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玻璃容器结构设计
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2014-1-26 10:28:00
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资源简介

 

(一)    玻璃容器的设计原则

与生产工艺协调,与所装产品种类协调,是两条重要的原则。

玻璃容器一般采用压制法、压吹法和吹制法3种生产方法。其生产方式按自动化程度又分为手工生产、半自动化生产和自动化生产3种。进行玻璃包装容器的结构设计时,不仅要考虑为完成容器功能所提出的要求,而且要使它的生产过程最简单,使其重量轻和耗料最少。同时要避免产生由于设计时未考虑生产方法和生产方式的特点而造成的商品缺陷。

玻璃容器结构设计的另一主要原则是配合所装产品的种类,所以设计时必须考虑产品的搬运、装填方法,放置于货架的要求,以及如何从容器中取用产品的要求等因素。

 

(二)    玻璃容器的结构特点

从结构看,有细口瓶、大口瓶、罐头瓶和普通瓶之分。

1.细口瓶

瓶适用于贮存和输送一定量的液体。设计以前,首先必须了解瓶内内装物的性质(以便正确地选定瓶型),玻璃料的颜色及化学成分。还必须考虑能否适合生产条件。例如小口长颈瓶难以用自动制瓶机进行生产;而短颈溜肩瓶难以进行灌装作业;高瓶(相对瓶身直径而言)的稳定性差。

由此可见,为便于自动化制瓶,特别是半自动化制瓶,应把瓶子设计成介于长颈瓶与溜肩瓶之间的瓶型。

2.大口瓶

大口瓶是介于细口瓶和广口瓶(如罐头瓶)之间的一种瓶型,其瓶口内径大于20mm。它可以用压吹法生产,生产率高,适合半自动化和自动化生产。

3.罐头玻璃瓶

罐头玻璃瓶用于贮藏食品等内装物。密封后必须加热到85-100℃进行灭菌,冷却以后在瓶内形成真空。因此它的结构应能承受热作用和压力。

4.普通包装玻璃瓶

普通包装玻璃瓶通常用于装各种各样的内装物,因而玻璃瓶本身的形状及封口也是多种多样的,如:①装奶用大口瓶;②装啤酒用小容量(0.5L)。

 

(三)玻璃容器封口类型及瓶口设计

l.冠形封口

冠形封口常用于啤酒、清凉饮料以及启封后不再需要塞封的各种瓶子。

 

2.螺旋封口

对于经常开启而又不使用开启工具的瓶子,常采用螺旋封口。

 

3.软塞封口塞封就是把塑料塞或软木塞压入到瓶颈内。

 

4.真空封口

真空封口是借助于瓶内物质加热冷却后产生的真空度,通过瓶口内外压力差而实现封口的。瓶盖材料常用马口铁,不能用多孔材料。它们的密封面都在瓶口上端。

 

(四)玻璃容器结构设计要点

1.形状设计

玻璃容器壁厚要均匀,如果结构上需不同的壁厚,应设计成平缓的圆弧过渡,容器的最大尺寸必须根据所选用的玻璃性质来确定;容器的棱角应呈圆弧形,因为外部的尖棱容易被碰掉;增加容器强度的方法不是增加厚度,而是采用表面起棱。

 

2.壁厚设计

凡是重量和尺寸已定的玻璃容器,与之相应的最适宜的壁厚也是一定的。这一厚度决定于送人模内的料温、模温、料的成分、容器重量以及玻璃料等。

 

3.斜度设计

在用压制法成型时,也应考虑好脱模斜度,而斜度的大小取决于压制制品壁的深度或高度以及玻璃料的收缩率。

 

4.瓶底圆角设计

瓶身底部的圆角取决于模身与模底的结合方式。若成型模身模底的结合系垂直于矫轴线,即圆角和瓶身的过渡处是水平的。

 

5.螺纹设计

玻璃包装容器大多用外螺纹。

 

(五)玻璃瓶结构强度

1.内压强度

内压强度是瓶强度最普通的表示方法。它与瓶型有关,一般而言,瓶型越复杂耐内压强度就越低。

 

2.热冲击强度

冲击强度是瓶耐骤冷骤热性的指标。由于玻璃瓶受冷作用发生热胀冷缩,使瓶壁产生复杂的张应力,当此应力超过玻璃强度时,瓶子即破裂。

 

3.机械冲击强度

玻璃瓶破裂的直接原因大多是机械冲击,但是由于很难得出标准冲击强度的正确结论,至今仍没有以定量表示冲击强度的标准。

 

4.垂直载荷强度

垂直载荷强度是指瓶子开盖或堆码时承受垂直载荷的作用。普通瓶的垂直载荷的垂直载荷强度是很高的,范围也比较大。

 

5.瓶型结构强度分析

一般情况下,瓶型越高、越复杂则应力集中越大,强度越小,瓶型越接近于球型,应力集中越小,强度越大。

 

(六)玻璃容器设计计算

1.瓶容设计计算

确定玻璃容器的实际容积,首先要知道该容积用于盛装什么物质,使用哪一种封口方法,对可能被加热的容器,还要确定灌装后连瓶带物的最高温度。此外还必须知道内装物的公称容量。所谓公称容量系指在20℃使用温度下所测得的瓶内内装物的容积量。

 

2.瓶重设计计算

确定瓶重要考虑成品壁厚和玻璃料密度。在多数情况下,物品重量决定于生产工艺或所用的制瓶机。实际上瓶重往往只是根据经验估算的。

 

3.瓶公差的设计计算

瓶尺寸公差应能补偿模具可能发生的一切误差和制品的变形。最重要的是变化幅度窄的瓶口尺寸公差,其次是瓶高与瓶直径尺寸公差。

 

4.瓶型设计计算

瓶型设计计算之前应先设计好外形轮廓,然后将画好的瓶正视图分为口部、瓶颈肩部、瓶身和瓶底4个部分。

当有关制品全部所需数据定出后,即可着手绘制瓶制作图,要尽量按实物大小绘制。局部位置可专门绘制放大图。若瓶上有文字或其他符号,也要一同绘制。

 

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