[其他]全自動節能壓力鍋

無效

• 申請號: 86201789
• 申請日: 1986-04-01
• 公開（公告）號: CN86201789U
• 公開（公告）日: 1986-12-31
• 發明（設計）人: 王永光;關德相;李祥云;李立國
• 申請（專利權）人: 王永光;關德相;李祥云;李立國
• 主分類號: A47J27/08
• 分類號: A47J27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬生活日用品和醫用設備。它的應用可使壓力鍋的操作實現自動化。

家用壓力鍋以它的溫度高、時間省和飯菜有特殊風味等特點，吸引著越來越多的家庭。目前使用的壓力鍋，通過排放蒸汽來控制溫度，以及依靠人工操作的狀況急待改進。我們尚未見到國內外有關本發明的生產報導和其它信息。

本發明提出的膜桿傳感驅動技術，具有簡單、可靠、安全、節能、溫度可調、用途廣等特點，是家用壓力鍋實現自動化的經濟、實用、適于普及的可行方案。它的出現，將增加壓力鍋的產品種類并擴展它的使用范圍。這些新型炊具的誕生，必然會出現新的烹飪方法，造福于人民。

在膜桿傳感驅動技術中，選擇適當的材料將上下面加工成曲面形狀的膜片。將它置于壓力容器內壁，膜片的周邊與壓力容器內壁密封連接，如圖1所示。膜片1的下表面感受壓力容器內的壓力Pm，上表面通過氣孔3感受大氣壓力Po。固定在膜1中心并與膜垂直的桿2，可將由鍋蓋4、密封圈5和鍋體6組成的壓力容器的內部的壓力Pm（或溫度）變化傳至鍋外，并轉為與膜垂直的機械位移W，在一定條件下這一壓力Pm——位移W的轉化過程是可重復的。只要膜的尺寸和材料等選擇得當，便可以得到足夠的位移W和由桿2傳出的驅動力f₁。因此，這樣的膜與桿的組合體既是傳感器又是驅動器，它可以直接推動自控系統中的熱源開關（電源開關、燃氣或燃液閥門）、啟停定時器等。在圖1中，為了使圖面清楚，省去了一些無關緊要的線，以下各圖也將做同樣處理。

顯然，Pm越大，膜片的面積Sm越大，驅動力f₁也越大；膜片厚度δ越大，驅動力f₁越小。在實際應用中如圖2a所示，在膜片1下面加一帶有透氣孔的底托7做為支撐物，膜片1上面加予施力彈簧8來保證膜片有較高的靈敏度。圖2a中的10為膜片上限位器，4為壓力鍋蓋。圖2b是圖2a的另一種形式，兩種形式意義相同。圖2b中的7為膜片下限位器，其余編號意義同于圖2a。圖2a所示的膜桿傳感器其受力情況可參考圖3，圖3給出了上下表面為平面、周邊固定的園形膜片的受力狀況。下面給出這種受力狀況的數學描述。在圖3中，f₂代表彈簧（圖2a.8）作用于膜片上的力，f₁′代表熱源開關的壓力（即膜桿驅動力f₁的反作用力），它們都作用在膜片的上表面，假設它們在半徑為b的圓內是均勻分布的。鍋內壓力Pm作用在膜片的下表面，鍋外壓力Po作用在膜片的上表面，假設它們分布也是均勻的。f_TO表示底托的支撐力，作用在膜片下表面，它僅在膜片貼緊底托時才存在。如果我們取如圖3所示的柱座標：Z垂直向上，xy平面與膜片中面相重合，原點O取在膜片的中心，那么，在小撓度彎曲的假設下，膜片應遵守下述微分方程：

(12（1－μ²）)/(Eδ³) （ (d²)/(dr²) ＋ (d)/(rdr) ）（ (d²)/(dr²) ＋ (dw)/(rdr) ）＝q （1）

其中W為膜片在Z方向的位移，r為距膜片中心的距離，δ為膜片的厚度，E和μ分別為膜片材料的彈性模量和泊松系數，q為膜片承受的分布載荷：

其中Pc＝Pm－Po，因為Pm≥Po，所以Pc≥0，并且Pc相當于只作用在膜片的下表面；f＝f₁′＋f₂；a為膜片的半徑。

方程（1）和（2）的邊界條件為：

（W）_r＝a＝0，（ (dw)/(dr) ）_r＝a＝0 （3）

經計算，可求出方程（1）——（3）的解為：

W＝ (3(1-μ²)a⁴Pc)/(16Eδ³) 〔1－ (3F)/(πa²Pc) （1－ (b²)/(a²)

＋ (b⁴)/(3a⁴) ）〕（1－ (r²)/(a²) ） （4）

其中F＝πb²f。

不難看出，W隨r的變化為一拋物線。在r＝a（即在周邊）處，W＝0；在r＝0（即在中心）處，W達極大值Wmax，