超声波振子装置和具有其的锅盖、烹饪器具的制作方法

本实用新型涉及烹饪器具技术领域，更具体地，涉及一种超声波振子装置和具有其的锅盖、烹饪器具。

背景技术：

超声波在焊接、清洁、乳化、探测等工业领域得到了广泛应用，然而在烹饪器具技术领域超声波技术的应用仍存在较多问题。安装于烹饪器具的超声波换能器需要经常清洗以保证烹饪器具的整洁，但是在相关技术中，超声波换能器需要整体拆卸以便于清洗，操作繁琐，并且频繁拆卸超声波换能器严重破坏了烹饪器具的密封性。此外，同一超声波换能器难以很好地满足不同的烹饪环境的需求，影响了用户的使用感受。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种超声波振子装置，所述超声波振子装置易于拆装、清洗，密封性更好。

本实用新型还提出了一种具有上述超声波振子装置的锅盖。

本实用新型还提出了一种具有上述锅盖的烹饪器具。

根据本实用新型实施例的超声波振子装置，包括：超声波换能器，所述超声波换能器包括第一端块和第二端块，所述第一端块和所述第二端块固定连接；变幅杆，所述变幅杆与所述第二端块可拆卸连接。

根据本实用新型实施例的超声波振子装置易于拆装，清洗更方便，密封性更好，并且能够满足更多的烹饪需求。

另外，根据本实用新型上述实施例的超声波振子装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型实施例的超声波振子装置，所述超声波换能器与所述变幅杆通过螺纹紧固结构相连。

根据本实用新型的另一些实施例，所述超声波换能器的轴向一端的端面设有连接凹槽，所述超声波换能器的轴向一端的外周面设有外螺纹，所述变幅杆的一端具有伸入所述连接凹槽内的连接部，所述锅盖还包括：外套于所述连接部的螺帽，所述螺帽包括底壁和侧周壁，所述侧周壁的内周面设有与所述外螺纹啮合的内螺纹，所述底壁设有使所述连接部穿过的通孔，所述通孔的边沿与所述连接部相抵以防止所述连接部移出所述连接凹槽。

进一步地，所述连接凹槽为半球形槽，所述连接部为球形，所述连接部的一半位于所述连接凹槽，所述通孔的边沿与所述连接部的另一半的表面相抵。

根据本实用新型实施例的锅盖包括：锅盖本体；根据本实用新型实施例的超声波振子装置，所述超声波振子装置安装于所述锅盖本体。

在本实用新型的一些实施例中，所述锅盖本体包括：锅盖总成；设于所述锅盖总成的内侧的盖板组件，所述盖板组件与所述锅盖总成可拆卸地相连，所述超声波换能器安装于所述盖板组件，所述盖板组件与所述锅盖总成分离时，所述超声波换能器与所述锅盖总成可分离。

进一步地，所述盖板组件设有安装孔，所述超声波换能器穿设于所述安装孔，所述安装孔处设有密封件以密封所述超声波换能器与所述盖板组件之间的间隙。

进一步地，所述超声波换能器的外周面设有向外凸出且位于振动节点区域的安装凸起，所述安装凸起与所述密封件卡接相连。

可选地，所述密封件为橡胶圈或硅胶圈。

根据本实用新型的一些实施例，所述超声波换能器还包括：压电组件，所述压电组件包括多个层叠设置的压电片和与所述压电片相连的电极片，所述第一端块和所述第二端块分别设在所述压电组件的轴向两端，所述第二端块与所述锅盖本体相连，所述变幅杆与所述第二端块的远离所述压电组件的轴向一端相连。

进一步地，所述第二端块的轴向的至少一部分为变截面结构，以适于改变所述超声波换能器产生的超声波的振幅。

根据本实用新型实施例的烹饪器具包括根据本实用新型实施例的超声波振子装置或锅盖，所述烹饪器具工作时，所述第二端块的至少一部分以及所述变幅杆的轴向另一端适于伸入至所述烹饪器具的烹饪腔内。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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：

图1是根据本实用新型一个实施例的烹饪器具的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的烹饪器具的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的超声波振子装置的超声波换能器和变幅杆的连接结构示意图。

附图标记：

锅盖100；烹饪器具200；烹饪腔210；内锅220；超声波振子装置300；

盖板组件12；安装孔121；密封件13；

超声波换能器20；安装凸起201；压电片21；电极片22；第一端块23；第二端块24；连接凹槽241；

变幅杆30；连接部31；发射部32；柔性件33；

螺纹紧固结构40；螺帽41；底壁411；侧周壁412；通孔413。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的超声波振子装置300、锅盖100和烹饪器具200。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的锅盖100包括根据本实用新型实施例的超声波振子装置300，根据本实用新型实施例的烹饪器具200包括根据本实用新型实施例的锅盖100或根据本实用新型实施例的超声波振子装置300。参照图1-图3所示，根据本实用新型实施例的超声波振子装置300可以包括：超声波换能器20和变幅杆(有时也称为振头)30。

具体而言，如图1-图3所示，超声波换能器20可以包括第一端块23和第二端块24，第一端块23和第二端块24可以固定相连，以使超声波换能器20连接为一体。超声波换能器20可以将输入的电功率转换成机械功率，即产生超声波。可选地，超声波换能器20还可以控制超声波的打开、关闭以及强度的调节等，满足不同的使用需求。

变幅杆30可以与第二端块24相连。超声波换能器20产生的超声波可以由第二端块24传递至变幅杆30。变幅杆30可以改变超声波的振幅，并从变幅杆30的轴向的另一端向外发射，例如可以增大超声波振幅使变幅杆30的轴向的另一端的端面的振幅最大。

由此，通过超声波换能器20和变幅杆30配合可以产生超声波并改变超声波的振幅，以提高振速比，减小谐振阻抗，有效降低了超声波换能器20的发热量，提高了超声波换能器20的使用寿命。

在本实用新型中，如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的烹饪器具200包括根据本实用新型实施例的锅盖100或根据本实用新型实施例的超声振子装置300，这里，烹饪器具200可以为电饭煲、电压力锅、汤煲、炖盅、养生壶、豆浆机或者破壁机等。在烹饪器具200工作时，第二端块24的至少一部分以及变幅杆30的轴向另一端，即变幅杆30的远离超声波换能器20的一端可以伸入烹饪器具200的烹饪腔210内，由变幅杆30的轴向另一端发射的超声波在烹饪腔210内的介质中传播时，波峰(正压)和波谷(负压)处形成较大声强，负压区产生大量小气泡，气泡破裂可以对烹饪腔210内的食材等物质进行超声处理。

由此，超声波的机械作用和空化作用不仅可以在未进行烹饪时对食材进行预处理，去除食材中的脏污、农药、肉血等有害物质，更加干净安全，而且可以在烹饪过程中加速食材表面营养物质的萃取，降低食材中的营养成分的萃取时间以及食材的入味时间，煮汤更浓香，食材口感更好，同时还可以在烹饪结束后对烹饪器具200进行超声清洗，使附着在烹饪腔210的腔壁上的积垢分散、松散、脱落，实现烹饪器具200的自清洗，清洗更加容易、干净。

然而在烹饪器具技术领域超声波技术的应用仍存在较多问题。安装于烹饪器具的超声波换能器需要经常清洗以保证烹饪器具的整洁，但是在相关技术中，超声波换能器需要整体拆卸以便于清洗，操作繁琐，并且频繁拆卸超声波换能器严重破坏了烹饪器具的密封性，超声波换能器清洗和密封性难以同时保证。此外，同一超声波换能器难以很好地满足不同的烹饪环境的需求，例如，在过量食材条件下，超声波换能器的振动端面由于食材干涉等将使超声效果大幅减弱，影响了超声波换能器的正常工作。

而在本实用新型中，如图1-图3所示，变幅杆30与第二端块24可拆卸地相连。在烹饪器具200工作时，变幅杆30伸入烹饪腔210并与烹饪腔210内的食材接触，而超声波换能器20不直接与食材接触。因此，在需要进行清洗时，可以将变幅杆30拆卸，以便于进行清洗，清洗更方便干净，同时超声波换能器20无需拆卸，保证了连接的可靠性和密封性。在变幅杆30发生损坏需要更换时，不需要将超声波换能器20一同更换，维修更加便捷，并且降低了维修成本。

可选地，由于变幅杆30可以拆卸，因此，针对食材添加量的不同可以更换不同长度的变幅杆30。如图1所示，食材添加量较少时，可以选用较长的变幅杆30，保证变幅杆30可以与食材或者液体介质接触；如图2所示，食材添加量较多时，可以选用较短的变幅杆30，以降低变幅杆30振动的阻力，防止变幅杆30与食材的干涉过大而降低超声效果和超声效率，变幅杆30实用性更强。需要说明的是，变幅杆30的长度包括但不限于图1和图2两种情况，根据烹饪器具200的食材添加量可以灵活调节匹配长度的变幅杆30，以使变幅杆30可以满足更多的烹饪需求。

可选地，变幅杆30的形状设计可以依据仿真和试验验证，使得不同形状、长度的变幅杆30能有相同或者相近的固有频率，同样输入功率和电流频率下，可以达到很好的振动效果。例如，变幅杆30可以为锥形或者圆柱形，变幅杆30的远离超声波换能器20的轴向一端还可以形成为喇叭状，以提高变幅杆30向外发射超声波的面积，进而提高超声波传递效率。

此外，在超声波振子装置300应用时通过超声波换能器20进行固定，超声波换能器20的固定部位可以处于振动节点区域。振动节点区域可以理解为包括有节点的区域，如在节点的两侧波动一定范围所形成的区域，或者在节点的某一侧波动一定范围所形成的区域，例如，在本实用新型的一些实施例中，振动节点区域的端点距离节点的距离在2mm以内。其中，在节点处，振幅为零，振动节点区域的振幅较小。

当超声波换能器20的固定部位处于振动节点区域时，超声波换能器20的固定部位可以为节点位置，也可以为邻近节点的位置，可以使超声波换能器20的固定部位的振幅为零或者振幅较小。在超声波沿超声波换能器20的轴向传播的过程中，超声波换能器20的固定结构更加稳定牢固，使超声波换能器20能够稳定工作，不因高频振动而脱落或者发生疲劳破坏。同时超声波换能器20的固定部位的振幅较小或者为零，可以减小连接结构的损耗，进一步地提高了超声波换能器20连接的密封性。

进一步地，第二端块24与变幅杆30相连的位置也可以处于振动节点区域，在一些实施例中，可以使第二端块24与变幅杆30彼此相抵的轴向端面处于节点位置，或者可以为邻近节点的位置。在超声波沿超声波换能器20的轴向传播的过程中，第二端块24的与变幅杆30相连的位置的振幅为零或者振幅较小，使变幅杆30的固定更加稳定牢固，变幅杆30能够稳定工作不脱落，同时变幅杆30的重复拆卸对变幅杆30与第二端块24的连接结构的正常使用影响更低，连接更可靠。

根据本实用新型实施例的超声波振子装置300的超声波换能器20与变幅杆30可拆卸连接，易于拆装，清洗更方便，密封性更好，并且能够满足更多的烹饪需求。

根据本实用新型的一些实施例，超声波换能器20与变幅杆30可以通过螺纹紧固结构40相连，连接结构简单牢固，并且拆装方便快捷。

例如，在一些实施例中，如图3所示，超声波换能器20的轴向一端的端面可以设有连接凹槽241，超声波换能器20的轴向一端的外周面可以设有外螺纹，变幅杆30的一端可以具有连接部31。超声波振子装置300还可以包括螺帽41，螺帽41包括底壁411和侧周壁412，其中，侧周壁412的内周面可以设有内螺纹，底壁411可以设有通孔413。

如图3所示，超声波换能器20与变幅杆30连接时，连接部31可以穿过通孔413并伸入连接凹槽241内，螺帽41可以外套于连接部31，并且侧周壁412的内螺纹可以与超声波换能器20的外螺纹啮合。当螺帽41拧紧时，通孔413的边沿可以与连接部31相抵，以防止连接部31移出连接凹槽241，使变幅杆30与超声波换能器20的位置固定，固定结构牢固可靠。需要拆卸变幅杆30时，只需将螺帽41拧下即可，变幅杆30拆装方便。

进一步地，继续参照图3所示，连接凹槽241可以为半球形槽，连接部31可以为球形，超声波换能器20与变幅杆30连接时，连接部31的一半可以位于连接凹槽241，通孔413的边沿可以与连接部31的另一半的表面相抵。连接部31伸入连接凹槽241时，以及连接部31与通孔413相抵时，连接部31的周向位置没有限制，连接部31与连接凹槽241和通孔413对位更加容易，同时可以减小摩擦阻力，安装更加方便。

根据本实用新型进一步的一些实施例，如图3所示，变幅杆30的远离超声波换能器20的一端可以具有发射部32，超声波换能器20传递至变幅杆30的超声波可以通过发射部32向外发射。发射部32可以增大发射面积，改变发射角度，以向更大范围内传递超声波，提高超声波传递的均匀性和超声效果。

此外，如图3所示，超声波振子装置300还可以包括柔性件33，柔性件33可以与变幅杆30相连，并且柔性件33可以环绕于发射部32的外周。由此，在超声波振子装置300移动时，可以防止变幅杆30与具有超声波振子装置300的设备的其他部件发生碰撞或者干涉。例如，在超声波振子装置300应用于烹饪器具200的锅盖100时，开合盖过程中，柔性件33可以防止变幅杆30与锅体发生碰撞，使变幅杆30结构更牢固。此外，柔性件33可以在合盖时降低变幅杆30与烹饪腔210内食材的干涉，使合盖更容易，而且可以在开盖时减少钩挂食材，使清洗更方便，减少食物浪费。可选地，柔性件33可以为硅胶件。

根据本实用新型实施例锅盖100包括：锅盖本体和根据本实用新型实施例的超声波振子装置300，超声波振子装置300可以安装于锅盖本体。由于根据本实用新型实施例的超声波振子装置300具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的锅盖100易于拆装，清洗更方便，密封性更好，并且能够满足更多的烹饪需求。

由于根据本实用新型实施例的超声波振子装置300和锅盖100具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的烹饪器具200易于拆装，清洗更方便，密封性更好，并且能够满足更多的烹饪需求。

根据本实用新型的一些实施例，锅盖本体可以包括锅盖总成和盖板组件12，其中，盖板组件12可以设于锅盖总成的内侧，以便于盖板组件12与烹饪器具200的内锅220配合限定出密封的烹饪腔210。并且盖板组件12与锅盖总成可以可拆卸地相连，在需要对盖板组件12进行清洗等操作时，可以将盖板组件12拆下，使清洗更加方便。

在一些具体实施例中，如图1和图2所示，超声波换能器20可以安装于盖板组件12，并且在盖板组件12与锅盖总成分离时，超声波换能器20可以与锅盖总成分离。由此，既便于变幅杆30伸入烹饪腔210，而且盖板组件12拆卸时无需将超声波换能器20与盖板组件12进行分离，超声波换能器20与盖板组件12的连接处无需重复拆装，有利于保证超声波换能器20固定的稳定性以及密封性。

需要说明的是，本实用新型对超声波换能器20与盖板组件12的连接方式不做特殊限制。在一些实施例中，超声波换能器20与盖板组件12焊接相连，同时满足了连接可靠性、密封性以及易清洗的要求。在另一些实施例中，如图1和图2所示，盖板组件12可以设有安装孔121，超声波换能器20可以穿设于安装孔121，以实现超声波换能器20与盖板组件12的连接，并且安装孔121处可以设有密封件13，密封件13可以密封超声波换能器20与盖板组件12之间的间隙，以提高超声波换能器20与盖板组件12连接的密封性，防止烹饪腔210内的蒸汽泄漏。

进一步地，继续参照图1和图2所示，超声波换能器20的外周面可以设有向外凸出的安装凸起201，这里，“向外”是指向远离超声波换能器20的轴线的方向，例如沿着超声波换能器20的径向远离超声波换能器20的轴线的方向。超声波换能器20通过安装凸起201等法兰结构进行安装、密封，并且安装凸起201位于振动节点区域，法兰结构的振幅较小或者振幅为零，使超声波换能器20固定更牢固，密封效果更好。

需要说明的是，本实用新型对密封件13的结构以及安装凸起201与密封件13的配合结构不做特殊限制。在一些实施例中，安装凸起201可以与密封件13卡接相连，以增大密封件13密封超声波换能器20的面积，提高密封效果，同时使安装凸起201与密封件13连接更牢固，不易松脱。在如图1和图2所示的实施例中，安装凸起201可以与密封件13相抵，同时密封件13可以与超声波换能器20的外周面相抵，以提高密封效果。

可选地，在本实用新型中，密封件13可以为橡胶圈或者硅胶圈，密封件13为软质材料，不仅可以使超声波换能器20与盖板组件12之间密封性更好，而且可以使超声波换能器20不直接与较硬材质的盖板组件12接触，可以降低超声波能量的损失。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，超声波换能器20还可以包括：压电组件。压电组件包括压电片(例如，压电陶瓷)21和电极片22，压电片21为多个且层叠设置，电极片22可以与压电片21相连，形成夹心式超声波换能器。当电极片22通电时可以改变压电片21两端面的电压，使压电片21可以产生伸缩变形，实现电功率向机械功率的转变，产生超声波。

如图3所示，第一端块23和第二端块24可以分别设在压电组件的轴向两端，以对压电片21和电极片22进行固定，提高压电片21和电极片22的稳定性，同时可以进行能量的传递。可选地，第一端块23和第二端块24可以通过螺纹紧固件进行同轴预紧、固定。第二端块24可以与锅盖本体相连，以实现超声波换能器20与锅盖本体的连接。变幅杆30可以与第二端块24的远离压电组件的轴向一端相连，压电组件产生的机械振动可以通过第二端块24传递至变幅杆30，并经过变幅杆30改变振幅后向外发射。

进一步地，如图1和图2所示，第二端块24的轴向的至少一部分可以为变截面结构，在超声波沿第二端块24的轴向向远离压电组件的方向传递时，变截面结构可以改变超声波的振幅，提高超声波能量传递效率。

根据本实用新型实施例的烹饪器具200和锅盖100的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中在不干涉、不矛盾的情况下均可以以合适的方式相互结合。