RU2686926C1 - Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing - Google Patents
Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686926C1 RU2686926C1 RU2018129930A RU2018129930A RU2686926C1 RU 2686926 C1 RU2686926 C1 RU 2686926C1 RU 2018129930 A RU2018129930 A RU 2018129930A RU 2018129930 A RU2018129930 A RU 2018129930A RU 2686926 C1 RU2686926 C1 RU 2686926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iditol
- composition
- fire
- extinguishing
- aerosol
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N D-iditol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N 0.000 claims abstract description 32
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 abstract 1
- 238000004018 waxing Methods 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 10
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004300 potassium benzoate Substances 0.000 description 1
- 229940103091 potassium benzoate Drugs 0.000 description 1
- 235000010235 potassium benzoate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102220215119 rs1060503548 Human genes 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
- A62D1/0007—Solid extinguishing substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к способу изготовления аэрозолеобразующего пиротехнического состава для генерирования при горении огнетушащей смеси, используемого в зарядах для генераторов огнетушащего аэрозоля при объемном тушении пожаров в замкнутых непроветриваемых помещениях.The invention relates to fire fighting equipment, in particular to a method of manufacturing an aerosol-forming pyrotechnic composition for generating, during combustion, a fire extinguishing mixture used in charges for fire-extinguishing aerosol generators during volumetric extinguishing of fires in closed unventilated rooms.
Уровень данной области техники характеризует способ получения аэрозолеобразующего состава, описанный в патенте RU 2101054 C1, А62С 3/00, A62D 1/06, 1998 г., который предназначен для приготовления пиротехнического состава, включающего (мас. %): 67-72 окислителя - нитрата калия с удельной поверхностью не менее 1500 см2/г, 8-12 горючего связующего - идитола в форме раствора в смеси этилового спирта с ацетоном и 20-21 газообразующего дициандиамида.The level of this field of technology characterizes the method of obtaining aerosol composition described in patent RU 2101054 C1, A62C 3/00, A62D 1/06, 1998, which is intended for the preparation of a pyrotechnic composition, comprising (wt.%): 67-72 oxidizer - potassium nitrate with a specific surface area of at least 1500 cm 2 / g, 8–12 combustible binder — iditol in the form of a solution in a mixture of ethyl alcohol with acetone and 20–21 gas-forming dicyandiamide.
В качестве газообразователя в состав можно дополнительно вводить бикарбонат калия или бензоат калия в количестве 4-12 мас. % (в том числе), с удельной поверхностью не менее 500 см2/г, для уменьшения количества цианистых соединений в аэрозоле.As the blowing agent in the composition, you can optionally enter potassium bicarbonate or potassium benzoate in the amount of 4-12 wt. % (including), with a specific surface area of at least 500 cm 2 / g, to reduce the amount of cyanide compounds in the aerosol.
Для приготовления раствора идитола используют фенолформальдегидную смолу марки СФ-0112 со средним размером частиц не более 15 мкм, а в качестве растворителя горючего связующего используют смесь этилового спирта с ацетоном в отношении (30-50):(70-50).To prepare a solution of iditol, phenol-formaldehyde resin of the SF-0112 brand with an average particle size of not more than 15 μm is used, and a mixture of ethyl alcohol with acetone in the ratio (30-50) :( 70-50) is used as the solvent of the combustible binder.
В промышленный смеситель дозировано загружают измельченные и высушенные порошкообразные компоненты и перемешивают в течение 10 минут для равномерного их распределения в смеси.Powdered and dried components are metered into the industrial mixer and mixed for 10 minutes to distribute them evenly in the mixture.
Затем в смеситель добавляют предварительно приготовленный технологический раствор идитола в три приема, перемешивая при открытомлюке и температуре 40°С по 5 минут каждую порцию для равномерно распределения его в объеме смеси.Then, a pre-prepared process solution of iditol is added to the mixer in three steps, stirring at the open melt at 40 ° C for 5 minutes each batch to distribute it evenly in the mixture.
Приготовленную вязкотекучую смесь выгружают и пропускают через сетку гранулятора при постоянном обдуве горячим воздухом с температурой 40°С.The prepared plastic mixture is unloaded and passed through the grid of the granulator with a constant blow with hot air with a temperature of 40 ° C.
Провяленные гранулы состава раскладывают на перфорированные лотки слоем 2-3 см и выдерживают в атмосфере горячего обдува воздухом с температурой (20-70)°С для удаления влаги и летучих до содержания не выше 1 мас. %.The dried granules of the composition are laid out on perforated trays with a layer of 2-3 cm and kept in a hot air atmosphere with a temperature of (20-70) ° C to remove moisture and volatile to a content not higher than 1 wt. %
Приготовленный по описанному способу аэрозолеобразующий пиротехнический состав характеризуется повышенными скоростью горения (2,1-2,5) мм/с, выходом дисперсной фазы в генерируемый аэрозоль (56-64) % по массе и огнетушащей концентрацией ингибиторов горения (35-40) г/м3.The aerosol-forming pyrotechnic composition prepared according to the described method is characterized by an increased burning rate (2.1–2.5) mm / s, the output of the dispersed phase into the generated aerosol (56-64)% by mass, and a fire extinguishing concentration of burning inhibitors (35-40) g / m 3 .
Однако, недостатком известного способа является его нетехнологичность из-за повышенного содержания фенола в рабочем помещении, высокой концентрации вредного летучего растворителя, содержащего ацетон, который по причине относительно низкой температуры вспышки повышает степень опасности производства.However, the disadvantage of this method is its low-technology due to the high content of phenol in the working room, a high concentration of harmful volatile solvent containing acetone, which due to the relatively low flash point increases the degree of danger of production.
Длительный процесс сушки гранулированного состава увеличивает технологический цикл и потребную производственную площадь. При этом сушка приготовленного пиротехнического состава на верхнем пределе температурного диапазона является пожаро-, взрывоопасной.The long process of drying the granular composition increases the technological cycle and the required production area. In this case, the drying of the prepared pyrotechnic composition at the upper limit of the temperature range is flammable, explosive.
Кроме того, пиротехнический состав, полученный по описанной технологии, не обеспечивает стабильности горения и, как следствие, функциональной надежности пожаротушения из-за флегматизирующего действия содержащейся влаги в составе, а также характеризуется неполнотой сгорания компонентов и токсичностью генерируемого аэрозоля.In addition, the pyrotechnic composition obtained according to the described technology does not ensure the stability of combustion and, as a consequence, the functional reliability of fire suppression due to the phlegmatizing action of the moisture contained in the composition, and is also characterized by incomplete combustion of components and toxicity of the generated aerosol.
Более совершенным является способ получения пиротехнического аэрозолеобразующего состава для тушения пожаров по патенту RU 2153376 C1, A62D 1/06, 2000 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному способу.More perfect is the method of obtaining pyrotechnic aerosol-forming composition for extinguishing fires according to patent RU 2153376 C1, A62D 1/06, 2000, which by its technical essence and the number of coinciding features was chosen as the closest analogue to the proposed method.
Предварительно исходные компоненты измельчают и сушат, а также приготавливают раствор фенолформальдегидной смолы СФ-0112 в чистом этиловом спирте, что повышает технологическую безопасность, так как температура вспышки повышается и снижается летучесть растворителя, сравнительно со спирто-ацетоновой смесью по описанному аналогу, при этом пары этилового спирта не токсичны.Previously, the initial components are crushed and dried, and a solution of phenol-formaldehyde resin SF-0112 in pure ethyl alcohol is prepared, which increases process safety, since the flash point increases and the volatility of the solvent decreases, compared to the alcohol-acetone mixture described in the analogue, and the ethyl vapor Alcohol is not toxic.
Пиротехнический аэрозолеобразующий состав, приготавливаемый по известному способу, практически совпадает с предлагаемой оптимизированной композицией по структурным компонентам и долевому их содержанию (мас. %): 67 нитрата калия, 9-12 идитола (на сухое вещество) и 18-20 дициандиамида.Pyrotechnic aerosol-forming composition, prepared by a known method, almost coincides with the proposed optimized composition of the structural components and their share content (wt.%): 67 potassium nitrate, 9-12 iditol (for dry matter) and 18-20 dicyandiamide.
Этот пиротехнический состав предназначен для промышленного использования в технических средствах объемного тушения пожаров, при оснащении автоматических газоаэрозольных генераторов огнетушащими зарядами.This pyrotechnic composition is intended for industrial use in the technical means of extinguishing fires, while equipping automatic gas-aerosol generators with fire-extinguishing charges.
Предварительно порошок нитрата калия сушат до массовой доли влаги не более 0,08% и растворяют фенолформальдегидную смолу в этиловом спирте при соотношении масс 60:40 соответственно. Известный способ характеризуется тем, что смешивание ингредиентов проводится в два этапа: порошок нитрата калия с 40%-ным раствором фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте (идитолом), куда затем вводят дициандиамид. Готовую смесь далее провяливают и гранулируют, причем последующую сушку смеси проводят при температуре 30-45°С до содержания влаги и летучих не более 0,8 мас. %.Pre-potassium nitrate powder is dried to a mass fraction of moisture of not more than 0.08% and dissolve the phenol-formaldehyde resin in ethyl alcohol at a mass ratio of 60:40, respectively. The known method is characterized by the fact that the mixing of ingredients is carried out in two stages: potassium nitrate powder with a 40% solution of phenol-formaldehyde resin in ethyl alcohol (iditol), where dicyandiamide is then injected. The mixture is then dried and granulated, and the subsequent drying of the mixture is carried out at a temperature of 30-45 ° C until the moisture and volatile content is not more than 0.8 wt. %
Предварительная сушка нитрата калия обеспечила стабильность горения состава, то есть его функциональную надежность.Pre-drying of potassium nitrate ensured the stability of the burning composition, that is, its functional reliability.
Растворение горючего связующего в чистом этиловом спирте повысило безопасность и технологичность в промышленном производстве аэрозолеобразующего пиротехнического состава.Dissolving a combustible binder in pure ethyl alcohol increased safety and processability in the industrial production of an aerosol-forming pyrotechnic composition.
Оптимизированное массовое соотношение фенолформальдегидной смолы и этилового спирта в лаковом растворе обеспечило равномерное распределение в объеме состава всех компонентов простым механическим смешиванием.The optimized mass ratio of phenol-formaldehyde resin and ethyl alcohol in the lacquer solution provided a uniform distribution in the composition of all components by simple mechanical mixing.
Температурный диапазон безопасной сушки приготовленной гранулированной смеси максимально интенсифицирует процесс удаления излишков влаги и летучих при минимуме энергозатрат.The temperature range of safe drying of the prepared granulated mixture maximally intensifies the process of removing excess moisture and volatile with a minimum of energy consumption.
Недостатком известного способа являются следующие:The disadvantage of this method are the following:
- трудоемкость операции смешивания нитрата калия с технологическим 40%-ным раствором идитола в этиловом спирте, что определяет повышенное содержание в готовой гранулированной смеси растворителя, удаление которого является вынужденно продолжительным при ограничении температуры провяливания, гранулирования и сушки;- the complexity of the operation of mixing potassium nitrate with technological 40% solution of iditol in ethyl alcohol, which determines the high content in the finished granulated solvent mixture, the removal of which is involuntarily long while limiting the wilting, granulating and drying temperatures;
- замедленная сушка обдувом горячим воздухом, нагретым до температуры в диапазоне 30-45°С, вынуждает увеличивать протяженность и площадь поточного производства пиротехнического состава;- delayed drying by blowing hot air heated to a temperature in the range of 30-45 ° C, forcing to increase the length and area of the continuous production of pyrotechnic composition;
- массовое соотношение компонентов огнетушащего пиротехнического состава является не оптимальным для эффективного пожаротушения функциональным аэрозолем, генерируемым при его горении, и который содержит минимум вредных веществ.- the mass ratio of the components of the fire extinguishing pyrotechnic composition is not optimal for effective fire extinguishing with functional aerosol generated during its combustion, and which contains a minimum of harmful substances.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является сокращение производственного цикла смешивания компонентов и сушки гранулированного состава для повышения сыпучести и улучшения прессуемости из него зарядов, при достижении лучшихпоказателей назначения генерируемого при горении функционального аэрозоля.The technical challenge to which the present invention is directed is to reduce the production cycle of mixing components and drying the granular composition to increase flowability and improve the compressibility of charges from it, while achieving the best indicators of the function generated during combustion of the functional aerosol.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе приготовления пиротехнического состава для тушения пожаров, включающем нитрат калия, идитол и дициандиамид, который содержит подготовку исходных компонентов и раствора идитола в этиловом спирте для последовательного смешивания, грануляцию готовой смеси на сите с ячеями 1-2 мм и финишную сушку, совмещенную с провяливанием, на перфорированных лотках слоями 2-3 см, до контролируемого содержания летучих и влаги, согласно изобретению, идитол вводят в форме 50%-ного раствора в этиловом спирте и в виде порошка дозами в отношении как 1:3 соответственно, при этом раствор идитола в количестве 2,5-3,0 мас. % смешивают с 61-65 мас. % нитрата калия, куда затем добавляют порошки (мас. %): 24-26 дициандиамида и 8,5-10,0 идитола, а сушат гранулированную смесь до содержания летучих и влаги не более 0,6 мас. %.The required technical result is achieved by the fact that in a known method of preparing a pyrotechnic composition for extinguishing fires, including potassium nitrate, iditol and dicyandiamide, which contains the preparation of the starting components and the solution of iditol in ethanol for sequential mixing, granulation of the finished mixture on a sieve with mesh 1-2 mm and finishing drying, combined with wilting, on perforated trays in 2-3 cm layers, until a controlled content of volatile and moisture, according to the invention, iditol is introduced in the form of a 50% solution and in ethyl alcohol and in the form of powder doses against both 1: 3, respectively, wherein iditol solution in an amount of 2.5-3.0 wt. % mixed with 61-65 wt. % potassium nitrate, to which powders are then added (wt.%): 24-26 dicyandiamide and 8.5-10.0 iditol, and the granulated mixture is dried to a volatile content and moisture not more than 0.6 wt. %
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили заметное сокращение времени сушки состава до более низкого содержания летучих и влаги, так как в смеси использовано втрое меньшее количество, чем по прототипу, технологического спирта, при этом создана общность формы и функции, когда новые технологические приемы формируют новизну качества приготовленного состава - более высокую эффективность пожаротушения.Distinctive features of the proposed technical solution provided a noticeable reduction in the drying time of the composition to a lower volatile content and moisture, because the mixture used three times fewer than the prototype technological alcohol, while creating a common form and function, when new technological methods form a new quality prepared composition - higher fire extinguishing efficiency.
Достигнутая оптимизация соотношения массового содержания структурных компонентов в приготовленном по предложенному способу пиротехническом составе обеспечила улучшение основных показателей назначения, при уменьшении количества вредных веществ в тушащей газоаэрозольной смеси.The achieved optimization of the ratio of the mass content of structural components in the pyrotechnic composition prepared according to the proposed method provided an improvement in the main indicators of the purpose, while reducing the amount of harmful substances in the extinguishing gas-aerosol mixture.
Использование минимального объема горючего связующего в форме 50%-ного спиртового раствора идитола позволило сформироватьвязкотекучую смесь термической основы состава в виде кластеров двуединой композиции, на поверхности которых образуется при последующем смешивании с порошками идитола и дициандиамида горючее и газогенерирующее покрытие, хорошо воспламеняемое и стабильно горящее.The use of a minimum volume of combustible binder in the form of a 50% alcoholic solution of iditol made it possible to form a fluid mixture of the thermal basis of the composition in the form of clusters of a dual composition, on the surface of which is formed during subsequent mixing with the powders of iditol and dicyandiamide, a flammable and gas-generating coating that is highly inflammable and stably burning.
Введение в смесь термической основы дозы идитола в виде порошка позволяет дополнить содержание горючего до необходимого расчетного количества в составе простым смешиванием компонентов.The introduction of a dose of iditol in the form of a powder into the mixture of a thermal base allows the fuel content to be added to the required calculated amount in the composition by simple mixing of the components.
Отношение идитола в форме технологического спиртового раствора и идитола в виде порошка как 1:3 оптимизировано экспериментально из необходимости, с одной стороны, формирования при смешивании с нитратом калия термической основы состава, имеющей непосредственное контактное примыкание структурных составляющих, а с другой стороны, - минимизировать содержание растворителя в готовой смеси для технологичности операции сушки от сокращения времени производственного цикла.The ratio of iditol in the form of technological alcohol solution and iditol in powder form as 1: 3 is optimized experimentally from the need, on the one hand, to form a thermal base composition when directly mixed with potassium nitrate, having a direct contact of structural components, and on the other hand, to minimize the content the solvent in the finished mixture for the processability of the drying operation from reducing the time of the production cycle.
При этом повышена сыпучесть гранулированного состава на операции объемного дозирования мерных заготовок для прессования из него пиротехнических зарядов, при улучшении прессуемости габаритных зарядов для аэрозольных генераторов.At the same time, the flowability of the granular composition during the volumetric dosing of measuring blanks for pressing pyrotechnic charges from it is improved, while the compressibility of the overall charges for aerosol generators is improved.
Использование 50%-ного раствора идитола в этиловом спирте на операции смешивания с нитратом калия определено достаточной его текучестью и липкостью для формирования бинарной смеси термической основы состава с максимально необходимым контактом окислителя и горючего в химическом взаимодействии при горении.The use of a 50% aqueous solution of iditol in ethanol during the mixing operation with potassium nitrate was determined by its sufficient fluidity and stickiness to form a binary mixture of the thermal basis of the composition with the most necessary contact of the oxidizer and fuel during chemical interaction during combustion.
Выбор содержания в готовом пиротехническом составе по изобретению летучих и влаги на более 0,6 мас. % продиктован условиями его сыпучести при объемном дозировании и технологичностью операции прессования из него зарядов.The choice of content in the finished pyrotechnic composition according to the invention of volatile and moisture to more than 0.6 wt. % is dictated by the conditions of its flowability during volumetric dosing and the manufacturability of the operation of pressing charges from it.
Введение большей части идитола в форме порошка, совместно с газообразующим дициандиамидом, на поверхность ранее сформированных кластеров термической основы состава, упростило технологию и обеспечило распределение в его объеме дискретных источников воспламенения и горения.The introduction of most of the iditol in the form of a powder, together with gas-forming dicyandiamide, onto the surface of previously formed clusters of the thermal basis of the composition, simplified the technology and ensured the distribution of discrete sources of ignition and combustion in its volume.
Горение пиротехнического состава происходит динамично в объеме заряда, при интенсификации газообразования рабочего тела для транспортирования генерируемых ингибиторов горения, в том числе и конденсированных частиц рабочего аэрозоля, в очаг возгорания, который активно подавляется.Combustion of the pyrotechnic composition occurs dynamically in the charge volume, with the intensification of the gas formation of the working fluid for transportation of the generated combustion inhibitors, including condensed particles of the working aerosol, to the source of ignition, which is actively suppressed.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.Consequently, each essential feature is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality, non-intrinsic to features in disunity, that is, the technical problem posed in the invention is not solved by the sum of effects, but by the new effect of the sum of features.
Ниже приведен технологический пример выполнения предложенного способа, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.Below is a technological example of the implementation of the proposed method, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of claims of the set of essential features of the formula.
Количественное соотношение компонентов предложенного аэрозолеобразующего пиротехнического состава, в пределах оптимизированных диапазонов, было рассчитано по математической модели планирования эксперимента и подтверждено результатами экспериментальной проверки функционирования опытных образцов зарядов по назначению, которые показали достижение улучшенных характеристик по эффективности пожаротушения в закрытых объемах за счет интенсификации выноса ингибиторов горения, создающих в очаге возгорания необходимую тушащую концентрацию.The quantitative ratio of the components of the proposed aerosol-forming pyrotechnic composition, within the optimized ranges, was calculated using a mathematical model of experimental design and confirmed by the results of experimental verification of the functioning of test samples of the purpose, which showed the achievement of improved performance in fire extinguishing in closed volumes due to the intensification of the removal of combustion inhibitors, creating in the outbreak of fire the necessary extinguishing concentrate walkie-talkie.
Пиротехнический огнетушащий состав, который приготавливается по предложенному способу, включает (мас. %):Pyrotechnic fire extinguishing composition, which is prepared by the proposed method, includes (wt.%):
причем 2,5-3,0 мас. % идитола введено в форме 50%-ного раствора в этиловом спирте, а 8,5-10,0 мас. % идитола - в виде порошка.with 2.5-3.0 wt. % iditol introduced in the form of a 50% aqueous solution in ethyl alcohol, and 8.5-10.0 wt. % iditol is in powder form.
Этот аэрозолеобразующий пиротехнический состав приготавливается на промышленном оборудовании по следующей технологической схеме последовательных операций смешивания компонентов в доверительном диапазоне их содержания, обеспечивающего заданные потребительские характеристики.This aerosol-forming pyrotechnic composition is prepared on industrial equipment according to the following flow diagram of the sequential operations of mixing the components in the confidence range of their content, providing the specified consumer characteristics.
Для приготовления пиротехнического состава по изобретению используют:For the preparation of the pyrotechnic composition according to the invention are used:
- нитрат калия по ГОСТ 19790-74 (химической формулы KNO3);- potassium nitrate according to GOST 19790-74 (chemical formula KNO 3 );
- фенолформальдегидную смолу (условной формулы С13Н12О2) марки СФ-0112А-50 (OCT В841467-77) в качестве горючего связующего;- phenol-formaldehyde resin (conditional formula C 13 H 12 O 2 ) of the brand SF-0112А-50 (OCT B841467-77) as a combustible binder;
- дициандиамид C2H4N4 технический по ГОСТ 6988-73, выполняющий функцию газообразователя, рабочего тела, транспортирующего генерируемые при горении ингибиторы горения.- dicyandiamide C 2 H 4 N 4 technical according to GOST 6988-73, performing the function of the gasifier, the working fluid transporting the combustion inhibitors generated during combustion.
Предварительно нитрат калия селективно отбирают с размером частиц 55±10 мкм и сушат до содержания влаги не более 0,08 мас. %, исключения ее флегматизирующего действие при окислении горючего, чтобы стабилизировать горение пиротехнического состава в аэрозольном генераторе.Pre-potassium nitrate is selectively selected with a particle size of 55 ± 10 μm and dried to a moisture content of not more than 0.08 wt. %, excluding its phlegmatizing effect during oxidation of the fuel in order to stabilize the burning of the pyrotechnic composition in the aerosol generator.
Дициандиамид отбирают с размером частиц 140±10 мкм при содержании влаги не более 0,7 мас. %. Увеличение (сравнительно с прототипом) содержания дициандиамида, при соответствующем уменьшении доли окислителя, ведет к снижению температуры в зоне химических реакций горения, что обеспечивает получение заданного объема транспортирующих газов. При этом уменьшена зона диффузионного горения иувеличивается доля конденсированной фазы азота в огнетушащем аэрозоле, повышая тем самым его тушащую способность.Dicyandiamide is selected with a particle size of 140 ± 10 μm with a moisture content of not more than 0.7 wt. % The increase (compared with the prototype) of the content of dicyandiamide, with a corresponding decrease in the proportion of oxidant, leads to a decrease in temperature in the zone of chemical combustion reactions, which ensures a given amount of transporting gases. At the same time, the diffusion burning zone is reduced and the fraction of the condensed phase of nitrogen in the fire extinguishing aerosol is increased, thereby increasing its extinguishing capacity.
Селективный отбор мелкодисперсного порошкового дициандиамида необходим для его равномерного распределения в составе при смешивании компонентов.Selective selection of fine powdered dicyandiamide is necessary for its uniform distribution in the composition when mixing the components.
Измельченную и просеянную навеску фенолформальдегидной смолы, содержащей влагу 1,5-2,0 мас. %, засыпают в смеситель с этиловым спиртом, при равном соотношении масс и перемешивают со скоростью 80-85 оборотов в минуту при температуре 40-60°С в течение часа-полутора до получения однородной массы.Crushed and sieved hinge phenol-formaldehyde resin, containing 1.5-2.0 wt. %, fall asleep in a mixer with ethyl alcohol, with an equal mass ratio and stirred at a speed of 80-85 revolutions per minute at a temperature of 40-60 ° C for an hour and a half to obtain a homogeneous mass.
Соотношение компонентов состава для смешивания выбирают согласно заявленным диапазонам их содержания (мас. %): 63±2 нитрата калия, 2,75±0,25 идитола в форме 50%-ного раствора фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте и 9,25±0,75 в виде порошка фенолформальдегидной смолы, всего 12±1 идитола, и 25±1 дициандиамида.The ratio of the components of the composition for mixing is chosen according to the stated ranges of their content (wt.%): 63 ± 2 potassium nitrate, 2.75 ± 0.25 iditol in the form of a 50% aqueous solution of phenol-formaldehyde resin in ethanol and 9.25 ± 0, 75 in the form of phenol-formaldehyde resin powder, a total of 12 ± 1 iditol, and 25 ± 1 dicyandiamide.
Навеску нитрата калия засыпают в приготовленный в смесителе спиртовой раствор идитола в виде липкого лака и перемешивают в течение 5-7 минут, обеспечив равномерное их распределение, при максимальном контакте активных компонентов термической основы в форме автономных кластеров.A portion of potassium nitrate is poured into the iditol alcohol solution prepared in the mixer in the form of a sticky varnish and stirred for 5-7 minutes, ensuring their uniform distribution, with maximum contact of the active components of the thermal base in the form of autonomous clusters.
После этого в смеситель добавляют порошки фенолформальдегидной смолы и дициандиамида, которые перемешивают в течение 10-15 минут, формируя конгломераты с покрытием из горючего и газообразователя, налипших на поверхности кластеров термической основы в непосредственном примыкании по развитой поверхности химического взаимодействия при горении, которые характеризуются хорошей воспламеняемостью и стабильным горением.After that, phenol-formaldehyde resin and dicyandiamide powders are added to the mixer, which are mixed for 10-15 minutes to form conglomerates with a coating of fuel and a gas-forming agent adhering to the surface of the thermal base clusters in direct contact with the developed surface of chemical interaction during combustion, which are characterized by good flammability and stable burning.
Приготовленную смесь далее гранулируют протиранием в смесителе через сетку с ячеями 1-2 мм.The prepared mixture is then granulated by rubbing in a mixer through a grid with 1-2 mm cells.
Затем гранулированный материал раскладывают на перфорированных лотках слоем 2-3 см для провяливания, совмещенного с сушкой при температуре 30-45°С, удаляя спирт. При этом контролируют содержание в составе летучих и влаги не более 0,6 мас. %. Процесс сушки гранулированного материала длится 2-3 часа.Then the granular material is laid out on perforated trays with a layer of 2-3 cm for wilting combined with drying at a temperature of 30-45 ° C, removing alcohol. At the same time control the content in the composition of volatile and moisture not more than 0.6 wt. % The process of drying granulated material lasts 2-3 hours.
Из приготовленного пиротехнического материала объемным дозированием формируют мерные полуфабрикаты под прессование зарядов для аэрозольных генераторов.From the prepared pyrotechnic material volumetric dosing form dimensional semi-finished products for pressing charges for aerosol generators.
Технические результаты сравнительных огневых испытаний по аэрозолеобразованию при горении зарядов для генераторов, выполненных из пиротехнических составов, приготовленных по способам прототипа и предложенному, приведены в таблице.Technical results of comparative fire tests for aerosol formation during combustion of charges for generators, made of pyrotechnic compositions prepared according to the methods of the prototype and proposed, are shown in the table.
Стендовые и макетные испытания приготовленных аэрозолеобразующих пиротехнических составов для объемного тушения пожаров по предложенному изобретению фактически подтвердили достижение повышенных показателей назначения.Bench and design tests of the prepared aerosol-forming pyrotechnic compositions for volumetric extinguishing of fires according to the proposed invention actually confirmed the achievement of increased performance indicators.
Предложенный способ приготовления более технологичных огнетушащих составов, сравнительно с прототипом, характеризуется сокращением продолжительности производственного цикла безопасного изготовления пиротехнического состава, генерирующего при горении аэрозоль повышенной эффективности пожаротушения, с минимальным содержанием вредных веществ, что позволяет рекомендовать его для практической реализации в техпроцессе по выпуску пиротехнических зарядов для аэрозольных генераторов.The proposed method of preparing more sophisticated fire extinguishing compositions, compared with the prototype, is characterized by a reduction in the duration of the production cycle of safe manufacture of a pyrotechnic composition that generates an aerosol of enhanced fire extinguishing efficiency with a minimum content of harmful substances during combustion, which allows us to recommend it for practical implementation in the process of producing pyrotechnic charges for aerosol generators.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по огнетушащим материалам, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления аэрозолеобразующего пиротехнического состава на действующем в отрасли оборудовании, можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow to a specialist in fire extinguishing materials, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of aerosol-forming pyrotechnic composition on existing equipment in the industry, we can conclude on compliance with the conditions of patentability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129930A RU2686926C1 (en) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129930A RU2686926C1 (en) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686926C1 true RU2686926C1 (en) | 2019-05-06 |
Family
ID=66430654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129930A RU2686926C1 (en) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686926C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788085C1 (en) * | 2022-04-04 | 2023-01-16 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Aerosol-forming composition for fire extinguishing |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1772920A1 (en) * | 1985-03-04 | 1996-11-20 | Специальное конструкторское технологическое бюро "Технолог" Ленинградского технологического института им.Ленсовета | Composition for fire suppression of large volumes of combustible liquids and gases |
| RU2153376C1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-07-27 | Емельянов Валерий Нилович | Method of preparing pyrotechnical aerosol-forming fire-extinguishing compositions |
| US20090301738A1 (en) * | 2006-05-04 | 2009-12-10 | Gross Marc V | Portable fire extinguishing apparatus and method |
| RU2392993C1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-06-27 | ФГУП "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Pyrotechnic aerosol-forming compound |
| US20160346577A1 (en) * | 2013-12-27 | 2016-12-01 | Fireaway Inc. | Aerosol fire extinguishing device for installation on moving object, and aerosol fire extinguishing agent for use in same |
-
2018
- 2018-08-16 RU RU2018129930A patent/RU2686926C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1772920A1 (en) * | 1985-03-04 | 1996-11-20 | Специальное конструкторское технологическое бюро "Технолог" Ленинградского технологического института им.Ленсовета | Composition for fire suppression of large volumes of combustible liquids and gases |
| RU2153376C1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-07-27 | Емельянов Валерий Нилович | Method of preparing pyrotechnical aerosol-forming fire-extinguishing compositions |
| US20090301738A1 (en) * | 2006-05-04 | 2009-12-10 | Gross Marc V | Portable fire extinguishing apparatus and method |
| RU2392993C1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-06-27 | ФГУП "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Pyrotechnic aerosol-forming compound |
| US20160346577A1 (en) * | 2013-12-27 | 2016-12-01 | Fireaway Inc. | Aerosol fire extinguishing device for installation on moving object, and aerosol fire extinguishing agent for use in same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788085C1 (en) * | 2022-04-04 | 2023-01-16 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Aerosol-forming composition for fire extinguishing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU96108059A (en) | AEROSOL-FORMING COMPOSITION FOR FIRE FIGHTING AND THE METHOD OF ITS PRODUCTION | |
| JP5356605B2 (en) | Novel aging resistant aerosol propellant and method for producing the same | |
| JP6480023B2 (en) | Fire extinguisher composition | |
| Zhang et al. | Hot aerosol fire extinguishing agents and the associated technologies: a review | |
| CN101279867A (en) | Non-sulphur firecracker components and preparation thereof | |
| CN105169614A (en) | Aerosol extinguishant for handheld fire extinguisher and preparation method of aerosol extinguishant | |
| CN104725167B (en) | A kind of preparation method for press-fiting aluminum composition | |
| US10654761B2 (en) | Pyrotechnics containing oleoresin | |
| RU2686926C1 (en) | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing | |
| RU2686927C1 (en) | Granulated pyrotechnic composition for volumetric fire extinguishing | |
| RU2350590C1 (en) | Pyrotechnical smoke-forming composition | |
| RU2392993C1 (en) | Pyrotechnic aerosol-forming compound | |
| CN107497089B (en) | A kind of compound type aerosol extinguishing agent and preparation method thereof | |
| CN107694001B (en) | A kind of hot-gas sol fire extinguishing agent and preparation method thereof | |
| RU2618271C1 (en) | Extinguishing pyrotechnic composition | |
| RU2813527C1 (en) | Pyrotechnical fire extinguishing composition | |
| CN114984504A (en) | Aerosol extinguishing agent for power distribution cabinet and preparation method thereof | |
| CN114768164A (en) | Safe and efficient aerosol fire extinguishing agent and preparation method thereof | |
| RU2484075C2 (en) | Method to manufacture pyrotechnical charges | |
| RU2812885C1 (en) | Aerosol forming fire extinguishing composition | |
| RU2788085C1 (en) | Aerosol-forming composition for fire extinguishing | |
| RU2812442C1 (en) | Aerosol-forming pyrotechnic composition for fire smothering | |
| RU2153376C1 (en) | Method of preparing pyrotechnical aerosol-forming fire-extinguishing compositions | |
| CN112190865A (en) | Low-temperature S-type fire extinguishing agent and preparation method thereof | |
| RU2618261C1 (en) | Aerosole-forming pyrotechnical composition for fire extinguishing |