CN106073481A - 一种压力式电饭煲及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力式电饭煲，包括扣封煲体的上盖，所述煲体内设置有采集内锅底部温度的温控器，所述上盖中设置有封堵排气通道的压力阀和起泄压用的执行部件，所述执行部件远离或接近压力阀上方。一种压力式电饭煲的控制方法，包括以下步骤：电饭煲起压、压力阀受力平衡、米水沸腾、执行部件远离压力阀。本发明通过压力阀、执行部件的位置关系，压力阀的驱动方式来实现电饭煲煲体的起泄压，并且通过压力阀自重、执行部件的磁性吸附大小、排气通道气压的大小，压力阀由封闭状态转换为开放状态，无需设置高精度的传感器来检测电饭煲中的压力状态，结构简单可靠度高，而且减少了不必要的传感器有效控制方案成本，保证整锅米饭加热以及糊化均匀。

Description

一种压力式电饭煲及其控制方法

技术领域

本发明涉及厨房烹饪器具领域，具体涉及一种压力式电饭煲及其控压烹煮方法。

背景技术

现代化的厨房中，电饭煲的应用越来越广泛。传统烹饪手法，如蒸、煮、炖、煨、焖等，均能够用电饭煲来实现，而且由于电饭煲不需要定时的监控，操作方便，稳定可靠等优点，受到人们的推崇与喜爱。

压力式电饭煲的原理很简单，因为水的沸点受气压影响，气压越高，沸点越高。在高山、高原上，气压不到1个大气压，不到100℃水就能沸腾，鸡蛋用普通锅具是煮不熟的。在气压大于1个大气压时，水就要在高于100℃时才会沸腾。压力式电饭煲就是利用上述原理制成的。电饭煲把水相当紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在电饭煲内，就使电饭煲内部的气压高于1个大气压，并处与可控的安全范围内，也使水要在高于100℃时才沸腾，这样电饭煲内部就形成高温高压的环境，带加工食材就容易很快做熟了，并且相当酥烂。

目前，压力式电饭煲主要分两种，一种是在整个煮饭过程中电饭煲的压力阀都不会动作，这种电饭煲要么整个煮饭过程中压力阀一直处于密封状态米饭不沸腾排气，要么是在沸腾阶段通过蒸汽压力与压力阀的动态平衡漏气产生微沸腾，两种情况下电饭煲烹饪的米饭都得不到充分的沸腾，从而米饭各个部位糊化不均匀，整锅米饭口感不好；

另一种电饭煲为了解决上述问题，在煮饭沸腾阶段通过设置的传感装置感应内锅中的温度或者压力状态，在压力上升到某一特定参数时驱动压力阀开放来促使电饭煲烹饪的米饭产生突沸翻滚效果，这种方法可以促进整锅米饭均匀糊化，提升米饭口感均匀性；但是这种电饭煲都需要设置精度比较高的压力或者温度传感器来控制压力阀的动作时间，系统控制复杂，成本较高。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种压力式电饭煲及控制方法。

本发明的技术方案是：一种压力式电饭煲，包括煲体，内锅和上盖，所述内锅放置在煲体内，上盖包覆于煲体和内锅上方并扣合在煲体上，煲体底部设置有温控器，所述上盖中设置有封堵排气通道的压力阀，所述上盖中设置有动力源以及与动力源相对应的驱动机构，所述驱动机构上设置有起泄压用的执行部件，所述执行部件远离或接近压力阀上方。

所述起压泄压用的执行部件与压力阀磁性吸附，所述压力阀在处于封堵排气通道的位置状态时重力大于磁力。

所述压力阀为铁磁质材料或已充磁的磁性材料，所述执行部件为与压力阀相对应的已充磁的磁性材料或铁磁质材料。

所述铁磁质材料为铁、钴、镍中的一种，所述已充磁的磁性材料为铁氧体、钕铁硼、铝钴镍、钐钴磁铁中的一种或者为上述材料组成的合金材料。

所述驱动机构为杠杆机构、连杆机构、齿轮机构、齿轮齿条机构中的一种或者上述机构的组合机构。

所述动力源为与驱动机构相适应的电磁铁、电磁阀、电机中的一种。

一种压力式电饭煲的控制方法，包括以下步骤：

（ⅰ）电饭煲起压

电饭煲工作时，动力源、驱动机构将执行部件置于压力阀上方，压力阀重力G大于执行部件、压力阀之间的磁力F₁，压力阀对排气通道进行封堵；

（ⅱ）压力阀受力平衡

电饭煲执行加热程序，随着温度上升，内锅内的压强逐步升高，当达到P₁时，温控器采集锅底温度为T₁，压力阀的受力状态达到平衡，

即G≈F_压+F₁，其中G为压力阀重力，F₁为压力阀、执行部件距离为H下的磁力，F_压为内锅气压与外界大气的压力差对压力阀的作用力F_压=P₁×S，S为排气通道孔径；

（ⅲ）米水沸腾

电饭煲继续加热，煲内压强继续上升，压力阀的受力平衡状态被打破，压力阀迅速远离排气通道并与执行部件相吸附，

即F₂＞G，其中F₂为压力阀、执行部件距离为h下的磁力,

排气通道打开使电饭煲内锅中的压力释放促使米水产生剧烈沸腾；

（ⅳ）执行部件远离压力阀

步骤（ⅲ）沸腾同时，内锅底部会有一个明显温度下降ΔT，当检测上述温度下降的Δt时间后，动力源、驱动机构驱动执行部件远离压力阀，压力阀在自身重力作用下再次封堵排气通道。

通过步骤（ⅱ）的升温所需时间判定内锅中米量的多少，从而重复步骤（ⅰ）~步骤（ⅳ）循环1~10次。

所述步骤（ⅰ）中还包括执行部件移动的判定过程，即当内锅温度到达指定温度后，动力源、驱动机构将执行部件置于压力阀上方。

所述的指定温度为100-ΔT₂，所述的ΔT₂为1~30℃，步骤（ⅳ）中所述ΔT为1~5℃，Δt为1~10s。

本发明通过压力阀、执行部件的位置关系，压力阀的驱动方式来实现电饭煲煲体的起泄压，并且通过压力阀自重、执行部件的磁性吸附大小、排气通道气压的大小，压力阀由封闭状态转换为开放状态，无需设置高精度的传感器来检测电饭煲中的压力状态，结构简单可靠度高，而且减少了不必要的传感器有效控制方案成本，保证整锅米饭加热以及糊化均匀。

附图说明

图1 是本发明执行部件远离压力阀的轴测图；

图2 是本发明执行部件远离压力阀的剖视图；

图3 是本发明执行部件接近压力阀的轴测图；

图4 是本发明执行部件接近压力阀且压力阀闭合状态的剖视图；

图5 是本发明执行部件接近压力阀且压力阀打开状态的剖视图；

图6 是本发明压力阀的受力图；

图7 是本发明烹煮方法图；

其中：

1 上盖 2 排气通道

3 压力阀 4 执行部件

5 动力源 6 驱动机构。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1~7所示，一种压力式电饭煲，包括煲体，内锅和上盖1，所述内锅放置在煲体内，上盖1包覆于煲体和内锅上方并扣合在煲体上，煲体底部设置有温控器，所述上盖1中设置有封堵排气通道2的压力阀3，所述上盖1中设置有动力源5以及与动力源5相对应的驱动机构6，所述驱动机构6上设置有起泄压用的执行部件4，所述执行部件4远离或接近压力阀3上方。

所述起泄压用的执行部件4与压力阀3磁性吸附，所述压力阀3在处于封堵排气通道2的位置状态时重力大于磁力。

执行部件4位于压力阀3上方，随着排气通道2内的压力逐渐增大，压力阀3在排气通道2内的压力以及执行部件4、压力阀3之间的磁力的综合作用下，压力阀3克服重力被执行部件4吸附，而且由于磁力大小与距离呈反比，在吸附状态下执行部件4、压力阀3之间的磁力大于重力，从而使排气通道2打开，完成泄压过程。

执行部件4远离压力阀3上方，从而使压力阀3从新封堵排气通道2，从而使电饭煲内压力、温度上升。

所述压力阀3为铁磁质材料或已充磁的磁性材料，所述执行部件4为与压力阀3相对应的已充磁的磁性材料或铁磁质材料。

所述铁磁质材料为铁、钴、镍中的一种或者为上述材料组成的合金材料，所述已充磁的磁性材料为铁氧体、钕铁硼、铝钴镍、钐钴磁铁中的一种。

所述执行部件4由驱动机构6带动往复移动，所述驱动机构6由动力源5驱动，所述驱动机构6为杠杆机构、连杆机构、齿轮机构、齿轮齿条机构中的一种或者上述机构的组合机构。

所述动力源5为与驱动机构6相适应的电磁铁、电磁阀、电机中的一种。

应用上述一种压力式电饭煲的控制方法，包括以下步骤：

（ⅰ）电饭煲起压

电饭煲工作时，动力源5、驱动机构6将执行部件4置于压力阀3上方，压力阀3重力G大于执行部件4、压力阀3之间的磁力F₁，压力阀3对排气通道2进行封堵；

（ⅱ）压力阀受力平衡

电饭煲执行加热程序，随着温度上升，内锅内的压力逐步升高，当达到P₁时，温控器采集锅底温度为T₁，压力阀3的受力状态达到平衡，

即G≈F_压+F₁，其中G为压力阀3重力，F₁为压力阀3、执行部件4距离为H下的磁力，F_压为内锅气压与外界大气的压力差对压力阀3的作用力F_压=P₁×S，S为排气通道2孔径；

（ⅲ）米水沸腾

电饭煲继续加热，煲内压力继续上升，压力阀3的受力平衡状态被打破，压力阀3迅速远离排气通道2并与执行部件4相吸附，

即F₂＞G，其中F₂为压力阀3、执行部件4距离为h下的磁力,

排气通道2打开使电饭煲内锅中的压力释放促使米水产生剧烈沸腾；

（ⅳ）执行部件远离压力阀

步骤（ⅲ）沸腾同时，内锅底部会有一个明显温度下降ΔT，当检测上述温度下降的Δt时间后，动力源5、驱动机构6驱动执行部件4远离压力阀3，压力阀3在自身重力作用下再次封堵排气通道2。

采集温度变化：泄压时内锅中的米水温度会突然下降，此时设置在内锅底部的温控器会在比较短的时间内（1~5s）检测到温度突然下降（1~5℃）时即判定压力已经得到释放，并发送信号给MCU；

MCU在接受上述后计时器控制在1~10s后，动力源、驱动机构驱动执行部件远离压力阀，压力阀在自身重力作用下再次封堵排气通道

通过步骤（ⅱ）的升温所需时间判定内锅中米量的多少，从而重复步骤（ⅰ）~步骤（ⅳ）循环1~10次。

如图7所示，内锅中米量的判定是由内锅锅底温度从T₂上升到T₃所需的时间来判定的，上述升温时间越短米量越小，上述升温时间越长米量越多。

本发明中的T₂温度为35~70℃，T₃温度为60~95℃。

所述步骤（ⅰ）中还包括执行部件4移动的判定过程，即当内锅温度到达指定温度后，动力源5、驱动机构6将执行部件4置于压力阀3上方。

所述的指定温度为100-ΔT₂，所述的ΔT₂为1~30℃。

从而使动力源5、驱动机构6在煮饭烹饪周期内执行动作时间短，整体功耗低，元器件寿命更长。

步骤（ⅳ）中所述ΔT为1~5℃，Δt为1~10s。

本发明中P₁=P₀-5~10kPa，其中P₀为设计的额定压力。

本发明通过压力阀、执行部件的位置关系，压力阀的驱动方式来实现电饭煲煲体的起泄压，并且通过压力阀自重、执行部件的磁性吸附大小、排气通道气压的大小，压力阀由封闭状态转换为开放状态，无需设置高精度的传感器来检测电饭煲中的压力状态，结构简单可靠度高，而且减少了不必要的传感器有效控制方案成本，保证整锅米饭加热以及糊化均匀。

Claims (10)

1.一种压力式电饭煲，包括煲体，内锅和上盖（1），所述内锅放置在煲体内，上盖（1）包覆于煲体和内锅上方并扣合在煲体上，煲体底部设置有温控器，其特征在于：所述上盖（1）中设置有封堵排气通道（2）的压力阀（3），所述上盖（1）中设置有动力源（5）以及与动力源（5）相对应的驱动机构（6），所述驱动机构（6）上设置有起泄压用的执行部件（4），所述执行部件（4）远离或接近压力阀（3）上方。

2.根据权利要求1所述的一种压力式电饭煲，其特征在于：所述起压泄压用的执行部件（4）与压力阀（3）磁性吸附，所述压力阀（3）在处于封堵排气通道（2）的位置状态时重力大于磁力。

3.根据权利要求1所述的一种压力式电饭煲，其特征在于：所述压力阀（3）为铁磁质材料或已充磁的磁性材料，所述执行部件（4）为与压力阀（3）相对应的已充磁的磁性材料或铁磁质材料。

4.根据权利要求3所述的一种压力式电饭煲，其特征在于：所述铁磁质材料为铁、钴、镍中的一种或者为上述材料组成的合金材料，所述已充磁的磁性材料为铁氧体、钕铁硼、铝钴镍、钐钴磁铁中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种压力式电饭煲，其特征在于：所述驱动机构（6）为杠杆机构、连杆机构、齿轮机构、齿轮齿条机构中的一种或者上述机构的组合机构。

6.根据权利要求5所述的一种压力式电饭煲，其特征在于：所述动力源（5）为与驱动机构（6）相适应的电磁铁、电磁阀、电机中的一种。

7.一种压力式电饭煲的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（ⅰ）电饭煲起压

电饭煲工作时，动力源（5）、驱动机构（6）将执行部件（4）置于压力阀（3）上方，压力阀（3）重力G大于执行部件（4）、压力阀（3）之间的磁力F₁，压力阀（3）对排气通道（2）进行封堵；

（ⅱ）压力阀受力平衡

电饭煲执行加热程序，随着温度上升，内锅内的压强逐步升高，当达到P₁时，温控器采集锅底温度为T₁，压力阀（3）的受力状态达到平衡，

即G≈F_压+F₁，其中G为压力阀（3）重力，F₁为压力阀（3）、执行部件（4）距离为H下的磁力，F_压为内锅气压与外界大气的压强差对压力阀（3）的作用力F_压=P₁×S，S为排气通道（2）孔径面积；

（ⅲ）米水沸腾

电饭煲继续加热，煲内压强继续上升，压力阀（3）的受力平衡状态被打破，压力阀（3）迅速远离排气通道（2）并与执行部件（4）相吸附，

即F₂＞G，其中F₂为压力阀（3）、执行部件（4）距离为h下的磁力,

排气通道（2）打开使电饭煲内锅中的压力释放促使米水产生剧烈沸腾；

（ⅳ）执行部件远离压力阀

步骤（ⅲ）沸腾同时，内锅底部会有一个明显温度下降ΔT，当检测上述温度下降的Δt时间后，动力源（5）、驱动机构（6）驱动执行部件（4）远离压力阀（3），压力阀（3）在自身重力作用下再次封堵排气通道（2）。

8.根据权利要求7所述的一种压力式电饭煲控制方法，其特征在于：通过步骤（ⅱ）的升温所需时间判定内锅中米量的多少，从而重复步骤（ⅰ）~步骤（ⅳ）循环1~10次。

9.根据权利要求7所述的一种压力式电饭煲控制方法，其特征在于：所述步骤（ⅰ）中还包括执行部件（4）移动的判定过程，即当内锅温度到达指定温度后，动力源（5）、驱动机构（6）将执行部件（4）置于压力阀（3）上方。

10.根据权利要求9所述的一种压力式电饭煲控制方法，其特征在于：所述的指定温度为100-ΔT₂，所述的ΔT₂为1~30℃，步骤（ⅳ）中所述ΔT为1~5℃，Δt为1~10s。