Спосіб вироблення газу-фуміганту та пристрій для його реалізації (варіанти)
Формула / Реферат
1. Спосіб вироблення газу-фуміганту у вигляді суміші фосфіну та вуглекислого газу, що полягає в здійсненні способу у двокамерному реакторі, використанні вихідних реагентів, причому у першій камері розміщують суміш фосфіду металу, речовини, що виділяє при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, та зв'язувальної речовини, а в другий - водний розчин кислоти, у додаванні до реагентів, які містяться в першій камері, водного розчину кислоти з одержанням одночасно з фосфіном вуглекислого газу та компенсацією тепла, що виділяють при одержанні фосфіну за рахунок хімічного ендотермічного процесу утворення вуглекислого газу, який відрізняється тим, що в нижні шари суміші, що міститься в першій камері, вводять речовину, що сприяє розпушенню маси, яка містить суміш гідроксикарбонової кислоти або дикарбонової кислоти з гідрофобною речовиною, при взаємодії якої із сумішшю, що утворюють при здійсненні процесу, виділяють вуглекислий газ, при цьому середню швидкість вироблення газу-фуміганту встановлюють шляхом відкривання заданої кількості бічних отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, що залежить від співвідношення діаметрів бічного отвору та внутрішнього діаметра вертикального каналу.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до нижніх шарів суміші, яка міститься в першій камері, вводять речовину, що сприяє розпушенню суміші з фосфідом металу і містить дикарбонову або гідроксикарбонову кислоту з гідрофобною речовиною у кількості 8-10 % від маси суміші.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що над поверхнею суміші, яка міститься в першій камері, між кришкою та сумішшю, що містить фосфід металу, розміщують дезактиватор хімічної активності фосфіду металу.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в нижній частині вертикального каналу, сполученого з першою камерою і поверхнею суміші, що міститься в першій камері, додатково розміщена суміш, хімічно інертна до фосфіду металу, що виконує роль герметизувальної пробки.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що висота герметизувальної пробки становить 10-12 мм.
6. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що суміш, що виконує роль герметизувальної пробки, являє собою сіль карбамінової кислоти з гідрофобною речовиною.
7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на 1,0-1,1 мас. частин суміші з фосфідом металу вводять 1,5-2,2 мас. частин водного розчину кислоти.
8. Пристрій для вироблення газу-фуміганту у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом, що включає реактор, який являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою через вертикальний канал камер, перша з яких призначена для розміщення суміші, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ і зв'язувальну речовину, а друга - для водного розчину кислоти та виконана з отвором для відводу газу-фуміганту, вертикальний канал сполучення камер проходить крізь отвори в кришках першої та другої камер, який відрізняється тим, що перша камера коаксіально розташована щодо другої камери та жорстко закріплена на її дні за допомогою накладених один на одний бічних виступів на кришці першої камери та на бічній внутрішній поверхні корпусу другої камери, вертикальний канал має щонайменше два наскрізних отвори, розташованих на його бічній поверхні, а у внутрішній порожнині вертикального каналу розташований шток, виконаний з можливістю зворотно-поступального переміщення, нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана із кришкою першої камери, верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери та виконана з можливістю регулювання об'єму першої камери.
9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що співвідношення розмірів діаметра бічних отворів вертикального каналу та внутрішнього діаметра вертикального каналу перебуває в межах 0,2-0,4.
10. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що кількість отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, переважно вибрано від 2 до 6.
11. Пристрій для вироблення газу-фуміганту у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом, що включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою через вертикальний канал камер, перша з яких призначена для розміщення суміші, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину, а друга - для водного розчину кислоти та виконана з отвором для відводу газу-фуміганту, вертикальний канал сполучення камер проходить крізь отвори в кришках першої та другої камер, який відрізняється тим, що перша камера коаксіально розташована щодо другої камери, камери з'єднані одна з одною за допомогою нарізного сполучення, вертикальний канал має щонайменше два наскрізних отвори, розташованих на його бічній поверхні, а у внутрішній порожнині вертикального каналу розташований шток, виконаний з можливістю зворотно-поступального переміщення щодо вертикальної осі каналу, нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана з кришкою першої камери, верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери й виконана з можливістю регулювання об'єму першої камери.
12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що співвідношення розмірів діаметра бічних отворів вертикального каналу та внутрішнього діаметра вертикального каналу перебуває в межах 0,2-0,4.
13. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що кількість отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, переважно вибрано від 2 до 6.
Текст
1. Спосіб вироблення газу-фуміганту у вигляді суміші фосфіну та вуглекислого газу, що полягає в здійсненні способу у двокамерному реакторі, використанні вихідних реагентів, причому у першій камері розміщують суміш фосфіду металу, речовини, що виділяє при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, та зв'язувальної речовини, а в другий - водний розчин кислоти, у додаванні до реагентів, які містяться в першій камері, водного розчину кислоти з одержанням одночасно з фосфіном вуглекислого газу та компенсацією тепла, що виділяють при одержанні фосфіну за рахунок хімічного ендотермічного процесу утворення вуглекислого газу, який відрізняється тим, що в нижні шари суміші, що міститься в першій камері, вводять речовину, що сприяє розпушенню маси, яка містить суміш гідроксикарбонової кислоти або дикарбонової кислоти з гідрофобною речовиною, при взаємодії якої із сумішшю, що утворюють при здійсненні процесу, виділяють вуглекислий газ, при цьому середню швидкість вироблення газуфуміганту встановлюють шляхом відкривання заданої кількості бічних отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, що залежить від співвідношення діаметрів бічного отвору та внутрішнього діаметра вертикального каналу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до нижніх шарів суміші, яка міститься в першій камері, 2 (19) 1 3 92801 4 нині вертикального каналу розташований шток, виконаний з можливістю зворотно-поступального переміщення, нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана із кришкою першої камери, верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери та виконана з можливістю регулювання об'єму першої камери. 9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що співвідношення розмірів діаметра бічних отворів вертикального каналу та внутрішнього діаметра вертикального каналу перебуває в межах 0,2-0,4. 10. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що кількість отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, переважно вибрано від 2 до 6. 11. Пристрій для вироблення газу-фуміганту у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом, що включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою через вертикальний канал камер, перша з яких призначена для розміщення суміші, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину, а друга - для водного розчину кислоти та виконана з отвором для відводу газу фуміганту, вертикальний канал сполучення камер проходить крізь отвори в кришках першої та другої камер, який відрізняється тим, що перша камера коаксіально розташована щодо другої камери, камери з'єднані одна з одною за допомогою нарізного сполучення, вертикальний канал має щонайменше два наскрізних отвори, розташованих на його бічній поверхні, а у внутрішній порожнині вертикального каналу розташований шток, виконаний з можливістю зворотно-поступального переміщення щодо вертикальної осі каналу, нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана з кришкою першої камери, верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери й виконана з можливістю регулювання об'єму першої камери. 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що співвідношення розмірів діаметра бічних отворів вертикального каналу та внутрішнього діаметра вертикального каналу перебуває в межах 0,2-0,4. 13. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що кількість отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, переважно вибрано від 2 до 6. Винахід належить до способу та пристрою для вироблення газу-фуміганту, а саме газу-фуміганту у вигляді суміші фосфіну та вуглекислого газу і призначений для використання в харчовій промисловості, сільському господарстві при знищенні шкідників у зерні та зернопродуктах, харчових продуктах, сухофруктах, тютюні, а також у тарі, транспортних засобах і приміщеннях, що призначені для їх переробки та зберігання. Знищення шкідників харчових продуктів під час зберігання та тривалих перевезень є серйозною проблемою. При її вирішенні основна увага приділяється таким важливим питанням, як трудомісткість проведення робіт з фумігації, включаючи збирання та утилізацію відходів, пожежо- і вибухобезпечність фумігації, екологічна безпека. З відомих засобів для фумігації, найбільший інтерес для споживачів становлять препарати, які виробляють газ-фумігант, що містить фосфін. Найбільш використовуваними засобами, що утворюють газ-фумігант із фосфіном, є таблетки, пластини, пелетки (DE №3047373, МПК 7: A01N 59/26, опублікований 15.07.1982). Недоліками подібних засобів при виробленні газу-фуміганта є: їх залежність від температури та вологості навколишнього середовища, невисока швидкість генерації газу-фуміганта, можливість виникнення вибухонебезпечної ситуації при випадковому попаданні великої кількості вологи на препарат, трудомісткість робіт при розподілі таблеток по всьому об'єму оброблюваного об'єкта, погіршення екологічних показників оброблюваної продукції через неповне розкладання таблеток (припустимий залишок - 2%) і створення передумов для пожежо- і вибухонебезпечної ситуації при збиранні, пакуванні, транспортуванні та утилізації залишкових продуктів розкладання таблеток (пилоподібного гідроокису алюмінію (або магнію) тощо. Перевагу в порівнянні з таблетками та їх аналогами мають пристрої, в яких газ-фумігант виробляється шляхом примусового пропускання зволоженого газу-розріджувача через шар фосфіду металу (патент РФ 2087415, МПК 7: С01В 25/00, опублікований 20.08.1997) або шляхом контактування з водою металофосфідної композиції (патент РФ 2238905, МПК 7: С01В 25/00, опублікований 27.10.2004), або фосфідної речовини (патент РФ 2131190, МПК 7: С01В 25/00, опублікований 10.06.1999). Недоліками цих рішень є складність та велике енергоспоживання пристроїв для виробництва газу-фуміганта, а також тривалість його вироблення. У патенті РФ 2248733 (МПК 7: С01В 25/00, опублікований 10.06.2003р.) представлені більш ефективні за технічними параметрами спосіб вироблення газу-фуміганта, пристрій для його здійснення, композиція для вироблення газу-фуміганта та спосіб фумігації. Спосіб забезпечує вироблення газу-фуміганта у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом і передбачає використання як вихідних реагентів фосфіду металу, речовини, що утворює вуглекислий газ, речовини-інгібітору хімічної активності цих речовин, води, кислоти, при цьому фосфід металу, речовина, що утворює вуглекислий газ, і інгібітор хімічної активності речовин попередньо змішують, вміщують до герметичної оболонки, а перед виробленням газу-фуміганта між сумішшю та оболонкою утворюють вільний об'єм, в який подають суміш води і кислоти з одержанням одночасно з 5 фосфіном вуглекислого газу та компенсацією тепла, що виділяється при одержанні фосфіну за рахунок хімічного ендотермічного процесу утворення вуглекислого газу. Пристрій включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених камер, перша з яких призначена для розміщення суміші фосфіду металу, речовини, що утворює вуглекислий газ, і речовини-інгібітора, а друга, що має вихідний отвір для газу-фуміганта, - для суміші води та кислоти; реактор оснащений пристроєм підтискання кришки першої камери до поверхні суміші фосфіду металу, речовини, що виділяє вуглекислий газ, і речовини-інгібітора та пристроєм переміщення кришки відносно поверхні суміші, що містить фосфід металу і має щонайменше один отвір для сполучення камер; при переміщенні кришки утворюється вільний об'єм над сумішшю та відкриваються отвори для сполучення камер, через які в утворений вільний об'єм надходить суміш води та кислоти; кришка першої камери може бути виконана у вигляді виступу на кришці другої камери; пристрій для підтискання кришки першої камери може бути виконаний у вигляді різьбового з'єднання або стягуючих скоб або тяг, або у вигляді розпірки, що впирається в кришку камери для води і кислоти. Недоліком способу вироблення газу-фуміганта є нерівномірність швидкості вироблення в ході всього процесу одержання газу-фуміганта, складність пристрою підтискання кришки камери із сумішшю, що містить фосфід металу, і пристрою переміщення цієї кришки відносно поверхні суміші з фосфідом металу при відкриванні отворів для сполучення камер під час запуску процесу вироблення газу-фуміганта, у зв'язку з чим збільшується трудомісткість складання пристрою, час підготовки пристрою для початку вироблення газу-фуміганта; можливість складання та/або зарядження або перезарядження пристроїв у зоні фумігації ускладнюється, зростає вартість пристрою. До недоліків пристрою також належать складність конструкції упорів для утримання камери, що містить суміш із фосфідом металу, на дні камери із сумішшю води та кислоти, для виключення спливання першої камери в процесі вироблення газуфуміганта, тому що спливання камери з невідпрацьованим складом суміші з фосфідом металу може призвести до пожежонебезпечної ситуації. Найбільш близьким до заявлених способу вироблення газу-фуміганта та пристрою для його реалізації є спосіб та пристрій, описані в патенті РФ №2145784 (МПК 7: С01В 25/00, опублікований 14.05.1998p.). Спосіб забезпечує вироблення газу-фуміганта у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом і передбачає використання як вихідних реагентів фосфіду металу, речовини, що виділяє при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, зв'язує воду, води, кислоти, при цьому фосфід металу, речовина, що виділяє вуглекислий газ, і речовину, що зв'язує воду попередньо змішують і до отриманої суміші додають суміш кислоти та води з одержанням одночасно з фосфіном вуглекислого газу та компенсацією тепла, що виділяєть 92801 6 ся при одержанні фосфіну, за рахунок хімічного ендотермічного процесу утворення вуглекислого газу. Пристрій для вироблення газу-фуміганта містить реактор, що складається щонайменше з одного блоку з двох сполучених між собою камер, одна з яких призначена для розміщення суміші з фосфіду металу, речовини, що виділяє при реакції вуглекислий газ та речовини, що зв'язує воду, а друга - для суміші води та кислоти, при цьому вихідний отвір для газу-фуміганта розташований на камері для суміші кислоти і води; камери сполучені через отвір у загальній перетинці, що перекривається. Недоліками відомого технічного рішення є використання єдиної для фосфіду металу та речовини, що утворює вуглекислий газ, зв'язувальної речовини (або речовини - інгібітору їх хімічної активності), що призводить до нерівномірності виділення газів - складових газу-фуміганта, при завершенні процесу його вироблення, тому що зі змінами умов протікання реакцій газу фосфіну з фосфіду металу та вуглекислого газу з речовини, що утворює при ендотермічній реакції двоокис вуглецю, а саме, нагромадження продуктів реакцій, зв'язувальної речовини або інгібітору в реакційному середовищі, відбувається екранування нижніх невідпрацьованих шарів реакційної суміші з фосфідом металу, і, як наслідок цього, ускладнення доступу суміші води та кислоти до її реагентів, зниження швидкостей хімічних реакцій вироблення газів, з яких складається газ-фумігант, збільшення часу відпрацьовування повністю всього складу суміші, що містить фосфід металу. Також недоліком є складність утворення вільного об'єму над поверхнею суміші з фосфідом металу, що розміщена в герметичній оболонці, необхідній для виключення впливу вологи навколишнього середовища на фосфід металу, безпосередньо перед запуском процесу вироблення, газу-фуміганта, за допомогою складного пристрою для переміщення кришки камери відносно поверхні суміші, що містить фосфід металу. Іншим недоліком є складність запуску пристрою для вироблення газу-фуміганта шляхом переміщення кришки камери, що містить суміш із фосфідом металу, відносно поверхні суміші, відкриваючи таким чином отвори для сполучення камер, через які надходить суміш води та кислоти на поверхню суміші з фосфідом металу і виходять продукти реакцій. Крім цього, до конструктивних недоліків пристрою вироблення газу-фуміганта належать складність конструкцій упорів для втримання камери, що містить суміш із фосфідом металу, у камері, призначеній для суміші води та кислоти, призначених для виключення спливання першої камери при відпрацьовуванні суміші, що містить фосфід металу, у процесі одержання газу-фуміганта. Технічним результатом запропонованого винаходу є скорочення часу вироблення газуфуміганта на заключній стадії процесу, за наявності продуктів реакції, що накопичилися на поверхні невідпрацьованих нижніх шарів складу суміші з фосфідом металу та екранують доступ до них суміші води і кислоти, забезпечення регулювання 7 швидкості вироблення газу-фуміганта залежно від умов і об'єкта фумігації, спрощення запуску пристрою вироблення газу-фуміганта за умов спрощення забезпечення збереження складу суміші, що містить фосфід металу, при її зберіганні та герметичності з одночасним спрощенням утворення вільного об'єму над поверхнею суміші з фосфідом металу, спрощення пристрою кріплення камери, що містить склад із фосфідом металу, що забезпечує виключення спливання цієї камери в процесі вироблення газу-фуміганта, а також забезпечення повної виробки суміші, що містить фосфід металу. Зазначений технічний результат досягається за рахунок використання способу вироблення газуфуміганта у вигляді суміші фосфіну та вуглекислого газу, що полягає у здійсненні способу в двокамерному реакторі, камери якого сполучені одна з іншою за допомогою вертикального каналу, використанні вихідних реагентів, при цьому у першій камері розміщають суміш фосфіду металу, речовину що виділяє при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, зв'язувальну речовину, а в другій - водний розчин кислоти, у додаванні до реагентів, що знаходяться в першій камері, водного розчину кислоти з одержанням одночасно з фосфіном вуглекислого газу та компенсацією тепла, що виділяється при одержанні фосфіну за рахунок хімічного ендотермічного процесу утворення вуглекислого газу. Відповідно до запропонованого винаходу, у нижні шари суміші, що знаходиться в першій камері, додатково вводять речовину, що сприяє розпушенню маси та містить суміш гідроксикарбонової кислоти або дикарбонової кислоти з гідрофобною сполукою, при реакції якої із сумішшю, що утворюється при взаємодії вихідних реагентів, які знаходяться в першій і другій камерах, і з невідпрацьованими залишками суміші першої камери, виділяється вуглекислий газ, при цьому середню швидкість вироблення газу-фуміганта встановлюють за допомогою відкривання заданої кількості бічних отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу і залежного від співвідношення діаметрів бічного отвору і внутрішнього діаметра вертикального каналу. За фосфід металу зазвичай використовують фосфід алюмінію або магнію, зв'язувальна речовина може являти собою, наприклад, мастило, сільськогосподарське, машинне і т.д., в якості речовини, що виділяє при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ - водорозчинну сіль вугільної кислоти (калію, натрію, амонію) або їх суміші. Додаткове додавання в нижні шари суміші, що знаходиться в першій камері, речовини, що сприяє розпушенню маси і містить гідроксикарбонову кислоту або дикарбонову кислоту з гідрофобним з'єднанням, при взаємодії якого із сумішшю, що утворюється при реакції водного розчину кислоти із сумішшю, що знаходиться в першій камері, і з невідпрацьованими залишками суміші першої камери, виділяється вуглекислий газ, дозволяє забезпечити рівномірність вироблення газу-фуміганта на завершальній стадії процесу, а також скоротити час вироблення газу. В якості гідроксикарбонової 92801 8 кислоти, що входить до складу речовини, що сприяє розпушенню, зазвичай використовують лимонну кислоту, а в якості дикарбонової кислоти щавлеву кислоту. Як гідрофобні з'єднання можуть використовуватися, наприклад, поліетиленгліколь або парафін. При додаванні до нижніх шарів речовини, що сприяє розпушенню, починає виділятися вуглекислий газ, що «розпушує» сам шар і продукти реакції, накопичені у шарі суміші в першій камері, та суміші, що екранують невідпрацьований шар, який містить фосфід металу. За рахунок цього процесу забезпечується доступ водного розчину кислоти до невідпрацьованого шару суміші, що містить фосфід металу. При цьому, як показали проведені випробування, для забезпечення заявленого ефекту в нижні шари складу суміші, що знаходиться в першій камері, досить увести 8-10% від її ваги речовини, що сприяє розпушенню суміші з фосфідом металу, що містить дикарбонову (гідроксикарбонову) кислоту з гідрофобною речовиною. Для усунення недоліку, пов'язаного зі складністю утворення вільного об'єму над поверхнею суміші, а також для спрощення забезпечення збереження та герметичності суміші, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину, між кришкою та сумішшю, що містить фосфід металу, розміщують дезактиватор хімічної активності фосфіду металу, наприклад, вологоємний силікагель, високомолекулярний поглинач вологи, камеру герметично закривають кришкою з використанням різьбового з'єднання, а в нижній частині вертикального каналу, що сполучена з першою камерою, і поверхнею суміші, що знаходиться в першій камері, вміщують речовину, хімічно інертну до фосфіду металу, що виконує роль герметизувальної пробки. Висота герметизувальної пробки переважно повинна становити 10-12мм, а в якості речовини, що виконує роль герметизувальної пробки, може бути використана речовина, що є сіллю карбамінової кислоти з гідрофобною речовиною. Гідрофобне з'єднання може бути обране, наприклад, із целюлози або парафіну з додаванням стеарату магнію, або будь-якої іншої сполуки, хімічно інертної до реагентів суміші, що містить фосфід металу, речовини, що утворює при ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язуючої речовини. Обидві камери закриваються кришками, які мають наскрізні отвори для розміщення вертикального каналу, через які камери сполучаються одна з одною. При цьому поверхню суміші, що перебуває в першій камері та містить фосфід металу, речовину, що утворює при ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину, формують із урахуванням внутрішнього прогину кришки камери, виконаної із пружного пластичного матеріалу, наприклад, поліетилену, за допомогою преса, нижня частина якого має сферичну форму, радіус якої відповідає радіусу прогину кришки першої камери. 9 Швидкість вироблення газу-фуміганта регулюється кількістю отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу сполучення двох камер і співвідношенням діаметрів одного бічного отвору та внутрішнього діаметра вертикального каналу. Регулювання можна здійснити або відкриванням заданої кількості отворів при переміщенні штока, розташованого у вертикальному каналі, вгору; або при складанні реактора заздалегідь підбирають трубку, що утворює вертикальний канал, з певною кількістю отворів, виконаних на її бічній поверхні, і переміщенням вгору штока, розташованого в порожнині, утвореній вертикальним каналом, відкривають всі отвори. Швидкість вироблення газу фуміганта визначається об'єктом обробки (приміщення, транспортний засіб), температурою навколишнього середовища (при температурі повітря більше 30°С мінімальна кількість отворів). Так, при співвідношенні діаметра одного отвору, виконаного на бічній поверхні вертикального каналу та внутрішнього діаметра вертикального каналу, що дорівнює 0.4, і кількості бічних отворів, що дорівнює 2, забезпечується вироблення газуфуміганта при температурі навколишнього середовища 22°С із середньою швидкістю 0.5г/хв. Для забезпечення рівномірності та повноти вироблення газу-фуміганта на 1.0-1.1ваг. частин суміші з фосфідом металу вводять 1.5-2.2ваг. частин водного розчину кислоти. Також технічний результат досягається за рахунок використання пристрою для вироблення газу-фуміганта у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом, що включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою через вертикальний канал камер, перша з яких призначена для розміщення суміші, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину, а друга - для водного розчину кислоти та виконана з отвором для відведення газу-фуміганта, вертикальний канал сполучення камер проходить крізь отвори в кришках першої та другої камер. Згідно із запропонованим винаходом, перша камера коаксиально розташована відносно другої камери на її дні на жорстко закріплена за допомогою накладених один на одний бічних виступів на кришці першої камери та на бічній внутрішній поверхні корпуса другої камери, вертикальний канал має щонайменше два наскрізних отвори, розташованих на його бічній поверхні, а у внутрішній порожнині вертикального каналу розташований шток, виконаний з можливістю зворотно-поступального переміщення, нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана із кришкою першої камери, верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери та виконана з можливістю регулювання об'єму першої камери. Крім цього, технічний результат досягається за рахунок використання пристрою для вироблення газу-фуміганта у вигляді суміші фосфіну з вуглекислим газом, що включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою через вертикальний канал камер, пер 92801 10 ша з яких призначена для розміщення суміші, що містить фосфід металу, речовини, що утворює при хімічному ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину, а друга - для водного розчину кислоти та виконана з отвором для відводу газу-фуміганта, вертикальний канал сполучення камер проходить крізь отвори в кришках першої і другої камер. Згідно із запропонованим, винаходом, перша камера коаксиально розташована відносно другої камери, камери з'єднані одна з одною за допомогою різьбового з'єднання, вертикальний канал має щонайменше два наскрізних отвори, розташованих на його бічній поверхні, а у внутрішній порожнині вертикального каналу розташований шток, виконаний з можливістю зворотнопоступального переміщення щодо вертикальної осі каналу, нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана із кришкою першої камери, верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери та виконана з можливістю регулювання об'єму першої камери. Запропоновані способи кріплення першої камери відносно другої дозволять спростити конструкцію пристрою упорів для утримання камери, підвищити надійність закріплення та герметичність з'єднання, забезпечити пожежобезпечність при зберіганні та виробленні газу-фуміганта, а також збереженість пристрою при його транспортуванні. Наявність штока, виконаного з можливістю зворотно-поступального переміщення та розташованого у внутрішній порожнині вертикального каналу сполучення камер дозволить забезпечити відкривання необхідної кількості отворів і, відповідно, зміну швидкості вироблення газу-фуміганта, спростити запуск пристрою, оскільки для початку процесу досить буде перемістити шток вгору, відкривши задану кількість бічних отворів вертикального каналу, через які водний розчин кислоти із другої камери буде надходити в першу камеру, що містить суміш із фосфідом металу. Співвідношення діаметрів одного з бічних отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу та внутрішнього діаметра вертикального каналу бажано обирати зі співвідношення 0.2-0.4, а кількість отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу слід вибирати від 2 до 6. Це дозволить регулювати швидкість вироблення газуфуміганта залежно від умов обробки й оброблюваного об'єкта. Крім запропонованих конструкцій, можна також використовувати пристрій для вироблення газу-фуміганта у вигляді суміші фосфіну та вуглекислого газу, що включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою камер, перша з яких призначена для розміщення суміші з фосфіду металу, речовини, що утворює при реакції вуглекислий газ і зв'язувальної речовини, а друга, що має вихідний отвір для газу-фуміганта, - для суміші води та кислоти, використовують двокамерний пристрій із спільним дном. Для запуску процесу та початку вироблення газу-фуміганта необхідне створення вільного об'єму над поверхнею суміші, що містить фосфід металу, речовини, що утворює при ендотермічному 11 процесі вуглекислий газ, і зв'язувальної речовини. Це досягається за рахунок того, що нижня частина вертикального каналу жорстко з'єднана із кришкою першої камери (наприклад, за допомогою гайки), а верхня частина вертикального каналу з'єднана із кришкою другої камери та виконана із можливістю регулювання об'єму першої камери (це може бути забезпечене, наприклад, за допомогою напівжорсткого з'єднання гайкою). У цьому випадку перед запуском процесу вироблення газу-фуміганта верхню частину вертикального каналу, що виходить із отвору кришки другої камери і має зовнішню різьбу, напівжорстко з'єднують із кришкою за допомогою гайки, при загвинчуванні якої поверхня кришки першої камери трохи піднімається над поверхнею суміші, що містить фосфід металу, з утворенням вільного об'єму. Потім переміщенням вгору штока, розташованого у вертикальному каналі, відкривають необхідну кількість отворів, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу, забезпечуючи доступ через ці отвори водного розчину кислоти до першої камери, що містить суміш фосфіду металу, речовину, що утворює при ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину. Спочатку речовина, що виконує роль герметизаційної пробки та розташована у нижній частині вертикального каналу сполучення камер, взаємодіє з водним розчином кислоти з утворенням газоподібних продуктів реакції, потім водний розчин кислоти надходить до камери на поверхню суміші, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину. При виробленні газуфуміганта продукти реакції, у тому числі, газфумігант, під дією надлишкового тиску, через отвори, виконані на бічній поверхні вертикального каналу, виводяться до другої камери, що містить водний розчин кислоти. Потім нова порція водного розчину кислоти надходить через отвори, виконані на бічній поверхні каналу до камери із сумішшю, що містить фосфід металу, речовину, що утворює при ендотермічному процесі вуглекислий газ, і зв'язувальну речовину. Таким чином, здійснюється циклічний автогенерований процес вироблення газу-фуміганта. Далі винахід пояснюється конкретними прикладами виконання пристроїв для вироблення газуфуміганта з посиланнями на фігури. На Фіг.1 представлений пристрій для вироблення газу-фуміганта відповідно до першого варіанта виконання. При цьому на Фіг.1 представлений пристрій з нарізним кріпленням двох камер, а на Фіг.2 - кріплення двох камер за допомогою бічних виступів. Пристрій для вироблення газу-фуміганта включає реактор, що являє собою щонайменше один блок із двох сполучених між собою камер 1 і 2. У розглянутому прикладі камера 1 закріплена в камері 2 за допомогою різьбового з'єднання (Фіг.1) або за допомогою бічних виступів 13 і 15, що виконані на кришці камери 1 і на бічній внутрішній поверхні камери 2, відповідно (Фіг.2), або реактор може складатися з двокамерного пристрою із загальним для камер дном. У камері 1 розміщують, суміш, що містить фосфід металу, речовину, що 92801 12 утворює при хімічній реакції вуглекислий газ і з'єднувальну речовину. При цьому попередньо до нижніх шарів цієї суміші вміщують речовину, що сприяє розпушенню складу суміші з фосфідом металу в процесі заключного етапу вироблення газу-фуміганта, а зверху, на зовнішньому шарі суміші, розміщують дезактиватор хімічної активності фосфіду металу в процесі зберігання. Поверхню суміші, що перебуває в першій камері формують із урахуванням прогину кришки за допомогою преса, нижня частина якого має сферичну форму, радіус якої відповідає радіусу прогину кришки першої камери. У камері 2 розміщують водний розчин сірчаної кислоти. На кришці камери 2 розташовано вихідний отвір 3 для виходу газуфуміганта та отвір 4 для подачі водного розчину кислоти в камеру 2. Камера 2 закрита кришкою 14. Камери 1 і 2 сполучені через вертикальний канал сполучення камер 5, що має щонайменше два отвори 7, виконаних на бічній поверхні вертикального каналу. У внутрішній порожнині каналу розміщено шток, виконаний з можливістю зворотнопоступального переміщення відносно вертикальної осі каналу, і який перекриває в неробочому стані отвори в бічній поверхні вертикального каналу. У нижній частині вертикального каналу 6 і поверхнею суміші, що знаходиться в першій камері, розміщений склад 8, хімічно інертний до фосфіду металу, що виконує роль герметизувальної пробки висотою 10мм. Перша та друга камери і вихідні отвори закриті кришками. Нижня частина вертикального каналу 5 жорстко з'єднана із кришкою камери 1 за допомогою гайок 9 і 10. Верхня частина каналу 5 з'єднана із кришкою камери 2 напівжорстко за допомогою гайки 11. При зберіганні пристрою гайка 11 відкручена до верхньої частини вертикального каналу, що зв'язує камери 5, при цьому поліетиленова кришка камери 1, під тиском вертикального каналу прогинається всередину камери, підтискаючись до суміші з фосфідом металу, поверхня якої при розміщенні її в камері 1 формувалася з урахуванням внутрішнього прогину кришки камери. При запуску пристрою вироблення газуфуміганта гайку 11 загвинчують до прилягання кришки камери 2 до упору 12, знімаючи при цьому тиск вертикального каналу сполучення камер на кришку камери 1 і підтягуючи її поверхню догори. Кришка вигинається над поверхнею речовини з фосфідом металу на 3-4мм, утворюючи вільний об'єм над поверхнею речовини. При переміщенні трубки 6 нагору відкриваються отвори 7, виконані на бічній поверхні каналу 5, через які надходить суміш води та кислоти, після її взаємодії з речовиною герметизувальної пробки 8, водний розчин кислоти надходить до вільного об'єму над поверхнею суміші з фосфідом металу. У результаті хімічних реакцій газ-фумігант, що виділяється, у складі газу-фосфіну та вуглекислого газу, за рахунок надлишкового тиску, що створюється в камері 1, разом із іншими продуктами реакції, через отвори 7 надходить до камери 2, а потім через отвір 3 газ-фумігант надходить газовідвідною трубкою до об'єкту фумігації. Після чого через отвори 7 до першої камери надходить нова порція водного розчину кислоти, і процес повторюється. 13 Таким чином здійснюється циклічний автогенеровании процес вироблення газу-фуміганта. Вироблення газу-фуміганта здійснюється у такий спосіб. Змішують порошки фосфіду алюмінію та солі вугільної кислоти в співвідношенні 1:3.5-7ваг. частин, у процесі перемішування додають зв'язувальну речовину (сільськогосподарська та/або машинна олія) у кількості 12-15% від загальної ваги двох порошків. Цю суміш завантажують у першу камеру, на дно якої попередньо вміщують речовину, що сприяє розпушенню суміші з фосфідом металу щавлеву кислоту 5-10% від загальної ваги суміші, з гідрофобною речовиною (парафіном), 2-3% від загальної ваги суміші. Між кришкою першої камери та сумішшю, що містить фосфід металу, розміщують у кількості 8-15% від її загальної ваги дезактиватор хімічної активності фосфіду металу - вологоємний силікагель. Поверхню маси з фосфідом металу формують з урахуванням внутрішнього прогину поліетиленової кришки камери за допомогою преса, нижня частина якого має сферичну форму, радіус якої відповідає радіусу прогину кришки першої камери. Камеру закривають кришкою із використанням різьбового з'єднання, при цьому кришка по центру з'єднана з вертикальним каналом сполучення двох камер, у верхній частині якого закріплена кришка другої камери, а нижній кінець внутрішньої трубки містить речовину, що включає у себе сіль карбамінової кислоти із целюлозою (1.5-2.5% від загальної ваги суміші) і стеаратом магнію (0.4-0.7% від загальної ваги суміші), висотою 10-12мм, що виконує роль герметизувальної пробки речовини з фосфідом металу. Перша камера, що містить вищевказаний склад суміші, закріплюється в другій камері за допомогою бічних виступів кришки камери 1 і виступів на внутрішній бічній поверхні камери 2, або за допомогою різьбового з'єднання нижньої зовнішньої бічної поверхні камери 1 і нижньої внутрішньої бічної поверхні камери 2. При запуску пристрою кришку отвору 3 відкривають і вставляють в нього газовідвідну трубку, через отвір 4 у кришці другої камери заливають водний розчин сірчаної кислоти в співвідношенні 1:1-10, узятої в кількості 1.5-2.2ваг. частин на 1.01.1ваг. частин суміші з фосфідом алюмінію, загвинчують на 3-5мм гайку 11 вертикального каналу, що сполучує дві камери, знімаючи при цьому його тиск на кришку камери 1 з утворенням вільного об'єму над поверхнею маси з фосфідом алюмінію за рахунок невеликого підняття кришки камери 1, переміщують шток 6 вгору відносно вертикального каналу сполучення камер, відкриваючи отвори 7. Водний розчин кислоти, що надходить через отвори 7, реагує спочатку із складом герметизувальної пробки 8, потім надходить до вільного об'єму над поверхнею суміші з фосфідом металу, де взаємодіє з реагентами суміші, що містить фосфід металу. У результаті хімічних реакцій виробляється газфумігант у складі газу-фосфіну і вуглекислого газу у співвідношенні: 1:1.5-15об. частин. Середня швидкість вироблення газу-фуміганта регулюється кількістю бічних отворів у трубці вертикального каналу сполучення камер співвідно 92801 14 шенням розмірів діаметра бічних отворів у трубці каналу та внутрішнього діаметра самої трубки. Приклад 1. Склад компонентів і спосіб здійснення відповідали складу та способу, що були описані вище. При співвідношенні діаметра бічного отвору вертикального каналу сполучення камер і діаметра самої трубки, що становило 0.4 за двох бічних отворів середня швидкість вироблення газу-фуміганта при температурі повітря 22°С становила 0.5г/хв., при 10°С - 0.27г/хв., при 30°С 0.71г/хв. Приклад 2. Склад компонентів і спосіб здійснення відповідали складу та способу, що були описані вище. При співвідношенні діаметра бічного отвору трубки та діаметра самої трубки, аналогічному прикладу 1, а саме 0.4, але за трьох бічних отворів, середня швидкість вироблення газуфуміганта при температурі повітря 22°С становила 0.65г/хв., при 10°С - 0.39г/хв. Приклад 3. Склад компонентів і спосіб здійснення відповідали складу та способу, що були описані вище. При співвідношенні діаметра бічного отвору та діаметра самої трубки, що дорівнював 0.2, за двох бічних отворів середня швидкість вироблення газу-фуміганта при температурі повітря 22°С становила 0.62г/хв., при 10°С - 0.38г/хв., при 31°С-0.79г/хв. Приклад 4. До двох з трьох реакторів при завантаженні в камери 1 суміші, що містить фосфід алюмінію, сіль вугільної кислоти та зв'язувальну речовину, між кришкою камери 1 і сумішшю реагентів з фосфідом алюмінію розмістили дезактиватор хімічної активності фосфіду алюмінію - вологоємний силікагель у кількості 10% від ваги суміші, у нижній частині вертикального каналу сполучення камер одного з двох реакторів розмістили герметизувальну пробку висотою 10мм, до складу якої входять сіль карбамінової кислоти із целюлозою 2% і стеаратом магнію 0.5%, до камери 1 третього реактора дезактиватор хімічної активності фосфіду металу не вносили, речовину герметизувальної пробки у вертикальному каналі не розміщували (контрольний варіант). Визначили, що за відсутності дезактиватора хімічної активності фосфіду алюмінію в камері 1 кількість газу-фосфіну у процесі зберігання знизилося на: 4% - через 6 місяців зберігання; 7% - через 12 місяців; 12% - через 24 місяці зберігання, у присутності дезактиватора хімічної активності фосфіду алюмінію та герметизувальної пробки кількість газу-фосфіну знизилася, відповідно, на 0.4, 0.6 і 1.1%., у присутності дезактиватора в камері 1, але без герметизувальної пробки кількість газуфосфіну в процесі зберігання знизилася, відповідно, на 1.2, 3.4 і 5%. Температура навколишнього повітря при зберіганні реакторів -18°С, відносна вологість 75%. Приклад 5. Суміш, що містить фосфід алюмінію, завантажили до камери 1 реактора, на дні якої попередньо розмістили речовину, що сприяє розпушенню суміші з фосфідом металу, що містить 8% від ваги суміші щавлевої кислоти з 2.5% парафіну, до камери 1 другого реактора дикарбонову кислоту з гідрофобною речовиною не завантажували. 15 92801 Визначили, що при виробленні газу-фосфіну, у той час, як у реакторі, що містить у камері 1 речовини, що сприяє розпушенню речовини суміші з фосфідом металу при завершенні процесу вироблення газу-фуміганта, суміш реагентів з фосфідом алюмінію, прореагувала з водним розчином кислоти повністю, у реакторі, що не містить у камері 1 речовини, що сприяє розпушенню маси з фосфідом металу, залишилося невідпрацьованою 7% суміші з фосфідом алюмінію; час повного відпрацьовування суміші з фосфідом алюмінію у другому реакторі в 1.15 разів більше, ніж у першому. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 16 Як видно з наведених прикладів, час вироблення газу-фуміганта на заключній стадії процесу скоротився до 40хв., з'являється можливість регулювати швидкість вироблення газу-фуміганта, залежно від умов і об'єкта фумігації, відбувається спрощення запуску пристрою вироблення газуфуміганта, спрощується утворення вільного об'єму над поверхнею суміші з фосфідом металу та конструкція пристрою кріплення камери, що містить речовину з фосфідом металу, досягається герметичність пристрою. Крім цього, досягається мобільність пристрою з можливістю його складання та зарядки на місці, де треба здійснити фумігацію. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess and device for producing of gas-fumigant (variants)
Автори англійськоюTikhonova Liudmyla Alieksandrovna
Назва патенту російськоюСпособ выработки газа-фумиганта и устройство для его реализации (варианты)
Автори російськоюТихонова Людмила Александровна
МПК / Мітки
МПК: A23L 3/34, A23B 9/00, C01B 25/00, A01M 13/00
Мітки: пристрій, вироблення, реалізації, варіанти, спосіб, газу-фуміганту
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-92801-sposib-viroblennya-gazu-fumigantu-ta-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вироблення газу-фуміганту та пристрій для його реалізації (варіанти)</a>