Пиротехнический генератор аэрозоля серы

 

Полезная модель используется в промышленности и сельском хозяйстве для получения аэрозоля серы для санитарно-гигиенической обработки различных объектов с целью их демеркуризации и уничтожения болезнетворных организмов. Предложен генератор аэрозоля серы, пиротехнический состав которого изготовлен на основе аммиачной селитры и угля, и не содержит нитроцеллюлозы и продуктов ее переработки, а корпус изготовлен из листового картона без применения сложного оборудования. Изобретение направлено на создание пиротехнического генератора аэрозоля серы, обеспечивающего безопасное образование легковоспламеняющегося аэрозоля серы и обладающего сравнительно низкими себестоимостью и чувствительностью к различным внешним воздействиям.

Полезная модель используется в промышленности и сельском хозяйстве для получения аэрозоля серы, который применяется для демеркуризации и санитарно-гигиенической обработки промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Сера является природным пестицидом, и широко используется как в лечебных целях, так и для санитарно-гигиенической обработки различных объектов промышленного и сельскохозяйственного назначения. Эффективность действия серы в значительной степени зависит от ее дисперсности. Поэтому наиболее эффективным является применение серы в виде аэрозоля.

Традиционные устройства для получения аэрозолей сложны, дорогостоящи и требуют непосредственного контроля со стороны человека. Наиболее просты в обращении и надежны пиротехнические генераторы аэрозолей. Подобные устройства состоят из корпуса, снаряженного аэрозолеобразующим пиротехническим составом и крышки с отверстиями для выхода аэрозоля. Как правило, в пестицидных пиротехнических генераторах реализуется термоконденсационный способ получения аэрозолей - испарение (возгонка) действующего вещества за счет тепла процесса горения состава с последующей конденсацией паров.

Известны различные составы, используемые в пиротехнических устройствах для генерации аэрозоля серы, включающие в себя элементную серу и пиротехническую основу (Конлинг ДЖ. А. Химия пиротехники. Основные принципы и теория. Нью-Йорк, 1935, с.172). Однако в настоящее время в России и за рубежом считается, что для получения аэрозоля элементной серы без заметного содержания токсичного сернистого газа, наиболее целесообразно использовать достаточно низкотемпературные пиротехнические составы на основе нитратов целлюлозы и мелкозерненых порохов (патент RU 2042658, патент RU 2124839, патент СРР 90560). (Мадякин Ф.М. Пестицидные составы на основе серы: Материалы Всероссийской научно-технической конференции / Ф.М.Мадякин, Н.А.Тихонова и др. - Казань, 2003. - с.184-192).

Из известных пиротехнических устройств наиболее близким к предлагаемому изобретению является, генератор аэрозоля серы ГАС 120/80-400 (Генератор аэрозоля серы, ТУ 2449-005-27455777-94). Этот генератор был разработан в Санкт-Петербурге в СКТБ «Технолог» на основе утилизируемых пироксилиновых порохов.

Генератор предназначен для защиты всех культур (кроме крыжовника) от клещей, мучнистой росы и других грибковых заболеваний, чувствительных к сере; фумигации и дезинфекции помещений, хранилищ, теплиц и парников (борьба с плесенью, гнилью, грызунами).

ГАС 120/80-400 представляет собой пиротехническое устройство, при работе которого выделяется аэрозоль серы с размером частиц менее 1 мкм. Аэрозоль осаждается на всей поверхности растения и проникает в недоступные для других методов обработки участки растения. Генератор состоит из корпуса, металлического днища, диафрагмы, верхней крышки. Цилиндрический корпус генератора изготовлен из картонно-бумажной навивной тубы с применением картонажного оборудования. Генератор снаряжен пиротехническим составом, содержащим, мас.%: нитроцеллюлоза 40-45, дифиниламин 1,5-2,5, сульфат калия 2,0-4,0, бисульфат калия 0,5-1,0, сера - остальное.

Каждый ГАС 120/80-400 укомплектован запальным устройством - термоспичкой (ТУ 5551-004-27455777-94). Термоспички изготовлены методом экструзии из пастообразного состава на основе нитроцеллюлозы пластифицированной растворителями.

Но, к сожалению, практика применения таких генераторов показала, что, наряду с высокой эффективностью их действия, они обладают и рядом существенных недостатков, снижающих их потребительские качества и повышающих опасность их изготовления и применения. Это, в первую очередь, вызвано тем, что пестицидные составы, содержащие более 40% нитроцеллюлозы, обладают некоторой чувствительностью к механическим воздействиям и электрическому разряду. Другим недостатком этого состава является то, что он в условиях применения склонен к объемному горению. Кроме того, применение достаточно дефицитных компонентов состава - нитроцеллюлозы и пироксилиновых порохов, а также специального картонажного оборудования для изготовления корпусов генератора усложняет процесс его изготовления и повышает стоимость. Наряду с этим применение при производстве термоспичек пироксилиновых порохов (или нитроцеллюлозы) и их растворителей - токсичных, легковоспламеняющихся жидкостей (спиртоэфирная смесь, ацетон) не способствует снижению опасности их изготовления.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является исключение из числа используемых при изготовлении генератора и запального устройства труднодоступных и чувствительных к внешним воздействиям веществ - нитроцеллюлозы или пироксилиновых порохов, легковоспламеняющихся и токсичных растворителей и специального картонажного оборудования.

Технический результат, на решение которого направлена полезная модель заключается в повышении безопасности изготовления и применения пиротехнического генератора аэрозоля серы, упрощению и удешевлению процесса его изготовления, с одновременным сохранением высокой эффективности его применения.

Технический результат достигается тем, что для получения аэрозоля серы используется пиротехнический генератор, состоящий из картонных двухслойных крышки с отверстиями для выхода образующегося аэрозоля серы и корпуса, пропитанных пламегасящим составом на основе сульфата аммония и снаряженного помещенным в полиэтиленовый мешок пиротехническим аэрозолеобразующим составом, состоящим из пиротехнической основы - аммиачной селитры и угля, содержание которых в составе составляет 30-70% и 7-30% соответственно, элементной серы и пламегасящих и стабилизирующих горение добавок, который воспламеняется спичкой-воспламенителем, изготовленной из отрезка пиротехнического шнура, снаряженного пиротехническим составом на основе водорастворимого связующего и содержащего на одном из своих концов зажигательную головку, а на другом - воспламенительную головку, которые также изготовлены из пиротехнических составов на водорастворимом связующем. Вид пиротехнических составов шнура, зажигательной головки и его количество определяются свойствами воспламеняемого объекта.

На рисунке 1 приведена конструкция пиротехнического генератора аэрозоля серы, где:

1 - спичка-воспламенитель, 2 - крышка с отверстиями, 3 - полиэтиленовый мешок, 4 - корпус, 5 - пиротехнический аэрозолеобразующий состав, 6 - пламегасящий состав.

Для достижения указанного технического результата при данной решаемой задаче, в качестве аэрозолеобразующего пиротехнического состава 5, в заявляемой конструкции генератора аэрозоля серы, предлагается использование состава состоящего из элементной серы, пламягасящих и стабилизирующих горение добавок, а также пиротехнической основы, в качестве которой используется смесь аммиачной селитры и угля, причем содержание аммиачной селитры и угля в пиротехнической основе может изменяться и составлять соответственно 30-70% и 7-30%. Указанный пиротехнический состав помещается в полиэтиленовый мешок 3, который, в свою очередь, устанавливается в картонный корпус 4, закрывающийся картонной крышкой 2, с отверстиями для выхода образующегося аэрозоля серы. Для воспламенения генератора применяется спичка-воспламенитель 1, которая устанавливается через одно из отверстий крышки в аэрозолеобразующий состав 5.

Корпус генератора, как и его крышка, имеют прямоугольную форму и изготавливаются из листового картона. Листы картона надрезаются, а затем сворачиваются таким образом, чтобы стенки и крышка корпуса генератора были двухслойными, после чего они скрепляются металлическими скрепками. В крышках вырубаются отверстия. Готовые корпуса и крышки генератора пропитываются раствором пламегасящего состава на основе сульфата аммония, а затем высушиваются. При необходимости небольшое количество пламегасящего состава 6 может насыпаться на дно картонного корпуса под мешок с аэрозолеобразующим составом.

Термоспичка - спичка-воспламенитель изготавливается из отрезка пиротехнического шнура и имеет воспламенительную и зажигательную головки. Воспламенительная головка спички-воспламенителя изготавливается из спичечного терочного состава и предназначена для воспламенения спички с помощью терки спичечного коробка, а другая головка - зажигательная предназначена для воспламенения пиротехнического состава генератора, в связи, с чем при сгорании образует большое количество разогретых до высокой температуры твердых шлаков. Пиротехнические составы, используемые для снаряжения пиротехнического шнура, зажигательной и воспламенительной головок спички-воспламенителя изготовлены на основе водорастворимых сязующих.

На рисунке 2 приведен внешний вид пиротехнического генератора аэрозоля серы. Приведение в действие генератора аэрозоля серы происходит следующим образом:

снимается крышка генератора, после чего корпус и крышка смачиваются водой, затем вскрывается полиэтиленовый мешок с пиротехническим составом и свободные концы мешка натягиваются на боковую поверхность корпуса генератора. После установки крышки на корпус генератора, в одно из ее отверстий вставляется спичка-воспламенитель, погружаемая в аэрозолеобразующий состав. Готовый к работе генератор устанавливается на несгораемую подставку. Испытатель с помощью терки спичечного коробка воспламеняет терочный состав воспламенительной головки спички-воспламенителя, горение которой приводит к воспламенению пиротехнического шнура, а затем и зажигательной головки, горение которой, в свою очередь, приводит к воспламенению аэрозолеобразующего состава генератора. Остатки использованных генераторов удаляют вместе с бытовым мусором.

Генератор аэрозоля серы ГАС-200, разработанный авторами полезной модели имеет массу пиротехнического состава 500 г.Производительность генератора - 185-200 г аэрозоля серы. Время работы генератора - 5-15 минут. Относительная масса шлаков после сгорания состава 15-20%. Температура аэрозоля на срезе выходного отверстия не более 220°С. Объем обрабатываемого помещения 150-200 м3.

Скорость горения пиротехнического шнура в спичке-воспламенителе составляет 0,15-0,20 см/с.Удельное содержание состава в шнуре -0,20 г/см.

Время от воспламенения спички-воспламенителя до начала устойчивого горения состава генератора составляет 1 мин 15с - 1 мин 40с.

В течение ряда лет в рамках хоздоговорных работ были изготовлены опытные партии генераторов в количестве около 5000 штук. Изготовление генераторов и систем их воспламенения проводилось в соответствии с разработанной технологией, в лабораторных условиях. Опытные партии генераторов и системы их воспламенения отправлялись на испытания в независимые специализированные предприятия г.Самары: НПО «Нильс-XXI», «Мартин», «Фортуна-Био». Испытания проводились на сельскохозяйственных объектах в различных регионах России, от Среднего Поволжья до Сибири. Проведенные испытания показали достаточную эффективность действия генераторов при санитарной обработке хранилищ сельхозпродукции и их соответствие параметрам технического задания. Нежелательных побочных эффектов при работе генераторов (пламенное горение, разрыв корпуса, ненадежное воспламенение, преждевременное затухание) не наблюдалось.

По результатам испытаний разработанная конструкция генератора аэрозоля серы и система его воспламенения - спичка-воспламенитель были рекомендованы к промышленному применению специализированными предприятиями при санитарной обработке сельхозобъектов. Имеется положительный опыт применения разработанных генераторов при санитарно-гигиенической обработке пиломатериалов перед отправкой их за рубеж. В настоящее время освоено мелкосерийное экспериментальное производство опытных образцов генераторов.

Таким образом, очевидные преимущества нового пестицидного генератора аэрозоля серы - ГАС-200 перед отечественными и зарубежными, такого рода, устройствами, состоят в том, что в пиротехническом составе данного генератора отсутствуют пироксилиновые пороха или другие продукты переработки нитроцеллюлозы. Пиротехнический состав генератора состоит, в отличие от составов других подобных устройств, из широкодоступных и дешевых компонентов. Это значительно повышает потребительские качества генератора. Он дешевле, прост в изготовлении и не требует для этого сложного оборудования. Его пиротехнический состав не чувствителен к механическим воздействиям, безопасен в изготовлении и применении. Конструкция генератора позволяет, по мере необходимости, вводить в его пиротехнический состав другие биологически активные вещества - инсектициды и пестициды, что значительно увеличивает защитные свойства устройства.

Пиротехнический генератор аэрозоля серы, содержащий корпус с аэрозолеобразущим пиротехническим составом, крышку с отверстиями для выхода образующегося аэрозоля серы, запальное устройство - термоспичку, отличающийся тем, что крышка и корпус изготовлены из листового двухслойного картона, пропитанного пламегасящим составом на основе сульфата аммония, а в корпус помещен полиэтиленовый мешок, заполненый аэрозолеобразующим пиротехническим составом, включающим аммиачную селитру и уголь, содержание которых в составе составляет 30-70% и 7-30% соответственно, элементную серу, пламегасящие и стабилизирующие горение добавки, для воспламенения которого используется термоспичка - спичка-воспламенитель, изготовленная из отрезка пиротехнического шнура, снаряженного пиротехническим составом на водорастворимом связующем, и содержащая на одном из своих концов зажигательную головку, а на другом - воспламенительную, также изготовленные из пиротехнических составов на основе водорастворимого связующего.



 

Похожие патенты:

Упаковка // 58498

Полезная модель относится к области технологии производства и применения лакокрасочных материалов (ЛКМ), а точнее к энергосберегающей и ресурсосберегающей технологии переработки и утилизации жидких органических отходов или отработанных растворителей промышленных предприятий гражданского и военного назначения
Наверх