CN105768898A - 使用蒸气控制阀门的无动力加水装置的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用蒸气控制阀门的无动力加水装置的设计方法。其特点是在煮汤圆的锅上增设自动加水机构，使得煮制汤圆时，能自动向锅内的沸水中添加常温水。该机构包括锅盖、盛水器、气阀臂、拉杆、拉索、阀门、蓄水盆、喷气管；当聚集在锅内的蒸气快速通过喷气管喷出时；蒸汽推动气阀臂转动，使气阀臂带动拉杆和拉索，提起阀门；盛水器中的常温水从锥形孔流入蓄水盆内，并通过螺旋节流管进入锅内；锅内停止沸腾,气阀臂靠塞子的自重堵住喷气管的管口，阀门靠自重堵住锥形孔；此后，无动力加水装置重复自动加水阶段运作过程；本发明可以无动力自动多次加常温水，因此汤圆的外层不会因过熟而破裂。

Description

使用蒸气控制阀门的无动力加水装置的设计方法

技术领域

本发明是关于厨房用具领域，特别是涉及一种煮汤圆的炊具。

背景技术

汤圆是中国传统的食品。煮汤圆的过程如下：将汤圆生坯放入锅内沸腾的水中，用勺子搅动一下水中的汤圆，以防汤圆粘住锅底。将水煮至沸腾（通常这时候汤圆在水中浮起），往沸水中加入一些常温水（俗称冷水），继续煮汤圆。此后，逢水沸腾即加常温水，这样，共加三次常温水，当第三次常温水加入后，待锅内的水沸腾后，汤圆才能熟透，才可以出锅食用。通常这个煮汤圆规定的时长约为10至15分钟。往沸水中加常温水的原因在于，汤圆的外层先煮熟了，但汤圆中心却未熟。如果不加常温水，则汤圆的外层因为过熟，结构变得松弛，导致汤圆的外层不能包裹住未熟的汤圆芯，以至于汤圆的外层裂开，汤圆芯暴露在沸水中。如果是芝麻馅芯的汤圆，则整锅汤圆的水将漂浮着黑乎乎的芝麻馅了。

煮汤圆的需时约为10至15分钟，煮汤圆的人往往在汤圆在锅子里煮的时候，觉得等在锅子旁边浪费了时间，总是再去做一些别的小事情，这样，常常忘了按时往沸腾的水中加常温水，导致汤圆的外层的过熟而破裂，汤圆中的馅芯，特别是芝麻馅芯发散开来，结果弄得整锅汤圆一塌糊涂，同时也浪费了食材。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要人值守的，能够自动分时往锅内沸腾的水中加常温水的装置。

本发明的具体技术方案：包括设有水密封沟的锅和自动加水机构，所述自动加水机构包括锅盖、盛水器、多根立柱、蒸气动力组件、蓄水盆、喷气管；所述锅盖通过多根立柱与盛水器连接，所述锅盖的下端插入锅内的水密封沟中，水密封沟设置用于密封的水；所述盛水器中设置常温水和蒸气动力组件；所述蒸气动力组件包括气阀臂、拉杆、拉索、阀门；气阀臂、拉杆、拉索、阀门顺序相连；盛水器底部设置与阀门配合的锥形孔；盛水器与锅盖之间设置蓄水盆，盛水器通过锥形孔与蓄水盆连通；蓄水盆下部连接一螺旋节流管，该螺旋节流管穿入锅盖，使蓄水盆通过螺旋节流管与锅连通；盛水器中的常温水通过锥形孔、蓄水盆、螺旋节流管流入锅内；蓄水盆上部设置气道，蓄水盆通过气道与外界相通；

气阀臂与盛水器铰接，气阀臂的塞子端置于喷气管的管口上，气阀臂的触动端与拉杆的被触端接触；拉杆与盛水器铰接，拉杆的拉索端连接拉索的上端；拉索的下端与阀门连接，阀门设置在锥形孔中；

当喷气管喷出的蒸汽冲击气阀臂的塞子端时，气阀臂转动，气阀臂的触动端触动拉杆转动，使拉杆的拉索端通过拉索提起阀门，盛水器中的常温水通过锥形孔、蓄水盆、螺旋节流管流入锅内；当喷气管喷出的蒸汽消失时，气阀臂的塞子端靠自重堵住喷气管的管口，阀门靠自重堵住锥形孔；

使用方法：持续加热，当锅内的水沸腾时，将待煮的汤圆放入锅内的沸水中，锅内的水停止沸腾；用勺子搅动一下锅中的汤圆，使汤圆不粘在锅底上；然后在锅内的水密封沟中加入用于密封的水；并将自动加水机构放在锅上，锅盖的下端插入锅内的水密封沟中；在盛水器内加入常温水；当锅内的水被持续加热至沸腾时，进入自动加常温水阶段：

由于水密封沟中的水堵住了锅与锅盖之间的缝隙，于是聚集在锅内的蒸气全部快速通过喷气管喷出；喷出的蒸汽推动气阀臂转动，使气阀臂带动拉杆和拉索，提起阀门；盛水器中的常温水从锥形孔流入蓄水盆内，并通过螺旋节流管缓慢进入锅内；锅内的水冷却到一定程度而停止沸腾；蒸气逐渐减少，直至消失，气阀臂靠塞子的自重堵住喷气管的管口，阀门靠自重堵住锥形孔；蓄水盆中的常温水继续通过螺旋节流管流入锅内，锅内的水温持续下降；直至蓄水盆中的常温水全部流入锅中；在进入自动加常温水阶段的过程中，锅内的水一直被持续加热；然后，锅内的水又一次沸腾；

此后，无动力加水装置重复上述进入自动加常温水阶段的运作过程；

当第三次加入常温水后，待锅内的水沸腾，汤圆就熟了。

该装置设计方法：

设计目标为煮制换算成容积为A的汤圆的无动力加水装置,

锅中水密封沟以下部分的有效容积为A的10倍以上；

蓄水盆和螺旋螺旋节流管的总容积为A；

螺旋螺旋节流管的口径和展开长度应确保在15秒时间内须有水量为A的水从蓄水盆通过螺旋螺旋节流管流入到锅内；

锥形孔的口径应大于螺旋螺旋节流管的口径，以确保在蓄水盆内的水通过螺旋螺旋节流管流入到锅内之前，从锥形孔流出的水已经充满了蓄水盆和螺旋螺旋节流管。

本发明的有益之处是：

1、使用本发明煮汤圆的同时，操作者可以去做一些另外的事情，节省了时间。

2、本发明可以无动力自动多次加常温水，即使超过煮汤圆的规定时长，汤圆的外层也不会因过熟而破裂。

附图说明

图1是本发明的初始状态示意图。

图2是本发明在使用过程中的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

实施例1，见图1和图2，本发明是在煮汤圆的锅1内设有水密封沟11，并增设自动加水机构；该自动加水机构包括锅盖2、盛水器4、多根立柱3、蒸气动力组件5、蓄水盆6、喷气管10；所述锅盖2通过多根立柱3与盛水器4连接，所述锅盖2的下端插入锅1内的水密封沟11中，水密封沟11加入用于密封的水（该用于密封的水通常是常温水，当然温度高或温度低的水也可以）；所述盛水器4中设有常温水和蒸气动力组件5；所述蒸气动力组件5包括气阀臂51、拉杆52、拉索54、阀门55；气阀臂51、拉杆52、拉索54、阀门55顺序连接，盛水器4底部设置与阀门配合的锥形孔551；盛水器4与锅盖2之间设置蓄水盆6，盛水器4通过锥形孔551与蓄水盆6连通；蓄水盆6下部连接一螺旋节流管9；该螺旋节流管9穿入锅盖2，使蓄水盆6通过螺旋节流管9与锅1连通；盛水器4中的常温水经过锥形孔551、蓄水盆6、螺旋节流管9流入锅1内；蓄水盆6上部设置气道61。

气阀臂51与盛水器4铰接，气阀臂51的塞子端511置于喷气管10的管口上，气阀臂的触动端512与拉杆52的被触端521接触；拉杆52的拉索端522连接拉索54的上端，拉杆52与盛水器4铰接；拉索54的下端与阀门55连接，阀门55设置在锥形孔551中；

气道61的作用在于蓄水盆6可以通过气道61与外界大气压连通，使得蓄水盆6中的常温水能顺利通过螺旋节流管9流入锅1内；

螺旋节流管9的作用在于限制蓄水盆6中的常温水过快地进入到锅1内，因为如果锅1内的水温迅速下降，推动气阀臂51转动的喷气就会短时间内消失，阀门55过早堵住锥形孔551，进而导致进入蓄水盆6内的常温水量不足，而进入锅1内的常温水量不足，会导致汤圆外层得不到适当的冷却，从而使汤圆的外层容易破裂。

为了保证在盛水器4和蓄水盆6的常温水不被锅盖2传热，故在盛水器4和蓄水盆6与锅盖2接触处设置了隔热片21，并且盛水器4和蓄水盆6可以优先采用导热性能不良的材料。

当喷气管10喷出的蒸汽冲击气阀臂的塞子端511时，气阀臂51转动，气阀臂的触动端512触动拉杆52转动，使拉杆52通过拉索54提起阀门55，盛水器4中的常温水通过锥形孔551、蓄水盆6、螺旋节流管9流入锅1内；当喷气管10喷出的蒸汽消失时，气阀臂的塞子端511靠自重堵住喷气管10的管口，阀门55靠自重堵住锥形孔551；

使用方法：将待煮的汤圆放入锅1内的沸水中(通常情况下，如果待煮的汤圆的体积换算成容积为A，则锅内的沸水容积应是A的4倍，这样才能使汤圆在煮制中不会粘连在一起)，锅1内的水得到待煮的汤圆的温度而冷却，进而停止沸腾；用勺子搅动一下汤圆，使汤圆不粘底而均匀分布在锅1内的水中；然后在锅1内的水密封沟11中加入用于密封的水；并将自动加水机构放在锅上，锅盖2的下端插入锅1内的水密封沟11中，在盛水器4内加入常温水；当锅1内的水被持续加热至沸腾时；进入自动加常温水阶段：

由于水密封沟11中的水堵住了锅1与锅盖2之间的缝隙，于是聚集在锅1内的蒸气全部快速通过喷气管10喷出；喷出的蒸汽推动气阀臂的塞子端511，使气阀臂51转动，于是位于气阀臂51另一端的触动端512触动拉杆的被触端521，使拉杆52转动，拉杆52的拉索端522通过拉索54提起阀门55，盛水器4中的常温水通过锥形孔551流入蓄水盆6内，并通过螺旋节流管9缓慢流入锅1内；直至锅1内的水冷却到一定程度而停止沸腾；蒸气逐渐减少，直至消失，气阀臂的塞子端511靠自重堵住喷气管10的管口，阀门55靠自重堵住锥形孔551；锥形孔551不再出水；蓄水盆6中的常温水继续通过螺旋节流管9流入锅1内，锅1内的水温持续下降；直至蓄水盆6中的常温水全部流入锅1中；在进入自动加常温水阶段的过程中，锅1内的水一直被持续加热；然后，锅1内的水又一次沸腾；

此后，无动力加水装置重复上述进入自动加常温水阶段的运作过程；

当第三次加入常温水，待锅1内的水沸腾后，就可从锅1内沸腾的水中捞出煮熟的汤圆。

如果没有及时捞出煮熟的汤圆，也没有关系，因为无动力加水装置可以多次重复上述进入自动加常温水阶段的运作过程，即定时向锅1内加入常温水，以致保证汤圆的外层不因过熟而破裂。

该装置设计方法：

设计目标为煮制换算成容积为A的汤圆的无动力加水装置,

锅1中水密封沟11以下部分的有效容积为A的10倍以上；

蓄水盆6和螺旋螺旋节流管9的总容积为A；

螺旋螺旋节流管9的口径和展开长度应确保在15秒时间内须有水量为A的水从蓄水盆6通过螺旋螺旋节流管9流入到锅1内；

锥形孔551的口径应大于螺旋螺旋节流管9的口径，以确保在蓄水盆6内的水通过螺旋螺旋节流管9流入到锅1内之前，从锥形孔551流出的水已经充满了蓄水盆6和螺旋螺旋节流管9。

上述设计方法的举例说明：设计目标是煮制由体积换算成容积A为400毫升的（速冻或现制）汤圆,(实际上300-500毫升汤圆都可以煮制，这里取的是中间值)

锅中水密封沟以下的有效容积为A的10倍以上，即4000毫升以上：

锅1内有效容积，是指锅1内的水密封沟11以下的实际煮制汤圆的空间。计算如下：

初始煮汤圆的水的400毫升的4倍，即1600毫升。加上汤圆本身的体积，两项共计2000毫升。

加三次常温水，即400毫升的3倍，计1200毫升。

因为本装置是自动添加水，有时煮汤圆者不小心忘记炉子上在煮汤圆之事，所以锅内的有效容积应该留有两次添加常温水的空间，即400毫升的2倍，计800毫升。

上述合计为4000毫升，也就是在设计中需要考虑锅中水密封沟以下的有效容积为A的10倍以上；

蓄水盆6和螺旋螺旋节流管9的总容积A为400毫升：

（气道61可能有常温水进入，但其仅供通向外界大气压所用，故可窄细，其容积可以忽略不计）上述400毫升水的量就是流出螺旋螺旋节流管9进入锅内的常温水的量，同时也是蓄水盆6和螺旋螺旋节流管9的总的容积（如果蓄水盆6和螺旋螺旋节流管9的总的容积过大，一旦阀门55未及时堵住锥形孔551，就会有过多的常温水流出锥形孔551，进而流入到锅1内）。

螺旋螺旋节流管9的口径和展开长度应确保在15秒时间内须有水量为A的水从蓄水盆6通过螺旋螺旋节流管9流入到锅1内：

如果常温水过于缓慢入锅1内沸腾的水中，锅1内的沸水无法短时间内冷却下来，也就起不到冷却汤圆外层的效果。所以15秒时间内须有水量为A的水从蓄水盆6通过螺旋螺旋节流管9流入到锅1内；

锥形孔551的口径应大于螺旋螺旋节流管9，以保证在蓄水盆6内的水通过螺旋螺旋节流管9流入到锅1内之前，从锥形孔551流出的水已经充满了蓄水盆6和螺旋螺旋节流管9。

螺旋螺旋节流管9的作用在于延缓常温水进入锅1内的时间，使锥形孔551有足够的时间流出冷却汤圆的所需要的常温水。如果没有螺旋螺旋节流管9，锥形孔551流出的常温水直接接触锅1内沸腾的水，沸腾程度就会立刻减弱，蒸气产生的冲力也就减弱，气阀臂的塞子端511靠自重堵住喷气管10的管口，阀门55靠自重堵住锥形孔551；锥形孔551不再出水；不会再有水进入蓄水盆；而量少的常温水将无法使汤圆的外层得到充分的冷却，导致汤圆外层过熟而破裂。

生产方可以根据蓄水盆和螺旋螺旋节流管等相关零部件的尺寸，规定煮汤圆的水和汤圆的量，使用户能依照说明书顺利地煮熟汤圆。

实施例2，可以用高压锅密封圈密封的方式（因为是现有技术，未画图），代替实施例1中的水密封方式。也就是锅盖2与锅1之间设置橡胶密封圈。

Claims (1)

1.一种使用蒸气控制阀门的无动力加水装置的设计方法，其特征是该无动力加水装置包括设有水密封沟的锅和自动加水机构，所述自动加水机构包括锅盖、盛水器、多根立柱、蒸气动力组件、蓄水盆、喷气管；所述锅盖通过多根立柱与盛水器连接，所述锅盖的下端插入锅内的水密封沟中，水密封沟设置用于密封的水；所述盛水器中设置常温水和蒸气动力组件；所述蒸气动力组件包括气阀臂、拉杆、拉索、阀门；气阀臂、拉杆、拉索、阀门顺序相连；盛水器底部设置与阀门配合的锥形孔；盛水器与锅盖之间设置蓄水盆，盛水器通过锥形孔与蓄水盆连通；蓄水盆下部连接一螺旋节流管，该螺旋节流管穿入锅盖，使蓄水盆通过螺旋节流管与锅连通；盛水器中的常温水通过锥形孔、蓄水盆、螺旋节流管流入锅内；蓄水盆上部设置气道，蓄水盆通过气道与外界相通；

气阀臂与盛水器铰接，气阀臂的塞子端置于喷气管的管口上，气阀臂的触动端与拉杆的被触端接触；拉杆与盛水器铰接，拉杆的拉索端连接拉索的上端；拉索的下端与阀门连接，阀门设置在锥形孔中；

当喷气管喷出的蒸汽冲击气阀臂的塞子端时，气阀臂转动，气阀臂的触动端触动拉杆转动，使拉杆的拉索端通过拉索提起阀门，盛水器中的常温水通过锥形孔、蓄水盆、螺旋节流管流入锅内；当喷气管喷出的蒸汽消失时，气阀臂的塞子端靠自重堵住喷气管的管口，阀门靠自重堵住锥形孔；

该无动力加水装置设计方法：

设计目标为煮制换算成容积为A的汤圆的无动力加水装置,

锅中水密封沟以下部分的有效容积为A的10倍以上；

蓄水盆和螺旋螺旋节流管的总容积为A；

螺旋螺旋节流管的口径和展开长度应确保在15秒时间内须有水量为A的水从蓄水盆通过螺旋螺旋节流管流入到锅内；

锥形孔的口径应大于螺旋螺旋节流管的口径，以确保在蓄水盆内的水通过螺旋螺旋节流管流入到锅内之前，从锥形孔流出的水已经充满了蓄水盆和螺旋螺旋节流管。