CH682538A5

CH682538A5 - Steam cooking-pot - has sealing ring containing shape-memory alloy lifting off seat for steam discharge

Info

Publication number: CH682538A5
Application number: CH358591A
Authority: CH
Inventors: Marcel W Hueppi
Original assignee: Kuhn Heinrich Metall
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1993-10-15

Abstract

The pot is sealed by a lid at low pressure, while an elastic sealing ring (3) between them forms a pressure-resistant joint when cooking. The lid (2) contains a safety valve, and the edge of the pot supporting the ring contains a recess via which steam can be discharged. The portion of the ring covering the recess contains a shape-memory alloy (4) assuming a predetermined shape on reaching a set temperature, so as to lift the ring off a seating surface. This alloy can extend right round the periphery, or in a segment for part of it, and it can be in wire or small-plate form. The shape of the ring profile can be maintained, and the alloy can be between the lid and ring. ADVANTAGE - Entirely reliable operation, no separate valve being necessary.

Description

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CH 682 538 A5 CH 682 538 A5

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dampfkochtopf gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The present invention relates to a pressure cooker according to the preamble of independent claim 1.

Dampfkochtöpfe sind schon seit längerer Zeit bekannt, ein Beispiel dafür ist in der CH-A 259 084 beschrieben. Demnach hat das Kochgefäss am oberen Rand einen radial nach aussen gerichteten Flansch. Der Deckel ist mit einem Bördel zur Aufnahme eines Dichtringes versehen, wobei der Flansch so ausgestaltet ist, dass er in den Bördel hineinpasst. Der Deckel besitzt ein mit einer Dampfpfeife kombiniertes Sicherheitsventil. Der Deckel wird mittels einer federnden Klemmvorrichtung auf den Topf gepresst. Diese Pressung kann von innen her aufgehoben werden, wenn der Innendruck grösser wird als die Presskraft. Pressure cookers have been known for a long time, an example of which is described in CH-A 259 084. Accordingly, the cooking vessel has a radially outward flange at the upper edge. The lid is provided with a flange for receiving a sealing ring, the flange being designed in such a way that it fits into the flange. The lid has a safety valve combined with a steam pipe. The lid is pressed onto the pot using a resilient clamping device. This pressure can be released from the inside if the internal pressure is greater than the pressing force.

Als dann Dampfkochtöpfe auf dem Markt erschienen, bei denen der Deckel mittels eines Dreh-Bajo-nett-Verschlusses fest auf den Topf aufgesetzt wurde, war keine zweite Sicherung gegen Überdrücke der herkömmlichen Art mehr möglich. Der Ausweg fand sich im Dichtring. Der Flansch am Topf wurde an einer Stelle unterbrochen, so dass der im Querschnitt schwalbenschanzförmige Dichtring (Fig. 1), der bei Normaldruck fest gegen Topf und Deckel gepresst ist (Fig. 1), bei Überdruck in die Ausnehmung am Flansch ausweichen und damit den Weg für Dampf freimachen kann. When pressure cookers then appeared on the market, in which the lid was firmly attached to the pot by means of a rotary Bajo-nett closure, it was no longer possible to provide a second safeguard against overpressures of the conventional type. The way out was found in the sealing ring. The flange on the pot was interrupted at one point, so that the cross-section dovetail-shaped sealing ring (Fig. 1), which is pressed firmly against the pot and lid at normal pressure (Fig. 1), can escape into the recess on the flange and thus the pressure Can clear way for steam.

In den USA bestehen schon heute Vorschriften (UL 136), wonach die Sicherheitseinrichtung in derart engen Grenzen ansprechen muss, dass gummielastische Teile als passive Sicherheiteinrichtung diese Vorschrift nicht erfüllen können. Aus diesem Grund muss neben dem üblichen Arbeitsventil noch ein Sicherheitsventil vorhanden sein. Ähnliche Bestrebungen sind auch in Europa im Gange. In the USA there are already regulations (UL 136) according to which the safety device must respond within such narrow limits that rubber-elastic parts as passive safety devices cannot meet this regulation. For this reason, a safety valve must be available in addition to the usual working valve. Similar efforts are also underway in Europe.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheiteinrichtung für Dampfkochtöpfe zu schaffen, die als aktive Sicherheitseinrichtung die genannten Vorschriften erfüllt. Accordingly, it is an object of the invention to provide a safety device for pressure cookers which, as an active safety device, fulfills the regulations mentioned.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the features in the characterizing part of independent patent claim 1.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: The invention is explained below, for example with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Randpartie des Kochtopfes mit aufgesetztem und eingeklinktem Deckel, 1 is a sectional view of an edge portion of the saucepan with the lid attached and latched,

Fig. 2 dieselbe Schnittansicht an einer Ausnehmung mit passiver Sicherheitseinrichtung bekannter Art, 2 shows the same sectional view on a recess with a passive safety device of a known type,

Fig. 3 eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 1 an einer Stelle mit Ausschnitt für den Dampfabblass mit einer Dichtung gemäss der Erfindung, 3 is a sectional view similar to FIG. 1 at a point with a cutout for steam discharge with a seal according to the invention,

Fig. 4 dieselbe Schnittansicht wie Fig. 2 bei Ab-lass des Dampfes, und Fig. 4 shows the same sectional view as Fig. 2 with discharge of the steam, and

Fig. 5 ein Dampfdruck-Temperatur-Diagramm. Fig. 5 is a vapor pressure-temperature diagram.

Fig. 1 zeigt den Verschluss zwischen Kochtopf 1 und Deckel 2 bei einem üblichen Dampfkochtopf. Ein solcher Verschluss ist dabei durch einen Bajo-nett-Verschluss gebildet, bei dem Bajonett-Segmente 11 am Kochtopf 1 durch Bajonett-Segmente 21 am Deckel 2 unterfasst sind. Sowohl am Kochtopf 1 wie auch am Deckel 2 sind mehrere solcher Bajonett-Segmente 11, 21 auf dem Umfang verteilt angeordnet, wobei die Lücken zwischen zwei sich jeweils folgenden Bajonett-Segmente 11, 21 wenigstens angenähert, aber höchstens gleich gross sind, wie die Bajonett-Segmente 11, 21 selbst, so dass ein Einfahren des Deckels 2 in die Ausnehmungen am Kochtopf 1 leicht bewerkstelligt werden kann. Ein Dichtungsring 3 mit zwei umlaufenden Dichtlippen 31, 32 ist in die durch Umbiegen des Deckelrandes gebildete Nut 22 eingelegt. Fig. 1 shows the closure between saucepan 1 and lid 2 in a conventional pressure cooker. Such a closure is formed by a bayonet closure, in which bayonet segments 11 on the saucepan 1 are covered by bayonet segments 21 on the lid 2. Several such bayonet segments 11, 21 are arranged on the circumference both on the cooking pot 1 and on the lid 2, the gaps between two successive bayonet segments 11, 21 being at least approximate, but at most the same size as the bayonet - Segments 11, 21 themselves, so that the lid 2 can be easily moved into the recesses in the saucepan 1. A sealing ring 3 with two circumferential sealing lips 31, 32 is inserted into the groove 22 formed by bending the edge of the cover.

Wie sich leicht vorstellen lässt, bewirkt der Dampfdruck im Innern des derart verschlossenen Kochtopfes, dass die Dichtlippen 31, 32 eng am Rand des Kochtopfes 1 und auch am Deckel 2 anliegen, wodurch eine gute Dichtwirkung erzielt wird. As can be easily imagined, the vapor pressure inside the saucepan closed in such a way that the sealing lips 31, 32 lie closely against the edge of the saucepan 1 and also on the lid 2, as a result of which a good sealing effect is achieved.

Eine Ausnehmung an einer Stelle 12, 23 des Umfangs der Flansche 11, 21 (Fig. 2) sowohl am Deckel 2, wie auch am Kochtopf 1 erlaubt, dass ein Überdruck die Lippe 32 des Dichtungsringes 3 vom Kochtopf 1 wegdrückt, um so den Überdruck durch abblasen von Dampf abzubauen. Wie eingangs erwähnt, kann diese Sicherheitsanordnung die Anforderung, dass die Ansprechdrücke zwischen 1,8 und 3 bar liegen müssen, nur sehr schwer erfüllen. Die Streuung ist systembedingt sehr gross. Die Anforderung z.B. nach DIN 66065 an den Berstdruck von Dampfkochtöpfen liegt mit 5 bar nicht eimal um einen Faktor 2 höher. A recess at a point 12, 23 of the circumference of the flanges 11, 21 (FIG. 2) both on the lid 2 and on the saucepan 1 allows overpressure to push the lip 32 of the sealing ring 3 away from the saucepan 1, so as to overpressure by blowing off steam. As mentioned at the beginning, this safety arrangement is very difficult to meet the requirement that the response pressures must be between 1.8 and 3 bar. The scatter is very large due to the system. The requirement e.g. According to DIN 66065, the burst pressure of pressure cookers is not even a factor of 2 higher at 5 bar.

Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, im Dichtungsring 3 ein aktives Element 4 vorzusehen, das bei einer bestimmten Temperatur eine Formänderung erfährt, so dass der Dichtungsring 3 eine dem Dampfdruck PO entgegenwirkende Kraft F1 erfährt. Diese hebt die Dichtlippe 32 vom Kochtopfrand 13 ab und der Überdruck kann durch abblasen von Dampf abgebaut werden. According to the invention, it is now proposed to provide an active element 4 in the sealing ring 3, which undergoes a change in shape at a certain temperature, so that the sealing ring 3 experiences a force F1 which counteracts the vapor pressure PO. This lifts the sealing lip 32 from the cooking pot rim 13 and the excess pressure can be reduced by blowing off steam.

Solche aktiven Elemente sind unter der Bezeichnung «Formgedächtnislegierung» bekannt. Sie nehmen bei einer Temperatur eine durch die Materialzusammensetzung bestimmte, unter Einhaltung gewisser Randbedingungen, frei bestimmbare Form ein. Als Materialien, die sich dazu eignen, sind Nik-kel-Titan-Legierungen oder Legierungen auf Kupferbasis bekannt. Such active elements are known under the name "shape memory alloy". At a temperature, they take on a shape that can be freely determined by the material composition, while observing certain boundary conditions. Nik-kel-titanium alloys or copper-based alloys are known as materials that are suitable for this purpose.

Bei Dampfkochtöpfen hat es sich in überraschender Weise gezeigt, dass die Temperatur-Differenz zwischen dem Flüssigkeitsteil am Boden und dem dampfförmigen Teil nahe beim Deckel 2 bei steigendem Druck kleiner wird. Somit gilt mit ausreichender Genauigkeit auch für die Druck-Temperatur-Beziehung im Dampfraum das Gesetz von Clau-sius-Clapeyron und anstelle des Druckes für die Auslösung einer Sicherheitsvorrichtung kann daher auch die Temperatur am Deckel benützt werden. In pressure cookers, it has surprisingly been found that the temperature difference between the liquid part at the bottom and the vaporous part near the lid 2 becomes smaller with increasing pressure. The Clausius-Clapeyron law therefore also applies with sufficient accuracy to the pressure-temperature relationship in the steam room and therefore the temperature on the cover can be used instead of the pressure for triggering a safety device.

In Fig. 5 sind gemessene Temperatur-Werte in Kurve A im Wasser am Boden und in Kurve B nahe beim Deckel 2 bei blockierter Sicherheitseinrichtung und in Kurve C die Temperaturdifferenz T dargestellt. Es zeigt sich, dass die Temperaturdifferenz A T zu höheren Drücken asymptotisch abnimmt und ab 1 bar geradlinig verläuft, somit kann die Temperatur nahe beim Deckel als Steuergrösse 5 shows measured temperature values in curve A in the water at the bottom and in curve B near the cover 2 when the safety device is blocked, and in curve C the temperature difference T is shown. It can be seen that the temperature difference A T decreases asymptotically at higher pressures and runs straight from 1 bar, so the temperature near the cover can be used as a control variable

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4 4th

verwendet werden, um mit einem aktiven Element die Dichtung an der vorgesehenen Stelle zu öffnen. In Fig. 3 und 4 ist das Element als in die Lippe 32 des Dichtungsringes 3 eingelegtes Drahtstück gezeigt. Um das Einsetzen des Dichtungsringes stark zu vereinfachen, indem die Stelle des Drahtstückes sowohl am Deckel 2, als auch am Dichtungsring 3 nicht besonders angezeigt sein muss, könnten mehrere Drahtstücke auf dem Umfang so verteilt werden, dass in jedem Fall wenigstens eines in eine Ausnehmung 12, 23 zu liegen kommt. Derselbe Effekt könnte auch erreicht werden, wenn anstelle eines Drahtstückes ein einzelner Draht auf dem ganzen Umfang eingelegt wäre. Die Sicherheit, mit einem Dichtungsring 3 mit umlaufender Drahteinlage 4 ist natürlich sehr gross. Der Draht 4 könnte natürlich auch aussen an der Lippe 32 des Dichtungsringes 3 befestigt sein oder anstelle eines Drahtes könnten auch Metallplättchen beliebiger Länge in der Dichtlippe 32 drin oder auf dieser befestigt sein. be used to open the seal at the intended location with an active element. 3 and 4, the element is shown as a piece of wire inserted into the lip 32 of the sealing ring 3. In order to greatly simplify the insertion of the sealing ring, since the position of the wire piece on both the cover 2 and the sealing ring 3 need not be particularly indicated, several wire pieces could be distributed over the circumference in such a way that in each case at least one in a recess 12 , 23 comes to rest. The same effect could also be achieved if a single wire was inserted over the entire circumference instead of a piece of wire. The security with a sealing ring 3 with a circumferential wire insert 4 is of course very high. The wire 4 could of course also be fastened to the outside on the lip 32 of the sealing ring 3, or instead of a wire, metal plates of any length could also be fastened in or on the sealing lip 32.

Claims

1. Pressure cooker with a cooking vessel (1) and a lid (2) that closes it in an unpressurized and gas-tight manner at low overpressure conditions, the lid (2) and cooking vessel (1) being pressure-tightly connected to one another during the cooking process with the interposition of an elastic sealing ring (3) and the lid (2) is provided with a pressure relief valve, the edge (11) of the cooking vessel (1) designed for the support of the sealing ring (3) having a recess (12) for blowing off steam at least at one point, characterized in that the sealing ring (3) at least at the point covering the recess (12) with a shape memory alloy (4) which assumes a predefined basic shape when a predetermined temperature is reached in order to lift the sealing ring (3) off a sealing surface (13), is provided.

2. Pressure cooker according to claim 1, characterized in that the shape memory alloy (4) is present on the entire circumference of the sealing ring (3).

3. Pressure cooker according to claim 1, characterized in that the shape memory alloy (4) is present in segments over at least part of the circumference of the sealing ring (3).

4. Pressure cooker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shape memory alloy (4) is wire-shaped.

5. Pressure cooker according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shape memory alloy (4) is plate-shaped.

6. Pressure cooker according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sy-metry of the profile of the sealing ring (3) is retained.

7. Pressure cooker according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shape memory alloy (4) is between the lid (21) and the sealing ring (3).

8. Pressure cooker according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shape memory alloy (4) is arranged on the outside of the sealing ring (3).

9. Pressure cooker according to one of claims 1 to 8, characterized in that the shape memory alloy (4) consists of a nickel-titanium alloy.

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