УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ Российский патент 1998 года по МПК A47J27/08 A47J27/86 A47J27/212 A47J36/32 H05B6/64 H05B6/80 

Изобретение относится к кухонному инвентарю, а именно: к устройствам для приготовления пищи, содержащее кастрюлю - скороварку, с проницаемым для микроводного излучения стенками, и микроволновую печь для варки содержимого кастрюли при повышенном давлении. Предпочтительная область применения изобретения - приготовление пищи в ресторанах, столовых и на заводах по изготовлению суповых концентратов.

Известно устройство для приготовления пищи, выполненное в виде кастрюли, содержащей металлический корпус с уплотнительным фланцем и боковыми выступами, металлическую крышку с герметизирующей прокладкой, два закрепленных на крышке клапана и прижимное приспособление, взаимодействующее с крышкой и боковыми выступами корпуса (СССР, авт.св. N 1423109, A 47 J 27/08, Бюл. N 34, 1988 г.). Прижимное приспособление содержит дополнительную крышку с буртиком, расположенную под основной с образованием замкнутой полости между ними. Предохранительные клапаны при этом расположены так, что каналы их сброса размещены в полости, а в нижней части буртика дополнительной крышки выполнены отверстия для сообщения с атмосферой. Эта скороварка не проницаемая для микроволнового излучения и поэтому не может устанавливаться в микроволновую печь.

За прототип изобретения принято устройство для приготовления пищи, выполненное в виде скороварки (США, патент N 4.796.776, B 60 L 1/02, 220/203, 1989 г.). Эта скороварка содержит корпус с уплотнительным фланцем, ручками, ножками, крышку с герметизирующей прокладкой, два клапана - рабочий и предохранительный, закрепленные на крышке, и прижимное приспособление, взаимодействующее с выступами (углублениями) на стенках корпуса, причем материал крышки и корпуса проницаем для микроволнового излучения.

Для соблюдения технологии приготовления пищи в этом устройстве и уменьшения выкипания воды после ее закипания требуется постоянная ручная регулировка мощности микроволнового генератора печи. Такая регулировка создает неудобства при эксплуатации устройства для приготовления пищи, кроме того приводит к образованию избытка пара и, как следствие, увеличению расхода электроэнергии.

Техническим результатом изобретения является автоматизация процесса приготовления пищи с помощью скороварки в микроволновой печи, увеличение проницаемости скороварки для электромагнитного излучения и экономия электроэнергии.

Технический результат изобретения достигаться благодаря тому, что устройство для приготовления пищи содержит микроволновую печь и скороварку, которая установлена в печи. Скороварка выполнена из материала, проницаемого для микроволновых волн. В ее состав входят: корпус, крышка с герметизирующей прокладкой, прижимное устройство крышки, ручки, рабочий и предохранительный клапаны, закрепленные на крышке, звуковой генератор, который установлен на рабочем клапане скороварки или совмещен с ним. Скороварка может быть выполнена в двух вариантах. В одном варианте выполнения толщина стенок корпуса и крышки выполнена краткой половине длины волны микроволнового излучения в материале крышки и корпуса емкости, а в другом - корпус скороварки выполнен с разной толщиной стенок - толщина стенок нижней большей его части кратна нечетному числу четвертей длины волны микроволнового излучения в материале корпуса, а толщина стенок верхней его части и крышки кратна половине длины волны микроволнового излучения в материале корпуса и крышки скороварки соответственно.

Микроволновая печь содержит металлический корпус, микроволновый генератор, излучатель, включенный на выходе микроволнового генератор и установленный в корпусе печи, блок питания и блок управления питанием микроволнового генератора, датчик, который установлен на стенке корпуса микроволновой печи. Выход датчика соединен с сигнальным входом блока управления питанием микроволнового генератора. Выход блока питания соединен со входом напряжения питания микроволнового генератора блока управления, а выход последнего соединения со входом питания генератора.

Блок управления питанием микроволнового генератора содержит программное устройство, коммутатор, с двумя управляющими входами и одним управляемым входом и выходом, и последовательно включенные фильтр, усилитель, детектор, устройство выключения и задержки включения питания микроволнового генератора, причем один управляющий вход коммутатора соединен с выходом устройства выключения и задержки включения питания микроволнового генератора, а другой его управляющий вход соединен с выходом программного устройства.

Отличительными признаками изобретения являются: звуковой генератор, микроволновая печь, в состав которой входят: металлический корпус, микроволновый генератор, излучатель, включенный на выходе микроволнового генератора, блок питания и блок управления питанием микроволнового генератора, датчик, который установлен на стенке корпуса микроволновой печи.

Конструкция скороварки и ее работа поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для приготовления пищи со снятой передней стенкой микроволновой печи.

На фиг. 2 приведена структурная схема устройства для приготовления пищи.

На фиг. 3 приведена структурная схема блока управления микроволновым генератором печи.

На фиг. 4 приведена принципиальная электрическая схема коммутатора.

На фигурах введены обозначения:
1 - скороварка;
2 - микроволновая печь (МВП);
3 - звуковой генератор (ЗГ);
4 - корпус микроволновой печи;
5 - блок питания микроволнового генератора (БПГ);
6 - датчик (В); окустический;
7 - микроволновый генератор (МВГ);
8 - волновод с излучателем микроволновой энергии;
9 - блок управления питанием микроволнового генератора (БУГ);
10 - фильтр звуковой частоты (Ф);
11 - усилитель звуковой частоты (У);
12 - детектор (Д);
13 - устройство отключения питания и задержки включения микроволнового генератора (УЗГ);
14 - коммутатор (К);
15 - программное устройство (ПУ);
16 - корпус скороварки;
17 - крышка скороварки;
18 - скоба прижимного приспособления;
19 - рабочий клапан;
20 - винт прижимного приспособления;
21 - предохранительный клапан;
22 - выступы корпуса (боковые ушки);
23 - герметизирующая прокладка;
24 - ручки.

Скороварка 1 содержит корпус 16 цилиндрической формы и крышку 17, которые выполнены из материала, проницаемого для микроволновго излучения, например, ситала. Стенки корпуса 16 и крышка 17 имеют толщину, которая обеспечивает необходимую прочность для выдерживания избыточного давления, например, 1,5 атм (1500 гПа), в зависимости от объема емкости. Для увеличения проницаемости микроволнового излучения стенки корпуса и крышка скороварки могут быть выполнены толщиной, кратной половине длины волны микроволнового излучения в материале стенок, так как известно (А.Р Хиппель, Диэлектрики и их применение, М. Л., Гос. энергия, 1959 г., сс. 25 - 26), что диэлектрическая пластина имеет наименьший коэффициент отражения при ее электрической толщине кратной половине длины волны в материале пластины. Корпус 17 скороварки может иметь разную толщину стенок. Толщина стенок нижней большей его части, заполненной водой, может быть кратна нечетному числу четвертей длины волны микроволнового излучения в материале скороварки. В этом случае отражение микроволнового излучения от этой части корпуса будет минимальным (см. А.Р. Хиппель). Толщина стенок корпуса меньшей его части и крышки должна быть кратна половине длины волны. Корпус имеет фланец, с углублением для герметизирующей прокладки 23. Ответные углубления имеются по краю крышки 17, для той же цели.

Прижимная скоба 18 имеет форму коромысла и может быть выполнена из металла или диэлектрика.

Предохранительный клапан 21 может быть выполнен из металла в виде подпружиненного шарика в патрубке, расположенного над сквозным отверстием в крышке 17, например, на избыточное давление 1,5 атм.

Прижимной винт 20 может быть выполнен из металла или диэлектрика.

Рабочий клапан 19 может быть выполнен так же как и предохранительный, но рассчитан на меньшее избыточное давление, например, на 1,2 атм.

Боковые ушки 22 могут быть выполнены из диэлектрика или металла.

Герметизирующая прокладка 23 выполняется из пластичного материала, например, из пищевой резины.

Ручки 24 выполняются из диэлектрика.

Звуковой генератор 3 может быть выполнен в виде парового свистка, надетого на патрубок рабочего клапана 19, или совмещен с ним.

Датчик 6 может быть выполнен акустическим в виде угольного, пъезо, электромагнитного и т.п. микрофона и крепится на стенке корпуса 4 микроволновой печи.

Блок 9 управления микроволновым генератором может быть выполнен по структурной схеме фиг. 3.

Блок 5 питания микроволнового генератора представляет собой выпрямитель - преобразователь, обеспечивающий необходимые напряжения и мощность для питания микроволнового генератора 7.

Микроволновый генератор 7 может быть выполнен на магнетроне, клистроне или на мощных транзисторах по известным схемам автогенераторов.

Волновод 8 с одного конца имеет излучатель, который может быть выполнен в виде полуволновой щели в широкой стенке волновода. Волновод возбуждается штырем микроволнового генератора 7 через отверстие в нем с противоположногоо излучателю конца. Излучатель установлен в корпусе микроволновой печи 2.

Корпус 4 микроволновой печи выполняется из металла, например из нержавеющий стали.

Фильтр 10 может быть выполнен на конденсаторах, индуктивностях и резисторах по известным схемам. Средняя рабочая частота фильтра должна совпадать со средней частотой сигнала звукового генератора 3.

Усилитель 11 сигналов звуковой частоты генератора 3 должен иметь коэффициент усиления, достаточный для задействования схемы блока 9 управления питанием микроволнового генератора, например, 30 дБ.

Детектор 12 может быть выполнен на полупроводниковом диоде.

Устройство 13 отключения питания микроволнового генератора и задержки его включения может быть выполнено на диоде, накопительном конденсаторе и резисторах. Коммутатор 14 может быть выполнен на логической схеме И с двумя ключами (фиг. 4).

Программное устройство 15 может быть выполнено в виде часового механизма электромеханического будильника, который имеет электрический контакт.

Устройство для приготовления пищи содержит микроволновую печь 2 и скороварку 1, которая установлена в печи (фиг. 1). Скороварка 1 выполнена из материала, проницаемого для микроволновых волн. В ее состав входят: корпус 16, крышка 17 с герметизирующей прокладкой 23, прижимное устройство крышки, содержащее коромысло 18, винт 20 и ушки 22; ручки 24, рабочий и предохранительный клапаны 19 и 21, закрепленные на крышке 17, звуковой генератор 3, который установлен на рабочем клапане 19 скороварки 1 или совмещен с ним. Скороварка может быть выполнена в двух вариантах. В одном варианте выполнения толщина стенок корпуса и крышки выполнена кратной половине длины волны микроволнового излучения в материале крышки и корпуса емкости, а в другом - корпус скороварки выполнен с разной толщиной стенок - толщина стенок нижней большей ее части кратна нечетному числу четвертей длины волны микроволнового излучения в материале корпуса, а толщина стенок верхней его части и крышки кратна половине длины волны микроволнового излучения в материале корпуса и крышки скороварки соответственно.

Микроволновая печь 2 содержит металлический корпус 4, микроволновый генератор 7, включенный на выходе микроволнового генератора волновод 8 с излучателем, выполненным в виде полуволновой щели в широкой стенке волновода, блок питания и блок управления питанием 5 и 9 микроволнового генератора, датчик 6, который установлен на стенке корпуса 4 микроволновой печи. Выход датчика 6 соединен с сигнальным входом блока 9 управления питанием микроволнового генератора. Выход блока 5 питания соединен со входом напряжения питания микроволнового генератора блока 9 управления, а выход последнего соединен со входом питания генератора 7 (фиг. 2).

Блок 9 управления питанием микроволнового генератора содержит программное устройство 15, коммутатор 14, с двумя управляющими входами и одним управляемым входом и выходом питания микроволнового генератора, и последовательно включенные фильтр 10, вход которого является входом блока 9 управления питанием, усилитель 11, детектор 12, устройство 13 выключения и задержки включения питания микроволнового генератора 7. Один управляющий вход коммутатора 14 соединен с выходом устройства 13 выключения и задержки включения питания микроволнового генератора, а другой его управляющий вход соединен с выходом программного устройства 15 (фиг. 3).

Устройство для приготовления пищи работает следующим образом. В открытую скороварку 1 закладывают сырой продукт и заливают его водой не более чем на 3/4 ее емкости. Закрывают скороварку крышкой 17 с герметизирующей прокладкой 23 с помощью прижимного приспособления, содержащего скобу 18, винт 20 и ушки 22. Ставят скороварку в микроволновую печь 2 (фиг. 1). Задают с помощью программного устройства 15 время варки (фиг. 3). Включают печь. При этом ключи коммутатора 14 замыкаются, и питание с блока питания поступает на микроволновый генератор 7, микроволновая энергия которого через волновод 8 и излучатель поступает в корпус печи. Через стенки корпуса и крышку скороварки эта энергия поступает внутрь и нагревает в ней воду и продукт. После закипания воды и создания избыточного давления, больше того, на которое настроен рабочий клапан, пар из него начнет выходить. Засвистит свисток 3 (фиг. 2). Датчик - микрофон 6 примет звуковые колебания и преобразует их в электрические, которые, пройдя через фильтр 10, усилятся усилителем 11, продетектируются детектором 12 и поступят на вход устройства 13 отключения и задержки включения питания микроволнового генератора 7 на несколько секунд (10-30 сек) путем размыкания и замыкания одного ключа коммутатора 14 (фиг. 4). После включения питания микроволнового генератора происходит повторение цикла регулировки - отключение и включение питания микроволнового генератора. По готовности пищи питание микроволнового генератора отключается программным устройством 15 путем размыкания им второго ключа коммутатора 14.

При таком автоматическом режиме приготовления пищи вода через рабочий клапан практически не испаряется и поэтому не тратится электроэнергия на ее испарение. Кроме того, при выполнении толщины стенок корпуса и крышки скороварки кратными половине длины волны излучения вся микроволновая энергия проникает в скороварку без отражения от нее.

Устройство содержит микроволновую печь с датчиком, блоком управления питанием микроволнового генератора с программным устройством и установленную в печи скороварку, проницаемую для микроволнового излучения. На рабочем клапане скороварки установлен свисток, издающий звуковой сигнал при закипании воды. Датчик, установленный на стенке корпуса камеры, принимает звуковой сигнал и отключает питание микроволнового генератора на несколько секунд, после чего питание включается вновь. Такие циклы включения-отключения питания микроволнового генератора продолжаются до готовности пищи, после чего программное устройство отключает питание микроволнового генератора совсем. Устройство для приготовления пищи автоматически обеспечивает соблюдение технологии приготовления пищи и экономит электроэнергию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для приготовления пищи, содержащее скороварку, выполненную из материала, проницаемого для микроволновых волн, в состав которой входят корпус, крышка с герметизирующей прокладкой, прижимное устройство крышки, ручки, рабочий и предохранительный клапаны, закрепленные на крышке, отличающееся тем, что в него введены микроволновая печь, содержащая металлический корпус, микроволновый генератор, излучатель, включенный на выходе микроволнового генератора и установленный в печи, блок питания и блок управления питанием микроволнового генератора, акустический датчик и звуковой генератор, причем звуковой генератор установлен на рабочем клапане скороварки или совмещен с ним, датчик установлен на стенке корпуса микроволновой печи, кроме того, выход датчика соединен с сигнальным входом блока управления питанием микроволнового генератора, выход блока питания соединен с входом напряжения питания блока управления, причем выход последнего соединен с входом питания микроволнового генератора, а скороварка установлена в микроволновой печи. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления питанием микроволнового генератора содержит программное устройство, коммутатор с двумя управляющими входами и одним управляемым входом и выходом напряжения питания микроволнового генератора и последовательно включенные фильтр, усилитель, детектор, устройство выключения и задержки включения питания микроволнового генератора, причем один управляющий вход коммуматора соединен с выходом устройства выключения и задержки включения питания микроволнового генератора, а другой его управляющий вход соединен с выходом программного устройства. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина стенок корпуса емкости и крышки кратна половине длины волны микроволнового излучения в материале крышки и корпуса емкости. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус скороварки имеет разную толщину стенок - толщина стенок нижней, большей ее части кратна нечетному числу четвертей длины волны микроволнового излучения в материале корпуса, а толщина стенок верхней его части и крышки кратна половине длины волны микроволнового излучения в материале корпуса и крышки скороварки соответственно.