专利名称：多传感器旋合式自动控制高压锅的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种传感器自动控制家用电器(炊具)领域。
在高压锅的现有技术中，主要在限压阀和安全阀、硅橡胶密封圈泄压窗口、安全手柄上做了一些改进有的限压阀采取了大孔径导气孔防堵塞和弹簧夹防冲爆措施；安全阀由过去易溶片式改为弹簧式(其中有利用活塞杆升降简易指示锅内有无压力)；安全手柄普遍采用自锁阀(气压浮子卡笋锁定)措施，以及在锅盖硅橡胶密封圈位置开设安全泄压孔等。上述措施对高压锅的安全性能有一定改善，但是，仍有较大局限性。主要表现在现有技术只是在高压锅内气体超压时通过泄压来保证高压锅的安全，无法做到自动控制火力防止高压锅内压力进一步升高；现有技术的限压阀不能或不便于根据烹饪食物的种类及特点精细调节并适时改变高压锅内压力(不能实现自动烹饪)；高压锅内实际压力指示没有刻度线以便准确、快速判定；不能做到定时烹饪；手柄自锁阀易因食物残渣堵塞而失灵；防溢盆只能盛接限压阀排出的液体，对安全阀、手柄浮子孔排出的液体未能有效盛接。而电高压锅的现有技术虽可实现自动烹饪，但其未对高压锅内实际气压进行检测，而是通过磁钢限温器等温控元件在锅体外部测温并控制电加热电路通断来间接控制锅内工作压力，在工作压力调控上不够精细；采用弹簧触点通断的方式调节火力，火力调节不够灵活、准确，触点容易烧蚀，弹簧式温度测控元件直接对高压锅发热体或受热体测温，长期工作于高温下易失效。Y型硅橡胶锅盖密封圈因内侧呈150°张开的两臂，在结构上弹力不足，易引起变形失效，造成密封圈漏气并溢出锅内的汤水。
本发明的任务是提供一种结构简单、成本相对较低、动作安全可靠的多传感器自动烹饪高压锅。它可以方便直观地设定高压锅工作压力，通过传感器能够自动显示并控制高压锅内压力、水位、温度和工作排汽状况，可以方便地与电控燃气阀(驱动器为步进电机或电磁阀)及单片机控制燃气灶进行数字或模拟信号接口，自动精确地控制烹饪时间及火力；通过电磁铁实现高压锅内达到一定气压时即自动锁定手柄，高压锅内气压低于一定压力时安全手柄自动解锁。
本发明中按压式限压阀，设在锅盖的正中央，采用套合式弹簧结构，限压阀主体与高压锅盖通过限压阀导气螺杆螺旋连接，在导气螺杆的底部有一防堵盖；在锅盖上侧的限压阀主体底部(距锅盖一定距离)有二个对称的排汽孔，其中一个排汽孔正对限压阀工作排汽传感器组件，该组件为方盒状，其底部有一环形固定片，套合在限压阀主体之下锅盖之上。传感器组件面向排汽孔侧有一热敏传感器，固定在工作排汽检测板外侧；工作排汽检测板内安装一只红外线发射二极管。在工作排汽检测板内侧有一线性弹簧与上述组件后侧相接；在该组件外框与红外线发射二极管相对的内侧有一组红外线接收三极管阵列。限压阀工作排汽时，热敏电阻可首先检测到热信号；当排汽气压增大时，高压锅排出气体克服工作排汽传感器组件弹簧压力，推动工作排汽检测板从而带动红外线发射二极管后移，上述红外线接收三极管阵列就可以检测到高压锅的工作排汽状况，并能以并行输出方式向单片机并行输入口传送工作排汽压力状况信号，也可以只用选定工作点信号或工作点及其上下端各一条信号线传送模拟信号给相应控制设备；在限压阀主体一侧中上部有斜齿状定位槽。限压阀上盖套合在限压阀主体之上，上盖内部正中央有一个两节套合伸缩式活塞，活塞中间装有线性压力弹簧，活塞底部有两道密封槽，密封槽上套有圆形硅橡胶密封圈；上盖相对主体定位槽一侧有一定位手柄，通过定位手柄上的定位锁栓即可设定工作压力。该按压式限压阀压力调节快速可靠精确，其附设的工作排汽传感器对高压锅的工作排汽状况能够自动测控，便于与单片机及其他电控部件接口。
锅内水位自动检测器采用多电极测控方式，其高度略小于高压锅体高度，其底部一侧接近高压锅底处有一工作电源电极和一个测温元件(采用铂测温电阻或类似测温元件)，在其底部正中至其顶部的垂直线上，等距离(也可采用渐疏排列)分布多只(与单片机的位数相同，如采用16位单片机，则可分布16只电极，其他类推)不锈钢电极，电极的四周用聚四氟乙烯做高度绝缘处理。在水位自动检测器的内部，衬有一层绝热、绝缘材料(如石棉或膨胀珍珠岩薄膜等)，各电极信号线通过水位自动检测器信号接口，连接锅内水位自动检测信号线，经过信号放大处理后送到单片机的并行数字信号输入接口。根据各电极有无电信号即可方便地检测到高压锅内的实际水位，用于实时控制烹饪。通过对高压锅内水位及温度的检测，还可有效地防止高压锅干烧或锅内食物烧焦。
红外线压力测控安全阀设在限压阀的一侧，它分为五部分防堵罩底座、主体、中盖、上盖、红外线压力传感器。主体连接安全阀导气螺杆并通过其固定在高压锅盖上；主体为圆柱形，其中部的两侧开有对称四个安全排汽孔；主体内部有一活塞体，活塞体的下部有两道密封槽，密封槽内套有硅橡胶密封圈，用于防止锅内高压蒸汽过早泄漏，并与硅橡胶中盖密封圈协同作用，避免锅内高压气体窜入安全阀上盖影响红外线压力检测元件正常工作。活塞的连杆上套有线性弹簧；主体的顶部与中盖通过螺纹连接，中盖的中央有一圆角方形孔，孔的内侧有硅橡胶中盖密封圈。活塞杆为圆角方形，从中盖圆角方形孔中穿过。活塞杆顶部固定着一只红外线发射二极管。中盖两端两个对称的固定螺孔用于与上盖连接。上盖形如倒扣的圆杯。其内部在与红外线发射二极管相对应的一侧，垂直排列着数只红外线接收三极管(数量与单片机信号输入口电极位数相同)。红外线接收三极管有引线接口可以和单片机并行数字信号输入接口相连，或直接通过模拟电路控制步进电机式或电磁阀式燃气阀来调节火力大小。当高压锅内压力增大时，锅内蒸汽压力克服安全阀活塞弹簧弹力，推动活塞上移从而带动红外线发射二极管上移，红外线接收三极管阵列所接收到的红外线信号亦发生相应变化。当高压锅内气压继续上升并推动活塞上升且超过了安全排汽孔最低高度时，锅内高压蒸汽从安全排汽孔泄出，确保锅内蒸汽气压不达到或超过安全气压；当高压锅内蒸汽气压下降时，活塞在弹簧弹力及活塞自身重量作用下向下移动。当活塞下侧密封圈低于安全排汽孔最低高度时，关闭安全阀排汽孔。当红外接收三极管阵列与单片机并行输入口连接时，即可形成数字信号输出；也可将相应工作点信号线或工作点及上下各一位信号线接到电磁阀或步进电机驱动器上，即可按模拟方式对燃气阀进行自动控制。安全阀对高压锅内的压力状况能够随时测控并显示，通过红外线压力传感器输出控制信号，实现自动连续调节火力。当高压锅内蒸汽压力达到安全压力时，能够可靠地实现安全排汽，同时通过输出信号给单片机或其他模拟电路，控制驱动元件调节或关闭火力。红外线压力测控安全阀还可以通过输出高压锅内蒸汽压力信号控制高压锅手柄安全卡笋电磁铁对高压锅手柄进行锁定或解锁，避免了以往由高压锅内蒸汽气压直接控制升降的安全卡笋因高压锅内食物残渣堵塞引起的手柄锁定与解锁的失灵。上述红外线工作排汽检测、红外线锅内实际工作压力检测、水位检测，采用了数字原理，无需借助任何复杂的模/数转换设备，即可以方便准确地输出数字信号与单片机并行数字信号输入接口连接，对高压锅烹饪中的各有关工作部件进行数字化驱动控制。与采用硅压力传感器或其他智能压力传感器相比，具有成本低廉，动作可靠，接口容易，锅内压力指示形象直观精确等优点。并且在未与单片机接口的情况下，亦可以方便地与相关模拟控制器件接口如与电磁阀控制管道燃气阀、步进电机驱动燃气灶燃气控制阀、水位超限/不足报警器、高压锅内蒸汽压力超限报警器相连接。
本发明的W型硅橡胶锅盖密封圈，是对原Y型硅橡胶锅盖密封圈的改进。在原Y型硅橡胶锅盖密封圈的Y型的两臂中间，增设一条实心圆形高密度高弹力硅橡胶圈，增加Y型两臂的弹力，延缓其因长期受压而造成的变形失效。
该高压锅的手柄安全锁定装置采用电磁控制方式。安全手柄的下手柄有一个下手柄锁定孔，用于容纳安全手柄锁定栓，实现高压锅手柄的安全锁定。安全手柄的上手柄设有安全手柄锁定栓、锁定栓卡笋(主体为铝合金或其他非磁性材料)、锁定栓卡笋电磁铁、锁定栓复位拨杆、锁定栓复位压杆等装置。在上手柄内侧约三分之一处，设有一个手柄锁定栓安装孔，安全手柄锁定栓装在锁定栓安装孔内，安全手柄锁定栓上段有一空心部分，装有锁定栓弹簧，其上部旋有锁定栓螺盖。在锁定栓弹簧弹力及锁定栓自身重力作用下，推动安全手柄锁定栓向下锁入下手柄锁定孔，用于在高压锅内有蒸汽压力时阻止高压锅手柄的开启。在锁定栓安装孔的外侧适当位置，设有锁定栓复位拨杆及复位压杆安装孔。在装入锁定栓复位压杆弹簧后，锁定栓复位拨杆连接至锁定栓复位压杆上，并一同装入锁定栓复位拨杆及复位压杆安装孔，用于开启安全手柄锁定栓。在上手柄的内侧适当位置设有一个锁定栓卡笋安装孔，孔内装有锁定栓卡笋、锁定栓卡笋电磁铁、手柄锁定栓卡笋铁环、锁定栓卡笋弹簧罩、锁定栓卡笋低弹力弹簧，孔口用锁定栓卡笋螺盖旋紧。安全阀红外线接收三极管阵列底端的一号红外线接收三极管送出一路工作电流通过上手柄锁定栓卡笋电磁铁线路输入接口直接控制安全手柄卡笋电磁铁当安全阀红外线接收三极管阵列中最下方的一号红外线接收三极管接收到红外线发射二极管发出的红外线信号时，送出高电平信号触发锅内气压连锁信号线路输出接口内的安全阀连锁信号可控硅控制极，使其导通，送出工作电流控制手柄锁定栓卡笋电磁铁产生电磁场，克服锁定栓卡笋低弹力弹簧的弹力，吸引锁定栓卡笋铁环从而带动锁定栓卡笋脱离安全手柄锁定栓实现安全手柄锁定栓解锁；当安全阀红外线接收三极管阵列最下端的红外线接收三极管一号管未接收到红外线发射二极管发出的红外线信号时，送出低电平信号给锅内气压连锁信号线路输出接口内的安全阀连锁信号可控硅的控制极，可控硅因控制极低电平而截止，锁定栓卡笋电磁铁因失电磁场消失，锁定栓卡笋在锁定栓卡笋低弹力弹簧弹力作用下锁定安全手柄锁定栓。在上手柄的侧面，还设有一个手柄锁定栓卡笋强制开锁孔，用于高压锅停电或电路故障时用手柄锁定栓卡笋强制开锁拨杆拨开锁定栓卡笋，实现人工解锁。
高压锅紧贴锅盖面上设有一个略小于锅盖，但能容纳限压阀、安全阀的防溢盆(由铝合金、不锈钢或其他耐温材料制作)，盆圈略高于限压阀工作压力排汽孔及安全阀安全压力排汽孔。当工作排汽或安全排汽时，高压锅内高压气体带出的食物液体即被容纳于防溢盆中。本发明的新型防溢盆作用范围大，确保限压阀、安全阀排汽中带出的液体都能被有效盛接。
弹簧检测器通过在检测器支架杆上分别放置高压锅各类弹簧，并用系列配重块进行检测，根据配重块在安全刻线上指示的位置即可判定被检测弹簧是否合格。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1为高压锅的主视图。其中(1)表示高压锅体；(2)表示锅内水位自动检测器安装孔；(3)表示锅内水位自动检测器；(4)表示副柄铆合式连接块；(5)表示高压锅副柄；(6)表示锅盖；(7)表示防溢盆；(8)表示红外线压力测控安全阀；(9)表示按压式限压阀；(10)表示上手柄铆合式连接块；(11)表示电磁安全手柄的上手柄；(12)表示下手柄铆合式连接块；(13)表示电磁安全手柄的下手柄。
图2为锅盖密封圈。(14)表示W型硅橡胶锅盖密封圈剖面图。
图3为高压锅的俯视图。(15)表示电磁安全手柄的固定螺杆安装孔；(16)表示电磁安全手柄的固定螺杆；(17)表示高压锅副柄固定螺杆安装孔；(18)表示高压锅副柄固定螺杆。
图4为锅内水位自动检测器正视图。(19)表示工作电源电极；(20)表示水位检测电极；(21)表示防干烧自动温度检测控制器；(22)表示经聚四氟乙烯绝缘处理锅内水位自动检测器主体。
图5为锅内水位自动检测器侧视图。(23)表示锅内水位自动检测器硅橡胶密封圈。
图6为锅内水位自动检测器剖视图。(24)表示锅内水位自动检测器外壳；(25)表示绝热隔层；(26)表示锅内水位自动检测器内部电源线及信号线。
图7为锅内水位自动检测器后视图。(27)表示锅内水位自动检测器信号输出接口。
图8为锅内水位自动检测器安装孔固定堵头。(28)表示固定堵头主体；(29)表示固定堵头硅橡胶密封圈；(30)表示固定堵头垫片；(31)表示固定螺母。
图9为锅内水位自动检测器过滤罩正视图。(32)表示过滤罩。
图10为锅内水位自动检测器过滤罩侧视图。
图11为锅内水位自动检测器过滤罩俯视图。
图12为高压锅体俯视图。(33)表示铆合式锅内水位自动检测器及过滤罩固定卡座。
图13为限压阀的结构示意图。其中(34)表示限压阀上盖；(35)表示定位锁体；(36)表示定位锁栓；(37)表示定位锁弹簧；(38)表示定位锁盖；(39)表示限压阀上盖定位板；(40)表示限压阀上盖定位板固定螺钉；(41)表示上盖副柄；(42)表示上盖副柄固定螺栓；(43)表示限压阀主体定位齿；(44)表示压力调节限制块；(45)表示压力调节限制块固定螺钉；(46)表示限压阀活塞体；(47)表示限压阀活塞密封槽；(48)表示硅橡胶限压阀活塞密封圈；(49)表示限压阀排汽孔；(50)表示限压阀主体；(51)表示活塞体套管；(52)表示限压阀活塞弹簧；(53)表示限压阀上盖定位槽；(54)表示密封垫片；(55)表示限压阀导气螺杆；(56)表示限压阀防堵罩底座；(57)表示固定螺母；(58)表示防堵罩；(59)表示传感器组件主体。
图14为传感器组件细部结构图。其中(60)表示限压阀传感器弹簧；(61)表示热敏电阻；(62)表示红外线发射二极管管座；(63)表示红外线发射二极管；(64)表示红外线发射二极管座弹簧定位柱；(65)表示红外线接收三极管阵列；(66)表示红外线发射二极管座导向板；(67)表示传感器组件连接板；(68)表示传感器组件连接板固定螺钉；(69)表示传感器弹簧定位柱；(70)表示工作排汽信号线路输出接口。
图15为
图14中的限压阀上盖局部侧视图。其中(71)表示设定工作压力透明指示窗本体；(72)表示设定工作压力透明指示窗；(73)表示压力/烹饪食物选择刻线；(74)表示压力标记刻线。
图16为安全阀结构示意图。其中(75)表示安全阀主体；(76)表示安全阀排汽孔；(77)表示密封垫片；(78)表示安全阀导气螺杆；(79)表示安全阀防堵罩底座；(80)表示固定螺母；(81)表示防堵罩；(82)表示安全阀活塞；(83)表示安全阀活塞密封槽；(84)表示硅橡胶活塞密封圈；(85)表示圆角方形活塞杆；(86)表示安全阀活塞弹簧；(87)表示安全阀中盖；(88)表示硅橡胶安全阀中盖密封圈；(89)表示安全阀上盖；(90)表示红外线发射二极管隔热连接座；(91)表示红外线发射二极管；(92)表示红外线发射二极管隔热连接座固定螺钉；(93)表示红外线接收三极管阵列；(94)表示锅内气压信号线路输出接口；(95)表示锅内气压连锁信号线路输出接口(内含安全阀连锁信号可控硅)；(96)表示安全阀上盖固定螺钉。
图17为
图16A-A’的解剖图。
图18为
图16中的安全阀上盖局部侧视图。其中(97)表示锅内实际压力透明指示窗主体；(98)表示锅内实际压力透明指示窗口；(99)表示锅内实际压力指示刻线。
图19为
图16B-B’剖面图。(100)表示中盖平面图；(101)表示圆角方形活塞杆平面图。
图20为电磁安全手柄结构示意图。其中(102)表示下手柄锁定孔；(103)表示锁定栓卡笋安装孔；(104)表示手柄锁定栓卡笋；(105)表示手柄锁定栓卡笋铁环；(106)表示锁定栓卡笋拨槽；(107)表示锁定栓卡笋螺盖；(108)表示锁定栓卡笋低弹力弹簧；(109)表示锁定栓卡笋弹簧罩；(110)表示锁定栓卡笋电磁铁；(111)表示锁定栓卡笋电磁铁固定孔；(112)表示锁定栓卡笋电磁铁固定螺杆；(113)表示锁定栓卡笋电磁铁线路输入接口；(114)表示手柄锁定栓安装孔；(115)表示安全手柄锁定栓；(116)表示锁定栓螺盖；(117)表示手柄锁定栓弹簧；(118)表示锁定栓复位拨杆及复位压杆安装孔；(119)表示锁定栓复位压杆；(120)表示锁定栓复位拨杆；(121)表示锁定栓复位拨杆连接轴；(122)表示手柄锁定栓复位压杆弹簧。
图21为图20A-A’侧视图。其中(102)表示下手柄锁定孔。
图22表示图20侧视图。其中(123)表示手柄锁定栓卡笋强制开锁孔。
图23为手柄附件。其中(124)表示手柄锁定栓卡笋强制开锁拨杆。
图24为信号线1。(125)表示锅内水位自动检测信号线。
图25为信号线2。(126)表示限压阀信号线。
图26为信号线3。(127)表示锅内气压连锁信号线。
图27为信号线4。(128)表示安全阀信号线。
图28为弹簧检测器。(129)表示配重块；(130)表示弹簧垫片；(131)表示安全刻线；(132)表示检测器支架杆；(133)表示标准弹簧；(134)表示检测器支架。
图29为弹簧检测器俯视图。
图30为电原理图。
下面通过附图，结合实施例对本发明做进一步说明。
这种高压锅是由高压锅体(1)和锅盖(6)组成。在高压锅体(1)上设有锅内水位自动检测器(3)、电磁安全手柄之下手柄(13)、副柄(5)；锅盖(6)上设有W型硅橡胶锅盖密封圈(14)、红外线压力测控安全阀(8)、按压式限压阀(9)、电磁安全手柄之上手柄(11)、防溢盆(7)。
锅内水位自动检测器(3)是由工作电源电极(19)、水位检测电极(20)、防干烧自动温度检测控制器(21)、经聚四氟乙烯绝缘处理锅内水位自动检测器主体(22)、锅内水位自动检测器硅橡胶密封圈(23)、锅内水位自动检测器外壳(24)、绝热隔层(25)、锅内水位自动检测器内部电源线及信号线(26)、锅内水位自动检测器信号输出接口(27)、固定堵头主体(28)、固定堵头硅橡胶密封圈(29)、固定堵头垫片(30)、固定螺母(31)、过滤罩(32)、铆合式锅内水位自动检测器及过滤罩固定卡座(33)组成。将锅内水位自动检测器(3)套进锅内水位自动检测器硅橡胶密封圈(23)后，与过滤罩(32)分别插入铆合式锅内水位自动检测器及过滤罩固定卡座(33)，锅内水位自动检测器硅橡胶密封圈(23)套在锅内水位自动检测器安装孔(2)上，并将锅内水位检测自动控制信号线(125)连接到单片机的数字信号输入接口上(如暂未使用单片机，也可把上位电极接水位超限报警器信号接口，把最低位置的电极信号线接燃气阀紧急关断信号接口)即可。锅内水位自动检测器除硅橡胶密封圈属易耗品可由用户自行拆换外，其他部分为整体封装，用户不能拆卸。当用户长时间不使用锅内水位自动检测器(3)时，也可以将锅内水位自动检测器(3)及过滤罩(32)取出，将固定堵头主体(28)套上固定堵头硅橡胶密封圈(29)(平边朝上)后装在锅内水位自动检测器安装孔(2)上，套进固定堵头垫片(平边朝上)(30)，并锁紧固定螺母(31)。
按压式限压阀装置是由限压阀上盖(34)、定位锁体(35)、定位锁栓(36)、限压阀定位锁弹簧(37)、定位锁盖(38)、限压阀上盖定位板(39)、限压阀上盖定位板固定螺钉(40)、上盖副柄(41)、上盖副柄固定螺栓(42)、限压阀主体定位齿(43)、压力调节限制块(44)、压力调节限制块固定螺钉(45)、限压阀活塞体(46)、限压阀活塞密封槽(47)、硅橡胶限压阀活塞密封圈(48)、限压阀排汽孔(49)、限压阀主体(50)、活塞体套管(51)、限压阀活塞弹簧(52)、限压阀上盖定位槽(53)、密封垫片(54)、限压阀导气螺杆(55)、限压阀防堵罩底座(56)、固定螺母(57)、防堵罩(58)、传感器组件主体(59)、限压阀传感器弹簧(60)、热敏电阻(61)、红外线发射二极管管座(62)、红外线发射二极管(63)、红外线发射二极管座弹簧定位柱(64)、红外线接收三极管阵列(65)、红外线发射二极管座导向板(66)、传感器组件连接板(67)、传感器组件连接板固定螺钉(68)、传感器弹簧定位柱(69)、工作排汽信号线路输出接口(70)、设定工作压力透明指示窗主体(71)、设定工作压力透明指示窗(72)、压力/烹饪食物选择刻线(73)、压力标记刻线(74)组成。将限压阀导气螺杆(55)连接限压阀主体(50)后，一端穿过密封垫片(54)及传感器组件连接板(67)安装孔、防溢盆(7)安装孔、锅盖(6)安装孔，套上限压阀防堵罩底座(56)后由固定螺母(57)将其固定在高压锅盖上，防堵罩(58)旋转固定在限压阀防堵罩底座(56)上。两条硅橡胶活塞密封圈(48)分别套合在限压阀活塞体(46)的两道限压阀活塞密封槽(47)上，活塞体套管(51)螺接在限压阀活塞体(46)上，活塞体套管(51)上套有限压阀活塞弹簧(52)，限压阀上盖(34)套合在限压阀主体(50)上，并使定位锁体(35)对正限压阀主体定位齿(43)，使限压阀上盖定位板(39)对正限压阀上盖定位槽(53)并用限压阀上盖定位板固定螺钉(40)固定，将定位锁栓(36)及限压阀定位锁弹簧(37)装入定位锁体(35)，并用定位锁盖(38)旋入定位锁体(35)后端。将热敏电阻(61)装入红外线发射二极管座(62)外侧，红外线发射二极管(63)装入红外线发射二极管管座(62)内侧，尔后将红外线发射二极管管座(62)、限压阀传感器弹簧(60)、红外线接收三极管阵列(65)、工作排汽信号线路输出接口(70)依次装入传感器组件主体(59)，最后用传感器组件连接板固定螺钉(68)将传感器组件主体(59)固定在传感器组件连接板(67)上。
红外线压力测控安全阀装置是由安全阀主体(75)、安全阀排汽孔(76)、密封垫片(77)、安全阀导气螺杆(78)、安全阀防堵罩底座(79)、固定螺母(80)、防堵罩(81)、安全阀活塞(82)、安全阀活塞密封槽(83)、硅橡胶活塞密封圈(84)、圆角方形活塞杆(85)、安全阀活塞弹簧(86)、安全阀中盖(87)、硅橡胶中盖密封圈(88)、安全阀上盖(89)、红外线发射二极管隔热连接座(90)、红外线发射二极管(91)、红外线发射二极管隔热连接座固定螺钉(92)、红外线接收三极管阵列(93)、锅内气压信号线路输出接口(94)、锅内气压连锁信号线路输出接口(95)(内含安全阀连锁信号可控硅)、安全阀上盖固定螺钉(96)、锅内实际压力透明指示窗主体(97)、锅内实际压力透明指示窗口(98)、锅内实际压力指示刻线(99)组成。将安全阀导气螺杆(78)连接安全阀主体(75)后一端穿过防溢盆(7)相应安装孔，套进密封垫片(77)，穿过锅盖(6)安装孔，套上安全阀防堵罩底座(79)后用固定螺母(80)固定紧，把防堵罩(81)旋转套进安全阀防堵罩底座(79)上；将安全阀活塞弹簧(86)套进圆角方形活塞杆(85)并将后者旋进安全阀活塞(82)后，将两条硅橡胶活塞密封圈(84)套进安全阀活塞密封槽(83)后装入安全阀主体(75)；将硅橡胶安全阀中盖密封圈(88)装进安全阀中盖(87)，并用安全阀中盖(87)旋进安全阀主体(75)，将红外线发射二极管(91)装入红外线发射二极管隔热连接座(90)上，并用红外线发射二极管隔热连接座固定螺钉(92)将红外线发射二极管隔热连接座(90)固定在圆角方形活塞杆(85)的顶部。将红外线接收三极管阵列(93)和锅内气压信号线路输出接口(94)及锅内气压连锁信号线路输出接口(95)依次装入安全阀上盖(89)，并将面板上标有锅内实际压力指示刻线(99)的透明压力指示窗主体(97)压合粘接在安全阀上盖(89)相应位置上，尔后将红外线发射二极管(91)的信号线及红外线接收三极管阵列(93)信号线接入锅内气压信号线路输出接口(94)，将红外线接收三极管阵列(93)一号管输出信号线接入锅内气压连锁信号线路输出接口(95)内安全阀连锁信号可控硅控制极，最后将安全阀上盖(89)套进安全阀中盖(87)，并用安全阀上盖固定螺钉(96)固定。
电磁安全手柄是由下手柄锁定孔(102)、锁定栓卡笋安装孔(103)、手柄锁定栓卡笋(104)、手柄锁定栓卡笋铁环(出厂时已直接固定在手柄锁定栓卡笋(104)上)(105)、锁定栓卡笋拨槽(106)、锁定栓卡笋螺盖(107)、锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)、锁定栓卡笋弹簧罩(109)、锁定栓卡笋电磁铁(110)、锁定栓卡笋电磁铁固定孔(111)、锁定栓卡笋电磁铁固定螺杆(112)、锁定栓卡笋电磁铁线路输入接口(113)、手柄锁定栓安装孔(114)、安全手柄锁定栓(115)、锁定栓螺盖(116)、手柄锁定栓弹簧(117)、锁定栓复位拨杆及复位压杆安装孔(118)、锁定栓复位压杆(119)、锁定栓复位拨杆(120)、锁定栓复位拨杆连接轴(121)、手柄锁定栓复位压杆弹簧(122)、手柄锁定栓卡笋强制开锁孔(123)、手柄锁定栓卡笋强制开锁拨杆(124)、锅内气压连锁信号线(127)组成。将安全手柄锁定栓(115)装入锁定栓安装孔(114)，再装入手柄锁定栓弹簧(117)，旋进锁定栓螺盖(116)，再将手柄锁定栓卡笋(104)装入锁定栓卡笋安装孔(103)，尔后将锁定栓卡笋电磁铁(110)装入，并把锁定栓卡笋电磁铁固定螺杆(112)旋进锁定栓卡笋电磁铁固定螺孔(111)，将锁定栓卡笋电磁铁连接线接入锁定栓卡笋电磁铁线路输入接口(113)后，将锁定栓卡笋弹簧罩(109)旋进手柄锁定栓卡笋(104)，再将锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)装入锁定栓卡笋弹簧罩(109)的后部，再用锁定栓卡笋螺盖(107)旋紧。把手柄锁定栓复位压杆弹簧(122)装入锁定栓复位拨杆及复位压杆安装孔(118)的底部后，将锁定栓复位拨杆(120)装入锁定栓复位压杆(119)，再将其装入锁定栓复位拨杆及复位压杆安装孔(118)，并用锁定栓复位拨杆连接轴(121)穿过锁定栓复位拨杆(120)的定位轴孔后固定在上手柄(11)上。
弹簧检测器是由配重块(有相应规格的配重块)(129)、弹簧垫片(130)、安全刻线(131)、检测器支架杆(132)、标准弹簧(133)、检测器支架(134)组成。将限压阀活塞弹簧(52)、限压阀传感器弹簧(60)、限压阀定位锁弹簧(37)、安全阀活塞弹簧(86)、锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)、手柄锁定栓弹簧(117)及手柄锁定栓复位压杆弹簧(122)分别放入检测器支架杆(132)，再放上弹簧垫片(130)，最后放进配重块(129)，根据配重块(129)在安全刻线(131)上的位置即可判定弹簧性能是否合格。标准弹簧(133)用于与限压阀活塞弹簧(52)及安全阀活塞弹簧(86)对比检测，必要时也可应急替换上述二种弹簧。通过定期或随时检测各类弹簧，即可及时发现弹簧老化情况，并视情况及时自行更换成合格的弹簧。
实施例炖猪排骨类食物。
首先，将锅内水位自动检测器(3)插入铆合式锅内水位自动检测器及过滤罩固定卡座(33)，再将过滤罩(32)也插入铆合式锅内水位自动检测器及过滤罩固定卡座(33)，将锅内水位自动检测器信号线(125)插入锅内水位自动检测器信号输出接口(27)，另一端插入单片机并行信号输入接口。尔后，将主辅料备好下锅，加适量水及调味品，合上高压锅盖，将上手柄(11)向下扣合到高压锅体上并向左旋转到与下手柄(13)对齐并听到“咔嗒”一声，表示上手柄已旋合到位，且安全手柄锁定栓(115)已锁入下手柄锁定孔(102)；将限压阀上盖定位锁栓(36)向外拨动并下压至压力/烹饪食物选择刻线(73)中的“排骨”标线与限压阀主体标记刻线(74)对齐，松开定位锁栓(36)，定位锁栓(36)在限压阀定位锁弹簧(37)的弹力推动下与限压阀主体定位齿(43)啮合。尔后，用锅内气压连锁信号线(127)连接锅内气压连锁信号线路输出接口(95)和锁定栓卡笋电磁铁输入线路接口(113)，并用限压阀信号线(126)插入工作排汽信号线路输出接口(70)，安全阀信号线(128)插入安全阀锅内气压信号线路输出接口(94)后分别与单片机并行输入口连接。如果高压锅内水位超高或过低，锅内水位自动检测器(3)将送出相应信号经锅内水位自动检测器信号线(125)通知单片机做出相应报警并强行控制管道燃气阀门或燃气灶燃气阀门关闭，而水位不超限(水位上限值及下限值可以由生产厂家预设也可由用户在使用时从单片机端设置)，则单片机控制打开相应燃气管道开关(燃气灶可人工点火亦可从单片机端设置为定时或通过电话、网络、红外线等遥控自动点火)。
烹饪时，当高压锅内蒸汽气压尚未升高时，安全阀红外线接收三极管阵列(93)的一号管接收到红外线发射二极管(91)的红外线信号时，输出高电平给锅内气压连锁信号线路输出接口(95)内安全阀连锁信号可控硅控制极使可控硅导通，通过锅内气压连锁信号线(127)送出工作电流控制锁定栓卡笋电磁铁(110)产生磁场，克服锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)的弹力，吸引手柄锁定栓卡笋铁环(105)带动手柄锁定栓卡笋(104)退出安全手柄锁定栓(115)，高压锅上手柄未被双重锁定，当按下锁定栓复位压杆(118)后，将带动锁定栓复位拨杆(120)拨动安全手柄锁定栓(115)上升至脱离下手柄锁定孔(102)，上手柄(与锅盖连动)就可以自由开合。
当高压锅内蒸汽压力升高时，安全阀活塞(82)相应升高，带动红外线发射二极管(91)升高，红外线接收三极管阵列(93)一号红外线接收管未接收到红外线信号，即输出低电平信号给锅内气压连锁信号线路输出接口(95)内安全阀连锁信号可控硅控制极，可控硅截止，锅内气压连锁信号线(127)中断锁定栓卡笋电磁铁(110)电流供应，锁定栓卡笋电磁铁(110)失去电磁场，锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)的弹力推动手柄锁定栓卡笋(104)锁住安全手柄锁定栓(115)，高压锅上手柄被双重锁定，即使下按锁定栓复位压杆(119)，上手柄亦不能自由开合(即锁住锅盖)，从而实现高压锅手柄双重保险，使其不因电路故障或其它意外因素而复位解锁。
当高压锅内蒸汽气压继续升高，安全阀活塞(82)亦相应升高，带动红外线发射二极管(91)继续升高，红外线接收三极管阵列(93)中的各个红外线接收三极管因各自垂直高度的不同而相应产生高电平与低电平，经安全阀信号线(128)传输给单片机做相应处理后，即可通过相应驱动元件调节步进电机管道燃气阀或电磁管道燃气阀调节燃气灶的燃气供应量，亦可通过控制步进电机直接经齿轮传动来调节燃气灶燃气阀控制火焰大小以适应烹饪需要。当高压锅内蒸汽气压达到设定的工作压力时(本例中是“排骨”刻线标记的压力)，限压阀活塞体(46)在高压锅内蒸汽气压推动下，克服限压阀活塞弹簧(52)设定的弹力，升高并超过限压阀排汽孔(49)，高压锅内的高压蒸汽经限压阀排汽孔(49)排出高压锅外，热敏电阻(61)感受到热量，通过限压阀信号线(126)送出限压阀排汽信号给单片机；同时，红外线发射二极管管座(62)因限压阀工作排汽压力变化引起的位移带动红外线发射二极管(63)相应移动，红外线接收三极管阵列(65)中被红外线发射二极管(63)照射到的红外线接收三极管输出数字信号1，未被红外线发射二极管(63)照射到的红外线接收三极管输出数字信号0，从而形成实时并行数字信号并通过限压阀信号线(126)输出给单片机；而安全阀活塞(82)亦因高压锅内蒸汽压力升高而克服安全阀活塞弹簧(86)的弹力而上升，从而带动红外线发射二极管(91)升高，红外线接收三极管阵列(93)中各只红外线接收三极管因接收到红外线信号与否而分别产生数字信号“1”或“0”，并经安全阀信号线(128)送到单片机；锅内水位自动检测器(3)亦随时通过锅内水位自动检测器信号线(125)送出高压锅内水位信号及高压锅内实际温度信号给单片机，单片机综合分析上述几种信号，可以精细调节控制驱动元件(燃气阀通断、燃气阀门开启度大小或燃气灶燃气与空气的比例调节等)。如需免排汽烹饪(可以更好地保存食物营养，减少环境污染)时，可以由单片机将燃气灶火力范围自动调节在限压阀热敏电阻(61)未检测到高压锅蒸汽排出信号，而安全阀红外线接收三极管阵列(93)输出的高压锅内实际蒸汽压力信号又最接近设定的工作压力(从单片机控制端设定高压锅内实际蒸汽压力未达到设定压力则控制驱动元件加大火力，热敏电阻检测到蒸汽排出信号或高压锅内蒸汽压力达到或高于设定压力则减小火力)。当达到设定的工作压力并保持到预设的时间(在单片机端设定从安全阀红外线接收三极管阵列(93)第一次输出相应实际工作压力信号起开始计时)，单片机即可送出关闭燃气管道阀门或燃气灶燃气阀门的驱动控制信号，同时发出语音或声光告知信号(也可分不同压力时间段进行精确控制)。当安全阀红外线接收三极管阵列(93)检测到高压锅内实际蒸汽压力达到安全压力时，安全阀活塞(82)下部的硅橡胶活塞密封圈(84)超过安全阀排汽孔(76)的高度，高压锅内的高压蒸汽通过安全阀排汽孔(76)紧急排汽泄压(此时限压阀亦在排汽)；同时安全阀红外线接收三极管阵列(93)中相应于安全压力位置的红外线接收三极管(根据高压锅性能指标在出厂时设定)接收到红外线发射二极管发出的红外线信号，安全阀红外线接收三极管阵列(93)送出相应数字信号通知单片机控制驱动元件紧急关闭燃气管道阀门或燃气灶燃气阀门，防止持续火力导致高压锅内蒸汽压力继续升高而造成的高压锅爆炸危险，同时发出语音或声光报警。
当高压锅内水位低于下限值(出厂时预设或用户使用时人工设置高压锅内水位下限值)，锅内水位自动检测器(3)送出相应并行数字信号通知单片机；同时，锅内防干烧自动温度检测控制器(21)送出高压锅内实时温度信号给单片机，单片机综合分析上述信息后输出相应驱动信号控制相应驱动元件调节或关闭管道燃气阀门或燃气灶燃气阀门，以避免高压锅内缺水干烧造成食物烧焦及高压锅过热损坏，同时发出语音或声光报警。
当高压锅内排骨做熟后，因高压锅内蒸汽气压仍较高，手柄依然锁住。当高压锅内蒸汽压力因温度下降或将限压阀上盖适度调高加速排气，使高压锅内蒸汽压力下降到安全值时，安全阀活塞(82)在自身重量的重力及安全阀活塞弹簧(86)的弹力作用下下移至底部，带动红外线发射二极管(91)下移到底，安全阀红外线接收三极管阵列(93)的一号管接收到红外线发射二极管(91)发射出的红外线信号后，输出高电平信号给锅内气压连锁信号线路输出接口(95)内安全阀连锁信号可控硅控制极，可控硅导通并通过锅内气压连锁信号线(127)送出工作电流控制锁定栓卡笋电磁铁(110)产生电磁场，克服锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)的弹力，吸引手柄锁定栓卡笋铁环(105)带动手柄锁定栓卡笋(104)退出安全手柄锁定栓(115)，高压锅上手柄未被双重锁定，当按下锁定栓复位压杆(119)后，将带动锁定栓复位拨杆(120)拨动安全手柄锁定栓(115)上升，当安全手柄锁定栓(115)脱离下手柄锁定孔(102)后，上手柄(与锅盖连动)又可以自由开合了。
如因停电或电路故障造成安全手柄锁定栓卡笋(104)不能解锁时，应观察安全阀锅内实际压力透明指示窗口(98)，确认高压锅内蒸汽压力已下降至安全值后(必须在高压锅盖上设置显著的警告标志，“未经确认高压锅内蒸汽压力已下降至安全值切勿强行打开高压锅盖”)，可以将手柄锁定栓卡笋强制开锁拨杆(124)插入手柄锁定栓卡笋强制开锁孔(123)，拨开手柄锁定栓卡笋(104)，尔后按下锁定栓复位压杆(119)，上手柄(与锅盖连动)就可以自由开合了。
权利要求1.一种多传感器旋合式自动控制高压锅，它包含有高压锅体(1)、锅盖(6)、锅内水位自动检测器(3)、防溢盆(7)、红外线压力测控安全阀(8)、按压式限压阀(9)、电磁上手柄(11)、下手柄(13)、W型硅橡胶锅盖密封圈(14)及弹簧检测器，其特征在于限压阀为弹簧按压式，压力设定范围由限压阀主体定位齿(43)、压力调节限制块(44)、限压阀上盖定位板(39)、限压阀上盖定位槽(53)限定；压力调节由设定工作压力透明指示窗主体(71)、设定工作压力透明指示窗(72)、压力/烹饪食物选择刻线(73)、压力标记刻线(74)、定位锁体(35)、定位锁栓(36)、定位锁弹簧(37)、定位锁盖(38)及限压阀主体定位齿(43)设定；工作排汽自动控制由限压阀排汽孔(49)、传感器组件主体(59)、传感器弹簧(60)、热敏电阻(61)、红外线发射二极管管座(62)、红外线发射二极管(63)、红外线接收三极管阵列(65)、传感器组件连接板(67)、工作排汽信号线路输出接口(70)、锅内水位自动检测信号线(125)、限压阀信号线(126)等组成，其输出的电信号可方便地与单片机或其他电子自动控制模拟器件接口，从而控制相关驱动元件工作，实现对高压锅的自动控制。
2.按照权利要求1所述的多传感器旋合式自动控制高压锅，其特征在于锅内水位自动检测器(3)由经聚四氟乙烯绝缘处理锅内水位自动检测器主体(22)、工作电源电极(19)、水位检测电极(电极个数与单片机的位数相同)(20)、防干烧自动温度检测器(21)、锅内水位自动检测器硅橡胶密封圈(23)、锅内水位自动检测器外壳(24)、绝热隔层(25)、锅内水位自动检测器内部电源线及信号线(26)、锅内水位自动检测器信号输出接口(27)组成，除硅橡胶密封圈为可装卸式易耗品外，其他元件均由厂家固定封装，其中，工作电源电极(19)装在锅内水位自动检测器主体(22)的下端，与锅底有一很小距离，水位检测电极(20)为一组多个(与所采用的单片机位数相同)，采用垂直均匀分布或不均匀分布(上疏下密)，水位信号电极可输出高压锅内水位的并行数字信号或水位已达到上/下限值的模拟信号，用于与单片机或模拟电子控制器件接口以驱动管道燃气阀门或燃气灶燃气阀门实现自动点火及火力大小的实时精确控制。
3.按照权利要求1所述的多传感器旋合式自动控制高压锅，其特征在于红外线压力测控安全阀(8)中的安全阀活塞(82)上有两道活塞密封槽(83)、硅橡胶活塞密封圈(84)、硅橡胶安全阀中盖密封圈(88)，确保锅内高压气体在安全阀活塞(82)移动中不会窜入安全阀上盖(89)，安全阀排汽孔(76)在安全阀主体(75)的中部，当高压锅内气体在安全压力以下时，安全阀活塞(82)随高压锅内气体压力大小而升降，但硅橡胶活塞密封圈(84)的下部密封圈高度未超过安全阀排汽孔(76)，红外线压力测控安全阀(8)不会排出气体，只有当高压锅内气体压力达到或超过安全压力时，安全阀活塞(82)升高导致硅橡胶活塞密封圈(84)的下部密封圈高度超过安全阀排汽孔(76)，高压锅内高压气体才能通过安全阀排汽孔(76)排出锅外实现紧急泄压；安全阀上盖(89)内有红外线发射二极管(91)和红外线接收三极管阵列(93)及锅内气压信号线路输出接口(94)、锅内气压连锁信号线路输出接口(95)(内有安全阀连锁信号可控硅)、安全阀信号线(128)，用于实时指示高压锅内实际工作压力并控制火力调节(例如控制电磁燃气阀、燃气灶火力步进电机调节阀、电高压锅可控硅电源功率调节器等)，通过采用圆角方形活塞杆(85)，使红外线发射二极管(91)能够正确定位，确保红外线接收三极管阵列(93)能够准确接收红外线发射二极管(91)发出的红外线信号，并且通过硅橡胶安全阀中盖密封圈(88)的密封作用，有效防止高压锅内的高压蒸汽窜入安全阀上盖(89)，避免其影响相关电子元件的正常工作，当不使用电子信号时，亦可通过直接观察圆角方形活塞杆(85)相对于锅内实际压力透明指示窗口(98)上的锅内实际压力指示刻线(99)的位置，判定高压锅内蒸汽的实际压力。
4.按照权利要求1所述的多传感器旋合式自动控制高压锅，其特征在于电磁安全手柄是由上手柄(11)、下手柄(13)、下手柄锁定孔(102)、安全手柄锁定栓(115)、锁定栓卡笋电磁铁(110)、手柄锁定栓卡笋(铝合金或其他非磁材料)(104)、手柄锁定栓卡笋铁环(105)(产品出厂时已固定在手柄锁定栓卡笋上)、手柄锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)、锁定栓复位拨杆(120)、手柄锁定栓卡笋强制开锁孔(123)、手柄锁定栓卡笋强制开锁拨杆(124)、锁定栓复位压杆(119)、手柄锁定栓复位压杆弹簧(122)、锁定栓卡笋电磁铁线路输入接口(113)、锅内气压连锁信号线(127)等组成，烹饪时，当高压锅内蒸汽气压尚未升高时，安全阀红外线接收三极管阵列(93)底部的一号管接收到红外线发射二极管(91)的红外线信号时，输出高电平给锅内气压连锁信号线路输出接口(95)内安全阀连锁信号可控硅控制极使可控硅导通，通过锅内气压连锁信号线(127)送出工作电流控制锁定栓卡笋电磁铁(110)产生电磁场，克服手柄锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)的弹力，吸引手柄锁定栓卡笋铁环(105)带动手柄锁定栓卡笋(104)退出安全手柄锁定栓(115)，高压锅上手柄未被双重锁定，当按下锁定栓复位压杆(119)后，将带动锁定栓复位拨杆(120)拨动安全手柄锁定栓(115)上升至脱离下手柄锁定孔(102)，上手柄就可以自由开合；当高压锅内蒸汽压力升高时，安全阀活塞(82)相应升高，带动红外线发射二极管(91)升高，红外线接收三极管阵列(93)一号红外线接收管未接收到红外线信号，即输出低电平信号给锅内气压连锁信号线路输出接口(95)内的安全阀连锁信号可控硅控制极，可控硅截止，锅内气压连锁信号线(127)中断锁定栓卡笋电磁铁(110)电流供应，锁定栓卡笋电磁铁(110)失去电磁场，锁定栓卡笋低弹力弹簧(108)的弹力推动手柄锁定栓卡笋(104)锁住安全手柄锁定栓(115)，高压锅上手柄被双重锁定，即使按下锁定栓复位压杆(119)，上手柄亦不能自由开合，从而实现高压锅手柄双重保险，使其不因电路故障或其它意外因素而复位解锁。
5.按照权利要求1所述的多传感器旋合式自动控制高压锅，其特征在于防溢盆(7)盆圈高度略高于限压阀排汽孔(49)和安全阀排汽孔(76)，直径略小于锅盖(6)，但容纳了红外线压力测控安全阀(8)，按压式限压阀(9)，使限压阀排汽孔(49)及安全阀排汽孔(76)排出的高压锅内的高压气体所带出的食物液体能够被防溢盆(7)所容纳。
6.按照权利要求1所述的多传感器旋合式自动控制高压锅，其特征在于W型硅橡胶锅盖密封圈(14)外侧为垂直平面，内侧为W型，上下各有一个张开角度为75°的旁瓣，中间有一个直径为总厚度1/3的高弹力圆柱状实心圈，可增加硅橡胶密封圈的密封弹力，延缓其老化失效。
7.按照权利要求1所述的多传感器旋合式自动控制高压锅，其特征在于弹簧检测器的底部为检测器支架(134)，其中央有一个柱状的检测器支架杆(132)，检测器支架杆(132)上标有安全刻线(131)即各种弹簧的性能合格区标记和不合格区标记；弹簧垫片(130)外径大于或约等于配重块直径，其中心有一圆孔，直径大于检测器支架的直径；配重块(129)的中心有一圆孔，其直径大于检测器支架的直径；标准弹簧(133)用于对比检测限压阀活塞弹簧(52)及安全阀活塞弹簧(86)，必要时可替换上述两种弹簧；利用配重块(129)、弹簧垫片(130)、标准弹簧(133)及检测器支架杆(132)，可以方便地检测本高压锅各类弹簧的弹力是否合格。
专利摘要一种多传感器旋合式自动控制高压锅。该高压锅设有锅内水位自动检测器(3)、按压式限压阀(9)、红外线压力测控安全阀(8)、电磁安全手柄(11)、防溢盆(7)、W型硅橡胶锅盖密封圈(14)及弹簧检测器(134)。该高压锅与现有高压锅相比,具有压力调节方便,指示直观,多重安全保护,能以数字或模拟信号与电控燃气阀、单片机控制燃气灶接口,提高了燃气类高压锅自动化程度和安全保护水平,是家用高压锅更新换代产品。
文档编号A47J27/08GK2492155SQ0122215
公开日2002年5月22日 申请日期2001年5月7日 优先权日2001年5月7日
发明者袁海林 申请人:袁海林