防爆型加壓蒸煮器壓力試驗裝置的研制

褥 銅，郭連英，黃克欽（順德出入境檢驗檢疫局，廣東 佛山 528300）

科技與應用

防爆型加壓蒸煮器壓力試驗裝置的研制

褥 銅，郭連英，黃克欽
（順德出入境檢驗檢疫局，廣東 佛山 528300）

加壓蒸煮器作為最常見的家用電器，其壓力保護相關的安全性能測試非常重要。針對加壓蒸煮器家用電器壓力試驗標準的相關要求，本文設計制造出適合加壓蒸煮器特點的防爆型壓力測試裝置，有效提高了工作效率，保證測試過程的安全。

加壓蒸煮器；防爆型；壓力試驗

加壓蒸煮器作為最常見的家用電器，其壓力保護相關的安全性能測試非常重要。市面上的加壓蒸煮器形式多樣，有壓力鍋、蒸汽壓力咖啡壺等不同類型，而使用的材料也多種多樣，有金屬、玻璃及塑料容器等［1-3］。根據(jù)國內(nèi)外相關加壓蒸煮器試驗標準 （GB 4706.19—2008、EN 60335-2-15—2002+ A11—2012、IEC 60335-2-15—2012），針對試驗過程中存在蒸汽噴發(fā)、爆炸等潛在危險，其壓力試驗裝置主要滿足三個方面的條件：一是對加壓蒸煮器的升壓以及降壓過程進行實時壓力監(jiān)控，并輸出相關控制信號；二是裝置在滿足測試技術需求的前提下，可有效保證設備測試的安全性能，避免發(fā)生因壓力失控導致的意外事故；三是適用性強，可應用于不同類型的相關日用電器的壓力測試［4-6］。因此，本文研制出一種專用非標設備，解決加壓蒸煮器最高蒸汽壓力的精確測定、在特定工況下的耐壓和蓋子打開性能等相關實驗，并且提供防止爆炸的電氣安全設計以及相關的物理防護設計。

1　防爆功能的設計

目前，在加壓蒸煮器壓力試驗過程中，存在蒸汽噴發(fā)、爆炸傷人潛在危險的情況主要有：1）最高蒸汽壓力的測定過程；2）模擬高壓情況下蒸煮器的打開功能試驗時，使用人手進行打開試驗的過程；3）對一定蒸汽壓力保持下的蒸煮器運行情況的觀測時距離太近；4）在泄壓未完全的情況下與器具誤接觸。因此，防爆功能的設計重點主要在三個方面：一是設計泄壓功能，防止壓力過高的情況出現(xiàn)；二是在高于安全氣壓的狀況下進行試驗，器具得到有效的安全隔離；三是控制試驗器具的加熱功能，當出現(xiàn)壓力異常時及時控制試驗器具的加熱升壓。

泄壓功能的設計：由于蒸汽壓力管道與壓力檢測裝置連接以檢測器具內(nèi)的蒸汽壓力，因此在管道中間設置三通泄壓閥，當蒸汽壓力超出范圍時，對過大的蒸汽壓力進行自動泄壓進行防爆保護。泄壓閥同時允許手動泄壓，試驗完畢也可以通過手動的方式排壓，從而實現(xiàn)快速泄壓的功能。

隔離功能設計：將試驗裝置設計成整體的包圍式防護，中間設置透明的玻璃觀察窗口，達到總體的隔離。在試驗過程中，可以通過觀察外部的壓力顯示控制器，對蒸汽壓力容器的實時壓力進行檢測，并輸出相關的聯(lián)鎖功能。聯(lián)鎖功能通過壓力裝置實現(xiàn)對防護門開關的控制，壓力顯示控制器電氣部分與帶聯(lián)鎖的防護門開關相連，當未降到安全壓力值以下時，帶聯(lián)鎖的防護門開關不能打開。

加熱升壓功能的控制設計：壓力顯示控制器壓力設置有計時功能并可設定額定壓力，當按下啟動按鈕后，啟動加熱功能指示燈同時亮，當達到指定試驗壓力后停止器具的加熱功能，計時保壓。當出現(xiàn)異常狀況時，報警指示燈亮。同時，控制試驗器具的加熱功能位置傳感控制器，安裝在模擬打開試驗力的砝碼端部，檢測砝碼是否動作，當試驗過程中蒸汽壓力容器蓋打開把手出現(xiàn)位移（即蓋子被意外打開）時，立刻停止加熱功能進行保護。

2　設計制造

2.1整體技術方案

本項目所采用的整體技術方案是：1）壓力顯示控制器實時檢測蒸汽氣壓，同時根據(jù)壓力狀況控制所測加壓蒸煮器的加熱功能通斷，達到加壓蒸煮器最大壓力檢測以及通過控制壓力實現(xiàn)耐壓性能相關項目的試驗；2）使用砝碼模擬標準要求的100 N打開力，并在砝碼上安裝位置傳感器，位置傳感器也與加壓蒸煮器的加熱功能控制相連，當試驗過程中意外打開時，起急停功能以進行保護；3）帶聯(lián)鎖的防護門開關與壓力顯示控制器壓力相連，當試驗進行中，加壓蒸煮器內(nèi)氣壓未達到安全氣壓時，不能打開防護門。

2.2外觀設計

圖1為本裝置的整體外觀功能圖。在圖1中，壓力顯示控制器壓力有計時功能并可設定額定壓力，按下啟動按鈕后啟動加熱功能同時指示燈亮，當達到高于安全壓力后帶聯(lián)鎖的防護門開關啟動進行防護，當達到額定壓力后，計時保壓。當出現(xiàn)異常狀況時，報警指示燈亮。

圖1　外觀功能圖

2.3內(nèi)部管路設計

圖2為裝置的管路原理設計圖。在圖2所示管路原理設計圖中，壓力顯示控制器壓力檢測端口直接與壓力蒸汽壓力容器排氣口連接檢測實時壓力，壓力顯示控制器電氣部分與加熱控制器連接控制加熱功能。壓力顯示控制器電氣部分與帶聯(lián)鎖的防護門開關相連，當未達到安全壓力值以下時，帶聯(lián)鎖的防護門開關不能打開。而當壓力超過壓力顯示控制器設定的最高壓力限值時，泄壓裝置泄壓進行保護。位置傳感控制器傳感器安裝在砝碼端部檢測砝碼是否動作，位置傳感控制器電氣部分與加熱控制器連接起保護作用，當試驗過程中蒸汽壓力容器蓋打開把手出現(xiàn)位移（即蓋子被意外打開），立刻停止加熱。

圖2　管路原理設計圖

2.4硬件制造

圖3　防爆型加壓蒸煮器壓力試驗裝置

防爆型加壓蒸煮器壓力試驗裝置見圖3。關鍵硬件部分主要包括：1）壓力傳感控制器考慮到標準IEC 335-2-15提出的350 kPa和6倍額定壓力要求，因此該裝置應可以測量0～800 kPa的壓力值，壓力設定范圍0.1～1.0 MPa；2）該裝置應能提供測量壓力達到設定上限值時，自動斷電保護及器具非正常工作狀態(tài)自動斷電保護及報警功能；3）該裝置采用的防護玻璃為PC透明板4.5 mm，比等厚的玻璃耐沖擊250倍；4）該裝置通過特定的接頭連接保證密封性，制作3套測量所需鎖緊螺孔、5個試驗所需鉆頭、高溫清洗噴霧器連接頭，以保證對各種不同類型器具的適用性。

3　結(jié)論

本文研制的防爆型加壓蒸煮器壓力試驗裝置可應用于壓力鍋、咖啡壺等需要蒸汽壓力工作的家用電器產(chǎn)品的測試和檢測領域。能夠有效滿足國家標準GB 4706.19—2008、歐盟標準EN 60335-2-15—2002+A11—2012以及國際標準IEC 60335-2-15—2012等相關標準的試驗要求，有效提高試驗工作效率，同時保證了測試過程的安全。

［1］趙宏，程浩.一種電壓力鍋鍋內(nèi)壓力檢測方法［J］.軟件，2012（5）：136-137.

［2］孫陽.實用的壓力傳感器［J］.家電檢修技術，2010（8）：49-50.

［3］劉帥.家用電器質(zhì)量檢測行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策［J］.商品與質(zhì)量，2012（2）：307.

［4］全國家用電器標準化技術委員會（SAC/TC 46）.GB 4706.19—2008家用和類似用途電器的安全液體加熱器的特殊要求［S］.北京：中國標準出版社，2009.

［5］Authority of the Standards Policy and Strategy Committee. EN 60335-2-15—2002+A11—2012 Household and similar electrical appliances.Safety.Particular requirements for appliances for heating liquids［S］.British Standards Institution，2013.

［6］International Electrotechnical Commission.IEC 60335-2-15 —2012 Household and similar electrical appliances-Safety-Part 2-15:Particular requirements for appliances for heating liquids［S］.IHS under license with IEC，2012.

［責任編輯：吳卓］

The Development and Manufacturing of Explosion-Proof Pressure Test Device for Vapor Pressure Cooker

RU Tong，GUO Lianying，HUANG Keqin
（Shunde Entry-Exit Inspection Quarantine，F(xiàn)oshan Guangdong 528300，China）

The pressure test of the vapor pressure cooker，one of the most commonly used household appliances，is very important.Under the requirements of the pressure test standards of vapor pressure cooker，the authors of this paper have developed and manufactured a suitable explosion-proof test device，which could raise the working efficiency and meet the safety requirements during the testing process.

vapor pressure cooker；explosion-proof；pressure test

TM925.5

B

1672-6138（2015）01-0022-03

10.3969/j.issn.1672-6138.2015.01.005

2014-11-18

褥銅（1982—），男，廣東肇慶人，碩士，研究方向：進出口機電產(chǎn)品安全檢測。