CN2565269Y - 豆浆加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及豆浆加热装置，更具体地说涉及用交流电源，采用多重电路控制系统和多端电压调节装置，通过电极板给豆浆槽内的豆浆加热的装置。该加热装置有两个加热过程，初始加热过程和正常加热过程。本实用新型的豆浆加热装置可以安全、高效、平稳地给豆浆加热，缩短了加热时间，改进了豆浆质量，降低了成本。

Description

豆浆加热装置

技术领域

本实用新型涉及豆浆加热装置，更具体地说涉及用交流电源，采用多重电路控制系统和多端电压调节装置，通过电极板给豆浆槽内的豆浆加热的装置。

背景技术

目前制作豆浆主要有两种方法，其一是泡豆，磨浆、去渣，用锅炉加热豆浆；其二是泡豆，磨浆、去渣，用电阻丝直接或间接加热豆浆。但是，上述方法都有自己的致命缺陷，第一种方法的缺点：1是锅炉使用的燃油或燃气排放大量的大气污染物，2是锅炉里含有污染物的蒸汽直接加到豆浆里，所以很不卫生，3是由于锅炉是压力容器容易导致爆炸，上海和北京已经有此例子。第二种方法的缺点：1是直接加热豆浆时，由于电阻丝和豆浆接触，会使豆浆烧焦，有很大的糊味，2是间接加热时会降低电力的使用效率，加大成本。

在1980年日本公开专利公报属55-11767中提到将加热冷却到常温的豆浆倒入容器中，添加电解质，容器的两端加上电极、接上常用电源，用可调式电阻器将流经豆浆的电流密度调到0.2，经过约80分钟之后可做出优质豆腐。这时添加的电解质的量与电流密度成正比、与加热时间成反比。

上述专利经过泡豆、磨浆、去渣，一次加热冷却之后、添加凝固剂、二次加热的过程生产豆腐，虽然可以生产优质豆腐，但是因加热过程的反复浪费了很多能量。

而且，豆浆作为电阻，它的电阻大小与电源电路中的电流的大小成反比，豆浆的电阻值随着豆浆的温度而变化，即，低温时豆浆的电阻值大，而高温时豆浆的电阻值小。所以，随着豆浆的温度上升，流经豆浆的电流增大。

上述的加热装置可探测流经豆浆的电流，并使其限制在一定值之内。随着豆浆温度的上升电流达到一定值之后电流保持不变，但达到一定值之前的时间过长，使整个加热时间加长不利于大量生产。而多加电解质达到缩短加热时间时，采取了直接限制电流方式，导致电流限制部分调整电波的幅度过大，浪费很多不必要的电力，由此产生的热量还会损坏电子部件或引发电子部件的误操作。最为严重的问题是常用电的频率为50Hz时，采用限制电波波形的直接限制电流方式不能保证波形的对称性，由此产生电解，会对电极板和豆浆产生严重的损伤。

综上所述，加热纯豆浆时在限制电流过程中发生电解，豆浆会出现结块现象，所以它不能用在加热豆浆，只用在添加凝固剂之后加热到激活凝固剂的温度(约80～85℃)来制作豆腐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述方法存在的不足，提供一种均匀加热，安全可靠工作，生产成本低，豆浆质量高的豆浆加热装置。

本实用新型的一种豆浆加热装置包括豆浆加热槽、电极板、给电极提供电能的变压器，所说的豆浆加热装置还有温度探针、探测电流的耦合线圈、主控电路、电流探测电路、继电器控制电路、具有N个输出绕组的变压器，该N是大于1的整数，在本装置加热初始时，主控装置检测到接近开关状态正常和设定的温度高于待加热豆浆的温度时，发出脉冲信号E给继电器控制电路，电流探测电路将探测的电流转换成电压，输入到比较器电路，与控制加热过程中的比较器待比较的阈值电压比较，比较器输出的电压提供给继电器控制电路中的门电路的一输入端，在接收到脉冲信号E和比较器输出的脉冲信号后，继电器控制电路控制和动作，在豆浆低温度和大电阻的情况下，继电器接通变压器的高压绕组，通过电极板给豆浆加热，在豆浆高温度和低电阻的情况下，接通变压器的低压绕组通过电极板给豆浆加热，在豆浆中间温度和中间电阻的情况下，接通相应的中等电压的绕组，通过电极板给豆浆加热。

本实用新型一种豆浆加热装置，所说的变压器绕组是通过插在电极板上的电极棒给电极供电的。

本实用新型一种豆浆加热装置，所说的主控电路在控制豆浆加热的控制管理过程中，豆浆加热有两个过程，一个是初始加热过程，一个是正常加热过程，初始过程是豆浆从常温开始加热时，从最低档电压逐渐变换到最高档电压加热的一个加热调节过程，正常加热过程是在加热过程中的电压调节过程。

本实用新型的一种豆浆加热装置所说的继电器控制电路有N-1个门控制电路，分别控制N个小型继电器的工作。

本实用新型一种豆浆加热装置的电流探测电路是将电流耦合线圈的耦合电流，通过变压器、整流器变换成直流电压，加到继电器控制电路的N-1个比较器的一个输入端，与一个比较电压进行比较，比较器的输出端以及与比较器输出端连接的反向器的输出端分别连接到继电器控制电路中每组由N-1个与门构成的两组门电路的相应的输入端。

本实用新型一种豆浆加热装置的继电器控制电路中有N个小型继电器分别控制N个主继电器的电源，小继电器的触点可以流过小电流，主继电器的触点可以流过大的电流。

本实用新型一种豆浆加热装置的主控电路中设有温度设定开关，用于设定豆浆加热的最高温度。

本实用新型可以安全、高效、平稳地给豆浆加热，缩短了加热时间，改进了豆浆质量，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种豆浆加热装置的豆浆加热槽的剖面图；

图2是本实用新型的一种豆浆加热装置的电路图；

图3是本实用新型的一种豆浆加热装置的继电器控制电路图；

图4是图3继电器控制电路中的电压比较器的原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的说明。

图1是豆浆加热槽的剖面图，其中，5a，5b是电极棒，2是电极板，1是加热槽的外壁，14是温度探针(例如是热电耦温度探测器)，4是豆浆液体。变压器的次级绕组通过电极棒5a，5b将电能传送到电极板2。温度探针14随时都在探测豆浆的温度，并将探测的温度传输给电流控制电路。

图2是本实用新型的电路图，图中6a，6b是市电接入端，7是电源开关，19是漏电保护空气开关，20是供给能源的自耦式变压器，21、22、23、24是四组继电器，24至21分别接入的电压分别是从低至高，5a，5b是电极棒，27是电流耦合线圈，10是启动开关，11是停止开关，12是探测接近开关，13是温度设定开关，用于设定加热的最高温度，14是温度探针，15是启动开关按下时的指示灯，16是表示操作者与绝缘箱保持绝缘的指示灯，17是豆浆温度比设定温度高时，加热结束的指示灯，18是加热结束时通知操作者过程结束的蜂鸣器，8是控制电路的电源开关，9是控制电路接通的指示灯，25是加热电路的保险丝，26是保险丝熔断的指示灯，A是主控电路，B是继电器控制电路，C是主控电路的电源供给电路，D是电流控制电路。

按启动开关10时，主控电路先亮起工作指示灯15，探测接近开关12在绝缘箱与操作者保持绝缘时，发出工作信号(接近开关工作是否正常用指示灯16来确认，当灯16亮起，表示不正常，即不安全)，确认安全时，探测与豆浆温度探针14相连的温度设定开关13的状态(测定的豆浆温度比设定值高时，加热结束指示灯17会亮起)，如果探测的温度比设定值低时，接通开关19给变压器20供电，同时主控电路进入初始工作状态，接通供应最低电压的一档继电器24，电流探测电路通过电流探测线圈27探测电流，如电流比设定值低时，断开第一档继电器24，接通第二档继电器23，供应更高的电压，以此类推，如电流总是比设定值低时，一直换档，直到接通到最高电压的第四档继电器21，从而接通最高电压绕组，给豆浆加热，初始工作状态结束，转入正常工作状态。这个过程是为了防止一开始就加过强电流而损坏机器的电路，初期豆浆电阻随着豆浆温度和电解质的量而变化，最先加载最高电压的话会导致过强电流现象的出现。

下面结合图3详细描述继电器的工作过程，电路中，Qa，Qb，Qc，Qd分别连接一个小型继电器，这些小型继电器的一组常开触点分别用于接通变压器绕组24，23，22，21的主继电器的电源。当一个主继电器接通电源后，该继电器的一组常开点接通，将相应的变压器绕组连接到相应的加热电极棒，通过与其连接的电极板，给豆浆加热。

初期接通工作开关时，E会出现如图所示的信号，该负脉冲信号通过非门Q10变成+脉冲信号，加到集成电路Q9(HFE4043B)的Sa，这时Qa工作，从而Q9使Qa给一小型继电器线圈通电流，小型继电器动作，使得它的一组常开点接通，将电源接到主继电器的线圈，主继电器接通电源，主继电器动作，主继电器的一组常开点将最低的电压绕组接到电极板，从而给豆浆加热，根据Q3a，Q3b电路，C(初期工作状态)变成+，而且根据R7，C2的时间延迟常数，在数秒后数字集成电路Q4开始工作，C为+时与门电路Q5a，Q5b，Q5c各自工作，初期Qa工作时电流探测电路探测到的电流比设定值低时，根据C3，R8，在Q5a发出一个+信号，这信号连到Ra时会停止Qa的工作，之后通过Q7a，Q7b的延时信号传到Sb，使Qb工作，Qb的工作，使对应的主继电器动作，从而供应两电极板以更高一些的电压。以此类推，只要电流比设定值低时，就继续地提升电压，最高电压的Qd工作时，C变成-、D变成+，门电路Q6a，Q6b，Q6c开始工作。

这是为了防止初期就加载高电压，豆浆的温度等因素会导致电流过大，造成机器的损坏，从最低档电压开始供电是为了保护机器。

D变成+时进入正常工作状态，随着豆浆的加热电流增加，这时Qd工作，由于当Qd、D均为+信号，电流达到22A以上时会发出A信号，A是+信号，所以导致Q6c工作，通过C8，R13发出+信号，这个信号连接到Ra，从而停止Qd的工作，停止该档变压器绕组给豆浆加热，通过Q8e，Q8f发出延时的+信号，连接到Sc，启动Qc以低一档的电压给豆浆加热。以此类推，电流比设定值高时，中断现电压，提供低一档的电压给豆浆加热。

下面结合附图4，对电流比较电路作详细的描述。27是电流探测线圈，通过变压器将该探测电流感应到次级，通过整流电路D1，整流出一个电压，并通过电阻R2将该电压输送到比较器Q1，同时通过电阻R2将该电压输送到比较器Q2，当在比较器+端输入的电压大于由R3与R4分压V+得到的电压时，比较器输出端A输出+电压，输出端A’输出-电压。当电流检测线圈检测到的电流通过整流，在比较器+端输入的电压大于由R5与R6分压V+得到的电压时，比较器输出端B输出+电压，输出端B’输出-电压，……，B’输出的-电压使得Q5a，Q5b，Q5c停止工作；例如当豆浆加热电流大于22A时，A变为+，B为-，B’为+，门电路Q6a，Q6b，Q6c，都不工作，Q5a，Q5b，Q5c分别工作，加热豆浆进入初始加热过程；当电流大于25A时，A和B均为+时，B’为-，Q5a，Q5b，Q5c停止工作。Q6a，Q6b，Q6c分别工作。加热豆浆进入正常加热过程。所以比较器的输出控制门电路的工作，又通过门电路控制继电器的工作。

正常工作状态下，通过电流探测电路探测电流，并反馈给主控电路，主控电路又会控制继电器控制电路，从而控制各档的电压，使电流始终保持在设定值以下。

豆浆的加热过程中电流会逐渐增加，当电流值超过设定值时，主控电路会断开工作的继电器，接通低一档电压的继电器，这时为了防止过高电压将导致的过大的电流，接在两极板间的电压是通过连接保险(25)的电极棒(28，29)供应的。

通过这种一系列的过程豆浆达到设定温度时，温控开关(13)发出信号给主空电路，主控电路将控制变压器的开关(19)断开、亮起结束指示灯(17)、接通蜂鸣器(18)发出声响，通知操作者工作结束，操作者断开电源开关(8)时一切工作结束。

为了更好地说明本实用新型，以上所描述的说明性技术方案，并不是对本实用新型做出限定，例如，变压器四个输出绕组，相应两组加热控制部分中分别有四个继电器控制输出绕组的接入，这些都是示例性的说明，实际解决方案中变压器绕组数，继电器数可以不是四个，比较器的数目可以多于三个也可以等于三个，还可以少于三个。该数目越多，加热过程越平稳，当然成本也随之增加。应当恰到好处。该技术领域的普通技术人员很容易对本实用新型做出变化和改进，但这些都不能脱离本实用新型的基本构思。

Claims (7)

1.一种豆浆加热装置包括豆浆加热槽、电极板、给电极提供电能的变压器，其特征在于所说的豆浆加热装置还有温度探针、探测电流的耦合线圈、主控电路、电流探测电路、继电器控制电路、具有N个输出绕组的变压器，该N是大于1的整数，在本装置加热初始时，通过主控装置检测到接近开关状态正常和设定的温度高于待加热豆浆的温度时，发出脉冲信号E给继电器控制电路，电流探测电路将探测的电流转换成电压，输入到比较器电路，与控制加热过程的比较器待比较的阈值电压比较，比较器输出的电压提供给继电器控制电路中的门电路的输入端，在接收到脉冲信号E和比较器输入的脉冲信号后，继电器控制电路控制和动作，在豆浆低温度和大电阻的情况下，继电器接通变压器的高压绕组，通过电极板给豆浆加热，在豆浆高温度和低电阻的情况下，接通变压器的低压绕组通过电极板给豆浆加热，在豆浆中间温度和中间电阻的情况下，接通相应的中等电压的绕组，通过电极板给豆浆加热。

2.根据权利要求1所说的豆浆加热装置，其特征在于所说的变压器绕组是通过插在电极板上的电极棒给电极供电的。

3.根据权利要求2所说的豆浆加热装置，其特征在于所说的主控电路中存在控制豆浆加热的控制管理过程，所以豆浆加热有两个过程，一个是初始加热过程，一个是正常加热过程，初始过程是豆浆从常温开始加热时，从最低档电压逐渐变换到最高档电压加热的一个加热调节过程，正常加热过程是在加热过程中的电压调节过程。

4.根据权利要求3所说的豆浆加热装置，其特征在于所说的继电器控制电路有N-1个门控制电路，分别控制N个小型继电器的工作。

5.根据权利要求4所说的豆浆加热装置，其特征在于电流探测电路是将电流耦合线圈的耦合电流，通过变压器、整流器变换成直流电压，加到继电器控制电路的N-1个比较器的一个输入端，与一个比较电压进行比较，比较器的输出端以及与比较器输出端连接的反向器的输出端分别连接到继电器控制电路中每组由N-1个与门构成的两组门电路的相应的输入端，与工作启动信号E及延时电路配合，控制继电器控制电路。

6.根据权利要求5所说的豆浆加热装置，其特征在于继电器控制电路中有N个小型继电器分别控制N个主继电器的电源，小继电器的触点可以流过小电流，主继电器的触点可以流过大的电流。

7.根据权利要求6所说的豆浆加热装置，其特征在于主控电路中设有温度设定开关，用于设定豆浆加热的最高温度。

Images