Устройство выработки газа-фумиганта

Полезная модель относится к устройству для выработки газа-фумиганта, а именно, газа-фумиганта в виде смеси фосфина и углекислого газа, и предназначено для быстрого напуска газа-фумиганта в объем фумигации при уничтожении вредителей в зерне, зернопродуктах, пищевых продуктах, а также в таре, помещениях, предназначенных для хранения и переработки, транспортных средствах. Техническим результатом патентуемого решения является сокращение времени выработки газа-фумиганта, обеспечение регулирования скорости выработки газа-фумиганта в зависимости от условий и объекта фумигации, упрощение запуска устройства выработки газа-фумиганта при упрощении обеспечения сохранности состава смеси, содержащей фосфид металла, при хранении ее и герметичности, упрощение устройства крепежа камеры, содержащей смесь с фосфидом металла, обеспечивающее исключение всплытия этой камеры в процессе выработки газа-фумиганта, а также обеспечение полной выработки смеси, содержащей фосфид металла. Технический результат достигается за счет использования устройства для выработки газа-фумиганта, которое содержит размещенную в его нижней части камеру, закрытую крышкой и содержащую, по меньшей мере, две ячейки для размещения состава с фосфидом металла, а верхняя часть закрыта крышкой и выполнена с возможностью сообщения с каждой из ячеек камеры посредством каналов сообщения, объединенных друг с другом с помощью толкателя, при этом каждый канал сообщения выполнен с отверстиями, расположенными на боковой поверхности.

Полезная модель относится к устройству для выработки газа-фумиганта, а именно, газа-фумиганта в виде смеси фосфина и углекислого газа, и предназначено для быстрого напуска газа-фумиганта в объем фумигации при уничтожении вредителей в зерне, зернопродуктах, пищевых продуктах, а также в таре, помещениях, предназначенных для хранения и переработки, транспортных средствах. В частности, полезная модель может найти применение при проведении фумигации грузов в корабельных трюмах, важным фактором при судовой фумигации является время введения фумиганта в обрабатываемый продукт, так как время нахождения судна в порту погрузки строго ограничено и вынужденные простои судна влекут за собой штрафные санкции.

Уничтожение вредителей пищевых продуктов при их хранении и длительных перевозках является серьезной проблемой. При ее решении основное внимание уделяется таким важным вопросам, как трудоемкость проведения работ по фумигации, включая сбор и утилизацию отходов, пожаро- и взрывобезопасность фумигации, экологическая безопасность.

Из известных средств для фумигации, наибольший интерес для потребителей представляют препараты, вырабатывающие газ-фумигант, содержащий фосфин.

Наиболее используемыми средствами, образующими газ-фумигант с фосфином, являются таблетки, пластины, пелетки (DE 3047373, МПК 7: А01N 59/26, опубликован 15.07.1982).

К недостаткам подобных средств при выработке газа-фумиганта относятся: зависимость их от температуры и влажности окружающей среды, невысокая скорость генерации газа-фумиганта, возможность возникновения взрывоопасной ситуации при случайном попадании большого количества влаги на препарат, трудоемкость работ при распределении таблеток по всему объему обрабатываемого объекта, ухудшение экологических показателей обрабатываемой продукции из-за неполного разложения таблеток (допустимый остаток - 2%) и создания предпосылок для пожаро- и взрывоопасной ситуации при сборе, упаковке, транспортировке и утилизации остаточных продуктов разложения таблеток (пылевидной гидроокиси алюминия (или магния) и др..

Предпочтительнее, по сравнению с таблетками и их аналогами, являются устройства, в которых газ-фумигант вырабатывается путем принудительного пропускания увлажненного газа-разбавителя через слой фосфида металла (патент РФ 2087415, МПК 7: С01В 25/00, опубликован 20.08.1997) или путем контактирования с водой металлофосфидной композиции (патент РФ 2238905, МПК 7: С01В 25/00, опубликован 27.10.2004) или фосфидного состава (патент РФ 2131190, МПК 7: С01В 25/00, опубликован 10.06.1999).

Недостатками этих решений являются сложность и большое энергопотребление устройств для производства газа-фумиганта, длительность его выработки.

В патенте РФ 2248733 (МПК 7: С01В 25/00, опубликован 10.06.2003 г) раскрыто более эффективное по техническим параметрам устройство для выработки газа-фумиганта.

Устройство включает реактор, представляющий собой, по меньшей мере, один блок из двух сообщающихся камер, первая из которых предназначена для размещения смеси фосфида металла, вещества, образующего углекислый газ, и вещества - ингибитора, а вторая, имеющая выходное отверстие для газа-фумиганта, - для смеси воды и кислоты; реактор снабжен устройством поджима крышки первой камеры к поверхности смеси фосфида металла, вещества, выделяющего углекислый газ, и вещества-ингибитора и устройством перемещения крышки относительно поверхности смеси, содержащей фосфид металла, которое имеет, по меньшей мере, одно отверстие для сообщения камер; при перемещении крышки образуется свободный объем над смесью и открываются отверстия для сообщения камер, через которые в образовавшийся свободный объем поступает смесь воды и кислоты; крышка первой камеры может быть выполнена в виде выступа на крышке второй камеры; устройство для поджима крышки первой камеры может быть выполнено в виде резьбового соединения, или стягивающих скоб или тяг, или в виде распорки, упирающейся в крышку камеры для воды и кислоты.

Недостатками известного технического решения являются сложность запуска устройства для выработки газа-фумиганта путем перемещения крышки камеры, содержащей смесь с фосфидом металла, относительно поверхности смеси, открывая, таким образом, отверстия для сообщения камер, через которые поступает смесь воды и кислоты на поверхность смеси с фосфидом металла и выходят продукты реакций.

Также недостатком устройства является сложность конструкции упоров для удержания камеры, содержащей смесь с фосфидом металла, на дне камеры со смесью воды и кислоты, для исключения всплытия первой камеры в процессе выработки газа-фумиганта, так как всплытие камеры с неотработанным составом смеси с фосфидом металла может привести к пожароопасной ситуации.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству выработки газа-фумиганта является устройство, раскрытое в патенте РФ 2145784 (МПК 7: С01В 25/00, опубликован 14.05.1998 г).

Устройство включает реактор, состоящий из, по меньшей мере, одного блока из двух, сообщающихся между собой, камер, одна из которых предназначена для размещения смеси из фосфида металла, вещества, выделяющего при реакции углекислый газ, и связующего, а вторая - для смеси воды и кислоты, при этом выходное отверстие для газа-фумиганта расположено на камере для смеси кислоты и воды; камеры сообщены через перекрываемое отверстие в общей перегородке.

К конструктивным недостаткам устройства выработки газа-фумиганта относятся сложность устройств упоров для удержания камеры, содержащей смесь с фосфидом металла, в камере, предназначенной для смеси воды и кислоты, предназначенных для исключения всплытия первой камеры при отработке состава, содержащего фосфид металла, в процессе получения газа-фумиганта.

Техническим результатом патентуемого решения является сокращение времени выработки газа-фумиганта, обеспечение регулирования скорости выработки газа-фумиганта в зависимости от условий и объекта фумигации, упрощение запуска устройства выработки газа-фумиганта при упрощении обеспечения сохранности состава смеси, содержащей фосфид металла, при ее хранении и герметичности.

Технический результат достигается за счет использования устройства для выработки газа-фумиганта, которое содержит закрепленную в его нижней части камеру, закрытую крышкой и содержащую, по меньшей мере, две ячейки для размещения состава с фосфидом металла, верхняя часть устройства закрыта крышкой и выполнена с возможностью сообщения с каждой из ячеек камеры посредством каналов сообщения, объединенных друг с другом с помощью толкателя, при этом каждый канал сообщения выполнен с отверстиями, расположенными на боковой поверхности.

За счет выполнения камеры, закрытой крышкой и содержащей, как минимум, две ячейки с составом, содержащим фосфид металла, каждая из которых сообщается с верхней частью устройства, предназначенной для водного раствора кислоты, достигается, в первую очередь, сокращение времени выработки газа-фумиганта, а также обеспечивается герметичность при хранении состава с фосфидом металла.

Объединение каналов сообщения посредством толкателя позволяет одновременно запускать в работу все ячейки камеры за счет химической реакции с водным раствором кислоты, поступающего через отверстия, выполненные в каналах сообщения. При этом за счет регулирования количества отверстий, можно регулировать скорость выработки газа-фумиганта.

Каналы сообщения могут быть выполнены вертикальными и состоять из верхней цилиндрической части с отверстиями круглой формы и нижней конической части с щелевыми отверстиями. Выполнение щелевых отверстий в нижней конической части вертикального канала сообщения позволяет, при введении вертикального канала в ячейки с составом, содержащим фосфид металла, открыть доступ смеси воды и кислоты в ячейки, увеличить площадь контакта реагентов, и таким образом увеличить скорость выработки газа-фумиганта на начальном этапе работы устройства.

Объединяющий каналы сообщения толкатель выполняется в виде крестовины с закрепленным в ее верхней центральной части штоком, при этом по краям крестовины выполнены гнезда с возможностью их соединения с вертикальными каналами сообщения. Для обеспечения беспрепятственного хода, толкатель желательно устанавливать в цилиндрической направляющей, закрепленной на крышке верхней части, а каналы сообщения - в цилиндрических направляющих, закрепленных на крышке камеры с ячейками.

Упростить устройство крепежа камеры с ячейками в нижней части устройства, а также исключить всплытие камеры в процессе выработки газа-фумиганта можно за счет ее закрепления в нижней части устройства посредством фиксаторов, выполненных, в частности, в виде конических выступов из полимерного деформируемого материала.

Также для упрощения запуска процесса ячейки камеры герметично закрывают крышками, выполненными в виде разрывных мембран, материалом которых может быть алюминиевая фольга.

Предлагаемые способы крепления первой камеры относительно второй позволят упростить конструкцию устройства упоров для удержания камеры, повысить надежность закрепления и герметичность соединения, обеспечить пожаробезопасность при хранении, при выработке газа фумиганта и сохранность устройства при его транспортировке.

Далее полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения устройства для выработки газа-фумиганта со ссылками на фигуры.

При этом на фигуре 1 представлен разрез устройства для выработки газа-фумиганта, - нерабочее состояние (вертикальные каналы сообщения подняты);

на фиг.2 - разрез устройства для ускоренной выработки газа-фумиганта, рабочее состояние (вертикальные каналы сообщения опущены);

на фиг.3 - толкатель с вставленными в его гнезда вертикальными каналами сообщения;

на фиг.4 - крышка контейнера с внутренним цилиндром;

на фиг.5 - крышка контейнера с толкателем и с вертикальными каналами сообщения

Устройство 1 для выработки газа-фумиганта (фиг.1-5) содержит размещенную в его нижней части камеру 2, с установленными в ней, по меньшей мере, двумя ячейками, содержащими смесь с фосфидом металла, заваренных крышками из фольги. Ячейки с составом герметично закрыты разрывными мембранами, выполненными из фольги, и размещены в камере 2. Камера 2 закрывается пластиковой крышкой и закрепляется с помощью фиксаторов. На пластиковой крышке выполнены отверстия под цилиндрические направляющие 13, по которым проходят каналы сообщения при запуске устройства, при этом они разрывают мембрану из фольги и опускаются в состав. Камера с ячейками 2 закрепляется на дне контейнера с помощью пластиковой крышки 3 и фиксаторов 15 контейнера 1. Фиксаторы 15 могут быть выполнены в виде конических боковых выступов из полимерного деформируемого материала. На поверхности пластиковой крышки 3 размещены внешние направляющие 13 для вертикальных каналов сообщения 4, выполненные в виде цилиндров. Каналы сообщения 4 выполнены в виде цилиндрической и конической частей. На цилиндрической части вертикальных каналов сообщения 4 выполнены боковые отверстия 11, на конусной части - щелевые отверстия 12. Вертикальные каналы сообщения 4 вставлены в гнезда 5а толкателя каналов сообщения 5 (фиг.3). Толкатель 5 с вертикальными каналами сообщения 4 установлен в цилиндрическую направляющую для толкателя 10 в крышке 6 устройства (фиг.4-5). С помощью штока 9, оператор по цилиндрической направляющей 10 крышки 6 перемещает толкатель 5 с вертикальными каналами сообщения 4 вниз. Вертикальные каналы сообщения 4 опускаются вниз по направляющим 13 пластиковой крышки 3 камеры 2, нижней конусной частью прорывают крышки ячеек, выполненные в виде разрывных мембран из алюминиевой фольги, и вводятся до упора ограничителя толкателя 4а в состав с фосфидом металла, обеспечивая связь камеры с ячейками 2 и верхней части устройства 1 через боковые отверстия 11 и щели 12. На крышке контейнера 6 размещен штуцер с резьбовой заглушкой 7.

При подготовке газогенератора к работе оператор откручивает заглушку штуцера 7, заливает в контейнер смесь воды и кислоты и накручивает на штуцер 7 патрубок 17, в который вставляет газоотводную трубку. При приведении устройства в рабочее положение введением вертикальных каналов сообщения 4 с помощью пускателя 9 в ячейки камеры 2, содержащие состав с фосфидом металла, вырабатываемый в ходе химических реакций газ-фумигант по газоотводной трубке поступает в объект фумигации.

Устройство для выработки газа-фумиганта работает следующим образом.

В ячейки камеры 2 загружают смесь, содержащую фосфид металла, вещество, образующее при химическом эндотермическом процессе углекислый газ и связующее, заваривают ячейки камеры 2 с помощью установки для заварки пластиковых емкостей крышками из фольги, ячейки размещают в камере 2 контейнера 1 и закрепляют камеру с помощью крышки 3 и фиксаторов 15 контейнера 1.

Толкатель 5 с вертикальными каналами сообщения 4 вставляют в цилиндр с направляющими для толкателя 10 в крышке контейнера 6, на штуцер накручивают заглушку 7, устанавливают уплотнитель 8 для крышки контейнера 6, закрепляют ручки устройства в креплении 14 крышки контейнера 6 и закрывают контейнер 1 крышкой 6 до ее фиксации. Выходное отверстие цилиндрической направляющей 10 крышки закрывают пластиковой пробкой 16.

На месте работ открывают заглушку штуцера 7, дозируют в контейнер смесь воды и кислоты, накручивают на штуцер 7 патрубок, в который вставляют газоотводную трубку и вынимают пробку 16 из цилиндра 10 крышки контейнера 6. Через цилиндрическую направляющую 10 крышки контейнера 6 вводят шток 9. Давлением на шток 9 толкатель 5 с вертикальными каналами сообщения 4 перемещают вниз до упора ограничителя толкателя 4а. В результате движения толкателя 5 вертикальные каналы сообщения контейнера и камеры с ячейками 4 перемещаются вниз по цилиндрическим направляющим 13 крышки камеры 3, прорывают своей конусной частью крышку ячеек из фольги и вводятся в состав с фосфидом металла.

Через отверстия 11 и щели 12 вертикальных каналов сообщения водный раствор кислоты поступает в ячейки камеры 2 и вступает в химические реакции со смесью, содержащей фосфид металла. Образующийся в результате взаимодействия реагентов газ-фумигант - смесь фосфина с диоксидом углерода - под давлением барботирует через раствор кислоты в образовавшееся в результате реакции воздушное пространство под крышкой 6 и отводится через патрубок с газоотводной трубкой 17 в объект фумигации.

Число точек ввода водного раствора кислоты в смесь, содержащую фосфид металла, можно менять в зависимости от требуемого времени выработки газа-фумиганта при обработке объекта фумигации. Это достигается путем изменения количества вертикальных каналов сообщения и, соответственно, количества ячеек, устанавливаемых в камеру устройства, при сохранении заданного общего веса смеси с фосфидом металла, размещаемого в ячейки соответствующего для каждого случая объема. При этом вертикальные каналы сообщения в устройствах вводятся с помощью пускателя в смесь с фосфидом металла одновременно.

Пример. Смесь, содержащую фосфид алюминия, разместили в ячейке, заварили крышкой из фольги и установили в камеру газогенератора. Во втором случае смесь, содержащую фосфид алюминия, разместили в две ячейки, в каждую по ½ части от общего объема, заварили их соответствующего размера крышками из фольги и установили в камеру газогенератора. В третьем случае смесь с фосфидом алюминия разместили в три ячейки, по 1/3 части от общего объема, заварили их соответствующего размера крышками и установили в камеру газогенератора. В четвертом случае, смесь с фосфидом алюминия разместили в четыре ячейки, по ¼ части от общего объема, заварили их соответствующего размера крышками из фольги и установили в камеру газогенератора.

Затем собрали и запустили в работу четыре устройства, как описано выше, соответственно, с одним вертикальным каналом сообщения, двумя, тремя и четырьмя вертикальными каналами сообщения, вставленными в соответствующее количество гнезд толкателя. Время выработки газа-фумиганта в газогенераторах определяли по прекращению барботирования газа через раствор кислоты. При температуре воздуха 12 град. С время выработки газа-фумиганта в газогенераторах составило: в первом (один вертикальный канал сообщения) - 195 мин., во - втором - 98 мин., в третьем - 62 мин., в четвертом (четыре вертикальных каналов сообщения) - 45 мин..

Как видно из приведенного примера, использование в устройстве заданного количества вертикальных каналов сообщения и соответствующее количество ячеек со смесью с фосфидом алюминия, позволяет сокращать время выработки газа-фумиганта в 4-2 раза.

Например, в настоящее время на фумигацию груза в трюмах судов выделяется только два часа. Поэтому для подобных работ предпочтительно использовать устройства для выработки газа-фумиганта, имеющих четыре или три вертикальных каналов сообщения, время выработки газа-фумиганта в которых составляет 45 минут и 62 минут.

1. Устройство для выработки газа-фумиганта, характеризующееся тем, что содержит размещенную в его нижней части камеру, закрытую крышкой и содержащую, по меньшей мере, две ячейки для размещения состава с фосфидом металла, а верхняя часть закрыта крышкой и выполнена с возможностью сообщения с каждой из ячеек камеры посредством каналов сообщения, объединенных друг с другом с помощью толкателя, при этом каждый канал сообщения выполнен с отверстиями, расположенными на боковой поверхности.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что каналы сообщения выполнены вертикальными и состоят из верхней цилиндрической части и нижней конической части.

3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что в верхней цилиндрической части выполнены отверстия круглой формы, а в нижней конической - щелевые.

4. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что каналы сообщения установлены в цилиндрических направляющих, закрепленных на крышке камеры с ячейками.

5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что толкатель представляет собой крестовину с закрепленным в ее верхней центральной части штоком, при этом по краям крестовины выполнены гнезда с возможностью их соединения с каналами сообщения.

6. Устройство по п.5, характеризующееся тем, что толкатель установлен в цилиндрической направляющей, закрепленной на крышке верхней части.

7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что крышка камеры с ячейками имеет цилиндрические направляющие для каналов сообщения.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что камера с ячейками закреплена в нижней части устройства посредством фиксаторов.

9. Устройство по п.8, характеризующееся тем, что фиксаторы выполнены в виде конических выступов из полимерного деформируемого материала.

10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что ячейки камеры герметично закрыты крышками, выполненными в виде разрывных мембран.

11. Устройство по п.10, характеризующееся тем, что разрывные мембраны выполнены из алюминиевой фольги.