徐靈敏

（中山市中等專業(yè)學(xué)校，廣東 中山 528400）

0 引言

精細(xì)化工作為一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在21 世紀(jì)將越來(lái)越受到企業(yè)的關(guān)注，發(fā)展的速度也必將越來(lái)越快。隨著科技進(jìn)步，新材料、生物技術(shù)、能源、海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域都是精細(xì)化工的發(fā)展趨勢(shì)[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(gè)氣霧罐。1989年美國(guó)氣霧劑工業(yè)的代表和美國(guó)環(huán)保機(jī)構(gòu)召開(kāi)會(huì)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(wèn)題，首次實(shí)驗(yàn)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(guò)程中(包括再循環(huán)使用) 易燃問(wèn)題尤為突出。不管丟棄的是滿罐還是半罐，所面臨的問(wèn)題都是同樣嚴(yán)重。試驗(yàn)證明，500 mL裝的烴型噴發(fā)膠一旦爆炸會(huì)產(chǎn)生一個(gè)直徑大約為2.5 m的火球并引起罐體燃燒。同樣地，碾壓氣霧罐也會(huì)使其噴出高度易燃的酒精、油漆等混合體，從而導(dǎo)致7.5 m之內(nèi)都能遇火燃燒[2]。目前大多數(shù)氣霧罐企業(yè)對(duì)氣霧罐進(jìn)行報(bào)廢處理前，都是簡(jiǎn)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(huì)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(jì)一種使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的廢棄氣霧罐回收裝置具有重要的現(xiàn)實(shí)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(kāi)時(shí)通過(guò)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(jiàn)規(guī)格：1）馬口鐵罐：直徑為45、52、57、65、70 mm，高度從100～300 mm不等。2）鋁罐：直徑為22、25、28、35、38、40、45、50、53、55、59、66 mm，高度從58～240 mm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(shí)有如下規(guī)則：φ45、φ52 mm鐵罐，罐高加8 mm為閥門高度，φ65 mm鐵罐，罐高加13 mm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。

表1 氣霧罐規(guī)格 mm

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(tái)階肩型鋁罐等類型。如圖1所示。

圖1 氣霧罐外型

本文旨在設(shè)計(jì)廢棄氣霧罐回收裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)馬口鐵罐、鋁罐、鍍錫薄鋼板罐等容器直徑在φ40 ～70 mm，高度在50 ～300 mm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(jì)

廢棄氣霧罐回收裝置設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括承托臺(tái)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(gè)機(jī)構(gòu)（如圖2）?？梢允栈貧忪F罐的罐徑規(guī)格：φ40～70 mm；高度在50～300 mm( GB 13042-2008)。

圖2 廢棄氣霧罐回收裝置原理圖

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(guò)第一氣缸6移動(dòng)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(dòng)一起使破孔針9移動(dòng)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(guò)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(duì)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。

圖3 廢棄氣霧罐回收裝置

3 氣霧罐夾機(jī)構(gòu)緊設(shè)計(jì)

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φ22～70 mm，設(shè)計(jì)了錐型的下壓板5（如圖4），下端開(kāi)口尺寸為φ80 mm，上端開(kāi)口尺寸為φ20 mm，夾角為45°,方便第二氣缸向下移動(dòng)時(shí)放入的氣霧罐自動(dòng)找到下壓板的中心。同時(shí)頂部設(shè)計(jì)了φ16 mm×20 mm圓柱孔用來(lái)避開(kāi)氣霧罐閥門高度（6～15 mm）。刺穿座2同樣設(shè)計(jì)成了錐型（如圖5)，上端開(kāi)口尺寸為φ80 mm，下端開(kāi)口尺寸為φ20 mm，夾角為45°，方便放入氣霧罐自動(dòng)找到下壓板的中心。中間φ12 mm孔，用于安裝破孔針，設(shè)計(jì)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(guò)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(L50-300 mm) 的高度對(duì)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(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)放入氣霧罐后自動(dòng)對(duì)中心并夾緊，不會(huì)發(fā)生偏移。

圖4 下壓板

圖5 刺穿座

4 氣霧罐刺穿設(shè)計(jì)

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(dòng)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(guò)破孔針4壁流出，設(shè)計(jì)了O形密封槽，并安裝了密封圈3，保證液體只能通過(guò)管螺紋孔流出。

圖6 氣霧罐夾緊機(jī)構(gòu)

圖7 氣霧罐刺穿裝置

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(guò)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(guò)活性炭吸附后散出，經(jīng)過(guò)活性炭的凈化，散出的氣體不會(huì)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(yǔ)

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(jì)過(guò)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(jì)。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φ22～φ70 mm之間；下壓板和刺穿座，設(shè)計(jì)為45°錐型, 方便放入氣霧罐時(shí)自動(dòng)找到下壓板和刺穿座的中心，同時(shí)保證破孔針刺穿氣霧罐底部中心。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、操作方便、成本低廉。

該裝置經(jīng)過(guò)在中山市澳臣精細(xì)化工實(shí)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(duì)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(jià)值。