RU238583U1

RU238583U1 - Pyrotechnic pesticide sulfur aerosol generator

Info

Publication number: RU238583U1
Application number: RU2023119644U
Authority: RU
Inventors: Тимур Фархадович Амиров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Амиров ТИМ"
Filing date: 2023-07-26
Publication date: 2025-11-01

Abstract

Полезная модель применяется в сельском хозяйстве для проведения санитарно-гигиенической обработки небольших сельскохозяйственных объектов с целью борьбы с потерями урожая от болезней, вредителей и неправильного хранения. В процессе работы пиротехнического изделия получается достичь полезного эффекта благодаря выделяющемуся аэрозолю серы и пестицида - альфа-циперметрина. Предложен пиротехнический пестицидный генератор аэрозоля серы, состав которого содержит аммиачную селитру, серу, альфа-циперметрин, смесь активированных углей, пламегаситель и не имеет продуктов переработки нитроцеллюлозы. Корпус включает в себя комбинированную тубу, где обечайка выполнена из многослойного картона, а дно и крышка - из жести. Полезная модель направлена на создание пиротехнического пестицидного генератора аэрозоля серы с легковоспламеняющимся составом для безопасной генерации смеси аэрозоля серы и альфа-циперметрина, обладающего сравнительно низкой себестоимостью и чувствительностью к различным внешним воздействиям.This utility model is used in agriculture for the sanitary and hygienic treatment of small agricultural facilities to combat crop losses from diseases, pests, and improper storage. The pyrotechnic device achieves its beneficial effect through the release of an aerosol of sulfur and the pesticide alpha-cypermethrin. A pyrotechnic pesticide sulfur aerosol generator is proposed, containing ammonium nitrate, sulfur, alpha-cypermethrin, a mixture of activated carbons, a flame arrester, and no nitrocellulose byproducts. The housing includes a combined tube with a multilayer cardboard shell and a tin base and lid. This utility model aims to create a pyrotechnic pesticide sulfur aerosol generator with a flammable composition for the safe generation of a mixture of sulfur and alpha-cypermethrin aerosols, which is comparatively low-cost and resistant to various external influences.

Description

Полезная модель применяется в сельском хозяйстве для проведения санитарно-гигиенической обработки небольших сельскохозяйственных объектов с целью борьбы с потерями урожая от болезней, вредителей и неправильного хранения.The utility model is used in agriculture for the sanitary and hygienic treatment of small agricultural facilities in order to combat crop losses due to diseases, pests, and improper storage.

Сера - это природный пестицид, который широко используется как в лечебных целях, так и для санитарно-гигиенической обработки различных объектов промышленного и сельскохозяйственного назначения. Эффективность действия серы в значительной степени зависит от ее дисперсности. Поэтому наиболее эффективным является применение серы в виде аэрозоля.Sulfur is a natural pesticide widely used both medicinally and for the sanitary and hygienic treatment of various industrial and agricultural facilities. Its effectiveness depends largely on its dispersion. Therefore, the most effective application of sulfur is in aerosol form.

Одним из самых распространенных инсектицидов является циперметрин и его изомеры. Циперметрин относится к классу синтетических пиретроидов, которые отличаются от природных пиретринов гораздо большей фотостабильностью. Высокая инсектицидная активность, продолжительное защитное действие при низких нормах расхода, составляющих на два порядка меньше, чем у хлорорганических пестицидов и на порядок меньше, чем у фосфорорганических пестицидов сделали их одними из самых распространенных инсектицидов. Обработка сельскохозяйственной продукции и помещений от болезней и насекомых-вредителей генераторами аэрозолей пестицидов является одним из наиболее эффективных и экологически чистых способов обработки.One of the most common insecticides is cypermethrin and its isomers. Cypermethrin belongs to the class of synthetic pyrethroids, which are much more photostable than natural pyrethrins. Their high insecticidal activity and long-lasting protective action at low application rates—two orders of magnitude lower than organochlorine pesticides and an order of magnitude lower than organophosphorus pesticides—have made them among the most widely used insecticides. Treating agricultural produce and premises with pesticide aerosol generators is one of the most effective and environmentally friendly methods of pest control.

Традиционные устройства для получения аэрозолей сложны, дорогостоящи и требуют непосредственного контроля со стороны человека. Наиболее просты в применении и надежны пиротехнические генераторы аэрозолей. Подобные устройства состоят из корпуса, который снаряжен аэрозолеобразующим пиротехническим составом и крышкой с отверстиями для выхода аэрозоля. Как правило, в пестицидных пиротехнических генераторах реализуется термоконденсационный способ получения аэрозолей - испарение (возгонка) действующего вещества за счет тепла процесса горения состава с последующей конденсацией паров.Traditional aerosol generators are complex, expensive, and require direct human control. Pyrotechnic aerosol generators are the easiest to use and most reliable. These devices consist of a housing filled with an aerosol-forming pyrotechnic composition and a lid with holes for the aerosol to escape. Pesticide pyrotechnic generators typically use thermal condensation to produce aerosols—evaporation (sublimation) of the active ingredient due to the heat of combustion, followed by condensation of the vapors.

Известна инсектицидная дымовая шашка (Патент РФ на изобретение от 16.03.2006 «Способ инсектицидной обработки и инсектицидная композиция «пешка» для его осуществления» Сочнев Ю.Н., Сочнев Д.Ю., Кольцов И.В. Опубл. 10.03.2008). Данная шашка была разработана в Санкт-Петербурге обществом с ограниченной ответственностью «Медицинская компания «Пери» на основе утилизируемых пироксилиновых порохов.An insecticidal smoke bomb is well known (Patent of the Russian Federation for Invention dated March 16, 2006, "Method of Insecticidal Treatment and Insecticidal Composition 'Pawn' for Its Implementation" by Sochnev Yu.N., Sochnev D.Yu., Koltsov I.V. Published March 10, 2008). This bomb was developed in St. Petersburg by the limited liability company "Peri Medical Company" based on recycled pyroxylin powders.

Шашка предназначена для использования в птицеводстве и животноводстве для борьбы с вредителями-насекомыми, а также в медицине для борьбы с насекомыми-паразитами и переносчиками инфекционных заболеваний.The checker is intended for use in poultry and livestock farming to control insect pests, as well as in medicine to control parasitic insects and carriers of infectious diseases.

Шашка представляет собой пиротехническое устройство, при работе которого выделяется аэрозоль инсектицида. Аэрозоль осаждается на всей поверхности объекта и проникает в недоступные для других методов обработки участки. Шашка состоит из корпуса, насыпного состава и фитиля-стопина или огнепроводного шнура. Шашка снаряжена пиротехническим составом, содержащим, мас.%: нитроцеллюлоза 40-60, диоксид кремния или кварцевый песок с размером частиц 300-500 мкм 5-15, синтетические пиретроиды: перметрин, циперметрин, альфаметрин, дельтаметрин, неопинамин 25-50.A flare is a pyrotechnic device that releases an insecticide aerosol. The aerosol settles over the entire surface of the object and penetrates areas inaccessible to other treatment methods. The flare consists of a body, a bulk composition, and a stopper wick or fuse. The flare is loaded with a pyrotechnic composition containing, by weight: 40-60% nitrocellulose, 5-15% silicon dioxide or quartz sand with a particle size of 300-500 µm, and synthetic pyrethroids: permethrin, cypermethrin, alphamethrin, deltamethrin, and neopyramine 25-50%.

Однако практика применения таких шашек выявила ряд недостатков, наряду с высокой эффективностью их действия, они обладают и рядом существенных недостатков, снижающих их потребительские качества и повышающих опасность их изготовления и применения. Это обусловлено, тем, что пиротехнические составы, содержащие более 40% нитроцеллюлозы, обладают определенной чувствительностью к механическим воздействиям и электрическому разряду. Следующим недостатком этого состава является то, что состав шашек в условиях применения склонен к объемному горению. Более того, применение достаточно дефицитных компонентов состава - нитроцеллюлозы и пироксилиновых порохов, а также специального оборудования для изготовления корпусов шашек усложняет процесс изготовления и повышает стоимость. Наряду с этим применение при производстве термоспичек пироксилиновых порохов (или нитроцеллюлозы) и их растворителей - токсичных, легковоспламеняющихся жидкостей (спиртоэфирная смесь, ацетон) не способствует снижению опасности их изготовления.However, practical use of such checkers has revealed a number of drawbacks. While highly effective, they also have significant drawbacks that reduce their utility and increase the danger of their manufacture and use. This is due to the fact that pyrotechnic compositions containing more than 40% nitrocellulose are somewhat sensitive to mechanical impacts and electrical discharge. Another drawback of this composition is that the checker composition is prone to volumetric combustion under operating conditions. Moreover, the use of scarce components—nitrocellulose and pyroxylin powders—as well as specialized equipment for producing the checker bodies complicates the manufacturing process and increases costs. Furthermore, the use of pyroxylin powders (or nitrocellulose) and their solvents—toxic, flammable liquids (alcohol-ether mixture, acetone)—in the production of hot matches does not reduce the danger of their manufacture.

Наиболее близким пиротехническим устройством для генерации аэрозоля является пиротехнический генератор аэрозоля серы, снаряженный составом, состоящим из элементной серы, пламягасящей добавки, пиротехнической основы, представленной смесью аммиачной селитры и угля, где содержание аммиачной селитры и угля в пиротехнической основе составляет соответственно 30-70% и 70-30%. Указанный пиротехнический состав помещается в полиэтиленовый мешок, который, в свою очередь, устанавливается в картонный корпус, закрывающийся жестяной крышкой, с отверстием для выхода образующегося аэрозоля серы. Для воспламенения генератора применяется отрезок пиротехнического шнура, который устанавливается в аэрозолеобразующий состав (Патент РФ на полезную модель № 215170 от 12.03.2022 «Пиротехнический генератор аэрозоля серы», Амиров Т.Ф. Опубл. 01.12.2022.).The closest pyrotechnic device for generating an aerosol is a pyrotechnic sulfur aerosol generator, filled with a composition consisting of elemental sulfur, a flame-extinguishing additive, and a pyrotechnic base represented by a mixture of ammonium nitrate and carbon, where the content of ammonium nitrate and carbon in the pyrotechnic base is 30-70% and 70-30%, respectively. This pyrotechnic composition is placed in a polyethylene bag, which, in turn, is installed in a cardboard case closed with a tin lid with an opening for the release of the resulting sulfur aerosol. To ignite the generator, a section of pyrotechnic cord is used, which is inserted into the aerosol-forming composition (Russian Federation Patent for Utility Model No. 215170 dated 12.03.2022 "Pyrotechnic Sulfur Aerosol Generator", Amirov T.F. Published 01.12.2022.).

Однако при массовом изготовлении опытных генераторов и их практическом применении, выяснилось, что при санитарно-гигиенической обработке промышленных и сельскохозяйственных объектов полезный эффект вырабатываемого аэрозоля серы оказывает недостаточный эффект на личинки насекомых-вредителей.However, during the mass production of experimental generators and their practical use, it was discovered that during the sanitary and hygienic treatment of industrial and agricultural facilities, the beneficial effect of the generated sulfur aerosol has an insufficient effect on the larvae of insect pests.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание нового пиротехнического состава генератора для устранения недостатков аналога.The task, which the claimed utility model is aimed at solving, is the creation of a new pyrotechnic composition of the generator to eliminate the shortcomings of the analogue.

Технический результат, на решение которого направлена полезная модель, заключается в усовершенствовании пиротехнического состава генератора аэрозоля серы с целью придать новый полезный эффект - дополнительное вырабатывание, помимо аэрозоля серы, аэрозоль альфа-циперметрина.The technical result, which the utility model is aimed at solving, consists in improving the pyrotechnic composition of the sulfur aerosol generator in order to impart a new useful effect - the additional production, in addition to sulfur aerosol, of alpha-cypermethrin aerosol.

Технический результат достигается тем, что пиротехнический пестицидный генератор аэрозоля серы, содержит комбинированный картонный корпус, с аэрозольобразующим пиротехническим составом, включающим аммиачную селитру, смесь активированных уголь, элементную серу, пестицид (альфа-циперметрин) сульфат аммония, крышку с отверстием для выхода образующегося аэрозоля серы, систему воспламенения - пиротехнический шнур, снаряженный пиротехническим составом на водорастворимом связующем.The technical result is achieved in that the pyrotechnic pesticide sulfur aerosol generator contains a combined cardboard body with an aerosol-forming pyrotechnic composition, including ammonium nitrate, a mixture of activated carbon, elemental sulfur, a pesticide (alpha-cypermethrin) ammonium sulfate, a lid with an opening for the release of the resulting sulfur aerosol, an ignition system - a pyrotechnic cord equipped with a pyrotechnic composition on a water-soluble binder.

Вид пиротехнического состава шнура и его размерные параметры определяются характеристиками воспламеняемого объекта.The type of pyrotechnic composition of the cord and its dimensional parameters are determined by the characteristics of the flammable object.

Для достижения указанного технического результата при указанной решаемой задаче, в качестве аэрозольобразующего пиротехнического состава 4, в заявляемой конструкции генератора аэрозоля серы, предлагается использовать состав, состоящий из элементарной серы, пестицида (например, альфа-циперметрина), сульфата аммония и пиротехнической основы, которая состоит из аммиачной селитры и смеси активных углей различных марок, при этом соотношение аммиачной селитры к углю в пиротехнической основе может корректироваться и составлять соответственно 30-70% и 70-30%, причем динамическая активность используемого угля по бензолу должна составлять от 45 до 110 мин, а содержание пестицида (например, альфа-циперметрина) должно составлять от 0,1 до 20%. Указанный пиротехнический состав помещается в полиэтиленовый или целлофановый мешок 6, который, затем, устанавливается в картонный корпус 3, закрывающийся жестяной крышкой 2, с отверстием для выхода образующегося аэрозоля серы. Для воспламенения генератора применяется пиротехнический шнур 1, который устанавливается в аэрозольобразующий состав 4.In order to achieve the specified technical result for the specified problem being solved, it is proposed to use, as an aerosol-forming pyrotechnic composition 4, in the claimed design of a sulfur aerosol generator, a composition consisting of elemental sulfur, a pesticide (for example, alpha-cypermethrin), ammonium sulfate and a pyrotechnic base, which consists of ammonium nitrate and a mixture of active carbons of various brands, wherein the ratio of ammonium nitrate to carbon in the pyrotechnic base can be adjusted and amount to 30-70% and 70-30%, respectively, and the dynamic activity of the carbon used for benzene should be from 45 to 110 min, and the content of the pesticide (for example, alpha-cypermethrin) should be from 0.1 to 20%. The pyrotechnic composition is placed in a polyethylene or cellophane bag 6, which is then installed in a cardboard housing 3, closed with a metal lid 2 with an opening for the release of the resulting sulfur aerosol. To ignite the generator, a pyrotechnic cord 1 is used, which is inserted into the aerosol-forming composition 4.

Корпус генератора имеет цилиндрическую форму и изготавливается из многослойного картона, крышка и дно выполняются из жести. Соотношение диаметра корпуса к его высоте составляет 1,5:1, где 1 - высота корпуса.The generator's cylindrical housing is made of multilayer cardboard, with a lid and bottom made of sheet metal. The housing diameter to height ratio is 1.5:1, where 1 is the housing height.

Отверстие для выхода образующегося аэрозоля серы в крышке корпуса заклеивается специальным стикером для дополнительной защиты от нежелательных воздействий окружающей среды и удаляется перед началом работы. Корпуса генератора аэрозоля серы без крышек пропитываются раствором пламегасящего состава на основе сульфата аммония и высушиваются.The sulfur aerosol outlet hole in the housing cap is sealed with a special sticker for additional protection from adverse environmental influences and removed before use. The sulfur aerosol generator housings, without caps, are soaked in a solution of ammonium sulfate-based flame retardant and dried.

Пиротехнический шнур изготавливается на основе водорастворимых связующих.Pyrotechnic cord is made using water-soluble binders.

Приведение в действие генератора аэрозоля серы происходит следующим образом: снимается крышка генератора, отрывается защитный стикер, извлекается пиротехнический шнур, после чего вскрывается полиэтиленовый или целлофановый пакет с пиротехническим составом, свободные концы пакета натягиваются на корпус генератора. Затем пиротехнический шнур загибается спиралевидно и помещается посередине состава вглубь на 2/3 своей длины. Подготовленный к работе генератор помещают на несгораемую поверхность. Пиротехнический шнур, который приводит к воспламенению аэрозольобразующий состав генератора, поджигают с помощью спичек и незамедлительно плотно закрывают генератор крышкой. Остатки использованных генераторов удаляют вместе с бытовыми отходами.To activate the sulfur aerosol generator, remove the generator cover, tear off the protective sticker, and extract the pyrotechnic cord. Then, open the plastic or cellophane bag containing the pyrotechnic composition. The loose ends of the bag are pulled over the generator body. The pyrotechnic cord is then bent into a spiral and inserted into the center of the composition, about two-thirds of its length. The ready-to-use generator is placed on a non-combustible surface. The pyrotechnic cord, which ignites the aerosol-forming composition, is ignited with matches, and the generator lid is immediately closed tightly. Any remaining parts of the used generators are disposed of with household waste.

Пестицидный генератор аэрозоля серы, разработанный автором полезной модели, имеет массу пиротехнического состава 100-110 г. Производительность генератора - 30-40 г аэрозоля серы, 0,01-10 г аэрозоля альфа-циперметрина. Время работы генератора - 5-10 минут. Относительная масса шлаков после сгорания состава 13-28%. Температура аэрозоля на срезе выходного отверстия не более 220°C. Объем обрабатываемого помещения 30-40 м³.The sulfur aerosol pesticide generator developed by the author of this utility model has a pyrotechnic composition mass of 100-110 g. The generator produces 30-40 g of sulfur aerosol and 0.01-10 g of alpha-cypermethrin aerosol. The generator's operating time is 5-10 minutes. The relative slag mass after combustion of the composition is 13-28%. The aerosol temperature at the outlet is no more than 220°C. The volume of the treated room is 30-40 ^m3 .

Скорость горения пиротехнического шнура составляет 0,10-0,20 см/с. Удельное содержание состава в шнуре - 0,20 г/см. Время от воспламенения пиротехнического шнура до начала устойчивого горения состава генератора составляет 1 мин 15 с - 2 мин.The pyrotechnic cord burns at a rate of 0.10-0.20 cm/s. The specific composition content in the cord is 0.20 g/cm. The time from ignition of the pyrotechnic cord to the onset of stable combustion of the generator composition is 1 min 15 sec - 2 min.

В течение одного года в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ была изготовлена опытная партия пестицидных генераторов в количестве 150 штук. Изготовление пестицидных генераторов и систем их воспламенения проводилось в соответствии с разработанной технологией, в лабораторных условиях. Партии генераторов, укомплектованных запальными устройствами (отрезками пиротехнического шнура), отправлялась на испытания в специализированное предприятие г. Самары. Испытания проводились на сельскохозяйственных объектах преимущественно в Самарской области. Проведенные испытания показали эффективность действия генераторов при санитарной обработке хранилищ сельхозпродукции и их соответствие параметрам технического задания. Отрицательных эффектов при работе генераторов (нестабильность работы: пламенное горение, прогорание корпуса, ненадежное воспламенение, преждевременное затухание) зафиксировано не было.Over the course of one year, a pilot batch of 150 pesticide generators was manufactured as part of research and development. The pesticide generators and their ignition systems were manufactured in accordance with the developed technology under laboratory conditions. Generators equipped with igniters (pyrotechnic cord segments) were sent for testing to a specialized facility in Samara. The tests were conducted at agricultural facilities primarily in the Samara Region. The tests demonstrated the generators' effectiveness in sanitizing agricultural storage facilities and their compliance with the technical specifications. No adverse effects (operational instability, flame combustion, burnout of the housing, unreliable ignition, or premature extinction) were recorded.

По результатам испытаний разработанная конструкция генератора аэрозоля серы и система его воспламенения - пиротехнический шнур были рекомендованы к промышленному применению специализированными предприятиями при санитарной обработке сельскохозяйственных объектов.Based on the test results, the developed design of the sulfur aerosol generator and its ignition system - a pyrotechnic cord - were recommended for industrial use by specialized enterprises in the sanitization of agricultural facilities.

Таким образом, явные преимущества нового пестицидного генератора аэрозоля серы - ПГАС-40 в сравнении с отечественными и зарубежными аналогами заключаются том, что в пиротехническом составе разработанного генератора отсутствуют чувствительные компоненты, а именно продукты переработки нитроцеллюлозы. Состав пиротехнического пестицидного генератора аэрозоля серы, в отличие от составов аналогов, из легкодоступных, недорогих и нетоксичных компонентов. Система воспламенения генератора состоит только из отрезка пиротехнического шнура и не содержит дополнительных элементов в своей конструкции. Указанные факты значительно повышают потребительские качества генератора. Он дешевле, эффективнее, прост в применении и не требует для изготовления сложного оборудования. Его пиротехнический состав не чувствителен к механическим воздействиям, безопасен в изготовлении, применении и отличается высокой стабильностью горения. Конструкция генератора имеет традиционную цилиндрическую форму и позволяет, по мере необходимости, вводить в его пиротехнический состав новые инсектициды и пестициды, что значительно увеличивает потенциальные защитные свойства устройства.Thus, the clear advantages of the new PGAS-40 sulfur aerosol pesticide generator compared to domestic and foreign analogues include the absence of sensitive components in its pyrotechnic composition, namely nitrocellulose processing products. Unlike similar compositions, the sulfur aerosol pesticide generator is composed of readily available, inexpensive, and non-toxic components. The generator's ignition system consists solely of a pyrotechnic cord and contains no additional components. These factors significantly enhance the generator's consumer appeal. It is less expensive, more efficient, easier to use, and requires no complex equipment. Its pyrotechnic composition is impervious to mechanical impacts, safe to manufacture and use, and boasts highly stable combustion. The generator's traditional cylindrical design allows for the addition of new insecticides and pesticides, as needed, significantly enhancing the device's protective potential.

Claims

A pyrotechnic pesticide sulfur aerosol generator comprising a combined cardboard body with an aerosol-forming pyrotechnic composition, a lid with an opening for the release of the resulting sulfur aerosol, an ignition system in the form of a pyrotechnic cord loaded with a pyrotechnic composition on a water-soluble binder, while in order to increase the conversion of the damaging effect, the aerosol-forming pyrotechnic composition includes ammonium nitrate, a mixture of activated carbons, elemental sulfur, ammonium sulfate and the pesticide alpha-cypermethrin.