中北大学届金属喷雾罐设计解析.doc

1 内装物分析及其气雾剂选择 1.1 内装物及容量 内装物：杀虫气雾剂 工作温度：-15—60℃ 容量：约550ml 1.2 内装物相关特性分析 内装杀虫药品为液态，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5min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）。 1.3 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。 1.3.1 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。 1.3.2 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。 1.3.3 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CO2、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。 常见的推进剂的主要性质见表1-1、表1-2。 表1-1 碳氢化合物推进剂的性质 名称 化学名称 分子式 沸点/℃ 密度/(g/mL) 绝对压力/kPa 推进剂A-17 丁烷 CH3CH2CH2CH3 ﹣1 0.56 212 推进剂A-31 异丁烷 (CH3)2CHCH3 ﹣10 0.58 315 推进剂A-108 丙烷 CH3CH2CH3 ﹣42 0.50 860 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℃）下。 表1-2 碳氟化合物推进剂的性质 名称 化学名称 分子式 沸点/℃ 密度/(g/mL) 绝对压力/kPa 推进剂F-11 三氯氟甲烷 CCl2F 24 1.48 92 推进剂F-12 二氯二氟代甲烷 CCl2F2 ﹣29 1.32 585 推进剂F-114 二氯四氟乙烷 CClF2CClF2 4 1.47 190 作为杀虫剂的雾化剂，由于工作温度在-15℃～60℃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（-42℃），正常温度下不容易引起任何变化。 2 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。 2.1 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，由于此次设计的是杀虫气雾剂喷雾罐，所以罐身选择圆形三片罐。 2.2 喷