摘要：随着电压力锅产业的发展，我们可以看到它的外观从粗笨烦杂到简洁直观，锅盖上没有压力安全装置的产品问世，表明了压力安全的技术进步。因此，本文分析了电压力锅设计要点。
关键词：家电；电压力锅；设计
引言：压力锅，也称为快锅，可以在短时间内快速烹煮食物，省下许多烹调的时间和能源，是许多朋友常用的锅具。它的原理是在密闭容器内增加压力，使得汤水的沸腾度变高，加速食物煮熟。
1、自动压力电饭锅工作方式和工作过程
按下启动按钮，单片机.上电自检，检测各传感器、加热元件、开关状态是否正常，不正常则发出报警，正常则可以输入压力、总工作时间等参数，确认后则接受压力、温度传感器 检测的压力、温度初值（也是外界温度），作为程序控制的原始数据储存到单片机的RAM中。此时单片机接通电磁开关，主加热线圈开始加热；此后每15秒检测压力、温度实时值3次，据此计算压力、温度的变化速度和加速度值（也是确认选择的工作方式的依据），进一步计算出此次所加工食物需要的能量值，同时根据总工作时间分配总加热时间和总保温或保压时间。每次计算出的结果可能是不一致的，取5次运算平均值作为确定值；然后根据选择的工作方式进行加工，时间到则发出保温或保压信号，导通双向可控硅，保温线圈开始工作。
图1电压力锅的工作原理示意图
1.1电饭锅工作方式
在电饭锅工作方式下，手动泄压阀打开，压力值为默认值。当加热盘温度达到70C时，切断主加热线圈，接通次加热线圈进行保温，使被加工食物充分吸收水分，一定时间后切断次加热线圈，再次接通主加热线圈继续加热，直到加热盘温度达到103*C 后保温（切断主加热线圈，接通次加热线圈），当加热盘温度下降到70C时再次加热，103^C再保温，直到总加热时间终了。为保证安全加工，以温度为安全标准，温度超过105C时则切断电源，如果温度传感器失效，单片机在5秒内检测不到压力和温度信号时也切断电源。
1.2压力锅工作方式
在压力锅工作方式下，泄压阀闭合，压力值为设定值。压力达到设定值的75%时，切断主加热线圈，接通次加热线圈进行保温，使被加工食物充分均匀温度和分解，一定时间后切断次加热线圈，再次接通主加热线圈继续加热（可能不止一次），直到加热盘温度达103*C 后保温保压（切断主加热线圈，接通次加热线圈）。如果压力值或温度值没有达到设定值，则进入保温状态；如果压力已接近或达到设定值，则直接切断电源；当加热盘温度下降到70C时再次加热，循环以上过程，直到总工作时间终了。为保证安全，以压力为标准，单片机在5秒内检测不到压力和温度信号时也切断电源。
1.3压力电饭锅工作方式
当泄压阀未打开，又没有输入一-定的压力值时的工作方式。单片机在工作开始后会根据压力变化速度和加速度值判断所选择的工作方式并确认。以上情况时则按压力锅工作方式工作，以保证加工过程的安全。
2、自动电压力锅结构特点
2.1结构特点
该自动压力锅的结构如图2所示。它主要由外锅、内锅、锅盖、内锅、密封圈、浮子阀、限压放气阀、电热盘、控制盒、调压旋钮、按键和指示灯主成。
图2自动电压力锅结构示意图
外锅采用耐热塑料作外层、不锈钢做锅体组成双层结构，既降低外锅表面温度，又能达到保温节能效果。其卡扣要能与锅盖匹配锁牢，底部安装电热盘，表面涂覆一层不粘层，便于清洁。控制盒装有调压旋纽、按键和加热、保温指示灯。
锅盖也是塑料、不锈钢双层结构，面上设置塑料提手。锅盖的开合采用外旋式自动锁定、动态密封和弹性力控结构。锅盖设置双重安全保护装置，浮子阀、限压放气阀安装在锅盖面上，当锅内压力过高，达到限压值时，限压放气阀自动排气限压，确保使用安全。
内锅与电饭锅用的铝合金内锅相同，内壁有刻度线，表面涂覆不粘层，既不粘食物有易于清洁。
3、自动电压力锅数设置
锅体由内锅和外锅组成，内锅材料采用不锈钢板材冲压制成，外锅材料采用优质结构钢板材冲压或钣金加工制成，由最高安全压力要求计算板材厚度；锅外壳采用不锈钢薄板或普通结构钢材料钣金加工制成。电压力锅在以单片机作为主控核心元件的控制系统作用下实现数据采集运算并发出控制功能，单片机采用8031或8051或其他常用的芯片。
3.1.锅体结构设计参数如下：
锅体最高安全压力：≤120Kpa；正常工作压力≥50Kpa；最大泄压阀压力≤80Kpa；电加热盘工作功率：1000W；工作电压：220V，50Hz，工频电。最大工作时间：2小时；内锅材料：防酸碱不锈钢；fOCI
内锅容积：3.5L；内锅直径：20cm。
3.2锅本体设计计算
3.2.1内锅设计计算：
内锅的设计计算依据主要是锅体的最高安全压力，在大于等于120Kpa压力下，要保证锅体不发生破坏和变形。内锅图型如下图所示：根据TRD标准TRD301中5.3.3条规定，倚体最小壁厚：
在公式中规定，简体最小壁厚：P-设计压力；R一所计算壳体内半径；S一最大许用应力；E一焊缝系数。
从计算公式中可看出，ASME与TRD的计算较为相近，当简体上无开孔时，ASME与TRD主要取焊缝系数。而对于有管接头、开孔孔桥的补强，ASME与TRD所取系数就不同了。ASME取相应接头的焊缝系数，或是开孔削弱系数较小者。而TRD的计算，简体的诚弱系数计算较为复杂，对焊接的管接头，分为两种情况，支管和简体由相同材料制成、支管和简体由不同材料制成，这在后面会详细介绍。
3.2.2外锅设计计算
外锅的结构设计主要是满足内锅的工作需要，是作为内锅的载体，并为内锅提供加热、控制等，完成各项功能。也要有一定的美学要求。
4、压力锅的工作压力
压力锅在正常使用情况下锅内所能保持的压力，通常为50~150kPa公称工作压力由生产厂按使用需要在50~150kPa范围内自行确定。常用的有70kPa、80kPa、90kPa、100kPa。
4.1安全压力
安全阀的工作压力是-种保险功能。国家标准规定，压力锅的安全压力为1.4~2倍最大公称工作压力。例如，公称工作压力为100kPa的压力锅，其安全压力应在140~200kPa，即异常情况出现时，安全阀应在140~200kPa范围内能自动开始工作，达到泄压的目的。
4.2破坏压力
是指压力锅所能承受的最大压力。国家标准规定，压力锅的破坏压力不得低于最大公称工作压力的6倍。
4.3开、合盖安全性
是指防止因误操作弓起爆锅的结构要求。标准规定，产品应有当锅内压力在5kPa以上时不能开盖的装置，锅身与锅盖扣合不到位，锅内压力不得超过5kPa。也就是说，开、合盖装置是从结构上保证在扣合不到位（盖没有合好）的情况下压力锅不能升压，开盖时如锅内有压（可能造成伤害的压力的情况下）不能开启。
结束语
综上所述，本文详细探讨了压力锅设计要点，拓宽了加工范畴，减轻了压力锅人工操作和看守，同时加强了安全方面的设计，使用方便安全，向智能化家用电器又迈进了一步，因此有较好的发展前景。
参考文献：
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[2]郑重，李廷超，王广宁.电压力锅产品的压力控制设计与电气安全相干性的探讨[J].工业设计，2018.
[3]蔡培红.电压力锅的安全问题回顾及展望[J].日用电器，2015.
论文作者:邓领文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：压力论文; 压力锅论文; 线圈论文; 工作论文; 电压论文; 温度论文; 锅盖论文; 《基层建设》2018年第20期论文;