CN208786852U - 超声波振子装置和具有其的烹饪器具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声波振子装置和具有其的烹饪器具,所述超声波振子装置包括:超声波换能器,所述超声波换能器适于产生沿其轴向传播的超声波;端杆,所述端杆的轴向一端绕沿垂直于所述超声波换能器的轴向的第一转动轴线可转动地与所述超声波换能器的轴向一端相连,所述超声波换能器传递至所述端杆的振动从所述端杆的轴向另一端向外发射。根据本实用新型实施例的超声波振子装置的端杆可以避让食材、锅体等物体,改善了端杆因发生干涉而安装不到位甚至损坏的情况。
Description
技术领域
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烹饪器具。
背景技术
在相关技术中,超声波振子的发射端容易与其他结构发生碰撞或者干涉,可能导致超声波振子因碰撞而损坏。
实用新型内容
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,本实用新型的一个目的在于提出一种超声波振子装置,所述超声波振子装置改善了端杆因发生干涉而安装不到位甚至损坏的情况。
本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述超声波振子装置的烹饪器具。
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,所述超声波换能器适于产生沿其轴向传播的超声波;端杆,所述端杆的轴向一端绕沿垂直于所述超声波换能器的轴向的第一转动轴线可转动地与所述超声波换能器的轴向一端相连,所述超声波换能器传递至所述端杆的振动从所述端杆的轴向另一端向外发射。
根据本实用新型实施例的超声波振子装置的端杆可以避让食材、锅体等物体,改善了端杆因发生干涉而安装不到位甚至损坏的情况。
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,所述端杆相对于所述超声波换能器的轴向的最大倾斜角度α1满足:35度≤α1≤45度,最小倾斜角度α2为0度。
根据本实用新型的一些实施例,所述端杆相对于所述超声波换能器还绕沿所述超声波换能器的轴向延伸的第二转动轴线可转动。
在本实用新型的一些实施例中,所述端杆与所述超声波换能器通过球铰结构相连。
进一步地,所述球铰结构包括:球座,所述球座设在所述超声波换能器的轴向一端;固定盖,所述固定盖盖设在所述球座上且与所述球座配合形成有大半球形的凹槽;设于所述端杆的轴向一端的球头,所述球头的大半部分可转动地配合在所述凹槽内,所述球头与所述凹槽同心且所述球头的外表面与所述凹槽的内槽面面面接触。
进一步地,所述球头的大半部分和所述球头的剩余部分的分界面与所述球头的中心的距离为0.5R,R为球头的半径。
根据本实用新型的一些实施例,所述固定盖和所述球座通过螺纹结构相连。
进一步地,所述球座的外周面设有外螺纹,所述球座具有整半球形的球座凹槽,所述固定盖包括:外套于所述球座的侧围,所述侧围的内周面设有与所述外螺纹咬合的内螺纹;盖板,所述盖板设在所述侧围的一端且与所述球座的远离所述超声波换能器的一端的端面相抵,所述盖板上设有用于使所述球头穿入且与所述球座凹槽配合形成所述凹槽的盖板孔。
在本实用新型的一些实施例中,所述端杆为适于改变超声波的振幅的变幅杆,所述变幅杆包括:直杆体,所述直杆体的横截面积从其轴向一端向其轴向另一端的方向递减,所述球头与所述直杆体的轴向一端相连且所述球头向外超出所述直杆体的轴向一端的外周面;发射头,所述发射头设在所述直杆体的轴向另一端,所述发射头向外超出所述直杆体的轴向另一端的外周面。
根据本实用新型的一些实施例,所述超声波换能器包括: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;第一端块和第二端块,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,所述球座与所述第二端块为一体件或连接于一起的分体件。
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,所述超声波振子装置工作时,所述端杆的轴向另一端适于伸入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是根据本实用新型实施例的超声波振子装置一个状态的剖视图;
图2是根据本实用新型实施例的超声波振子装置另一个状态的剖视图;
图3是图2中圈示A处的放大结构示意图;
图4是根据本实用新型实施例的超声波振子装置的爆炸图;
图5是根据本实用新型实施例的超声波振子装置的固定盖的结构示意图;
图6是根据本实用新型实施例的烹饪器具的结构示意图。
附图标记:
超声波振子装置100;烹饪器具200;烹饪腔210;锅盖220;
超声波换能器10;压电组件11;压电片111;电极片112;第一端块12;第二端块13;
端杆20;直杆体21;发射头22;
球铰结构30;凹槽301;球座31;球座凹槽311;固定盖32;侧围321;盖板322;盖板孔323;卡槽324;球头33;
柔性件40。
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,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。
下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的超声波振子装置100。
参照图1-图4所示,根据本实用新型实施例的超声波振子装置100可以包括:超声波换能器10和端杆20。
具体而言,超声波换能器10可以产生超声波,超声波可以沿超声波换能器10是轴向传播,并且端杆20的轴向一端与超声波换能器10的轴向一端相连,使超声波换能器10的轴向一端可以将沿超声波换能器10的轴向传播的振动传递至端杆20。振动继续沿端杆20的轴向向端杆20的轴向另一端传递,并由端杆20的轴向另一端向外发射。
由此,超声波换能器10与端杆20配合可以将输入的电功率转换成机械功率,并向外发射超声波,使超声波可以作用于传播介质等,实现超声波的应用。
在相关技术中,超声波振子应用于烹饪器具等设备中时,发射端容易与设备的其他结构发生碰撞或者干涉,导致超声波振子损坏。例如,在烹饪器具中,开合盖或者取放食材时,发射端可能与锅体、锅盖或者食材发生碰撞而损坏,或者发生端可能与烹饪腔内的食材发生干涉,使烹饪器具合盖困难或者合盖不到位。
而在本实用新型中,如图1和图2所示,端杆20的轴向一端与超声波换能器10的轴向一端可转动相连,使端杆20的轴向一端可以绕第一转动轴线转动。当超声波振子装置100移动过程中与其他结构或者物体发生干涉时,端杆20可以相对于超声波换能器10转动,使端杆20与超声波换能器10可以形成弯曲结构,也就是说,端杆20的轴向另一端偏离原来位置,使端杆20的轴向另一端可以避让食材、锅体等,防止发生损坏或者合盖不到位等情况。
需要说明的是,在本实用新型中,“第一转动轴线”可以理解为垂直于超声波换能器10的轴向的一条假想直线,也就是说,端杆20相对于超声波换能器10转动时,可以沿固定方向实现二维空间的转动。例如,在一些具体实施例中,端杆20与超声波换能器10通过沿水平方向延伸的销轴连接,端杆20可以绕销轴沿顺时针或者逆时针方向转动。当然,端杆20与超声波换能器10的连接结构不限于销轴连接,只需要满足端杆20可以相对于超声波换能器10转动的要求即可。
根据本实用新型实施例的超声波振子装置100的端杆20相对于超声波换能器10可以转动,使端杆20与超声波换能器10柔性可弯曲连接,端杆20可以避让食材、锅体等物体,改善了端杆20因发生干涉而安装不到位甚至损坏的情况。
根据本实用新型的一些实施例,如图2所示,端杆20相对于超声波换能器10的轴向的倾斜角度为α,并且倾斜角度α的最小值,即最小倾斜角度α2为0度,倾斜角度α的最大值,即最大倾斜角度α1可以满足:35度≤α1≤45度,既可以使端杆20避让物体,又防止端杆20相对于超声波换能器10的轴向的倾斜角度α过大而与具有超声波振子装置100的设备的侧壁接触。例如,在具有超声波振子装置100的烹饪器具200中,倾斜角度α过大时,端杆20可能与烹饪器具200的烹饪腔210的腔壁碰触而造成超声波能量的损失或者烹饪器具200的损坏,并且可能出现端杆20的下端与食材接触面积过小的情况而影响超声效果。在一些具体实施例中,最大倾斜角度α1可以分别为36度、38度、40度、42度和44度等。
在本实用新型进一步的实施例中,端杆20相对于超声波换能器10还可以绕第二转动轴线转动,第二转动轴线沿超声波换能器10的轴向延伸。由此,端杆20在相对于超声波换能器10绕第一转动轴线转动一定角度后,可以绕第二转动轴线转动,使端杆20相对于超声波换能器10可以向垂直于超声波换能器10的轴向的任意方向倾斜,端杆20的轴向另一端可以实现三维空间的移动,端杆20可以避让任意方向的物体,防止发生干涉或者碰撞的效果更好。
例如,在一些具体实施例中,超声波换能器10包括换能器本体和转动件,转动件相对于换能器本体可以绕超声波换能器10的轴向转动,端杆20的轴向一端通过沿水平方向的销轴与转动件相连,使端杆20可以相对于转动件绕第一转动轴线转动。
在本实用新型的一些实施例中,如图1-图4所示,端杆20与超声波换能器10可以通过球铰结构30相连,使端杆20可以相对于超声波换能器10沿任意方向转动,端杆20的轴向另一端实现三维空间的移动,并且转动时无需先绕第一转动轴线转动再绕第二转动轴线转动,端杆20可以直接转动到位,端杆20转动的阻力更小,转动更顺畅,避让物体更灵敏。
在具有球铰结构30的实施例中,端杆20相对于超声波换能器10转动的“第一转动轴线”可以理解为位于垂直于超声波换能器10的轴向的平面内的任意直线,而非仅仅为其中一条直线。
进一步地,如图1所示,球铰结构30可以包括:球座31、固定盖32和球头33。其中,球座31可以设在超声波换能器10的轴向一端,固定盖32盖设在球座31上,并且固定盖32与球座31配合可以形成有凹槽301。球头33可以设于端杆20的轴向一端。可选地,固定盖32可以为金属罩,结构更牢固,易于加工。
如图1-图3所示,凹槽301为大半球形,使球头33的大半部分可以配合在凹槽301内,防止球头33由凹槽301脱出,端杆20与超声波换能器10连接更可靠。并且球头33与凹槽301同心,使球头33在大半球形的凹槽301内可以沿任意方向转动,以使端杆20可以相对于超声波换能器10可以沿任意方向转动。
另外,凹槽301可以形成空心球腔,空心球腔与球头33的半径相等,使球头33的外表面与凹槽301的内槽面可以面面接触,确保紧密配合,以增大端杆20与超声波换能器10的能量传递面积,进而提高超声波换能器10的机械振动向端杆20传递的效率。
在本实用新型的一些实施例中,如图3所示,位于凹槽301内的球头33的大半部分和位于凹槽301外的球头33的剩余部分的分界面与球头33的中心的距离为0.3R-0.6R,例如可以为0.4R、0.5R等,其中R为球头33的半径。
由此,球头33的径向尺寸最大的部分位于凹槽301内,凹槽301的位于球头33的大半部分和球头33的剩余部分的分界面与球头33的中心之间的部分可以下托球头33的球面,防止球头33由凹槽301脱出。球头33在凹槽301内转动时,球头33的剩余部分的一部分可以转动至凹槽301内与凹槽301的内槽面相接触,球头33的大半部分的一部分可以转动至凹槽301外,以实现端杆20相对于超声波换能器10的转动,同时保证球头33与凹槽301的内槽面的接触面积不会随端杆20的转动而改变,保证了超声波换能器10向端杆20能量传递的稳定性。
根据本实用新型的一些实施例,如图3所示,固定盖32和球座31可以通过螺纹结构相连,固定盖32与球座31连接结构简单牢固,便于装配。
可选地,如图5所示,固定盖32的外周面可以向内凹陷形成卡槽324,卡钳等安装工具可以通过卡槽324对固定盖32进行固定,以便于实现固定盖32与球座31的螺纹连接。
进一步地,如图3和图4所示,球座31的外周面可以设有外螺纹,球座31可以具有整半球形的球座凹槽311。如图3和图5所示,固定盖32可以包括:侧围321和盖板322。侧围321可以外套于球座31,并且侧围321的内周面可以设有内螺纹,内螺纹与外螺纹咬合可以实现固定盖32与球座31的螺纹连接。
如图3所示,球头33的大半部分和球头33的剩余部分的分界面与球头33的中心的距离即为固定盖32的盖板322的厚度。可选地,盖板322的厚度可以为0.5R。
如图3所示,盖板322可以设在侧围321的一端,并且盖板322可以与球座31的远离超声波换能器10的一端的端面相抵,盖板322上可以设有盖板孔323,盖板孔323的内壁面为曲面,使盖板孔323与球座凹槽311配合可以形成凹槽301。
在一些示例中,装配时端杆20可以穿过盖板孔323,使球头33穿入盖板孔323,球头33的一部分球面与盖板孔323的内壁面贴合。然后将固定盖32与球座31螺纹旋合,球头33的上部逐渐伸入整半球形的球座凹槽311。当盖板322与球座31的远离超声波换能器10的一端的端面相抵时,盖板孔323与球座凹槽311配合成凹槽301,球头33的大半部分与盖板孔323的内壁面和球座凹槽311的内槽面紧密贴合,端杆20与超声波换能器10连接完成。
根据本实用新型的一些实施例,端杆20可以为变幅杆,变幅杆可以改变超声波的振幅(一般是增大),提高振速比,减小谐振阻抗,有效降低超声波换能器10的发热量,提高超声波换能器10的使用寿命。
如图1和图4所示,变幅杆可以包括:直杆体21和发射头22。球头33可以与直杆体21的轴向一端相连,并且球头33可以向外超出直杆体21的轴向一端的外周面,这里,“向外”可以理解为向远离直杆体21的轴线的方向,例如沿着直杆体21的径向远离直杆体21的轴线的方向,以便于球头33在凹槽301内转动。
发射头22可以设在直杆体21的轴向另一端,超声波换能器10传递至端杆20的能量可以沿直杆体21的轴向传递至发射头22,并由发射头22向外发射。发射头22可以向外超出直杆体21的轴向另一端的外周面,也就是说,发射头22的径向截面积大于直杆体21的轴向另一端的径向截面积,可以有效增大超声波向外发射的扩散面,扩大能量传播范围,提高能量传递效率。
需要说明的是,在本实用新型中,发射头22的形状包括但不限于图1和图2中所示的喇叭形,在一些实施例中,发射头22也可以为球形、柱体等结构,只需要满足发射头22的外周面凸出于直杆体21的轴向另一端的外周面的要求即可。
此外,如图1所示,直杆体21的横截面积从直杆体21的轴向一端向直杆体21的轴向另一端的方向递减,也就是说,直杆体21形成为倒截锥形杆,可以减小超声波能量在传递过程中的损失,提高能量的利用率。在本实用新型中,直杆体21可以整体形成为倒截锥形杆,也可以仅直杆体21的下部形成为倒截锥形杆,换言之,直杆体21的至少下部形成为倒截锥形杆。
可选地,如图1和图2所示,超声波振子装置100还可以包括柔性件40,柔性件40可以设在端杆20的轴向另一端,也就是说,在端杆20的用于发生超声波的一端设有柔性件40。由此,在超声波振子装置100与媒介接触或者安装于烹饪器具200等设备中时,可以防止端杆20的轴向另一端与媒介或者其他部件直接碰撞,柔性件40可以对压力、冲击力等外力起到缓冲作用,以降低端杆20受力,进一步改善超声波振子装置100因碰撞而损坏的情况。
在如图1和图2所示的具体实施例中,柔性件40为柔性套,柔性套可以套设在直杆体21的外周面并且环绕发射头22的外周面,以对发射头22进行遮挡。在另一些实施例中,柔性件40可以与发射头22的远离超声波换能器10的轴向端面相连,以在发射头22的轴向端面进行遮挡。
根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,超声波换能器10可以包括:压电组件11、第一端块12和第二端块13。其中,压电组件11包括压电片111(例如,压电陶瓷)和电极片112。压电片111为多个且层叠设置,电极片112可以与压电片111相连。当电极片112通电时可以改变压电片111两端面的电压,使压电片111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1所示,第一端块12和第二端块13可以分别设在压电组件11的轴向两端,以对压电组件11进行固定和调节频率,以及进行能量的传递。并且,通过调节第一端块12和第二端块13的尺寸、间距等参数,可以调节超声波振子装置100的频率,以使超声波振子装置100可以满足不同的应用需求。
可选地,继续参照图1所示,球座31与第二端块13可以为一体件,以减少零部件数量,减少装配工序,提高生产效率,球座31与第二端块13连接也更可靠。当然根据实际情况需要,球座31与第二端块13也可以为连接于一起的分体件,这也在本实用新型的保护范围之内。
在本实用新型中,根据本实用新型实施例的超声波振子装置100可以应用于多种领域。在一些实施例中,超声波振子装置100可以安装于洗涤设备,这里,洗涤设备可以为洗米机、洗碗机、洗衣机等。超声波的机械作用和空化作用可以对待洗涤件的凹坑、缝隙等微观结构进行清洗,去除脏污、农药等有害物质更加彻底,提高了洗涤效率和洗涤效果。
在另一些实施例中,如图6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超声波振子装置100,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。在超声波振子装置100工作时,至少端杆20的轴向另一端可以伸入烹饪器具200的烹饪腔210内,或者端杆20和超声波换能器10的一部分可以伸入烹饪腔210内。由端杆20的轴向另一端发射的超声波可以对烹饪腔210内的食材进行超声处理。
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降低食材中的营养成分的萃取时间以及食材的入味时间,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的自清洁,清洗更加容易、干净。
由于根据本实用新型实施例的超声波振子装置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的端杆20可以避让食材、锅体等物体,改善了端杆20因发生干涉而安装不到位甚至损坏的情况。
可选地,如图6所示,在具有超声波振子装置100的烹饪器具200中,超声波振子装置100可以固定在烹饪器具200的锅盖220的中部,使端杆20向下可以伸至烹饪腔210的中央,而不易与烹饪腔210的壁面接触。合盖过程中端杆20的下端与食材发生干涉时,端杆20相对于超声波换能器10在一定范围内转动,端杆20的下端可以避开大块食材。
根据本实用新型实施例的烹饪器具200和超声波振子装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
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以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解: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。
Claims (11)
1.一种超声波振子装置,其特征在于,包括:
超声波换能器,所述超声波换能器适于产生沿其轴向传播的超声波;
端杆,所述端杆的轴向一端绕沿垂直于所述超声波换能器的轴向的第一转动轴线可转动地与所述超声波换能器的轴向一端相连,所述超声波换能器传递至所述端杆的振动从所述端杆的轴向另一端向外发射。
2.根据权利要求1所述的超声波振子装置,其特征在于,所述端杆相对于所述超声波换能器的轴向的最大倾斜角度α1满足:35度≤α1≤45度,最小倾斜角度α2为0度。
3.根据权利要求1所述的超声波振子装置,其特征在于,所述端杆相对于所述超声波换能器还绕沿所述超声波换能器的轴向延伸的第二转动轴线可转动。
4.根据权利要求1所述的超声波振子装置,其特征在于,所述端杆与所述超声波换能器通过球铰结构相连。
5.根据权利要求4所述的超声波振子装置,其特征在于,所述球铰结构包括:
球座,所述球座设在所述超声波换能器的轴向一端;
固定盖,所述固定盖盖设在所述球座上且与所述球座配合形成有大半球形的凹槽;
设于所述端杆的轴向一端的球头,所述球头的大半部分可转动地配合在所述凹槽内,所述球头与所述凹槽同心且所述球头的外表面与所述凹槽的内槽面面面接触。
6.根据权利要求5所述的超声波振子装置,其特征在于,所述球头的大半部分和所述球头的剩余部分的分界面与所述球头的中心的距离为0.5R,R为球头的半径。
7.根据权利要求5所述的超声波振子装置,其特征在于,所述固定盖和所述球座通过螺纹结构相连。
8.根据权利要求7所述的超声波振子装置,其特征在于,所述球座的外周面设有外螺纹,所述球座具有整半球形的球座凹槽,所述固定盖包括:
外套于所述球座的侧围,所述侧围的内周面设有与所述外螺纹咬合的内螺纹;
盖板,所述盖板设在所述侧围的一端且与所述球座的远离所述超声波换能器的一端的端面相抵,所述盖板上设有用于使所述球头穿入且与所述球座凹槽配合形成所述凹槽的盖板孔。
9.根据权利要求5所述的超声波振子装置,其特征在于,所述端杆为适于改变超声波的振幅的变幅杆,所述变幅杆包括:
直杆体,所述直杆体的横截面积从其轴向一端向其轴向另一端的方向递减,所述球头与所述直杆体的轴向一端相连且所述球头向外超出所述直杆体的轴向一端的外周面;
发射头,所述发射头设在所述直杆体的轴向另一端,所述发射头向外超出所述直杆体的轴向另一端的外周面。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的超声波振子装置,其特征在于,所述超声波换能器包括:
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;
第一端块和第二端块,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,所述球座与所述第二端块为一体件或连接于一起的分体件。
11.一种烹饪器具,其特征在于,包括根据权利要求1-10中任一项所述的超声波振子装置,所述超声波振子装置工作时,所述端杆的轴向另一端适于伸入所述烹饪器具的烹饪腔内。
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