利用的情况；若利用率(如洗锅刷掉的部分即为没用)仅为50％，那么人体所能得到的微量元素量占比则为59.9％
×
50％≈29.9％，而这其中还有个吸收效率(一般小于100％)问题。即通过该方法所获得的微量元素占比较少因此很安全——且该方法只能作为补充而已；要获得足量的微量元素，主要还是应通过摄入食物。
63.至于有人担心“重金属中毒”问题，主要是因误食铅、镉或汞等人体不需要的重金属元素才引起的中毒现象；而锌铁锰铜氟皆是人体必需的微量营养元素，只要不过量就不存在任何(中毒)问题。
64.以上仅为本发明的较佳实施例(之一)而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围。因此依本发明申请专利范围所作的等效变化(如家常铝锅，铝板或铝锅型电饼铛变身为铝基多种微量元素锅，铝基多种微量元素板或铝基多种微量元素锅型电饼铛及多种微量元素在锅底凡呈螺旋线(如“反旋型”、“正旋型”等)分布者等)，仍属于本发明的保护范围。