专利名称：一种压力式电热水壶的制作方法
技术领域：
本发明属于小家电领域，是家用电热沸水器具压力化产品的技术。
技术背景
多少年来人们对于沸水的享用，被限定在居住地的沸点温度。由于水的沸腾温度与 使用地的海拔相关海拔高度每升高].OOOm，水的沸点温度就大约降低3X:，因此，只有 在海平面上人们才能享用1001C的沸水。目前，电加热沸水器具，由于其方便快速，巿场 发展迅猛，已经开始取代家庭中的玻璃保温瓶。但是，现有的家用电加热沸水器具，在
高海拔地区，都不能提供io(rc或超过ioox:的开水。不但如此，有些温度控制式电加热
沸水器具所提供的"开水"，还低于使用地点水的沸点温度，如海拔1800m的昆明地区， 水的沸点约为93.6X:，在这个地区使用上述电加热沸水器具，其提供的"开水"通常只 在87'C左右！即使在低海拔地区使用，消费者也很难得到当地沸点温度的开水，不能满 足人们在直接饮用、沏茶、冲咖啡、泡方便面等对高温"开水"的需求。上述问题的存 在，除了地理因素外，还因为现有技术大多采用温度控制方式实现自动提供"开水"。受 控制误差的限制，其所设计的"开水"温度控制点的上限值，必须小于使用地点的水的 沸点温度。也就是说其温度控制系统必须在水温达到沸点之前实施控制，否则，在加 热至水沸腾之后，该温度控制系统由于控制误差的存在，就可能不会自动切断电源。因 此，现有技术的温度控制系统的最高控制温度应设计为使用地点水的沸点温度减去温 度控制系统的误差范围，该误差范围通常在土3t:左右。显然，电加热沸水器具的"开水" 水温度，比用明火方式加热的"开水"，水温要低一个温度控制系统的控制误差范围值, 而在现有成本下，这个控制误差范围已经接近于现有温控技术的极限值了。这就是现有 温度控制式电加热沸水器具在技术上存在的不足。
尚未获得适合于高海拔地区应用的压力控制方式电加热沸水器具的信息。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提出 一种可以使水温达到或超过ioot:的压力式 电热水壶，以满足消费者尤其是高海拔地区消费者对高温"开水"的需求。
本发明还提出一种压力调节方案，以满足消费者对不同温度的高温"开水"的需求。
本发明包括壶体、壶盖、密封圈、电热器、开关组件；壶体的底部为弹性壶底，壶
体的上部设置壶盖，壶盖与壶体的上口通过密封圈实现密封，壶盖与壶体通过连接装置
连接；开关组件包括开关和位移传递件，开关与电热器串联；在压力的作用下，弹性壶
底产生弹性位移，将位移传递件设置在弹性壶底的位移处，开关设置在静止处并与位移
传递件相对应；也可以将位移传递件设置在静止处，开关设置在弹性壶底的位移处并与 位移传递件相对应。
本发明提出在壶盖或壶体的上部设置一个恒流出水器，它包括引水管、减压阀、
出水管，以便引出壶内的水。
本发明还提出开关可以选用可调开关，以调节壶内的压力，从而调节壶内的水温，
本发明所述的连接装置，是指设置在壶盖和壶体上，可使二者作可翻盖式合开，或 旋合式合开(可拆卸)的活动式连接的技术单元组合，它可以是扣钩与转轴的扣合翻盖 连接结构形式，也可以是扣牙旋合式连接结构形式及其它结构形式。
本发明所述的弹性壶底，指壶体横向设置的底部，包括从壶体直身位(即直桶部分 或近似直桶的锥桶部分，下同)开始横向过渡的圆环，该圆环是壶体直身位与弹性壶底 的交界处，在压力工作时该圆环处应力最大，而位移等于零。
本发明所述的位移处，指在压力的作用下弹性壶底可产生弹性位移的部分。所述的 静止处，指相对于弹性壶底位移处静止的壶体的其它部分，包括壶体外的底座等。位移 传递件的作用就是把弹性壶底的位移传递到开关上，因此，如果将其设置在弹性壶底的 位移处，开关则需设置在可提供刚性支撑的静止处，二者的设置位置必须相对应，才能 保证弹性壶底的位移驱动开关断路。显然，将两者的设置位置颠倒过来，即开关设置在 位移处，位移传递件设置在静止处，其功能和效果也是相同的。在压力工作时，弹性壶 底不同点的位移量与该点所处的半径值的大小成反比，即半径越小的位置其位移量越大, 因此，通常把位移传递件或是开关设置在弹性壶底的近中心或中心部分。
本发明所述恒流式出水器，可以在壶内压力工作时，以壶内的压力为动力，使壶内 的水以适当的流速从出水管流出。其工作原理是以壶内与出水口两端的压差，来控制 通过流体的管道直径截面一一流径截面，其压差与流径截面呈反比。因此，可以得到不 受器具内压力高低影响的恒定的出水流量。
本发明的开关，可选用带有由螺紋调节机构组成的闪动位置调节器(或类似调节距 离的机械结构)的可调开关，并且开关触点的通断动作是快速的，该开关上的闪动位置 调节器可以改变开关触点通断的位置。本发明利用可调开关改变开关触点通断的位置， 与弹性壶底的弹性位移量相配合，实现调节壶内压力(水温)的目的。也可以在开关上 设置一个有螺紋微调结构的调节器组成可调开关，其调节器的功能和效果与上述闪动位 置调节器是相同的。
本发明的工作原理接通电源后开关处于通路状态，电热器开始加热壶内的水使其 逐渐升温。当水温升至沸点温度后，壶内开始密封升压。在壶内压力的作用下，弹性壶
底开始产生弹性位移(弹性变形)，其位移量与压力呈稳定的正比函数关系。弹性壶底的 这一位移，通过位移传递件传递到开关上。当壶内压力(也即壶内的水温)达到弹性位 移与开关所确定的设定值时，开关即切断电源，使电热器停止加热。
本发明通过密封圈的密封使其形成压力容器，将壶底加工成"力"的传感器，即将
压力位移传感器与壶底融为一体，使壶内压力转换为弹性壶底的位移，利用此位移驱动 开关来控制电热器对水的加热状况。根据热力学原理，本发明无论在平原地区还是高原
地区使用，容器内的水温都可以达到或超过ioot:。实践应用证明，无论是平原地区还是 高原地区的消费者，对于高温"开水"的需求是积极的，本发明的应用可以满足消费者 的上述需求，为饮水器具行业带来技术上和制造上的突破。本发明在技术上实现了机电 一体化设计，不仅降低了整机的成本，也减少了产品的故障几率。由于本发明采用的压 力控制技术，既不需要留出温度控制空间，也不需要独立设置温度传感器，与现有技术 普遍采用的温度控制技术相比，灵敏度较高，控制误差也小。本发明所具备的调压(调 温)功能，使消费者可以方便地调节壶内水的温度，恒压式出水器也进一步为使用者提 供了方便。
图1是本发明的工作原理及其结构的示意图 图2是本发明的另一种结构的示意图
在图1和图2中，为使图面简洁，图中省去了机械制图需要画出的剖面线、界面线. 电器连接线以及必要的底座、手柄、搡作按钮等。
在图中，l.壶盖 2.密封圈 3.壶体 4.弹性壶底 5.电热器 6.开关7.调 节器 8.开关支撑 9.位移传递件IO.绝缘件ll.引水管12.减压阀13.出 水管H.铰链机构15.锁盖机构 16.开盖机构
具体实施方式
实施例l:参见图l，壶盖l采用厚度为0.5mm的优质不锈钢板制作，为了设置出水 管13、减压阀12、开盖机构16，可将壶盖1分成固定部分和活动部分，其中固定部分与 壶体3固定密封连接，活动部分通过铰链机构14、锁盖机构15实现壶盖1的翻盖式开合,, 密封圈2采用橡胶制作，它是设置在壶盖1与壶体3之间用以实现密封，(该密封包括壶 盖l的固定部分和活动部分)。壶体3采用厚度为0.5fflffl左右的优质不锈钢板制作，壶体 3的直身位的直径(或最大直径)选在13cm左右，为了减小壶盖1及其连接部分的受力， 也为了美观，可减小壶体3的口部直径，如将壶体3与壶盖l的密封直径处选在9cm左 右。本发明中的弹性壶底4因使用薄壁不锈钢板制作，无论形状如何，都具有受力后产 生弹性位移的特性。为了得到较大的位移量，建议将其设计成带有环状同心波紋(波紋 膜片)或者是平面的薄圆弹片(平面膜片)结构。弹性壶底4可以按照图1所示制作， 从直身位与弹性壶底4的交界处一一圆环开始，向弹性壶底4的圆心方向设置边缘波紋， 该边缘波紋的半径尺寸在R8mm左右选择，第二波紋的半径尺寸R可适当缩小。也可以将 第二个波紋省略掉，只要半个边缘波紋，形成从壶体3的直身位向弹性壶底4的过渡约 为1/4个圆弧，而弹性壶底4的其余部分都为平面的结构形式。电热器5采用外径6. 6咖, 的不锈钢电热管，功率选用800W左右.，它从弹性壶底4的近中心部位密封固定引出。选 用电饭锅用双金属片式保温开关，并将其原有的双金属片拆去不用改制成开关6。开关6 通过开关文撑8与壶体3的直身位部分(静止处)紧固。在弹性壶底4的中心部位即位 移量最大处，固定设置位移传递件9。开关6与位移传递件9 二者的设置位置一定要相对 应，以保证在壶内压力到达设定数值后(也即弹性壶底4位移到设定距离后)，位移传递 件9驱动开关6的动触点臂，使其由通路变成断路，切断电源。需注意位移传递件') 的与开关6的接触部位应使用绝缘件10。开关6上的由螺紋调节机构组成的闪动位置调 节器7，可调节改变开关触点通断的位置，这等于改变了壶内压力所产生的位移驱动开关 的控制点。闪动位置调节器不仅可以在产品出厂时方便地调试产品的额定工作压力，也 可以采用机械转向方式，将螺紋调节机构用调节轴横向引出，便于用户自行调节壶内的 压力(水温)。
壶盖1与壶体3的连接形式采用翻盖式，连接装置由铰链机构14、锁盖机构15及开 盖机构16等组成。铰链机构14、锁盖机构15、开盖机构16都可采用厚度为0. 8mm左右 的不锈钢板制作，可以参考现有技术中的翻盖式结构制作。减压阀12可以参照常见减压 阀产品(如民用煤气罐用减压阀)设计制作。引水管ll采用直径6mm左右的不锈钢管制 作，引水的一端设置在电热器5的加热面以上的位置，以防电热器5干烧，另一端则穿 过壶盖1的固定部分与减压阀12的高压端连接，其穿过壶盖1的部位要保证密封。在减 压阀12的低压端设置出水管13，以引出高温水。在开盖机构16上可以设置一个出水按 键，这样，在壶内有压力时该按键为出水按键，当壶内压力为零(与大气压相同)时， 该按键则为开盖按键。实施中的电器连接为电热器5与开关6串联后接入电源。
实施例2:参见图2，实施例2与实施例1相同部分不再重复。实施例2将引水管11. 减压阀12、出水管13设置在壶体3的上部，其中引水管11从壶体3的上部穿出，同样, 其穿出壶体3的部位要保证密封。壶盖1与壶体3采用扣牙旋合式连接，其连接装置的 制作参考现有旋合式压力锅的扣牙方式。实施例2选用触点功率适合的微动开关作为开 关6，请注意一定要选择闪动式的微动开关，将其通过开关支撑8固定在弹性壶底4的中 心部分(位移处)。位移传递件9则固定在壶体3的直身位部分(静止处)，同样，二者 的设置位置也一定要相对应。在其间可设置一个螺紋微调结构的调节器7，其作用与闪动 位置调节器一样，都是用来调节和选取壶内的工作压力的。由于微动开关具有绝缘功能, 在实施例2中，位移传递件9与开关6的接触部位可不用绝缘件10。在实施中，还可以 将图2中的开关6固定设置在位移传递件9上，在开关支撑8上设置一个调节器7来触 及开关6的触头，上述两种开关6的设置方式，其功能和压力控制效果是一样的。图！ 中的弹性壶底4选择了平面薄板方式，制成平面膜片接受壶内压力，而弹性壶底4与壶 体3的直身位下端可采用辊焊实现密封固定连接，或用其它机械方法密封固定连接。
实施例1与实施例2的部分结构虽然有些差异，但是其效果是相同的。 在实施中，图2中的调节器7，可以采用机械转向方式，将调节器7的微调螺紋用调 节轴横向引出，便于用户自行调节壶内水温度。
实施中的压力安全问题，可以采用在壶盖上设置弹簧式限压阀来解决。
权利要求1.一种压力式电热水壶，它包括壶盖(1)、密封圈(2)、壶体(3)、电热器(5)、开关组件；其特征在于壶体(3)的底部为弹性壶底(4)，上部设置壶盖(1)，壶盖(1)与壶体(3)的上口通过密封圈(2)实现密封，壶盖(1)与壶体(3)通过连接装置连接；开关组件包括开关(6)和位移传递件(9)，开关(6)与电热器(5)串联；在压力的作用下，弹性壶底(4)产生弹性位移，将位移传递件(9)设置在弹性壶底(4)的位移处，开关(6)设置在静止处并与位移传递件(9)相对应；也可以将位移传递件(9)设置在静止处，开关(6)设置在弹性壶底(4)的位移处并与位移传递件(9)相对应。
2. 根据权利要求l所述的压力式电热水壶，其特征在于在壶盖(1)或壶体(3) 的上部设置一个恒流出水器，它包括引水管(11)、减压阀(12)、出水管(13)。
3. 根据权利要求1或2所述的压力式电热水壶，其特征在于开关(6)可以选用 可调开关。
专利摘要本实用新型公开了一种压力式电热水壶，属于小家电领域，是家用电热沸水器具压力化产品的技术。它包括壶盖(1)、密封圈(2)、壶体(3)、电热器(5)、开关组件；壶体(3)的底部为弹性壶底(4)，上部设置壶盖(1)，壶盖(1)与壶体(3)的上口通过密封圈(2)实现密封，壶盖(1)与壶体(3)通过连接装置连接；开关组件包括开关(6)和位移传递件(9)，开关(6)与电热器(5)串联；在压力的作用下，弹性壶底(4)产生弹性位移，将位移传递件(9)设置在弹性壶底(4)的位移处，开关(6)设置在静止处并与位移传递件(9)相对应。本实用新型可以使水温达到或超过100℃，以满足消费者尤其是高海拔地区消费者的需求。
文档编号A47J27/62GK201001629SQ20072000332
公开日2008年1月9日 申请日期2007年2月7日 优先权日2007年2月7日
发明者张亚晨, 王永光 申请人:张亚晨