廢棄氣霧罐回收裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計探究
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摘要：隨著精細(xì)化工產(chǎn)品發(fā)展，大量的氣霧漆、氣霧化妝品越來越多深入我們生活的同時也產(chǎn)生了許多廢棄氣霧罐，為了降低廢棄氣霧罐回收成本和保護(hù)環(huán)境，設(shè)計氣霧罐廢氣回收裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)：主要包括氣霧罐夾緊、刺穿及廢氣回收裝置三部分的設(shè)計。實現(xiàn)機(jī)械對氣霧罐容器進(jìn)行刺穿，集中回收氣霧罐內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，并凈化氣體，避免污染環(huán)境；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、實用、成本低廉，具有較廣泛的應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：廢氣；氣霧罐；夾緊；刺穿；回收
0引言
精細(xì)化工作為一項高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在21世紀(jì)將越來越受到企業(yè)的關(guān)注，發(fā)展的速度也必將越來越快。隨著科技進(jìn)步，新材料、生物技術(shù)、能源、海洋開發(fā)等領(lǐng)域都是精細(xì)化工的發(fā)展趨勢[1]。精細(xì)化工的發(fā)展需要大量的氣霧罐，大概每年有650億個氣霧罐。1989年美國氣霧劑工業(yè)的代表和美國環(huán)保機(jī)構(gòu)召開會議討論關(guān)于馬口鐵罐或鋁罐的安全處理(再循環(huán)使用)的問題，首次實驗在加拿大多倫多進(jìn)行，最令人不安的是在氣霧罐的處理過程中(包括再循環(huán)使用)易燃問題尤為突出。不管丟棄的是滿罐還是半罐，所面臨的問題都是同樣嚴(yán)重。試驗證明，500mL裝的烴型噴發(fā)膠一旦爆炸會產(chǎn)生一個直徑大約為2.5m的火球并引起罐體燃燒。同樣地，碾壓氣霧罐也會使其噴出高度易燃的酒精、油漆等混合體，從而導(dǎo)致7.5m之內(nèi)都能遇火燃燒[2]。目前大多數(shù)氣霧罐企業(yè)對氣霧罐進(jìn)行報廢處理前，都是簡單地用尖銳物體刺穿容器（氣霧罐），然后再進(jìn)行后續(xù)處理，這將會導(dǎo)致容器（氣霧罐）內(nèi)殘留的化學(xué)物質(zhì)隨意流出，滲透到土壤中，污染環(huán)境，特別容易發(fā)生火災(zāi)安全事故，并且回收效率十分緩慢，成本高。因此設(shè)計一種使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的廢棄氣霧罐回收裝置具有重要的現(xiàn)實意義。
1氣霧罐
氣霧罐是指利用容器（氣瓶）內(nèi)具有一定壓力的氣霧劑產(chǎn)品，打開時通過其內(nèi)壓產(chǎn)生的噴射作用，將物料從耐壓容器內(nèi)以霧狀的形式噴出，直接噴射到空間或物體表面，使有效成分均勻分布而得到充分地利用的一類精細(xì)化工產(chǎn)品（如噴霧漆、噴霧化妝品），是一次性使用的金屬容器。氣霧罐規(guī)格及尺寸常見規(guī)格：1）馬口鐵罐：直徑為45、52、57、65、70mm，高度從100～300mm不等。2）鋁罐：直徑為22、25、28、35、38、40、45、50、53、55、59、66mm，高度從58～240mm不等。其中：鐵罐的高度指罐身高度，不包括頂蓋，鋁罐的高度指總高，從罐口至罐底。因此，閥門選用時有如下規(guī)則：45、52mm鐵罐，罐高加8mm為閥門高度，65mm鐵罐，罐高加13mm為閥門高度；鋁罐：罐高一般即為閥門高度[3]，氣霧罐規(guī)格如表1所示。氣霧罐外型包括：直身鍍錫薄鋼板罐、縮頸鍍錫薄鋼板罐、圓肩型鋁罐、斜肩型鋁罐、臺階肩型鋁罐等類型。如圖1所示。本文旨在設(shè)計廢棄氣霧罐回收裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對馬口鐵罐、鋁罐、鍍錫薄鋼板罐等容器直徑在40～70mm，高度在50～300mm的金屬容器進(jìn)行刺穿，然后集中回收容器內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，避免污染環(huán)境；提高收回效率，降低成本，滿足精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計
廢棄氣霧罐回收裝置設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括承托臺面1、氣霧罐刺穿機(jī)構(gòu)2、氣霧罐夾緊機(jī)構(gòu)3、廢氣回收裝置4等4個機(jī)構(gòu)（如圖2）?？梢允栈貧忪F罐的罐徑規(guī)格：40～70mm；高度在50～300mm(GB13042-2008)。工作原理：如圖3所示，將氣霧罐容器（氣瓶）豎放到氣瓶刺穿座4上，根據(jù)氣霧罐容器高度調(diào)整連接架7，固定后通過第一氣缸6移動向氣霧罐容器施加向下的壓力，壓住氣霧罐容器使其固定在氣瓶刺穿座4上，然后使第二氣缸3向上移動一起使破孔針9移動而刺穿氣霧罐容器，氣霧罐容器中的液體從刺穿的孔中流出到刺穿座4中，最后液體通過刺穿座4底部的管螺紋孔連接的管道流到回收桶13中，回收桶13中設(shè)有排氣孔，排氣孔上裝有凈化器12，凈化器12對溢散的氣體進(jìn)行凈化，避免污染空氣環(huán)境，回收桶13中的液體則運(yùn)送到相應(yīng)的污水處理企業(yè)去進(jìn)行凈化處理，達(dá)到可排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
3氣霧罐夾機(jī)構(gòu)緊設(shè)計
氣霧罐夾緊機(jī)構(gòu)是廢棄氣霧罐回收裝置的核心裝置，根據(jù)氣霧罐的罐徑規(guī)格22～70mm，設(shè)計了錐型的下壓板5（如圖4），下端開口尺寸為80mm，上端開口尺寸為20mm，夾角為45°,方便第二氣缸向下移動時放入的氣霧罐自動找到下壓板的中心。同時頂部設(shè)計了16mm×20mm圓柱孔用來避開氣霧罐閥門高度（6～15mm）。刺穿座2同樣設(shè)計成了錐型（如圖5)，上端開口尺寸為80mm，下端開口尺寸為20mm，夾角為45°，方便放入氣霧罐自動找到下壓板的中心。中間12mm孔，用于安裝破孔針，設(shè)計了O形密封槽和管螺紋孔。包括固定桿6、第一氣缸1和連接架5，連接架5一端套設(shè)于固定桿6上，通過螺絲收緊可上下調(diào)節(jié)高度，另一端固定在第二氣缸4上，根據(jù)氣霧罐容器(L50-300mm)的高度對第二氣缸4的高度進(jìn)行調(diào)整，便于夾緊氣霧罐。該氣霧罐夾緊機(jī)構(gòu)第二氣缸向下移動能夠?qū)崿F(xiàn)放入氣霧罐后自動對中心并夾緊，不會發(fā)生偏移。
4氣霧罐刺穿設(shè)計
如圖7所示，氣霧罐刺穿機(jī)構(gòu)是裝備的關(guān)鍵裝置，當(dāng)氣霧罐被夾緊以后，刺穿座2下方裝有氣缸1，氣缸1的活塞桿上裝有破孔針4，當(dāng)氣霧罐底部放入氣瓶刺穿座2上面并夾緊后，氣缸1向上移動破孔針4，破孔針4進(jìn)而刺穿氣霧罐5。氣霧罐里面的液體就流到刺穿座2底部，為了防止液體通過破孔針4壁流出，設(shè)計了O形密封槽，并安裝了密封圈3，保證液體只能通過管螺紋孔流出。
5廢氣回收裝置
如圖3所示，廢棄氣霧罐回收裝置包括回收桶13、刺穿座4、凈化器12、單向閥10。當(dāng)氣霧罐被刺穿后，液體流到刺穿座4通過管道流到回收桶13里，為了防止液體回流到刺穿座4，在管道上安裝了單向閥10，避免液體回流到刺穿座4中，從氣瓶刺穿座4中溢出。且在回收桶13上面安裝了凈化器12接于排氣口上，凈化器12內(nèi)腔中設(shè)有活性炭，回收桶13中的氣體經(jīng)過活性炭吸附后散出，經(jīng)過活性炭的凈化，散出的氣體不會污染空氣環(huán)境?；厥胀?3中的液體則運(yùn)送到相應(yīng)的污水處理企業(yè)去進(jìn)行凈化處理，達(dá)到可排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
6結(jié)語
本文闡述了廢棄氣霧罐回收裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，其中主要包括氣霧罐夾緊機(jī)構(gòu)、氣霧罐刺穿機(jī)構(gòu)、廢氣回收裝置等三部分的設(shè)計。其中氣霧罐夾緊機(jī)構(gòu)可以根據(jù)氣霧罐高度尺寸任意調(diào)節(jié)，可以加工非標(biāo)準(zhǔn)直徑的氣霧罐，只要直徑在22～70mm之間；下壓板和刺穿座，設(shè)計為45°錐型,方便放入氣霧罐時自動找到下壓板和刺穿座的中心，同時保證破孔針刺穿氣霧罐底部中心。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、實用性強(qiáng)、操作方便、成本低廉。該裝置經(jīng)過在中山市澳臣精細(xì)化工實業(yè)有限公司應(yīng)用，成熟可靠，尤其可以適合各種規(guī)格尺寸廢棄氣霧罐的回收。利用機(jī)械氣缸對氣霧罐容器進(jìn)行刺穿，然后集中回收容器內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，并凈化氣體，避免污染環(huán)境，具有較廣泛的應(yīng)用價值。
[參考文獻(xiàn)]
[1]張艷華.我國精細(xì)化工發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].科學(xué)與財富,2018(8):17-18.
[2]JOHNSENMA,賈青.氣霧劑空罐的安全處理[J].氣霧劑通訊,2006(1):11-15,20-29.
[3]包裝容器鐵質(zhì)氣霧罐：GB13042-2008[S].
作者:徐靈敏 單位:中山市中等專業(yè)學(xué)校