RU2788085C1 - Aerosol-forming composition for fire extinguishing - Google Patents
Aerosol-forming composition for fire extinguishing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788085C1 RU2788085C1 RU2022108974A RU2022108974A RU2788085C1 RU 2788085 C1 RU2788085 C1 RU 2788085C1 RU 2022108974 A RU2022108974 A RU 2022108974A RU 2022108974 A RU2022108974 A RU 2022108974A RU 2788085 C1 RU2788085 C1 RU 2788085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- aerosol
- fire extinguishing
- iditol
- extinguishing
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 86
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N 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 19
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N cyanoguanidine Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N Thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N monochloramine Chemical compound ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 22
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 13
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 4
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 GOST R 53949 Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 102200101057 FAH F62C Human genes 0.000 description 1
- WCROAJCMVMVXBC-UHFFFAOYSA-N NC(=S)N.[Cl-].[NH4+] Chemical compound NC(=S)N.[Cl-].[NH4+] WCROAJCMVMVXBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 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
- 230000036961 partial Effects 0.000 description 1
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 1
- 231100000402 unacceptable toxicity Toxicity 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к химическим средствам тушения пожаров, а более конкретно, к средствам для объемного тушения пожаров, огнегасительный состав которых при горении генерирует газоаэрозолеобразующие химически активные вещества, ингибиторы горения и может быть использовано для подавления очагов возгорания в замкнутом объеме.The invention relates to chemical fire extinguishing agents, and more specifically, to volumetric fire extinguishing agents, the extinguishing composition of which, during combustion, generates gas-aerosol-forming chemically active substances, combustion inhibitors and can be used to suppress fires in a closed volume.
Уровень данной области техники характеризует пиротехнический аэрозолеобразующий состав для объемного пожаротушения, описанный в изобретении по патенту RU 2153376, F62C 1/00, A62D1/06, 2000 г., который включает окислитель - нитрат калия, идитол (фенолформальдегидная смола) в качестве горючего связующего и газообразующий дициандиамид, причем идитол предварительно обработан этиловым спиртом в массовом соотношении 60:40 (1:0,7), с образованием спиртового лака, в котором легко и равномерно распределяются смешиваемые компоненты состава, после чего перед прессованием из него зарядов состав высушивается до нормативного содержания летучих компонентов.The level of this technical field characterizes a pyrotechnic aerosol-forming composition for volumetric fire extinguishing, described in the invention according to patent RU 2153376, F62C 1/00, A62D1/06, 2000, which includes an oxidizing agent - potassium nitrate, iditol (phenol-formaldehyde resin) as a combustible binder and gas-forming dicyandiamide, and iditol is pre-treated with ethyl alcohol in a mass ratio of 60:40 (1:0.7), with the formation of an alcohol varnish, in which the mixed components of the composition are easily and evenly distributed, after which, before pressing charges from it, the composition is dried to the standard content volatile components.
Указанные компоненты состава содержатся в следующем соотношении, мас. %:These components of the composition are contained in the following ratio, wt. %:
Недостатком описанного состава является ограничение по использованию в закрытых, непроветриваемых помещениях из-за высокой концентрации токсичных веществ в генерируемой газоаэрозольной смеси, образующейся в результате неполного сгорания компонентов, содержание которых в составе не оптимизировано по кислородному балансу. При отрицательном кислородном балансе в газоаэрозольных продуктах горения содержится много токсичных веществ - СО, NH3 и HCN, что небезопасно для людей, находящихся в защищаемых помещениях.The disadvantage of the described composition is the restriction on use in closed, unventilated areas due to the high concentration of toxic substances in the generated gas-aerosol mixture resulting from incomplete combustion of components whose content in the composition is not optimized for oxygen balance. With a negative oxygen balance, the gas and aerosol products of combustion contain many toxic substances - CO, NH 3 and HCN, which is unsafe for people in protected areas.
Кроме того, в составе содержание дициандиамида ограничено узким диапазоном, который затрудняет в промышленной технологии оптимизацию необходимого кислородного баланса и содержание конденсированной фазы в огнетушащем аэрозоле, в результате чего в продуктах горения состава из-за неполного окисления наблюдается повышенное содержание угарного газа.In addition, the content of dicyandiamide in the composition is limited to a narrow range, which makes it difficult in industrial technology to optimize the required oxygen balance and the content of the condensed phase in the fire extinguishing aerosol, as a result of which an increased content of carbon monoxide is observed in the combustion products of the composition due to incomplete oxidation.
Спиртовой лак на основе горючего связующего формирует композицию аэрозолеобразующего состава в виде конгломерата, который недостаточно сыпуч для объемного дозирования и, будучи вязкотекучим, неудовлетворительно прессуется в заряды, что затрудняет переработку состава в изделия.An alcohol-based varnish based on a combustible binder forms a composition of an aerosol-forming composition in the form of a conglomerate, which is not loose enough for volumetric dosing and, being viscous, is unsatisfactorily pressed into charges, which makes it difficult to process the composition into products.
Известен пиротехнический аэрозолеобразующий состав для объемного тушения пожаров (патент RU 2392993 С1, A62D1/06, 2010г.), включающий нитрат калия - окислитель, горючее связующее - идитол, предварительно обработанный этиловым спиртом, и газогенерирующее вещество - дициандиамид, которые содержатся в следующем соотношении, мас.% :A pyrotechnic aerosol-forming composition for volumetric fire extinguishing is known (patent RU 2392993 C1, A62D1/06, 2010), including potassium nitrate - an oxidizing agent, a combustible binder - iditol, pre-treated with ethyl alcohol, and a gas-generating substance - dicyandiamide, which are contained in the following ratio, wt.% :
Для полноты плотного контакта порошкообразных компонентов состава с горючим связующим, идитол предварительно обрабатывают этиловым спиртом, формируя 25%-ный раствор идитола в спирте - технологичный материал, обеспечивающий при смешивании прочные адгезионные связи липкой поверхности со структурными компонентами состава.To complete the tight contact of the powdered components of the composition with a combustible binder, iditol is pre-treated with ethyl alcohol, forming a 25% solution of iditol in alcohol - a technological material that, when mixed, provides strong adhesive bonds between the sticky surface and the structural components of the composition.
Известный состав для тушения пожаров характеризуется хорошей сыпучестью при объемном дозировании зарядов, эффективным действием по назначению в замкнутых объемах, при допустимой концентрации вредных выбросов генерируемого при горении тушащего аэрозоля.The known composition for extinguishing fires is characterized by good flowability with volumetric dosing of charges, effective action for its intended purpose in closed volumes, with an acceptable concentration of harmful emissions generated during combustion of the extinguishing aerosol.
К недостаткам описанного состава следует отнести низкую продуктивность генерирования в рабочем аэрозоле ингибиторов горения из-за выгорания компонентов при избытке окислителя, в совокупности с замедленным выносом ингибиторов горения в очаг возгорания, особенно при содержании газообразующего дициандиамида на нижнем пределе диапазона, что снижает эффективность пожаротушения.The disadvantages of the described composition include the low productivity of generation of flame retardants in the working aerosol due to the burnout of components with an excess of oxidizer, in combination with the slow removal of flame retardants to the fire, especially when the content of gas-forming dicyandiamide is at the lower limit of the range, which reduces the efficiency of fire extinguishing.
Более совершенным является гранулированный пиротехнический состав для объемного тушения пожаров по патенту RU 2686927 С1, A62D 1/06, 2018 г который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) предложенному составу.More perfect is a granular pyrotechnic composition for volumetric fire extinguishing according to patent RU 2686927 C1, A62D 1/06, 2018, which, according to the technical essence and the number of matching features, is selected as the closest analogue (prototype) to the proposed composition.
Известный состав содержит окислитель - нитрат калия, горючее связующее идитол и газообразующий дициандиамид. При этом состав содержит идитол, вводимый в виде 50%-ного раствора в этиловом спирте в количестве 2,5-3,0 мас. % и в виде порошка в количестве 8,5-10,0 мас. %, в соотношении 1:3 соответственно, в пересчете на сухое вещество, при соотношении компонентов, мас. %:The known composition contains an oxidizing agent - potassium nitrate, a combustible binder iditol and a gas-forming dicyandiamide. The composition contains iditol, introduced in the form of a 50% solution in ethanol in the amount of 2.5-3.0 wt. % and in the form of a powder in the amount of 8.5-10.0 wt. %, in a ratio of 1:3, respectively, in terms of dry matter, at a ratio of components, wt. %:
Оптимизация массового соотношения компонентов известного состава, соответствует нулевому кислородному балансу, при котором обеспечивается полное окисление продуктов горения и практически отсутствуют вредные вещества в генерируемом при горении аэрозоле.Optimization of the mass ratio of components of a known composition corresponds to a zero oxygen balance, which ensures complete oxidation of combustion products and practically no harmful substances in the aerosol generated during combustion.
Недостатком состава является несбалансированность массового соотношения компонентов термической основы во всем диапазоне их содержания, в результате чего, при относительно малых скоростях горения и удельном выходе тушащего аэрозоля, достигается низкая эффективность объемного пожаротушения вследствие продолжительности времени достижения требуемой концентрации ингибиторов горения в защищаемом объекте, что приводит к неудовлетворительному диспергированию ингибиторов горения, содержащихся в продуктах горения.The disadvantage of the composition is the imbalance in the mass ratio of the components of the thermal base in the entire range of their content, as a result of which, at relatively low burning rates and the specific yield of extinguishing aerosol, a low efficiency of volumetric fire extinguishing is achieved due to the length of time to reach the required concentration of flame retardants in the protected object, which leads to unsatisfactory dispersion of flame retardants contained in combustion products.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности объемного пожаротушения аэрозолем, генерируемым предложенным пиротехническим составом во всем диапазоне массового содержания компонентов, в оптимизированном их соотношении.The technical problem to be solved by the present invention is to increase the efficiency of volumetric fire extinguishing with an aerosol generated by the proposed pyrotechnic composition in the entire range of the mass content of the components, in their optimized ratio.
Требуемый технический результат достигается тем, что аэрозолеобразующий состав для тушения пожаров, включающий окислитель - нитрат калия, горючее - связующее - идитол, вводимый в форме порошка и в виде спиртового раствора в соотношении 3,5:1, и не обязательно дициандиамид, согласно изобретению, дополнительно содержит смесь хлорида аммония с тиомочевиной, а компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:The required technical result is achieved by the fact that an aerosol-forming composition for extinguishing fires, including an oxidizing agent - potassium nitrate, a fuel - a binder - iditol, introduced in the form of a powder and in the form of an alcohol solution in a ratio of 3.5: 1, and optionally dicyandiamide, according to the invention, additionally contains a mixture of ammonium chloride with thiourea, and the components are contained in the following ratio, wt.%:
Другой особенностью предложенного состава является то, он содержит идитол в форме порошка в количестве 7-9 мае. % и в виде 60 % -ного спиртового раствора в количестве 2-3 мае % в пересчете на сухое вещество. Использование идитола в форме спиртового раствора, улучшает технологичность перемешивания сухих компонентов и прочность их сцепления при формовании зарядов. Также этим достигается заметное сокращение времени сушки состава по изобретению.Another feature of the proposed composition is that it contains iditol in powder form in the amount of May 7-9. % and in the form of a 60% alcohol solution in the amount of 2-3 May % in terms of dry matter. The use of iditol in the form of an alcohol solution improves the processability of mixing dry components and the strength of their adhesion during the formation of charges. This also achieves a marked reduction in the drying time of the composition according to the invention.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили функциональное быстродействие за счет увеличения выхода генерируемого пожаротушащего аэрозоля, при снижении температуры горения состава, что существенно важно для эффективности действия по назначению.Distinctive features of the proposed technical solution ensured functional speed by increasing the output of the generated fire-extinguishing aerosol, while reducing the combustion temperature of the composition, which is essential for the effectiveness of the intended action.
Нитрат калия в предложенном составе несет функцию окислителя, обеспечивает скорость горения состава, продукты его разложения являются ингибиторами горения и составной частью огнетушащего аэрозоля, способствует более интенсивному диспергированию образующихся шлаков и выносу их из генератора вместе с аэрозолем.Potassium nitrate in the proposed composition performs the function of an oxidizing agent, ensures the burning rate of the composition, its decomposition products are flame retardants and an integral part of the fire extinguishing aerosol, contributes to more intensive dispersion of the formed slags and their removal from the generator along with the aerosol.
При содержании в аэрозолеобразующем составе для тушения пожаров нитрата калия меньше 70 мас. % происходит неполное сгорание горючих веществ из-за отрицательного кислородного баланса, ограничивая целевое использование, снижается скорость горения, и в результате медленно нарастает концентрация ингибиторов горения в защищаемом объеме, то есть эффективность пожаротушения не удовлетворяет заданным требованиям.When the content in the aerosol-forming composition for extinguishing fires of potassium nitrate is less than 70 wt. %, incomplete combustion of combustible substances occurs due to a negative oxygen balance, limiting the intended use, the burning rate decreases, and as a result, the concentration of flame retardants in the protected volume slowly increases, that is, the fire extinguishing efficiency does not meet the specified requirements.
При содержании в аэрозолеобразующем составе нитрата калия больше 75 мас. % в огнетушащих продуктах горения появляется избыточный кислород, который поддерживает горение в очаге возгорания, увеличивая тем самым время его подавления.When the content in the aerosol-forming composition of potassium nitrate is more than 75 wt. %, excess oxygen appears in the fire extinguishing products of combustion, which supports combustion in the source of ignition, thereby increasing the time of its suppression.
Использование в аэрозолеобразующем составе идитола, в качестве горючего связующего в термической основе, обусловлено тем, что его взаимодействие с нитратом калия происходит при сравнительно низких температурах, происходит мгновенная реакция, с образованием значительного количества газообразных продуктов сгорания.The use of iditol in an aerosol-forming composition as a combustible binder in a thermal base is due to the fact that its interaction with potassium nitrate occurs at relatively low temperatures, an instantaneous reaction occurs, with the formation of a significant amount of gaseous combustion products.
При содержании в аэрозолеобразующем составе идитола меньше 9 мас. % снижается скорость горения, сопровождающаяся неполным разложением нитрата калия, в результате чего теплотворная способность недостаточна для эффективного выхода дисперсной фазы в пожаротушащий аэрозоль.When the content in the aerosol-forming composition of iditol is less than 9 wt. %, the combustion rate decreases, accompanied by incomplete decomposition of potassium nitrate, as a result of which the calorific value is insufficient for the effective release of the dispersed phase into a fire extinguishing aerosol.
Содержание в составе идитола больше 12 мас. % является избыточным, при этом происходит неполное горение состава с известными отрицательными последствиями пожаротушения в замкнутых объемах.The content in the composition of iditol is more than 12 wt. % is excessive, while incomplete combustion of the composition occurs with known negative consequences of fire extinguishing in confined spaces.
Функция дициандиамида в предложенным аэрозолеобразующем составе заключается в диспергировании ингибиторов горения конденсированных систем, образующихся при горении пиротехнического состава.The function of dicyandiamide in the proposed aerosol-forming composition is to disperse the combustion inhibitors of condensed systems formed during the combustion of the pyrotechnic composition.
Однако содержание в составе дициандиамида больше 12 мас.% образуется повышенное количество цианистых соединений в газообразных продуктах горения, что ограничивает применение его по назначению для объемного пожаротушения в замкнутых помещениях из-за неприемлемой токсичности тушащей смеси.However, the content in the composition of dicyandiamide is more than 12 wt.%, an increased amount of cyanide compounds is formed in the gaseous combustion products, which limits its intended use for volumetric fire extinguishing in enclosed spaces due to the unacceptable toxicity of the extinguishing mixture.
Дополнительное введение в пожаротушащий состав смеси хлорида аммония с тиомочевиной позволяет значительно сократить содержание газообразующего дициандиамида в составе, по сравнению с прототипом, или вовсе исключить его, который опасен в применении по основному назначению.The additional introduction of a mixture of ammonium chloride with thiourea into the fire-extinguishing composition can significantly reduce the content of gas-forming dicyandiamide in the composition, compared with the prototype, or completely eliminate it, which is dangerous in its main purpose.
С использованием гомогенной системы хлорид аммония - тиомочевина в равном соотношении, в сочетании с малым количеством дициандиамида, достигнуто оптимальное диспергирование продуктов сгорания в получаемом аэрозоле. Указанные компоненты обладают высокой реакционной способностью, которая повышает воспламеняемость заряда, при горении выделяют большое количество газов, выполняющих функции рабочего элемента для генерируемой дисперсной фазы ингибиторов горения.Using a homogeneous system of ammonium chloride - thiourea in equal proportions, in combination with a small amount of dicyandiamide, optimal dispersion of combustion products in the resulting aerosol was achieved. These components have a high reactivity, which increases the flammability of the charge, during combustion they release a large amount of gases that act as a working element for the generated dispersed phase of flame retardants.
Смесь хлорида аммония с тиомочевиной применяется в качестве горючего-газообразователя и разрыхлителя шлаков, что обеспечивает наиболее полный выход аэрозоля в защищаемый объем, содержит азот, следовательно служит в качестве активного пламягасителя. Тиомочевина дополнительно за счет наличия серы ускоряет разложение окислителя.A mixture of ammonium chloride with thiourea is used as a fuel-gasifier and slag disintegrator, which ensures the most complete release of aerosol into the protected volume, contains nitrogen, and therefore serves as an active flame arrester. Thiourea additionally accelerates the decomposition of the oxidizing agent due to the presence of sulfur.
Суммарное содержание в аэрозолеобразующем составе горючих-газообразователей хлорида аммония с тиомочевинной в равном соотношении менее чем по 5 мас.% каждого, является малоэффективным и недостаточным для полного выноса генерируемой тушащей смеси, при этом не исключается пламенное горение, снижая тем самым интенсивность выброса аэрозоля. Увеличение содержания в составе смеси хлорида аммония с тиомочевиной более чем по 11 мас.% каждого является балластным, при этом содержание вредных составляющих ингибиторов горения, в частности аммиака и серы может превысить предельно допустимую концентрацию в закрытом помещении в процессе газоаэрозолеобразования.The total content in the aerosol-forming composition of combustible gas-forming agents of ammonium chloride with thiourea in an equal ratio of less than 5 wt.% each is ineffective and insufficient for the complete removal of the generated extinguishing mixture, while flame combustion is not excluded, thereby reducing the intensity of aerosol release. The increase in the content in the mixture of ammonium chloride with thiourea by more than 11 wt.% each is ballast, while the content of harmful components of flame retardants, in particular ammonia and sulfur, can exceed the maximum permissible concentration in an enclosed space in the process of gas aerosol formation.
Предварительная частичная обработка идитола спиртом выбранной концентрации обеспечивает поверхностное растворение горючего связующего для повышения адгезионных связей со структурными компонентами состава, который лучше прессуется в заряды.Preliminary partial treatment of iditol with alcohol of a selected concentration provides surface dissolution of the combustible binder to increase adhesive bonds with the structural components of the composition, which is better pressed into charges.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является необходимой и достаточной для достижения новизны заявляемого аэрозолеобразующего состава для тушения пожаров.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination is necessary and sufficient to achieve the novelty of the proposed aerosol-forming composition for extinguishing fires.
Сущность изобретения иллюстрируется технологическим режимом изготовления пиротехнического состава для аэрозольного пожаротушения.The essence of the invention is illustrated by the technological mode of manufacturing a pyrotechnic composition for aerosol fire extinguishing.
Состав по изобретению приготавливается на имеющемся в пиротехническом производстве стандартном оборудовании.The composition according to the invention is prepared on standard equipment available in the pyrotechnic industry.
Для приготовления аэрозольного состава по изобретению используют следующие компоненты:For the preparation of the aerosol composition according to the invention, the following components are used:
- нитрат калия, ГОСТ Р 53949, химическая формула KNO3;- potassium nitrate, GOST R 53949, chemical formula KNO 3 ;
- идитол (фенолформальдегидная смола марки СФ-0112А), ГОСТ 18694, химическая формула С^Н^Ог;- iditol (phenol-formaldehyde resin grade SF-0112A), GOST 18694, chemical formula C^H^Og;
- дициандиамид технический, ГОСТ 6988, химическая формула C2H4N4;- technical dicyandiamide, GOST 6988, chemical formula C 2 H 4 N 4 ;
- хлорид аммония, ГОСТ 3773, химическая формула NH4CI;- ammonium chloride, GOST 3773, chemical formula NH 4 CI;
- тиомочевина, ГОСТ 6344, химическая формула CH4N2S;- thiourea, GOST 6344, chemical formula CH 4 N 2 S;
Мерную навеску идитола в количестве 2-3 мас.% предварительно измельчают и обрабатывают в течение 7-10 минут в лопастном смесителе орошением изоприловым спиртом в количестве 3-4 мас.%, получая лаковую смесь, при этом поверхность частиц горючего связующего приобретает дополнительную липкость к остальным компонентам состава при смешивании.A measured weight of iditol in an amount of 2-3 wt.% is preliminarily crushed and processed for 7-10 minutes in a paddle mixer by irrigation with isopril alcohol in an amount of 3-4 wt.%, obtaining a varnish mixture, while the surface of the combustible binder particles acquires additional stickiness to other components of the composition when mixed.
Соотношение компонентов состава для смешивания выбирают согласно заявленным диапазонам их содержания.The ratio of the components of the composition for mixing is chosen according to the declared ranges of their content.
Режим приготовления состава:Composition preparation mode:
1. Нитрат калия технологически подготавливают к загрузке в смеситель с размером частиц 55±10 мкм и с содержанием влаги не более 0,08 мас.% для исключения ее флегматизирующего действия при окислении горючего, с целью стабилизации горения пиротехнического состава;1. Potassium nitrate is technologically prepared for loading into a mixer with a particle size of 55 ± 10 μm and with a moisture content of not more than 0.08 wt.% to exclude its phlegmatizing effect during fuel oxidation, in order to stabilize the combustion of the pyrotechnic composition;
2. Засыпают в смеситель нитрат калия, дициандиамид, с размером частиц 140±20 мкм, идитол, хлорид аммония с тиомочевинной, перемешивают при температуре 40-60°С в течение 10-12 минут;2. Potassium nitrate, dicyandiamide, with a particle size of 140 ± 20 μm, iditol, ammonium chloride with thiourea are poured into the mixer, stirred at a temperature of 40-60 ° C for 10-12 minutes;
3. Добавляют спиртовой раствор идитола в виде липкого лака и перемешивают в течение 10-12 минут, формируя конгломераты с покрытием из горючего и газообразователя, налипших на комках термической основы;3. Add an alcohol solution of iditol in the form of a sticky varnish and mix for 10-12 minutes, forming conglomerates coated with fuel and blowing agent adhering to lumps of the thermal base;
4. Приготовленную смесь гранулируют протиранием через сетку 3,2×0,5 мм;4. The prepared mixture is granulated by rubbing through a 3.2×0.5 mm mesh;
5. Гранулированный состав отправляют на сушку слоем 1-2 см в течение 10-12 часов при температуре 35-45°С, достигая при этом содержание летучих компонентов и влаги не более 0,35%;5. The granulated composition is sent for drying with a layer of 1-2 cm for 10-12 hours at a temperature of 35-45°C, while reaching the content of volatile components and moisture of not more than 0.35%;
6. Повторное гранулирование состава через сетку 3,2×0,5 мм с последующим формированием функциональных зарядов.6. Re-granulation of the composition through a grid of 3.2×0.5 mm, followed by the formation of functional charges.
Количественное соотношение компонентов предложенного пожаротушащего пиротехнического состава рассчитано по математической модели планирования эксперимента и подтверждено результатами экспериментальной проверки функционирования опытных образцов зарядов, которые показали достижение улучшенных характеристик по максимальному выходу функционального аэрозоля при горении состава и быстродействию подавления очагов возгорания в замкнутых объемах.The quantitative ratio of the components of the proposed fire-extinguishing pyrotechnic composition was calculated using a mathematical model for planning an experiment and confirmed by the results of an experimental verification of the functioning of prototype charges, which showed the achievement of improved characteristics in terms of the maximum output of a functional aerosol during combustion of the composition and the speed of suppressing fires in closed volumes.
Были испытаны составы с различным сочетанием массового содержания компонентов: в пределах границ предложенных диапазонов и на границах, определяя показатели назначения, скорость горения, огнетушащую концентрацию генерируемой газоаэрозольной смеси и количество в ней дисперсной фазы.Compositions with different combinations of the mass content of components were tested: within the boundaries of the proposed ranges and at the boundaries, determining the destination indicators, burning rate, fire extinguishing concentration of the generated gas-aerosol mixture and the amount of the dispersed phase in it.
Таблица аэрозолеобразующих составов по изобретениюTable of aerosol formulations according to the invention
Уплотненные прессованием составов заряды подвергли огневым испытаниям, в ходе которых генерировалась тушащая газоаэрозольная смесь, основные технические характеристики которой определялись по результатам испытаний.The charges compacted by pressing the compositions were subjected to fire tests, during which an extinguishing gas-aerosol mixture was generated, the main technical characteristics of which were determined by the test results.
Количество дисперсной фазы предложенной смеси составила 71% от массы составов, что на 7% выше, чем у прототипа, при сопоставимой их огнетушащей концентрации.The amount of the dispersed phase of the proposed mixture was 71% by weight of the compositions, which is 7% higher than that of the prototype, with a comparable fire extinguishing concentration.
Предложенный аэрозолеобразующий состав для тушения пожаров образует гасящую концентрацию ингибиторов горения достаточную для эффективного подавления очагов возгорания, не генерируя при этом вредных и токсичных веществ, поэтому пригоден для подавления очагов возгорания в замкнутом объеме.The proposed aerosol-forming composition for extinguishing fires forms an extinguishing concentration of flame retardants sufficient to effectively suppress fires without generating harmful and toxic substances, therefore it is suitable for suppressing fires in a closed volume.
Положительные результаты испытаний высокоэффективного и технологичного пиротехнического состава для аэрозолеобразующих пожаротушащих зарядов позволяют рекомендовать его для серийного производства.Positive test results of a highly efficient and technologically advanced pyrotechnic composition for aerosol-forming fire-extinguishing charges allow us to recommend it for mass production.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788085C1 true RU2788085C1 (en) | 2023-01-16 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230726C2 (en) * | 2002-07-24 | 2004-06-20 | Институт проблем химической физики РАН | Aerosol generation pyrotechnic composition for systems performing volumetric fire-extinguishing |
| RU2392993C1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-06-27 | ФГУП "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Pyrotechnic aerosol-forming compound |
| RU2686927C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-05-06 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Granulated pyrotechnic composition for volumetric fire extinguishing |
| RU2686926C1 (en) * | 2018-08-16 | 2019-05-06 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing |
| EP3858444A1 (en) * | 2019-06-19 | 2021-08-04 | Celanova Limited | Aerosol-forming composition for fire suppression |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230726C2 (en) * | 2002-07-24 | 2004-06-20 | Институт проблем химической физики РАН | Aerosol generation pyrotechnic composition for systems performing volumetric fire-extinguishing |
| RU2392993C1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-06-27 | ФГУП "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Pyrotechnic aerosol-forming compound |
| RU2686927C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-05-06 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Granulated pyrotechnic composition for volumetric fire extinguishing |
| RU2686926C1 (en) * | 2018-08-16 | 2019-05-06 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing |
| EP3858444A1 (en) * | 2019-06-19 | 2021-08-04 | Celanova Limited | Aerosol-forming composition for fire suppression |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5356605B2 (en) | Novel aging resistant aerosol propellant and method for producing the same | |
| CN105169614A (en) | Aerosol extinguishant for handheld fire extinguisher and preparation method of aerosol extinguishant | |
| RU2788085C1 (en) | Aerosol-forming composition for fire extinguishing | |
| US20020137875A1 (en) | Fire suppressing gas generator composition | |
| RU2392993C1 (en) | Pyrotechnic aerosol-forming compound | |
| RU2369591C1 (en) | Aerosol-forming pyrotechnic composition | |
| RU2350590C1 (en) | Pyrotechnical smoke-forming composition | |
| RU2812885C1 (en) | Aerosol forming fire extinguishing composition | |
| RU2686927C1 (en) | Granulated pyrotechnic composition for volumetric fire extinguishing | |
| RU2618271C1 (en) | Extinguishing pyrotechnic composition | |
| RU2350589C1 (en) | Pyrotechnical smoke-forming composition | |
| RU2369590C1 (en) | Pyrotechnic composition of colour smoke | |
| RU2812442C1 (en) | Aerosol-forming pyrotechnic composition for fire smothering | |
| RU2494781C2 (en) | Pyrotechnic aerosol-forming composition | |
| RU2150310C1 (en) | Aerosol-forming composition for three-dimensional extinguishing of fires | |
| RU2813527C1 (en) | Pyrotechnical fire extinguishing composition | |
| RU2618261C1 (en) | Aerosole-forming pyrotechnical composition for fire extinguishing | |
| RU2686926C1 (en) | Method of producing aerosol-forming pyrotechnic composition for fire extinguishing | |
| RU2098156C1 (en) | Pyrotechnical composition | |
| RU2153376C1 (en) | Method of preparing pyrotechnical aerosol-forming fire-extinguishing compositions | |
| UA77071C2 (en) | Aerosol-forming solid-fuel fire-extinguishing mixtures (variants) | |
| RU2605576C1 (en) | Aerosol-forming pyrotechnic composition | |
| CN109721446A (en) | A kind of micro- pyrotechnic composition complex composition and its application | |
| RU2670297C2 (en) | Composition for producing combined gas-powder of fire-extinguishing composition | |
| RU2379273C1 (en) | Pyrotechnical sparkling-force composition |