HU216315B - Eljárás és berendezés foszfin fejlesztésére, valamint biztonsági rendszer foszfinfejlesztő berendezések számára - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti eljárás sőrán a főszfin fejlesztését víz és egyfém-főszfid-készítmény reakciójával végzik. Egy főszfidkészítménypelletjei periődikűsan átjűtnak egy tölcséres tartályból (23) egyvizet tartalmazó kamrába (24). Az átjűtás egy tárcsatag (25)segítségével történik, amely a tölcséres tartály a att és a kamrafelett kerül elhelyezésre. A tárcsatagban legalább egy nyílás van,amelyben a pellet átkerül a tölcséres tartály kimeneti nyílásától akamra bemeneti nyílásáhőz. A főszfintermelés szab lyőzását kiegészítia víz hőmérsékletének váltőztatása és egy őlyan biztőnsági rendszeralkalmazása, amely biztőnsági rendszer átfúvógázt táplál agenerátőrba. A biztőnsági rendszer felhasznál egy őlyan tartályt (73),amelyet – a főszfinfejlesztő berendezés működtetését megelőzően – azátfúvógázzal (általában száraz levegővel, nitrőgénnel vagy szén-diőxidda ) nagy nyőmás alatt feltöltenek. Amennyiben a generátőrelektrőmősenergia-ellátása meghibásődik, vagy ha a generátőrban a gáznyőmása, illetve a főszfin kőncentrációja túlságősan nagy, egy szelep(78 kinyílik, és a tartályból átfúvógázt enged a generátőrba. ŕ

Description

A leírás terjedelme 18 oldal (ezen belül 5 lap ábra)

HU 216 315 Β neti nyílásától a kamra bemeneti nyílásához. A foszfintermelés szabályozását kiegészíti a víz hőmérsékletének változtatása és egy olyan biztonsági rendszer alkalmazása, amely biztonsági rendszer átfüvógázt táplál a generátorba.

A biztonsági rendszer felhasznál egy olyan tartályt (73), amelyet - a foszfinfejlesztő berendezés működtetését megelőzően - az átfüvógázzal (általában száraz levegővel, nitrogénnel vagy szén-dioxiddal) nagy nyomás alatt feltöltenek. Amennyiben a generátor elektromosenergia-ellátása meghibásodik, vagy ha a generátorban a gáz nyomása, illetve a foszfin koncentrációja túlságosan nagy, egy szelep (78) kinyílik, és a tartályból átfüvógázt enged a generátorba.

A találmány tárgya eljárás és berendezés foszfin fejlesztésére, valamint biztonsági rendszer foszfinfejlesztő berendezések számára. Közelebbről a találmány olyan, kontrollált foszfinfejlesztésre (és a foszfingenerátorokkal együtt alkalmazható biztonsági rendszerekre) vonatkozik, amely például felhasználható gabonamagok vagy más, ömlesztve tárolt termények gázzal végzett fertőtlenítéséhez (a leírásban alkalmazott „gázzal végzett fertőtlenítés” kifejezés egyaránt magában foglalja a fertőtlenítést [dezinficiálást] és a kártevők irtását). Azonban a találmány nem korlátozódik a gabonamagok gázzal végzett fertőtlenítésében történő alkalmazásra (egyidejűleg megjegyzendő, hogy a találmány leírása során a „gabonamag” elnevezés felöleli a gabonafélék és a hüvelyesek terméseinek, valamint az ezekhez hasonló anyagoknak valamennyi típusát). A találmány szerinti foszfínfejlesztők további alkalmazásai magukban foglalják az üvegházak, herbáriumok és nyúltelepek gázzal végzett fertőtlenítését is.

A foszfin (PH₃) a tárolt gabonamagok előnyös, gázhalmazállapotú fertőtlenítőszere, mivel a foszfin maradéka a gabonamag élelmiszerré történő feldolgozása során elvész vagy ártalmatlan foszfáttá oxidálódik. A foszfin szokásos előállítása víz vagy vízgőz és egy fémfoszfid (általában alumínium-foszfid vagy magnéziumfoszfid) reakciójával történik.

A gabonasilók és hasonló helyek gázzal végzett fertőtlenítéséhez alkalmazott hagyományos módszerek során az ömlesztett gabona belsejében egy alumíniumfoszfid- vagy magnézium-foszfid-készítményt tartalmazó mintát helyeznek el, ahol a foszfid reagálva a gabonából, illetve a gabonán keresztül cirkuláló levegőből származó nedvességgel, foszfint fejleszt. Az ilyen módszerek egyik módosítása szerint egy fémfoszfid pelletjeit a gabonasiló fejrészében helyezik el, ahol a foszfid a gabona feletti légtérben lévő nedvességgel reagál és így foszfint fejleszt: az így képződött foszfin a silóban meglévő természetes légáramlással keresztülcirkulál a tárolt gabonán. Ezek a módszerek azonban nem biztosítják azt, hogy a foszfin az ömlesztve tárolt gabona valamennyi részébe eljusson, s így nem garantálható a zsizsikfélék és más, nemkívánatos gabonakártevők teljes kiirtása sem. Ezen túlmenően, amennyiben az említett, ismert módszereket alkalmazzák, a foszfidkészítmény elhelyezése után a gabonában nem kontrollálható a foszfin koncentrációja, és nincs lehetőség az ömlesztett tárolás során az idő függvényében a leghatékonyabb koncentráció beállítására. Ráadásul az ömlesztett gabona belsejében a pelletek megfelelő elhelyezése jelentős élőmunka igénybevételét is szükségessé teszi.

Egy másik, gázzal végzett fertőtlenítési módszer so15 rán a gabona feletti térben megfelelő mennyiségű, szemcsés vagy pellet formájú fém-foszfidot helyeznek el, majd recirkulációs csőrendszer alkalmazásával a fejrészből intenzíven átáramoltatják a levegőt a gabonán. Ennek a módszernek is az a hátránya, hogy a fosz20 fidkészítménynek a felső légtérben történő elhelyezése után nincs lehetőség a gabona belsejében a foszfin koncentrációjának szabályozására. Ugyanez a hátrány jelentkezik akkor is, ha (a módszer egy módosított formájában) a foszfidkészítményt a felső légtér helyett a re25 cirkulációs csőrendszerben helyezik el.

Említés történik arra is, hogy gázpalackból nyert foszfint (amely általában szén-dioxiddal kevert állapotban van) a tárolt gabonától elkülönítve levegővel kevernek, majd az így kapott gázkeveréket pumpálják keresz30 tül a gabonán. Ezt a fajta, gázzal végzett gabonafertőtlenítést periodikusan kell végezni, illetve amikor azt észlelik, hogy a gabona fertőtlenítése szükséges vagy kívánatos. További nehézséget jelent a gabonafertőtlenítés ily módon történő végrehajtása során, hogy folyamato35 san gondoskodni kell a (rendszerint csak 3% foszfint tartalmazó) gázkeverék palackjainak biztosításáról a kezelés helyszínén.

Nyilvánvaló előnyökkel járna egy olyan foszfinfejlesztési eljárás, amely irányíthatóan, a kezelés he40 lyén, könnyen hozzáférhető, kereskedelmi foszfidkészítmények vagy hasonlóan könnyen és egyszerűen kezelhető alapanyagok felhasználásával volna megvalósítható. Egy ilyen, helyileg alkalmazható foszfinfejlesztőt ismertetnek a 88119701.6 alapszámú európai szaba45 dalmi bejelentésben, amelynek közzétételi száma EP-A-0318040.

Egy igen lényeges probléma jelentkezik a foszfin alkalmazása során, nevezetesen a gyúlékonysága, illetve levegőn, bizonyos koncentrációhatárok közötti robbané50 konysága. Az általánosan elfogadott, robbanásveszély nélkül alkalmazható maximális foszfinkoncentráció a levegőben, standard hőmérséklet és nyomás mellett 1,79 térfogatszázalék. A következő közleményben ezt a „robbanási határt” megerősítették, illetve további infor55 mációkat adtak a foszfin gyúlékonysági tulajdonságairól : A. R. Green et al., „The Flammability Limit of Pure Phosphine-Air Mixtures at Atmospheric Pressure”, amely megjelent a „Controlled atmosphere and fümigation in grain storages” (Edited by Β. E. Ripp et al.),

Amsterdam, Elsevier, 1983, 433-449 helyen. További

HU216 315B potenciális nehézséget jelent a foszfm alkalmazása során a vegyület emlősökkel szembeni toxicitása magasabb foszfinkoncentrációk esetén, valamint a foszfm előállításához alkalmazott hidrolízisreakció exoterm jellege. Az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentésben ismertetett foszfinfejlesztőnek megfelelő generátorok alkalmazása többféle veszélynek teszi ki a felhasználót. Az előbbieken túlmenően, a jelenleg alkalmazott, gázzal végzett fertőtlenítési előírások (például az alacsony foszfmkoncentrációk hosszú ideig történő fenntartása) feltételezik, hogy a helyszínen használt foszfinfejlesztőket hosszabb ideig felügyelet nélkül lehet hagyni. Ez a feltétel különösen az olyan esetekben lép fel, amikor a foszfinfejlesztőket távolabb elhelyezett raktárak gázzal végzett fertőtlenítéséhez alkalmazzák.

Az előbbiekből következően igen nagy igény van arra, hogy a helyszínen elhelyezett foszfmgenerátort egy olyan biztonsági rendszerrel együtt lehessen alkalmazni, amely biztonsági rendszer a villamosenergia-ellátás hibája esetén vagy a foszfinfejlesztő bármely működési rendellenessége esetén meggátolja a foszfm túl nagy koncentrációban történő képződését. Ugyancsak szükség van egy olyan biztonsági rendszerre, amely meggátolja a foszfinfejlesztő normál leállítását követően a generátorban lévő visszamaradt és adszorbeált nedvesség által kiváltott foszfmfejlődést.

Az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentés olyan biztonsági rendszereket ismertet, amelyek túlságosan magas foszfinkoncentrációt okozó rendszerhibák esetén inért, nem szilárd halmazállapotú anyagot engednek a foszfinfejlesztőbe, s a generátorból kiszorítva a nedves levegőt, meggátolják a nedves levegőnek a generátorban lévő fém-foszfiddal való érintkezését, a biztonsági rendszereket a generátorban fellépő, előre meghatározott értékű nyomásesés hozhatja működésbe. Azonban mivel a rendszerek csak a rendszemyomáscsökkenésre reagálnak, egy villamosenergia-ellátási hiba esetén csak késleltetetten lépnek működésbe. Másrészt az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentésben ismertetett biztonsági rendszerekben a bejuttatott nem szilárd halmazállapotú anyag előnyösen folyadék (például egy alacsony viszkozitású ásványi olaj, metilén-klorid vagy más olyan, előnyösen szerves folyadék, amely a generátorban lévő fém-foszfiddal szemben inért). Biztosítani kell tehát a generátor helyén a bejuttatandó folyadékot tartalmazó tartályt, amelyet mindenkor teljesen feltöltve kell tartani. A bejuttatandó folyadékoknak az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentésben ismertetett alkalmazásának további hátránya, hogy ezek a folyadékok szétroncsolják a generátorban a foszfidágyat, s ezáltal egy ilyen biztonsági rendszer csak egyetlen alkalommal használható fel. Ugyancsak problémát jelent a biztonsági rendszer működését követően a fém-foszfid szennyezett ágyának az elhelyezése, mivel fennáll annak a veszélye, hogy a foszfidágy - a későbbiekben ismételten nedvességgel érintkezve - foszfmt fejleszt.

A találmány kiterjed ömlesztett gabonamagok és más hasonló termékek gázzal végzett fertőtlenítésére alkalmazható, kontrollált módon történő, javított foszfinfejlesztési eljárásra és az ehhez szükséges berendezésre; az eljárás által elkerülhetővé válnak a) a távolabb elhelyezett gázpalackok szétosztásával járó költségek és anyagi-technikai nehézségek, valamint b) a fentiekben ismertetett mintarendszerek kapcsán felmerülő élőmunka költségei.

A találmány magában foglal egy, az olyan típusú foszfingenerátorok számára alkalmas, gyorsan működésbe lépő biztonsági rendszert, amely foszfingenerátorok víz és egy foszfidkészítmény reakciójával termelnek foszfmt; a biztonsági rendszerre jellemző, hogy nem csökkenti a foszfmt termelő foszfidkészítmény kapacitását, továbbá a rendszer alkalmas az automatikus dezaktiválódásra, ha a foszfintermelés ismét megindulhat (például amikor az áramellátás zavarát követően az elektromos összeköttetés helyreáll) és alkalmas az eredetinek megfelelő, „működésre ismételten kész” állapotba történő automatikus visszaállásra.

Az említett, javított foszfintermelési eljárás a találmány szerint oly módon valósítható meg, hogy egy foszfidot cseppfolyós vízzel vagy vízgőzzel kontrollálható módon reagáltatunk, majd az így fejlődött foszfmt egy olyan légáramban vesszük fel, amely keresztüláramoltatható a fertőtlenítendő gabonán vagy egyéb terméken. Amennyiben az ömlesztett gabona gyors magfertőtlenítése a kívánatos, a foszfm koncentrációja kellőképpen nagy lehet (például 2-5 g foszfm légköbméterenként). A foszfm koncentrációja alacsony is lehet (így például 0,005-0,02 g köbméterenként) olyankor, ha egy alaposan fertőtlenített, ömlesztett gabonatömeg számára profilaktikus fertőtlenítődózisra van szükség. Ha a tárolt gabona általános fertőtlenítésére van szükség, a foszfmt közepes koncentrációban (körülbelül 0,2 g légköbméterenként) alkalmazzuk. A foszfmt cirkuláló légáramban is felvehetjük, amely esetben azonban szabályozott sebességű foszfmképződésre lehet szükség a cirkuláló levegőben lévő, előre meghatározott foszfinkoncentráció fenntartásához.

A szabályozott foszfinfejlesztéshez az alábbi két foszfinfejlesztő módszer, illetve az ezekhez kapcsolódó berendezés bármelyike alkalmazható.

Az első foszfinfejlesztési módszer szerint a foszfidkészítményt egy olyan házban helyezzük el, amelyet a víz és a foszfm számára ismert módon permeábilis membrán zár le. A víz, amely ennek a membránnak közelében, de a házon kívül kerül elhelyezésre, áthatol a membránon és a foszfidkészítménnyel reagálva foszfmt termel. Az így képződött foszfm visszaszivárog a membránon át vagy egy olyan, második membránon át, amely ugyancsak elzáróként működik a házban, majd a foszfmt felveszi egy gázáram (általában levegőáram) a membrán (vagy a második membrán) mögötti térben.

A második foszfinfejlesztési módszer szerint egy foszfidkészítmény kis mennyiségeit perodikusan adagoljuk feleslegben lévő vízhez.

A találmány szerinti egyik foszfinfejlesztési eljárásra az jellemző, hogy

a) egy víz és foszfm számára permeábilis membránnal lezárt házban fém-foszfid-készítményt helyezünk el; és

b) a házon kívül, de a membrán közvetlen közelében vízgőzt vagy cseppfolyós vizet tartalmazó gázáramot hozunk létre;

miáltal a gázáramból a víz átszivárog a membránon és a foszfidkészítménnyel reagálva foszfint képez, majd a foszfin áthatolva a membránon belép a gázáramba.

A találmány szerinti másik foszfinfejlesztési eljárásra az jellemző, hogy

a) fém-foszfid-készítményt helyezünk el egy egymástól elkülönítetten olyan, első és olyan, második zárótaggal lezárt házban, amely első zárótag egy víz számára permeábilis, első membránból áll, és amely második zárótag egy foszfin számára permeábilis, második membránból áll;

b) a házon kívül gázáramot hozunk létre a második membránon keresztül; és

c) vízgőzt vagy vizet tartalmazó atmoszférát hozunk létre vagy vízréteget biztosítunk a házon kívül, de az első membrán közvetlen közelében;

miáltal a víz átszivárog az első membránon és a foszfidkészítménnyel reagálva foszfint képez, majd az így képződött foszfin áthatolva a második membránon belép a gázáramba.

A foszfinfejlesztésre szolgáló, találmány szerinti egyik berendezésre az jellemző, hogy a berendezés a következő részekből áll:

a) egy fém-foszfid-készítmény befogadására alkalmas ház;

b) a ház számára alkalmazható zárótag, amely zárótag víz és foszfin számára permeábilis membránból áll;

c) a ház közvetlen közelében elhelyezett kamra, miközben a membrán a kamra és a ház közös falának legalább egy részét képezi; és

d) a kamrán keresztülhaladó, vízgőzt vagy cseppfolyós vizet tartalmazó gázáram létrehozására szolgáló eszköz.

A foszfinfejlesztésre szolgáló, találmány szerinti másik berendezésre az jellemző, hogy a berendezés a következő részekből áll:

a) egy fém-foszfid-készítmény befogadására alkalmas ház;

b) a ház számára alkalmazható, első zárótag, amely első zárótag egy víz számára permeábilis, első membránból áll;

c) a ház számára alkalmazható, második zárótag, amely második zárótag elkülönül az említett első zárótagtól, és amely második zárótag egy foszfin számára permeábilis, második membránból áll;

d) a ház közvetlen közelében elhelyezett első kamra, miközben az első membrán az első kamra és a ház közös falának legalább egy részét képezi;

e) a ház közvetlen közelében elhelyezett második kamra, miközben a második membrán a második kamra és a ház közös falának legalább egy részét képezi; és

f) a második kamrán keresztülhaladó gázáram létrehozására alkalmas eszköz.

Előnyösen a foszfin fejlesztésére szolgáló valamennyi, találmány szerinti berendezés magában foglal egy, a víznek a házba történő beszivárgási sebességét szabályozó mozgatható lemezt vagy terelőlemezt, valamint ugyancsak tartalmaz egy foszfinabszorbeáló tagot, amely - kívánt esetben - a foszfin feleslegének megkötésére beereszthető a házba.

Szokásosan, ha két membránt alkalmazunk a találmány szerinti eljárásban vagy az eljárás megvalósítására szolgáló, találmány szerinti berendezésben, a membránok zárat alkotnak annak a háznak a szemben fekvő oldalain vagy végein, amely házban a foszfidkészítmény jelen van. A membránok mindegyike lehet olyan anyagú, amely mind a víz, mind a foszfin számára permeábilis.

Ugyancsak a találmány részét képezi egy olyan foszfinfejlesztési eljárás, amelyre az jellemző, hogy a következő lépésekből áll:

a) felszerelünk egy vizet tartalmazó első tartályt;

b) az első tartály tetejére egy második tartályt emelünk, köztük térközzel, amely második tartály egy foszfidkészítmény tablettáit vagy pelletjeit tartalmazza;

c) a második tartályból periodikusan eltávolítjuk a foszfidkészítmény egy tablettáját vagy pelletjét, majd az eltávolított tablettát vagy pelletet elhelyezzük az első tartályban, miáltal a tabletta vagy a pellet érintkezésbe és reakcióba lépve az első tartályban lévő vízzel, foszfint képez; és

d) az így képződött foszfint az első tartályból kiextraháljuk.

Szokásosan ennek az eljárásnak a c) és d) lépését előre meghatározott sebességgel végezzük, amelyet úgy választunk meg, hogy állandó sebességű foszfintermelést tudjunk biztosítani.

A találmány részét képezi az utóbbi két bekezdésben ismertetett, találmány szerinti eljáráshoz szükséges, foszfinfejlesztésre szolgáló berendezés is, amelyre az jellemző, hogy a berendezés a következő részekből áll:

a) egy víz befogadására alkalmas kamra, amely kamrának a víz szintje felett gázkivezető nyílása van, szokásosan a kamra belsejében, és amely kamrát egy bemeneti nyílással rendelkező fedő zár le;

b) egy foszfidkészítmény tablettáinak vagy pelletjeinek tárolására alkalmas tölcséres tartály, amely tölcséres tartály a kamra fölött van elhelyezve, és amely tölcséres tartály egy tabletta- vagy pelletadagoló kimeneti nyílással rendelkezik;

c) a tölcséres tartály és a kamra között elhelyezett tabletta- vagy pelletszállító eszköz, amely szállítóeszköz egy tárcsatagot tartalmaz, amely tárcsatagon legalább egy olyan méretű nyílás van, amely alkalmas a tabletták vagy pelletek közül egy darabnak a befogadására; a tárcsatag oly módon mozgatható, hogy a nyílás vagy nyílások periodikusan egy olyan, első helyzetben legyen vagy legyenek, amely első helyzetben a nyílás vagy nyílások közvetlenül a tölcséres tartály tabletta- vagy pelletadagoló kimeneti adagolónyílása alatt helyezkedik vagy helyezkednek el, továbbá egy olyan, második helyzetben legyen vagy legyenek, amely második helyzetben a nyílás vagy a nyílások közvetlenül a kamra bemeneti nyílása felett helyezkedik vagy helyezkednek el, miáltal amikor a nyílás a második helyzetbe kerül,

HU 216 315 Β az első helyzetben a nyílásba került pellet vagy tabletta a nyílást elhagyja és a kamrába kerül; és

d) a tárcsatag mozgását előidéző eszköz;

miáltal - a berendezés működése közben - a foszfidkészítménynek a tárcsatagban lévő nyílásból vagy az ott lévő egyik nyílásból kieső valamennyi tablettája vagy pelletje a kamrába esik, ahol a kamrában lévő vízzel reagálva foszfint hoz létre, amely foszfint a gázkivezető nyíláson keresztül eltávolítunk.

A tárcsatag lehet egy olyan, kör alakú tárcsatag, amely egy lényegében függőleges tengely körül forog, vagy lehet egy olyan, elnyújtott tárcsa, amely egy hozzákapcsolt vezető belsejében lineáris lengőmozgást végez.

Szokásosan a berendezést ellátjuk a kamrában lévő víz keverésére szolgáló eszközzel, valamint a kamrában lévő víz hőmérsékletének egy előzetesen meghatározott értéken való tartására szolgáló, hőszabályozós melegítővel.

Az előbbi típusú foszfinfejlesztő berendezés előnyösen magában foglal egy gázextrakciós szerkezetet is, amellyel a kamra belsejében lévő foszfin (és levegő) eltávolítható a kamrából a gázkivezető nyíláson keresztül.

A találmány részét képezi az a biztonsági rendszer is, amely olyan foszfinfejlesztő berendezésekhez alkalmazható, amely foszfinfejlesztőkben a foszfin egy gázkivezető csőhöz csatlakozó gázkivezető nyílással rendelkező kamrában képződik, s amely biztonsági rendszerre az jellemző, hogy a következő részekből áll:

a) egy átfüvógáz viszonylag nagy nyomás alatti tárolására szolgáló tartály:

b) gázadagoló eszköz az átfúvógáznak a tartályba történő beadagolására, valamint az átfuvógáznak viszonylag nagy nyomás alá helyezésére és viszonylag nagy nyomás alatt való tartására a tartályban a foszfinfejlesztő berendezés normál működésének ideje alatt;

c) a tartályt és a kamrát összekötő gázadagoló cső; és

d) egy áramlásszabályozó és egy szelep a gázadagoló csőben; a szelep zárva van tartva i) a tartályban a gáz magas nyomáson történő beadagolásának ideje alatt, és ii) ha a foszfinfejlesztő villanyárammal el van látva és/vagy a kamrában a foszfin koncentrációja egy előre meghatározott érték alatt van és/vagy a kamrában a gáznyomás egy előre meghatározott érték alatt van; a szelep nyitva van, ha a foszfinfejlesztő villanyáram-ellátása meghibásodik, vagy ha a kamrában a foszfin koncentrációja meghaladja az előre meghatározott koncentrációértéket vagy ha a kamrában a gáznyomás meghaladja az előre meghatározott gáznyomásértéket;a szelep nyitása lehetővé teszi az átfuvógáznak a tartályból a kamrába történő beáramlását, lecsökkentve a kamrában a foszfin koncentrációját, valamint kicserélve a kamrában lévő gázt, miáltal megakadályozható egy robbanékony, foszfintartalmú gázkeverék kialakulása a kamrában.

Az átfúvógáz szokásosan levegő, amelyből a nedvességet szárítóágyon történő átvezetéssel vagy egyéb, ismert párátlanító módszerrel előzetesen eltávolítottuk.

Amennyiben levegő az átfüvógáz, gázadagoló eszközként egy kompresszort alkalmazunk az átfúvógáz viszonylag nagy nyomáson a tartályba történő betáplálására. Az átfüvógáz lehet azonban nitrogén, szén-dioxid vagy más, inért gáz vagy gázkeverék is, amelyek a megfelelő, nyomás alatti palackból nyerhetők.

Ez a biztonsági rendszer jól alkalmazható a találmány szerinti foszfinfejlesztő berendezések bármelyikével. Ugyancsak felhasználható a már ismert, az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentés szerinti típusú foszfingenerátorok esetében is.

Az alábbiakban példákon keresztül ismertetjük a találmány néhány megvalósítási lehetőségét, hivatkozva a vonatkozó ábrákra is.

Az ábrák rövid ismertetése

Az 1. ábra egy olyan foszfinfejlesztő berendezés egyik formájának részleges keresztmetszeti vázlata, amely berendezésben a nedvesség áthatol egy membránon és egy foszfidkészítménnyel reagál.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti foszfinfejlesztő berendezés egy alternatív formájának részleges keresztmetszeti vázlata.

A 3. ábra egy olyan foszfinfejlesztő berendezés egyik formájának részlegesen vázlatos, részleges keresztmetszete, amely berendezés a foszfidkészítmény tablettáinak vagy pelletjeinek a tölcséres tartályból a vízfürdőbe történő szállítására egy szállító tárcsatagot alkalmaz.

A 4. ábra a 3. ábra szerinti berendezésben felhasználható szállító tárcsatag alaprajzi nézete.

Az 5. ábra, amely nagymértékben hasonló a 3. ábrához, a 3. ábra szerinti foszfinfejlesztő berendezés egy alternatív formáját mutatja be.

A 6. ábra az 5. ábra szerinti berendezésben alkalmazott szállító tárcsatag alaprajzi nézete.

A 7. ábra egy blokkdiagram, amely a találmány második részét képező biztonsági rendszer egyik alternatív megvalósítását illusztrálja.

A 8. ábra azt mutatja be, hogy a generátor szimulált áramellátási hibáját és a 7. ábrán bemutatott biztonsági rendszer működésbe lépését követően hogyan változik a foszfinfejlesztő kamrájában a foszfin koncentrációja.

Az ábrázolt kiviteli példák részletes ismertetése Az 1. ábrán vázlatosan bemutatott berendezés egy házból vagy alsó kamrából áll, amelyben egy 11 fémfoszfid-készítmény került elhelyezésre. A készítményben a fém-foszfid előnyösen alumínium-foszfid, de magnézium-foszfid is alkalmazható, ha gyorsabb foszfinfejlesztésre van szükség (a víz és a magnézium-foszfid közötti reakció sokkal hevesebb, mint a víz és az alumínium-foszfid közötti reakció). A 11 foszfid szokásosan szemcsés vagy pellet formában van elhelyezve legalább egy gázpermeábilis tálcán a 10 ház belsejében. A foszfidkészítmény általában magában foglal olyan adalékanyagokat is, amelyek meggátolják a foszfid és a víz reakciójában képződő foszfin öngyulladását (robbanásszerű polimerizációj át).

A 10 ház vagy alsó kamra bármilyen alkalmas formájú lehet, nem szükséges az 1. ábrán bemutatott, horizontális keresztmetszettel rendelkeznie. Viszont olyan anyagból kell kialakítani, amely anyag foszfinnal nem reagál. Előnyösen a 10 házat rozsdamentes acél vagy egy át nem eresztő műanyag alkalmazásával állítjuk össze.

A 10 háznak egy 12 membránból álló fedőtagja van. Az 1. ábrán a 12 membrán úgy látszik, mint egy olyan membrán, amely befedi a 10 ház tetejének teljes horizontális keresztmetszetét. Ugyanakkor a gyakorlatban a membrán a 10 házzal alkalmazott zárótagnak csak egy részlete is lehet. A 12 membrán mind a víz, mind a foszfin számára átjárható (permeábilis). Alkalmas membránanyag a szilikongumi, amelyen a víz lassan, a foszfin viszont gyorsan halad át. Azonban cellulózból készült membrán is alkalmazható (amint bármilyen olyan anyagból készült membrán is, amely eleget tesz az említett kívánalmaknak).

Egy 13 kamra a 10 ház felett kerül elhelyezésre. A 13 kamra rendelkezik egy olyan nyílással vagy nyitott oldallal, amely a 10 ház zárótagjának közvetlen közelében helyezkedik el, így a 12 membrán a 10 ház és a kamra közös falának legalább egy részét alkotja. A gyakorlatban - kényelmi okokból - a 10 házat és a kamrát az 1. ábrán bemutatott módon alakítjuk ki, lényegében azonos horizontális keresztmetszettel, megfelelő nyitott oldalakkal és a nyitott oldalakat körülölelő, horizontálisan kinyúló peremekkel, miáltal a membrán (vagy a membránt magában foglaló zárótag) a peremek között megtámasztható.

A 13 kamra rendelkezik egy 14 gázbevezető nyílással és egy 16 gázkivezető nyílással. A 13 kamrába egy vizet állandó koncentrációban tartalmazó gázt (általában levegőt) füvatunk be egy 15 ventilátorral, amely gáz a 16 gázkivezető nyílás útján hagyja el a 13 kamrát. Jól ismertek a szakterületen az olyan berendezések, amelyek segítségével biztosítani lehet egy gáz előre meghatározott vízkoncentrációját; ezek egyik példáját az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentés ismerteti.

A 13 kamra belsejében a gázban lévő víz egy része átszivárog a 12 membránon és belép a 10 házba, ahol a házban elhelyezett készítményben lévő foszfiddal reagálva foszfint fejleszt. Az így képződő foszfin átjut a 12 membránon, belép a 13 kamrába, ahol a 13 kamrán átáramló gáz (levegő) részévé válik és a 16 gázkivezető nyílás útján távozik.

A 16 gázkivezető nyíláson keresztül a 13 kamrát elhagyó foszfintartalmú gáz közvetlenül bevezethető egy silóba vagy egyéb tárolóba (vagy térségbe) a gázzal végzett fertőtlenítés céljára. Amennyiben a kívánt alkalmazás számára a gázkeverékekben túlságosan magas a foszfin koncentrációja, további levegőt lehet a gázkeverékhez adagolni. Alternatív módon csökkenthető a gázbevezető nyíláson keresztül a 13 kamrába belépő gáz víztartalma, ami csökkenti a 12 membránon át történő vízátjutás sebességét, s ezáltal csökkenti a foszfin képződésének sebességét.

Az 1. ábrán bemutatott berendezés két adott esetben alkalmazható (de előnyös) szabályozót is magában foglal.

Az első szabályozó egy 17 kioltólemez, amely szorosan a 12 membrán mellett betolható a 13 kamrába, és részlegesen befedve a 12 membránt csökkenti a 12 membrán azon szabad felületét, amely a 13 kamrán átáramló gázban lévő víz hatásának ki van téve. A 12 membrán felületének így történő csökkentése ugyancsak lecsökkenti a víznek a 10 házba történő belépésének sebességét, ezáltal csökkenti a foszfinképződés sebességét is.

A 17 kioltólemezzel teljesen befedve a 12 membránt, a foszfinképződés teljesen leállítható. Amennyiben ez történik, vagy amikor a 13 kamrán átáramló gáz víztartalma nullára csökken, a foszfinképződés teljesen megszűnik; az előnyös változatban a második biztonsági szabályozó, nevezetesen egy 18 tag (például egy retesz vagy egy rúd) kerül alkalmazásra, amely (bármely megfelelő formában) egy, a foszfint abszorbeáló vegyületet, például réz-kloridot tartalmaz. A 18 tag a 10 ház külső oldalán kerül elhelyezésre oly módon, amely lehetővé teszi a 18 tag betolását a 10 házba. A 18 tag magába szívja a ház belsejében lévő bármely visszamaradt foszfint vagy a 10 házban visszamaradt víz által fejlesztett foszfint.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti foszfmfejlesztő berendezés egy alternatív összeállítását mutatja be, az 1. ábrához hasonló módon. A 2. ábrán azokat a részeket, amelyek az 1. ábrán szereplő részek megfelelői, azonos hivatkozási számokkal láttuk el.

Az 1. ábrán és a 2. ábrán bemutatott berendezések közötti leglényegesebb különbség az, hogy a 2. ábra szerinti megoldásban a 10 háznak két-két nyitott oldala van, amelyeket a 12A és 12B membránokat tartalmazó zárótagok zárnak le. A 12A membrán permeábilis a víz számára. A 12B membrán a foszfin számára permeábilis. A gyakorlatban a 12A és 12B membránok mindegyike permeábilis mind a víz, mind a foszfin számára.

Egy 13A első kamra - amely nedves levegőt tartalmaz, de tartalmazhat cseppfolyós vizet is - a 12A membránt magában foglaló vagy a 12A membránból álló zárótag tetején kerül elhelyezésre. Megjegyzendő, hogy a 13A kamra szabályozójaként egy 17 kioltólemez is jelen van.

Egy 13B második kamra - amelybe egy 14 bevezetőnyíláson keresztül egy 15 ventilátorral levegőt fuvatunk be - a 10 ház alatt kerül elhelyezésre úgy, hogy a 12B membrán a 10 ház és a 13B második kamra közötti közös falnak legalább egy részét alkotja. A 12A membránon átszivárgóit és a 10 házban elhelyezett foszfidkészítménnyel érintkezésbe került víz reakciója által fejlődött foszfin átjut a 12B membránon, és a 16 kivezetőnyíláson kiáramló gáz részévé válik.

Egy 18 tag a 10 házba történő betolásra alkalmasan van felszerelve. Alternatív módon a 18 tag felszerelhető a 13B második kamrába történő betolásra alkalmasan is, ahol megköti azt a foszfint, amely a 12B membránon történő átjutást követően belép a 13B második kamrába. Ha szükséges, két foszfint abszorbeáló tagot is magában foglalhat a berendezés, amelyek egyike a 10 házba történő betolásra megfelelően kerül elhelyezésre, míg a másik a 13B kamrába tolható módon helyezkedik el.

Az 1. és 2. ábrán bemutatott berendezés olyan orientációval rendelkezik, amelyben a 12 membrán (vagy a 12A és a 12B membrán) vízszintesen helyezkedik el. Az ilyen berendezéseknek ez a szokásos felépítése. Ugyanakkor nem döntő fontosságú, hogy ezek a berendezések pont ilyen orientációval rendelkezzenek. Például a 12 membrán (vagy a 12A és 12B membránok mindegyike) rendelkezhet függőleges sík felülettel is.

A 3. és az 5. ábra előnyös formájú foszfinfejlesztő berendezéseket mutat be. Az ezekkel fejlesztett foszfin egy 20 csővezetéken keresztül haladó gázáram (általában levegőáram) részévé válik. Szokásosan ezt a gázt a fertőtlenítés céljára egy gabonatároló berendezésbe vagy térségbe vezetik.

Amint az a 3. és az 5. ábrán látható, a 20 csővezetéken áthaladó gázáramot egy 15 ventilátor segítségével hozzuk létre. A foszfint egy 36 gázkivezető nyílással rendelkező generátorból nyerjük. Ez a gázkivezető nyílás a 20 csővezeték 21 kiágazásához egy 29 kapillárissal kapcsolódik. A kapilláris méretét úgy választjuk meg, hogy az ellennyomás (a generátorban lévő túlnyomás, amely megakadályozza a foszfin visszaáramlását) 5 kPa nagyságrendű legyen. Az előnyösen egy 22 terelőlapot magában foglaló 20 csővezeték 21 kiágazásán keresztül áramló gáz egy kissé alacsonyabb nyomású régiót hoz létre a 21 kiágazásban, elősegítve ezzel a foszfinnak a 29 kapillárison történő átjutását. Ugyanakkor, ha a 15 ventilátor változtatható sebességű, a 21 kiágazás elhagyható ebből az elrendezésből, és a 29 kapilláris ekkor közvetlenül a 20 csővezetéket táplálja. Ha a csővezetékben a légáram lamináris a kapilláris és a 20 csővezeték kapcsolódási pontjánál, egy örvénykeverőt alkalmazunk ez alatt a betáplálási pont alatt, amely örvénykeverő tartalmazhat a csőben egy terelőlapot vagy barázdákat.

A 30 foszfinfejlesztő tartalmaz egy 23 tölcséres tartályt, amely egy 24 vízkamra - amely megfelel az első tartálynak - felett, de attól különállóan van elhelyezve. A 23 tölcséres tartály és a 24 vízkamra között egy legalább egy 32 nyílással rendelkező 25 tárcsatag van. A 32 nyílás vagy valamelyik 32 nyílás szempontjából a tárcsatag oly módon mozgatható, hogy a 25 tárcsatagnak van egy első helyzete, amelyben a nyílás közvetlenül a 23 tölcséres tartály 33 ürítőpontja alatt helyezkedik el, és a 25 tárcsatagnak van egy olyan, második helyzete, amelyben a nyílás közvetlenül a 24 vízkamra bevezetőnyílása felett van. A 25 tárcsatag úgy mozog, hogy - a tárcsatag jellegétől függően - a nyílása vagy valamelyik nyílása ismételten az első helyzetében és a második helyzetében pozícionált.

A 3. ábra szerinti esetben a 25 tárcsatag egy kör alakú tárcsa, amely a lényegében függőleges tengelye körül helyezkedik el. Egy ilyen típusú tárcsatag látható a 4. ábrán. Akik jártasak a gázzal végzett fertőtlenítőberendezések területén, észreveszik, hogy a 3. és 4. ábra szerinti 25 tárcsatag hasonló azokhoz az évek óta használt, foszfin pelletadagoló automatákban alkalmazott tárcsatagokhoz, amelyeket a Deutsche Gesellschaft für Schadlindsbekampfüng m.b.H. (általánosan „Degesch” néven ismert) német gyártó állít elő a PHOSTOXIN (védjegy) foszfidkészítmény (amely ugyancsak Degesch-termék) pelletjeinek vagy tablettáinak gabonamagok mozgó áramában történő periodikus elhelyezésére. A pelletadagoló automata leírása megtalálható a Degesch által publikált, „PHOSTOXIN fór Fumigation of Grain and other Stored Products” című könyv (XII. kiadás, 1970) 23-26. oldalán.

A 4. ábrán bemutatott kör alakú tárcsatag számos 32 nyílást tartalmaz. A 32 nyílások egy olyan kör mentén, egyenlő távolságban helyezkednek el egymástól, amely kör középpontja a 25 tárcsa forgástengelyének középpontjában van. Tulajdonképpen (és ez fordul elő a Degesch pelletadagoló automata esetében is) nem szükséges, hogy a 25 tárcsa egynél több 32 nyílással rendelkezzen. Bármilyen, gyakorlatilag megvalósítható számú 32 nyílást magában foglalhat a 25 tárcsa.

A 3. ábra szerinti megoldásban a kör alakú 25 tárcsatag két olyan, 27 és 27A tömítőelem között kerül elhelyezésre, amely tömítőelemek nyílással rendelkeznek a tölcséres tartály 33 ürítőpontjánál, illetve a 24 vízkamra 26 bevezetőnyílásánál. A 25 tárcsatag egy olyan orsóval rendelkezik, amely - egy egyszerű fogaskerék-sorozaton keresztül - egy 28 villanymotor hajtótengelyéhez csatlakozik. A 28 villanymotor hajtótengelye egy hasonló, egyszerű fogaskerék-sorozaton keresztül egy 31 keverő orsójához is kapcsolódik, amely 31 keverő a vízfürdőben lévő vizet keveri. Ily módon a 28 villanymotor forgatja a 25 tárcsatagot és a 31 keverőt is meghajtja.

Az 5. ábra szerinti megoldásban a 25 tárcsatag egy derékszögű tárcsa vagy vetélő (shuttle), amely a 4. ábrán bemutatott felépítéssel rendelkezik (a tárcsatagban lévő 32 nyílás mérete olyan, ami alkalmassá teszi a nyílást egy foszfidkészítmény tablettájának vagy pelletjének befogadására). A 25 vetélő vagy tárcsatag úgy kerül elhelyezésre, hogy az alkalmas legyen lineáris lengőmozgásra egy vezető belsejében, s így a vetélő vagy tárcsatag egyetlen 32 nyílása váltakozóan a 23 tölcséres tartály 33 ürítőpontja alatt (azaz a 25 tárcsatag első helyzetében) és a 24 vízkamra 26 bevezetőnyílása felett (azaz a 25 tárcsatag második helyzetében) helyezkedjen el. A 27 tömítőelemek biztosítják, hogy a tölcséres tartály kivezetőnyílása és a 24 vízkamra bevezetőnyílása között gázokra nézve is tökéletes tömítés legyen.

A 25 tárcsatag lengőmozgását egy 40 tárcsa forgása biztosítja az 5. ábra szerinti megoldásban. Egy 41 rúd egyik vége a 40 tárcsa egy excentrikus pontjához kapcsolódik. A 41 rúd másik vége a 25 tárcsatag végéhez csatlakozik. A 25 tárcsatag ily módon történő lengőmozgását biztosító szerkezetet a feltalálók sikerrel alkalmazták egy olyan foszfinfejlesztő prototípusában, amelyet az 5. ábrán bemutatott megoldásnak megfelelően állítottak össze. Ugyanakkor tudni kell, hogy a 25 tárcsatag lengőmozgásának biztosítására alkalmazható a 40 tárcsa helyett szolenoid (mágnestekercses) vagy rugós elrendezés is.

Az 5. ábra szerinti megoldásban a 24 vízkamra fenekénél egy 43 gázvezetékhez csatlakozó 42 buborékoltató van elhelyezve. Amikor a gáz (előnyösen nitrogén) áthalad a 43 gázvezetéken, a 24 vízkamrában lévő vízben képződő buborékok hatásosan keverik a vizet.

Ugyanakkor alkalmazható egy villanymotorral hajtott, különálló keverő is a 42 buborékoltató helyett vagy mellett.

A 3. ábra szerinti és az 5. ábra szerinti megoldások mindegyikében megtalálható egy 44 melegítő is, amely hagyományos módon, egy termosztáttal alkalmazva a 24 vízkamrában lévő víz állandó hőmérsékleten tartását végzi. A találmány szerinti berendezés ellenőrzése céljából összeállított prototípus berendezés vízfürdőjében a víz hőmérsékletét körülbelül 30 °C értéken tartottuk. A vízfürdő hőmérsékletének változtatása felhasználható a 3. és 5. ábrán bemutatott generátorok foszfintermelési sebességének szabályozására.

Amikor a 3. és az 5. ábrán bemutatott generátorokat foszfin fejlesztésére használjuk, a 23 tölcséres tartályba egy foszfídkészítmény (szokásosan alumínium-foszfidvagy magnézium-foszfid-alapú készítmény) pelletjeit vagy tablettáit helyezzük. Elvben elporított foszfídkészítmény is alkalmazható a 23 tölcséres tartályban, mi azonban azt tapasztaltuk, hogy ha porkészítményeket használunk, nincs lehetőség arra, hogy egy 7-28 napos időtartamon keresztül egyenletes sebességgel kerüljön a foszfídkészítmény betáplálásra a 24 vízkamrába. Ezért a por alakú foszfídkészítményeknek a 23 tölcséres tartályban való alkalmazása nem előnyös. Ezzel szemben sikeresen használtuk a prototípus generátort a PHOSTOXIN (védjegy) készítmény akár 80 pelletjével is a 23 tölcséres tartályban. Az egyes pelletek tömege 0,6 g, és vízzel reagálva 0,2 g foszfínt fejlesztenek darabonként. A prototípus berendezéssel végzett valamennyi kísérletben a prototípus berendezés 25 tárcsatagjában lévő 32 nyílásba egy pellet került, amikor a nyílás a 23 tölcséres tartály kivezetőnyílása (ürítőpontja) alatt helyezkedik el, így a 24 vízkamrába állandó sebességgel kerül a foszfídkészítmény, miáltal a foszfínfejlődés sebessége is állandóvá válik. A találmány szerinti megoldásban a PHOSTOXIN foszfídkészítmény tablettái is megfelelőképpen jutottak be a tölcséres tartályból a vízkamrába.

A foszfídkészítmény pelletjének a tölcséres tartályból a 24 vízkamrában lévő vízbe történő eljuttatásához a 25 tárcsatag az „első helyzetébe” van beállítva, amikor a 32 nyílás (vagy az egyik, kiválasztott 32 nyílás) a tölcséres tartály 33 ürítőpontja alatt helyezkedik el. Ezt követően egy pellet beleesik a 32 nyílásba. A 25 tárcsatag elfordul (a 3. ábra szerinti megoldás esetén) vagy lineárisan elmozdul (az 5. ábra szerinti megoldás esetén) addig, amíg a tárcsatag a „második helyzetébe” kerül, amikor a nyílás a 24 vízkamra 26 bevezetőnyílása felett helyezkedik el. Ennél a pozíciónál a nyílásból a pellet a 24 vízkamrában lévő vízbe esik.

A 24 vízkamrában lévővíz előnyösen olyan víz, amelyet előzetesen kénsavval megsavanyítunk úgy, hogy a kamrában lévő víz tulajdonképpen egy 5%-os vizes kénsavoldat. Előnyösen a megsavanyított víz még egy nedvesítőszert is tartalmaz a víz habzásának megelőzésére, ami akkor következne be, amikor a foszfidkészítmény a vízzel reagálva foszfínt fejleszt.

Amint azt a korábbiakban már ismertettük, a víz és a foszfídkészítmény reakciójával a 24 vizkamrában képződő foszfin a 36 gázkivezető nyíláson és a 29 kapillárison keresztül elhagyja a 24 vízkamrát, és a 20 csővezetőkben lévő gázáramba kerül. Megjegyzendő, hogy a 36 gázkivezető nyílásnak a 24 vízkamrában lévő víz normál vízszintje felett kell elhelyezkednie. Ugyanakkor a gázkivezető nyílásnak nem kell feltétlenül a 24 vízkamra oldalfalában (vagy egyik oldalfalában) lennie.

A 3. ábrán bemutatott megoldás egyik előnyös változata szerint a 23 tölcséres tartály és a felső 27 tömítőelem közötti 35 térben réz-klorid és szárítószer is elhelyezésre kerül. Meg kell jegyezni, hogy a 27 és a 27A tömítőelem nem fedi be a 25 tárcsatag alatti és feletti teljes területet (amint az a 3. ábrán látszik), hanem csak a tölcséres tartály 33 ürítőpontját körülölelő területre, illetve a 24 vízkamra 26 bevezetőnyílásának felső, belépő részét körülölelő területre teljed ki. Ugyancsak megjegyzendő, hogy a 25 tárcsatagot és az adott esetben alkalmazható keverőt meghajtó szerkezet bármilyen alkalmas meghajtómechanizmus lehet, nem szükséges a 3. ábrán bemutatott formában (vagy elrendezésben) lennie.

A 3. és az 5. ábrán bemutatott berendezések alkalmazása során a foszfínfejlődés sebességét szabályozhatjuk a 25 tárcsatag mozgási sebességének változtatásával, a 3. ábra szerinti megoldásban a 25 tárcsatag nyílásai méretének és számának módosításával, valamint a 24 vízkamrában lévő víz hőmérsékletének szabályozásával.

A 3. és az 5. ábra szerinti berendezés hosszabb ideig tartó működése esetén a 23 tölcséres tartályban lévő pelletsarzs vagy tablettasarzs mennyiségéhez viszonyítva sztöchiometrikus vízfelesleget kell alkalmazni, mivel valamennyi víz eltávozik a foszfinnal együtt a 20 csővezetékbe.

Az 5. ábrán bemutatott prototípus berendezés úgy működik, hogy óránként 7 alumínium-foszfid-pellet esik a 24 vízkamrában lévő vízbe. Ez elegendő foszfínt fejleszt ahhoz, hogy a PCT/AU 90/00268 számú nemzetközi szabadalmi bejelentésben ismertetett, állandó lineáris sebességű, foszfinnal végzett fertőtlenítési eljárás alkalmazásával el lehessen végezni egy 2000 torma gabonát tartalmazó gabonasiló fertőtlenítését. Általában a legtöbb fertőtlenítési eljárás céljaira megfelelő foszfinkoncentráció a gázban (levegőben) a köbméterenkénti 0,005 g-tól a köbméterenkénti 5,0 g mennyiséget magában foglaló tartományban van.

Az 5. ábra szerint összeállított prototípus berendezést alkalmazva a tesztekben, a PHOSTOXIN (védjegy) készítményből akár 80 pelletet is sikeresen juttatunk be a 24 vízkamrába, óránként 8 pelletet és 16 pelletet adagolva, ami a foszfintermelés előre meghatározott, állandó sebességét biztosította. Valamennyi vizsgálat végén megállapítottuk, hogy a 24 vízkamrában lévő vízben semmiféle elreagálatlan foszfidanyag nem maradt vissza.

Habár a fentiekben ismertetett, találmány szerinti generátorok valamennyi formájának szabályozási módjai a szakember számára biztosítják annak lehetőségét, hogy a fertőtlenítési célra a foszfínt a megfelelő koncentrációban, robbanási veszély nélkül fejleszthesse, a reakcióedényt (de legalább a generátornak a foszfidkészítményt tartalmazó részét) úgy kell megkonstruálni, hogy az intakt maradjon abban az esetben is, ha a foszfin fejlesztése során explozív koncentráció jön létre és robbanás történik.

További biztonsági intézkedés gyanánt a találmány szerinti generátorokkal együttesen alkalmazhatjuk a találmány szerinti biztonsági rendszert.

A 7. ábrán látható a találmány szerinti biztonsági rendszer egyik összeállítása; az ábra az átfuvógáznak a biztonsági rendszer tartályába történő betöltésének egy tetszőleges elrendezését is bemutatja.

A 7. ábrán látható egy 71 légbemeneti vezetékkel ellátott 70 foszfinfejlesztő. A légbevezető vezeték megfelel az 1. és 2. ábra szerinti foszfinfejlesztők 15 ventilátorával biztosított levegőbevezetésnek és az A-0318040. számú európai szabadalmi bejelentésben ismertetett foszfmgenerátor nedves levegő bevezetésének. A 3. és az 5. ábrán bemutatott foszfingenerátorok esetén nincs közvetlen megfelelője a 71 légbemeneti vezetéknek. A 70 generátorral fejlesztett foszfint egy 72 csővezetéken keresztül juttathatjuk el egy gabonasilóhoz vagy egyéb, kívánt rendeltetési helyre.

A 70 generátor számára alkalmas biztonsági rendszer magában foglal egy átfúvógázt tartalmazó 73 tartályt. Az átfúvógáz szokásosan levegő, amelyet egy kompresszor működtetésével a 73 tartályba kompresszálunk; a 74 kompresszor akkor működik, amikor a foszfinfejlesztő rendszer energiaellátást kap, s mindaddig működik, amíg a 73 tartályhoz kapcsolódó 75 nyomásérzékelő nem jelzi, hogy a 73 tartályban lévő levegő nyomása már elérte az előre meghatározott értékeket. Szokásosan a tartályban lévő levegőt szárítjuk, előnyösen a 73 tartályba történő belépés előtt a 76 szárítóval, de adott esetben a szárítást a 73 tartályból történő kilépéskor is elvégezhetjük a 76A szárító működtetésével. A 76 (vagy 76A) szárító lehet egy szárítóágy vagy egy kondenzátor. Egy 77 elzárószelep és a 73 tartály kimeneti vezetékében lévő 78 szelep (amely 78 szelep zárva van, ha a foszfinfejlesztő normálisan működik) biztosítja azt, hogy a 73 tartályban a gáz nyomása az előre meghatározott nyomásértéken legyen, amikor a foszfinfejlesztő normálisan működik és a 74 kompresszor nincs működésben. Az átfuvógáznak a tartályból való legkisebb szivárgása, amely a tartályban lévő gáznyomás csökkenését eredményezi, is észlelhető a nyomásérzékelővel, ami ismételten működésbe hozza és mindaddig működésben tartja a 74 kompresszort, amíg az átfúvógáz nyomása ismételten helyreáll.

A 7. ábra bemutat egy alternatív elrendezést is az átfúvógáz bejuttatására; a 73 tartályhoz egy 82 szelepen keresztül egy nyomás alatti nitrogént tartalmazó 81 gázpalack csatlakozik (a nitrogénpalack helyettesíthető más, komprimált, inért gázzal, így például szén-dioxiddal töltött gázpalackkal is). A 82 szelep akkor van nyitva, amikor a foszfinfejlesztő rendszer energiaellátást kap, és a 75 nyomásérzékelő azt jelzi, hogy a 73 tartályban a nyomás az előre meghatározott érték alatt van.

Amennyiben a 70 generátor egy olyan fejlesztő, amely a foszfin fejlesztésére a 71 légbemeneti vezetéken érkező nedves levegőt használja fel, a 78 szelep és a 71 légbemeneti vezetékben lévő 71A szelep egyetlen, szolenoid működtetésű, háromutas szelepként kerül kialakításra. Ha a háromutas szelep szolenoidja nincs működésben, a 71A szelep zárva és a 78 szelep nyitva van, lehetővé téve, hogy az átfúvógáz a 73 tartályból egy 79 áramlásszabályozón keresztül a 70 generátorba áramoljon, egészen addig, amíg a 70 generátorban lévő gáznyomás azonossá nem válik a 73 tartályban lévő (csökkentett) gáznyomással. Amennyiben az energiaellátás rá van kapcsolva vagy ismételten rá van kapcsolva a foszfinfejlesztő rendszerre, a háromutas szelep szelenoidja működésbe lépve zárja a 78 szelepet, de nem nyitja a 71A szelepet. A háromutas szelep működésbe lépett szelenoidja csak abban az esetben nyitja a 71A szelepet, ha a 73 tartályban lévő nyomás már elérte az előre meghatározott értéket vagy az előre meghatározott érték ismert százalékának megfelelő értéket, felhasználásra alkalmassá téve az átfúvógáz ellátását.

Eltérő foszfinfejlesztő rendszerekben a 78 szelep szokásosan zárt állapotban van, de ki van nyitva, ha a foszfinfejlesztő rendszer energiaellátása nem működik, így például abban az esetben, ha a foszfinfejlesztő normál működésének ideje alatt váratlan áramkimaradás történik, vagy a foszfinfejlesztő rendszer véletlen kikapcsolása esetén, vagy egy alkalmazási ciklus utáni normál üzemszünet esetén a 78 szelep nyitva van, és a 73 tartályból az átfúvógáz a 79 áramlásszabályozón keresztül a 70 generátorba áramlik.

A 71 A, 77, 78 és 82 szelepeknek az elektromosenergia-ellátás meglétének vagy hiányának, illetve egy adott nyomás változásának függvényében történő működtetése jól ismert technológia szerint történik, s így a jelen leírásban ezek további, részletező ismertetésére nincs szükség.

A nyomáscsökkentő szelepek, köztük a 70 foszfinfejlesztőből kilépő 72 csővezetékben lévő 72A nyomáscsökkentő szelep, a biztonsági rendszer különböző pontjain, a normál gyakorlatnak megfelelően kerülhetnek elhelyezésre.

Amennyiben a 7. ábrán bemutatott biztonsági rendszert a 3. és az 5. ábra szerinti foszfinfejlesztő berendezéssel együtt alkalmazzuk, az átfúvógáz bevezetését a 24 első tartály egy bemeneti nyílásához csatlakoztatjuk. A 7. ábra szerinti 78 szelep látható a 3. és az 5. ábrán is, amint az a bemeneti nyíláshoz csatlakozik.

Amikor a biztonsági rendszert a 3. és az 5. ábrán bemutatott típusú generátorral alkalmazzuk, a biztonsági rendszer 78 szelepe adaptálható úgy is, hogy nyitva legyen, ha - a 83 nyomásérzékelő által észlelve - a 70 foszfinfejlesztőben lévő nyomás meghalad egy előre meghatározott értéket. Normál körülmények között a 70 foszfinfejlesztő egy ilyen nyomásnövekedés csak akkor lép fel, ha a foszfin feleslegben képződik. Hasonló módon, a biztonsági rendszer 78 szelepe úgy is adaptálható, hogy nyitva legyen, amikor a 3. és az 5. ábra szerinti generátor 24 első tartályában lévő 84 foszfinkoncentráció-érzékelő jelzi, hogy a kamrában a foszfin koncentrációja meghaladt egy előre meghatározott értéket. A 78 szelep ily módon történő nyitása biztosítja a foszfin átfuvógázzal végzett hígítását és a robbanási koncentráció elérésének elkerülését.

A 8. ábra a 7. ábra szerinti biztonsági rendszer hatékonyságát mutatja be, a 2. ábra szerinti megoldásnak megfelelően konstruált foszfinfejlesztő prototípusának (a foszfidkészítményt tartalmazó) házához csatlakozó 73 tartály és átfuvógázként sűrített levegő alkalmazása mellett. A biztonsági rendszer vizsgálatához a 15 ventilátor által létrehozott légáram sebességét lecsökkentettük 80 ml/perc értékről a) 40 ml/perc értékre, b) 20 ml/perc értékre és c) 10 ml/perc értékre. A légáram sebességének csökkentésével egyidejűleg - áramkimaradást mímelve - megszüntettük a biztonsági rendszer elektromosenergia-ellátását, kiváltva a biztonsági rendszer működésbe lépését. A generátorból kilépő gázáramban lévő foszfínkoncentrációt az előbbi műveleteket követően 75 percen keresztül mértük.

A biztonsági rendszer nélkül aló gázkivezető nyíláson át kiáramló levegő foszfinkoncentrációja elfogadhatatlanul magas értéket érne el. Amint az a 8. ábrán látható, valamennyi kísérlet során volt egy kezdeti növekedés a 16 gázkivezető nyílást elhagyó (csökkentett sebességű) légáramban lévő foszfinkoncentrációban, azonban egyetlen esetben sem fordult elő, hogy a foszfin koncentrációja elérte volna a robbanási koncentráció értékét, s kilenc percen belül már megkezdődött a légáramban lévő foszfin koncentrációjának csökkenése.

Egyértelműen látható, hogy a találmány szerinti biztonsági rendszer hatásosan meggátolja a magas foszfinkoncentráció kialakulását abban az esetben, ha a foszfinfejlesztőt ellátó elektromos rendszer meghibásodik, vagy a foszfinfejlesztő normál üzemszünetének ideje alatt vagy a 70 foszfinfejlesztő normál működésének hibája esetén. Ugyanakkor a 70 foszfinfejlesztő téves leállításának korrekcióját követően a foszfintermelés azonnal ismét megindítható. Ez különösen előnyös akkor, ha - fertőtlenítési célokkal - a foszfint folyamatosan állítjuk elő, olyan távoli helyen, ahol a generátor folyamatos felügyeletére nincs lehetőség.

Meg kell jegyeznünk, hogy a találmány szerinti megoldásokat egyedi példákon keresztül bemutattuk és ismertettük, számos olyan változtatásra nyílik lehetőség a példákban, amelyek nem térnek el a jelen találmány lényegétől. Például a 3. és az 5. ábra szerinti megoldásban a 25 tárcsatag helyett alkalmazhatunk egy egyszerű szállítórendszert, amelyen a 23 tölcséres tartályban lévő pelletek kerülnek elhelyezésre. Ezenkívül az 1. és a

2. ábra szerinti megoldásokban alkalmazott membránok) helyettesíthető(k) bármilyen alkalmas alternatív eszközzel (így például egy kerámialappal), amelyen a víz és a foszfin képes átszivárogni, azaz amely anyag a víz és a foszfin számára permeábilis.

Claims (24)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás foszfin fejlesztésére, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

   (a) felszerelünk egy vizet tartalmazó első tartályt (24);

   (b) az első tartály (24) tetejére egy második tölcséres tartályt (23) emelünk, köztük térközzel, amely második tölcséres tartály (23) egy fém foszfidkészítmény (11) tablettáit vagy pelletjeit tartalmazza;

   (c) a második tölcséres tartályból (23) periodikusan eltávolítjuk a foszfidkészítmény (11) egy tablettáját vagy pelletjét, majd az eltávolított tablettát vagy pelletet elhelyezzük az első tartályban (24), így a tablettát vagy a pelletet érintkezésbe hozzuk és reagáltatjuk az első tartályban (24) lévő vízzel; és (d) az így képződött foszfint az első tartályból (24) eltávolítjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második tölcséres tartályként (23) egy tölcséres kimenettel rendelkező tölcséres tartályt (23) alkalmazunk, és a (c) lépést az első tartály (24) és a második tölcséres tartály (23) között elhelyezett tárcsataggal (25) hajtjuk végre, amely tárcsatag (25) legalább egy nyílással (32) rendelkezik, s a tárcsatagot (25) úgy mozgatjuk, hogy legalább egy nyílás - váltakozóan - (i) közvetlenül a tölcséres tartály kimenőnyílása (33) alatt helyezkedik el, így a tölcséres tartály (23) ürítőpontjából (33) egy tablettát vagy egy pelletet a nyílásba (32) juttatunk, és (ii) a közvetlenül az első tartály (24) bevezetőnyílása (26) felett elhelyezkedő tabletta vagy pellet közrebocsátásával a bevezetőnyílásban (26) lévő tabletta vagy pellet a bevezetőnyílásba (26), és így az első tartályban (24) lévő vízbe esik.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első tartályban (24) lévő víz hőmérsékletét egy előre meghatározott értéken tartjuk, a foszfinfejlesztés sebességének szabályozására.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a víz kénsavat tartalmaz.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a foszfinfejlesztés ideje alatt a vizet keverjük vagy mozgatjuk.
6. 6. Berendezés foszfin fejlesztésére, azzal jellemezve, hogy a berendezés a következő részekből áll:

   (a) egy víz befogadására alkalmas első tartály (24), amely első tartálynak (24) a víz szintje felett gázkivezető nyílása (36) van, szokásosan a vízkamra (24) belsejében, és amely vízkamrát (24) egy bevezetőnyílással (26) rendelkező fedő zár le;

   (b) egy foszfidkészítmény tablettáinak vagy pelletjeinek tárolására alkalmas tölcséres tartály (23), amely tölcséres tartály (23) az első tartály (24) fölött van elhelyezve, és amely tölcséres tartály (23) egy tabletta- vagy pelletadagoló ürítőponttal (33) rendelkezik;

   (c) a tölcséres tartály (23) és az első tartály között elhelyezett tabletta- vagy pelletszállító eszköz, amely szállítóeszköz egy tárcsatagot (25) tartalmaz, amely tárcsatagon (25) legalább egy olyan méretű nyílás (32) van, amely alkalmas a tabletták vagy pelletek közül egy darabnak a befogadására; a tárcsatag (25) oly módon mozgatható, hogy a nyílás (32) vagy a nyílások (32) periodikusan egy olyan, első helyzetben legyen vagy legyenek, amely első helyzetben a nyílás (32) vagy a nyílások (32) közvetlenül a töl10 cséres tartály (23) tabletta- vagy pelletadagoló kimeneti ürítőpontja (33) alatt helyezkedik vagy helyezkednek el, továbbá egy olyan, második helyzetben legyen vagy legyenek, amely második helyzetben a nyílás (32) vagy a nyílások (32) közvetlenül a vízkamra (24) bevezetőnyílása (26) felett helyezkedik vagy helyezkednek el, miáltal amikor a nyílás (32) a második helyzetbe kerül, az első helyzetben a nyílásba (32) került pellet vagy tabletta a nyílást (32) elhagyja és a vízkamrába (24) kerül; és (d) a tárcsatag mozgását előidéző eszközök (28,40,41); miáltal - a berendezés működése közben - a fém foszfidkészítménynek (11) a tárcsatagban (25) lévő nyílásból (32) vagy az ott lévő egyik nyílásból kieső valamennyi tablettája vagy pelletje az első tartályba esik, ahol az első tartályban lévő vízzel reagálva foszfint hoz létre, amely eltávolítására a gázkivezető (36) nyílás szolgál.
7. 7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés magában foglal egy, a vízkamrában (24) lévő víz keverésére alkalmas keverőt (31).
8. 8. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés magában foglal egy buborékoltatót (42), amely a vízkamrában (24) lévő vízen keresztül buborékoltatva a gázt, a vizet keveri.
9. 9. A 6., 7. vagy 8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárcsatag (25) kör alakú, amely egy lényegében függőleges tengely körül forgatható, valamint a tárcsatag mozgását előidéző eszköz egy olyan meghajtótengellyel rendelkező elektromotor, amely meghajtótengely egy fogaskerék-sorozattal a tárcsatag (25) tengelyénél lévő orsóhoz kapcsolódik.
10. 10. A 6., 7. vagy 8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárcsatag (25) egy egyetlen nyílással (32) rendelkező, elnyújtott tárcsa, amely egy hozzákapcsolt vezető belsejében lineáris lengőmozgást végez.
11. 11. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárcsatag (25) mozgását előidéző eszköz egy olyan, forgatható tárcsát (40) tartalmaz, amely a tárcsatag (25) közvetlen közelében kerül elhelyezésre úgy, hogy a forgatható tárcsa (40) forgástengelye lényegében egy vonalba esik a tárcsatag megnyúlás! irányával, és egy hajtórúd (41) (a) a tárcsatagnak a forgatható tárcsához (40) legközelebbi pontjától (b) a forgatható tárcsa (40) egy olyan talppontjáig terjed ki, amely talppont a forgatható tárcsa (40) középpontján kívül helyezkedik el.
12. 12. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárcsatag (25) mozgását előidéző eszköz a tárcsatag (25) egyik végéhez csatlakozó szoleniodot tartalmaz.
13. 13. A 6-12. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés tömítőelemeket (27, 27A) tartalmaz (a) a tölcséres tartály (23) pelletadagoló nyílásának pereme és a tárcsatag (25) között, és (b) a vízkamra (24) bemeneti nyílásának széle és a tárcsatag (25) között.
14. 14. A 6-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz egy gázkivezető nyílást (36) a vízkamrában (24), amelyen keresztül a vízkamrában (24) fejlesztett foszfin eltávozik.
15. 15. A 6 -14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz egy olyan nyomásérzékelőt (83), amely a vízkamrában (24) lévő gáznyomás megfigyelésére operatív módon kapcsolódik a vízkamrához (24).
16. 16. A 6-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz egy olyan foszfinkoncentráció-érzékelőt (84), amely a vízkamrában (24) lévő foszfmkoncentráció megfigyelésére operatív módon kapcsolódik a vízkamrához (24).
17. 17. A 6 -16. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, mely biztonsági rendszerrel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a biztonsági rendszer a következő részekből áll:

    (a) egy átfűvó tisztítógáz viszonylag nagy nyomás alatti tárolására szolgáló tartály (73), (b) egy tisztítógáz-betápláló vezeték, mely a tárolótartályt (73) a foszfmfejlesztőhöz (70) csatlakoztatja;

    (c) egy áramlásszabályozó (79) és zárószelep (78), a tisztítógáz-betápláló vezetékben elhelyezve;

    (d) szelepaktiváló eszközök, melyek legalább egy, monitorhoz adaptált szenzorért felelősek a berendezés működési körülményei között, és nyitják a zárószelepet (78), amikor a nyomásérzékelő (83) és/vagy foszfinkoncentráció-érzékelő (84) a berendezés előre meghatározott működtetési körülményeit jelzi.
18. 18. A 17. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy tisztítógáz-betápláló eszközei (81,74) vannak, melyek a tartályhoz (73) kapcsolódnak.
19. 19. A 18. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tisztítógáz levegő, és a tisztítógáz-betápláló eszköz levegőkompresszort (74) tartalmaz.
20. 20. A 19. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy nedvességeltávolító szárítóeszközei (76) vannak, melyek a levegőkompresszor (74) és a tartály (73) között vannak elhelyezve.
21. 21. A 18. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tisztítógáz nitrogén, szén-dioxid vagy más inért gáz, és a tisztítógáz-betápláló eszköz gázpalack (81).
22. 22. A 17-21. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nyomásérzékelők (83) valamelyike operatív módon kapcsolódik a foszfmfejlesztőhöz (70), a foszfmfejlesztőn (70) belüli gáznyomás ellenőrzésére, és az előre meghatározott működési körülmény a foszfmfejlesztőn (70) belüli gáznyomásnak az előre meghatározott értéken való túllépése.
23. 23. A 17-21. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy foszfinkoncentráció-érzékelő (84) a foszfmkoncentrációt érzékeli a foszfmfejlesztőben (70), és az előre meghatározott működési körülmény a foszfmfejlesztőn (70) belüli foszfmkon11 centrációnak az előre meghatározott értéken való túllépése.
24. 24. A 17-21. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy nyomásérzékelő (83) vagy foszfmkoncentráció-érzékelő (84) a berendezés elektromosenergia-ellátását érzékeli, és az előre meghatározott működési körülmény a berendezés és az elektromosenergia-ellátó kapcsolatának fennakadása, a berendezés működtetésének bizonyos periódusa

    5 után.