中北大學(xué)屆金屬噴霧罐設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 1 頁(yè) 共 21 頁(yè)1 1 內(nèi)裝物分析及其氣霧劑選擇內(nèi)裝物分析及其氣霧劑選擇1.11.1 內(nèi)裝物及容量?jī)?nèi)裝物及容量?jī)?nèi)裝物：殺蟲氣霧劑工作溫度：-1560容量：約 550ml1.21.2 內(nèi)裝物相關(guān)特性分析內(nèi)裝物相關(guān)特性分析內(nèi)裝殺蟲藥品為液態(tài)，根據(jù)慣例，我們選擇干式噴霧，即增加推進(jìn)劑的用量或壓力，造成微粒直徑小于 50um 的噴霧，霧?？梢栽诳罩袘腋?5min 以上。內(nèi)裝物為氣、液、液三相式（液態(tài)推進(jìn)劑與液態(tài)的物料互不相容，罐內(nèi)的液體明顯的分為兩層，同時(shí)在液面上方還有呈氣相存在的霧化劑） 。1.31.3 氣霧劑的選擇氣霧劑的選擇 噴霧罐內(nèi)產(chǎn)品之所

2、以能在閥門開啟后自動(dòng)噴出，完全是作為能源物質(zhì)氣化后產(chǎn)生噴發(fā)壓力的作用。這種作為能源的物質(zhì)即為噴霧罐的推進(jìn)劑，也稱氣霧劑、霧化劑。1.3.1 氣霧劑的主要作用汽化內(nèi)裝物，使之形成膠體微粒。液相與內(nèi)裝物產(chǎn)品混合成混溶液成為均質(zhì)液體，當(dāng)液相混合物穿過閥門從大約 0.5mm 直徑的噴口射出時(shí)，推進(jìn)劑由于從氣壓容器內(nèi)的高壓釋放出來而立刻汽化，是內(nèi)狀物產(chǎn)品成細(xì)小霧滴。填補(bǔ)內(nèi)狀物噴出后的空間，保持壓力不變：掀動(dòng)按鈕時(shí)，閥門開啟，液體內(nèi)裝物汲管上升并經(jīng)閥門噴出，此時(shí)少量推進(jìn)劑蒸發(fā)為氣體來填補(bǔ)空間。1.3.2 氣霧劑的噴出系統(tǒng)（1）兩相系統(tǒng) 物料與液態(tài)推進(jìn)劑能充分混合時(shí)，罐內(nèi)只存在氣液兩相。例如氣態(tài)推進(jìn)劑與混溶

3、的推進(jìn)劑和物料的均質(zhì)液體；壓縮氣體推進(jìn)劑與液態(tài)物料等。（2）三相系統(tǒng) a氣、液、液三相式 液態(tài)推進(jìn)劑與液態(tài)的物料互不相容，罐內(nèi)的液體明顯的分為兩層，同時(shí)在液面上方還有呈氣相存在的霧化劑。b固、氣、液三相式 罐內(nèi)有固態(tài)、液態(tài)物料以及液態(tài)與氣態(tài)推進(jìn)劑時(shí)，中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 2 頁(yè) 共 21 頁(yè)罐內(nèi)物質(zhì)呈現(xiàn)固、液、氣三相式系統(tǒng)。1.3.3 氣霧劑的分類氣霧劑是氣霧的動(dòng)力源，它能產(chǎn)生氣壓，使產(chǎn)品以霧狀、細(xì)流狀或泡沫狀噴出而分配使用的物質(zhì)，分為液化氣和壓縮氣體兩大類。（1）壓縮氣體。常見的壓縮氣體有 CO2、N2、NO。壓縮氣體是以蒸發(fā)氣體形態(tài)溶解于液態(tài)物料中，隨著內(nèi)裝物的

4、噴出，其壓力平穩(wěn)降低，因此，不能保持常壓，但在壓力下降時(shí)，部分溶解液體可釋放到上層空間，以彌補(bǔ)部分壓力下降。（2）液化氣體碳?xì)浠衔?。常用丙烷、丁烷和異丁烷類天然氣體。這些氣體價(jià)廉、低毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，正常溫度下不易引起任何腐蝕，但易燃。碳氟化合物。碳氟化合物是品種最多，使用最安全的一類推進(jìn)劑。具有不易燃性，無(wú)味、低毒，能取得大的壓力范圍。常用的推進(jìn)劑有二氯二氟代甲烷、三氯氟甲烷等。常見的推進(jìn)劑的主要性質(zhì)見表 1-1、表 1-2。表 1-1 碳?xì)浠衔锿七M(jìn)劑的性質(zhì)名稱化學(xué)名稱分子式沸點(diǎn)/密度/(g/mL)絕對(duì)壓力/kPa推進(jìn)劑 A-17丁烷CH3CH2CH2CH310.56212推進(jìn)劑 A-3

5、1異丁烷(CH3)2CHCH3100.58315推進(jìn)劑 A-108丙烷CH3CH2CH3420.50860注：1名稱中的數(shù)字指室溫（21）下的英制表壓力。2密度與絕對(duì)壓力均指室溫（21）下。表 1-2 碳氟化合物推進(jìn)劑的性質(zhì)名稱化學(xué)名稱分子式沸點(diǎn)/密度/(g/mL)絕對(duì)壓力/kPa推進(jìn)劑 F-11三氯氟甲烷CCl2F241.4892推進(jìn)劑 F-12二氯二氟代甲烷CCl2F2291.32585推進(jìn)劑 F-114二氯四氟乙烷CClF2CClF241.47190作為殺蟲劑的霧化劑，由于工作溫度在-1560之間，考慮到內(nèi)裝物的特性及使用環(huán)境等問題，必須選用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定及常溫下不與包裝容器發(fā)生反中北大學(xué)

6、 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 3 頁(yè) 共 21 頁(yè)應(yīng)的推進(jìn)劑。因此，選用推進(jìn)劑 A-108，丙烷（CH3CH2CH3） ，沸點(diǎn)低（-42） ，正常溫度下不容易引起任何變化。2 2 罐形及尺寸規(guī)格的確定罐形及尺寸規(guī)格的確定金屬罐的罐型、尺寸以及封口方式都受到制罐設(shè)備的限制，目前許多金屬容器的規(guī)格尺寸、結(jié)構(gòu)形式都已標(biāo)準(zhǔn)化。因此，金屬罐的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上根據(jù)用戶要求選定罐型、材料、封口形式以及外在表面進(jìn)行裝潢設(shè)計(jì)。2.12.1 噴霧罐的罐型、結(jié)構(gòu)噴霧罐的罐型、結(jié)構(gòu)噴霧罐的罐型、結(jié)構(gòu)的確定必須考慮包裝要求和制造成本等綜合因素。（1）影響成本的因素。圓形罐和其他異型罐相比，不僅制作相對(duì)容易，而且用

7、料較省。因此在設(shè)計(jì)金屬罐時(shí)，從節(jié)約用料、降低成本這一角度出發(fā)，應(yīng)盡量選用圓形罐。此外，二片罐生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率比三片罐高，按設(shè)備投資遠(yuǎn)比三片罐大，在確定金屬罐的造型結(jié)構(gòu)、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算時(shí)必須考慮這些因素。（2）應(yīng)滿足內(nèi)裝物的包裝要求。在選定罐型時(shí)，要根據(jù)內(nèi)裝物的特性、包裝要求來確定金屬罐的結(jié)構(gòu)、形狀、封口形狀、底和蓋以及側(cè)縫的結(jié)構(gòu)等。此外，在金屬罐的蓋和底上要不要設(shè)置膨脹圈，罐身周圍是否需要輥壓環(huán)筋，都要視生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸環(huán)境的具體要求而定。綜上所述，由于此次設(shè)計(jì)的是殺蟲氣霧劑噴霧罐，所以罐身選擇圓形三片罐。2.22.2 噴霧罐的規(guī)格尺寸噴霧罐的規(guī)格尺寸根據(jù) GB130421998（包裝容器/氣霧罐

8、）標(biāo)準(zhǔn)，容積按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不大于1000ml 由下表得:規(guī) 格（mm）罐直徑（mm）罐高度（mm）全容積（mL）罐口內(nèi)直徑（mm）變形壓力（MPa）爆破壓力（MPa）65651353134051000525279.5202.514040525.40.1021.21.44中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 4 頁(yè) 共 21 頁(yè)4545101.6183.6140270表 2-1 噴霧罐可選擇的規(guī)格及主要參數(shù)由于我們?cè)O(shè)計(jì)的容器為 550ml 的噴霧罐，所以選中 65mm 的規(guī)格可得：244 550165.865 65VhmmD查容量公差表（表 22）可知，431650ml 噴霧罐的容量公差

9、范圍為13ml。選取 h=170mm 時(shí)，符合公差范圍。即容積 V 為（55013）ml表 22 容量公差公差包裝容量或滿口容量mLmL805801004101150415120062014303431650136511000210011400203 3 噴霧罐材料的選擇及依據(jù)噴霧罐材料的選擇及依據(jù)3.13.1 噴霧罐的原材料選擇噴霧罐的原材料選擇(1)材料種類確定制作噴霧罐的金屬材料有鍍錫薄鋼板和鋁材，分別稱之為 Z 型罐和 Y 型罐，鍍錫薄鋼板是以低碳薄鋼板為原材料，兩面通過熱浸鍍錫或電鍍錫的方法，使薄鋼板兩面進(jìn)行等后或等差鍍錫獲得的。因?yàn)殄冨a薄鋼板因錫層無(wú)毒、無(wú)味、柔軟、附著于鋼基板上，

10、使之具有良好的焊接性能，并具有光亮的外表。具有原材鋼板的力學(xué)性能，同時(shí)又有表面錫層的保護(hù)，克服了無(wú)錫鋼板易生銹、不耐腐蝕的缺點(diǎn)，成型的金屬包裝容器，表面光亮美觀，也易于涂飾和印刷，所中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 5 頁(yè) 共 21 頁(yè)以鍍錫薄鋼板的 Z 型罐在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，所以在此我們?cè)O(shè)計(jì)使用這一罐型。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，馬口鐵噴霧罐采用厚度為 0.180.40mm，硬度為 HR30T 為4865，鍍錫量為 4.920.29g/m2 。 （2）材料厚度的確定可按罐內(nèi)壓力 P、材料許用應(yīng)力來確定板材的厚度，計(jì)算公式如下： =PD/2t （31）式中 P罐內(nèi)壓力，MPa；D罐內(nèi)徑

11、，cm；罐內(nèi)工作壓力，MPa；罐身材料許用應(yīng)力，MPa；t罐身壁厚，cm。由表查得：P=0.86Mpa =245Mpa選用的噴霧罐直徑 D=65mm，代入公式（31）算得：tPD/2=0.054(mm) 鍍錫薄鋼板噴霧罐采用材料厚度一般為 0.180.5mm，硬度值 HR30T 為4865，錫量為 4.920.2g/m，故板材厚度選 0.3mm。3.23.2 噴霧罐的輔助材料選擇噴霧罐的輔助材料選擇（1）噴霧罐內(nèi)涂料內(nèi)涂料是指金屬罐內(nèi)表面的涂料，它是為了防止金屬罐盛裝內(nèi)裝物長(zhǎng)期直接接觸使金屬腐蝕或釋放出金屬離子污染內(nèi)裝物而必須使用的涂料，主要起保護(hù)裝物的作用。內(nèi)涂料一般有以下幾種：水果型涂料；

12、谷物型涂料；肉類型涂料；一般型涂料。（2）噴霧罐外涂料金屬罐外壁涂覆涂料一般采用印鐵方式，色澤鮮艷、光亮美觀、容易保護(hù)，集裝飾、廣告、說明于一體。主要分為如下幾種：打底涂料。用于金屬表面并與油墨起連接作用，是金屬和油墨之間的一層涂料， 其作用是使涂膜牢固地附著金屬表面上，并能油墨結(jié)合良好。中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 6 頁(yè) 共 21 頁(yè)白色涂料。主要用于滿版白色為底色的金屬薄板印刷。以使印在白色上面的彩色油墨更加鮮艷。照光油。照光油也照光漆，涂布在印刷后的金屬表面，能使表面增加光澤、美觀，并可以保護(hù)印刷面。同時(shí)，也使其增加一定硬度，使表面的涂膜具有一定的柔順性和耐化學(xué)腐蝕

13、性。（3）印刷油墨常用的金屬罐印刷油墨及用途見下表表 31 常用的金屬罐印刷油墨及用途印刷類型油墨牌號(hào)用途膠印GMD 系列適于兩片罐、氣霧罐印刷膠印GMW 系列兩片罐印刷膠印MCCCM 系列適于三片罐、氣霧罐印刷平版FSP-3 系列適于馬口鐵罐印刷網(wǎng)印A14 系列適于鋁罐印刷（4）密封膠密封膠的主要功用是在金屬罐的二重卷邊內(nèi)實(shí)現(xiàn)密封。在金屬罐使用、裝卸、貯存、運(yùn)輸期間、甚至當(dāng)卷邊發(fā)生物理撞擊時(shí)，它都能對(duì)罐內(nèi)裝物起到保護(hù)作用。常用的密封膠有水性密封膠和溶劑性密封膠。 水溶性密封膠。大部分水基密封膠是從一種乳劑形式的聚合物開始的，俗稱乳膠。它的優(yōu)缺點(diǎn)如下：a優(yōu)點(diǎn)：環(huán)保（無(wú)揮發(fā)性可燃性溶劑） ；粘度

14、和總固體含量范圍大；適用于所有金屬罐類型，且在盛裝溶劑、油和壓力氣霧劑的金屬罐是具有卓越的物理性能。b缺點(diǎn)：注膠后的罐蓋必須加熱強(qiáng)制干燥；可能發(fā)生腐蝕、磨損噴嘴頂針和微生物滋生；密封膠在零攝氏度以下可能發(fā)生凍結(jié)和凝結(jié)。溶劑性密封膠。溶劑性密封膠是將橡膠和填料粉碎后與溶劑混合而成。溶劑性密封膠一般有地低固體分散體（3040）和高固體含量分散體（5060） 。a優(yōu)點(diǎn)：比水溶性密封膠更加穩(wěn)定及容易注膠，注膠后的罐蓋可以風(fēng)干；中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 7 頁(yè) 共 21 頁(yè)干燥時(shí)對(duì)氣溫和濕度的敏感度較低；粘度隨著溫度而變化，但一般不會(huì)凍結(jié)或凝結(jié)。b缺點(diǎn)：液體因含溶劑而易燃，且對(duì)人

15、體接觸有傷害；有機(jī)物揮發(fā)不利于環(huán)境保護(hù)。4 4 噴霧罐容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)噴霧罐容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.14.1 噴霧罐整體結(jié)構(gòu)形式噴霧罐整體結(jié)構(gòu)形式金屬氣霧罐（如圖 4.1）按罐開孔形狀分為 Z 型罐和 Y 型罐，Y 型罐為鋁制罐，由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的條件，我們選擇的材料為鍍錫薄鋼板的 Z 型罐。Z 型罐是由罐身、罐肩、罐底組成的三片罐，罐身縱接縫采用焊接成型，上下口緣翻邊成縮頸翻邊，與罐肩罐底采用二重卷邊。圖 4.1 噴霧罐的基本結(jié)構(gòu) 圖 4.2 三片罐的結(jié)構(gòu) 1-上蓋；2-罐蓋；3-卷邊部分；4-組合翼；5-帶組合翼的側(cè)接縫；6-罐底；7-總高；8-罐高；9-標(biāo)簽高氣霧罐底為了提高耐壓強(qiáng)度，設(shè)計(jì)成加工成

16、凹球面型結(jié)構(gòu)。如圖（圖4.3）為 Z 型罐罐底結(jié)構(gòu)。中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 8 頁(yè) 共 21 頁(yè)圖 4.3 Z 型罐罐底結(jié)構(gòu)4.24.2 噴霧罐的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)噴霧罐的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)4.2.1 罐口結(jié)構(gòu)與尺寸氣霧罐罐口口緣需要管封，以及閥門的固定蓋、密封墊圈組構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣霧罐的密封。氣霧罐的罐口結(jié)構(gòu)、規(guī)格尺寸見下圖（圖 4.4）和下表（表 4-1）。 圖 4.4 Z 型噴霧罐灌頂開口結(jié)構(gòu)表 41 金屬噴霧罐灌頂開口尺寸mm接觸高度 H開孔形狀外徑D1內(nèi)徑 D2最小值最大值平均值（10 只）半徑 RZ 型31.30.1525.40.103.854.154.000

17、.131.45Y 型31.200.2025.40.103.954.554.250.201.50因此，可選擇：中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 9 頁(yè) 共 21 頁(yè)D1=31.200.15mmD2=25.400.10mmH=4.000.13mmR=1.45mm4.2.2 二重卷邊結(jié)構(gòu)與尺寸鋼制噴霧罐的二重卷邊結(jié)構(gòu)與尺寸如圖4.5 所示。圖 4.5 二重卷邊結(jié)構(gòu)與尺寸4.2.3 氣霧閥主要尺寸表 42 氣霧閥的主要結(jié)構(gòu)尺寸mmd1d2高度 h基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差半徑 r31.08+0.20-0.1525.150.083.5+0.10-0.301.60 圖

18、 4.6 氣霧閥的主要結(jié)構(gòu)尺寸中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 10 頁(yè) 共 21 頁(yè)4.34.3 閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1 閥門的工作原理和結(jié)構(gòu)工作原理及結(jié)構(gòu)說明：開口直徑為 25.4mm 的金屬噴霧罐所采用的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如圖 4.7 所示，平時(shí)通過彈簧的壓力作用，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)按動(dòng)按鈕時(shí)，發(fā)桿向下運(yùn)動(dòng)，閥桿噴孔離開密封圈處于開口狀態(tài)，使桿體和閥體混合室連通，在推進(jìn)劑的壓力作用下使內(nèi)裝物經(jīng)導(dǎo)管，閥體噴孔，混合室，再通過閥體噴孔，閥桿， 圖 4.7 標(biāo)準(zhǔn)閥門結(jié)構(gòu)示意圖1-觸動(dòng)器；2-閥桿；3-閥座；4-襯墊；5-閥門杯；6-蒸發(fā)開關(guān)；7-閥體；8-閥體噴嘴；9-

19、導(dǎo)管；10-彈簧；11-混合室；12-閥桿噴嘴；13-噴嘴4.3.3 閥門的主要構(gòu)件（1）閥門的噴孔。內(nèi)裝物的輸出形態(tài)不僅與推進(jìn)劑的配方有關(guān)，而且與閥門的零件結(jié)構(gòu)，特別是各零件中內(nèi)裝物通過的小孔的大小密切相關(guān)。閥門一般有四個(gè)孔即閥體噴孔、排氣孔（蒸發(fā)開關(guān)） 、閥桿噴孔與按鈕噴孔。標(biāo)準(zhǔn)按鍵噴孔的噴出狀態(tài)為實(shí)錐體倒錐形按鈕噴孔可以擴(kuò)大噴霧錐角。常見內(nèi)裝物的閥門噴孔規(guī)格見表 43。表 43 噴霧罐閥門噴口規(guī)格mm內(nèi)裝物閥體噴孔排氣孔閥桿噴孔按鈕噴孔噴射速度/(g/s)噴發(fā)膠1.570.330.330.330.8祛臭劑0.460.460.460.38RT0.7最后從按鈕噴孔噴出。當(dāng)彈簧將閥桿頂回，閥桿

20、噴孔被密封，閥門又處于關(guān)閉狀態(tài)。中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 11 頁(yè) 共 21 頁(yè)室內(nèi)清新劑0.760.460.511.0殺蟲劑0.360.330.51RT0.5防凍劑1.5720.911.029.0注：1RT 系倒錐形孔。2噴射速度在 21以下。（2）閥桿。閥桿上有閥桿噴孔來控制流量，孔徑規(guī)格有規(guī)定的，一般為0.30.7mm。閥桿中的膨脹室結(jié)構(gòu)是霧化噴出物的重要場(chǎng)所之一，內(nèi)裝液從閥桿噴孔進(jìn)入膨脹室膨脹，使霧粒均勻細(xì)化，再?gòu)陌粹o孔進(jìn)入大氣中繼續(xù)膨脹。（3）汲管。汲管也叫導(dǎo)管，它的作用是將內(nèi)裝物導(dǎo)入閥內(nèi)，汲管材料必須長(zhǎng)期接觸內(nèi)裝物，不發(fā)生收縮和溶脹，通常采用聚氯乙烯。汲管的

21、長(zhǎng)度以剛好彎曲到容器底部為宜。為了達(dá)到控制流量的效果，采用內(nèi)徑為 0.4 毫米的毛細(xì)管。為了在倒立情況下仍能使用，有時(shí)采用 610 毫米的大口徑汲管。（4）閥桿密封墊（墊座） 。該零件的作用是密封閥體、U 型蓋、閥桿孔，并有關(guān)閉閥門功能。密封襯墊的材料必須具有耐化學(xué)性、良好的彈性、剛度、重復(fù)強(qiáng)度等力學(xué)性能、和內(nèi)裝物接觸不發(fā)生收縮和溶脹。（5）閥體。閥體是固定在 U 型蓋上，內(nèi)部裝有彈簧、閥桿，部分汲管的構(gòu)件。閥體的材料有尼龍、聚縮醛等高強(qiáng)度塑料盒金屬。（6）彈簧。彈簧的作用是依靠彈力頂起閥桿，封閉閥門。通常采用不銹鋼彈簧，不能太硬。應(yīng)根據(jù)橡膠閥座的硬度及其閥桿接觸面的形狀，來確定彈簧的剛性。（

22、7）U 型蓋。用于安裝固定閥門的頂蓋，用于 25.4mm 口徑的噴霧罐。需要內(nèi)噴涂，馬口鐵蓋與鋁罐接觸時(shí)應(yīng)注意防腐蝕問題。（8）按鈕。按鈕開關(guān)一般用聚乙烯制造。分為一件型（圖 4.8）和兩件型（圖 4.9） ，如下圖所示。中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 12 頁(yè) 共 21 頁(yè) 圖 4.8 一件型按鈕開關(guān)及噴嘴形狀 圖 4.9 兩件型開關(guān)按鈕 5 5 噴霧罐的封口形式噴霧罐的封口形式5.15.1 罐身與罐蓋、罐底的封口罐身與罐蓋、罐底的封口三片罐由罐身、罐底、罐肩組成，罐身接縫處采用電阻滾焊封邊。上下口緣翻邊成縮頸結(jié)構(gòu)，罐身與罐蓋、罐底用二重卷邊封合。5.25.2 噴霧罐開口的

23、封合噴霧罐開口的封合5.2.1 采用 U 形蓋安裝方式國(guó)際上有兩種統(tǒng)一的安裝方式，U 型蓋安裝方式和 GV 型蓋安裝方式。我們采用 U 型蓋安裝方式，板材厚度采用0.375mm。這種安裝方式在金屬噴霧罐中應(yīng)用最多。如下圖（a）所示。容器蓋的中央部位設(shè)有直徑為 25.4mm 的開口，開口周圍形成一個(gè)圓形卷邊，然后將 U形蓋固定到上面，如圖（b）所示。 （a）容器開口部分 （b）U 型蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 5.1 U 型蓋安裝方式的容器5.2.2 開口密封方法中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 13 頁(yè) 共 21 頁(yè)從圖 b 可以看出，噴霧罐的密封是靠 U 形蓋與容器開口卷邊的咬合實(shí)現(xiàn)的。

24、卷邊是保持氣密性的重要部位。它必須具有咬合時(shí)及咬合后不變的形狀和強(qiáng)度。如下圖所示。卷邊還承擔(dān) U 形蓋密封填料的密封面。除了要嚴(yán)格控制它的形狀尺寸外，其表面要有一定的圓滑性。 為了正確地進(jìn)行卷邊咬合，從開口觀察，容器和卷邊應(yīng)是同心圓，并且具有平行性。卷邊的形狀，U 形蓋的形狀，U 形密封蓋墊的厚度，咬合卷邊等尺寸精度都非常重要咬合直徑 CD和咬合高度 CH都是卷邊咬合的重要尺寸。其中 CH的算式如下： CH=Ht （51）式中 H接觸高度，是規(guī)定直徑與卷邊上規(guī)定深度接觸時(shí)的高度。國(guó)標(biāo)GB 13042-91 中規(guī)定，對(duì) Y 形開口形狀的接觸高度為 3.9mm，對(duì) Z 形口形狀的接觸高度為 3.8

25、5mm；tU 形蓋的板厚；壓縮后 U 形蓋密封墊的厚度。對(duì)于有涂層的氣霧罐，CH的值應(yīng)在上式基礎(chǔ)上再加上涂層的厚度 0.381mm另外，咬合直徑 CD則以咬合高度 CH 不損卷邊形狀的位置而定。邊的形狀和強(qiáng)度以及咬合的尺寸都是經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，目前尚無(wú)定論。6 6 噴霧罐的制造工藝噴霧罐的制造工藝6.16.1 三片罐加工工藝流程三片罐加工工藝流程6.1.1 制造工藝流程三片噴霧罐的制造工藝除了罐蓋與普通的三片罐不同之外，其余完全一樣。具體的工藝流程如下：（1）罐蓋（罐底）：板料分切 涂油 沖裁成型 圓邊 注膠 烘圖 5.3 噴霧罐的咬合卷邊結(jié)構(gòu)1卷邊；2U 型密封墊圈；3U 型蓋；CD咬合直徑；CH咬

26、合高度中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 14 頁(yè) 共 21 頁(yè)干（2）罐身 ： 板材下料 印刷 裁罐身 成圓 搭接焊結(jié) 補(bǔ)涂 烘干（滾筋） 翻邊 封底 檢驗(yàn) 罐裝 封蓋6.1.2 罐身縱縫焊接三片噴霧罐的罐身板經(jīng)過卷圓成型后，其側(cè)縫需焊接，通常有錫焊和滾焊兩種焊接方法。由于錫焊焊錫中含鉛量多，當(dāng)內(nèi)裝物中含有有機(jī)硫化物時(shí)，產(chǎn)生黑色的硫化鉛沉淀物會(huì)堵塞閥門，還會(huì)由于乙酸鹽和硝酸鹽的陰離子作用而溶解，從而引起側(cè)縫的泄漏。目前罐體縱接縫一般采用電阻滾焊法焊接，即罐體接縫通過電極被熔融以后加壓焊合。這種焊接法最大優(yōu)點(diǎn)是不用焊錫，除白鐵皮以外的鋼板都可以使用，由于這種焊縫的強(qiáng)度比鋼板本身高

27、，所以不用擔(dān)心錫焊罐中常常出現(xiàn)的蠕變問題。6.1.3 罐身與罐蓋，罐底的封合三片噴霧罐的罐身與罐蓋，罐底的結(jié)合不都是采用二重卷邊工藝封合的，為保證罐的氣密性，卷邊必須外涂密封膠。6.26.2 坯料尺寸的確定坯料尺寸的確定6.2.1 罐身板的尺寸確定由于采用的電阻焊罐，罐身板的長(zhǎng)度和寬度計(jì)算方法如下：（1）罐身板長(zhǎng)度L=(D+tb)ls0.20.3 (61)式中 L罐身板計(jì)算長(zhǎng)度，mm； D圓罐直徑，這里 D=65mm； tb鍍錫薄鋼板的厚度，前面算出 tb=0.3mm； ls焊縫搭邊寬度，一般為 0.30.5mm，這里取 0.32mm。代入數(shù)據(jù)算得：L=205.75mm（2）罐身板寬度B=（h

28、lb）0.05 （62） 式中 B罐身板計(jì)算寬度，mm； h成品罐外高，前面算出 h=170mm； lb罐身口緣翻邊用料寬度，一般取 2.53.5，這里取 3.0mm。代入數(shù)據(jù)算得：B=174mm中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 15 頁(yè) 共 21 頁(yè)6.2.2 罐蓋與罐底型坯尺寸（1）灌蓋外凸?fàn)?，罐底凹球面狀，依?jù)面積不變?cè)瓌t，坯件落料尺寸可通過成型后的罐蓋罐底尺寸面積計(jì)算，公式如下：D1=Dk (63) D1罐蓋（底）板落料計(jì)算尺寸，mm；D罐內(nèi)徑，mm； k修正系數(shù)，mm。k 值選取與罐形大小、設(shè)備條件、薄鋼板及膠膜厚度有關(guān)，一般情況可以下可參照表 61 選取。表 61

29、罐蓋（底）板料計(jì)算修正系數(shù)罐內(nèi)徑/mm52.365.372.983.398.9105.1153.4k 值/mm15.516.016.517.018.06.2.3 二重卷邊的尺寸計(jì)算二重卷邊是罐身與罐蓋（底）的組合，以五層卷邊形式咬合在一起的卷封形式。 圖 6.1 二重卷邊結(jié)構(gòu)1罐蓋（底） ；2罐身（1）卷邊厚度（T） 。卷邊厚度 T 是指卷邊外部測(cè)得的垂直于卷邊疊層的最大尺寸。其計(jì)算公式如下： T3tc2tbg （6-4）式中 tc罐蓋（底）坯板厚度，mm； tb罐身坯板厚度，mm； g層間間隙之和，約為 0.150.25mm。卷邊厚度 T 受卷邊輪封卷壓力影響，一般壓力大 T 值小，壓力小則

30、 T 值大。中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 16 頁(yè) 共 21 頁(yè)（2）卷邊寬度（W） 。卷邊寬度是指從卷邊外部測(cè)得的平行于卷邊疊層的最大尺寸。其計(jì)算公式如下：W2.6tcBHLc （6-5）式中 BH身鉤長(zhǎng)度，mm； Lc身鉤空隙，mm，要求越小越好。卷邊寬度大小還受壓輥溝槽的形狀、卷封壓力及下托盤推力等因素影響。且身鉤長(zhǎng)度 BH 對(duì)罐的影響較大，一般來說，BH 值小，容易產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，BH值太大則容易產(chǎn)生垂邊，故身鉤長(zhǎng)度 BH 必需適中。（3）埋頭度（C） 。埋頭度是指卷邊項(xiàng)部至蓋平面的距離，它一般由上壓頭凸緣厚度決定，即： CW （6-6）式中 W卷邊寬度，mm； 修正

31、系數(shù)，一般為 0.150.30mm。（4）罐身身鉤長(zhǎng)度（BH） 。罐身身鉤長(zhǎng)度是指罐身翻邊向內(nèi)彎曲成鉤狀的長(zhǎng)度。其值為 1.82.2mm。（5）罐蓋蓋鉤長(zhǎng)度（CH） 。罐蓋蓋鉤長(zhǎng)度是指罐蓋圓邊翻向卷邊內(nèi)部彎曲部分的長(zhǎng)度。蓋鉤長(zhǎng)度取決于頭道壓輥溝槽的形狀，其值與身鉤基本一致。（6）疊接長(zhǎng)度（OL） 。疊接長(zhǎng)度是指二重卷邊成型后，卷邊內(nèi)部蓋鉤與身鉤相互疊接的長(zhǎng)度。其計(jì)算公式如下： OLBHDH1.1tcW （6-7）式中 BH身鉤尺寸，mm； CH蓋鉤尺寸，mm； tc罐蓋（底）坯板厚度，mm； W卷邊寬度，mm。（7）疊接率（KOL） 。疊接率是表示卷邊內(nèi)部鉤蓋與身鉤相互疊接的程度。其計(jì)算公式如

32、下：KOLOL/W（26tc11tb） 100 （6-8）式中 KOL疊接率，；OL疊接長(zhǎng)度，mm；中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 17 頁(yè) 共 21 頁(yè) W卷邊寬度，mm；tc罐蓋（底）坯板厚度，mm。綜上，計(jì)算的結(jié)果為：所求量tbLBD1TWCBHCHOLKOL結(jié)果(mm)0.3205.75174691.73.23.362.12.01.54775 表 62 計(jì)算結(jié)果表7 7 裝潢及內(nèi)外噴涂設(shè)計(jì)裝潢及內(nèi)外噴涂設(shè)計(jì)7.17.1 內(nèi)噴涂?jī)?nèi)噴涂因?yàn)轳R口鐵和鋁制噴霧罐內(nèi)必須有氣、液相界面存在，所以噴霧罐容易被內(nèi)裝物腐蝕，容器一旦發(fā)生腐蝕造成穿孔，引起推進(jìn)劑的泄漏噴霧罐的功能就會(huì)喪失

33、，所以必須對(duì)罐內(nèi)表面進(jìn)行內(nèi)涂。此外，選用的涂料生成的涂層不能和內(nèi)裝物發(fā)生不良反應(yīng)，使涂層從金屬上剝落、以至產(chǎn)生碎渣和沉淀物進(jìn)入閥門，造成堵塞。常用的涂料是乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂。對(duì)于側(cè)縫罐，原料板的內(nèi)面先做輥涂，制罐時(shí)沿側(cè)縫會(huì)不同程度的露出一些金屬，對(duì)于這一部分一定要進(jìn)行側(cè)壁涂的后處理。7.27.2 外噴涂外噴涂 外噴涂是在金屬罐的外表面噴涂油漆，使桶表面光滑美觀、防止生銹、便于印刷商標(biāo)、文字等。其工藝流程為：水分烘干外噴涂烘干。外噴涂目前主要采用噴槍手工噴漆或自動(dòng)化噴漆，常用的是靜電自動(dòng)噴漆。噴涂的漆膜厚度、均勻度、附著力等都有一定的要求。漆膜厚度一般不小于0.02mm，附著力不低于

34、2 級(jí)。 烘干指的是將噴涂后的金屬罐通過遠(yuǎn)紅外烘道，烘干油漆。烘道一般采用電加熱，由鏈條和托架輸送金屬罐。在一些條件較差，自動(dòng)化程度低的小廠，也常采用自然干燥的形式。自然干燥優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能源和投資，但效率低、占地大，光澤也不如烘干的好，不能滿足高速制罐的需要。7.37.3 外裝潢設(shè)計(jì)外裝潢設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)算其外表面設(shè)計(jì)噴霧圖紙，其中進(jìn)行須進(jìn)行平面設(shè)計(jì)的面積為：s=17065=34697mm2中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 18 頁(yè) 共 21 頁(yè)美觀大方的包裝造型、生動(dòng)形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產(chǎn)品形象，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值。外裝潢設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)部分：（1）基本文字。包裝牌號(hào)，品

35、名和出產(chǎn)企業(yè)名稱。一般安排在饈的主要展示面上，生產(chǎn)企業(yè)名稱也可以編排在側(cè)面或背面。牌名字體一般作規(guī)范化處理，有助于樹立產(chǎn)品形象。品名文字可以加以裝飾變化。（2）資料文字。資料文字包括產(chǎn)品成分，容量，型號(hào)，規(guī)格等。編排部位多在包裝的側(cè)面，背面，也可以安排在正面。設(shè)計(jì)要采用印刷字體。（3）說明文字。說明產(chǎn)品用途、用法、保養(yǎng)、注意事項(xiàng)等。文字內(nèi)容要簡(jiǎn)明扼要、字體應(yīng)采用印刷體。一般不編排在包裝的正面。（4）圖案設(shè)計(jì)。圖案美觀大方，生動(dòng)形象，不落俗套，盡可能獨(dú)立創(chuàng)造，要特別注意消費(fèi)者追求新穎、方便、實(shí)用、高貴的心理，使人耳目一新。 8 8 校核檢驗(yàn)校核檢驗(yàn)8.18.1 泄露檢驗(yàn)泄露檢驗(yàn)儀器：水浴試驗(yàn)儀方

36、法：將試樣裝載水浴試驗(yàn)儀上，進(jìn)入水中后充分加壓至 0.80.85MPa。觀察罐體，1min 內(nèi)務(wù)旗袍冒出則合格。8.28.2 變形壓力和爆破壓力試驗(yàn)變形壓力和爆破壓力試驗(yàn)中北大學(xué) 2015 屆包裝金屬容器結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)第 19 頁(yè) 共 21 頁(yè)儀器：爆破壓力測(cè)定儀方法：將罐內(nèi)注滿清水，插入密封頭，旋緊后將罐內(nèi)充氣加壓，逐漸升至1.2MPa，觀察罐體有無(wú)變形現(xiàn)象，若無(wú)變形，則合格，繼續(xù)加壓至 1.4MPa,觀察是否有爆破現(xiàn)象，若無(wú)則合格。8.38.3 氣霧閥門變形壓力試驗(yàn)氣霧閥門變形壓力試驗(yàn)儀器：壓力試驗(yàn)儀方法：將樣品放入試驗(yàn)儀內(nèi)，加壓至 1.8MPa，保持 1min，再用專用百分百表測(cè)量閥內(nèi)圓頂與外翻邊高之間的變化，變化不大于 0.25mm，為合格。8.48.4 氣霧閥門泄露試驗(yàn)氣霧閥門泄露試驗(yàn)儀器：泄露試驗(yàn)儀方法：將樣品放入試驗(yàn)儀內(nèi)，充氣加壓至 0.80.85