一种具有锅具检测及接地保护的等离子体灶的制作方法

本发明涉及灶具技术领域，尤其涉及一种具有锅具检测及接地保护的等离子体灶。

背景技术：

等离子体(plasma)又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。物质由分子构成，分子由原子构成，原子由带正电的原子核和围绕它的、带负电的电子构成。当被加热到足够高的温度或其他原因，外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，就像下课后的学生跑到操场上随意玩耍一样。电子离开原子核，这个过程就叫做"电离"。这时，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的、一团均匀的"浆糊"，因此人们戏称它为离子浆，这些离子浆中正负电荷总量相等，因此它是近似电中性的，所以就叫等离子体。

等离子体灶就是利用等离子体的特性，用高压电击穿空气形成热等离子体，将电能转换为热能,并最终获得理想长度和功能的热等离子体束，产生类似火焰特性的热等离子体束给锅具加热来进行烹饪的新型灶具。

等离子体灶具由于使用电能作为直接能源输入，为产生等离子体束，需要将市电升压至10kv左右的高压，在如此高的工作电压下，如何确保使用者的用电安全，防止触电事故，就成为非常重要的事情。

目前市场上的等离子体灶存在如下缺陷：

1现有技术中等离子体灶上的锅具检测设计不合理，锅具在灶具上稍微挪动就会与灶头上的锅具支撑圈脱离接触，然后就会马上断电熄火，这样导致使用者不能很好地进行烹饪操作，无法移动锅具。更可怕的情况是，现有技术中等离子体灶的锅具检测设计可能出现锅具接地断开后控制电路才关火的情况，从而可能让使用者触电，有安全隐患。

2、现有的等离子体灶的接地是通过与设置灶头上的锅具支撑圈接触后接地，但是由于锅具与锅具支撑圈接触面为斜面，容易产生接触不良，而不能有效接地，影响使用安全。

因此，现有技术还有待改进。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有锅具检测及接地保护的等离子体灶，旨在使得等离子体灶能够让锅具在灶具上随意挪动而不熄火，且通过置于灶头中央的可升降接地探针保证产品能良好接地而保证使用安全，通过合理的可升降接地探针的行程设计，关火后仍保持锅具与接地探针的接触从而保持良好接地，完全避免出现接地断开后控制电路才关火的情况，从而确保使用安全；再者，就算关火出现延迟，由于可升降接地探针在其行程范围内始终保持锅具的接地，也不致造成使用者有触电危险；更进一步地，通过合理的可升降接地探针的行程设计，能让使用者进行轻微的颠锅操作(“颠锅”指将锅提起，反复颠簸，使烹饪食物受热充分的烹饪动作)而不熄火，有更好的烹饪体验。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种具有锅具检测及接地保护的等离子体灶，包括底座，设置于底座上的灶头，以及设置于底座的电源控制电路，其中，

所述灶头包括高压包，盖设在高压包上方的电极安装板，安装在电极安装板上的多个放电电极，安装在高压包上并围住多个放电电极的锅具支撑圈，所述高压包内设置有高压电路电连接所述放电电极及电源控制电路；

所述锅具支撑圈上环向间隔设置有多个向上凸起的弹性触点；

所述高压包还安装有接地探针，所述接地探针设置有可弹性升降的针杆，所述针杆向上穿出所述电极安装板；

所述电源控制电路设置有锅具检测电路，所述弹性触点及接地探针与所述锅具检测电路电连接。

其中，所述接地探针包括套筒，盖设在套筒顶端的盖体，轴向穿设于盖体及套筒的针杆，套设在针杆外且上下两端分别与针杆及套筒抵接的复位弹簧，套设在套筒外的陶瓷套管，以及与针杆连接的引出线；

套筒的下端固定于高压包上，套筒、陶瓷套管、针杆的上端均穿出所述电极安装板；

所述陶瓷套管与盖体之间设置第一防爬电间隙，所述陶瓷套管与套筒上部的外壁之间设置第二防爬电间隙。

其中，所述陶瓷套管外壁穿设电极安装板的位置与电极安装板之间设置有第三防爬电间隙。

其中，所述第三防爬电间隙密封填充有密封胶。

其中，所述套筒下部的外壁环设有装配凸台用于与陶瓷套管下部的内壁紧配合。

其中，所述针杆从上至下依次包括尖齿状的头部，第一杆体及直径小于第一杆体的第二杆体；

所述套筒的底部向内延伸设置有锥管用于穿出所述第二杆体，所述第一杆体的下部卡接有e形卡簧，所述复位弹簧为锥形弹簧，其上端与e形卡簧抵接，其下端与锥管的底部抵接。

其中，所述高压包包括绝缘支座及位于绝缘支座下端与绝缘支座连接的屏蔽壳体，高压电路设置于屏蔽壳体内；

所述绝缘支座的上端面向下凹陷设置有探针安装盲孔，所述套筒的下部设置有安装台固定于探针安装盲孔的底部；

所述绝缘支座于探针安装盲孔的侧壁向外延伸设置有走线槽，所述走线槽的底部设置有卡线槽用于卡接敷设所述引出线，所述走线槽填充有绝缘胶密封。

其中，所述弹性触点等间隔设置有至少三个，每一弹性触点包括安装于锅具支撑圈的筒状壳体，安装于壳体内并相对壳体上下移动的触头，安装于壳体内且上下两端分别与触头及壳体抵接的升降弹簧，位于壳体外且安装在触头底部的限位片，所述锅具支撑圈电性连接锅具检测电路。

其中，所述电极安装板底端面与绝缘支座上端面之间间隔形成有散热腔，所述绝缘支座的侧壁设置有连通外界与所述散热腔的散热口。

其中，所述电极安装板包括从上至下依次贴合设置的保护层，第一耐电击层，耐高温隔热层，第二耐电击层。

本发明的具有锅具检测及接地保护的等离子体灶，通过在灶头的锅具支撑圈上设置多个弹性触点，同时在灶头的高压包上设置接地探针，接地探针设置有可升降的针杆与锅具底面接触，且弹性触点和接地探针与锅具检测电路电连接，这样，本发明的等离子体灶具有锅具检测及接地保护功能，在使用过程中接地探针能保证产品的良好接地，同时可升降的针杆还可以使得锅具在本发明的等离子体灶上随意挪动而不熄火。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明具有锅具检测及接地保护的等离子体灶第一实施例的结构示意图；

图2为本发明具有双重接地保护结构的第一实施例的电路原理示意图；

图3为本发明等离子体灶的接地探针与锅具底面接触的示意图；

图4为图1结构的分解示意图；

图5为图4中灶头的结构示意图；

图6为图5结构的分解示意图；

图7为锅具支撑圈与弹出接地触点的分解示意图；

图8为灶头去掉锅具支撑圈后的剖面示意图；

图9为图8中a处的放大示意图；

图10为接地探针的结构示意图；

图11为图10结构的分解示意图；

图12为绝缘支座上端面的结构示意图；

图13为图12中b处的放大示意图；

图14为弹性触点的结构示意图；

图15为弹性触点的剖面示意图。

附图标记说明：

100-等离子体灶，1-底座，2-灶头，3-电源控制电路，31-锅具检测电路，4-高压包，41-绝缘支座，411-探针安装盲孔，412-走线槽，4121-卡线槽，413-散热口，42-屏蔽壳体，43-连接柱，5-电极安装板，51-保护层，52-第一耐电击层，53-耐高温隔热层，54-第二耐电击层，6-放电电极，7-锅具支撑圈，8-高压电路，9-弹性触点，91-壳体，92-触，93-升降弹簧，94-限位片，10-接地探针，11-针杆，111-头部，112-第一杆体，113-第二杆体，114-e形卡簧，12-套筒，121-装配凸台，122-锥管，123-安装台，13-盖体，14-复位弹簧，15-陶瓷套管，16-引出线，17-第一防爬电间隙，18-第二防爬电间隙，19-第三防爬电间隙，20-散热腔，21-插头，22-人机交互面板，23-散热风扇，200-锅具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参考图1至图8，本发明提出一种具有锅具检测及接地保护的等离子体灶100，包括底座1，设置于底座1上的灶头2，以及设置于底座1的电源控制电路3，所述灶头2包括高压包4，盖设在高压包上方的电极安装板5，安装在电极安装板5上的多个放电电极6，安装在高压包4上并围住多个放电电极6的锅具支撑圈7，所述高压包4内设置有高压电路8电连接所述放电电极6及电源控制电路3。底座1用于安装灶头2、电源控制电路3，并起支撑作用。底座1可由塑料材质的上下壳体组合而成。本发明的锅具支撑圈7用于摆放支撑锅具200。

电源控制电路3用于产生高压包4所需的驱动电源,并控制高压包4内的高压电路8导通与关断以输出功率或停止功率输出。电源控制电路3产生的驱动电源是高频或低频的低压电源，高压包4内的高压电路8将电源控制电路3输入的低压电转换成高压电后输出至放电电极6进行放电，放电电极6放电产生的电弧电离空气而产生等离子体对锅底进行加热。本发明实施例中，电源控制电路3通过插头21连接外部电源。

电源控制电路3的控制实现可以采用单片机结合程序实现。

本发明的等离子体灶100的放电电极6直接对锅具放电，故本发明的锅具200需要使用金属锅具。

本发明实施例中，底座1上还设置有人机交互面板22，用于控制等离子体灶100。人机交互面板9可以设置为按键或触摸屏。

优选地，本发明等离子体灶100的底座1上还可以设置有散热风扇23以及供散热风扇23进风和出风的进风口和出风口。这样能将高压包4产生热量快速吹出底座1，保证整机的散热效果。

如图7所示，本发明等离子体灶100的锅具支撑圈7上环向间隔设置有多个向上凸起的弹性触点9。本发明的锅具支撑圈7电性连接锅具检测电路，本处的弹性触点9可以直接电性连接锅具检测电路，或通过锅具支撑圈7电性连接锅具检测电路。可以理解，锅具支撑圈7也可以通过弹性触点9电性连接锅具检测电路。本发明的弹性触点9由于凸出设置在锅具支撑圈7上，故弹性触点9高出锅具支撑圈7，同时又因为是弹性设置，可上下升降，故即使锅具200与锅具支撑圈7接触面为斜面，但是高出锅具支撑圈7的弹性触点9能与锅底的斜面进行良好接触，使得本发明的等离子体灶100上的锅具200始终能良好接触，保证使用安全。

结合图3和图8所示，本发明等离子体灶100的高压包还安装有接地探针10，所述接地探针10设置有可弹性升降的针杆11，所述针杆11向上穿出所述电极安装板5。如图3所示，针杆11向上穿出电极安装板5后与锅具200的底面接触。如图2所示，本发明的电源控制电路3设置有锅具检测电路31，所述弹性触点9及接地探针10与所述锅具检测电路31电连接。本发明的接地探针10是电性接地的。

由于接地探针10上设置有可升降的针杆11，针杆11的顶端与锅具200底面接触，这样，在针杆11的伸出范围内，即使将锅具200提离锅具支撑圈7，因为锅底还与针杆11接触，而针杆11是接地的，这样锅具200还是接地的没有安全隐患，再次，即使将锅具200提离的高度高出针杆11的最高伸出高度，此时因锅具200的锅底离放电电极6也足够远，放电电极5已不会朝向锅底放电，此时的锅具200也是安全的，这样使用者在烹饪时可以进行“颠锅”而没有安全隐患。针杆11的最高伸出高度可以通过实验进行设计，如针杆11的最高伸出高度距放电电极6平面的高度大于等于50mm。通过合理的可升降接地探针的行程设计，完全避免出现接地断开后控制电路才关火的情况，从而确保使用安全；更进一步地，通过合理的可升降接地探针的行程设计，能让使用者进行轻微的颠锅操作(“颠锅”指将锅提起，反复颠簸，使烹饪食物受热充分的烹饪动作)而不熄火，有更好的烹饪体验。

本发明的锅具检测电路31检测锅具200是否有放在等离子体灶100上，其通过检测接地探针10的可升降针杆11与锅具支撑圈7、弹性触点9是否接通来判断，一旦出现锅具200与可升降针杆11和锅具支撑圈7的接通断开则电源控制电路3控制关闭等离子体灶100的电源。

优选地，本发明锅具支撑圈7的弹性触点9等间隔设置有至少3个，这样能稳定的支撑锅具200,同时使得锅具200能与锅具支撑圈7良好接触，哪怕锅具200在锅具支撑圈7有轻微挪动，锅具200还是能保持电性连接锅具检测电路。

当锅具200放在等离子体灶100上后，锅具200的底面即与接地探针10的可升降针杆11弹性接触，同时锅具200的底面也与锅具支撑圈7(其上有至少3个弹性触点)接触，相当于锅具200将可升降针杆11与锅具支撑圈7电性接通，并被锅具检测电路31检测盗，然后反馈给电源控制电路3锅具200已放在等离子体灶100上的信号，控制电路才接受开火的指令，否则，控制电路是不接受开火指令的。通过这种方式来判断锅具200是否在等离子体灶100上，锅具200一旦完全离开等离子体灶100就马上关火实现安全使用。

再次，由于接地探针10上设置有可升降的针杆11，然后弹性触点9也可以弹性升降，针杆11的顶端及弹性触点9的顶端与锅具200底面接触，这样，只要在针杆11及弹性触点9的弹性伸出范围内，锅具200可以在等离子体灶100上进行随意挪动并轻微颠锅，等离子体灶100保持继续工作而不会关火，这样使得本发明的等离子体灶便于使用者的烹饪操作。本发明实施例中，针杆11的最高伸出高度可以通过实验进行设计，如针杆11的最高伸出高度距放电电极6平面的高度大于等于50mm。

优选地，本发明的电源控制电路3还包括漏电检测电路。漏电检测电路检测底座1、灶头2等壳体及锅具200等有无漏电，一旦出现漏电则电源控制电路3控制关闭等离子体灶100的电源。从而保证使用安全。

具体地，如图9至图11所示，本发明的接地探针10包括套筒12，盖设在套筒12顶端的盖体13，轴向穿设于盖体13及套筒12的所述针杆11，套设在针杆11外且上下两端分别与针杆11及套筒12抵接的复位弹簧14，套设在套筒12外的陶瓷套管15，以及与针杆11连接的引出线16。套筒12的下端固定于高压包4上，套筒12、陶瓷套管15、针杆11的上端均穿出所述电极安装板5。本发明的套筒12上端开口与盖体13螺纹连接，引出线16连接锅具检测电路31。

针杆11顶端与锅底接触后，被锅具200下压，使得针杆11在套筒12下移，针杆11的下移引起复位弹簧14压缩，复位弹簧14使得针杆11始终保持与锅底接触。同时，由于针杆11与引出线16是电性连接的，故当锅底与针杆11接触后，即实现了锅具200接地。陶瓷套管15套设在套筒12外，阻止了电极安装板5的放电电极6直接向接地探针10的套筒12放电。

优选地，如图9所示，本发明的陶瓷套管15与盖体13之间设置第一防爬电间隙17，所述陶瓷套管15与套筒12上部的外壁之间设置第二防爬电间隙18。由于第一防爬电间隙17和第二防爬电间隙18的设置，电极安装板5上的放电电极6要对套筒12放电时，需要沿陶瓷套管15的顶端表面及陶瓷套管15的内壁的表面向下直至陶瓷套管15下部与套筒12的连接处，这样，相当于增加了放电电极6与套筒12之间的爬电距离而阻止爬电产生。

进一步地，本发明的陶瓷套管15外壁穿设电极安装板5的位置与电极安装板5之间设置有第三防爬电间隙19。这样可进一步增加爬电距离而防止爬电现象产生。

优选地，本发明的第三防爬电间隙19密封填充有密封胶。密封胶将电极安装板5与下面的高压包4密封，防止灶头2部分的杂物进入高压包4，同时可以防止热量沿该处间隙向下传导。

如图11所示，本发明的套筒12下部的外壁环设有装配凸台121用于与陶瓷套管15下部的内壁紧配合。装配凸台121便于陶瓷套管15的定位安装。

具体地，本发明的针杆11从上至下依次包括尖齿状的头部111，第一杆体112及直径小于第一杆体112的第二杆体113。所述套筒12的底部向内延伸设置有锥管122用于穿出所述第二杆体113，所述第一杆体112的下部卡接有e形卡簧114，所述复位弹簧14为锥形弹簧，其上端与e形卡簧114抵接，其下端与锥管122的底部抵接。

尖齿状的头部111可以增加与锅底的接触面积。锥管122对复位弹簧14具有支撑及导向作用。

请继续参考图6，本发明的高压包4包括绝缘支座41及位于绝缘支座41下端与绝缘支座41连接的屏蔽壳体42，高压电路8设置于屏蔽壳体42内。绝缘支座41与屏蔽壳体42组成一个密闭腔体用于安装高压电路6，起到屏蔽保护作用。

如图8至图10所示，所述绝缘支座41的上端面向下凹陷设置有探针安装盲孔411，所述套筒12的下部设置有安装台123固定于探针安装盲孔411的底部。本发明实施例中，探针安装盲孔411设置有连接柱，安装台123设置有连接孔，连接柱和连接孔通过螺钉连接。探针安装盲孔411其底面为不通孔，即与屏蔽壳体42内不连通。

进一步地，如图12和图13所示，本发明的绝缘支座41于探针安装盲孔411的侧壁向外延伸设置有走线槽412，所述走线槽412的底部设置有卡线槽4121用于卡接敷设所述引出线16，所述走线槽412填充有绝缘胶密封。

将引出线16专门敷设在走线槽412内并通过绝缘胶密封，这样避免电极安装板5上的放电电极6向引出线16放电。同时，卡线槽4121将引出线16卡紧在走线槽412的底部，避免打胶过程中将引出线16抬高，而使得引出线16与放电电极5距离变短而导致放电。

如图14和图15所示，本发明的每一弹性触点9包括安装于锅具支撑圈7的筒状壳体91，安装于壳体91内并相对壳体上下移动的触头92，安装于壳体91内且上下两端分别与触头92及壳体91抵接的升降弹簧93，位于壳体91外且安装在触头底部的限位片94。锅具支撑圈7电性连接锅具检测电路31。本发明的弹性触点9安装于锅具支撑圈7后，弹性触点9及锅具支撑圈7均实现了电性接地。限位片94用于防止触头92向上复位过程中脱出壳体91。

优选地，如图5和图8所示，本发明的电极安装板5底端面与绝缘支座41上端面之间间隔形成有散热腔20，所述绝缘支座41的侧壁设置有连通外界与所述散热腔20的散热口413。这样可以加快灶头2内部散热，提升散热效果。

优选地，如图9所示，本发明实施例的电极安装板5包括从上至下依次贴合设置的保护层51，第一耐电击层52，耐高温隔热层53，第二耐电击层54。

保护层51用于防止在烹饪过程中的杂物，如水，油，菜等掉入灶头2内，难以清理而影响使用。同时保护层51位于最上层，其直接暴露在放电电极6的下方，故保护层51可以阻止部分热量下传。

耐高温隔热层53主要用于隔热，阻止灶头2内放电电极6处产生的热量向高压包4内的高压电路8传导而影响高压电路8的性能。

由于多个放电电极6穿设在耐高温隔热层53上，放电电极6之间的放电电弧如果直接作用在耐高温隔热层53上，则耐高温隔热层53容易被电击损坏而影响使用寿命。本发明在耐高温隔热层53的上下表面分别贴合设置第一耐电击层52、第二耐电击层54。从而防止耐高温隔热层53被电击伤，这样本发明的电极安装板5实现了既能良好地隔热，又能防止电击损伤。

本发明实施例提出的具有锅具检测及接地保护的等离子体灶100，通过在灶头2的锅具支撑圈7上设置多个弹性触点9，同时在灶头2的高压包4上设置接地探针10，接地探针10设置有可升降的针杆11与锅具200底面接触，且弹性触点9和探针10与锅具检测电路31电连接，这样，本发明的等离子体灶200具有锅具检测及接地保护功能，在使用过程中能检测等离子体灶100上是否有锅具200并保证产品的良好接地，同时可升降的针杆11还可以使得本发明的等离子体灶100让锅具200在灶具上挪动和轻微颠锅而不会反复关火开火。

以上所述仅为清楚地说明本发明所作的举例，并非因此限制本发明的专利范围，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是在本发明的构思下，利用本发明技术方案中的内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。