破泡结构、蒸汽阀、盖体总成和烹饪器具的制作方法

专利2022-05-09  1



1.本发明涉及烹饪器具技术领域,具体而言,涉及一种破泡结构、包括该破泡结构的蒸汽阀、包括该蒸汽阀的盖体总成和包括该盖体总成的烹饪器具。


背景技术:

2.目前,电饭煲、电压力锅等烹饪器具一般都是利用平滑上盖加拦截格栅的组合形式作为破泡结构。气泡和水蒸汽按照拦截格栅的路径前行,使气泡与拦截格栅的接触面积和接触几率大大增加,以此来达到破泡防溢的效果。但是,气泡在逸出过程中,会紧贴上盖前行,而拦截格栅与上盖之间存在间隙,导致拦截格栅的效果不能充分发挥,致使破泡防溢效果有待提高。


技术实现要素:

3.为了解决上述技术问题至少之一,本发明的一个目的在于提供一种破泡结构。
4.本发明的另一个目的在于提供一种包括上述破泡结构的蒸汽阀。
5.本发明的又一个目的在于提供一种包括上述蒸汽阀的盖体总成。
6.本发明的再一个目的在于提供一种包括上述盖体总成的烹饪器具。
7.本发明的再一个目的在于提供一种包括上述破泡结构的烹饪器具。
8.为了实现上述目的,本发明第一方面的技术方案提供了一种破泡结构,包括:本体,所述本体上设有第一结构和第二结构,所述第二结构设在所述第一结构的周围或两侧,并与所述第一结构配合形成破泡区;其中,所述第一结构为条状结构,所述破泡区沿第一方向的水接触角小于所述破泡区沿第二方向的水接触角,所述第一方向为所述第一结构的延伸方向,所述第二方向为由所述第一结构指向所述第二结构的方向。
9.本发明第一方面的技术方案提供的破泡结构,其本体上设有由第一结构与第二结构配合形成的破泡区,并且由于第一结构与第二结构的配合作用,破泡区的两个方向具有不同的亲疏水性能,利用亲疏水性能的差异能够造成气泡沿着第一方向延伸扩展,使得气泡的长径比变大,最终导致气泡失衡破裂,达到破泡防溢的效果。相较于现有技术中的拦截格栅,破泡区设在本体上,不存在与本体之间具有间隙的问题,从而保证了破泡区能够充分发挥作用,对紧贴本体前行的气泡进行高效处理,进而实现较为理想的破泡防溢效果。同时,破泡区相较于拦截格栅,有利于简化本体的结构,有利于减小产品的体积,有利于降低产品的重量,也有利于降低产品成本。
10.另外,本发明提供的上述技术方案中的破泡结构还可以具有如下附加技术特征:
11.在上述技术方案中,所述本体上设有光栅结构,所述光栅结构包括多个纹路,所述多个纹路包括交错分布的凹陷纹路和凸起纹路,以使所述光栅结构沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角大于所述光栅结构沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角;所述凹陷纹路形成所述第一结构,所述凸起纹路形成所述第二结构,所述第一方向平行于所述纹路的延伸方向,所述第二方向垂直于所述纹路的延伸方向。
12.光栅结构包括多个纹路,多个纹路包括交错分布的凹陷纹路和凸起纹路,使得本体接触蒸汽的表面的微观结构在沿平行于光栅结构的纹路的延伸方向上较为平滑,而在垂直于光栅结构的纹路的延伸方向上则凹凸起伏。记垂直于光栅结构的纹路的延伸方向为y方向,平行于光栅结构的纹路的延伸方向为x方向,则凹陷纹路和凸起纹路都沿x方向延伸,而凹陷纹路和凸起纹路沿y方向交错分布。由于微观结构的影响,光栅结构在y方向的水接触角大于x方向的水接触角,因而光栅结构在x方向和y方向具有不同的亲疏水性能,且x方向的亲水性要远优于y方向,这样气泡会沿着x方向快速扩展,由原始的球形气泡变为柱形气泡。相较于原始的球形气泡,柱形气泡局部曲率很大,远大于球形气泡的均匀曲率;同时相对于原始球形气泡,柱形气泡的体积更大,造成气泡内外的压强差大于原始球形气泡内外的压强差,在形状和压强差的综合作用下,气泡极易破裂,最终达到破泡防溢的效果。
13.另外,沿x方向延伸的凹陷纹路相当于排水渠,能够帮助气泡沿x方向迅速扩展,而沿x方向延伸的凸起纹路则相当于水坝,会阻碍气泡沿y方向扩展。这样,当气泡的液膜接触到光栅结构时,会沿着x方向迅速扩展,而y方向受到凸起纹路的限制无法扩展,造成气泡在x方向和y方向的长度比值变大,形状由原始的球形气泡扩展变为柱形气泡。由于气泡的稳定性因素有四类:温度、压强差、表面张力系数、形状(局部曲率)。本方案运用光栅的亲疏水结构改变了气泡的形状,破坏了气泡的稳定性,使得气泡在压强差和形状两个因素的综合作用下失稳破裂,从而达成破泡防溢的效果。
14.因此,对于光栅结构形成的破泡区而言,第一方向即为x方向,第二方向即为y方向。相应地,凹陷纹路和凸起温度对应第一结构和第二结构。
15.在上述技术方案中,所述凹陷纹路的顶壁与所述凸起纹路的底壁之间的间距在5μm至100μm的范围内。
16.将凹陷纹路的顶壁与凸起纹路的底壁之间的间距限定在5μm至100μm的范围内,既能够避免间距过小导致凸起纹路阻碍气泡沿y方向扩展的作用减弱,又能够避免间距过大导致本体局部过薄而影响破泡结构的强度,同时还能够避免间距过大导致凹陷纹路过深致使凹陷纹路内部的空气增加而减少柱形气泡的形成进而降低破泡的效果。
17.其中,凹陷纹路的顶壁指的是:以破泡结构的本体装配在烹饪器具的烹饪腔的开口处且处于盖合状态的情况下,凹陷纹路的上表面;凸起纹路的底壁指的是:以破泡结构的本体装配在烹饪器具的烹饪腔的开口处且处于盖合状态的情况下,凸起纹路的下表面。
18.在上述任一技术方案中,所述凹陷纹路的横截面呈长方形,所述长方形的长边沿所述凹陷纹路的深度方向延伸;或者,所述凹陷纹路的横截面呈正梯形,所述正梯形的下底沿所述凹陷纹路的宽度方向延伸且位于所述凹陷纹路的底部;或者,所述凹陷纹路的横截面呈倒梯形,所述倒梯形的下底沿所述凹陷纹路的宽度方向延伸且位于所述凹陷纹路的顶部;或者,所述凹陷纹路的横截面呈曲线形,所述曲线形的曲率半径大于3mm。
19.凹陷纹路的横截面呈长方形,且该长方形的长边沿凹陷纹路的深度方向延伸,即:以蒸汽阀装配在烹饪器具的锅盖上且锅盖处于盖合状态的情况下,凹陷纹路的横截面为竖直的长方形结构,这使得凸起纹路相对较高,有利于提高阻碍气泡沿y方向扩展的作用,且结构较为规整,便于加工成型。
20.凹陷纹路的横截面呈正梯形,正梯形的下底沿凹陷纹路的宽度方向延伸且位于凹陷纹路的底部,即:以蒸汽阀装配在烹饪器具的锅盖上且锅盖处于盖合状态的情况下,凹陷
纹路的横截面呈上窄下宽的正梯形结构,这使得凹陷纹路的入口相对较宽,有利于气泡沿着凹陷纹路快速扩展。
21.凹陷纹路的横截面呈倒梯形,倒梯形的下底沿凹陷纹路的宽度方向延伸且位于凹陷纹路的顶部,即:以蒸汽阀装配在烹饪器具的锅盖上且锅盖处于盖合状态的情况下,凹陷纹路的横截面呈上宽下窄的倒梯形结构,这使得凹陷纹路的入口相对较窄,能够对气泡起到挤压作用,也有利于提高破泡效果。
22.凹陷纹路的横截面呈曲线形,且曲线形的曲率半径大于3mm,有利于增加气泡的曲率半径,进而有利于提高破泡效果。
23.在上述任一技术方案中,所述光栅结构通过激光刻蚀的方式加工。
24.光栅结构采用激光蚀刻的方式加工,激光光源聚焦点非常小,其直径可达微米级甚至纳米级,并且单位面积上的能量高,可根据需要刻蚀所需尺寸的光栅结构,如微米级的光栅结构,且便于批量化生产。
25.在上述技术方案中,所述第一结构为亲水涂层,所述第二结构为疏水涂层。
26.第一结构采用亲水涂层的形式,第二结构采用疏水涂层的形式,则气泡会沿着亲水涂层延伸扩展,直至失稳破裂,从而起到破泡防溢效果。
27.在上述任一技术方案中,所述破泡区沿所述第一方向的水接触角小于等于90
°
;和/或所述破泡区沿所述第二方向的水接触角大于90
°
;和/或所述破泡区沿所述第二方向的水接触角与所述破泡区沿所述第一方向的水接触角的差值大于50
°

28.破泡区沿第二方向的水接触角大于90
°
,则破泡区在第二方向具有疏水性能,能够有效防止气泡沿着第二方向扩展。对于采用光栅结构形成破泡区的方案而言,相当于光栅结构沿垂直于其纹路的延伸方向(即y方向)的水接触角大于90
°
,则光栅结构在y方向具有疏水性能,能够有效防止气泡沿着y方向扩展。
29.破泡区沿第一方向的水接触角小于等于90
°
,则破泡区在第一方向具有亲水性能,能够有效促进气泡沿着第一方向扩展。对于采用光栅结构形成破泡区的方案而言,相当于光栅结构沿平行于其纹路的延伸方向(即x方向)的水接触角小于90
°
,则光栅结构在x方向具有亲水性能,能够有效促进气泡沿着x方向扩展。
30.经过研究发现,破泡区沿第二方向的水接触角与破泡区沿第一方向的水接触角的差值(对于采用光栅结构形成破泡区的方案而言,相当于光栅结构沿平行于其纹路的宽度方向的水接触角与光栅结构沿平行于其纹路的长度方向的水接触角的差值)大于50
°
,如55
°
、70
°
、90
°
、120
°
等,能够造成气泡的长径比大于等于3,而气泡的长径比大于等于3时,会造成液膜的表面积变大从而造成某些区域过薄,更易失稳破裂,达到优秀的破泡防溢效果,因而有利于进一步提高产品的破泡防溢效果。
31.在上述任一技术方案中,所述第一结构沿所述第二方向的宽度在10μm至300μm的范围内;和/或,所述第二结构沿所述第二方向的宽度的宽度在10μm至300μm的范围内。
32.将第一结构沿第二方向的宽度限定在10μm至300μm的范围内,既有利于避免因第一结构过窄导致气泡扩展速度减慢而影响破泡效率的情况发生,又有利于避免因第一结构过宽导致气泡变形后的长径比偏小而影响破泡效率的情况发生。对于第一结构为凹陷纹路的方案,既有利于避免因凹陷纹路过窄导致气泡扩展速度减慢而影响破泡效率的情况发生,又有利于避免因凹陷纹路过宽导致气泡变形后的长径比偏小而影响破泡效率的情况发
生,同时还有利于避免因凹陷纹路过宽致使凹陷纹路内部的空气增加而减少柱形气泡的形成进而降低破泡的效果。
33.将第二结构沿第二方向的宽度限定在10μm至300μm的范围内,既有利于避免因第二结构过窄导致阻碍气泡沿y方向扩展的作用减弱,又有利于避免因第二结构过宽导致第一结构过少而影响破泡效率的情况发生。对于第二结构为凸起纹路的方案,既有利于避免因凸起纹路过窄导致阻碍气泡沿y方向扩展的作用减弱,又有利于避免因凸起纹路过宽导致凹陷纹路过少而影响破泡效率的情况发生。
34.在上述任一技术方案中,所述第一结构与所述第二结构沿所述第二方向交错分布;所述破泡区沿所述第一方向的尺寸大于等于10mm;和/或所述破泡区沿所述第二方向的尺寸大于等于10mm。
35.第一结构与第二结构沿第二方向交错分布,有利于增加破泡区的范围,从而提高破泡效率。将破泡区沿第二方向的尺寸限定在大于等于10mm的范围内,能够保证破泡区的范围相对较大,能够对未一次完成破泡的气泡进行多次破泡,且能够保证较多的气泡完成破泡,因而有利于提高破泡区的破泡效率。将破泡区沿第一方向的尺寸限定在大于等于10mm的范围内,能够保证气泡沿着第一方向充分扩展,进而失稳破裂,有利于提高破泡区的破泡效果。
36.在上述任一技术方案中,所述本体设有蒸汽流动面和供蒸汽流出的出气口,所述出气口贯穿所述蒸汽流动面,所述第一结构和所述第二结构设在所述蒸汽流动面上。
37.本体上设有蒸汽流动面,则在压强的作用下蒸汽会携带着气泡沿着蒸汽流动面流动。由于第一结构和第二结构设在蒸汽流动面上,因而破泡区也位于蒸汽流动面上,便于气泡在蒸汽流动面上流动的过程中与第一结构、第二结构充分作用,实现动态破泡,延长破泡时间,增加破泡范围,进而提高破泡防溢效果。当然,本体也可以不设置蒸汽流动面,用于静态破泡。
38.在上述技术方案中,所述本体设有供蒸汽流入的入气口,所述入气口与所述出气口错开设置。
39.入气口与出气口错开设置,有利于延长蒸汽及气泡的流动路径,进而提高破泡防溢效果。
40.在上述技术方案中,所述入气口呈圆形;和/或所述出气口呈长条形,且所述出气口的延伸方向平行于所述第一方向;和/或所述入气口与所述出气口的中心连线形成蒸汽流动路径,所述蒸汽流动路径的延伸方向与所述第一方向之间的夹角大于等于45
°
且小于等于90
°

41.入气口呈圆形,结构较为规整,便于加工成型。
42.出气口呈长条形,且出气口的延伸方向平行于第一方向,则气泡沿第一方向延伸扩展失稳破裂后,会从第一结构的两端向两侧流出,而不易进入出气口溢出,从而进一步提高破泡结构的防溢效果。
43.蒸汽流动路径的延伸方向为蒸汽的流动方向,第一方向为气泡在破泡区内延伸扩展的方向。因此,将蒸汽流动路径的延伸方向与第一方向之间的夹角限定在大于等于45
°
且小于等于90
°
的范围内,使得气泡的延伸扩展方向与蒸汽的流动方向之间的夹角较大,有利于防止气泡破裂后产生的液体随着蒸汽流向出气口而溢出,进而提高破泡防溢效果。其中,
由于出气口和入气口的尺寸相对较大,因而蒸汽流动路径指的是出气口的中心与入气口的中心的连线。进一步地,无论第一结构呈直线形还是曲线形,第一结构的延伸方向(即:第一方向或者x方向)与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角都在该范围内。对于第一结构呈曲线形的方案,第一方向与蒸汽流动路径的延伸方向指的是曲线上各个点的切线与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角,即:曲线上各个点的切线与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角都在45
°
至90
°
的范围内。
44.在上述任一技术方案中,所述破泡结构为塑料件、金属件或陶瓷件;和/或所述第一结构为直线形条状结构或者曲线形条状结构。
45.破泡结构可以采用塑料件,成本相对较低,且便于通过激光蚀刻的方式制备光栅结构,有利于降低产品成本。破泡结构也可以采用金属件,强度较高,便于通过激光蚀刻、化学蚀刻等方式制备光栅结构。破泡结构也可以采用陶瓷件,强度较高,也能通过激光蚀刻的方式来制备光栅结构。
46.第一结构采用直线形条状结构,结构简单规整,便于加工成型。第一结构采用曲线形条状结构,有利于延长第一结构的长度,能够保证气泡沿着第一方向充分扩展,进而失稳破裂,有利于提高破泡区的破泡效果。
47.本发明第二方面的技术方案提供了一种蒸汽阀,包括:如第一方面技术方案中任一项所述的破泡结构,所述破泡结构形成所述蒸汽阀的阀盖;阀座,与所述阀盖相连。
48.本发明第二方面的技术方案提供的蒸汽阀,因包括第一方面技术方案中任一项所述的破泡结构,因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
49.在上述技术方案中,所述蒸汽阀还包括:拦截格栅,与所述阀座和/或所述阀盖相连,所述拦截格栅设有蒸汽通道,所述蒸汽通道与所述蒸汽阀的出气口连通。
50.蒸汽阀还包括拦截格栅,拦截格栅与阀座和/或阀盖相连,保证其位置的稳定性。拦截格栅设有蒸汽通道,且沿蒸汽的流动方向,蒸汽通道位于出气口的上游侧,因而蒸汽和气泡在流动过程中会经过蒸汽通道,与拦截格栅充分接触,也能够起到破泡效果。如此,蒸汽阀具备拦截格栅和光栅结构双重破泡结构,从而进一步提高了破泡防溢效果。
51.在上述技术方案中,所述蒸汽通道的内壁面设有所述破泡结构的破泡区。
52.蒸汽通道的内壁面也设有破泡区,能够显著增强拦截格栅的破泡效果,从而进一步提高蒸汽阀的破泡防溢效果。
53.本发明第三方面的技术方案提供了一种盖体总成,包括:上盖;和如第二方面技术方案中任一项所述的蒸汽阀,安装在所述锅盖上。
54.本发明第三方面的技术方案提供的盖体总成,因包括第二方面技术方案所述的蒸汽阀,因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
55.本发明第四方面的技术方案提供了一种烹饪器具,包括:腔体总成,所述腔体总成设有烹饪腔;和如第三方面的技术方案所述的盖体总成,被配置为适于盖设在所述腔体总成上。
56.本发明第四方面的技术方案提供的烹饪器具,因包括第三方面技术方案所述的盖体总成,因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
57.本发明第五方面的技术方案提供了一种烹饪器具,包括:包括:腔体总成,所述腔体总成设有烹饪腔;和如第一方面的技术方案所述的破泡结构,所述破泡结构的本体被配
置为适于盖设在所述腔体总成上。
58.本发明第五方面的技术方案提供的烹饪器具,因包括第一方面技术方案所述的破泡结构,因而具有上述第一方面的技术方案所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
59.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
60.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
61.图1示意了本发明一些实施例所述的破泡结构的仰视结构示意图;
62.图2示意了本发明一些实施例所述的破泡结构的剖面示意图;
63.图3示意了本发明一些实施例所述的破泡区的仰视示意图;
64.图4示意了本发明一些实施例所述的破泡结构的局部剖面示意图;
65.图5是图4中a部的放大结构示意图;
66.图6示意了本发明一些实施例所述的破泡结构的原理示意图;
67.图7示意了气泡扩展后的形态示意图;
68.图8示意了测量气泡在x方向的水接触角的示意图;
69.图9示意了测量气泡在y方向的水接触角的示意图;
70.图10示意了本发明一些实施例所述的蒸汽阀的示意框图;
71.图11示意了本发明一些实施例所述的盖体总成的示意框图;
72.图12示意了本发明一些实施例所述的烹饪器具的示意框图;
73.图13示意了本发明另一些实施例所述的烹饪器具的示意框图。
74.其中,图1至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
75.1破泡结构,10本体,11出气口,12蒸汽流动面,13光栅结构,131凹陷纹路,1311顶壁,132凸起纹路,1321底壁,14入气口,15前进路径,16第一结构,17第二结构,18破泡区。
具体实施方式
76.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
77.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
78.下面参照图1至图13描述根据本发明一些实施例所述的蒸汽阀及其破泡结构、本体总成和烹饪器具。
79.本发明第一方面的实施例提供的破泡结构1,包括:本体10。
80.具体地,本体10上设有第一结构16和第二结构17,第二结构17设在第一结构16的周围或两侧,并与第一结构16配合形成破泡区18。
81.其中,第一结构16为条状结构,破泡区18沿第一方向的水接触角小于破泡区18沿
第二方向的水接触角,第一方向为第一结构16的延伸方向,第二方向为由第一结构16指向第二结构17的方向。
82.本发明第一方面的技术方案提供的破泡结构1,其本体10上设有由第一结构16与第二结构17配合形成的破泡区18,并且由于第一结构16与第二结构17的配合作用,破泡区18的两个方向具有不同的亲疏水性能,利用亲疏水性能的差异能够造成气泡沿着第一方向延伸扩展,使得气泡的长径比变大,最终导致气泡失衡破裂,达到破泡防溢的效果。
83.相较于现有技术中的拦截格栅,破泡区18设在本体10上,不存在与本体10之间具有间隙的问题,从而保证了破泡区18能够充分发挥作用,对紧贴本体10前行的气泡进行高效处理,进而实现较为理想的破泡防溢效果。同时,破泡区18相较于拦截格栅,有利于简化本体10的结构,有利于减小产品的体积,有利于降低产品的重量,也有利于降低产品成本。
84.在本发明的一些实施例中,本体10上设有光栅结构13,光栅结构13包括多个纹路,如图3和图4所示,多个纹路包括交错分布的凹陷纹路131和凸起纹路132,以使光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角β大于光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角α。
85.其中,凹陷纹路形成第一结构16,凸起纹路形成第二结构17,第一方向平行于纹路的延伸方向,第二方向垂直于纹路的延伸方向。
86.光栅结构13包括多个纹路,多个纹路包括交错分布的凹陷纹路131和凸起纹路132,如图4所示,使得本体接触蒸汽的表面的微观结构在沿平行于光栅结构13的纹路的延伸方向上较为平滑,而在垂直于光栅结构13的纹路的延伸方向上则凹凸起伏,如图4所示。如图3所示,记平行于光栅结构13的纹路的延伸方向为y方向,平行于光栅结构13的纹路的延伸方向为x方向,则凹陷纹路131和凸起纹路132都沿x方向延伸,而凹陷纹路131和凸起纹路132沿y方向交错分布。由于微观结构的影响,光栅结构13在y方向的水接触角β大于x方向的水接触角α,因而光栅结构13在x方向和y方向具有不同的亲疏水性能,且x方向的亲水性要远优于y方向,这样气泡会沿着x方向快速扩展,由原始的球形气泡变为柱形气泡(如图7所示)。相较于原始的球形气泡,柱形气泡局部曲率很大,远大于球形气泡的均匀曲率;同时相对于原始球形气泡,柱形气泡的体积更大,造成气泡内外的压强差大于原始球形气泡内外的压强差,在形状和压强差的综合作用下,气泡极易破裂,最终达到破泡防溢的效果。
87.另外,沿x方向延伸的凹陷纹路131相当于排水渠,能够帮助气泡沿x方向迅速扩展,而沿x方向延伸的凸起纹路132则相当于水坝,会阻碍气泡沿y方向扩展。这样,当气泡的液膜接触到光栅结构13时,会沿着x方向迅速扩展,而y方向受到凸起纹路132的限制无法扩展,造成气泡在x方向和y方向的长度比值变大,形状由原始的球形气泡扩展变为柱形气泡。由于气泡的稳定性因素有四类:温度、压强差、表面张力系数、形状(局部曲率)。本方案运用光栅的亲疏水结构改变了气泡的形状,破坏了气泡的稳定性,使得气泡在压强差和形状两个因素的综合作用下失稳破裂,从而达成破泡防溢的效果。
88.因此,对于光栅结构13形成的破泡区18而言,第一方向即为x方向,第二方向即为y方向。
89.值得说明的是,亲疏水性能一般与两个因素有关:一是材料的表面能;二是材料的微观结构。本申请通过设置光栅结构13改变了蒸汽流动面12的微观结构,实现了蒸汽流动面12在x方向和y方向具有不同的亲疏水性能。这里的光栅结构13,指得是对蒸汽流动面12
进行加工,使蒸汽流动面12在微观上具有多个凹陷纹路131和多个凸起纹路132,且凹陷纹路131与凸起纹路132相互交错分布。
90.进一步地,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角β大于90
°
,如图9所示。
91.光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向(即y方向、第二方向)的水接触角大于90
°
,则光栅结构13在y方向具有疏水性能,能够有效防止气泡沿着y方向扩展。
92.进一步地,光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角α小于90
°
,如图8所示。
93.光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向(即x方向、第一方向)的水接触角小于90
°
,则光栅结构13在x方向具有亲水性能,能够有效促进气泡沿着x方向扩展。
94.进一步地,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角β与光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角α的差值大于50
°

95.经过研究发现,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角与光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角的差值大于50
°
,即:β-α≥50
°
,如55
°
、70
°
、90
°
、120
°
等,能够造成气泡的长径比大于等于3,而气泡的长径比大于等于3时,会造成液膜的表面积变大从而造成某些区域过薄,更易失稳破裂,达到优秀的破泡防溢效果,因而有利于进一步提高产品的破泡防溢效果。
96.经过试验得到,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角与光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角的差值分别为10
°
、30
°
、50
°
、70
°
、90
°
、120
°
时,气泡的长径比分别为1.1、1.8、3、3.7、5.3、7。换言之,当β-α=10
°
时,气泡的长径比为1.1:1;当β-α=30
°
时,气泡的长径比为1.8:1;当β-α=50
°
时,气泡的长径比为3:1;当β-α=70
°
时,气泡的长径比为3.7:1;当β-α=90
°
时,气泡的长径比为5.3:1;当β-α=120
°
时,气泡的长径比为7:1,且气泡瞬间破掉。由此可知,当β-α≥50
°
时,能够造成气泡的长径比大于等于3,破泡防溢效果更好。
97.当然,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角与光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角的差值也可以小于或等于50
°

98.进一步地,凹陷纹路131的宽度w1在10μm至300μm的范围内,如图5所示。
99.将凹陷纹路131的宽度限定在10μm至300μm的范围内,如10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm等,既有利于避免因凹陷纹路131过窄导致气泡扩展速度减慢而影响破泡效率的情况发生,又有利于避免因凹陷纹路131过宽导致气泡变形后的长径比偏小而影响破泡效率的情况发生,同时还有利于避免因凹陷纹路131过宽致使凹陷纹路131内部的空气增加而减少柱形气泡的形成进而降低破泡的效果。
100.当然,凹陷纹路131的宽度不局限在10μm至300μm的范围内,在实际生产过程中可以根据需要进行调整。
101.进一步地,凸起纹路132的宽度w2在10μm至300μm的范围内,如图5所示。
102.将凸起纹路132的宽度限定在10μm至300μm的范围内,如10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm等,既有利于避免因凸起纹路132过窄导致阻碍气泡沿y方向扩展的作用减弱,又有利于避免因凸起纹路132过宽导致凹陷纹路131过少而影响破泡效率的情况发生。
103.当然,凸起纹路132的宽度不局限在10μm至300μm的范围内,在实际生产过程中可以根据需要进行调整。
104.具体地,凹陷纹路131的顶壁1311与凸起纹路132的底壁1321之间的间距h在5μm至100μm的范围内,如图5所示。
105.将凹陷纹路131的顶壁1311与凸起纹路132的底壁1321之间的间距限定在5μm至100μm的范围内,如5μm、10μm、30μm、50μm、70μm、90μm、100μm等,既能够避免间距过小导致凸起纹路132阻碍气泡沿y方向扩展的作用减弱,又能够避免间距过大导致本体10局部过薄而影响破泡结构1的强度,同时还能够避免间距过大导致凹陷纹路131过深致使凹陷纹路131内部的空气增加而减少柱形气泡的形成进而降低破泡的效果。
106.当然,凹陷纹路131的顶壁1311与凸起纹路132的底壁1321之间的间距不局限在5μm至100μm的范围内,在实际生产过程中可以根据需要进行调整。
107.其中,凹陷纹路131的顶壁1311指的是:以破泡结构的本体10装配在烹饪器具的烹饪腔的开口处且处于盖合状态的情况下,凹陷纹路131的上表面,如图5所示;凸起纹路132的底壁1321指的是:以破泡结构的本体装配在烹饪器具的烹饪腔的开口处且处于盖合状态的情况下,凸起纹路132的下表面,如图5所示。
108.进一步地,如图3所示,光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的尺寸l1大于等于10mm。
109.将光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的尺寸限定在大于等于10mm的范围内,如10mm、20mm、30mm、40mm、50mm等,能够保证气泡沿着x方向充分扩展,进而失稳破裂,有利于提高光栅结构13的破泡效果。
110.当然,光栅结构13沿平行于其纹路的延伸方向的尺寸l1不局限于上述范围,在实际生产过程中也可以根据需要调整为小于10mm,如9mm、8mm等。
111.进一步地,如图3所示,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的尺寸l2大于等于10mm。
112.将光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的尺寸限定在大于等于10mm的范围内,如10mm、20mm、30mm、40mm、50mm等,能够保证光栅结构13的范围相对较大,能够对未一次完成破泡的气泡进行多次破泡,且能够保证较多的气泡完成破泡,因而有利于提高光栅结构13的破泡效率。
113.当然,光栅结构13沿垂直于其纹路的延伸方向的尺寸l2不局限于上述范围,在实际生产过程中也可以根据需要调整为小于10mm,如9mm、8mm等。
114.在本发明的一个实施例中,凹陷纹路131的横截面呈长方形,如图4所示,长方形的长边沿凹陷纹路131的深度方向延伸。
115.凹陷纹路131的横截面呈长方形,且该长方形的长边沿凹陷纹路131的深度方向延伸,即:以蒸汽阀装配在烹饪器具的锅盖上且锅盖处于盖合状态的情况下,凹陷纹路131的横截面为竖直的长方形结构,这使得凸起纹路132相对较高,有利于提高阻碍气泡沿y方向扩展的作用,且结构较为规整,便于加工成型。
116.当然,长方形的短边也可以沿凹陷纹路131的深度方向延伸;或者凹陷纹路131的横截面呈正方形。
117.在本发明的另一个实施例中,凹陷纹路131的横截面呈正梯形,正梯形的下底沿凹
陷纹路131的宽度方向延伸且位于凹陷纹路131的底部。
118.凹陷纹路131的横截面呈正梯形,正梯形的下底沿凹陷纹路131的宽度方向延伸且位于凹陷纹路131的底部,即:以蒸汽阀装配在烹饪器具的锅盖上且锅盖处于盖合状态的情况下,凹陷纹路131的横截面呈上窄下宽的正梯形结构,这使得凹陷纹路131的入口相对较宽,有利于气泡沿着凹陷纹路131快速扩展。
119.在本发明的又一个实施例中,凹陷纹路131的横截面呈倒梯形,倒梯形的下底沿凹陷纹路131的宽度方向延伸且位于凹陷纹路131的顶部。
120.凹陷纹路131的横截面呈倒梯形,倒梯形的下底沿凹陷纹路131的宽度方向延伸且位于凹陷纹路131的顶部,即:以蒸汽阀装配在烹饪器具的锅盖上且锅盖处于盖合状态的情况下,凹陷纹路131的横截面呈上宽下窄的倒梯形结构,这使得凹陷纹路131的入口相对较窄,能够对气泡起到挤压作用,也有利于提高破泡效果。
121.在本发明的再一个实施例中,凹陷纹路131的横截面呈曲线形,曲线形的曲率半径大于3mm。
122.凹陷纹路131的横截面呈曲线形,且曲线形的曲率半径大于3mm,有利于增加气泡的曲率半径,进而有利于提高破泡效果。
123.比如:曲线形为均匀的圆弧形,则该圆弧形的半径大于3mm即可;曲线形不是均匀的圆弧形,则其最小曲率半径需大于3mm。当然,曲线形的曲率半径不局限于上述范围,也可以小于或等于3mm,在实际生产过程中可以根据需要进行调整。
124.进一步地,凹陷纹路131的横截面不局限于上述形状,也可以为三角形、五边形或者其他形状,在实际生产过程中可以根据需要进行调整。
125.可以理解的是,凹陷纹路131的横截面,指的是沿垂直于凹陷纹路131的长度方向的截面,如图4和图5所示。
126.具体地,光栅结构13通过激光刻蚀的方式加工。
127.光栅结构13采用激光蚀刻的方式加工,激光光源聚焦点非常小,其直径可达微米级甚至纳米级,并且单位面积上的能量高,可根据需要刻蚀所需尺寸的光栅结构13,如微米级的光栅结构13,且便于批量化生产。
128.具体地,激光光源可以为但不局限于飞秒激光、皮秒激光、纳秒激光等。用于表征光栅结构13的微观深度、曲率等所使用的仪器为:基恩士vk-x100系列的形状测量激光显微系统,当然也可使用具有同功能、且最小分辨曲率半径大于1mm的仪器测量。用于表征水接触角所使用的仪器为:百欧林theta flex型号的光学接触角测量仪,当然也可使用具有同功能的仪器测量均可。
129.当然,光栅结构13也可以采用其他方式加工,如化学蚀刻、曝光法等。
130.在本发明的另一些实施例中,如图3所示,第一结构16为亲水涂层,第二结构17为疏水涂层。
131.第一结构16采用亲水涂层的形式,第二结构17采用疏水涂层的形式,则气泡会沿着亲水涂层延伸扩展,直至失稳破裂,从而起到破泡防溢效果。
132.进一步地,破泡区18沿第一方向的水接触角小于等于90
°
,破泡区18沿第二方向的水接触角大于90
°
,且破泡区18沿第二方向的水接触角与破泡区18与破泡区18沿第一方向的水接触角的差值大于50
°

133.破泡区18沿第二方向的水接触角大于90
°
,则破泡区18在第二方向具有疏水性能,能够有效防止气泡沿着第二方向扩展。
134.破泡区18沿第一方向的水接触角小于等于90
°
,则破泡区18在第一方向具有亲水性能,能够有效促进气泡沿着第一方向扩展。
135.经过研究发现,破泡区18沿第二方向的水接触角与破泡区18沿第一方向的水接触角的差值大于50
°
,如55
°
、70
°
、90
°
、120
°
等,能够造成气泡的长径比大于等于3,而气泡的长径比大于等于3时,会造成液膜的表面积变大从而造成某些区域过薄,更易失稳破裂,达到优秀的破泡防溢效果,因而有利于进一步提高产品的破泡防溢效果。
136.进一步地,第一结构16沿第二方向的宽度在10μm至300μm的范围内,第二结构17沿第二方向的宽度的宽度在10μm至300μm的范围内。
137.将第一结构16沿第二方向的宽度限定在10μm至300μm的范围内,既有利于避免因第一结构16过窄导致气泡扩展速度减慢而影响破泡效率的情况发生,又有利于避免因第一结构16过宽导致气泡变形后的长径比偏小而影响破泡效率的情况发生。
138.将第二结构17沿第二方向的宽度限定在10μm至300μm的范围内,既有利于避免因第二结构17过窄导致阻碍气泡沿y方向扩展的作用减弱,又有利于避免因第二结构17过宽导致第一结构16过少而影响破泡效率的情况发生。
139.进一步地,第一结构16与第二结构17沿第二方向交错分布;破泡区18沿第一方向的尺寸大于等于10mm,破泡区18沿第二方向的尺寸大于等于10mm。
140.第一结构16与第二结构17沿第二方向交错分布,有利于增加破泡区18的范围,从而提高破泡效率。将破泡区18沿第二方向的尺寸限定在大于等于10mm的范围内,能够保证破泡区18的范围相对较大,能够对未一次完成破泡的气泡进行多次破泡,且能够保证较多的气泡完成破泡,因而有利于提高破泡区18的破泡效率。将破泡区18沿第一方向的尺寸限定在大于等于10mm的范围内,能够保证气泡沿着第一方向充分扩展,进而失稳破裂,有利于提高破泡区18的破泡效果。
141.在上述任一实施例中,进一步地,本体10设有蒸汽流动面12和供蒸汽流出的出气口11,如图1和图2所示。出气口11贯穿蒸汽流动面12,第一结构16和第二结构17设在蒸汽流动面12上。
142.本体10上设有蒸汽流动面12,则在压强的作用下蒸汽会携带着气泡沿着蒸汽流动面12流动。由于第一结构16和第二结构17设在蒸汽流动面12上,因而破泡区18也位于蒸汽流动面12上,便于气泡在蒸汽流动面12上流动的过程中与第一结构16、第二结构17充分作用,实现动态破泡,延长破泡时间,增加破泡范围,进而提高破泡防溢效果。
143.当然,本体10也可以不设置蒸汽流动面12,用于静态破泡。
144.进一步地,本体10设有供蒸汽流入的入气口14,如图1所示。入气口14与出气口11错开设置,如图1所示。
145.本体10设有入气口14,入气口14与出气口11错开设置,有利于延长蒸汽及气泡的流动路径,进而提高破泡防溢效果。
146.在本发明的一个实施例中,入气口14呈圆形,如图1所示。
147.入气口14呈圆形,结构较为规整,便于加工成型。当然,入气口14的形状不局限于圆形,也可以为长条形、方形等形状。
148.在本发明的一个实施例中,出气口11呈长条形,如图1所示,且出气口11的延伸方向平行于第一方向。
149.出气口11呈长条形,且出气口11的延伸方向平行于第一方向(如光栅结构13的结构的纹路的延伸方向,也即是沿x方向延伸),这样出气口11与第一结构(如凹陷纹路131)相互平行,则气泡沿第一方向延伸扩展失稳破裂后,会从第一结构的两端向两侧流出,而不易进入出气口11溢出,从而进一步提高蒸汽阀的防溢效果。
150.当然,出气口11的形状不局限于长条形,也可以为圆形、方形等形状;且长条形的出气口11的延伸方向也不局限于第一方向,也可以与第一方向之间具有一定夹角。
151.在本发明的一个实施例中,第一结构16为直线形条状结构,如图3所示。
152.第一结构16采用直线形条状结构,结构简单规整,便于加工成型。
153.在本发明的另一个实施例中,第一结构16为曲线形条状结构。
154.第一结构16采用曲线形条状结构,有利于延长第一结构16的长度,能够保证气泡沿着第一方向充分扩展,进而失稳破裂,有利于提高破泡区18的破泡效果。
155.在本发明的一些实施例中,入气口14与出气口11的中心连线形成蒸汽流动路径(或者叫蒸汽的前进路径15),如图6所示。蒸汽流动路径的延伸方向与第一方向(或者叫第一结构16的延伸方向)之间的夹角大于等于45
°
且小于等于90
°

156.蒸汽流动路径的延伸方向为蒸汽的流动方向,第一方向为气泡在破泡区18内延伸扩展的方向。因此,将蒸汽流动路径的延伸方向与第一方向之间的夹角限定在大于等于45
°
且小于等于90
°
的范围内,使得气泡的延伸扩展方向与蒸汽的流动方向之间的夹角较大,有利于防止气泡破裂后产生的液体随着蒸汽流向出气口11而溢出,进而提高破泡防溢效果。
157.比如:图6示意了两种第一结构16。其中一种第一结构16(由实线示意)的延伸方向与蒸汽流动路径的延伸方向垂直,夹角为γ1。另一种第一结构16(由虚线示意)的延伸方向与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角γ2为45
°
。当第一结构16的延伸方向与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角γ满足:γ2≤γ≤γ1时,破泡结构1的破泡防溢效果较佳。
158.其中,由于出气口11和入气口14的尺寸相对较大,因而蒸汽流动路径指的是出气口11的中心与入气口14的中心的连线。
159.进一步地,无论第一结构16呈直线形还是曲线形,第一结构16的延伸方向(即:第一方向或者x方向)与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角都在该范围内。对于第一结构16呈曲线形的方案,第一方向与蒸汽流动路径的延伸方向指的是曲线上各个点的切线与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角,即:曲线上各个点的切线与蒸汽流动路径的延伸方向之间的夹角都在45
°
至90
°
的范围内。
160.在本发明的一个实施例中,蒸汽流动面12设在本体10的中央区域,出气口11和入气口14分别设在蒸汽流动面12的两侧,有利于增加蒸汽流动面12的面积,进而增加光栅结构13的覆盖区域以及蒸汽的流动路径,有利于进一步提高破泡效果。
161.在本发明的一个实施例中,破泡结构1为塑料件。
162.破泡结构1可以采用塑料件,成本相对较低,且便于通过激光蚀刻的方式制备光栅结构13,有利于降低产品成本。
163.在本发明的另一个实施例中,破泡结构1为金属件。
164.破泡结构1也可以采用金属件,强度较高,便于通过激光蚀刻、化学蚀刻等方式制
备光栅结构13。
165.在本发明的又一个实施例中,破泡结构1为陶瓷件。
166.破泡结构1也可以采用陶瓷件,强度较高,也能通过激光蚀刻的方式来制备光栅结构13。
167.本发明第二方面的实施例提供的蒸汽阀100,如图10所示,包括:如第一方面实施例中任一项的破泡结构1和阀座102。破泡结构1形成阀盖,阀座102与阀盖相连。
168.本发明第二方面的实施例提供的蒸汽阀100,因包括第一方面实施例中任一项的破泡结构1,因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
169.在本发明的一些实施例中,进一步地,蒸汽阀100还包括:拦截格栅。其中,拦截格栅与阀座102和/或阀盖相连,拦截格栅设有蒸汽通道,蒸汽通道与蒸汽阀100的出气口11连通。
170.蒸汽阀100还包括拦截格栅,拦截格栅与阀座102和/或阀盖相连,保证其位置的稳定性。拦截格栅设有蒸汽通道,且沿蒸汽的流动方向,蒸汽通道位于出气口11的上游侧,因而蒸汽和气泡在流动过程中会在压强的作用下经过蒸汽通道到达出气口11,与拦截格栅充分接触,也能够起到破泡效果。
171.如此,蒸汽阀100具备拦截格栅和光栅结构13双重破泡结构,从而进一步提高了破泡防溢效果。
172.比如:拦截格栅设在阀座102与破泡结构1之间,卡接在阀座102上,蒸汽通道呈螺旋形,以延长蒸汽和气泡的流动路径,提高破泡效果。
173.在本发明的一个实施例中,进一步地,蒸汽通道的内壁面设有破泡结构1的破泡区(如光栅结构13)。
174.蒸汽通道的内壁面也设有破泡区(如光栅结构13),能够显著增强拦截格栅的破泡效果,从而进一步提高蒸汽阀100的破泡防溢效果。
175.本发明第三方面的实施例提供的盖体总成200,如图11所示,包括:上盖202和如第二方面实施例中任一项的蒸汽阀100。其中,蒸汽阀100安装在上盖202上。
176.本发明第三方面的实施例提供的盖体总成200,因包括第二方面实施例的蒸汽阀100,因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
177.本发明第四方面的实施例提供的烹饪器具300,如图12所示,包括:腔体总成302和如第三方面的实施例的盖体总成200。其中,盖体总成200被配置为适于盖设在腔体总成302上。
178.本发明第四方面的实施例提供的烹饪器具300,因包括第三方面实施例的盖体总成200,因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
179.具体地,盖体总成200可以通过铰链连接的方式与腔体总成302转动连接。
180.在本发明的一些实施例中,烹饪器具300为电饭煲或电压力锅。
181.本发明第五方面的实施例提供了一种烹饪器具300,如图13所示,包括:腔体总成302和如第一方面的实施例所述的破泡结构1。其中,所述腔体总成302设有烹饪腔,所述破泡结构1的本体被配置为适于盖设在所述腔体总成302上。
182.本发明第五方面的实施例提供的烹饪器具300,因包括第一方面实施例所述的破泡结构1,因而具有上述第一方面的实施例所具有的一切有益效果,在此不再赘述。
183.具体地,所述烹饪器具300为豆浆机、普通锅具等。当然,烹饪器具300也可以为电蒸锅、电炖锅等结构。
184.下面以电饭煲为例进行详细介绍。
185.现有电饭煲的蒸汽阀100结构多使用塑料材质的平滑上盖202加拦截格栅组合的设计结构,这样使气泡和水蒸汽按照拦截格栅的路径在蒸汽阀100中前行,使气泡与拦截格栅的接触面积和接触几率大大增加,以此来达到破泡防溢的效果。但上述传统蒸汽阀100也有不足之处:1)气泡在蒸汽阀100中逸出过程中,会紧贴上盖202前行,拦截格栅与上盖202间存在配合间隙,拦截格栅的效果未能充分发挥,2)制造拦截格栅需增加成本。
186.本示例提供的解决方案是:在塑料材质的蒸汽阀上盖202(即破泡结构1)与气泡接触的平滑表面区域(即蒸汽流动面12),制造光栅纹路,利用其在横、竖两个方向(即x方向和y方向)上分别亲水、疏水的性能,使其代替拦截格栅达到使气泡破裂的防溢效果。
187.其工作原理为:气泡及水蒸气在蒸汽入气口14处上升,由于出气口11(即蒸汽吹口)与大气相连,根据气流从高压向低压处流动的原理,气泡将经过蒸汽阀上盖区域,在经过蒸汽阀100上盖面(即蒸汽流动面12)时因蒸汽阀100上盖面与气泡接触的表面接触横纵两方向亲疏水性能差异,实现气泡破裂仅剩水蒸气,水蒸气流向出气口11,最终在出气口11逸出。水蒸气和气泡的前进路径15是沿蒸汽阀100内部导通结构整体呈上升的。
188.在蒸汽阀100上盖面区域,使用激光刻蚀技术,制造出光栅结构13。光栅结构13位于蒸汽阀上盖202的下表面中央区域,下表面即蒸汽通过蒸汽阀100内部空间时,所接触的蒸汽阀上盖202表面,也就是蒸汽流动面12。光栅结构13由凹陷部分(即凹陷纹路131)和凸起部分(即凸起纹路132)组成。使用激光光源可为飞秒激光、皮秒激光、纳秒激光均可。光栅结构13沿x方向最小有效长度为10mm,沿y方向最小有效长度为10mm。凹陷部分的宽度在10μm-300μm之间,凸起部分的宽度在10-300μm之间,凹陷部分和7凸起部分之间的深度差在5μm-100μm之间均可。凹陷部分和凸起部分所形成的台阶状结构,可为竖直的长方形结构、上窄下宽的正梯形结构、上宽下窄的反梯形结构、最小曲率大于3mm的圆弧状结构等均可。本示例中表征光栅结构13的微观深度、曲率、等所使用的仪器为:基恩士vk-x100系列的形状测量激光显微系统,也可使用具有同功能、且最小分辨曲率大于1mm的仪器测量。
189.当气泡在接触到蒸汽阀100上盖面上的光栅时,沿x方向为亲水性能(水的接触角在0-90
°
之间),气泡液面会随光栅纹路x方向两边扩展;沿y方向为疏水性能(水的接触角在90
°-
180
°
之间),气泡在光栅纹路的垂直y方向不易扩展。此性能造成气泡沿x方向拉长,远超过沿y方向的气泡长度,如图7所示。当两个方向的长度比值,即长径比大于等于3时,极易造成气泡内气压失衡、同时造成局部曲率增大,导致破裂,从而达到破泡防溢的效果。y方向与x方向的水接触角差值大于50
°
时,可造成气泡的长径比大于等于3,达到优秀的破泡防溢效果。本发明中表征水接触角所使用的仪器为:百欧林theta flex型号的光学接触角测量仪,也可使用其他具有同功能的仪器测量。
190.具体而言,一种快速破泡的蒸汽阀上盖结构,包括:蒸汽阀上盖202(即本体10)、入气口14、蒸汽阀100上盖面(即蒸汽流动面12)、出气口11、气泡和水蒸气前进路径15、光栅结构13上的凹陷部分(即凹陷纹路131)、光栅结构13上的凸起部分(即凸起纹路132)。
191.气泡及水蒸气是按照气泡和水蒸气前进路径15的方向流动。蒸汽阀上盖面上的光栅破泡结构包含光栅结构13上的凹陷部分、光栅结构13上的凸起部分。
192.该蒸汽阀上盖利用激光刻蚀技术在上盖面上制备出光栅微结构,此时光栅结构13在x方向和y方向具有不同的亲疏水性能,利用此性能造成气泡的长径比变大,最终失衡破裂,达到破泡防溢的效果。
193.激光光源聚焦点非常小,其直径可达微米级甚至纳米级,并且单位面积上的能量高,可用来刻蚀微米级的光栅结构13。光栅结构13的x方向具有亲水效果,当气泡的液膜接触到光栅结构13上时,x方向的光栅结构13相当于排水渠,可帮助气泡在x方向迅速扩展;光栅结构13的y方向具有疏水效果,当气泡的液膜接触到光栅结构13上时,y方向的光栅结构13相当于水坝,阻碍气泡在y方向扩展。上述现象造成气泡在x方向和y方向的长度比值变大,当长度比值大于等于3时,会造成液膜的表面积变大从而某些区域过薄,同时气泡内体积变大使内部气压小于外界大气压,综合上述效果为气泡失稳破裂。
194.因此,此光栅破泡防溢效果优异,可完美取代拦截格栅。
195.具体地,电饭煲内沸腾时,气泡由内锅升起从蒸汽阀100入气口14进入,需要在蒸汽阀100内部完成破泡,从而只有水蒸气从蒸汽阀100的出气口11逸出。如果气泡在蒸汽阀100内无法完成破泡,气泡从蒸汽阀100出气口11溢出,将弄脏电饭煲外表面、桌子,甚至造成电线短路危险。之前的方案均是设计蒸汽阀100内部利用增添拦截格栅的方式,来增加气泡破裂的几率。同时需要将拦截格栅的回路设计的非常复杂,增加气泡与其接触面积及接触时间。拦截格栅的运用不仅增加的成本,同时也未能完全达到防溢的效果。
196.此示例运用气泡的稳定性条件,通过破坏气泡的稳定性,从而达成破泡防溢的效果。气泡的稳定性因素有四类:(1)温度,(2)压强差,(3)表面张力系数,(4)形状(局部曲率)。本专利方案运用光栅的亲疏水结构改变气泡形状,使其变为柱形气泡。柱形气泡由于局部曲率很大,远大于球形气泡的均匀曲率;同时相比于原始球形气泡,柱形气泡的体积更大,造成气泡内外的压强差大于原始球形气泡内外的压强差。综合上述两个因素,气泡极易破裂。
197.最终达到破泡防溢的效果。
198.进一步地,上述示例还可以做如下变形:蒸汽阀100上盖面材质可由塑料更换为金属、陶瓷等多种材质。
199.进一步地,上述示例还可以做如下变形:可增加拦截格栅装置,增强破泡效果。
200.进一步地,上述示例还可以做如下变形:拦截格栅表面也可刻蚀光栅结构13,增强破泡效果。
201.综上所述,本发明提供的破泡结构、蒸汽阀、盖体总成和烹饪器具,利用亲疏水性能的差异能够造成气泡沿着第一方向延伸扩展,使得气泡的长径比变大,最终导致气泡失衡破裂,达到破泡防溢的效果。相较于现有技术中的拦截格栅,破泡区设在本体上,不存在与本体之间具有间隙的问题,从而保证了破泡区能够充分发挥作用,对紧贴本体前行的气泡进行高效处理,进而实现较为理想的破泡防溢效果。同时,破泡区相较于拦截格栅,有利于简化本体的结构,有利于减小产品的体积,有利于降低产品的重量,也有利于降低产品成本。
202.在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可
拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
203.本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
204.在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
205.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种破泡结构,其特征在于,包括:本体,所述本体上设有第一结构和第二结构,所述第二结构设在所述第一结构的周围或两侧,并与所述第一结构配合形成破泡区;其中,所述第一结构为条状结构,所述破泡区沿第一方向的水接触角小于所述破泡区沿第二方向的水接触角,所述第一方向为所述第一结构的延伸方向,所述第二方向为由所述第一结构指向所述第二结构的方向。2.根据权利要求1所述的破泡结构,其特征在于,所述本体上设有光栅结构,所述光栅结构包括多个纹路,所述多个纹路包括交错分布的凹陷纹路和凸起纹路,以使所述光栅结构沿垂直于其纹路的延伸方向的水接触角大于所述光栅结构沿平行于其纹路的延伸方向的水接触角;所述凹陷纹路形成所述第一结构,所述凸起纹路形成所述第二结构,所述第一方向平行于所述纹路的延伸方向,所述第二方向垂直于所述纹路的延伸方向。3.根据权利要求2所述的破泡结构,其特征在于,所述凹陷纹路的顶壁与所述凸起纹路的底壁之间的间距在5μm至100μm的范围内。4.根据权利要求2所述的破泡结构,其特征在于,所述凹陷纹路的横截面呈长方形,所述长方形的长边沿所述凹陷纹路的深度方向延伸;或者所述凹陷纹路的横截面呈正梯形,所述正梯形的下底沿所述凹陷纹路的宽度方向延伸且位于所述凹陷纹路的底部;或者所述凹陷纹路的横截面呈倒梯形,所述倒梯形的下底沿所述凹陷纹路的宽度方向延伸且位于所述凹陷纹路的顶部;或者所述凹陷纹路的横截面呈曲线形,所述曲线形的曲率半径大于3mm。5.根据权利要求2所述的破泡结构,其特征在于,所述光栅结构通过激光刻蚀的方式加工。6.根据权利要求1所述的破泡结构,其特征在于,所述第一结构为亲水涂层,所述第二结构为疏水涂层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的破泡结构,其特征在于,所述破泡区沿所述第一方向的水接触角小于等于90
°
;和/或所述破泡区沿所述第二方向的水接触角大于90
°
;和/或所述破泡区沿所述第二方向的水接触角与所述破泡区沿所述第一方向的水接触角的差值大于50
°
。8.根据权利要求1至6中任一项所述的破泡结构,其特征在于,所述第一结构沿所述第二方向的宽度在10μm至300μm的范围内;和/或所述第二结构沿所述第二方向的宽度在10μm至300μm的范围内。9.根据权利要求1至6中任一项所述的破泡结构,其特征在于,所述第一结构与所述第二结构沿所述第二方向交错分布;所述破泡区沿所述第一方向的尺寸大于等于10mm;和/或所述破泡区沿所述第二方向的尺寸大于等于10mm。10.根据权利要求1至6中任一项所述的破泡结构,其特征在于,
所述本体设有蒸汽流动面和供蒸汽流出的出气口,所述出气口贯穿所述蒸汽流动面,所述第一结构和所述第二结构设在所述蒸汽流动面上。11.根据权利要求10所述的破泡结构,其特征在于,所述本体设有供蒸汽流入的入气口,所述入气口与所述出气口错开设置。12.根据权利要求11所述的破泡结构,其特征在于,所述入气口呈圆形;和/或所述出气口呈长条形,且所述出气口的延伸方向平行于所述第一方向;和/或所述入气口与所述出气口的中心连线形成蒸汽流动路径,所述蒸汽流动路径的延伸方向与所述第一方向之间的夹角大于等于45
°
且小于等于90
°
。13.根据权利要求1至6中任一项所述的破泡结构,其特征在于,所述破泡结构为塑料件、金属件或陶瓷件;和/或所述第一结构为直线形条状结构或者曲线形条状结构。14.一种蒸汽阀,其特征在于,包括:如权利要求1至13中任一项所述的破泡结构,所述破泡结构形成所述蒸汽阀的阀盖;阀座,与所述阀盖相连。15.根据权利要求14所述的蒸汽阀,其特征在于,还包括:拦截格栅,与所述阀座和/或所述阀盖相连,所述拦截格栅设有蒸汽通道,所述蒸汽通道与所述蒸汽阀的出气口连通。16.根据权利要求15所述的蒸汽阀,其特征在于,所述蒸汽通道的内壁面设有所述破泡结构的破泡区。17.一种盖体总成,其特征在于,包括:上盖;和如权利要求14至16中任一项所述的蒸汽阀,安装在所述上盖上。18.一种烹饪器具,其特征在于,包括:腔体总成,所述腔体总成设有烹饪腔;和如权利要求17所述的盖体总成,被配置为适于盖设在所述腔体总成上。19.一种烹饪器具,其特征在于,包括:腔体总成,所述腔体总成设有烹饪腔;和如权利要求1至13中任一项所述的破泡结构,所述破泡结构的本体被配置为适于盖设在所述腔体总成上。
技术总结
本发明提供了一种破泡结构、蒸汽阀、盖体总成和烹饪器具。破泡结构包括:本体,本体上设有设有第一结构和第二结构,第二结构设在第一结构的周围或两侧,并与第一结构配合形成破泡区;其中,第一结构为条状结构,破泡区沿第一方向的水接触角小于破泡区沿第二方向的水接触角,第一方向为第一结构的延伸方向,第二方向为由第一结构指向第二结构的方向。本发明利用亲疏水性能的差异能够造成气泡的长径比变大,最终导致气泡失衡破裂,达到破泡防溢的效果。同时,破泡区相较于拦截格栅,有利于简化蒸汽阀的结构,有利于减小蒸汽阀的体积,有利于降低蒸汽阀的重量,也有利于降低产品成本。也有利于降低产品成本。也有利于降低产品成本。


技术研发人员:王康 曹代科 付天琳 陈飞帆 王婷
受保护的技术使用者:佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司
技术研发日:2019.12.31
技术公布日:2021/7/15

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