专利名称：长弧式螺牙气压锅的制作方法
技术领域：
本发明属厨房用压力烹饪器具，是一种新型的旋合式安全压力锅。
中国发明专利ZL9710737.3、ZL98101012.1、ZL97119175.1中提出螺牙式结构，其中采用了锅盖的卷边技术，在生产大口径产品时，由于其锅盖厚度增加给卷边技术应用带来不便；而锅盖材料厚度增加后，恰好适合采用长弧螺牙方式解决上述矛盾。因此，用增加弧长的方式增加锅身牙及锅盖牙的强度，既作到合理地节省材料又省去了卷边工艺，长弧螺牙结构是大口径压力锅技术发展的必然结果。除此以外，尚未看到有关长弧螺牙式压力锅结构的有关资料。
本发明的目的是为旋合式弹性连接的膜片式锅盖的压力锅，提出一种适用于大口径压力锅的长弧式螺牙结构，弥补在现有专利技术中，卷边式膜片锅盖结构不适应大口径产品的不足。依据膜片式锅盖的厚度与锅盖直径呈正比，锅盖厚度增加后可采用长弧螺牙式结构，通过增加锅身牙和锅盖牙的弧长，提高它们的强度来适应大口径时的压力承载能力。长弧式螺牙结构还进一步减少了锅身的材料厚度。
与长弧螺牙相配合，本发明还提出在锅身的锅沿上的设有限压槽及其泄压口径，将现有专利技术中的泄压分为限压和泄压；由限压槽与密封圈配合完成动缝式限压，使限压具有足够的限压灵敏度；将泄压口径与密封圈呈非密封状态设计，用以定量地给出超压自泄值完成泄压，从而进一步对产品实施精确的力学结构设计。泄压口径与锅口内径之间的台阶，它除了泄放多余气压外，还具有锅盖、内盖、密封圈与锅身的中心定位及高度定位功能，进一步完善长弧螺牙式气压锅技术。
提出设置零压合盖角，来合理地分配锅盖旋合角所对应的锅内压力，确保锅盖在每一个旋合位置上，锅盖牙与锅身牙的受力状况，都能满足超压泄压的设计要求。
本发明的目的是这样实现的采用优质不锈钢板，将锅盖制成带有边缘波纹和硬中心的膜片式锅盖，膜片式锅盖的弹力与锅内压力相当，膜片式锅盖的中心固定有内盖(或挂圈环)用以悬挂密封圈，用优质不锈钢板制成锅身。本发明在现有旋合式压力锅六平牙结构的基础上，将平牙改为螺牙即成为类似六线螺纹式的六线螺牙，选定螺牙的升角使得两个相邻螺牙的螺距的垂直高度差距，大于锅盖牙的厚度及利于旋合时所必须的间隙之和，就满足了螺牙结构的旋合式合开盖的条件，即螺牙须有足够大的升角。依据螺牙弧长不象平牙的弧长受圆周长度限制的特点，六线螺牙的锅身牙的弧长，其最大长度可接近锅身牙处直径的1/6圆周长；这样，在锅身的锅沿上有均布着六个升角相等、弧长相等的长弧式螺牙。而锅盖牙除应留出锅盖牙的边牙过度(即常见压力锅盖上的盖边与盖牙之间的斜支撑)所须的弧长外，其每个锅盖牙的弧长通常可作到1/7锅盖圆周长。显然，上述锅身牙弧长、锅盖牙弧长，与现有旋合式平牙压力锅的锅牙弧长相较，其弧长长度有了成倍地增加。这样就解决了锅盖膜片化后所带来的锅盖弹性与锅盖牙强度之间的矛盾。在锅盖直径加大后锅盖卷边工艺产生困难时，增加弧长的方法是很实用的，同时由于锅身牙加大了弧长，也为进一步节省锅身的材料创造了良好的条件。
在锅身的内径与其锅沿之间，设有泄压口径；这里须要将锅口内径与密封圈设计成密封状态、而令泄压口径与密封圈的关系为非密封状态。在泄压口径与锅身内径之间的台阶上设有若干限压槽，用限压槽与密封圈的位移实现正常限压；当因故不能正常限压时，用泄压口径与密封圈的非密封状态，确保超压自泄完成泄压。显然，确保泄压口径与密封圈处于非密封状态的条件，就是令泄压口径的数值大于大于密封圈密封直径的数值，这不但很容易作到，而且这非密封状态在任何使用状况下都是稳定的，以此泄压来定量地确保最高压力安全值。
在锅盖牙与锅身牙的旋合角中，设置零压合盖角，意在锅盖牙与锅身牙在零压合盖角内，已经具有足够的旋合弧长，而此时锅内压力仍为零。使得锅盖在每一个旋合角度上，锅盖牙与锅身牙的有效啮合弧长，都具有达到安全要求的承载能力，来解决类似旋合式压力锅合盖不到位时的不安全因素。
在本发明中，由膜片式锅盖上均布着的若干长弧式锅盖牙，与锅身的锅沿上设置的长弧式锅身牙呈螺合式旋合；膜片式锅盖的硬中心上同心固定着内盖，内盖的下端面悬挂着密封圈，密封圈的密封唇边与锅身的锅口内径形成线密封；在锅内压力推动下，由膜片式锅盖的弹性位移带动内盖、密封圈向上位移形成轴向动密封；由锅内压力引起密封圈向上位移升至锅沿上的限压槽的限压平面时，发生动缝式限压；在限压槽被全部堵塞的情况下，密封圈会升至在锅口内径与锅沿之间设置的泄压口径的底端面，进入密封圈与锅身的泄压口径的非密封状态，完成泄压确保安全；另外，锅盖牙与锅身牙的旋合设有零压合盖角，使锅盖牙与锅身牙的啮合弧长，在每一个旋合角度上都具有合理的压力承载能力；本发明所述的长弧式螺牙气压锅，是在现有专利技术的基础上提出来的，它保留了螺牙旋合式合开盖、膜片式锅盖、弹性连接、轴向动密封、动缝式限压泄压等技术特征，提出了长弧式螺牙结构，避免了大口径锅盖的卷边技术难题；还用限压槽和泄压口径配合，提高气压锅的限压、泄压性能；此外，由于长弧式螺牙的锅盖旋合角度加大后，使得烹饪标识符号清晰，利于合盖选择烹饪压力。本发明是为大口径气压锅提出的专利技术，它与适于较小口径气压锅的现有专利技术互为补充，充实和完善了气压锅的专利技术。
本发明将现有专利技术中的泄压分为限压和泄压，在锅身内口径与锅沿之间，设有泄压口径，在泄压口径与锅身内径之间的台阶上，设有限压槽完成正常的限压，确保锅内压力被限制在所须的数值上；非正常工作状态是所有的限压槽被堵塞后锅内压力上升，使密封圈升至泄压口径处由密封转换为非密封而完成泄压，这样就很容易实现定量地确保超压泄压值；而密封圈与泄压口径的非密封状态，在任何使用情况下都是稳定的，这是压力安全的有效保证。本发明提出的精确的限压、准确地泄压，是技术上的又一进步，特别是泄压口径与密封圈的非密封状态的稳定性，它导致最终科学地解决压力安全问题。
本发明提出零压合盖角使锅盖牙与锅身牙的啮合弧长，在每一个旋合角度都具有合理的压力承载能力，这比现有专利技术更能合理地确定有关强度参数。
采用长弧式螺牙结构时，因限压距与锅盖牙、锅身牙螺合角度呈正比，长弧式螺牙结构所增加的合盖时的旋合角度，不仅提高了合盖选压的精确性，而且有效地减小螺牙的升角更有益于螺合结构的摩擦稳定性。看来，为提高锅盖牙刚度所采取的长弧式螺牙结构的举措，不但没有增加材料消耗、没有增加加工工艺，而且还得到选压精确性提高、螺合摩擦的稳定性提高等十分重要的收获，这是本发明的科学性、实用性的具体表现。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是长弧式螺牙气压锅的锅牙部分在限压槽中心线上的纵向局部剖视2是锅盖两个相邻的锅盖牙部分的仰视3是锅身两个相邻锅身牙部分的俯视中1．锅盖2．内盖3．密封圈4．锅身5．锅盖牙6．锅身牙7．锅沿8．限压槽9．边牙过渡Φ1．锅口内径Φ2．泄压口径Φ3．锅盖牙缩径Φ4．锅盖外径在图1中为使图面简洁，省去了手柄、旋钮、烹饪指示等零件，以及边角导圆和一些线条。图1中示出了锅盖(1)的边缘波纹部分，其硬中心部分与内盖(2)同心紧固，内盖(2)的下端悬挂着密封圈(3)；在锅盖(1)的下端均布着六个长弧式、具有相同升角的锅盖牙(5)，即将锅盖牙(5)设计成六线螺牙；与锅盖牙(5)对应，在锅身(4)的锅沿(7)上均布着六个长弧式、具有相同升角的锅身牙(6)，即将锅身牙(6)设计成六线螺牙，以便使得锅盖牙(5)与锅身牙(6)通过旋合完成啮合，图1示出锅盖牙(5)与锅身牙(6)的啮合状况。在锅沿(7)上还设有限压槽(8)，限压槽(8)的下面是密封圈(3)，图1中示出密封圈(3)的圆形截面与锅身(4)的锅口内径Φ1相切形成环线密封，这一密封环线与限压槽(8)的底面的距离称为限压距。当气压锅受热后锅内产生压力，驱动内盖(2)、锅盖(1)带动密封圈(3)向上弹性位移，这一位移与锅盖(1)的弹力、锅内压力的正比关系十分稳定；随着锅内压力增加使得密封圈(3)的向上位移也增加，当这一位移导致限压距等于零时，限压现象开始发生——泄放多余压力；而限压槽(8)的弧长与限压排气量呈正比，因此，只要有一定数量的限压槽(8)且其弧长有足够长，就能满足限压的技术要求。图1中的Φ1为锅口内径，而Φ2为泄压口径，在限压槽(8)全部永久性堵塞时，通过泄压口径Φ2大于锅口内径Φ1一定值(如6mm以上)，来确保密封圈(3)与泄压口径Φ2的非密封状态，这一在任何工作状况下都十分稳定的非密封状态，使密封圈(3)一旦升入泄压口径Φ2，就能准确无误地完成泄压确保压力安全。锅盖(1)的盖牙缩径Φ3的设立，主要是使它与锅盖外径Φ4有一直径差，以便增加锅盖(1)的径向强度。
采用同一材料制造锅盖(1)时其直径与材料厚度呈正比，大口径锅盖(1)的材料厚度可超过0.8mm，本发明为了适应大口径膜片式锅盖(1)的制造工艺，为解决膜片式锅盖(1)的弹性与锅盖牙(5)刚度的矛盾，采用长弧式螺牙结构，使锅盖牙(5)与锅身牙(6)的弧长，比平牙式的弧长增加了一倍，顺利地解决了两锅牙的刚度问题。
图2示出锅盖(1)的两个相邻的锅盖牙(5)的局部，其中边牙过渡(9)是锅盖的下边缘与翻制的锅盖牙(5)之间的斜支撑，它能有效地提高锅盖牙(5)的强度。因此，为边牙过渡(9)留出一小段弧长，并不减少锅盖牙(5)的强度。
图3中的锅身牙(6)的弧长已达最大值，充分地利用了圆周长能利用的材料。从图3中看到若干个限压槽(8)的弧长及形状。
实现发明的最好方式本实施例以锅口直径Φ22cm为例。锅盖1选用厚度为0.8mm的优质不锈钢板制造，边缘波纹的半径选在R20mm左右，锅盖外径Φ4的数值选在Φ260mm左右，锅盖牙缩径Φ3的数值选在Φ250mm左右。调整边缘波纹(凸波纹)与第二波纹(凹波纹)的几何尺寸及其过渡尺寸，可获得应有的位移与弹力，其凹波纹的凹进深度可在十余毫米左右选择。锅盖牙与锅身牙的数量仍可选用六牙制，即六牙均布，也可以选择非六牙制，这里以六牙制为例。锅盖牙5的螺牙升角可在2°左右选择，须说明由于锅盖牙的弧长加大，在同样的螺距下其螺牙的升角减少，这对增加螺牙结构的摩擦稳定性十分有利。每个锅盖牙5在留出边牙过渡9和锅盖边的夹角后，锅盖牙5的弧度用其两端弧线的夹角表示，可在50°左右选择，其有效弦长在100mm左右。这样就得到了长弧螺牙式膜片锅盖1。为满足整机弹性位移的设计要求，锅盖1的弹力和位移参数在100kpa的锅内压力下，相当于向锅盖1的硬中心施以380kg的力，此时须产生2～3.5mm的位移。加上锅盖牙5与锅身牙6的弹性位移，使气压锅的总位移量在3～4mm范围。这一位移数据与限压距(零压时的密封环线与限压槽的底面所形成的限压环线之间的距离)配合，确定了锅内压力的限压值。通常在产品应用中，采取调整泄压距、或者调整凹波纹的凹进深度，来获得不同材料、不同批次的产品其锅内限压值的一致性。
需指出锅盖缩径Φ3的设置是为提高锅盖的径向刚度，如与外观设计、工艺设计等有矛盾可省去。
锅身4采用厚度0.8mm的不锈钢板，制成锅口直径为Φ22cm的锅身4，即图1中锅口内径Φ1的数值为Φ220mm。图1中泄压口径Φ2的数值取为Φ227mm左右，可确保它与密封圈3的非密封状态，即超压自泄的不可堵塞性。泄压口径Φ2与锅口内径Φ1之差还可用以中心定位，可放置内盖2的外径，即将内盖2放在置在泄压口径Φ2与锅口内径Φ1的差径台阶上，如图1所示用于锅盖1包括内盖2、密封圈3在内，与锅身4的定位(包括中心定位和高度定位)。内盖2的下边缘还悬挂着密封圈3。因此，内盖2既是密封连接件又是定位件；显然，内盖2的定位作用在旋合锅盖1时，既保证中心定位又将锅盖部件的高度限定在泄压口径Φ2与锅口内径Φ1的差径台阶的位置上；而当锅内有压力时锅盖1带动内盖2、密封圈3一起向上位移过程中，是由最初的锅内压力保持其高度定位的初始状态的。本发明中，泄压口径Φ2的设置既确保泄压过程中的不可堵塞性，又兼有旋合时定位的作用。在锅身4的泄压口径Φ2与锅口内径Φ1所形成的台阶平面上，冲制着若干均布的限压槽8，其深度即限压距上端线以上的高度，选在1mm左右。按以上位移参数，这相当于30kpa压力范围的位移，也即如果发生全部限压槽8均堵塞的情况，锅内压力上升会被限制在超压30kpa以内。限压槽8的俯视弦长选在10mm左右、限压槽8的数量可在3～24个范围选择，此数目虽不需严谨，但过多过少都不宜。锅沿7的作用是保护锅身牙6和限压槽8，并使局部强度增加，其宽度(即两半径之差)选在6mm左右。密封圈3选用硅橡胶制作，其上部形状要利于密封悬挂在内盖2上，与锅身4形成线密封的密封唇部要呈圆弧状，以便适应上下位移的动密封。
长弧式螺牙的锅身牙6的弧长比锅盖牙5的弧长要长一些(因少了锅盖牙5的边牙过渡)，在确定合盖选压参数时，应以锅盖牙5的弧长为基准；基于合盖选压结构的力学设计特征，应设置——零压合盖角，即锅盖牙5与锅身牙6旋合的初始零角度开始，至锅内压力刚刚开始大于零时的角度止。通常将零压合盖角应在大于10°范围选择，本实施例选择零压合盖角为15°，即当锅盖牙5与锅身牙6旋合至15°时，锅内压力仍为0kpa，依次写出合盖角度所对应的锅内压力值为22°-20kpa、29°-40kpa、36°-60kpa、43°-80kpa、50°-100kpa这样给压力烹饪标识所留下的弧长角度为35°，该标识所对应的弦长在120mm范围，使得烹饪标识符号较现有专利技术清晰。
综上所述，由膜片式锅盖1上的长弧式锅盖牙5，与锅身4的锅沿7上设置的长弧式锅身牙6呈螺合式旋合；膜片式锅盖1的硬中心上同心固定着内盖2，内盖2的下端面密封悬挂着密封圈3，密封圈3的密封唇边与锅身4的锅口内径Φ1形成线密封；在锅内压力推动下，膜片式锅盖1带动内盖2、密封圈3向上位移形成轴向动密封；由锅内压力引起密封圈3向上位移升至锅沿7上的限压槽8的限压平面时，发生动缝式限压；在限压槽8被全部堵塞时，密封圈3会升至在锅口内径Φ1与锅沿7之间设置的泄压口径Φ2的底端面，进入密封圈3与泄压口径Φ2的非密封状态，发生泄压确保安全；锅盖牙5与锅身牙6的旋合设有零压合盖角，使其在每一个旋合角度都具备合理的压力承载能力。
另外，作为产品还应设有锅身手柄、锅盖旋合钮、锅盖旋合角度指示等必不可少的零部件，在此一并省略。
权利要求
1，一种长弧式螺牙气压锅，由锅盖、内盖、密封圈、锅身组成，其特征在于a．由膜片式锅盖(1)上的长弧式锅盖牙(5)，与锅身(4)的锅沿(7)上设置的长弧式锅身牙(6)呈螺合式旋合；膜片式锅盖(1)的硬中心上同心固定着内盖(2)，内盖(2)的下端面悬挂着密封圈(3)，密封圈(3)的密封唇边与锅身(4)的锅口内径Φ1形成线密封；在锅内压力推动下，膜片式锅盖(1)带动内盖(2)、密封圈(3)向上位移形成轴向动密封；b．由锅内压力引起密封圈(3)向上位移升至锅沿(7)上的限压槽(8)的限压平面时，发生动缝式限压；在限压槽(8)被全部堵塞的情况下，密封圈(3)会升至在锅口内径Φ1与锅沿(7)之间设置的泄压口径Φ2的底端面，进入密封圈(3)与泄压口径Φ2的非密封状态，发生泄压确保安全；c．锅盖牙(5)与锅身牙(6)的旋合设有零压合盖角，使其在每一个旋合角度都具备合理的压力承载能力；
全文摘要
本发明属厨房用压力锅。提出一种适用与大口径旋合式压力锅的长弧式螺牙结构,用加大螺牙弧长的方法提高锅身牙、锅盖牙承受锅内压力的能力,解决膜片式弹性锅盖的锅盖厚度与锅盖牙强度的矛盾。利用膜片式锅盖的弹性位移,提出限压槽限定锅内压力值、泄压口径与密封圈的非密封状态,确保非正常工作状况下的压力安全。提出锅盖在旋合选压时的初始零压合盖角,使锅牙在每一角度时都有合理的承载能力。
文档编号A47J27/08GK1308913SQ0111053
公开日2001年8月22日 申请日期2001年4月10日 优先权日2001年4月10日
发明者王永光 申请人:王永光