SE1330040A1 - Överkokningsskydd - Google Patents

Description

mekanismerna med minnesmetall reglerar dåligt blir skyddet mot överkokning också dåligt med dessa mekanismer.

Ovan nämnda problem hos känd teknik undvikes genom föreliggande uppfinning. En anordning enligt uppfinningen har för detta ändamål en vid locket anordnad öppningsmekanism för reglerad manövrering av ett med en öppning hos locket samverkande öppningsparti hos locket vid uppnående av temperaturer nära kokpunkten i kokkärlet, vilken öppningsmekanism innefattar en termostat med en reglerkolv och av den typ som har en kolven påverkande, inbyggd svällkropp, vars volym är beroende av temperaturen hos termostatens omgivning, varvid termostaten är anordnad att via reglerkolven, vid temperaturer som närmar sig kokpunkten hos vätskan i kokkärlet, oftast vatten, sträva att bringa öppningsmekanismen att reglerat föra öppningspartiet mot ett öppet läge, samt en fjäder, vilken är anordnad att i motverkan med termostaten sträva att föra öppningsmekanismen och öppningspartiet mot stängt läge hos öppningen vid minskande temperatur. Öppningen regleras allteftersom kokningsförloppet fortgår, och regleringen sker med i sammanhanget försumbar hysteres.

Vid en utföringsform hos anordningen enligt uppfinningen innefattar öppningsmekanismen en ledat infäst hävarm för öppning av lockpartiet. Hävarmen är därvid anordnad att samverka med termostaten. En mekanism av detta slag är fördelaktig i det att en utväxling av termostatens rörelse kan uppnås för god reglering av öppningsförloppet.

I ännu en utföringsform av uppfinningen är hävarmen anordnad att samverka med en manöveryta hos öppningspartiet och uppvisar ett första stegparti med två ändkontaktpunkter som växelvis samverkar med manöverytan. Detta ger en utväxling i två steg, vilket är fördelaktigt om man kokar vätskor där det är nödvändigt att ha en snabb ytterligare öppning i redan öppet läge.

I en annan, enklare utföringsform av uppfinningen är termostaten anordnad att mekaniskt arbeta i direkt motverkan till fjädern med öppningspartiet förskjutbart monterat mellan termostaten och fjädern.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas och förklaras i anslutning till ett par utföringsexempel, som visas på bifogade ritningar, va rå Fig. 1 visar schematiskt en perspektivvy av ett kastrullock med ett första exempel på en anordning enligt uppfinningen, Fig. 2 visar en vy av kastrullocket enligt Fig. 1 från ena sidan, Fig. 3 visar ett snitt genom kastrullocket enligt Fig. 1 från samma sida som i Fig. 2, Fig. 4 visar, i samma snitt som Fig. 3, hur anordningen lyft ett öppningsparti hos locket med en liten glipa, Fig. 5 visar, i samma snitt som Fig. 3 och 4, hur anordningen lyft öppningspartiet hos locket till en relativt läget i Fig. 4 större öppning, Fig. 6 schematiskt visar en snittvy av ett kastrullock med ett andra exempel på en anordning enligt uppfinningen, sedd i ett snitt A-A enligt fig 7, i stängt läge, Fig. 7 visar anordningen enligt fig. 6 uppifrån, som om den låge på ett kokkärl och Fig. 8 visar anordningen i snitt som i fig. 6 men häri öppnat läge.

Som framgår av figurerna 1-5 ingår i ett första exempel på anordning enligt uppfinningen ett runt kastrullock 1 med ett huvudparti 2, som är avsett att anligga mot randen hos öppningen på ett kokkärl 1A i form av en kastrull, (antydd med streck), och med ett öppningsparti 3, som geometriskt utgör i stort sett ett cirkelsegment och som täcker en öppning 4 i huvudpartiet 2 med ett randparti 5. Randpartiet 5 sträcker sig koncentriskt utanför öppningspartiets 3 ytterrand som en del i ett cirkelbågesegment med samma yttre periferi som en del av huvudpartiet 2 och en inre periferi som är koncentriskt belägen innanför öppningspartiets periferi. Öppningen 4 i huvudpartiet 2 har därför ungefär samma segmentsmässiga form som det segmentsformiga öppningspartiet 3 men är något mindre än och sträcker sig innanför hela randen hos öppningspartiet 3. Öppningspartiet 3 är vid sin segmentsmässigt raka sida ledbart anordnat vid huvudpartiet 2 via en gångled 6. Gångleden 6 består av en längs ett mittparti hos den raka kanten 8 av öppningen 4 anordnad, utsträckt ledhake 7, som är fäst, i figuren uppåtstående, vid huvudpartiet 2, nära den segmentsmässigt raka kanten 8 av öppningen 4, och en med ledhaken 7 samverkande läpp 9, som är fäst vid öppningsdelen 3. Vid lyft av öppningspartiet 3 vinkelvrider sig öppningspartiet 3 runt gångleden 6.

På ovansidan av öppningspartiet 3 (sett i Fig. 1-5) finns en öppningsmekanism 30 för reglerad öppning av öppningpartiet 3. I öppningsmekanismen 30 ingår en lyfthake 10, som har en form liknande en vinkelhake, fäst med ett distansparti 11, som sträcker sig upp i huvudsak vinkelrätt gentemot ovansidan av öppningspartiet 3. Vinkelrätt med distanspartiet ingåri lyfthaken 10 ett lyftparti 12, som sträcker sig ut över ovansidan hos öppningspartiet 3, mot lockets 1 mitt.

Lyfthaken 10 samverkar med en hävarm 13, som har ett uppåtbockat, första stegparti 17, vilket anligger mot lyfthakens 10 mot öppningspartiet 3 vända, i figuren undre, lyftkant 12A på lyftpartiet 12. Hävarmen 13 består av ett längs sin utsträckning i flera steg bockat, i detta sammanhang stelt band, lämpligen av metall liksom merparten av öppningsmekanismen 30.

Hävarmen 13 sträcker sig mellan och hålles på plats av, i figuren från vänster till höger, en skruvfjäder 14, en ledbygel 15 och en termostat 16, som kan vara av i och för sig känd typ och som beskrives närmare nedan. Ledbygeln 15 stöder ovanifrån ett mellanparti av hävarmen 13 och består av två sidostöd 19 och 20 samt en mellan dem infäst ledpinne 21, som vilar mot ovansidan av hävarmen 13. Ledpinnen 21 utgör en axel runt vilken hävarmen 13 är vridbar under påverkan från å ena sidan termostaten 16, som när dess temperatur ökar, strävar att trycka den i figuren högra änden av hävarmen 13 uppåt, och å andra sidan av skruvfjädern 14 som strävar efter att trycka den i figuren vänstra änden av hävarmen 13 uppåt, runt ledpinnen 21, mot verkan av termostaten 16. Termostaten 16 har en fästfläns 16A som vilar mot ovansidan hos locket 1. Funktionen hos det första stegpartiet 17 kommer att förklaras senare.

Skruvfjädern 14 är anordnad mellan lockets huvudparti 2 och en lätt snedbockat första fjäderstödparti 18 för fjädern 14 på hävarmen 13. Detta förklaras närmare nedan. Mot skruvfjäderns 14 tryck verkar termostaten 16 via en i termostaten ingående kolv 22, vilken kolv anligger, i figurerna undertill, mot hävarmen 13, och med fjädern verkar, i viss mån, i användningsläget, tyngden hos öppningspartiet 3 via anliggning av det första stegpartet 17 hos hävarmen 13 mot lyfthaken 10. För att hållas på plats väl är hävarmen 13 försedd med ett uppåtbockat andra stegparti 23 mellan den som vridpunkt fungerande ledpinnen 21 och det fjäderstödande, snedbockade stödpartiet 18 samt en ett stycke från det andra stegpartiet 23, vid hävarmen 13 fäst låspinne 24.

Av fig. 2 framgår att skruvfjädern 14 är inspänd mellan det yttre, första fjäderstödpartiet 18 hos hävarmen 13 och ett andra fjäderstöd 25 hos lockets 1 huvudparti 2 så att fjädern 14 hålles i ett väl definierat läge när den fjädrar sig i sitt arbetsområde, dvs. komprimeras eller expanderar. I figuren 2 syns också på lockets 1 undersida en sensorkropp 26 hos termostaten 16, vilken sensorkropp 26 är avsedd att känna av ångtemperaturen inuti den kastrull 1A (i fig. 1 visad schematiskt med streck) som locket är avsett att vila på.

I fig. 3 visas uppfinningsexemplet i ett snitt, från samma håll som i fig.2, varvid framgår hur hävarmen 13 hålles i läge med ledpinnen 21 belägen mellan det andra stegpartiet 23 och låspinnen 24. Fjädern 14 och termostaten 16 är monterade så, att de båda, i kombination med ledbygeln 15, dikt an håller hävarmen 13 i ett i läge där den i sin huvudutsträckning är i huvudsak parallell med lockets 1 ovansida, när rumstemperatur eller i alla fall temperaturer signifikant under vattens kokpunkt råder hos termostaten 16. Öppningen 4 i locket 1 är då stängd av öppningspartiet 2. Fjädern 14 är spänd, men i sitt minst komprimerade läge, och termostatens 16 kolv 22 är i neutralläge, dvs. termostaten 16 är ej expanderad.

I Fig. 4 visas hur öppningsmekanismen 30 fått öppningspartiet 3 att lyfta från huvudpartiet 2 för att släppa ut överskottsenergi, ånga, genom öppningen 4 (ej synbari denna figur). Denna öppningsprocess går till påföljande vis.

Sensorkroppen 26 har känt av att temperaturen i kastrullen börjar närma sig kokpunkten (ungefär 100° Celsius för vatten vid normalt lufttryck). En vaxkropp (ej visad) inuti sensorkroppen har då börjat svälla och skjuter därför upp kolven 22, vilken i sin tur lyfter den del av hävarmen 13, som den vilar mot, uppåt i motsvarighet därmed. Det första stegpartiet 17, som är utformat med två ändkontaktpunkter, ett tåparti 27 och ett hälparti 28 (man kan tänka sig det första stegpartiet 17 som profilen hos en upp och nedvänd fot) har därvid kontakt med lyfthakens 10 underkant 12A och lyfter denna och det vid lyfthaken 10 fästa öppningspartiet 3. Öppningspartiet 3 är ledande kopplat till gångleden 6, och därför vrider sig enligt mekanikens lagar öppningspartiet 3 runt gångleden 6 och lättar från randpartiet 5.

Det bildas således en fri passage under öppningspartiet 3, genom öppningen 4 (ej visad i fig. 4) mellan kastrullens inre 29 och det omgivande rummet, och energi i form av ånga i kastrullen släpps ut så att temperaturen i kastrullen sjunker, temperaturen går ner och överkokning motverkas. Fjädern 14 vinkelvrides och komprimeras vid detta förlopp ett stycke genom hävarmens 13 inverkan. Eftersom fjädern 14 är monterad ivinkel mot locket 1, stående mot det sneda yttre stödpartiet 18 på hävarmens andra steg 23, komprimeras fjädern med ett mindre komprimeringsutslag i relation till termostatens rörelse i inledningen av dess expansion, vilket är fördelaktigt. Om den öppning som åstadkommits nu räcker, och temperaturförändringar i kastrullen påverkar termostaten 16 så att dess vaxkropp slutar svälla och kolven 22 inte pressas ut mer, stannar öppningsmekanismen 30 ungefär i det uppnådda läget. Viss svängning i läget fram och tillbaka kan förekomma, eftersom detta är ett reglerförlopp.

Räcker inte den öppning som åstadkommits enligt det ovan beskrivna händelseförloppet utan den för höga temperaturen i kastrullen kvarstår, och därmed hotet om överkokning, sker följande vidareförlopp, vilket visas i fig. 5. Således, om temperaturökningen kvarstår eller inte minskar tillräckligt av den öppning som uppnåtts, sväller vaxkroppen i termostaten 16 ytterligare och kraften blir då tillräcklig för att termostatens kolv 22 ska via hävarmen 13 kunna komprimera fjädern 14 ytterligare, dvs. via hävarmen 13 lyfta öppningspartiet 3 ytterligare. Termostatens 16 kolv 22 är därvid uttryckt ytterligare ett stycke ur termostaten 13, jämfört med fig. 4, och har lyft hävarmen 13 så att öppningspartiet 3 har svängt ytterligare ett stycke runt gångleden 6 och ökat sin uppåtstående vinkel gentemot lockets 1 huvudparti 2, i dess användningsläge. På grund av att avståndet mellan gångleden 6 och kontaktpunkten mellan hävarmen 13 vid hävarmens tåparti 27 (se fig. 4) och lyfthakens 10 underkant 12A är mindre än avståndet mellan hävarmens 13 vridningspunkt runt ledpinnen 21 och tåpartiet 27 kommer kontaktpunkten mellan lyfthaken 10 och hävarmen 13 att flytta sig från tåpartiet 27 till hälpartiet 28 på hävarmen (se fig. 5). Detta får till effekt att reglerverkan på lyftet hos öppningspartiet 3 från hävarmen 13 blir känsligare, eftersom den effektiva hävarmen hos öppningspartiets 2 lyfthake 10 gentemot gångleden 6 blir kortare. dvs. för varje grad hävarmen 13 nu lyfts så lyfts öppningspartiet 3 högre än när hävarmskontakten med lyfthaken ligger vid tåpartiet 27. Således innebär detta att utväxlingen hos öppningsmekanismen 30 ändras och regleringen blir optimerad.

För att i möjligaste mån få ett kontrollerat förlopp vid öppning av locket 1 är skruvfjädern 14 hos öppningsmekanismen 30 som tidigare nämnts anordnad i vinkel mot locket 1 och stående snett, mot det snedbockade, eller gentemot hävarmens 13 huvudsakliga utsträckning, vinklade, stödpartiet 18 på hävarmen 13. Härvid uppnås en utväxling vid vridning av hävarmen 13, under inverkan av en expanderande termostat 16, dvs. komprimeringen av skruvfjädern 14 blir mindre än om den stått rakt under hävarmens ändparti 18, vinkelrätt mot lockets 2 huvudplan och medför därmed mindre arbete för termostaten 16. Detta möjliggör att fjäderkonstanten kan vara större än annars, vilket ger en säker återföring av termostaten 16 och därmed stängning av öppningspartiet 3 i sista läget, när temperaturen i kärlet gått ner. Detta bidrager till ett med temperaturen finreglerat lyft och öppningshållande av öppningspartiet 3, dvs. en väl reglerad öppningsfunktion av locket 1 erhålles. Fjåderns huvudfunktion, att trycka in kolven 22, dvs. trycka ihop, eller återställa termostaten 16, när vaxkroppen med sjunkande temperatur krymper, erhålles således genom att välja skruvfjäderns konstanter i relation till de geometriska förhållanden som valts för öppningsmekanismens 30 delar samt termostatens egenskaper ihop med den beskrivna geometrin.

I figurerna 6-8 visas ett andra exempel på en anordning enligt uppfinningen, i detta fall med en öppningsmekanism 130 av något enklare slag än det ovan beskrivna exemplet. Således, med hänvisning till figurerna 6-8, ingåri anordningen enligt det andra exemplet ett lock 101.

I öppningsmekanismen 130 ingår en bas i form av en plan ring 102, avsedd att anligga mot randen av ett kokkärl 101A, som ska skyddas mot överkokning. Integrerat inuti ringen, i lämpligen i samma plan, finns ett korsformigt centrumparti 103 (se fig. 7). Centrumpartiet 103 uppbär i sin mitt en termostat 104 av i stort sett samma typ som termostaten i det första exemplet, dvs. den har en kolv, 105, som skjuter ut när temperaturen i termostaten höjs signifikativt. Dikt an, ovanpå termostatens 104 kolv 105, vilar ett konformigt överlock 106, som, när termostaten inte är aktuerad, även ligger dikt an mot ringen 102. Det konformiga överlocket 106 är rotationssymmetriskt runt sin lockspets 107. Med andra ord, lockspetsen 107, eller snarare gropen inuti spetsen 107, vilar i lockets användningsläge ovanpå termostatens kolv 105 samtidigt som överlockets rand 108 även har runtomkontakt med ringen 102. För att få en säkrare kontakt är överlockets rand försett med en utplanande avfasning 109. I överlocket 106 finns två diametralt belägna håltagningar 110. Genom håltagningarna 110 sträcker sig två pinnar 111A och 111B. Pinnarna 111A och 111B är fästa vid varsin av två varandra motstående ekrar 103A och 103B i centrumpartiet 103 nära dess centrum men utanför den del som bär upp termostaten 104. Vid pinnarna 111A och 111B är en rund knopp 112 fäst, från centrumpartiet 103 sett utanför eller snarare ovanför överlocket 106. Slutligen är en skruvfjäder 113 inspänd mellan knoppen 112 och överlocket 106, ovanpå lockspetsen och i motverkan till termostaten 104.

I figur 8 visas hur termostaten 104 reagerat på en temperatur nära kokpunkten i kokkärlet 101A och därvid pressat ut kolven 105. Kolven 105 har då lyft överlocket 106, och samtidigt komprimerat skruvfjädern 113. Fjädern 113 är lämpligen så utformad vid sin mot överlocket 106 stående ände att överlocket balanseras så att en spaltartad, i huvudsak ringformig öppning 102A bildas runtom detsamma, ovanför ringen 102. I detta läge kan överskottsenergi i form av ånga släppas ut mellan locket 101 och ringen 102.

När tillräckligt mycket överskottsenergi släppts ut, minskar temperaturen och därmed kraften i termostaten 104. Skruvfjädern 113 är dimensionerad så att den då kan pressa ner överlocket 106 och därmed kolven 105 tillbaka inåt termostaten 104, så att utsläppet av energi regleras. Ett i sammanhanget i stort sett hysteresfritt reglerförlopp uppstår.

Den föreliggande uppfinningen definieras av de efterföljande patentkraven och är inte begränsad till vad som beskrivs i samband med det på ritningarna visade utföringsexemplet.

Till exempel kan gångleden i exempel ett bestå av ett s.k. vanligt gångjärn, och locket kan ha en annan form; exempelvis kan det vara präglat så att det inte är platt. lnfästningsmetoden hos öppningsmekanismens detaljer gentemot lockets delar kan vara svets, limning eller annan för fackmannen känd metod. Fjädern kan vara av annan typ än skruvfjäder, t.ex. en fjädrande bygel. Termostaten kan vara av en typ som är vanlig i kylsystem hos förbränningsmotorer i motorfordon. Aktuatorverkan uppnås hos dessa genom att ett medium, oftast av vax, vid temperaturökning genomgår en fasomvandling från fast till flytande, från flytande till gas eller från fast till gasform. Fasomvandlingen leder till en volymexpansion som i sin tur används för att utöva en kraft på exempelvis en kolv, som förskjuts i en cylinder. När temperaturen sjunker reverseras förloppet och hos de flesta typer av detta slags termostater behövs en yttre kraft för att återföra kolven i ”neutralläge”, i det visade exemplet i form av den nämnda fjädern. Det för uppfinningen viktiga reglerförloppet av utsläppsöppningen sker alltså i samspel mellan fjäderns kraft å ena sidan och termostatens temperaturberoende kraft å andra sidan, precis som i det första exemplet.

Upptagningarna 110 i exemplet 2 dimensioneras givetvis med en frigång gentemot pinnarna 111A och 111B, men med så pass liten spalt att ångutsläppet genom upptagningarna i sammanhanget kan försummas. Överlockets 106 storlek, dvs. dess diameter, kan givetvis varieras och därvid anpassas i motsvarande grad till diametern hos ringen 102.

Claims (4)

FLöFoo1 Patentkrav.

1. Anordning för att undvika överkokning hos en kombination av kokkärl (1A, 101A) med lock (1, 101) vid matlagning, k ä n n e t e c k n a d a v en vid locket (1, 101) anordnad öppningsmekanism (30, 130) för reglerad manövrering av ett med en öppning (4, 102A) hos locket (1, 101) samverkande öppningsparti (3, 106) hos locket (1, 101) vid uppnående av temperaturer nära kokpunkten i kokkärlet, vilken öppningsmekanism (30, 130) innefattar en termostat (16, 104) med en reglerkolv (22, 105) och av den typ som har en kolven (22, 105) påverkande, inbyggd svällkropp, vars volym är beroende av temperaturen hos termostatens omgivning, varvid termostaten är anordnad att via reglerkolven (22, 105), vid temperaturer som närmar sig kokpunkten, sträva att bringa öppningsmekanismen (30, 130) att reglerat föra öppningspartiet (3, 106) mot ett öppet läge, samt en fjäder (14, 113), vilken är anordnad att i motverkan med termostaten (16, 104) sträva att föra öppningsmekanismen (30, 130) och öppningspartiet (3, 106) mot stängt läge hos öppningen (4, 102A) vid minskande tempefatüf.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä ra v att öppningsmekanismen (30) innefattar en ledat infäst hävarm (13) för öppning av öppningspartiet (3) samt att hävarmen (13) är anordnad att samverka med termostaten (16) och fjädern (14) för reglerad öppning av öppningspartiet (3).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att hävarmen är anordnad att samverka med en lyfthake (10) hos öppningspartiet (3) och uppvisar ett första stegparti (17) med två ändkontaktpunkter (27, 28) som är anordnade att växelvis vid olika öppningsgrad hos öppningsmekanismen (30) samverka med lyfthaken (10).

4. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä ra v att termostaten (104) mekaniskt arbetar i direkt motverkan till fjädern (113) med öppningspartiet (106) förskjutbart monterat mellan termostaten (104) och fjädern (113).