ГАЗООТВОДНОЕ УСТРОЙСТВО К ТАРЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКИХ КИСЛОРОДОСОДЕРЖАЩИХ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ СРЕДСТВ

Разработанная полезная модель относится к области обеспечения безопасности хранения и транспортировки жидкостей, для которых нормативные документы предусматривают необходимость отвода газа из тары.
Особую практическую значимость разработанная полезная модель представляет для практики использования дезинфицирующих средств или других продуктов, содержащих в составе пероксид водорода (ПВ), которые выделяют кислород в качестве продукта саморазложения или взаимодействия с каталитически активными веществами в процессе хранения. В этой связи, такие дезинфицирующие средства должны храниться в таре, конструкция которой обеспечивает отвод из нее газа /1-4/.
Применяемые в настоящее время для этого технические решения обеспечивают отвод выделяющегося газа только при вертикальном расположении тары и наличия под отводящим устройством свободного от жидкости объема. Как правило, эти решения сводятся к использованию закрытой от попадания пыли, влаги и посторонних предметов газоотводной трубы, ввариваемой в верхнюю часть тары (такая конструкция используется, например, в алюминиевых контейнерах для перевозки и хранения пероксида водорода /4/), или вкладыша с отверстиями, вставляемого в горловину тары, на которую навинчивается крышка (пробка), имеющая с внутренней боковой стороны проточку (канавку) для отвода газа. В частности, такую конструкцию предусматривает к использованию ГОСТ 177-88 /4/ в малогабаритной стеклянной и пластиковой таре, предназначенной для хранения и транспортировки ПВ.
Однако при опрокидывании такой тары (случайном или в результате аварии при транспортировке) содержимое обязательно будет выливаться из нее. Кроме того, при транспортировке происходит интенсивное плескание жидкости и, при недостаточном свободном пространстве в таре, она может выплескиваться из такой тары, что часто и имеет место при транспортировке ПВ в стеклянной или пластиковой малогабаритной таре. Применительно к концентрированным растворам ПВ или дезинфицирующим средствам на их основе, это может приводить /2, 3/ к негативным последствиям (химический ожег кожных покровов из-за загрязнения жидкостью наружной поверхности тары, коррозию конструкционных материалов транспортного средства и даже их возгорание).
Отсутствие тары, обеспечивающей отвод газа из нее, но при этом исключающей и вылив хранящейся в ней жидкости при аварийных ситуациях, сопровождающихся опрокидыванием тары, является одной из основных причин, сдерживающей внедрение в медицинскую практику многих высокоэффективных и остро необходимых ей дезинфицирующих средств на основе ПВ и пероксикислот.
Задачей разработки полезной модели является разработка газоотводного устройства к таре под жидкие дезсредства или другие продукты, при хранении и
транспортировке которых требуется обеспечение отвода из нее выделяемого этими продуктами газа.
Технический результат - обеспечение отвода газа из тары с жидким продуктом без пролива его при всех ее положениях.
Этот технический результат достигается тем, что в конструкции устройства используется герметично выводимая через пробку, герметично запирающую тару, гибкая газоотводная трубка, постоянно удерживаемая над поверхностью жидкости с помощью поплавка при любом положении тары (емкости). Для предотвращения или снижения вероятности попадания в газоотводную трубку (а значит, и в атмосферу) жидкости при всплесках ее, например, при резких толчках в процессе транспортировки, вход или выход газоотводной трубки оборудуется клапаном, кратковременно открывающимся лишь для сброса избыточного давления.
Более эффективной является конструкция с использованием гибкой трубки и герметично соединенного с ней пустотелого поплавка, через которые осуществляется отвод газа из тары. Для этого входное отверстие в поплавке оборудуется клапаном с указанным выше принципом действия, а выходное отверстие герметично соединяется с гибкой трубкой через штуцер, выступающий в полость поплавка. Это дополнительно исключает возможность утечки жидкости по газоотводной трубке из тары в атмосферу, даже если какая-то часть ее будет попадать в поплавок в момент совпадения заплескивания клапана с моментом открытия его.
Размеры элементов газоотводного устройства выбираются с учетом габаритов тары, объема хранящейся или транспортируемой в ней жидкости, объема и скорости выделения газа. Конструкционные материалы устройства должны быть устойчивы к длительному воздействию хранимой в таре жидкости и образующегося газа.
Принципиальная схема конструкции устройства представлена на рисунке 1, а принцип его работы при различных положениях тары виден из рисунка 2.
Применительно к дезинфицирующим средствам, содержащим пероксид водорода, вышеописанная конструкция газоотводного устройства дает или, по крайней мере, существенно повышает возможность безопасного для человека и окружающей среды хранения и транспортировки этих средств даже в выпускаемой промышленностью в герметичном исполнении пластиковой или стеклянной малогабаритной таре, в пробке которой оно может быть легко смонтировано.
Из уровня техники известны различные конструкции клапанных устройств, открывающихся, т.е. отводящих газ или жидкость из емкости лишь при превышении в ней определенного давления, до достижения которого она представляет собой герметично замкнутый сосуд, исключающий в любом его положении выход из него как газа, так и жидкости.
Принципиально известны также и конструкции газоотводящих клапанов, которые могут запираться при опрокидывании емкости под давлением собственного веса или самой жидкости, находящейся в емкости.
Однако применительно к таким жидким продуктам, как дезинфицирующие средства, содержащие пероксид водорода и пероксикислоты, вышеуказанные
конструкции не решают проблемы безопасности в случае, если емкость по каким-то причинам остается длительно в перевернутом положении, так как эти вещества будут продолжать разлагаться с образованием кислорода.
В первом случае после достижения определенного давления в емкости, при котором клапан открывается, из нее начнет выливаться находящийся в ней продукт.
Во втором случае тара может не выдержать давления, создаваемого в ней постоянно выделяющимся за счет разложения ПВ кислородом. Известно, что при хранении 35-40% ПВ скорость ее разложения составляет, в среднем, 0,5% в месяц. То есть, при хранении 20 л ПВ (таким объемом она поставляется потребителям в негерметично закрытой пластмассовой таре) за это время разложится 100 г. пероксида водорода, а значит, будет выделено 65,3 л кислорода, поскольку при разложении 1 г/моль ПВ (34 г.) выделяется 22,5 л кислорода. Даже если в герметично закрытой емкости будет обеспечено 5 л свободного от ПВ объема, то выделение такого количества кислорода создаст в ней к концу месяца давление порядка 13 атмосфер. Такой сосуд, безусловно, будет представлять опасность для потребителя дезсредства.
Проведенные испытания разработанной конструкции газоотводного устройства, элементы которого выполнены из пластмассы (штуцера, поплавок) и белой резины на основе латекса (гибкая трубка), показали, что оно пригодно для решения вопроса обеспечения безопасного хранения и транспортировки жидких кислородсодержащих дезинфицирующих средств, практически, в любой, устойчивой к этим веществам таре.
Пример 1. Проверка функционирования конструкции при хранении дезсредства в пластиковой таре.
В две 5 литровых пластиковые емкости, оборудованные манометрами, налили по 4 л композиционного дезинфицирующего средства, содержащего 12% пероксида водорода. Одну из емкостей закрыли герметично пробкой, входящей в комплект емкости, а вторую закрыли такой же пробкой, но оборудованной разработанной конструкцией газоотводного устройства. Обе емкости с дезсредством были помещены на хранение в лабораторный бокс (для исключения травмирования в случае разрыва емкости), температура в котором колебалась в пределах 20±4°С, причем емкость с газоотводным устройством хранилась в горизонтальном положении. В процессе хранения осуществлялся контроль давления в них.
3
Результаты контроля показали, что в емкости, герметично закрытой стандартной пробкой, давление в емкости уже через сутки достигло почти 0,4 атм., а сама емкость деформировалась (дно ее выгнулось наружу и из-за этого она утратила устойчивость в вертикальном положении). Это свидетельствовало о том, что в результате разложения ПВ в емкость за это время выделилось порядка 0,4 дм кислорода. Такое количество его может образовываться при разложении 0,6 г пероксида водорода, из 480 г имеющихся в общем объеме дезсредства в емкости. Давление в емкости в последующем ежесуточно увеличивалось, в среднем, на 0,4 атм. и, по достижении на 9 сутки величины в 3,5 атм., эксперимент с этой емкостью был прекращен. Проведенные на основе этих данных расчеты, свидетельствовали о том, что скорость разложения ПВ в
средстве находится в пределах 0,015% в сутки. Результаты химического контроля концентрации ПВ, проводившегося в процессе хранения этого средства, подтвердили результаты расчетов и показали, что скорость разложения ПВ в дезсредстве составляет 0,016±0,002% в сутки.
В емкости, в пробке которой использована разработанная конструкция газоотводного устройства, давление через 6 часов хранения повысилось до 85 мм. рт. ст. (0,1 атм.) и затем начал срабатывать установленный в поплавке на входном отверстии ниппельный клапан, который, примерно, через каждые 10-15 минут в течение 5-10 секунд пропускал в поплавок газ (в данном случае кислород) и он удалялся из емкости через гибкую трубку (резиновый ниппель) в атмосферу. Момент удаления газа нами фиксировался по падению давления, которое снижалось при этом на 2-5 мм. рт. ст., а также по выделению пузырьков газа из трубки, соединенной с газоотводным устройством и одним концом опущенной в стакан с водой. В последующем на протяжении 1 месяца хранения (срок наблюдения) давление в емкости находилось в пределах 85-135 мм. рт. ст. (колебание давления связано, в основном, с естественным колебанием в течение суток температуры в помещении и находившегося в нем боксе, где хранилась емкость с средством).
Таким образом, результаты испытаний показали, что разработанная конструкция газоотводного устройства обеспечивает отвод газа из емкости без выхода содержимого из нее даже в опрокинутом положении.
Пример 2. Оценка функционирования разработанной конструкции газоотводного устройства при транспортировке дезсредства в емкости, оборудованной этим устройством, автомобильным транспортом.
Шесть 5-литровых пластиковых емкостей, содержащих по 4 л композиционного средства на основе 12% раствора пероксида водорода и оборудованные разработанной конструкцией газоотводного устройства, были подвергнуты транспортировке грузовым автомобильным транспортом на расстояние 1800 км. Три емкости, упакованные в картонную коробку, транспортировались вместе в вертикальном положении, а три другие, упакованные по отдельности в картонные коробки, транспортировались в горизонтальном положении. После транспортировки коробки и емкости были подвергнуты визуальному осмотру, который показал отсутствие утечки дезсредства из емкостей. В самих емкостях присутствовало небольшое избыточное давление, ощущаемое по слегка напряженным стенкам, но деформации емкостей не отмечалось. Практически они выглядели такими же, как и при хранении в боксе, когда давление в них составляло порядка 100-135 мм. рт. ст.
В целом, результаты испытаний, приведенные в примерах 1 и 2, свидетельствуют о возможности использования разработанной конструкции газоотводного устройства в таре для хранения и транспортировки жидких продуктов, требующих постоянного отвода из нее газобразных веществ, в частности, дезинфектантов, содержащих перекись водорода. Применение этой конструкции позволяет сделать более доступными такие дезсредства даже для потребителей, использующих эти дезинфектанты или для которых они нужны в небольших объемах.