山西汾西重工有限责任公司

山西 太原 030027

1 研究背景

包装箱常用于产品的包装、运输和贮存。工业生产中，部分产品需要在特定的气氛环境中工作及储运，因此，需要对包装箱内的气体进行置换处理，使气氛环境满足产品的工作和存储需求。置换气体通常采用的气体有二氧化碳、水蒸气和氮气，其中氮气应用广泛，适用于各种温度，且对管道与装置的要求也没有二氧化碳、水蒸气苛刻，是工业生产中较为理想的置换气体[1-2]。

在进行气体置换过程中，常需要根据包装箱和产品的尺寸大小、耐压能力以及抽充气设备性能等条件，选择适当的置换方式。目前，大型包装箱气体置换方式主要有两种，即先抽真空后充气和边抽气边充气。其中，边抽气边充气的气体置换方式由于其工作速度相对较高而得到普遍应用，其工作原理如图1所示。边抽气边充气的气体置换方式能够调整充气速度，快速排除空气，但也存在氮气浪费较大的问题。

图1 包装箱氮气置换过程模拟Fig.1 Nitrogen displacement process simulation of box

氮气置换的关键是怎样科学有效、经济安全地将包装箱内的空气置换完全。当前国内外对氮气置换规律的研究较少，有关行业对其也没有明确的规范要求，置换的操作过程多凭经验，存在很大的盲目性，易造成人力、物力及成本的浪费。因此，有必要对氮气置换过程中的充气速度、进气排气口直径以及充气排气口位置等影响因素进行研究，以得到较为经济的充氮气方式[3]。……