IEC 60335-2-15新增弹性电压力锅条款解读

2022-06-25杨兴国林水雄

家电科技 2022年3期

杨兴国林水雄

1. 广东美的生活电器制造有限公司广东佛山 528311；2. 广东美的制冷设备有限公司广东佛山 528311

0 引言

IEC 60335-2-15（Ed6.0）标准于2012年发布实施，标准中增加了弹性电压力锅概念，内容中的定义、标识和说明、非正常工作、结构、元件等章节均对弹性电压力锅进行了特殊要求。等同采用的EN 60335-2-15:2016欧洲标准已发布实施，中国等同采用IEC标准的GB 4706.19的换版标准也已完成讨论稿。本文对比分析了弹性结构电压力锅、非弹性结构电压力锅的差异，并从标准制修订的意图入手，深入分析各标准条款，为国内行业认识、了解弹性电压力锅，有效理解、应用新标准提供学习指导。

1 弹性电压力锅技术说明

1.1 压力锅行业现状

压力烹饪因其高温特性实现了烹饪的快速、省时，契合了现代快节奏生活的需求，传统高压锅（以下简称：非弹性压力锅），承载蒸煮压力的部件是内锅与锅盖，其安全保护是靠安全阀等固定泄压通道结构实现，当固定泄压通道结构被堵塞时，锅盖与锅体存在分离的可能，造成安全事故；弹性电压力锅采用全新的压力控制方式与异常压力防护，在新版IEC 60335-2-15标准实施的推广作用下，国际电压力锅市场90%以上产品采用弹性结构技术，弹性电压力锅已得到国际市场的认可。

1.2 不同结构压力锅技术对比

弹性电压力锅在承压结构部件、压力控制、电气控制、异常压力防护、产品强度失效等方面均不同于非弹性压力锅，具体对比如表1所示。

表1 不同结构压力锅对比

1.3 弹性电压力锅受力分析

非弹性电压力锅受力与明火高压锅类似，在此仅对弹性电压力锅进行分析。

在额定蒸煮压力情况下，锅盖、外锅、内锅、热盘、弹性部件等效应力云图如图1所示。除锅盖与外锅锅口扣合处有较大应力外，内锅在蒸汽压力作用下，挤压热盘使热盘支脚处受力并将力传递给弹性部件，弹性部件产生最大1.2 mm的形变。

图1 弹性电压力锅受力分析

当压力开关失效时，内部的蒸煮压力持续上升，内锅持续推动热盘向下移动，密封圈与内锅直接的缝隙持续增大，根据分析可知，密封圈与内锅在210 kPa左右发生分离，说明密封圈处开始泄压。密封圈与内锅间隙如图2所示，在蒸煮压力异常时，此动态分离是必然发生的，使产品实现不会被堵塞的效果。

图2 弹性电压力锅密封圈与内锅分离

1.4 弹性电压力锅的压力防护系统

产品工作时，根据气体定律，器具内的密封水蒸气温度高于100℃时，热盘持续加热，汽压压强增大，水与水蒸气的整体体积也随之增大，内锅在受力作用向下移动，因产品内装有弹性部件，弹性部件受挤压力产生较大形变，行程敏感控制器（即压力开关）感应到此位移切断加热电路；产品处于保压状态，在自然冷却作用下，密封水蒸气的蒸汽压强减小，弹性部件形变减小，压力开关再次接通加热电路，如此循环往复，自动控制蒸汽压力保持在一个范围内，实现对食物的高温烹饪。

当压力开关处于不工作状态，弹性部件形变已超过设定值时，热盘仍持续加热，蒸汽压强、水和水蒸气体积持续增大，密封圈（可理解为人为设置的薄弱部件）在无内锅支撑下，外翻泄压，经试验验证，此泄压压力不超过250 kPa，释放物温度不高于60℃（产品周边30 mm处）。弹性压力控制与防护等级如表2所示。

表2 压力防护等级

2 IEC 60335-2-15新增标准条款分析

2.1 定义

标准中3.112条新增弹性电压力锅定义，即通过弹性部件的动态位移降低压力的压力锅。

理解：从定义中可以明确，弹性电压力锅是有弹性部件的，这是前提，没有弹性部件，不能看作是弹性电压力锅；另外，这个弹性部件在承受压力作用时，产生动态形变，可以理解为弹性形变，不是永久变形。在定义中，并没有说明弹性部件是用来控制蒸煮压力还是作为非正常工作时的保护装置，笔者认为，弹性部件至少作为保护措施，产品的蒸煮压力控制，可共用此弹性部件，也可以通过其行程或温度等作为压力调节器来实现。

2.2 标识和说明

标准中7.12条增加：除弹性结构压力锅外，压力锅的使用说明应陈述：必须对压力调节器的蒸汽排出管道做定期检查，以确保其不被堵塞。

理解：弹性电压力锅的压力调节器不是通过管道结构的排放蒸汽来控制蒸煮压力，故不必对排汽通道进行检查清理。如果压力调节器是通过排放蒸汽方式来实现的，从标准的意图来看，在标识和说明中应增加检查清理的内容。

2.3 非正常工作

2.3.1 试验条件

标准中19.4条增加：

对于压力锅，

——所有压力调节装置被设在不工作的状态；且

——除弹性结构压力锅外，所有排汽的保护装置和排汽的预置薄弱零件被设在不工作的状态；且

——弹性结构压力锅，除预置薄弱零件以外，所有排汽的保护装置被设在不工作的状态。

理解：电压力锅是密闭高压烹饪器具，烹饪的食物可能堵塞排汽时的通道，非正常工作也要考虑堵塞带来的危险；除弹性电压力锅外，在非正常工作时，尺寸固定的排汽通道可能被烹饪的食物堵塞，故将所有排汽的保护装置全部失效，包括故意设置的薄弱部件。

弹性电压力锅中故意设置的用于排汽的薄弱部件是密封圈，在压力异常高时，弹性部件形变大，内锅下移量增加，导致密封圈与内锅脱离，密封圈边缘受力外翻，整个360度周圈均为泄压通道，即使泄压通道被堵塞，在压力作用下，弹性部件形变加大，堵塞的食物也会被推出（喷出），因泄压通道不可堵塞，测试时不进行失效。密封圈在非正常工作条件下，通过零件的大尺寸变形，以达到保护效果的不可复位防护装置，被认为是预置薄弱零件。

2.3.2 结果判定

标准中19.13条增加：在19.4试验期间，除弹性结构压力锅外，压力锅的保护装置必须在压力达到350 kPa之前动作。

在19.4的试验期间，弹性结构压力锅的保护装置或预置薄弱零件必须在压力达到250 kPa之前动作。

理解：非正常工作中，非弹性电压力锅不能通过排汽方式进行压力防护，防护压力标准数值不变；因弹性电压力锅可通过排汽方式进行压力防护，且释放物温度与器具内部压力正相关，在产品周边30 cm处，泄压压力为250 kPa时，释放物检测到的温度多为60℃，泄压压力低于250 kPa相对安全，故将防护装置动作压力值从350 kPa降低到250 kPa。

2.4 结构

2.4.1 产品强度

标准中22.7条新增：除弹性结构压力锅外，将压力锅的所有压力调节器及压力释放装置处于不工作状态，盖上盖子。用水压将压力逐渐增大到19.4试验过程中压力释放装置动作时压力的2倍。

对于弹性结构压力锅，用水压将压力逐渐增大到19.4试验过程中压力释放装置或预置薄弱零件动作时的压力值加50 kPa。

容器不应损坏。

理解：产品结构的强度，应能保证产品在非正常工作时的压力防护措施可靠动作，产品强度与非正常工作防护压力相关联。非弹性电压力锅，考虑到产品压力防护装置动作后，内部异常的蒸煮压力可能持续上升及强度设计余量，结构强度是非正常工作防护压力的2倍，即压力余量为2.0；弹性电压力锅通过弹性部件的动态位移，促使预置薄弱零件动作，且此压力防护不可堵塞，且动作后内部异常的蒸煮压力立即下降，故要求产品强度比非正常工作防护压力高50 kPa。

2.4.2 合盖安全性

标准中22.109条新增压力锅的结构应确保：当盖子未闭合或不正确闭合时，容器内的压力不会过高。

通过下述试验检查其符合性。

将盖子置于压力锅能工作的最不利位置，且压力锅在第11章规定的条件下工作。

容器内的压力不应超过4.0 kPa。

理解：此条款是新增加的，在原标准中没有涉及，但在EN 12778标准中有明确规定。电压力锅的合盖位置不明显，在用户错误操作时，器具内不产生具有威胁用户安全的蒸煮压力4.0 kPa，弥补原标准的合盖安全性缺失问题。