内装物其气雾剂的金属包装容器结构设计

内装物其气雾剂的金属包装容器结构设计

1设计目的

（1）综合运用本课程的理论和生产实际知识进行设计训练，使所学的知识得到进一步的巩固和发展；

（2）学习金属包装容器结构设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计设计和工作打下良好的基础；

（3）进行方案设计、结构设计、机械制图和运用设计手册、标准及规范等技

能的训练，培养学生的创新意识和动手能力。

2内装物分析及其气雾剂选择

2.1 内装物及容量

内装物：发胶工作温度：-15 —50C容量：约320ml堆码层数4

2.2 内装物相关特性分析

内装发胶为液态，根据惯例，我们选择干式喷雾，即增加推进剂的用量或压力，造成微粒直径小于50um的喷雾，雾粒可以在空中悬浮3min以上。内装物为气、液、液三相式（液态推进剂与液态的物料互不相容，罐内的液体明显的分为两层，同时在液面上方还有呈气相存在的雾化剂）。

2.3 气雾剂的选择

喷雾罐内产品之所以能在阀门开启后自动喷出，完全是作为能源物质气化后产

生喷发压力的作用。这种作为能源的物质即为喷雾罐的推进剂，也称气雾剂、雾

化剂。

2..

3.1气雾剂的主要作用

①汽化内装物，使之形成胶体微粒。液相与内装物产品混合成混溶液成为均质液体，当液相混合物穿过阀门从大约0.5mm直径的喷口射出时，推进剂由于从气压容器内的高压释放出来而立刻汽化，是内状物产品成细小雾滴。

②填补内状物喷出后的空间，保持压力不变：掀动按钮时，阀门开启，液体内装物汲管上升并经阀门喷出，此时少量推进剂蒸发为气体来填补空间。

2.3.2 气雾剂的喷出系统

（1）两相系统

物料与液态推进剂能充分混合时，罐内只存在气液两相。例如气态推进剂与混溶的推进剂和物料的均质液体；压缩气体推进剂与液态物料等。

（2）三相系统

a. 气、液、液三相式液态推进剂与液态的物料互不相容，罐内的液体明显的分为两层，同时在液面上方还有呈气相存在的雾化剂。

b. 固、气、液三相式罐内有固态、液态物料以及液态与气态推进剂时，罐内物质呈现固、液、气三相式系统。

2.3.3 气雾剂的分类

气雾剂是气雾的动力源，它能产生气压，使产品以雾状、细流状或泡沫状喷出

而分配使用的物质，分为液化气和压缩气体两大类。

（1）压缩气体。

常见的压缩气体有C02、N2、NO。压缩气体是以蒸发气体形态溶解于液态物料中，随着内装物的喷出，其压力平稳降低，因此，不能保持常压，但在压力下降时，部分溶解液体可释放到上层空间，以弥补部分压力下降。

（2）液化气体

①碳氢化合物。

常用丙烷、丁烷和异丁烷类天然气体。这些气体价廉、低毒、化学性质稳定，

正常温度下不易引起任何腐蚀，但易燃。

②碳氟化合物。

碳氟化合物是品种最多，使用最安全的一类推进剂。具有不易燃性，无味、低毒，能取得大的压力范围。常用的推进剂有二氯二氟代甲烷、三氯氟甲烷等。作为发胶的雾化剂，由于工作温度在-15C〜60C之间，考虑到内装物的特性及使用环境等问题，必须选用化学性质稳定及常温下不与包装容器发生反应的推进剂。因此，选用推进剂A-108，丙烷

（CH3CH2CH3），沸点低（-42C），正常温度下不容易引起任何变化。

注：1 •名称中的数字指室温（21 ）下的英制表压力。

2 •密度与绝对压力均指室温（21 C）下。

3罐形及尺寸规格的确定

金属罐的罐型、尺寸以及封口方式都受到制罐设备的限制，目前许多金属容器的规格尺寸、结构形式都已标准化。因此，金属罐的设计实质上根据用户要求选定罐型、材料、封口形式以及外在表面进行装潢设计。

3.1 喷雾罐的罐型、结构

喷雾罐的罐型、结构的确定必须考虑包装要求和制造成本等综合因素。

（1）影响成本的因素。圆形罐和其他异型罐相比，不仅制作相对容易，而且用料较省。因此在设计金属罐时，从节约用料、降低成本这一角度出发，应尽量选用圆形罐。此外，二片罐生产线的生产效率比三片罐高，按设备投资远比三片罐大，在确定金属罐的造型结构、进行经济核算时必须考虑这些因素。

（2）应满足内装物的包装要求。在选定罐型时，要根据内装物的特性、包装要求来确定金属罐的结构、形状、封口形状、底和盖以及侧缝的结构等。

此外，在金属罐的盖和底上要不要设置膨胀圈，罐身周围是否需要辊压环筋，都

要视生产工艺、运输环境的具体要求而定。

综上所述，由于此次设计的是发胶气雾剂喷雾罐，所以罐身选择圆形三片罐。

3.2 喷雾罐的规格尺寸

根据GB13042—1998（包装容器/气雾罐）标准，容积按国际标准不大于1000ml 由于我们设计的容器为320ml的喷雾罐，所以选中①52mm的规格。由

h=4v/3.14dd得h=150mm查容量公差表可知，201〜430ml喷雾罐的容量公差范围为土

3ml。选取h=150mm时，符合公差范围。即容积V为（320± 3）ml。

表3-1 喷雾罐可选择的规格及主要参数

(1)材料种类确定

制作喷雾罐的金属材料有镀锡薄钢板和铝材，分别称之为Z型罐和丫型罐，

镀锡薄钢板是以低碳薄钢板为原材料，两面通过热浸镀锡或电镀锡的方法，使薄

钢板两面进行等后或等差镀锡获得的。因为镀锡薄钢板因锡层无毒、无味、柔软、附着于钢基板上，使之具有良好的焊接性能，并具有光亮的外表。具有原材钢板的力学性能，同时又有表面锡层的保护，克服了无锡钢板易生锈、不耐腐蚀的缺点，成型的金属包装容器，表面光亮美观，也易于涂饰和印刷，所以镀锡薄钢板的Z型罐在生产中被广泛应用，所以在此我们设计使用这一罐型。

按照国家标准，马口铁喷雾罐采用厚度为0.18〜0.40mm,硬度为HR30T为48〜

65,镀锡量为4.9〜20.29g/m2

(2)材料厚度的确定

可按罐内压力P、材料许用应力来确定板材的厚度，计算公式如下：

(T =PD/2T <= [(T ] (4—1)

式中P——罐内压力，MPa；D ——罐内径，cm；c——罐内工作压力，

MPa；[门罐身材料许用应力，MPa；t――罐身壁厚，cm。

表

表压力性能

由表和得:

P=0.8Mpa [(T ] =249Mpa

选用的喷雾罐直径D=52mm,代入公式(4—1)算得：