一种智能环保蒸箱的制作方法

文档序号:16850396发布日期:2019-02-12 22:41阅读:125来源:国知局
一种智能环保蒸箱的制作方法

本发明涉及蒸柜设备技术领域,尤其涉及一种智能环保蒸箱。



背景技术:

目前,现有的电热蒸箱通常采用在高压状态中加热待加热物或在常压状态中加热待加热物的方式工作。采用在高压状态中加热待加热物的电热蒸箱,其箱体内的气压会随着箱体内的温度的升高而升高,高压蒸箱箱体的成本要高很多,操作不方便,且有箱体爆炸的安全隐患。而采用在常压状态中加热待加热物的电热蒸箱,由于箱体内的温度和压力存在一定的比例关系,为保持箱体内的温度可以达到一定高度,电热蒸箱需要对外释放蒸汽,使得电热蒸箱在工作时非常损耗能源,对环境污染也很大。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种智能环保蒸箱,既能够提高热蒸汽的利用率,节约加热能耗,又能减少水蒸汽的排放,使得蒸箱更加节能、安全、环保。

为实现上述目的,本发明提供了一种智能环保蒸箱,包括:

箱体、密封门、蒸格、蒸汽发生器、蒸汽循环驱动装置、回流道、压力传感器、温度传感器、升温调节阀和控制电路;

所述密封门设置于所述箱体的表面,与所述箱体构成密闭结构;

所述蒸格容置于所述箱体内;

所述蒸汽发生器的蒸汽出口设置于所述箱体内部的一边;

所述蒸汽循环驱动装置的进汽口设置于所述箱体内顶部的另一边;

所述蒸汽发生器产生的热蒸汽对所述蒸格上的待加热物进行加热,然后所述热蒸汽在所述蒸汽循环驱动装置的驱动下,经所述回流道返回所述箱体内蒸汽发生器的蒸汽出口的一边,对所述待加热物进行循环加热;

所述压力传感器和温度传感器设置于所述箱体内,测量所述箱体内的压力和温度并产生压力信号和温度信号;将所述压力信号和所述温度信号反馈到所述控制电路,用以所述控制电路根据预设参数控制所述蒸汽发生器工作,从而控制所述箱体内的压力及温度;

所述升温调节阀与所述箱体的内部连通;通过所述升温调节阀调节所述箱体内的泄压流量,调整所述箱体内的压力和温度的平衡。

优选的,所述控制电路具体用于:

当所述箱体内的压力或温度达到设定值时,所述控制电路根据所述压力信号或温度信号控制所述蒸汽发生器减小输出功率;

当所述箱体内的压力或温度低于设定值时,所述控制电路根据所述压力信号或温度信号控制所述蒸汽发生器增大输出功率。

优选的,所述蒸汽循环驱动装置包括页扇和电动机;

所述页扇设置于所述箱体内;所述电动机设置于所述箱体外;所述电动机的轴部穿过所述箱体的侧壁与所述页扇相连。

优选的,所述密封门和所述蒸格均为多个,一个所述密封门与一个所述蒸格形成一个抽屉蒸格,所述密封门形成所述抽屉蒸格的前面板,在所述抽屉蒸格完全抽出所述箱体时,所述抽屉蒸格的后面板与所述箱体相互嵌合。

进一步优选的,所述抽屉蒸格还包括蒸格密封装置,当所述抽屉蒸格抽出所述箱体时,通过所述蒸格密封装置对所述抽屉蒸格的底板进行密封。

优选的,所述升温调节阀为手动流量调节阀或电动流量调节阀;

所述控制电路通过控制所述电动流量调节阀动态调整泄压流量,来使所述蒸汽发生器加大或减小工作功率,从而调整所述箱体内压力和温度的平衡。

优选的,所述蒸汽发生器包括开口水箱和加热器;

所述加热器容置于所述开口水箱内,或设置于所述开口水箱外。

进一步优选的,所述升温调节阀的出口设置有冷凝器,所述箱体里的经所述升温调节阀溢出的热蒸汽通过所述冷凝器冷却成水。

再进一步优选的,所述智能环保蒸箱还包括水柱管,通过所述水柱管对经所述冷凝器形成的冷凝水进行回收,所述水柱管的回收水能通过其出口导入所述蒸汽发生器的所述开口水箱内。

本发明提供的一种智能环保蒸箱,通过在箱体侧壁设置回流道的方式,使得上升的热蒸汽可以在蒸汽循环驱动装置的驱动下返回至箱体内蒸汽发生器的蒸汽出口的一边,在箱体内形成热蒸汽的内循环,对箱体内置的待加热物进行加热,增热蒸汽的利用率,节约加热能耗。同时,箱体中的升温调节阀在常压下能够关闭密封蒸箱,而当箱体气压达到气压阈值时,其自动微量泄压,使蒸汽发生器继续工作,实现温度的进一步提升,以达到所需的加热温度,并对微量泄压所排放的热蒸汽进行回收利用。本发明提供的智能环保蒸箱,既能够提高热蒸汽的利用率,节约加热能耗,又能减少水蒸汽的排放,使得蒸箱更加节能、安全、环保。

附图说明

图1为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的一种结构示意图;

图2a为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的单门多格结构示意图;

图2b为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的多门多格结构示意图;

图3为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的工作过程示意图;

图4a为本发明实施例提供的蒸格的一个实施例的结构示意图;

图4b为本发明实施例提供的蒸格的另一个实施例的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的智能环保蒸箱内水蒸汽的气压与温度的关系的示意图;

图6a为本发明实施例提供的活动插销的一个实施例的结构示意图;

图6b为本发明实施例提供的活动插销的另一个实施例的结构示意图;

图7为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

为了更好的体现本发明的发明特点以及帮助理解本发明的发明目的,从而达到良好的发明效果,将现有技术中的蒸箱与本发明中的智能环保蒸箱的不同之处描述如下:

目前,用户在使用现有技术中的蒸箱对蒸箱内的待加热物进行加热时,蒸箱内的热蒸汽只会从蒸箱底部向上单向流动,在单向流动过程中,热蒸汽会与待加热物进行热交换,从而由下至上的热蒸汽的温度越来越低,加热不均匀,且热蒸汽的大量产生会增加蒸箱内的压力,如果不进行泄压,蒸箱内的压力到达一定的压力值时,一方面,热蒸汽温度的增长值随着气压的升高而降低,使得热蒸汽的温度不能继续上升,不能对待加热物充分加热;另一方面,热蒸汽的流动性随着蒸箱内压力的增大而减弱,使待加热物受热不均匀,加热效果变差,因此,要想保证蒸箱的加热效果,蒸箱在加热待加热物时需要向箱外释放大量的水蒸汽。水蒸汽的释放不但非常消耗能源,还会对环境造成严重的污染,为了防止蒸箱对环境的污染,通常是把蒸箱制作成密闭的箱体,但密闭的箱体有一定的压力极限,到达一定的压力后不能继续加热,温度上不去,热蒸汽也不会流动,待加热物体受热不均匀且加热不充分。

同时,现有技术中的加压锅在低压环境中使用,内压较高,箱体需要进行加固,从而使加压锅能够承受内外的压力差。正常加压锅在平原地区锅内压力与室内大气压类似均为一个大气压,在高原地区使用时提高水沸点,箱内压力依旧保持一个大气压,而环境内大气压只有0.6至0.7个标准大气压,因此,所谓高压加热是相对高压,不是绝对高压。

本发明在箱体内的蒸汽温度受限于蒸汽压力达到极限时,通过升温调节阀微量调节蒸汽泄放,从而重新调整箱体内的压力和温度的平衡,使得箱体内热蒸汽的温度可以继续提高,以达到设定的加热温度。这样可以在控制热蒸汽最少的泄放量的条件下,满足加热要求,既减少蒸汽排放对环境的污染,满足在室内场所的使用要求,还可以有效的节约蒸箱在使用时所消耗的能源,此外,通过蒸汽循环驱动装置对热蒸汽进行循环驱动,利用热蒸汽循环提高加热效果,使蒸箱里的待加热物加热均匀。

可以理解的是,下述所描述的具体实施例仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于表述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一:

图1为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的一种结构的示意图,本发明实施例提供的智能环保蒸箱包括:箱体1、密封门2、蒸汽发生器4、蒸汽循环驱动装置5、回流道6、压力传感器7、温度传感器8、升温调节阀9和控制电路10。

箱体1为整个智能环保蒸箱的壳体。优选的,箱体1采用不锈钢材料制成。

密封门2设置于箱体1的表面,密封门2扣合于箱体1上时,与箱体1构成智能环保蒸箱的密闭结构。

在蒸箱内可以设置有蒸格,用于放置待加热物。当箱体1内有热蒸汽上升时,热蒸汽可以对待加热物进行加热。具体蒸格结构的设计在后续会结合图2a和图2b再进行详述。

蒸汽发生器4用于生成热蒸汽,并向箱体1内输送热蒸汽。蒸汽发生器4的蒸汽出口设置于箱体1内部的一边,所谓“一边”需要广义理解,此处的一边既可以指箱体1内部的侧边,也可以指箱体1内部的底边。热蒸汽通过蒸汽出口流入箱体1的内部,并通过蒸汽循环驱动装置5使热蒸汽在箱体1内循环,热蒸汽在箱体1内循环过程中上升时对待加热物进行加热。

在另一个优选的实施例中,如图7所示,蒸汽发生器4还包括蒸汽传输管道45。蒸汽传输管道45的一端与开口水箱41的蒸汽出口处相通连,另一端与箱体1相通连。开口水箱41所产生的热蒸汽通过蒸汽传输管道45进入箱体1中。

蒸汽循环驱动装置5可以理解为一个可以产生风力的风扇或者风机装置,用于驱动蒸箱内的气体流动,形成循环加热气流。蒸汽循环驱动装置5的进汽口设置于箱体1内顶部的另一边,且设置于蒸格3之上,使得上升至箱体1内顶部的热蒸汽在蒸汽循环驱动装置5的驱动下,经回流道6返回至箱体1内蒸汽发生器4的蒸汽出口的一边,从而实现待加热物的循环加热。

需要理解的是,“蒸汽循环驱动装置5的进汽口设置于箱体1内顶部的另一边”中的“另一边”需要广义理解,不一定是上述“一边”的对端,此处的另一边仅仅想表达是在箱体1顶部的一个位置。此外,“经回流道6返回至箱体1内蒸汽发生器4的蒸汽出口的一边”中的“一边”只是想说明循环回来的水蒸汽依旧可以从蒸汽出口的类似位置返回箱体1,从而可以再次加热待加热物,或者与蒸汽出口的蒸汽混合后(可能会有热交换)共同加热待加热物。

在对待加热物循环加热的过程中,热蒸汽的循环方向可参考图1中箭头的方向。具体的,由蒸汽发生器4所产生的热蒸汽在箱体1内部从下向上上升,并在蒸汽循环驱动装置5的驱动下,加速上升,热蒸汽当上升至箱体1内顶部时,在蒸汽循环驱动装置5的驱动下,流向设置于箱体1内的回流道6,由于回流道6与箱体1内蒸汽发生器4的蒸汽出口的一边相通连,热蒸汽可通过回流道6返回箱体1内蒸汽发生器4的蒸汽出口的一边,对待加热物进行循环加热。

此外,本发明实施例提供的智能环保蒸箱的箱体1是经过隔热处理的,因此设置于箱体1内的回流道6与箱体1外界之间也是隔热的,避免了热蒸汽经回流道6循环的过程中液化,减少了不必要的热量损失,更节能环保。

本发明实施例提供的智能环保蒸箱中的循环加热是通过人为设置的热循环通道和循环驱动装置实现的完全内循环加热,不向外界排出气体,在箱体1完全密闭状态下,热蒸汽在蒸汽循环驱动装置5的驱动下通过人为设置的回流道6即可实现循环,从而完成热循环。而现有技术中蒸箱的循环过程并非在完全密闭状态下的内循环,热循环过程是在蒸箱非完全密闭的状态下进行的,通过向外界释放大量的热蒸汽带动蒸箱内的热蒸汽进行循环,也就是说,通过排出蒸箱内顶部的热蒸汽带动蒸箱内底部的热蒸汽向上流动,从而实现蒸箱内的热蒸汽循环。现有技术中蒸箱内的热蒸汽进行的是从下向上单向流动,而本发明中箱体1内的热蒸汽可以实现从下至上再从上至下的完全内循环。

压力传感器7设置于箱体1的顶部,用于检测箱体1中的压力。压力传感器7根据检测到的箱体1中的压力生成箱体气压数据,并根据箱体气压数据生成压力信号反馈到控制电路10。温度传感器8可以为多个,设置于箱体1的顶部和/或底部,用于检测箱体1中的温度。温度传感器8根据检测到的箱体1中的温度生成蒸汽温度数据,并根据蒸汽温度数据生成温度信号反馈到控制电路10。

升温调节阀9设置于箱体1的顶部,用于调节箱体1内的泄压流量,从而调整箱体1内的压力和温度的平衡。箱体1内的气体压力和温度的变化规律遵循蒸气压方程。饱和蒸气压pv与温度t之间的数学表达式称为蒸气压方程,可从克拉伯龙方程推导出来:

上述公式1中,hv为摩尔气化热或蒸发热(j/mol);vg和vs分别为气相和固相或液相的摩尔体积(cm3);t为绝对温度(k)。

因为vg>>vs,并假设在低气压下蒸汽分子符合理想气体状态方程,则有

上述公式2中,r是气体常数,其值为8.31×107j/k·mol。

故公式1可写成:

亦可写成:

由于气化热hv通常随温度只有微小的变化,故可近似地把hv看作常数,于是公式3求积分得:

上述公式4中c为积分常数,其采用对数表示为:

上述公式5中,a、b为常数,a=c/2.3,b=hv/2.3r,a、b值可由实验确定。

公式5即为蒸发材料的饱和蒸气压与温度之间的近似关系式,并结合图5可以看出,饱和蒸气压随温度升高而迅速增加。

也就是说,当箱体1内的气压达到饱和蒸气压时,饱和蒸气压会随着温度的升高而迅速增加,由于箱体1所能承受的压力值是有限的,因此,当箱体1内的气压值临近极限值时,箱体1内的水蒸汽的升温是非常困难。故当箱体1内气体气压到达一定值时,将升温调节阀9的阀门打开,热蒸汽排出箱体1外,使得箱体1内的压力降低,箱体1内的蒸汽可以继续升温,从而利用箱体1内的微量泄压达到了水蒸汽继续升温的效果,此外,需要注意的是,通过升温调节阀9泄一点点水蒸汽即可达到升温的目的。

控制电路10可以理解为整个智能环保蒸箱的中央处理单元。控制电路10设置于箱体1中,与蒸汽发生器4、蒸汽循环驱动装置5、压力传感器7、温度传感器8和升温调节阀9电连接。控制电路10用于控制蒸汽发生器4、蒸汽循环驱动装置5和升温调节阀9,并根据压力信号、温度信号和预设参数控制蒸汽发生器4工作,即根据压力信号、温度信号和预设参数调节蒸汽发生器4的功率大小,从而控制箱体1内的压力及温度的平衡。

在本实施例中,智能环保蒸箱在节约能耗功效主要体现在以下三个方面:

第一,通过设置蒸汽循环驱动装置5和回流道6,使得上升的热蒸汽可以在蒸汽循环驱动装置5的驱动下通过回流道6返回至箱体1内蒸汽发生器4的蒸汽出口的一边,在箱体1内形成热蒸汽的内循环,对箱体1内放置的待加热物进行循环加热,这样可以增热蒸汽的利用率,节约加热能耗。

第二,控制电路10根据预设参数以及压力传感器7和温度传感器8所发送的压力信号和温度信号调节蒸汽发生器4的功率大小,可以智能、动态的控制箱体1内的压力及温度,使得蒸汽发生器4可以根据用户的需求工作,从而减小蒸汽发生器4由于时常处于不必要的工作状态而造成的能源浪费。

第三,箱体1中的升温调节阀9在常压下能够起到封闭箱体的作用,而当压力传感器7和温度传感器8监测到箱体1气压达到气压阈值,且箱体1内温度低于预设的温度阈值时,由控制电路10控制升温调节阀9自动微量泄压,将箱体1内的气体排出箱体1外,通过降低箱体1内的气压的方式实现温度的进一步提升,以达到所需的加热温度。这一过程可以理解为微小泄压过程,同样有利于节能。

本实施例提供的智能环保蒸箱相对于现有技术中的蒸箱,降低了蒸箱在工作时所消耗的能耗,使得蒸箱更加智能、环保。

优选的,密封门2可以为一个或多个。当密封门2为一个时,智能环保蒸箱的结构如图2a所示。多个蒸格3容置于箱体1内的抽屉容置腔中。密封门2包括密封圈21,设置于密封门2的边缘,用于使得当密封门2扣合于箱体1上时,构成智能环保蒸箱的密闭结构,从而使得热蒸汽可以对蒸格3中的待加热物进行循环加热。当密封门2为多个时,智能环保蒸箱的结构如图2b所示。每个密封门2与每个蒸格3分别对应设置,一个密封门2与一个蒸格3形成一个抽屉蒸格,密封门2形成抽屉蒸格的前面板,且每个密封门2都包括密封圈21,用于使得每个密封门2扣合于箱体1上时,构成智能环保蒸箱的密闭结构,从而使得热蒸汽可以对蒸格3中的待加热物进行循环加热。在抽屉蒸格完全抽出箱体1时,抽屉蒸格的后面板与箱体1相互嵌合,保证箱体1的相对密闭性,在某个抽屉蒸格被拉出时,其他抽屉蒸格内的待加热物继续被加热,从而实现单个抽屉蒸格的单独控制和使用。

需要理解的是,上述“抽屉蒸格的后面板与箱体1相互嵌合”中的“相互嵌合”具体指的是抽屉蒸格的后面板尺寸大小与箱体1中抽屉出口的尺寸大小相匹配,当抽屉蒸格完全抽出箱体1时,抽屉蒸格的后面板嵌合在箱体1的抽屉出口内,从而抽屉蒸格的后面板与箱体1之间仅存在较小的间隙,使得箱体1内的热蒸汽不易扩散到箱体1之外。

实施例二:

图3为本发明实施例提供的智能环保蒸箱的工作过程示意图。为便于描述,实施例二中仅以图2b所示的多门多格结构的智能环保蒸箱进行蒸箱工作过程的描述,图2a所示的单门多格结构的智能环保蒸箱的工作过程可参考多门多格结构的智能环保蒸箱的工作过程。结合图1、图2b和图3所示,智能环保蒸箱的工作过程包括如下步骤:

步骤21,控制电路根据加热指令控制蒸汽发生器工作,使得蒸汽发生器产生热蒸汽。

具体的,当控制电路10收到用户输入的加热指令时,控制电路10首先根据加热指令获取加热功率数据。加热功率数据可以是用户在输入加热指令后输入的,也可以是根据蒸格3中压力感应装置检测出的待加热物的重量得到的。当加热功率数据是根据蒸格3中压力感应装置检测出的待加热物的重量得到时,这一过程可以理解为控制电路10根据待加热物的量,计算得到加热待物所需的加热量的过程。

其中,蒸汽发生器4包括开口水箱41和加热器42,加热器42可以理解为一个可以输出加热能量的加热装置,容置于开口水箱41内,或设置于开口水箱41外。当加热器42设置于开口水箱41外时,加热器42相当于一个外挂于箱体1的加热装置。

控制电路10根据加热指令生成加热控制信号,并连同获取到的加热功率数据一起发送至加热器42。加热器42根据加热控制信号启动,并根据加热功率数据输出热能,对开口水箱41中的液体进行加热。开口水箱41中的液体被加热到一定温度后,形成热蒸汽。热蒸汽通过开口水箱41的蒸汽出口进入箱体1。其中,加热功率数据包括目标温度数据和目标时间数据,目标温度数据可以理解为加热待加热物的设定目标温度,目标时间数据可以理解为加热待加热物的设定的时长。

优选的,蒸汽发生器4还包括补水装置43。开口水箱41内设置有水位检测器44。水位检测器44检测开口水箱41里的液体的水位数据,并将水位数据发送至控制电路10。当控制电路10确定水位数据低于预设的水位阈值时,生成补水控制信号发送至补水装置43。补水装置43根据补水控制信号开启,补充开口水箱41中的液体。

步骤22,热蒸汽由箱体的底部经蒸格上升至箱体的顶部,并对蒸格上的物体进行加热。

具体的,图4a为本发明实施例提供的蒸格的一个实施例的结构示意图。结合图1、图2b和图4a所示,蒸格3可以为一个或多个,容置于箱体1内的抽屉容置腔中,且依次设置于开口水箱41的开口之上,与密封门2形成抽屉蒸格。当开口水箱41中的液体形成热蒸汽进入到箱体1内并上升后,由于箱体1内的空气对流运动,箱体1内的热蒸汽会从蒸箱底部经蒸格3向上向运动,在此过程中,热蒸汽通过蒸格3底部的通气孔341对蒸格3中的待加热物进行加热。

步骤23,上升至箱体顶部的热蒸汽经蒸汽循环驱动装置驱动返回箱体的底部,对待加热物进行循环加热;

具体的,箱体1中具有气体隔离挡板11。优选的,气体隔离挡板11分别容置于箱体1的两侧及顶部,或容置于箱体1除设置密封门2的其它三侧及顶部。气体隔离挡板11与箱体1的侧壁及顶壁之间构成了回流道6。

蒸汽循环驱动装置5可以理解为一个可以产生风力的风扇或者风机装置,蒸汽循环驱动装置5的进汽口设置于箱体1内顶部的另一边,且设置于蒸格3之上。蒸汽循环驱动装置5包括页扇51和电动机52。页扇51设置于箱体1内,电动机52设置于箱体1外,电动机52的轴部穿过箱体1的侧壁与页扇51相连。

当控制电路10收到用户输入的加热指令时,控制电路10在根据加热指令生成加热控制信号时,生成风机控制信号发送电动机52,电动机52驱动页扇51根据风机控制信号启动运转。当页扇51运转时,由箱体1的底部经蒸格3中的通气孔341上升至箱体1的顶部的热蒸汽,再经蒸汽循环驱动装置5产生的气流驱动,进入回流道6,返回箱体1内蒸汽发生器4的蒸汽出口的一边,形成箱体1内的加热循环气流,对蒸格3内容置的待加热物进行循环加热。

优选的,当控制电路10根据加热指令启动加热器42,且加热器42对开口水箱41中的液体进行加热的时间已到达了预设时间后,控制电路10才生成风机控制信号发送至电动机52,电动机52才会根据风机控制信号驱动页扇51转动。预设时间可以理解为预计的开口水箱41中的液体开始产生热蒸汽的时间。预设时间可以是控制电路10根据开口水箱41中的液体量和加热功率自动计算得到,也可以是用户输入的。

步骤24,升温调节阀对蒸箱内的气体进行微小泄压,调整蒸箱内的压力和温度的平衡;

具体的,蒸箱内的气体压力和温度的变化规律是遵循蒸气压方程规律的。蒸气压方程是纯物质的饱和蒸气压与温度间的函数关系式,常用于标准态逸度、蒸发热、升华热及相平衡关联等方面的计算。

以水为例,蒸气压方程可由克拉伯龙方程推导出,并能够推导出图5所示的水蒸汽气压与温度的关系。如图5所示,在蒸箱内容积不变的情况下,当箱体1内气体气压升高到一定值后,箱体1蒸汽温度的增长值会明显随着气压的升高而降低,饱和蒸气压随温度升高而迅速增加。因此,在箱体1内气体压强上升到一定值,但箱体1内蒸汽温度尚未达到设定值时,适当对箱体1内的气体进行微量泄压,有助于保持箱体1内温度的增长。

也就是说,通过升温调节阀9智能的对蒸箱内的气体进行微小泄压,可以调整蒸箱内的压力和温度的平衡,从而可以在不大幅增加蒸汽发生器4的输出功率的前提下保持箱体1内温度的增长速度,进而使得蒸箱的工作过程更为高效、环保。

进一步具体的,升温调节阀9设置于箱体1的顶端。升温调节阀9包括泄压通道91、泄压阀92和驱动电机93。泄压通道91的一端与箱体1的内部相通,另一端接至箱体1外,泄压阀92设置于泄压通道91上。驱动电机93与泄压阀92机械连接,通过控制泄压阀92的开启和关闭继而控制泄压通道91的导通和闭合,同时,还可通过控制泄压阀92的开启大小控制热蒸汽的泄压速度,即控制每秒钟热蒸汽外泄的流量大小。当泄压通道91的导通时,热蒸汽以一定的泄压速度从泄压通道91排出箱体1外。

升温调节阀9可以是手动流量调节阀或者是电动流量调节阀。当升温调节阀9为手动流量调节阀时,泄压阀92的开启大小和关闭通过用户操作控制,从而控制泄压通道91的导通和闭合,并控制泄压通道91导通时热蒸汽的泄压速度。当升温调节阀9为电动流量调节阀,控制电路10控制驱动电机93工作,从而控制泄压阀92的开启大小和关闭,进而控制泄压通道91的导通和闭合以及泄压通道91导通时热蒸汽的泄压速度。当升温调节阀9为电动流量调节阀时,控制电路10通过升温调节阀9动态调整泄压流量来使箱体1内的压力下降,调节蒸汽发生器4的工作功率大小,从而调整箱体1内压力和温度的平衡。具体的,当箱体1内的气体压力过高时,控制电路10控制驱动电机93的开启,驱动电机93启动后控制泄压阀92开启,使得泄压通道91导通,并根据箱体1内此时的气体压力与预设的气体压力的差值控制泄压阀92的开启大小,使得热蒸汽以一定的泄压速度通过泄压通道92排出,当排放的热蒸汽达到设定体积量时,即箱体1内此时的气体压力达到预设的气体压力时,将泄压阀92关闭,从而完成热蒸汽的微量泄压,降低箱体1内的气体压力,并根据此时箱体1内的温度值与预设温度值增大或保持蒸汽发生器4的工作功率,从而调整箱体1内压力和温度的平衡,使得箱体1内的升温更容易。

压力传感器7设置于箱体1的顶部,检测箱体1中的箱体气压数据。温度传感器8可以为多个,设置于箱体1的顶部和/或底部,检测箱体中的蒸汽温度数据。

控制电路10接收用户输入的加热指令,并根据加热指令控制蒸汽发生器4和蒸汽循环驱动装置5的启动。并且,控制电路10接收压力传感器7根据检测到的箱体气压数据生成的压力信号,以及温度传感器8根据检测到的蒸汽温度数据生成的温度信号,并根据箱体压力信号和温度信号控制驱动电机93,从而控制泄压阀92工作。

优选的,控制电路10需要先确定箱体气压数据是否已经达到了设定压力,且蒸汽温度数据是否尚低于目标温度。设定压力的值可以是控制电路10根据箱体1容积数据和目标温度数据通过蒸气压方程计算得到的,也可以是用户输入的。

当箱体1内的气压数据达到了设定压力,且蒸汽温度数据低于目标温度时,控制电路10控制驱动电机93启动,从而通过启动驱动电机93打开泄压阀92,使泄压通道91导通,热蒸汽以设定体积量通过泄压通道92排出。这一过程可以理解为微量泄压的过程。

当箱体1内的压力或温度达到设定值时,控制电路10根据压力信号或温度信号控制蒸汽发生器4减小输出功率,也就是说,第一种情况达到预设值不用工作,即当箱体1内的气压数据达到了设定压力,且蒸汽温度数据已达到目标温度时,控制电路10根据压力信号和温度信号控制蒸汽发生器4的加热器42减小输出功率;第二种情况达到临界值不升温,为减少不必要的能量浪费,控制电路10控制蒸汽发生器4的加热器42减小输出功率。

相反,当箱体1内的压力或温度低于设定值时,控制电路10根据压力信号或温度信号控制蒸汽发生器4增大输出功率。当箱体1内的气压数据低于设定压力时,且蒸汽温度数据低于目标温度时,控制电路10控制驱动电机93关闭泄压阀92,使泄压通道91闭合,使得热蒸汽留存于箱体1内,同时,控制电路10根据压力信号和温度信号控制蒸汽发生器4的加热器42增大输出功率,增加箱体1内的温度。

进一步优选的,蒸箱在工作过程中还可能处于保温状态,当蒸箱处于保温状态时,不需要继续升温,故没必要进行微量泄压,故在升温调节阀9对蒸箱内的气体进行微量泄压之前,还可以通过相关时间数据判断蒸箱是否处于保温状态。因此,泄压控制电路10还包括计时器(图中未标出),计时器记录加热时间数据,并将加热时间数据发送至控制电路10。在控制电路10控制驱动电机93启动前,控制电路10还需要确定加热时间数据是否在目标时间数据内,也就是判断待加热物是否已经加热完毕。若加热时间数据在目标时间数据内,说明加热过程还没有结束,则控制电路10控制驱动电机93启动,进行微量泄压;若加热时间数据已超出目标时间数据,说明加热过程已经结束,则控制驱动电机93不启动。

在优选的实施例中,在升温调节阀9对蒸箱内的气体进行微量泄压之后,还可以对通过升温调节阀9排出箱体1外的热蒸汽进行冷凝回收,实现蒸汽的零排放,环保节能,还可通过冷凝水进一步平衡箱体1内气体的压力。即升温调节阀的出口还可设置冷凝器,箱体里的经升温调节阀溢出的热蒸汽通过冷凝器冷却成水。

但是由于在蒸箱作业时箱体1内的压力高于外界压强,冷凝水不能直接流入箱体1内,根据托里拆利定律,利用液体柱平衡压力将冷凝水流入/压入箱体1内,从而保证气液循环的质量守恒。为此,智能环保蒸箱还设有水柱管(图中未标出),通过水柱管对经冷凝器形成的冷凝水进行回收,水柱管的回收水能通过其出口导入所述蒸汽发生器4的所述开口水箱41内。其中,水柱管的出口从箱体1的底部接入箱体1内把水导入蒸汽发生器4的开口水箱41内,使水柱管的水的出口压力大于箱体1里的压力,从而让水柱管的水自然流入箱体1内的开口水箱41。

在一个具体实施例中,智能环保蒸箱通过冷凝器(图中未标出)和水柱管(图中未标出)实现冷凝水的回收。其中,冷凝器的进气口与升温调节阀9的出口相连通,水柱管的进水口连接回水杯,冷凝器的出口通过回水杯与水柱管的进水口相连通,使得升温调节阀9排出的热蒸汽经冷凝器冷却形成冷凝水后排入回水杯内,并流入水柱管中,而水柱管的另一端与开口水箱41的底部相连通,根据托里拆利定律,水柱管中的压力及箱体1外界的大气压力之和与箱体1内的压力相平衡,因此,当箱体1内的压力一定时,水柱管中水柱与开口水箱41内液体的高度差为一定值,故冷凝水流入水柱管之后,为保持内外压相平衡,水柱管中的部分水会流入开口水箱41内,使水柱管中水柱与开口水箱41中液体之间的高度差保持不变,相当于冷凝水经水柱管流入开口水箱41内,实现对排出箱体1外的热蒸汽的冷凝回收,避免热蒸汽进入外部环境造成污染。

为保证其安全性,本发明实施例所提供的智能环保蒸箱的箱体1的内外压差不大于5千帕。根据压强换算可知:

5000帕/平方米=5000÷9.8公斤/平方米=0.5102吨/平方米

进一步,通过水柱高度和压强的换算公式可知:

水柱高度=水柱压强÷水的密度=0.5102吨/平方米÷1吨/平方米=0.5102米

也就是说,当箱体1的内外压差为5千帕时,用于平衡箱体内外压力差的水柱高度为0.5102m,为平衡箱体内外压力差的需要,水柱管的垂直高度优选大于70cm。

箱体1内的气体气压到达一定值需要进行微量泄压升温时,控制电路10控制驱动电机93启动,通过启动驱动电机93打开泄压阀92,使泄压通道91导通,热蒸汽以设定体积量通过泄压通道92排入冷凝器中,经冷凝器冷却成水,并经回水杯通过水柱管回收到蒸箱中的开口水箱41内。因此,本发明实施例所提供的智能环保蒸箱通过相互连通的升温调节阀9、冷凝器和水柱管形成了一个完整的封闭式气液循环,完全对外界不泄压,实现了热蒸汽的零排放,环保节能。

当智能环保蒸箱中某一个蒸格3内的待加热物的加热时间数据已超出目标时间数据后,即某一个蒸格3内的待加热物已完成加热后,还可继续执行如下步骤25。

步骤25,将蒸格抽拉出箱体,取出待加热物后,再将蒸格推入箱体。

具体的,当智能环保蒸箱中某一个蒸格3内的待加热物的加热时间数据已超出目标时间数据后,即某一个蒸格内待加热物已完成加热后,用户需要先将蒸格3抽拉出箱体1,取出待加热物后,再将蒸格3推入箱体1的抽屉容纳腔内。

进一步具体的,在一个具体的实施方式中,密封门2与蒸格3均为多个,一个密封门2与一个蒸格3形成抽屉蒸格,结合图1、图2b和图4a所示,蒸格3包括底板31、两个侧板32和后面板33,密封门形成抽屉蒸格的前面板,即底板31、两个侧板32和后面板33与密封门2构成抽屉蒸格。

密封门2的外表面具有把手311,侧表面内容置有活动插销312,内侧具有密封环313,对蒸格3起到密封作用并用于用户抽拉蒸格3。活动插销312相对于箱体1的位置与抽屉容置腔中插销口的位置相对应,使得抽屉蒸格扣合入箱体1中时,活动插销312插入插销口中,且抽屉蒸格不会因为晃动而从箱体1中脱离。

两个侧板32平行设置于密封门2的两端。两个侧板32的一端分别与密封门2的内表面相连,且两个侧板32的外表面设置有滑道321。滑道321相对于箱体1的位置,与抽屉容置腔中的滑槽在箱体1中的位置相对应,使得蒸格3通过滑道321滑入滑槽扣合入箱体1中。优选的,两个侧板32的高度与箱体1内抽屉容置腔的高度相等。

后面板33与两个侧板32的另一端分别相连。并且,后面板33的高度与箱体1内抽屉容置腔的高度相等,使得抽屉蒸格在推入抽屉容置腔后,通过密封环313与箱体1形成四周密闭的结构。

密封门2、两个侧板32和后面板33设置于底板31上。底板31上具有多个通气孔341,热蒸汽通过通气孔341对蒸格3中的待加热物进行加热。

这里,需要对抽屉蒸格进入或抽出抽屉容纳腔时的情况做两方面的说明。

第一方面,需要指出的是,由于在蒸箱工作时,箱体1内部的气压(热蒸汽气压)高于箱体1外部的气压(常压),抽屉蒸格在进入箱体1时会产生一定阻力,阻碍抽屉蒸格进入抽屉容纳腔。因此,将抽屉蒸格中的活动插销312设计为特殊形状,可以使得活动插销31在插入插销口中时,能够帮助克服阻力,使抽屉蒸格能够顺畅进入抽屉容纳腔。

进一步具体的,在一个具体的实施例中,结合图4a和图6a所示的一种活动插销的结构,活动插销312与把手311传动连接。转动把手311可以控制活动插销312从密封门2的侧表面伸出或缩入密封门2内。

活动插销312为舌型,具有第一平面a、第二平面b和弧形曲面c。第一平面a朝向密封门2的侧表面。第二平面b与第一平面a垂直相连,并朝向密封门2的内表面。弧形曲面c的两端分别与第一平面a和第二平面b相连,曲面向外鼓起,朝向密封门2的外表面一侧,使得抽屉蒸格进入抽屉容纳腔时,弧形曲面c向插销口内伸出,通过与插销口边缘的接触,形成向蒸箱方向的力,从而使得抽屉蒸格滑入蒸箱中,并通过活动插销312缩紧。这是由于在蒸箱工作时,箱体1内部的气压(热蒸汽气压)高于箱体1外部的气压(常压),抽屉蒸格在进入箱体1时产生一定阻力,通过弧形曲面c与插销口边缘的接触形成的与阻力相反方向的作用力,可以抵抗蒸箱内部蒸汽压力,有利于抽屉蒸格滑入蒸箱中后抽屉蒸格与箱体1更紧闭的扣合。

优选的,在另一个具体的实施例中,结合图4a和图6b所示的另一种活动插销的结构,活动插销312为舌型,具有第一平面a、第二平面b、第三平面d和弧形曲面c。第一平面a朝向密封门2的侧表面。第二平面b与第一平面a的一个边垂直连接,并朝向密封门2的内表面。第三平面d与第一平面a的另一个边垂直连接,并朝向密封门2的外表面,且与第二平面b平行。弧形曲面c的两端分别与第三平面d和第二平面b相连,曲面向外鼓起,朝向密封门2的外表面一侧。

第二方面,再结合图1、图2b和图4a所示,当蒸汽发生器4开始工作时,为保证蒸汽发生器4所产生的热蒸汽可以最大程度的为蒸格3中的待加热物进行加热,密封门2需要闭合于箱体1上,与箱体1构成密闭结构,蒸格3处于箱体1的抽屉容置腔中,使得箱体1中的热蒸汽可以充分对蒸格3中的待加热物加热。而当用户相应取放某一个蒸格3内的待加热物时,势必需要将该蒸格3抽拉出箱体1,在此过程中,蒸格3中的热蒸汽会通过底板31中的多个通气孔341跑出箱体1外,造成热蒸汽的流失。

为此,在一个具体的实施方式中,如图4a所示,底板31设置有伸缩扇叶342,伸缩扇叶342同样与把手311传动连接。当用户转动把手311时,可以控制伸缩扇叶342的展开和收缩。通过伸缩扇叶342的展开或收缩,控制多个通气孔341的导通与闭合。当伸缩扇叶342展开时,覆盖于多个通气孔341之上,闭合多个通气孔341,使得抽屉蒸格的底部形成一个密闭面板结构。而当伸缩扇叶342收缩时,热蒸汽可以透出通气孔341,通过通气孔341对蒸格3中的待加热物进行加热。

在另一个具体的实施方式中,如图4b所示,可以在底板31下设置有另一个带有多个通气孔的活动板(图中未示出)。活动板同样与把手311传动连接。当用户转动把手311时,可以控制活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341对齐或错位。当活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341对齐时,热蒸汽可以透出相对齐的通气孔,对蒸格3中的待加热物进行加热。而抽屉蒸格抽出时,活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341错位,使得底板31的多个通气孔341闭合,抽屉蒸格的底部形成一个密闭面板结构。

下面结合图1、图2b和图4b,通过一个具体“将蒸格抽拉出箱体,取出待加热物后,再将蒸格推入箱体”的过程,对抽屉蒸格中的各个部分在抽屉蒸格被抽出再被推入抽屉容纳腔时的工作过程进行举例说明。

在一个具体的例子中,当待加热物在抽屉蒸格中的蒸格3内处于被加热的状态时,抽屉蒸格进入到箱体1中,活动插销312插入箱体1的插销口中,使得抽屉蒸格的密封门2与箱体1的外表面构成密闭、平齐的结构,且抽屉蒸格不会从箱体1掉出。并且,活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341为处于对齐位置,热蒸汽通过通气孔341对蒸格3中的待加热物进行加热。此时把手311的位置为第一位置。

而当某一个抽屉蒸格的蒸格3中待加热物加热完毕后,用户想要从该蒸格3中取出待加热物时,需要先将该抽屉蒸格从箱体中拉出。当用户想要从箱体1中拉出抽屉蒸格时,需要先转动把手311,将把手311的第一位置转动为第二位置。把手311被转动后(即位置处于第二位置后),活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341为处于错位位置,闭合多个通气孔341,活动插销312从伸出密封门2的状态变为缩入密封门2的状态,也就是活动插销312从插入插销口的状态变为脱离插销口的状态,使得用户抽拉抽屉蒸格时,抽屉蒸格可以从箱体1中脱离。此时,由于活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341为处于错位位置,闭合了多个通气孔341,使得热蒸汽不会从抽屉蒸格的底部漏出至已被拉出的抽屉蒸格外,最大程度的保留未被拉出的其它抽屉蒸格中的热蒸汽,并使得已被抽出的抽屉蒸格中的热蒸汽不会从通气孔341中漏出,有利于保存未被拉出的其它抽屉蒸格中的温度,在箱体内继续保持热蒸汽的循环,且在抽屉蒸格完全抽出箱体1时,抽屉蒸格的后面板33与箱体1相互嵌合,保证箱体1的相对密闭性,进一步确保了其他抽屉蒸格内的待加热物能够继续被加热。

而当用户取出待加热物后,需要将抽屉蒸格再推入箱体1中。在用户将拉出的抽屉蒸格推入箱体1中后,需要转动把手311,将把手311的第二位置转动为第一位置,此时活动板中的多个通气孔与底板31中的多个通气孔341之间的位置关系由错位关系变为对齐关系,导通多个通气孔341,活动插销312由缩入密封门2的状态变为伸出密封门2并插入插销口的状态,使得热蒸汽继续通过通气孔341对蒸格3中的待加热物进行加热,且抽屉蒸格的密封门2与箱体1的外表面构成密闭、平齐的结构,不会从箱体1掉出。

在优选的实施例中,在抽屉蒸格被抽出至箱体1时,还可以实现对抽屉蒸格底部的冷凝水进行回收。

具体的,由于热蒸汽遇到温度较低的抽屉蒸格时,会凝结为冷凝水,因此当抽屉蒸格被抽取箱体1时,抽屉蒸格底部的冷凝水会滴落在箱体1外,造成蒸箱工作环境的不洁净。因此,通过在箱体1中设置蒸格刷(图中未标出)和导水槽(图中未标出),可以有效的回收抽屉蒸格底部的冷凝水,并避免因冷凝水滴落在箱体1外而造成蒸箱工作环境的不洁净。蒸格刷设置于抽屉容置腔的前边框上,具体位于抽屉蒸格的下方,导水槽设置于抽屉容置腔的前边框上,位于蒸格刷的下方,并且导水槽的出水口连接开口水箱41。当抽屉蒸格被抽出箱体1时,抽屉蒸格底部由热蒸汽产生的水珠通过蒸格刷扫入导水槽中,并回流到开口水箱41内,使得抽屉蒸格在抽出后不会滴水,而存在于蒸格3底部的热蒸汽产生的水也可以进行有效的回收再利用。

在一些具体的例子中,箱体1的外表面设置有操作屏和显示屏,与控制电路10电相连。操作屏用于接收用户输入的包括加热指令等的各种指令,显示屏用于显示包括箱体气压数据、蒸汽温度数据、目标温度数据和目标时间数据等各种数据。

本发明实施例提供的智能环保蒸箱可以根据使用者的具体需要,通过将抽屉蒸格、蒸汽发生器4、蒸汽循环驱动装置5、回流道6、压力传感器7、温度传感器8、升温调节阀9和控制电路10中的一个或多个设置为多套的方式,使智能环保蒸箱拥有更多容置待加热物的空间和运作能力。

本实施例提供的智能环保蒸箱,通过在箱体侧壁设置回流道的方式,使得上升的热蒸汽可以在蒸汽循环驱动装置的驱动下返回至箱体的底部,在箱体内形成热蒸汽的内循环,对箱体内容置的待加热物进行加热,这样可以增热蒸汽的利用率,节约加热能耗。同时,箱体中的升温调节阀在常压下能够起到密封装置的作用,而当箱体气压达到气压阈值时,自动微量泄压,根据蒸气压方程实现温度的进一步提升,以达到所需的加热温度,且对微量泄压所排放的热蒸汽进行回收,形成了完整的封闭式气液循环。本发明提供的智能环保蒸箱,既能够提高热蒸汽的利用率,节约加热能耗,又能减少水蒸汽的排放,使得蒸箱更加节能、安全、环保。

专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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