鄭重 李廷超 王廣寧

摘要：作為將壓力安全及電氣安全集于一身的電壓力鍋，它的安全要求與一般的家用電器相比較無疑應(yīng)該是更高的。而電壓力鍋的壓力控制設(shè)計(jì)與電氣安全兩者間存在著相干性，即壓力控制與電氣安全兩者互相產(chǎn)生影響，并直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量安全，本文擬探討提高電壓力鍋產(chǎn)品的壓力安全性能及電氣安全性能，以及處理好這一產(chǎn)品的壓力控制設(shè)計(jì)與電氣安全相干性的矛盾，摒棄不安全的限壓裝置，以可靠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來杜絕危害的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電壓力鍋；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；壓力控制；電氣安全；相干性

電壓力鍋產(chǎn)品，由于其節(jié)能、環(huán)保、省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，迅速進(jìn)入了干家萬(wàn)戶，成為家庭烹飪的好幫手。但由于電壓力鍋的密封鍋體內(nèi)產(chǎn)生高壓的結(jié)構(gòu)特性，如果壓力控制結(jié)構(gòu)不能正常工作，就會(huì)有發(fā)生爆鍋的危險(xiǎn)。因此，作為將壓力安全及電氣安全集于一身的電壓力鍋，它的安全要求與一般的家用電器相比較無疑應(yīng)該是更高的，而且電壓力鍋的壓力控制與電氣安全兩者間存在著相干性，即壓力控制與電氣安全兩者互相產(chǎn)生影響。如何提高電壓力鍋產(chǎn)品的安全性能，更好地保護(hù)消費(fèi)者的人身.財(cái)產(chǎn)安全，是一項(xiàng)需要不斷探索、不斷改良的工作。本文擬探討提高電壓力鍋產(chǎn)品的壓力安全性能及電氣安全性能，以及處理好這一產(chǎn)品的壓力控制設(shè)計(jì)與電氣安全相干性的矛盾，摒棄不安全的限壓裝置，以可靠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來杜絕危害的發(fā)生。

1電壓力鍋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與壓力控制設(shè)計(jì)的關(guān)系

根據(jù)GB 4706.19-2004《家用及類似用途電器的安全液體加熱器的特殊要求》標(biāo)準(zhǔn)中的定義：

1.1 2.105壓力調(diào)節(jié)器pressure regulator

在正常使用期間，將壓力保持在一個(gè)特定值的控制裝置。

1.2 2.106壓力釋放裝置pressure-relief device

在非正常工作條件下，限制壓力的控制裝置。

由此可見，電壓力鍋對(duì)壓力的控制分兩個(gè)階段，一是正常工作狀態(tài)時(shí)的壓力調(diào)節(jié)，二是非正常工作狀態(tài)下（超壓時(shí)）的壓力釋放。目前，市場(chǎng)上主流的電壓力鍋產(chǎn)品對(duì)壓力控制的方式主要是通過設(shè)計(jì)在鍋內(nèi)氣壓驅(qū)動(dòng)電路中的閃動(dòng)開關(guān)（或稱行程開關(guān)）來實(shí)現(xiàn)的。而對(duì)于非正常工作狀態(tài)下的壓力釋放方式，目前的主流產(chǎn)品主要是通過設(shè)計(jì)在鍋蓋上的重錘式限壓閥來作為超壓時(shí)限制壓力的控制裝置。除此以外，我們還注意到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)壓力控制的影響，即鍋蓋一鍋身扣合形成一個(gè)壓力傳遞的路徑、內(nèi)鍋一電熱盤一外鍋一外鍋支承腳形成一個(gè)壓力傳遞的路徑，因此鍋蓋一鍋身扣合強(qiáng)度及外鍋支承腳的強(qiáng)度設(shè)計(jì)決定了電壓力鍋在正常工作狀態(tài)下的烹飪壓力、在非正常工作狀態(tài)時(shí)所限制的鍋內(nèi)壓力及最終承受的破壞壓力的強(qiáng)度值。在此，我們特別關(guān)注的是電壓力鍋在非正常工作狀態(tài)（超壓）時(shí)的壓力釋放的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。

2與壓力控制設(shè)計(jì)相關(guān)的電氣安全項(xiàng)目要求

相對(duì)于普通的液體加熱器具只有電氣安全設(shè)計(jì)要求而言，電壓力鍋的結(jié)構(gòu)特性使其安全設(shè)計(jì)要求分為兩部分：壓力安全設(shè)計(jì)及電氣安全設(shè)計(jì)。目前，對(duì)于電壓力鍋兩類安全性的綜合考核項(xiàng)目，主要體現(xiàn)在GB 4706.1-1998《家用及類似用途電器的安全第一部分：通用要求》、GB 4706.19-2004《家用及類似用途電器的安全液體加熱器的特殊要求》標(biāo)準(zhǔn)中，涉及第15章、第16章、第22章、第29章等相關(guān)章節(jié)。其中：

2.1耐潮濕

由于電壓力鍋烹飪時(shí)產(chǎn)生高溫高壓水蒸汽，如果密封性不好，易出現(xiàn)滴水漏汽現(xiàn)象，根據(jù)該章要求，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行溢水試驗(yàn)，并在該試驗(yàn)后進(jìn)行電氣強(qiáng)度試驗(yàn)及視檢在電氣絕緣上不應(yīng)存在導(dǎo)致電氣間隙、爬電距離小于第29章規(guī)定值的水跡。

目前，電壓力鍋產(chǎn)品一般設(shè)計(jì)為電熱盤內(nèi)電熱管與電氣連接的兩端穿過電壓力鍋的外鍋，形成了兩個(gè)穿孔（見圖2白色箭頭指向），這兩個(gè)穿孔為非正常工作時(shí)釋放的高溫水蒸汽、液體、泡沫等提供了進(jìn)入鍋體內(nèi)電氣結(jié)構(gòu)的途徑，這也是耐潮濕試驗(yàn)時(shí)的薄弱環(huán)節(jié)，使電氣污染的發(fā)生成為可能。

2.2泄漏電流和電氣強(qiáng)度

作為壓力化的電飯鍋產(chǎn)品，對(duì)泄漏電流和電氣強(qiáng)度的要求更應(yīng)該嚴(yán)于普通型電飯鍋產(chǎn)品。而電氣強(qiáng)度試驗(yàn)也是在電壓力鍋產(chǎn)品進(jìn)行非正常工作試驗(yàn)后必須進(jìn)行的電氣安全試驗(yàn)，這也是測(cè)試產(chǎn)品防止電擊的重要項(xiàng)目。

2.3結(jié)構(gòu)

同樣，作為壓力化的電飯鍋產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接決定其承受壓力的程度，并決定著對(duì)電氣安全的影響程度。

從目前主流的電壓力鍋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，鍋蓋、密封圉、內(nèi)鍋、外鍋、電熱盤及閃動(dòng)開關(guān)組成了鍋體結(jié)構(gòu)，內(nèi)鍋是座在電熱盤上，而電熱盤則是用螺釘與外鍋連接在一起，外鍋通過三個(gè)支承腳（見圖3白色箭頭指向）連接在外鍋上，所以，鍋內(nèi)壓力通過發(fā)熱盤、外鍋傳遞到三個(gè)支承腳，由此可分析三個(gè)支承腳是整個(gè)鍋體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，如果支承腳設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮強(qiáng)度是否可靠，在使用中會(huì)出現(xiàn)因支承腳強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生變形，則會(huì)造成電熱盤、內(nèi)鍋的下沉，破壞了鍋體的結(jié)構(gòu)及密封性，同樣，如果密封膠圉承受不了鍋內(nèi)壓力向外位移，會(huì)導(dǎo)致湯、粥類食物的飛濺，其瞬間的壓力平衡過程所導(dǎo)致的飛濺方向是隨機(jī)的、各向同性的，容易形成電氣污染，即將壓力安全隱患轉(zhuǎn)嫁為電氣安全隱患。

2.4爬電距離、電氣間隙和穿通絕緣距離

電壓力鍋產(chǎn)品在高溫高壓下的工作狀態(tài)，對(duì)電氣結(jié)構(gòu)中爬電距離、電氣間隙和穿通絕緣距離等產(chǎn)生影響，在非正常工作狀態(tài)（超壓時(shí)）的壓力釋放，水蒸汽、液體、食物碎屑等的排放，均有可能造成電氣污染，有可能造成短路、電擊、火災(zāi)等現(xiàn)象。

3壓力控制設(shè)計(jì)與電氣安全的相干性

從電壓力鍋的結(jié)構(gòu)及其工作特性來看，電壓力鍋的壓力控制設(shè)計(jì)，與其本身的電氣安全存在著相干性，即壓力控制與電氣安全兩者互相產(chǎn)生影響。首先，壓力調(diào)節(jié)由電氣結(jié)構(gòu)控制，電氣結(jié)構(gòu)一旦失效，如：控壓閃動(dòng)開關(guān)的常閉觸點(diǎn)在額定壓力下不分離或者是兩端短路，電加熱源將一直加熱，超出了正常的工作壓力，即出現(xiàn)了非正常工作狀態(tài)；其次，非正常工作狀態(tài)時(shí)的壓力釋放所排出的水蒸汽、液體、食物碎屑等，通過上述的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)入電氣結(jié)構(gòu)，形成電氣污染，即將壓力安全隱患轉(zhuǎn)嫁為電氣安全隱患。作為目前主流的產(chǎn)品普遍采用了重錘式限壓閥作為壓力釋放的裝置，這種設(shè)計(jì)是照搬普通壓力鍋的限壓閥，由于該裝置采用的是細(xì)超長(zhǎng)排氣管結(jié)構(gòu)，其中“細(xì)”是指其平均直徑與顆粒型食物的直徑相當(dāng)，“超長(zhǎng)”是指其管長(zhǎng)比其管徑大了一個(gè)量級(jí)，由于它在排汽時(shí)兼作排放食物碎渣，因此容易產(chǎn)生堵塞。因重錘式限壓閥發(fā)生堵塞而引起的安全事故，有關(guān)部門曾公布過我國(guó)的壓力鍋的爆鍋率高達(dá)0.42‰，這主要就是由重錘式限壓閥堵塞所引起的！數(shù)以萬(wàn)計(jì)的消費(fèi)者，以血的代價(jià)驗(yàn)證了這種細(xì)超長(zhǎng)排氣管限壓閥是壓力鍋爆鍋的根源。因此，將該閥設(shè)計(jì)于電壓力鍋產(chǎn)品上作壓力釋放裝置，安全性實(shí)在令人擔(dān)憂。如果壓力調(diào)節(jié)及壓力釋放均失控，鍋內(nèi)壓力將直接考驗(yàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，這就有可能出現(xiàn)兩種情況，一是鍋蓋與鍋體分離，即是通常所說的爆鍋。第二種情況則是外鍋的支承腳強(qiáng)度比不上鍋蓋與鍋體的扣合強(qiáng)度，鍋內(nèi)高壓使內(nèi)鍋、電熱盤受壓向下沉，鍋內(nèi)高壓的液體、泡沫、食物等將可能出現(xiàn)在極高壓力的推動(dòng)下瞬間噴濺進(jìn)入鍋體內(nèi)的電氣結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)，這種現(xiàn)象將導(dǎo)致電氣結(jié)構(gòu)的爬電距離、電氣間隙等迅速減小形成導(dǎo)電污染，極有可能出現(xiàn)短路，對(duì)使用者造成電擊危險(xiǎn)，嚴(yán)重者會(huì)造成火災(zāi)，給消費(fèi)者的人身、財(cái)產(chǎn)帶來不可估量的傷害。目前，有產(chǎn)品在應(yīng)對(duì)非正常工作（超壓）狀態(tài)，除了重錘式限壓閥以外，還提出了外鍋支承腳在一定壓力下自動(dòng)向下移動(dòng)以釋放壓力的方案及密封圉在一定壓力下自動(dòng)向外移動(dòng)以釋放壓力的設(shè)計(jì)方案，這兩種應(yīng)對(duì)超壓狀態(tài)的泄壓方案應(yīng)充分考慮是否能避免可能造成的電氣污染給使用者帶來的傷害，最終必須經(jīng)過全面、嚴(yán)格的檢測(cè)來進(jìn)行反復(fù)論證，以確保安全。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，如何通過良好的設(shè)計(jì)方案提高電壓力鍋這一已走進(jìn)干家萬(wàn)戶的產(chǎn)品的壓力安全性能及電氣安全性能，以及處理好這一產(chǎn)品的壓力控制設(shè)計(jì)與電氣安全相干性的矛盾，摒棄不安全的限壓裝置，以可靠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來杜絕危害的發(fā)生，對(duì)于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂及廠家的生產(chǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)均是一個(gè)值得重視的課題。

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