CN102727076A - 一种压力锅用的可调压力限压阀 - Google Patents

Abstract

一种压力锅用的可调压力限压阀，涉及一种日常生活用压力锅的可调压力限压装置，还涉及中药煎药机、消毒柜或工作压力大于大气压力、小于1MPa的容器上使用的可调压力限压装置。包括阀座、阀芯、阀盖、弹簧、密封圈A、密封圈B，阀座中心开有阶梯通孔，阀座侧面开有排气孔，阀芯通过作用于其上面的弹簧和密封圈A与阀座密封。其特征是阀芯上还装置有调节杆，并与阀芯间隙配合，调节杆通过螺纹与阀盖连接，调节杆通过其在阀盖内的螺旋升降控制弹簧的被压缩量，使阀芯与阀座得到可调的密封压力。本发明提供了一种结构简化，降低生产费用，能实现多档位调压功能，同时不影响其工作安全性的压力锅用的弹力式可调压力限压阀。

Description

一种压力锅用的可调压力限压阀

技术领域：

本发明涉及一种日常生活用压力锅的可调压力限压装置，还涉及中药煎药机、消毒柜或工作压力大于大气压力、小于1MPa的容器上使用的可调压力限压装置。

背景技术：

目前人们使用的压力锅或类似容器均设置限压装置，按结构可分为弹簧式和重力式两种，按压力特性又可以分为恒定压力限压装置和可调压力限压装置，可调压力限压装置有分级可调和无级可调两种形式。

恒定压力限压装置一般为重力式，由气压导管及限压阀帽组成，气压导管下端与压力锅盖上面形成密封联接。当压力锅腔中气压超过限定值时，该气压通过气压导管向上推动限压阀帽，使气压导管与限压阀帽之间的密封被开启，释放气压，当气压回落到限定值以下时，限压阀帽靠自重下落，重新对气压导管上端的出气口形成密封，如此循环，达到限制压力锅腔内气体压力的目的。恒定压力重力式限压装置自始至终所限压力是一样的，限制了它的使用性能。

为了能够预先设定不同的限压值，人们进行了长期的探索，提出了多种多样的实施方案。根据公式P＝F/S，要改变压力值P，就必须改变密封面上的力F，或者改变限压阀受力面积S。现有技术中，通过改变F值来达到调压目的的限压阀主要分为重力式和弹簧式两种。

可调重力式可调压力限压装置主要以重锤式和由塑料包覆阀体的套锤式居多。其共同点式通过选择重锤的重量来实现选择锅内限压值的大小。如CN 87203872公开的可调压力的压力锅限压阀，它包括一个阀架，阀架的上部制有螺纹孔，阀架的侧面开有不通过轴线的泄气孔，阀芯通过螺纹与阀架联接，其特征在于阀架上套有片状配重码。这种方案存在的缺陷是：各个机构之间没有设置密封结构，因此密封性较差，在阀架内容易堆积杂物，清洗起来难度较大；阀芯与阀架之间的螺纹机构难以调节，使用起来很不方便。ZL 91207379.9公开的一种压力锅限压阀，是以阀芯上的调压块来改变限压阀的质量，从而调节压力锅内的气压。专利申请号01245771.X的“压力锅调压阀”和ZL 02217714.0公开的“压力锅可调限压阀”，都提出了利用重锤叠加原理来控制压力锅排气压力，实现调节压力锅不同工作压力，使用户可以自由选择。但是其结构过于复杂，使产品的成本较高，且在使用时清洗不方便。CN1799466A公开的压力锅可调压力的阀，则是在把罩阀(把罩阀就是把锅盖的把手和限压阀的防喷罩结合在一起，共同起到限压阀的作用)的防喷罩上设置一个游砣，当锅内需要压力低的时候，该游砣往有销钉的一端移动，当锅内需要压力高的时候，该游砣往没有销钉的一端移动，需要多大的压力可以从刻度上读出压力值。ZL200520042186.3提供的一种“压力锅调压限压阀”，它是利用阀芯自身的重力，将阀芯上的顶尖压于排气管上，使排气管保持密封。需要调节压力锅内压力时，转动调压座。此专利利用内阀芯的重量是否作用于顶尖上的两种情况，使压力锅具有两档可调节的工作压力，使用户可以根据需要选择适合的工作压力。但是，仅有两档工作压力可调节依旧无法满足现在的生活水平所需，可调档数依旧偏少。

对于弹簧式可调压力限压装置而言，它只需简单地调节一下螺丝，使弹簧的弹力增大或减小，即可方便的实现限压值的调节。ZL 96219579.9提供的压力锅用对位式弹簧选压限压阀，利用锅内压力作动力，使与阀座呈间隙配合的阀芯克服弹簧的压力在阀座中产生向上的位移，利用这一位移使阀芯上的气缝与阀座上的泄气缝对位时，组成泄压通道达到排气限压的目的。同样利用这种对位的方法在阀座的不同位置上增设多个泄气缝再与火力调节配合，使锅内压力限制在选定的泄气缝相应的压力值上，在阀芯上增设芯柱就可以芯柱向上位移的高低来指示锅内压力，以此实现用气缝对位法的防堵原理泄压限压和多设泄气缝选压限压的目的。ZL 200520042370.8提供的可调式压力锅限压阀，在阀芯与阀柄之间设有弹簧，阀芯中套接一个阀套，阀套与阀柄之间设有小弹簧。本发明是利用弹簧的弹力，将阀芯上的顶尖压于排气管上，使排气管保持密封。同时，在阀座的内侧底面设有内凸台，当转动阀柄使内支脚处于内凸台上时，小弹簧作用于阀套上的压力没有作用于阀芯上，使阀芯顶尖作用于排气管上的压力减少，从而使压力锅的工作压力降低，起到调节压力锅工作压力的作用。ZL200720113780.6提供的压力锅调压限压阀，是在阀座和阀芯之间设有一个圆筒状的调压座，在调压座和阀芯之间装有一根套在阀芯上的调压弹簧，调压弹簧的一端作用在调压座上，另一端作用在阀芯上，利用设在阀座和调压座之间的调压机构使调压座在转动的同时在垂直方向上升降，以此调节锅内压力。ZL 200520117141.8提供的压力容器的压力调节显示组合机构，设置双弹簧来调节压力，通过限压弹簧调节阀芯的压力大小，通过压力指示弹簧的作用调节阀杆，并设置压力显示装置。此方案结构繁杂，制造成本大。ZL 200720184589.0公开的方便清洗的多档位家用压力锅限压阀，是在阀体外壁设置有二条对称的斜形倒槽，并设置限压旋钮下位的二个凸头与斜形倒槽相配合，其限定的压力则受限压旋钮与阀体的相对高度位置而定，而其相对高度位置则由限压旋钮下部内侧的2个凸头处于阀体外侧相对应的斜形倒槽的相对位置而定。此发明也只实现了高低2档压强，更多的有益效果在于易清洗。

人们还在排气管口径的大小变化上进行创新，即通过改变限压阀受力而积S，来达到调压的目的。如CN 101716049A公开的有多个压力值的限压阀及其压力锅，是将多个大小不一的刻在锥形扣不同高度上密封的密封头，安装在一个可相对于阀体转动的阀芯轮上，采用阀芯轮转动的方法，更换与锥形口密封的封头，实现压力值的改变。ZL 200520046753.2提供的压力锅多档限压阀，是通过阀芯套筒和阀芯与排气管的接触面变化来实现压力值的调节，受力面较大时，设定的压力值就较小；受力面较小时，设定的压力值就较大。当阀芯的端部低于阀芯套筒的端部时，阀芯直接与排气管的顶部接触，其接触面积较小，此时处于高压档。当阀芯的端部高于阀芯套筒的端部时，阀芯套筒直接与排气管的顶部接触，其接触面积较大，此时处于低压档。ZL 200520046754.7则公开了一种只有二个压力值的限压阀，该阀体呈直筒状，其两端均可分别于排气管口的内外径形成二个不同的密封面，因而获得二个不同的压力值。这种结构非常简单，操作也只是方便地调个头而已，但是由于重心太高，会影响使用效果，而且这种结构也只能局限于二个压力值。而ZL 20062004115.4提供的重量式可调压限压阀，也是通过阀芯外套和阀芯与排气管的接触面变化来实现压力大小的调节，其阀座和阀芯通过螺纹相连接，通过转动螺纹可以调节阀芯在阀座内上下移动，并且在阀芯外套和阀芯之间设置一个弹性体，这样在阀芯上升，阀芯外套与排气管接触时，弹性体就可以将阀芯外套压在排气管上。同时，在阀座和阀帽之间设有一个限位机构，防止阀芯与阀座之间的螺纹脱离。由于重物不宜过大，其给予的压力受到限制，因而此类限压阀连接容器的通孔设置得比较小，这样就容易发生堵塞，引发事故，存在着严重的安全隐患。

ZL 200620062639.3提供的是一种磁吸式限压阀，在阀座和阀体之间相应设有磁铁和被吸铁块，磁铁吸引被吸铁块使阀体封闭阀芯，当压力锅内的压力大于磁铁与被吸铁块之间相应的吸引力时，气体托起阀体从阀芯排出。ZL 200610124298.2提供的电压力锅的磁性限压阀，则是在阀芯上设有磁体。这种磁吸式限压阀，还是难以做到多档位调压，且制作成本高，在市场上难以得到应用。

ZL 02273902.5提供的一种压力锅的限压阀，利用可自由活动的标准件金属球做为限压阀的阀芯，通过旋杆控制金属球的活动，来实现锅内的压力的可调节。

也有人利用温度来控制压力容器内的压力，如ZL 92243426提供的温控限压阀，在阀芯上设有温控元件，利用容器内温度随压力增加而增加，使温控原件变形放气，以达到限压目的。此种方案也只能限压而不能调压，难以满足市场需求。

小结：

1、重力式限压装置阀体的自重在80-120g，体积较大，在翻盖时容易跌落，阀体的顶针与阀芯发生碰撞，顶针与阀芯在使用一段时间后产生磨损，容易漏气。重锤与限压阀阀体是分离的，故在实际使用时重锤容易丢失。另外，限压值单一，即使是可调压重力式限压装置，限压值仍然单一，而且结构复杂、不易清洗和使用、可靠性差。

2、常见的多档位弹簧限压阀较多地存在结构较为繁杂，拆卸不方便，清洗不易彻底，气密性不够理想，对阀芯部分制作要求较高等缺陷。且由于弹簧的弹力会因温度的变化及使用日期的长久等发生变化，导致压力锅内气压的不稳定，甚至发生工作异常，即使是熟练的使用者，也必须经常检查弹簧的弹性，才能使限压阀有大致准确的压力值。因此弹簧的刚度系数必须达到30克/毫米以上，弹簧则不易变形。

3、限压阀呈现结构简单化，压力多档化的发展趋势，而目前市场上的压力调节机构繁杂，与家庭生活及蒸气压力消毒罐等日常小型压力容器不相协调。(1)要需一定质量的限压阀来保证压力锅的工作压力，因此存在着质量较大的阀体；(2)为使阀芯与阀体能牢固结合，使用了质量较大的阀芯，而阀芯一般是用不易锈蚀的铜材制成；(3)扣压在排气管上的阀体在锅内压力升到一定程度时，存在着将阀体冲离排气管的可能性，砸伤人或物；(4)只能实现高低压两档压力，不能满足市场需求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结构简化，降低生产费用，能实现多档位调压功能，同时不影响其工作安全性的压力锅用的弹力式可调压力限压阀。

本发明解决的技术问题的方案是：一种压力锅用的可调压力限压阀，包括：阀座，在阀座的中心开有阶梯形通孔，在螺母与阀座之间的连接部分安装有环形的密封圈B；阀盖，通过螺纹与阀座固定连接，它具有两个基本上相互垂直地连成整体的大致柱形件且设置成可围绕装配于内部的阀芯的轴线的转动中心转动；阀芯，它沿阀座的中央部形成的阶梯形通孔延伸并可旋转地保持于其中，阀芯通过作用于其上面的弹簧和密封圈A与阀座密封；调节杆，与阀芯间隙配合，并与阀盖内的螺纹部啮合，调节杆通过其在阀盖内的螺旋升降控制弹簧的被压缩量，使阀芯与阀座得到可调的密封压力。

本发明是根据公式：

(其中P：限压压力，表压，范围：0～0.8MPa；π：圆周率；D：阀座阶梯小孔直径；K：弹簧刚度系数；h：弹簧压缩高度，mm)，利用阀芯本身的重力和套在阀芯上的弹簧的弹力(即改变h值)来调整限值压力，调节杆通过与阀盖螺纹连接，将阀芯压于排气管上，使排气管保持密封。这样，压力锅在使用过程中锅内的气压就会上升，当锅内的气压超过所设定的值时，气体的压力作用于阀芯上，使阀芯克服自身的重力和弹簧的弹力而上升，压力锅内的气体就从排气孔向外排出。压力锅内气压随部分气体排出后下降，低于气压的设定值后，阀芯再次压于排气管上。如此反复，就能使压力锅内的气压一直保持在所设定的压力值。

需要调节压力时，转动调节杆，此时，由于调节杆与阀盖螺纹连接使得调节杆在转动的同时又可在垂直方向上升降。随着调节杆的升降，作用在阀芯和阀盖之间的弹簧上，它的压缩高度h减少或增大，以此来改变间接作用在阀芯上的弹力大小。显然，调节杆下降时，弹簧被压缩的高度h增大，作用在阀芯上的弹力变大，压力锅设定的工作压力提高了。调节杆在阀盖内可作螺旋升降的最大高度等于或大于弹簧的自由高度，调节杆在阀盖内可作螺旋升降的最小高度大于弹簧被完全压缩的高度，调节杆在阀盖内作螺旋升降时对弹簧的最大压缩量H≤PπD²/4K。

本发明所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是阀盖上端具有止口结构，防止调节杆出现所谓的跳脱现象。

本发明所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是所述的阀芯上端还装有泄压扳手，泄压扳手通过销轴与调节杆连接，扳动泄压扳手，即可提升阀芯，达到直接排气的目的。

本发明所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是所述的弹簧刚度系数K的范围为(30～200)克/毫米。

本发明所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是阀芯上端的泄压扳手中心至左端的尺寸C大于调节杆在阀盖内向下移动到极限位置与泄压扳手之间形成的尺寸E。

本发明所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是阀座阶梯小孔直径d为2～20mm，限压压力P小于等于0.4MPa。

在上述的一种压力锅用的可调压力限压阀中，还可在调节杆上部外周面刻周向和轴向刻线，作为压力指示标尺，周向刻线的间距与调节杆螺纹的螺距相等。预设定的压力可通过读取压力指示标尺上的数值，由目测确认。

本发明的一般目的在于提供压力容器用的可调压力限压阀，它能借助简单的结构与弹簧的弹力，并可由操作者易于调节压力。

本发明的主要目的在于提供这样的可调压力限压阀，它能容易地调整到所需的压力值，得以便利地进行压力的调节作业和压力的再调节作业。

附图说明：

图1是本发明处于封闭状态的垂直剖面图。

图2是本发明处于排气状态的垂直剖面图。

图中：1——泄压扳手，2——销轴，3——阀芯，4——调节杆，5——阀盖，6——弹簧，7——排气孔，8——密封圈A，9——阀座，10——密封圈B，11——螺母。

具体实施方式

以下对本发明的示例性实施例的具体描述参照了附图，所述附图形成说明的一部分，其中以图示的方式显示了可以实施本发明几个示例性实施例。尽管这些示例性实施例被十分详细地描述足以使所属领域技术人员实施本发明，但是应该理解，可以实现其他实施例并可对本发明进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，以下对本发明的实施例的更详细的描述——如图1至图2所示——不是用来限制如权利要求书所要求保护的发明的范围，而是仅用于例证而非限制对本发明的特征和特点进行描述，提出本发明的最佳实施方式以及足够使所属领域技术人员实施本发明，因此，本发明的范围由所附权利要求单独限定。

通过参照附图可以更好地理解以下对本发明的具体描述和示例性实施例，其中，本发明的元件和特征在全文中以附图标记指示。

本发明包括：阀芯3：选用铝材，制作长径比为4.5∶1的圆柱体，本实施例圆柱体的直径和长度分别为55mm和12mm，圆柱体上端车成39mm×Φ6mm的圆柱体，下端直径为8mm，下底面车成1.5×45°的锥面，中间形成高3mm×Φ11mm的圆柱形凸台，以便放置弹簧6，并与调节杆4在阀盖5内形成腔体。凸台下部制作直径为5.8mm的环形槽，密封圈A 8通过环形槽安装到阀芯3上。阀芯3自上而下2mm处打孔(Φ1.5mm)，泄压扳手1(不锈钢)通过铆钉2与阀芯3形成整体。阀芯3上端的泄压扳手1中心至左端的尺寸C大于调节杆在阀盖5内向下移动到极限位置与泄压扳手1之间形成的尺寸E。本实施例中，C为11mm，E为6mm。调节杆4：选用铝材，为高24×Φ14mm的圆柱体，调节杆4外螺纹M16×0.75，在调节杆4的中央开有阶梯通孔，上端为19×Φ6.5mm的通孔，阀芯3沿此通孔延伸并可旋转地保持于其中，上端为5×Φ12mm的通孔。弹簧6的刚度系数K可事先设定，以使调节杆4的压力指示标尺上的数值相应于所调压力，于是操作者可以转动调节杆4，同时由目测来确认压力设定标尺而易将压力调节到所需的压力值。本实施例中，调节杆4旋至最低点时，调节杆4顶端距阀座底面46mm，旋至最高点距阀座底面52mm。调节杆上部外周面刻周向和轴向刻线，作为压力指示标尺，周向刻线的间距与调节杆螺纹的螺距相等。预设定的压力可通过读取压力指示标尺上的数值，由目察确认。阀盖5：内螺纹M16×0.75，通过螺纹与阀座9固定连接，它具有两个基本上相互垂直地连成整体的大致柱形件且设置成可围绕装配于内部的阀芯3的轴线的转动中心转动。阀盖5上端具有止口结构，以便调节杆4出现跳脱现象。阀座9：在阀座9的中央有阶梯形通孔，其直径设定成基本上与阀芯3下端部直径相等，以便可让阀芯3于其中滑动。阀座9侧面开有排气孔7，在螺母11与阀座9之间的连接部分安装有环形的密封圈B 10。

需要调节压力时，转动调节杆4，此时，由于调节杆4与阀盖5螺纹连接使得调节杆4在转动的同时又可在垂直方向上升降。随着调节杆4的升降，作用在阀芯3和阀盖5之间的弹簧6上，它的压缩高度h增大或减少，以此来改变间接作用在阀芯3上的弹力大小。显然，调节杆4下降时，弹簧6被压缩的高度h增大，作用在阀芯3上的弹力变大，压力锅设定的工作压力提高了。

本发明是根据公式：

(其中P：限压压力，MPa：π：圆周率；D：阀座阶梯小孔直径，mm。K：弹簧刚度系数；h：弹簧压缩高度，mm)，利用阀芯3本身的重力和套在阀芯3上的弹簧6的弹力(即改变h值)来调整限值压力，调节杆4通过与阀盖5螺纹连接，将阀芯3压于排气管上，使排气管保持密封(如图1所示)。这样，压力锅在使用过程中锅内的气压就会上升，当锅内的气压超过所设定的值时，气体的压力作用于阀芯3上，使阀芯3克服自身的重力和弹簧6的弹力而上升，压力锅内的气体就从排气孔7向外排出(如图2所示)。压力锅内气压随部分气体排出后下降，低于气压的设定值后，阀芯3再次压于排气管上。如此反复，就能使压力锅内的气压一直保持在所设定的压力值。

Claims (7)

1.一种压力锅用的可调压力限压阀，包括阀座、阀芯、阀盖、弹簧、密封圈A、密封圈B，阀座中心开有阶梯通孔，阀座侧面开有排气孔，阀芯通过作用于其上面的弹簧和密封圈A与阀座密封。其特征是阀芯上还装置有调节杆，并与阀芯间隙配合，调节杆通过螺纹与阀盖连接，调节杆通过其在阀盖内的螺旋升降控制弹簧的被压缩量，使阀芯与阀座得到可调的密封压力，阀盖还通过螺纹与阀座固定连接。调节杆在阀盖内可作螺旋升降的最大高度等于或大于弹簧的自由高度，调节杆在阀盖内可作螺旋升降的最小高度大于弹簧被完全压缩的高度，调节杆在阀盖内作螺旋升降时对弹簧的最大压缩量H≤PπD²/4K。

P：限压压力，表压，范围：0～0.8MPa；π：圆周率；D：阀座阶梯小孔直径；

K：弹簧刚度系数。

2.根据权利要求1所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是所述的阀盖上端具有止口结构。

3.根据权利要求1所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是所述的阀芯上端还装有泄压扳手，泄压扳手通过销轴与调节杆连接。

4.根据权利要求1所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是所述的弹簧刚度系数K的范围为(30～200)克/毫米。

5.根据权利要求1所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是阀芯上端的泄压扳手中心至左端的尺寸C大于调节杆在阀盖内向下移动到极限位置与泄压扳手之间形成的尺寸E。

6.根据权利要求1所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是阀座阶梯小孔直径d为2～20mm，限压压力P小于等于0.4MPa。

7.根据权利要求1所述的一种压力锅用的可调压力限压阀，其特征是调节杆上部刻有周向和轴向刻线。

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