WO2019151898A2 - Method for preventing fire and explosion and for solid foam extinction using a foamed silica gel and device for the implementation thereof - Google Patents

Method for preventing fire and explosion and for solid foam extinction using a foamed silica gel and device for the implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2019151898A2
WO2019151898A2 PCT/RU2019/000018 RU2019000018W WO2019151898A2 WO 2019151898 A2 WO2019151898 A2 WO 2019151898A2 RU 2019000018 W RU2019000018 W RU 2019000018W WO 2019151898 A2 WO2019151898 A2 WO 2019151898A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
components
foaming
fire
foam
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000018
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2019151898A3 (en
Inventor
Геннадий Николаевич КУПРИН
Денис Сергеевич КУПРИН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии"
Publication of WO2019151898A2 publication Critical patent/WO2019151898A2/en
Publication of WO2019151898A3 publication Critical patent/WO2019151898A3/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C5/00Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C5/00Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/008Making of fire-extinguishing materials immediately before use for producing other mixtures of different gases or vapours, water and chemicals, e.g. water and wetting agents, water and gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C13/00Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use
    • A62C13/003Extinguishers with spraying and projection of extinguishing agents by pressurised gas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C13/00Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use
    • A62C13/66Portable extinguishers which are permanently pressurised or pressurised immediately before use with extinguishing material and pressure gas being stored in separate containers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C2/00Fire prevention or containment
    • A62C2/06Physical fire-barriers
    • A62C2/065Physical fire-barriers having as the main closure device materials, whose characteristics undergo an irreversible change under high temperatures, e.g. intumescent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C5/00Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C5/00Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam
    • A62C5/022Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam with air or gas present as such
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C5/00Making of fire-extinguishing materials immediately before use
    • A62C5/02Making of fire-extinguishing materials immediately before use of foam
    • A62C5/027Heavy foam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0064Gels; Film-forming compositions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0071Foams

Definitions

  • the invention relates to fire fighting technology, and in particular to technologies and devices for fire prevention and fire extinguishing in the form of quick-hardening inorganic foam based on foamed S1O2 silica gel and can be used for fire prevention in the initial stage of emergency situations in closed rooms and in open areas and when fighting fires of combustible materials.
  • organic additives are usually added to its composition, which increase the viscosity of water (thickeners) or reduce its surface tension (foaming agents) [SU 797707, A62D 1/00, 1981], or add additives of inorganic salts - chlorides, carbonates and bicarbonates of alkali metals, clay and other fine substances that increase the fire extinguishing ability of water.
  • a mineral-water suspension for extinguishing a fire [RU 2098158, A62D1 / 00, A62CZ / 00, 12/10/1997], which contains May in order to increase the adhesive and insulating properties of the mineral-water composition. %: 7-16 water glass, 13-72 clay and 20-80 water.
  • the resulting suspension is used by spraying with various existing methods (using pumps, spills from airplanes or helicopters). Most Dispersion methods using explosion energy or pressure accumulators (air, powder, etc.) are effective. allow dispersing the composition to droplets with a diameter of less than 10 microns, significantly increasing the surface of interaction with the flame.
  • Extinguishing agent for extinguishing oil and petroleum products [RU 2263525, A62D1 / 00, 10.1 1.2005], which to increase efficiency, low cost and ease of use contains an extinguishing agent deposited on granules of refractory porous material with a diameter of 10-50 mm with a working layer thickness 1-5 mm.
  • Extinguishing composition contains calcium bicarbonate in an amount of 0.2-0, 8 weight. o'clock, liquid glass in an amount of 0.2-0, 8 weight. hours and 0, 1-0.3 weight. including inhibitory additives.
  • the known composition [DE 10054686, 06/06/2002], containing more than 50% liquid glass, mainly 90-98% with a liquid glass module in the range of 1-4.
  • the effectiveness of this composition is ensured by the ability of liquid glass to form a heat-resistant insulating film on the combustion surface, which prevents the access of oxygen to the combustion surface.
  • the main disadvantage of this composition is its high viscosity, in connection with which this extinguishing composition is applied to the combustion surface from aerosol containers using transport gases - nitrogen, carbon dioxide or foaming agents, as well as using other devices.
  • liquid glass As a quenching composition, it is necessary to reduce its viscosity by introducing water into the composition.
  • water glass In relation to water, water glass is a thickener, and in relation to water glass, water is a thinner.
  • the components When melted by fire, the components form glass film on the surface of a burning object and impede the access of oxygen.
  • Known aqueous solution for extinguishing fires [RU 2275951, A62D 1/00, 05/10/2006], which in order to ensure the necessary level of viscosity and achieve a significant reduction in temperature in the combustion zone, high temperature resistance and insulating ability of the composition due to evaporation of free water and thermal foaming liquid glass, contains water in an amount of 50-95 may. % and as a thickening additive liquid glass with a module of 2, 5-3, 2 in the amount of 5-50 may. %
  • this composition may contain a high molecular weight surfactant in the form of a mixture of polyvinyl alcohol-toluene-water with a surface tension of less than 30 mN / m at the rate of 0.001-0.1 kg of surfactant per cubic meter of water in solution.
  • this composition of the solution improves its dispersion when spraying and fixing on the combustion surface.
  • the surface of the objects of combustion as a result of thermal foaming or, in their physical essence, boiling as a result of intense heating of the sprayed solution layer is covered with a layer of solid inorganic foam with a thickness of 2, 5-5, 5 cm, and this layer, acting as a kind of filter, provides a smaller residual smoke from the combustion surface.
  • extinguishing a fire with this composition is carried out according to the following mechanism:
  • the solution heats up under the influence of high temperature and its viscosity decreases, which contributes to a better spreading of the solution on the combustion surface.
  • An increase in the wettability of the combustion surface with a solution and an increase in the degree of dispersion of the jet are achieved by introducing into the composition of a high molecular weight surfactant with a surface tension of less than 30-10 3 N / m, for example, based on polyvinyl alcohol, toluene and water in an amount of 0.001-0.1 kg / m 3 of water in solution.
  • a liquid glass film formed after evaporation of free water on the combustion surface at a temperature of 120-200 ° C loses molecular water and acquires a solid state.
  • chemically bound water begins to be removed from the solid liquid glass, under the influence of which the liquid glass crust acquires a pyroplastic state, and the water vapor released, due to a sharp increase in its volume, foams this crust and its volume increases by 10-50 time.
  • the density of the foam layer formed on the combustion surface is 30-50 kg / m 3 and this layer blocks the access of air oxygen to the combustion surface.
  • the resulting foam layer is not subject to burning, as it is an inorganic substance in its composition - anhydrous alkali metal silicate, has a low coefficient of thermal conductivity (0.03-0.036 W / m -K) and prevents the quenched surface from heating to a fire temperature due to a sharp decrease in intensity exposure to heat flux generated by the emission of flame and convective heat from flue gases.
  • the disadvantages of RU 2275951 are the practical impossibility of uniformly spraying and the practical impossibility of providing controlled thermal foaming of the liquid glass solution on the surfaces of burning materials that are almost always uneven and changing during the burning process and, accordingly, the impossibility of obtaining a given thickness of a solid foam of a certain structure, as well as the need for high temperature for thermal foaming, namely the need for a temperature of 120-200 ° C for the evaporation of a mole acous- water and tverdoobraznogo acquisition status and the need for a temperature of 200-400 ° C to remove tverdoobraznogo waterglass chemically bound water, under the action of the crust which becomes waterglass pyroplastic state, and the subsequent intensive discharge of water vapor (boiling) for foaming of the crust.
  • sprayed water as a fire extinguishing agent, however, sprayed water has a relatively low fire extinguishing efficiency, and
  • a fire extinguisher contains a container with a fire extinguishing liquid, a system for displacing a liquid from a container, a locking and starting device, a liquid atomizer with a centrifugal flow swirler and an outlet nozzle, and a pipeline connecting the output of the locking and starting device with a liquid atomizer, in which, to increase the efficiency of extinguishing ignition zones, first of all, classes “A” and “B” by generating a high-speed atomized stream of extinguishing liquid with a given spray angle, the output nozzle of the liquid atomizer a profiled channel including a section narrowing in the direction of the fluid flow, wherein the centrifugal swirl is made in the form of a hollow insert with at least one tangentially directed inlet channel formed in the side wall of the insert and an inlet axial channel, the insert cavity being in communication with the inlet of the profiled nozzle [RU 43465 A62C13 / 62, A62C31
  • a fire extinguisher contains a container filled with a liquid fire extinguishing agent, a source of displacing gas, a shut-off and starting device, a liquid spray connected through a pipe to the exit of the locking and starting device, while the liquid spray is configured to generate a directed finely dispersed jet of fire-extinguishing substance, in which, to provide the ability to effectively extinguish fires of Class A and B fires and electrical equipment under high voltage, and long-term storage and operation of a fire extinguisher at low temperatures, as a liquid fire extinguishing agent, a mixture of an aqueous salt solution selected from the following series of substances is used: diammonium phosphate, magnesium chloride, calcium chloride, lithium chloride, and a foaming agent, and the salt content in the extinguishing agent is at least 10 wt.
  • the content of the film-forming foaming agent in the extinguishing agent is at least 5 wt.%.
  • compressed gas was used as the source of displacing gas, filling the gas cavity in the container above the surface of the liquid extinguishing agent, and the liquid atomizer is equipped with a jet-centrifugal liquid flow swirl and an outlet nozzle and is made with a profiled channel including an inlet section of a cylindrical shape and an outlet section in the shape of a conical diffuser, while the inlet of the outlet section is associated with the outlet of the cylindrical section [RU 82562 A62C13 / 62, A62C31 / 02, publ. 05/10/2009].
  • Known portable fire extinguisher containing a reservoir with a fire extinguishing agent, a launcher head housing mounted on a reservoir with a fire extinguishing agent, a spring-loaded rod with a conical protrusion located in a longitudinal channel made in the launcher head housing, which has a first radial hole mounted on the launcher head housing for compressed gas with a sealing membrane facing the conical protrusion of the rod, siphon tube, outlet fitting and means for moving the rod, elastic gasket installed on the rod, while the longitudinal channel has two cavities separated from each other by a sealing element mounted on the rod, the first cavity communicates with the outlet of the compressed gas cylinder and through the first radial hole with the cavity of the reservoir with a fire extinguishing substance, the second cavity communicates with a second radial hole with a siphon tube, and with a third radial hole with an outlet fitting, in which, to prevent leakage of extinguishing agent during storage and transportation, while maintaining the possibility of a short termination of
  • Known devices for producing hardening foam from a composition of low molecular weight and high molecular weight substances providing an increase in foam generation productivity, continuous operation without stops for recharging containers with working solutions, which contains a cylindrical body, nozzles for supplying liquid and gas and a gas-liquid flow diffuser located coaxially to the body, while the nozzles for supplying an aqueous solution of a surfactant and a urea-formaldehyde resin are offset relative to the axis the housing and the mixer at a distance of 5-15% of the inner diameter of the pipe [RU 2226123 B01 F3 / 04, B01 F5 / 04, publ. 03/27/2004].
  • the device according to RU 2226123 can be used to create protective foam screens to prevent the evaporation of oil and oil products during emergency spills and in the technology of processing polymers into porous or cellular products for various purposes, but due to the combustibility of the obtained solid foam, it is not applicable in the field of fire fighting.
  • a fire extinguisher having at least one container with a fire extinguishing means, is configured to withdraw this means if a real or potential fire is identified.
  • the fire extinguishing agent is a stable aqueous suspension of finely dispersed expanded vermiculite (a natural mineral with the chemical formula (Mg, Fe, A1) s (A1, Si) 4 Oio (OH) 2 4H 2 0).
  • the method of extinguishing a fire is carried out by supplying this means of extinguishing a fire to a flame, zones adjacent to it, as well as zones of high risk of fire spread.
  • the fire extinguisher used can be made by at least partially filling a container adapted to remove the fire extinguishing agent.
  • the tool has an improved limiting effect and the formation of an insulating barrier due to the formation of a layer on the surface of the barrier with respect to oxygen and heat, can be used to extinguish fire on humans and animals. It is desirable that the quantity vermiculite was 3-40 wt.%, more preferably 10-30 wt.%, and particularly preferably 15-25 wt.%, for example, about 20 wt.%.
  • Preferred is very fine vermiculite with a particle size in the range from nanometers to 1000 microns, and it is desirable that this size does not exceed 300 microns [RU 2635613 A62D1 / 00, A62CZ / 00, C09K21 / 02 Publ. 14.1 1.2017].
  • the disadvantage of RU 2635613 is the possibility of using a fire extinguishing agent only in the form of an aqueous finely divided suspension and the inability to form foam on its basis.
  • Chemical foam extinguishers are known that generate chemical foam resulting from the sharp foaming of an alkaline solution (usually an aqueous solution of soda) by adding acid (usually sulfuric or hydrochloric) to it.
  • Known fire extinguisher for the formation and supply of chemical foam containing a housing filled with an alkaline solution, a spray located in the upper part of the housing, a lid and a bottle of acid, closed with a plug with a rod, while the cylinder is equipped with a float in which, for uniform distribution of acid charge in the fire extinguisher body, the float is made in the form of an annular chamber and is mounted concentrically to the cylinder body in its lower part [RU 26191 A62C13 / 04, publ. November 20, 2002].
  • Known chemical foam fire extinguisher containing a vessel with a lid filled with an alkaline solution, a spray located in the upper part of the vessel, an acid cylinder, the bottom of which is made in the form of a membrane, a drive rod and a sampling tube installed in the vessel, one end of which is connected to the spray, and the other is facing the bottom of the vessel, in which, to increase the operational properties and speed of response, the drive rod is equipped with a piston located in the cavity of the container, and a through hole is made in the wall of the container, located th above the piston part [RU 26192 A62S13 / 04, publ. November 20, 2002].
  • a chemical air-foam fire extinguisher containing a steel casing filled with 9 l of an alkaline aqueous solution in the form of a mixture of sodium bicarbonate NaHCCh and licorice extract, and a polyethylene container filled with an acid mixture in the form of sulfuric acid H2SO4 and iron sulfide FeS0 4 , which increases the volume and strength emerging foam, at the same time, to increase the efficiency of fire protection by increasing speed and reliability of operation, the polyethylene container is rigidly connected to the valve seat fixed in the lower part of the glass, rigidly connected to the lid of the steel casing, to the upper part of which is attached a handle for operating in fire extinguisher operation mode and in the upper part of the housing there is an exhaust pipe with a foam generator.
  • the glass is installed inside the housing axisymmetrically to him and the polyethylene container, and the valve is connected to a rod placed axisymmetrically in the glass and spring-loaded. At least three openings are made in the lower part of the glass above the valve, which provide for the connection of the alkaline and acid parts of the fire extinguisher, and on the cover of the fire extinguisher’s body there is a locking and starting device [RU 2427401 A62C13 / 04, publ. 08/27/2011].
  • a common drawback of known chemical foam fire extinguishers is the insufficient fire extinguishing efficiency, usually caused by a small amount of generated chemical foam, determined by the stoichiometric ratio of the reagents, as well as the possibility of only one use during the course of the reaction with the impossibility of interrupting it to fully produce the components and the impossibility of repeatedly switching the fire extinguisher at the same charge of the fire extinguisher with the components of the fire extinguisher nature.
  • a device for creating a fluid hardening foam based on water, cement and a blowing agent for preventing and extinguishing a fire in a coal mine, comprising a main aggregate machine, an automatically replenished liquid storage tank, a solution mixing system, an injection gun and a corresponding connecting pipe system, wherein a valve, a three-way valve, a pressure sensor and a flow meter are appropriately located on the pipeline; and the main aggregate machine comprises a two-tier carcass structure, wherein the lower tier of the carcass is equipped with an air compressor, an intelligent control panel and a screw pump, and the upper tier of the carcass is equipped with a foaming pipe and a mixing pipe.
  • the flowable hardening foam formed by the device has the advantage of well-distributed fine bubbles, high foaming coefficient and good foam stability characteristics; and the device has ideal system functions, unhindered circulation of the solution, is easy to operate and reliable to use, can adapt well to the difficult conditions of a coal mine and quickly and continuously create a fluid hardening foam, and is used in coal mines to stop leaks, isolate oxygen and fire prevention and suppression, and thus effectively ensures the safety and effectiveness of fire prevention and suppression in coal mines [RU 2620335 A62C5 / 02 Publ. 05.24.2017].
  • a device for foaming suspensions when fighting underground fires which contains an ejector, a sleeve with a combined channel, a dispersant, a mixing chamber.
  • the suspension is divided into two parts.
  • the main stream goes through the sleeve. It is crushed on a dispersant. Additional flow passes through the annular gap. Then it is deflected by a conical chipper onto the foam mesh and flows down.
  • Inert gas passes into the cavity of the gas jacket and forms a high-pressure foam.
  • the main stream is mixed with foam.
  • a foamed suspension forms in the mixing chamber. Increases the efficiency of the preparation of suspensions in short wells due to the intensification of the foaming process [RU 2133829, E21 F5 / 00, A62C5 / 02, B01 F5 / 06 Publ. July 27, 1999].
  • a complex system for creating a curtain of foamed slurry containing a turbulent device for foaming suspensions, a fire-irrigation pipe of a mine, nozzles for supplying a solution of a foaming agent and compressed gas, a mixing chamber, a pipe channel with a pricing device installed in it and sources for supplying components for generating foam, characterized the fact that it is equipped with a stabilizer structure of the foamed suspension mounted on the output flange of the foaming device in the adapter before exiting transport foam, at the end of which there is a perforated peak for its implementation in inaccessible place, while to stabilize the structure of the foamed pulp, it is equipped with an additional nozzle for introducing a filler solution into the device, for example, fly ash, which is prepared and fed to the foaming device by means of a slurry submersible pump from a mine carriage at the place of work, and into the water pipeline from fire-irrigation pipeline built-in foam mixer with an adjustable intake tap of the foaming agent with the simultaneous
  • the chamber for mixing the components of the mixture in the foaming device of the suspension is made in the form of a diffuser along the foaming suspension in the zone in front of the screw stabilizer, and the flow rate of the amount of the liquid phase dosed in the system (bentonite clay, foaming agent, water and liquid filler) is regulated by control valves in each pipeline and time work slurry submersible pump [RU 33021, A62C5 / 02, Publ. 10/10/2003].
  • a complex system for creating a curtain in a mine from a foamed combined suspension which contains nozzles for supplying a solution of a foaming agent and air, a mixing chamber and a pipe channel with a foaming device installed in the form of turbulent plates, characterized in that it is fixed to the foaming device on the side of the ash supply pipe additional adapter with a diffuser mixing chamber connected to the foam generator housing, on which the phlegmati supply pipe is installed an atom — for example, the liquid phase of Freon 114B2 mixed with gaseous nitrogen and a nozzle for supplying nitrogen gas, and at the outlet of the foaming device there is a confuser adapter for controlling the pressure of stabilizing the structure of the foam flow, made with screw blades built into the pipeline, which is connected directly to the connecting bend to the casing pipe wells drilled from the surface into the zone of the underground fire [RU 50839, A62C5 / 02, Publ.
  • a disadvantage of the known devices for foaming suspensions and the use of foamed suspensions for fire fighting is the complexity and cumbersomeness, the inability to use them to extinguish open fires and explosion prevention in open areas of large areas, that is, their low fire extinguishing efficiency.
  • Known aqueous solution for extinguishing fires [RU 2275951, A62D1 / 00, 05/10/2006], which in order to ensure the necessary level of viscosity and achieve a significant reduction in temperature in the combustion zone, high temperature resistance and insulating ability of the composition due to evaporation of free water and thermal foaming liquid glass, contains water in an amount of 50-95 may. % and as a thickening additive liquid glass with a module of 2, 5-3, 2 in the amount of 5-50 may. %
  • this composition may contain a high molecular weight surfactant in the form of a mixture of polyvinyl alcohol - toluene - water with a surface tension of less than 30 mN / m at the rate of 0.001-0.1 kg of surfactant per cubic meter of water in solution.
  • this composition of the solution improves its dispersion when spraying and fixing on the combustion surface.
  • the surface of the objects of combustion as a result of thermal foaming or, in their physical essence, boiling as a result of intense heating of the sprayed layer of the solution is covered with a layer of solid inorganic foam with a thickness of 2.5-5.5 cm, and this layer, acting as a kind of filter, provides a smaller residual smoke from the combustion surface.
  • the fire extinguishing by this composition is carried out according to the following mechanism:
  • the solution heats up under the influence of high temperature and its viscosity decreases, which contributes to a better spreading of the solution on the combustion surface.
  • the concentration of water glass increases, its viscosity increases significantly, and when water completely evaporates from the solution on the combustion surface, a liquid glass film with the property of continuity remains.
  • An increase in the wettability of the combustion surface with a solution and an increase in the degree of dispersion of the jet are achieved by introducing into the composition of a high molecular weight surfactant with a surface tension of less than ZOI 3 N / m, for example, based on polyvinyl alcohol, toluene and water in an amount of 0.001-0, 1 kg / m 3 of water in solution.
  • a liquid glass film formed after evaporation of free water on the burning surface at a temperature of 120-200 ° C loses molecular water and acquires a solid state.
  • chemically bound water begins to be removed from the solid liquid glass, under the influence of which the liquid glass crust acquires a pyroplastic state, and the water vapor released, due to a sharp increase in its volume, foams this crust and its volume increases by 10-50 time.
  • the density of the silicate foam layer formed on the combustion surface is 30-50 kg / m 3 and this layer blocks the access of air oxygen to the combustion surface.
  • a layer of solid silicate foam formed in this way is not susceptible to combustion, as it is an inorganic substance in its composition - anhydrous alkali metal silicate, has a low thermal conductivity (0.03-0.036 W / m-K) and prevents the quenched surface from heating to ignition temperature due to a sharp decrease in the intensity of the heat flux generated by the emission of flame and convective heat of flue gases.
  • the disadvantages of RU 2275951 are the practical impossibility of uniformly spraying and controlled thermal foaming of a liquid glass solution on practically always uneven and burning surfaces of burning materials and, accordingly, the inability to obtain a predetermined thickness of a “glass” foam of a certain structure, as well as the need for a high temperature for thermal foaming, namely the need for a temperature of 120-200 ° C for the evaporation of molecular water and the acquisition of solid figurative state and the need for a temperature of 200-400 ° C to remove chemically bound water from solid liquid glass, under the action of which the liquid glass crust acquires pyroplastic condition, and subsequent intensive release of water vapor (boiling) for foaming this crust and its transformation into a solid silicate foam.
  • the porous xerogel S1O2 is known [RU 2530048 C01 B 33/16, publ. 10.10.2014 Application PCT EP 2010/067821 20101 119, publication PCT WO 2011/061289 20110526] which contains pores that are larger than 50 nm but less than 1000 nm, in particular less than 500 nm, in particular less than 300 nm, in particular - less than 100 nm, has a density of less than 400 kg / m 3 , in particular less than 290 kg / m 3 , in particular less than 200 kg / m 3 , contains a fraction of carbon that is less than 10%, in particular less than 5% , and has a thermal conductivity at 800 ° C less than 0,060 W / m-K, at 400 ° C - less than 0,040 W / m-K, at 200 ° C - less than 0,030 W / m-K, has a modulus of elasticity equal to at least 5 MPa, at temperatures up
  • This xerogel S1O2 according to RU 2530048 with a characteristic pore size of less than 1 micrometer is obtained by a sol-gel process with subcritical gel drying using temporary pore fillers or solid skeletal supports (for example, consisting of carbon or organic substances), which are removed at the end of the preparation process through thermal oxidation.
  • temporary pore fillers or solid skeletal supports for example, consisting of carbon or organic substances
  • Ancillary organic particles, or macromolecules, or carbon particles contained in an inorganic gel inhibit the collapse of the inorganic network during the subcritical drying process.
  • these pore fillers or solid skeletal supports are removed to the maximum extent during heat treatment at temperatures above 300 ° C due to oxidation.
  • xerogel S1O2 (with a mass fraction of fibers of less than 5 wt.%) With a porosity of more than 80%, with an unbound or only weakly chemically bonded carbon silicate skeleton of less than 10% and a pore size of less than 1 micrometer.
  • Xerogel S1O2 according to RU 2530048 is used as a non-combustible or non-flammable, transparent or translucent or opaque heat-insulating material, as a supporting heat-insulating material, a catalyst support, a filter, an absorber, non-combustible or non-flammable, transparent, translucent or non-transparent light building material, dielectric for electronic parts, as a system for controlled or rapid release of drugs, as a coating for use in thermal diffusion processes, as a mold, as a carrier for sensor molecules in sensor technology, for sound insulation, for humidity control or as a base material for composite materials.
  • composition for creating foamed aerosol heat-resistant foam based on sodium silicate [EP 01 10328], containing two separate solutions, one of which, solution "A”, is based on an aqueous solution of sodium silicate (50-97%) and propellant (3-50%), and the other - solution "B", which is a hardener.
  • organic and inorganic compounds having gelling properties preferably carboxylic acid esters, for example triaacetate glycerol, which, having high viscosity properties, act as thickeners, increasing the rheological properties of the foams formed upon mixing, are used as the “B” (hardener) solution according to EP 0110328.
  • solution “B” hardener
  • solution “A” stock solution
  • Separating containers according to EP 0110328 are used in order to avoid the curing of the hardener.
  • emulsifiers are also introduced into the solutions, and stabilizing components are introduced into the solution “B” (hardener), which form microcapsules from salts of polyvalent cations, preferably Zn, Mg, and Ca.
  • the formation of gas bubble inclusions (foaming) according to EP 01 10328 occurs under the action of the release of liquefied propylene while compensating for the pressure difference with the atmosphere,
  • a common disadvantage of the known silicates of alkali and alkaline earth metals, foams and non-ceramic materials based on them is their relatively low thermal stability, insufficient for their use as a fire extinguishing agent in fire and explosion prevention, since it is known that the ignition temperature for most solid materials is 300 ° C, temperature the flame in a burning cigarette is 700-800 ° C, in a match the flame temperature is 750-850 ° C, the ignition temperature of wood is 300 ° C, and the burning temperature of wood is 800-1000 ° C.
  • Foamed silica gel S1O2 according to RU 2590379 was obtained by air-mechanical foaming on known foam generators of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon foaming agent, with a pH from 10.9 to 11, 5, in a ratio of May.
  • silica ash formation activator from alkali metal silicate, for example, 0, 1 to 6%, preferably 0.7 to 3.5% aqueous solution of acetic acid, hydrochloric acid or ammonium chloride with a pH of from 3 to 8, with a mass ratio of solutions from 100: 1 to 28: 1, mainly 35: 1.
  • foamed silica gel according to RU 2590379 is the almost instantaneous reaction of the components after they come in contact and a set of mechanical strength of the foamed gel in terms of dynamic viscosity from 20 MPa-s to 100 Pa s in the time range of 2 seconds, but this makes it practically impossible to use all known foam generators and devices for the formation of foam of low and medium multiplicity due to the hardening of the foamed silica gel inside the foam generators and devices with the rapid termination of their normal function nirovaniya.
  • a significant drawback of the technology for generating foamed silica gel according to RU 2590379 was that it could be obtained on known foam generators by air-mechanical foaming of a mixture of diluted components, namely the use of mainly 1 to 3.5% aqueous solution of acetic acid as an activator of silica ash formation , with a predominant mass ratio of a solution of sodium silicate with a foaming surfactant and a solution of acetic acid 35: 1.
  • the foamed silica gel obtained according to RU 2590379 using known foam generators was obtained with an insufficient amount of silica gel and a large amount of water.
  • solid foam was formed in the pipeline for supplying the mixture of components to the foam generator and directly in the foam generator itself, which made it impossible to use it normally.
  • the closest in technical essence and the technical result achieved is a chemical foam fire extinguisher containing a container filled with liquid fire extinguishing agent, a source of displacing gas, a shut-off and start device, a liquid atomizer connected through a pipeline to the exit of the shut-off and start device, wherein the liquid atomizer is configured to generate a directional fine spray extinguishing agent, in which, to generate a finely dispersed stream of extinguishing liquid, with the help of which effective extinguishing of fire centers of classes A and B is carried out, as well as electrical equipment that is under high voltage and maintaining fire extinguishing efficiency during prolonged storage and at low temperatures, as a liquid extinguishing substances, a mixture of an aqueous solution of a salt selected from the following series of substances was used: diammonium phosphate, magnesium chloride, calcium chloride, lithium chloride, and film-like present blowing agent, wherein the salt content in the ex
  • RU 2278713 uses compressed gas filling a gas cavity in a container above the surface of a liquid extinguishing agent, the liquid atomizer is equipped with a jet-centrifugal fluid flow swirl and an outlet nozzle and is made with a profiled channel that includes an inlet section of a cylindrical shape and an outlet section in in the form of a conical diffuser, wherein the inlet of the outlet section is associated with the outlet of the cylindrical section.
  • a common disadvantage of the known water-based fire extinguishing devices and chemical fire extinguishers is that in the known devices the extinguishing agent is mainly formed inside the device body and / or in the supply lines of the extinguishing agent to the spraying and foaming means, which makes them unsuitable for use with quick-hardening silica foams due to the rapid formation of solid foam inside the devices and in the supply lines of the mixture of extinguishing agent to the spraying means, because it immediately stopped their normal functioning.
  • the objective of the invention is to eliminate the disadvantages of known analogues and prototypes.
  • the technical result achieved by using the invention is to increase the reliability of the fire extinguishing and fire prevention means and the efficiency of the processes of fire prevention and extinguishing.
  • the problem is solved and the required technical result is achieved by the fact that during the implementation of the method of fire prevention and solid extinguishing, which includes the preparation of foamed silica gel in the form of quick-hardening foam by mixing component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate and a foaming surfactant with component B in as an activator of silica ash formation and foaming of a mixture of components A and B,
  • an aqueous solution of a mixture of an alkali metal silicate, preferably sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon blowing agent, is used, in a ratio of May. %, 10-70%, mainly 20-50% alkali metal silicate, 1-15%, mainly 3-6% foaming surfactant, the rest is water, and
  • component B use 20-60%, mainly from 30-50% aqueous solution of predominantly acetic acid,
  • components A and B are used with a volume ratio of 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1.
  • Components A and B are mixed immediately before foaming by means of an ejector mixer configured to eject component B into the flow of component A supplied under the pressure of compressed air in the container with component A, and foaming the mixture of components A and B is performed immediately after mixing components A and B by means of an ejector foam generator, configured to eject atmospheric air into a mixture of components A and B.
  • component A and then component B are first fed into the ejector mixer, and when components A and B are finished mixing, the feeding of component B to the ejector mixer is first stopped, and then component A is stopped feeding into the ejector mixer.
  • Mixing components A and B and foaming the mixture of components A and B is carried out to obtain a foamed silica gel with a set of its hardness for 1 second to 2 minutes and a change in its volume in the solidified state of not more than 10% for 24 hours,
  • micro- and macroporous structure has a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 / g;
  • the device for explosion and fire extinguishing and solid extinguishing containing containers with the components of the extinguishing agent, piping components of the extinguishing agent, a means of mixing the components of the extinguishing agent and a means of foaming the mixture of components of the extinguishing agent, according to the invention with the possibility of implementing the method, namely with the possibility of obtaining as a fire extinguishing agent foamed silica gel in the form of quick-hardening foam, obtained by mixing and foaming a mixture of component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon foaming agent, in the ratio, May. %, 10-70%, mainly 20-50% of alkali metal silicate, 1-15%, mainly 3-6% of a foaming surfactant, the rest is water,
  • component B in the form of 20-60%, mainly from 30-50% aqueous solution of silica ash activating agent, mainly acetic acid,
  • the means for mixing the components A and B of the extinguishing agent is made in the form of an ejector mixer with the possibility of ejecting the component B into the component A and placed immediately before the means for foaming the mixture of the components of the extinguishing agent.
  • the foaming agent of the extinguishing agent is made in the form of an ejector foam generator with the possibility of foaming a mixture of components A and B with ejected atmospheric air.
  • the device comprises a locking and starting mechanism and a switchgear configured to start using the sequential supply device to the means for mixing the components of the extinguishing agent first, component A and then component B, and at the end of the use of the sequential stop device mixing the components of the extinguishing agent, first component B and then component A,
  • component A to the means for mixing the components of the extinguishing agent from the container of component A under the influence of compressed air in the container with component A.
  • the container of component A is equipped with a nipple for injecting compressed air into the container of component A and a manometer to control the pressure of compressed air in the container of component A, and container 8 with component B is made in the form of a satchel with the possibility of carrying it over the operator’s shoulders.
  • the device can be made placed on a hand truck with the possibility of its mobile movement.
  • the invention is illustrated by drawings, images of a device for explosive fire prevention and solid foam quenching with foamed silica gel in general, an ejector mixer and an ejector foam generator, as well as examples of the use of the device and the implementation of the method of fire prevention and solid foam quenching with foamed silica gel.
  • FIG. 1 shows a device for fire and explosion prevention and solid quenching with foamed silica gel.
  • FIG. 2 is a drawing of a device for fire prevention and solid-state extinguishing with foamed silica gel, which shows: capacity 1 with component A in the form of a cylinder with the possibility of pumping compressed air into it; locking trigger 2; a pressure gauge 3 on the capacitance of component A to control the pressure of compressed air inside the container of component A; component A feed line; shutter (gun) 5 on / off the supply of components A and B, respectively, in the piping of components A and B; an ejector mixer 6 for mixing components A and B; an ejector foam generator 7 for foaming a mixture of components A and B to obtain a quick-hardening silica gel foam from a mixture of components A and B; capacity 8 with component B, made in the form of a satchel with the ability to carry over the shoulders of the operator; component supply pipe 9; Component B supply valve 10; trolley 11 with wheels 12; lid 13 of the container with component B; air valve 14 on container 8 with component B; handle 15 of the trolley 1 1
  • FIG. 3 is a cross section of an ejector mixer of components A and B, which shows the housing of an ejector mixer of components A and B with a diffuser 19 located inside it, a nozzle nozzle 20 for component A; hole 21 for ejection of component B and a mixing chamber 22 of the ejector mixer, in which component A and B. are mixed
  • the ejector mixer is assembled / disassembled by means of the threaded connections shown in the drawing with the possibility of threaded connection with the ejector foam generator of quick-hardening foam.
  • the prefabricated / collapsible design of the ejector mixer on threaded connections provides the possibility of its quick assembly / disassembly and cleaning in case hardened foam of foamed silica gel appears in it.
  • FIG. 4 shows a cross section of an ejector foam generator 23 of quick-hardening foam with openings 16 for ejecting atmospheric air into a mixture of components A and B to obtain a quick-hardening foam of foamed silica gel.
  • FIG. Figure 5 shows the beginning of the extinguishing of the model fire 1A using a device for explosion and fire prevention and solid-state extinguishing with foamed silica gel.
  • FIG. Figure 6 shows the end of the extinguishing of the model fire 1A using a device for explosion and fire prevention and solid-state extinguishing with foamed silica gel.
  • FIG. 7 shows a view of a model fire site 1A immediately after solid-state fire extinguishing by foamed silica by means of the proposed device for explosive fire prevention and solid-state fire-extinguishing by foamed silica gel of solid-state fire extinguishing and fire and fire prevention by foamed silica gel.
  • the chemical process for the production of foamed silica gel and ceramic foam material based on dehydrated foamed gel silica includes a step of forming a silica sol and a foaming step of a silica sol to form a foamed silica gel and chemically releasing water, as well as a step of dehydrating the foamed silica gel to obtain a solid foam ceramic material based on foamed silica gel.
  • silica sol occurs as a result of mixing and mutual homogenization of a mixture of an aqueous solution of an alkali metal silicate, mainly sodium silicate, with a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon foaming agent, (component A), and a silica ash activating agent (component B), mainly in the form an aqueous solution of predominantly acetic acid or an aqueous solution of a salt with an acidic pH.
  • a foaming surfactant mainly a synthetic hydrocarbon foaming agent
  • component B silica ash activating agent
  • alkali metal silicate mainly sodium silicate
  • silica The transition of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, to silica is caused by a chemical reaction of hydrolysis of sodium silicate in an aqueous medium in the presence of an ash activating agent with the formation of silicic acid and subsequent condensation of silicic acid, which contributes to the nucleation of the dispersed phase of the silica sol and the release of chemically bound water.
  • the influence of the ash activating activator on the polymerization of the formed silica monomers and the limitation of this stage of the process from further gelation is determined by the size of the hydrodynamic radius of the nanoparticles in the range up to 50 nm, since it is known that an increase in the concentration and size of the dispersed phase leads to the appearance of coagulation contacts between particles and the beginning of structuring.
  • the optimal volumetric ratio of components A and B is from 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1. It is advisable to mix components A and B in an ejector mixer, and the mixture of components A and B immediately foams in the ejector foam generator to form a quick-hardening foam with a multiplicity of 2–60 with silica sol formation and polycondensation of silica sol with a sol-gel transition of silica to form a foamed silica gel with a set of its hardness when using the above components in the specified ratio for 1 second to 2.0 minutes and a change in its volume of not more than 10% for 24 hours owls.
  • a solid ceramic foam material is obtained based on the foamed silica gel, which, while maintaining the foamed structure, has thermal stability when exposed to a temperature of at least 1000 ° C for up to 60 minutes, which allows the use of the obtained foamed silica gel and ceramic foam material based on foamed silica gel as an effective fire extinguishing agent in the fire and explosion prevention and solid fire extinguishing.
  • the resulting quick-hardening foamed silica gel foam has good adhesion to various fire extinguishing objects, including vertical and inclined metal surfaces, and high structural and mechanical resistance to adverse effects of external factors, such as heat fluxes and wind.
  • mixing components A and B and foaming the mixture of components A and B with the formation of foamed silica gel is advisable in the time range from 1 to 5 seconds, during which the mechanical strength of the gel of silica nanoparticles is set with the formation of a subhard mass of foamed silica with viscosity up to YuOPa, which, as you know, corresponds to the concept of a solid state of a substance.
  • foams are usually fed to the fire from a distance of 10 m or more.
  • an energy barrier is achieved that determines the possibility of chemical interaction of individual monomers of a silica sol through a layer of foam walls equilibrium in thickness as a dispersion medium, occurs in the entire volume of the foamed mixture of components with a sufficiently high homogeneity.
  • volume stability of at least 22 hours with a change in volume of not more than 10%.
  • micro- and macroporous structure has a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 / g;
  • a foamed silica gel in an advantageous embodiment of the invention is prepared by ejection mixing and ejection foaming of a mixture of an aqueous solution of 10-70%, mainly 20-50%, sodium silicate, and 1-15%, mainly 6%, with a synthetic hydrocarbon blowing agent, from 1 to 6% , mainly 20 to 50% aqueous solution of acetic acid, with a mass ratio of an aqueous solution of sodium silicate with a foaming surfactant and an aqueous solution of acetic acid from 15: 1 to 5: 1, mainly 10: 1.
  • Foamed silica gel is obtained on the basis of an aqueous solution of a silica sol formed during the hydrolysis of a foamed mixture of sodium silicate solution with a foaming agent with a pH of 10.5 to 12.0 and an ash activating agent with a pH of 1 to 5 when using an acid solution or with a pH of 3 up to 8 when using a salt solution, with a hydrodynamic radius of silica particles of not more than 50 nm with air-mechanical ejection foaming of a solution of silica sol during the growth of silica monomers to an average silica sol diameter of 100 nm with a set of mechanical strength in terms of dynamic viscosity from 20 MPa-s to 100 Pa s in the time range of 1-10 seconds.
  • the proposed method can also use solutions of alkali and alkaline earth metal silicates, in particular sodium silicate, as the most common alkali metal silicate in industrial production, and can also be used foaming surfactants of various grades, in particular foaming agents for fire fighting I stamps by-6TST, "Firex" NSV Software TF-6 and others, satisfying the conditions of preservation of stability over time, is in a mixture with an aqueous solution of sodium silicate, and without changing its chemical composition;
  • alkali and alkaline earth metal silicates in particular sodium silicate
  • foaming surfactants of various grades, in particular foaming agents for fire fighting I stamps by-6TST, "Firex" NSV Software TF-6 and others, satisfying the conditions of preservation of stability over time, is in a mixture with an aqueous solution of sodium silicate, and without changing its chemical composition
  • liquid glass The soluble alkali metal silicate of lithium, potassium, sodium, commonly referred to as “liquid glass”, is a viscous liquid with the general chemical formula R2 O tZyug-pNgO (where R2 O is an alkali metal oxide, m is the module of liquid glass) with a density of 1400-1500 kg / m 3 and a dynamic viscosity coefficient of up to 1 Pa s.
  • the density of the solution increases significantly, which contributes to an increase in the kinetic energy of the movement of the jet of fire extinguishing solution or foam in comparison with the energy of the jet of water directed into the combustion chamber at the same speed.
  • the range of the jet of fire extinguishing solution or foam also increases.
  • the designated interval of the silicate module allows you to significantly reduce the cost of its application, providing a positive economic effect on the final product. However, it is allowed to use another module with a slight deviation from the set in the range of ⁇ 0.5.
  • the concentration of reagents was selected from the conditions that the set hardness of the foamed substrate from a silica sol during the transition to the silica gel state is accompanied by a set of viscosity up to 10–10 s for a specified time interval of 1–10 seconds.
  • the lower value of the set time interval (1 s) is determined based on the minimum possible time of homogenization of a mixture of solutions with simultaneous foaming.
  • the upper value of the set time interval (10 seconds) was determined experimentally on the basis of visual observation of the deterioration of the structural and mechanical parameters of the foam at fire extinguishing objects.
  • a silica sol can be obtained, which is promising for obtaining a foamed silica gel, however, the key parameters in this case are the concentrations of silicate and activator of ash formation, the conditions of mixing and foaming of the components, which were determined experimentally by the authors as a result of field studies IAOD.
  • the studies took into account such indicators as the stability of the foam material, the structure of the foam material, the multiplicity of the foam material, fire extinguishing properties and heat resistance of the foam material.
  • Stability is characterized by a period of time during which the foams did not change their volume (i.e., a decrease in volume of 10%).
  • the structure of the foamed material was evaluated visually after hardening and drying (after about 3 days at a temperature of 25 ⁇ 5 ° C).
  • the multiplicity of the foam was determined by the gravimetric method.
  • water base sprayed water supply for filling tongues of flame and cooling the combustion zone to a temperature below the ignition point in order to extinguish the flame;
  • a distinctive characteristic feature of the invention is the ability to obtain a foamed silica gel forming a quick-hardening foam obtained by mixing air and two liquid components of a fire extinguishing agent: component A - an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon blowing agent, and component B - silica-forming ash activator, mainly in the form of an aqueous solution of predominantly acetic acid.
  • the extinguishing agent in the present invention is a foamed silica gel forming a rapidly hardening foam obtained by ejection mixing of component A and component B and ejection foaming of a mixture of components A and B with atmospheric air.
  • Component A is an aqueous solution of a mixture of an alkali metal silicate, mainly sodium silicate and a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon blowing agent, with a pH of 10.5 to 12.0, in a ratio of, wt.%, 10-70%, mainly 20-50% sodium silicate, 1-15%, mainly 3-6% of a foaming surfactant, water - the rest.
  • a foaming surfactant mainly a synthetic hydrocarbon blowing agent
  • the optimal volume ratio of components A and B of the indicated concentrations is from 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1.
  • components A and B are mixed by means of an ejector mixer, and a mixture of components A and B is foamed by an ejector foam generator with the formation of a quick-hardening foam of foamed silica gel with a predominant magnitude of 2 to 60 with the occurrence of silica sol formation and polycondensation of silica sol with sol gel transition of silica and obtaining a foamed silica gel with a set of its hardness for 1 second to 2 minutes and a change in its volume in the hardened with standing no more than 10% within 24 hours.
  • a solid ceramic foam material is obtained based on the foamed silica gel, which, while maintaining the foamed structure, has thermal stability when exposed to a temperature of at least 1000 ° C for up to 60 minutes, which makes it possible to use the obtained foamed silica gel and foam ceramic material based on foamed silica gel as an effective fire extinguishing agent for extinguishing and fire prevention, including by creating fire resistant foamy barriers.
  • solid inorganic foam solid foam-ceramic material based on foamed silica gel
  • finely divided silica powder S1O2 which in essence is an environmentally friendly finely divided ordinary silica sand S1O2.
  • the foamed silica gel forms an excellent heat-resistant and heat-insulating layer, limiting the hot ignition zone, which, despite cooling due to process (1), can radiate heat, spreading it to the adjacent water-cooled zones;
  • the solid foam of foamed silica forms a coating layer in the form of a protective heat and gas insulating fire-resistant coating that prevents the ignition and explosion of dust-gas-air mixtures and the subsequent combustion and / or spread of burning of combustible materials caught under this coating layer of solid foam of silica foam or outside it;
  • solid silica foam with nanosized silica particles creates between the combustible material not yet covered by fire and atmospheric oxygen a barrier to oxygen, which is necessary for chemical oxidation reactions during ignition, explosion, and combustion;
  • nanosized particles of silica due to the formation of a volumetric lattice structure not only retain water well, but also ensures adhesion of fine particles of silica to the fire extinguishing object, and quick-hardening foam, in contrast to water and ordinary liquid air-mechanical water foam, which rapidly settles and drains with vertical, inclined and uneven surfaces, provides the formation of a solid foam heat and gas insulating barrier (Fig. b).
  • the main parts of the device for fire prevention and solid-state extinguishing by foamed silica gel are a container with a component A, a container with a component B, an ejector mixer of components A and B, and an ejector foam generator for foaming a mixture of components A and B.
  • a device for fire prevention and solid-state quenching with foamed silica gel works as follows: Component A under pressure of compressed air in the container of component A is fed into the ejector mixer through the pipeline of component A, in the mixing chamber of which a vacuum is created, under which component B with the open tap of the pipeline of component B enters the mixing chamber of the ejector mixer, where it is mixed with component A .
  • the mixture of components A and B from the ejector mixer immediately enters the ejector foam generator, where atmospheric air is ejected through the corresponding holes, foaming the mixture of components A and B.
  • the foaming of the mixture of components A and B is effective foaming with the formation of quick-hardening silica gel foam, which is sent to the fire prevention and extinguishing zone.
  • a device for explosive fire prevention and solid-state extinguishing by foamed silica gel can be served by one person.
  • the model fire site 1A was a wooden stack in the form of a cube placed on a solid support in such a way that the distance from the base of the stack to the supporting surface was 400 mm.
  • 72 softwood bars were used no lower than the third grade according to GOST 8486-86, section 40 mm, length 500 mm, humidity 10-20%.
  • the stack contained 12 layers of 6 bars in each layer, laid out so that the bars of each subsequent layer were perpendicular to the bars of the underlying layer with the formation of rectangular channels throughout the stack.
  • the free surface area of the model center was 4.7 m 2
  • Under the stack was a metal tray for flammable liquid with a size of 400x400x100 mm, into which 5.0 dm 3 was poured to form a continuous, even surface and 1, 1 dm 3 of summer type gasoline, which meets the requirements of GOST R 51105-97.
  • a pallet with a flammable liquid was placed under the stack so that the centers of the stack and the pallet coincided.
  • the fire was imparted rotation at a speed of 3-5 rpm, which allowed the extinguishing agents to be supplied to each side of the fire successively and without operator intervention, excluding the influence of the human factor.
  • Extinguishing using the proposed solid-state fire extinguisher was carried out with the supply of quick-hardening foam from foamed silica gel with a flow rate of 0, 9-1, 1 l / s at a pressure of 0.7-0.8 MPa at a distance from the barrel to the fire of 4-6 m.
  • a fire extinguisher was installed stationary.
  • the model fire site was considered extinguished if within 10 minutes there was no re-ignition followed by steady burning of the stack.
  • s is the area of the extinguished object, m 2 ;
  • t is the extinguishing time of the object, s.
  • the operative coating of hardening silica gel foam with the surfaces of emergency bottling of flammable liquids and explosive objects provides a sharp decrease in the rate of evaporation of flammable liquids and heating of explosive objects within a few seconds, which ensures quick and effective fire prevention and extinguishing at the very beginning of emergency situations
  • the use of the proposed fire extinguisher ensures the achievement of a technical result, namely, it significantly increases the reliability of the fire extinguishing device and the efficiency of fire extinguishing with quick-hardening foam from silica gel foam, and also proves that all the essential features of the invention are in causal connection with the technical result obtained from using the invention.
  • Specific materials, design features and manufacturing techniques of a fire extinguisher and / or its individual parts are selected in the usual way in relation to the specific conditions of its operation.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of fire extinguishing techniques, and more particularly to techniques and devices for preventing fire and explosion and for extinguishing a fire, which are in the form of a fast-acting and inorganic foam based on a foamed silica gel Si02, and can be used for preventing fire and explosion in the incipient stage of indoor and outdoor emergencies and for extinguishing fires involving flammable materials. In order to increase the operational reliability of fire extinguishing and fire and explosion prevention agents and to improve the efficiency of fire and explosion prevention and fire extinguishing processes, in fire and explosion prevention and solid foam extinction involving the preparation of a foamed silica gel in the form of a fast-hardening foam by means of mixing a component A, in the form of an aqueous solution of a blend of an alkali metal silicate and a foam-forming surfactant, with a component B, in the form of a silica sol formation activator, and foaming the mixture of components A and B, component A is in the form of an aqueous solution of a blend of an alkali metal silicate, preferably sodium silicate, and a surfactant, preferably a synthetic hydrocarbon foaming agent, in the following proportions (in wt%): 10-70%, preferably 20-50%, alkali metal silicate; 1-15%, preferably 3-6%, foam-forming surfactant; the remainder water; and component B is in the form of a 20-60%, preferably 30-50%, aqueous solution, preferably of acetic acid, with the ratio of components A and B being between 15:1 and 6:1, preferably 10:1. In the present device, a means for mixing components A and B is configured in the form of an ejector mixer capable of ejecting component B into component A, and is disposed directly upstream of a means for foaming the mixture of extinguishant components, which is configured in the form of an ejector foam generator capable of foaming the mixture of components A and B by the ejection of atmospheric air.

Description

Способ взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма и устройство для его осуществления  Method for fire and explosion prevention and solid quenching with foamed silica gel and device for its implementation
Область техники  Technical field
Изобретение относится к технике пожаротушения, а именно к технологиям и устройствам для взрывопожаропредотвращения и тушения пожара в виде быстротвердеющей неорганической пены на основе вспененного геля кремнезема S1O2 и может быть использовано для взрывопожаропредотвращения в начальной стадии возникновения аварийных ситуаций в закрытых помещениях и на открытых площадках и при тушении пожаров горючих материалов.  The invention relates to fire fighting technology, and in particular to technologies and devices for fire prevention and fire extinguishing in the form of quick-hardening inorganic foam based on foamed S1O2 silica gel and can be used for fire prevention in the initial stage of emergency situations in closed rooms and in open areas and when fighting fires of combustible materials.
Уровень техники  State of the art
Известно, что вода является наиболее широко применяемым огнетушащим средством тушения пожаров [А.Н. Баратов, Е.Н. Иванов. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М.: Химия, 1979, с. 64-72].  It is known that water is the most widely used fire extinguisher for extinguishing fires [A.N. Baratov, E.N. Ivanov. Fire fighting at chemical and oil refining enterprises. - M.: Chemistry, 1979, p. 64-72].
Для повышения огнетушащей способности воды в ее состав, как правило, вводят органические добавки, повышающие вязкость воды (загустители) или снижающие ее поверхностное натяжение (пенообразователи) [SU 797707, A62D 1/00, 1981], или вводят добавки неорганических солей - хлоридов, карбонатов и бикарбонатов щелочных металлов, глины и других тонкодисперсных веществ, повышающих огнетушащую способность воды.  To increase the fire extinguishing ability of water, organic additives are usually added to its composition, which increase the viscosity of water (thickeners) or reduce its surface tension (foaming agents) [SU 797707, A62D 1/00, 1981], or add additives of inorganic salts - chlorides, carbonates and bicarbonates of alkali metals, clay and other fine substances that increase the fire extinguishing ability of water.
Известна, в частности, минерально-водяная суспензия для тушения пожара [RU 2098158, A62D1/00, А62СЗ/00, 10.12.1997], которая для повышения адгезионных и изолирующих свойств минерально-водяного состава содержит, мае. %: 7-16 жидкого стекла, 13-72 глины и 20-80 воды. Полученную суспензию применяют путем распыления различными существующими способами (с помощью насосов, разливом с самолетов или вертолетов). Наиболее эффективными являются способы диспергирования с использованием энергии взрыва или аккумуляторов давления (воздушных, пороховых и т.п.), т.к. позволяют диспергировать состав до капель диаметром менее 10 мкм, значительно увеличивая этим поверхность взаимодействия с пламенем. Known, in particular, is a mineral-water suspension for extinguishing a fire [RU 2098158, A62D1 / 00, A62CZ / 00, 12/10/1997], which contains May in order to increase the adhesive and insulating properties of the mineral-water composition. %: 7-16 water glass, 13-72 clay and 20-80 water. The resulting suspension is used by spraying with various existing methods (using pumps, spills from airplanes or helicopters). Most Dispersion methods using explosion energy or pressure accumulators (air, powder, etc.) are effective. allow dispersing the composition to droplets with a diameter of less than 10 microns, significantly increasing the surface of interaction with the flame.
Основным недостатком подобных составов является многокомпонентность, сложность приготовления и возможность расслоения при хранении, а также выделение ядовитых продуктов горения при разложении органических компонентов состава.  The main disadvantage of such compositions is the multicomponent, the complexity of preparation and the possibility of separation during storage, as well as the allocation of toxic combustion products during the decomposition of organic components of the composition.
Известно огнетушащее средство для тушения нефти и нефтепродуктов [RU 2263525, A62D1/00, 10.1 1.2005], которое для повышения эффективности, дешевизны и удобства в применении содержит тушащий состав, нанесенный на гранулы из огнеупорного пористого материала диаметром 10-50 мм с рабочим слоем толщиной 1-5 мм. Тушащий состав содержит бикарбонат кальция в количестве 0,2-0, 8 вес. ч., жидкое стекло в количестве 0,2-0, 8 вес. ч. и 0, 1-0,3 вес. ч. ингибирующей добавки.  Known extinguishing agent for extinguishing oil and petroleum products [RU 2263525, A62D1 / 00, 10.1 1.2005], which to increase efficiency, low cost and ease of use contains an extinguishing agent deposited on granules of refractory porous material with a diameter of 10-50 mm with a working layer thickness 1-5 mm. Extinguishing composition contains calcium bicarbonate in an amount of 0.2-0, 8 weight. o'clock, liquid glass in an amount of 0.2-0, 8 weight. hours and 0, 1-0.3 weight. including inhibitory additives.
Известен состав [DE 10054686, 06.06.2002], содержащий более 50% жидкого стекла, преимущественно 90-98% с модулем жидкого стекла в пределах 1 -4. Эффективность действия такого состава обеспечивается способностью жидкого стекла образовывать на поверхности горения термостойкую изолирующую пленку, предотвращающую доступ кислорода воздуха к поверхности горения.  The known composition [DE 10054686, 06/06/2002], containing more than 50% liquid glass, mainly 90-98% with a liquid glass module in the range of 1-4. The effectiveness of this composition is ensured by the ability of liquid glass to form a heat-resistant insulating film on the combustion surface, which prevents the access of oxygen to the combustion surface.
Основным недостатком данного состава является его высокая вязкость, в связи с чем данный огнетушащий состав наносится на поверхность горения из аэрозольных упаковок с помощью транспортирующих газов - азота, диоксида углерода или пенообразующих средств, а также с помощью других приспособлений.  The main disadvantage of this composition is its high viscosity, in connection with which this extinguishing composition is applied to the combustion surface from aerosol containers using transport gases - nitrogen, carbon dioxide or foaming agents, as well as using other devices.
Для более эффективного использования жидкого стекла в качестве тушащего состава необходимо снижать его вязкость путем введения в состав воды. По отношению к воде жидкое стекло является загустителем, а по отношению к жидкому стеклу вода является разжижителем.  For more efficient use of liquid glass as a quenching composition, it is necessary to reduce its viscosity by introducing water into the composition. In relation to water, water glass is a thickener, and in relation to water glass, water is a thinner.
Известен состав для тушения лесных пожаров малым количеством воды [RU 2449825, A62D 1/00, 10.05.2012], содержащий воду и тонкоизмельченную шихту легкоплавкого стекла в концентрации 0,0001-10% в виде раствора или взвеси. При расплавлении под действием пожара компоненты образуют стеклянную пленку на поверхности горящего объекта и препятствуют доступу кислорода. A known composition for extinguishing forest fires with a small amount of water [RU 2449825, A62D 1/00, 05/10/2012] containing water and a finely ground mixture of fusible glass at a concentration of 0.0001-10% in the form of a solution or suspension. When melted by fire, the components form glass film on the surface of a burning object and impede the access of oxygen.
Известен водный раствор для тушения пожаров [RU 2275951 , A62D 1/00, 10.05.2006], который для целей обеспечения необходимого уровня вязкости и достижения значительного снижения температуры в зоне горения, высоких значений температуростойкости и изолирующей способности состава за счет испарения свободной воды и термического вспенивания жидкого стекла, содержит воду в количестве 50-95 мае. % и в качестве загущающей добавки жидкое стекло с модулем 2, 5-3, 2 в количестве 5-50 мае. %.  Known aqueous solution for extinguishing fires [RU 2275951, A62D 1/00, 05/10/2006], which in order to ensure the necessary level of viscosity and achieve a significant reduction in temperature in the combustion zone, high temperature resistance and insulating ability of the composition due to evaporation of free water and thermal foaming liquid glass, contains water in an amount of 50-95 may. % and as a thickening additive liquid glass with a module of 2, 5-3, 2 in the amount of 5-50 may. %
Дополнительно данный состав может содержать высокомолекулярное поверхностно-активное вещество (ПАВ) в виде смеси поливиниловый спирт- толуол-вода с поверхностным натяжением менее 30 мН/м из расчета 0,001-0,1 кг ПАВ на один кубический метр воды в растворе.  Additionally, this composition may contain a high molecular weight surfactant in the form of a mixture of polyvinyl alcohol-toluene-water with a surface tension of less than 30 mN / m at the rate of 0.001-0.1 kg of surfactant per cubic meter of water in solution.
Присутствие ПАВ в данном составе раствора улучшает его диспергирование при набрызгивании и закреплении на поверхности горения. После тушения предлагаемым составом поверхность объектов горения в результате термического вспенивания или по своей физической сути вскипания в результате интенсивного нагрева набрызганного слоя раствора покрывается слоем твердой неорганической пены толщиной 2, 5-5, 5 см, и этот слой, выполняя роль своеобразного фильтра, обеспечивает меньшее остаточное выделение дыма с поверхности горения.  The presence of surfactants in this composition of the solution improves its dispersion when spraying and fixing on the combustion surface. After quenching with the proposed composition, the surface of the objects of combustion as a result of thermal foaming or, in their physical essence, boiling as a result of intense heating of the sprayed solution layer is covered with a layer of solid inorganic foam with a thickness of 2, 5-5, 5 cm, and this layer, acting as a kind of filter, provides a smaller residual smoke from the combustion surface.
Как это указано в описании RU 2275951 тушение пожара данным составом осуществляется по следующему механизму: При подлете струи раствора жидкого стекла к поверхности горения, под действием высокой температуры происходит нагрев раствора и снижется его вязкость, что способствует лучшему растеканию раствора на поверхности горения.  As indicated in the description of RU 2275951, extinguishing a fire with this composition is carried out according to the following mechanism: When a jet of liquid glass approaches the combustion surface, the solution heats up under the influence of high temperature and its viscosity decreases, which contributes to a better spreading of the solution on the combustion surface.
При испарении воды из раствора на поверхности горения увеличивается концентрация жидкого стекла, значительно повышается его вязкость и при полном испарении воды из состава раствора на поверхности горения остается пленка жидкого стекла, обладающая свойством непрерывности.  When water evaporates from a solution on the combustion surface, the concentration of water glass increases, its viscosity increases significantly, and when water completely evaporates from the solution on the combustion surface, a liquid glass film with the property of continuity remains.
Увеличение смачиваемости раствором поверхности горения и повышение степени диспергирования струи достигается за счет введения в состав высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (ПАВ) с поверхностным натяжением менее 30- 10 3 Н/м, например, на основе поливинилового спирта, толуола и воды в количестве 0,001-0,1 кг/м3 воды в растворе. An increase in the wettability of the combustion surface with a solution and an increase in the degree of dispersion of the jet are achieved by introducing into the composition of a high molecular weight surfactant with a surface tension of less than 30-10 3 N / m, for example, based on polyvinyl alcohol, toluene and water in an amount of 0.001-0.1 kg / m 3 of water in solution.
Образовавшаяся после испарения свободной воды на поверхности горения пленка жидкого стекла при температуре 120-200°С теряет молекулярную воду и приобретает твердообразное состояние. В интервале температур 200-400°С из твердообразного жидкого стекла начинает удаляться химически связанная вода, под действием которой корочка жидкого стекла приобретает пиропластическое состояние, а выделяющиеся пары воды, вследствие резкого увеличения своего объема, вспенивают эту корочку и ее объем увеличивается в 10-50 раз. Плотность образовавшегося на поверхности горения слоя пены составляет 30-50 кг/м3 и этот слой блокирует доступ кислорода воздуха к поверхности горения. A liquid glass film formed after evaporation of free water on the combustion surface at a temperature of 120-200 ° C loses molecular water and acquires a solid state. In the temperature range 200-400 ° C, chemically bound water begins to be removed from the solid liquid glass, under the influence of which the liquid glass crust acquires a pyroplastic state, and the water vapor released, due to a sharp increase in its volume, foams this crust and its volume increases by 10-50 time. The density of the foam layer formed on the combustion surface is 30-50 kg / m 3 and this layer blocks the access of air oxygen to the combustion surface.
Образовавшийся слой пены не подвержен горению, так как по своему составу является неорганическим веществом - безводным силикатом щелочного металла, обладает низким коэффициентом теплопроводности (0,03-0,036 Вт/м -К) и предотвращает прогрев затушенной поверхности до температуры возгорания за счет резкого снижения интенсивности воздействия теплового потока, образующегося при излучении пламени и конвективного тепла дымовых газов.  The resulting foam layer is not subject to burning, as it is an inorganic substance in its composition - anhydrous alkali metal silicate, has a low coefficient of thermal conductivity (0.03-0.036 W / m -K) and prevents the quenched surface from heating to a fire temperature due to a sharp decrease in intensity exposure to heat flux generated by the emission of flame and convective heat from flue gases.
Недостатками RU 2275951 является практическая невозможность равномерного разбрызгивания и практическая невозможность обеспечения контролируемого термического вспенивания раствора жидкого стекла на практически всегда неровных и изменяющихся в процессе горения поверхностях горящих материалах и, соответственно, невозможность получения заданной толщины твердой пены определенной структуры, а также необходимость наличия высокой температуры для термического вспенивания, а именно необходимость наличия температуры 120-200°С для испарения молекулярной воды и приобретения твердообразного состояния и необходимость наличия температуры 200-400°С для удаления из твердообразного жидкого стекла химически связанной воды, под действием которой корочка жидкого стекла приобретает пиропластическое состояние, и последующего интенсивного выделения паров воды (вскипания) для вспенивания этой корочки. Известно применение распыленной воды в качестве огнетушащего средства, однако распыленная вода обладает сравнительно невысокой огнетушащей эффективностью, а генерирующие её устройства требуют подключения к напорным водопроводам. The disadvantages of RU 2275951 are the practical impossibility of uniformly spraying and the practical impossibility of providing controlled thermal foaming of the liquid glass solution on the surfaces of burning materials that are almost always uneven and changing during the burning process and, accordingly, the impossibility of obtaining a given thickness of a solid foam of a certain structure, as well as the need for high temperature for thermal foaming, namely the need for a temperature of 120-200 ° C for the evaporation of a mole acous- water and tverdoobraznogo acquisition status and the need for a temperature of 200-400 ° C to remove tverdoobraznogo waterglass chemically bound water, under the action of the crust which becomes waterglass pyroplastic state, and the subsequent intensive discharge of water vapor (boiling) for foaming of the crust. It is known to use sprayed water as a fire extinguishing agent, however, sprayed water has a relatively low fire extinguishing efficiency, and its generating devices require connection to pressurized water pipes.
Известно применение воздушно -механической пены низкой и средней кратности, обладающей повышенной по сравнению с распыленной водой огнетушащей эффективностью, однако большинство известных водо-пенных генераторов и огнетушителей обеспечивают получение жидкой воздушно- механической пены на основе водного раствора пенообразователя и воздуха или газа, которая быстро оседает и не удерживается на вертикальных и наклонных поверхностях, что существенно снижает эффективность и увеличивает время пожаротушения.  It is known to use air-mechanical foam of low and medium multiplicity, which has increased fire extinguishing efficiency compared to sprayed water, however, most of the known water-foam generators and fire extinguishers provide a liquid air-mechanical foam based on an aqueous solution of a foaming agent and air or gas, which quickly settles and does not hold on vertical and inclined surfaces, which significantly reduces efficiency and increases fire fighting time.
Известен огнетушитель, содержащий емкость с огнетушащей жидкостью, систему вытеснения жидкости из емкости, запорно-пусковое устройство, распылитель жидкости с центробежным завихрителем потока и выходным соплом, и трубопровод, соединяющий выход запорно-пускового устройства с распылителем жидкости, в котором, для повышения эффективности тушения очагов возгорания, в первую очередь, классов "А" и "В" путем генерации высокоскоростной распыленной струи огнетушащей жидкости с заданным углом распыла, выходное сопло распылителя жидкости выполнено с профилированным каналом, включающим сужающийся в направлении течения жидкости участок, при этом центробежный завихритель выполнен в виде полой вставки, по меньшей мере, с одним тангенциально направленным входным каналом, образованным в боковой стенке вставки, и входным осевым каналом, причем полость вставки сообщена с входным отверстием профилированного сопла [RU 43465 А62С13/62, А62С31/02, опубл. 27.01.2005].  A fire extinguisher is known that contains a container with a fire extinguishing liquid, a system for displacing a liquid from a container, a locking and starting device, a liquid atomizer with a centrifugal flow swirler and an outlet nozzle, and a pipeline connecting the output of the locking and starting device with a liquid atomizer, in which, to increase the efficiency of extinguishing ignition zones, first of all, classes “A” and “B” by generating a high-speed atomized stream of extinguishing liquid with a given spray angle, the output nozzle of the liquid atomizer a profiled channel including a section narrowing in the direction of the fluid flow, wherein the centrifugal swirl is made in the form of a hollow insert with at least one tangentially directed inlet channel formed in the side wall of the insert and an inlet axial channel, the insert cavity being in communication with the inlet of the profiled nozzle [RU 43465 A62C13 / 62, A62C31 / 02, publ. January 27, 2005].
Известен огнетушитель, содержащий емкость, заполненную жидким огнетушащим веществом, источник вытесняющего газа, запорно-пусковое устройство, распылитель жидкости, соединенный через трубопровод с выходом запорно-пускового устройства, при этом распылитель жидкости выполнен с возможностью генерации направленной тонкораспыленной струи огнетушащего вещества, в котором, для обеспечения возможности эффективного тушения очагов пожаров классов А и В и электрооборудования, находящегося под высоким напряжением, и длительного хранения и эксплуатации огнетушителя в условиях отрицательных температур, в качестве жидкого огнетушащего вещества использована смесь водного раствора соли, выбранной из следующего ряда веществ: диаммонийфосфат, хлорид магния, хлорид кальция, хлорид лития, и пленкообразующего пенообразователя, причем содержание соли в огнетушащем веществе составляет не менее 10 мас.%, содержание пленкообразующего пенообразователя в огнетушащем веществе составляет не менее 5 мас.%. При этом в качестве источника вытесняющего газа использован сжатый газ, заполняющий газовую полость в емкости над поверхностью жидкого огнетушащего вещества, а распылитель жидкости снабжен струйно-центробежным завихрителем потока жидкости и выходным соплом и выполнен с профилированным каналом, включающим входной участок цилиндрической формы и выходной участок в форме конического диффузора, при этом входное отверстие выходного участка сопряжено с выходным отверстием цилиндрического участка [RU 82562 А62С13/62, А62С31/02, опубл. 10.05.2009]. A fire extinguisher is known that contains a container filled with a liquid fire extinguishing agent, a source of displacing gas, a shut-off and starting device, a liquid spray connected through a pipe to the exit of the locking and starting device, while the liquid spray is configured to generate a directed finely dispersed jet of fire-extinguishing substance, in which, to provide the ability to effectively extinguish fires of Class A and B fires and electrical equipment under high voltage, and long-term storage and operation of a fire extinguisher at low temperatures, as a liquid fire extinguishing agent, a mixture of an aqueous salt solution selected from the following series of substances is used: diammonium phosphate, magnesium chloride, calcium chloride, lithium chloride, and a foaming agent, and the salt content in the extinguishing agent is at least 10 wt. .%, the content of the film-forming foaming agent in the extinguishing agent is at least 5 wt.%. In this case, compressed gas was used as the source of displacing gas, filling the gas cavity in the container above the surface of the liquid extinguishing agent, and the liquid atomizer is equipped with a jet-centrifugal liquid flow swirl and an outlet nozzle and is made with a profiled channel including an inlet section of a cylindrical shape and an outlet section in the shape of a conical diffuser, while the inlet of the outlet section is associated with the outlet of the cylindrical section [RU 82562 A62C13 / 62, A62C31 / 02, publ. 05/10/2009].
Известен переносной огнетушитель, содержащий резервуар с огнетушащим веществом, корпус пусковой головки, установленный на резервуаре с огнетушащим веществом, подпружиненный шток с коническим выступом, размещенный в продольном канале, выполненном в корпусе пусковой головки, который имеет первое радиальное отверстие, установленный на корпусе пусковой головки баллон для сжатого газа с герметизирующей мембраной, обращенной к коническому выступу штока, сифонную трубку, выходной штуцер и средство для перемещения штока, эластичную прокладку, установленную на штоке, при этом продольный канал имеет две полости, разделенные одна от другой герметизирующим элементом, установленным на штоке, первая полость сообщается с выходным отверстием баллона для сжатого газа и посредством первого радиального отверстия - с полостью резервуара с огнетушащим веществом, вторая полость сообщается с помощью второго радиального отверстия с сифонной трубкой, и с помощью третьего радиального отверстия - с выходным штуцером, в котором, для исключения вытекания огнетушащего вещества в период хранения и транспортировки с сохранением возможности кратковременного прекращения его работы, во второй полости на штоке установлены цилиндрическая пружина и шайба, эластичная прокладка расположена на нижней поверхности шайбы, цилиндрическая пружина расположена между шайбой и верхней стенкой второй полости, а длина цилиндрической пружины в осевом направлении в свободном состоянии превышает расстояние от шайбы до верхней стенки второй полости [RU 8896 А62С13/00, опубл. 16.01.1999]. Known portable fire extinguisher containing a reservoir with a fire extinguishing agent, a launcher head housing mounted on a reservoir with a fire extinguishing agent, a spring-loaded rod with a conical protrusion located in a longitudinal channel made in the launcher head housing, which has a first radial hole mounted on the launcher head housing for compressed gas with a sealing membrane facing the conical protrusion of the rod, siphon tube, outlet fitting and means for moving the rod, elastic gasket installed on the rod, while the longitudinal channel has two cavities separated from each other by a sealing element mounted on the rod, the first cavity communicates with the outlet of the compressed gas cylinder and through the first radial hole with the cavity of the reservoir with a fire extinguishing substance, the second cavity communicates with a second radial hole with a siphon tube, and with a third radial hole with an outlet fitting, in which, to prevent leakage of extinguishing agent during storage and transportation, while maintaining the possibility of a short termination of its operation, a cylindrical spring and a washer are installed in the second cavity on the rod, an elastic gasket is located on the lower surface of the washer, a cylindrical spring is located between the washer and the upper wall of the second cavity, and the length of the cylindrical spring in the axial direction in the free state exceeds the distance from the washer to the upper wall of the second cavity [RU 8896 A62C13 / 00, publ. 01/16/1999].
Известно устройств для получения твердеющей пены из композиции низкомолекулярных и высокомолекулярных веществ, обеспечивающее увеличение производительности пеногенерации, непрерывную работу без остановок для перезарядки емкостей рабочими растворами, которое содержит цилиндрический корпус, патрубки для подачи жидкости и газа и расположенный соосно корпусу рассеиватель газожидкостного потока, при этом патрубки для подачи водного раствора поверхностно-активного вещества и карбамидно-формальдегидной смолы смещены относительно оси корпуса и смесителя на расстояние, составляющее 5-15% внутреннего диаметра патрубка [RU 2226123 B01 F3/04, B01 F5/04, опубл. 27.03.2004].  Known devices for producing hardening foam from a composition of low molecular weight and high molecular weight substances, providing an increase in foam generation productivity, continuous operation without stops for recharging containers with working solutions, which contains a cylindrical body, nozzles for supplying liquid and gas and a gas-liquid flow diffuser located coaxially to the body, while the nozzles for supplying an aqueous solution of a surfactant and a urea-formaldehyde resin are offset relative to the axis the housing and the mixer at a distance of 5-15% of the inner diameter of the pipe [RU 2226123 B01 F3 / 04, B01 F5 / 04, publ. 03/27/2004].
Устройство по RU 2226123 может быть использовано для создания защитных пенных экранов с целью предотвращения испарений нефти и нефтепродуктов при аварийных проливах и в технологии переработки полимеров в пористые или ячеистые изделия различного назначения, но по причине горючести получаемой твердой пены неприменимо в области пожаротушения.  The device according to RU 2226123 can be used to create protective foam screens to prevent the evaporation of oil and oil products during emergency spills and in the technology of processing polymers into porous or cellular products for various purposes, but due to the combustibility of the obtained solid foam, it is not applicable in the field of fire fighting.
Известен огнетушитель, имеющий по меньшей мере одну емкость со средством тушения огня, выполнен с возможностью выводить данное средство, если идентифицировано реальное или потенциальное возгорание. Средство тушения огня представляет собой стабильную водную суспензию тонкодисперсного вспученного вермикулита (природного минерала с химической формулой (Mg, Fe, А1)з(А1, Si)4Oio(OH)24H20). Способ тушения огня осуществляется путем подачи данного средства тушения огня на пламя, прилегающие к нему зоны, а также зоны высокого риска распространения огня. Используемый огнетушитель может быть изготовлен путем по меньшей мере частичного заполнения емкости, адаптированной для выведения средства тушения огня. Средство обладает улучшенным ограничивающим воздействием и формированием изолирующего барьера за счет образования на поверхности слоя, барьерного по отношению к кислороду и теплу, может быть применено для тушения огня на человеке и животном. Желательно, чтобы количество вермикулита составляло 3-40 мас.%, более предпочтительно 10-30 мас.%, а особо желательно - 15-25 мас.%, например, примерно 20 мас.%.A fire extinguisher is known, having at least one container with a fire extinguishing means, is configured to withdraw this means if a real or potential fire is identified. The fire extinguishing agent is a stable aqueous suspension of finely dispersed expanded vermiculite (a natural mineral with the chemical formula (Mg, Fe, A1) s (A1, Si) 4 Oio (OH) 2 4H 2 0). The method of extinguishing a fire is carried out by supplying this means of extinguishing a fire to a flame, zones adjacent to it, as well as zones of high risk of fire spread. The fire extinguisher used can be made by at least partially filling a container adapted to remove the fire extinguishing agent. The tool has an improved limiting effect and the formation of an insulating barrier due to the formation of a layer on the surface of the barrier with respect to oxygen and heat, can be used to extinguish fire on humans and animals. It is desirable that the quantity vermiculite was 3-40 wt.%, more preferably 10-30 wt.%, and particularly preferably 15-25 wt.%, for example, about 20 wt.%.
Предпочтителен очень тонкодисперсный вермикулит с размером частиц в интервале от нанометров до 1000 мкм, причем желательно, чтобы этот размер не превышал 300 мкм [RU 2635613 A62D1/00, А62СЗ/00, С09К21/02 Опубл. 14.1 1.2017]. Preferred is very fine vermiculite with a particle size in the range from nanometers to 1000 microns, and it is desirable that this size does not exceed 300 microns [RU 2635613 A62D1 / 00, A62CZ / 00, C09K21 / 02 Publ. 14.1 1.2017].
Недостатком RU 2635613 является возможность использования огнетушащего вещества только в виде водной тонкодисперсной суспензии и невозможность формирования на её основе пены.  The disadvantage of RU 2635613 is the possibility of using a fire extinguishing agent only in the form of an aqueous finely divided suspension and the inability to form foam on its basis.
Известны химические пенные огнетушители, генерирующие химическую пену, получаемую в результате резкого вспенивания щелочного раствора (обычно - водного раствора соды) при добавлении в него кислоты (обычно - серной или соляной).  Chemical foam extinguishers are known that generate chemical foam resulting from the sharp foaming of an alkaline solution (usually an aqueous solution of soda) by adding acid (usually sulfuric or hydrochloric) to it.
Известен огнетушитель для образования и подачи химической пены, содержащий корпус, заполненный щелочным раствором, спрыск, расположенный в верхней части корпуса, крышку и баллон с кислотой, закрытый пробкой со штоком, при этом баллон снабжен поплавком, в котором, для равномерного распределения заряда кислоты в корпусе огнетушителя, поплавок выполнен в виде кольцевой камеры и установлен концентрично корпусу баллона в его нижней части [RU 26191 А62С13/04, опубл. 20.11.2002].  Known fire extinguisher for the formation and supply of chemical foam, containing a housing filled with an alkaline solution, a spray located in the upper part of the housing, a lid and a bottle of acid, closed with a plug with a rod, while the cylinder is equipped with a float in which, for uniform distribution of acid charge in the fire extinguisher body, the float is made in the form of an annular chamber and is mounted concentrically to the cylinder body in its lower part [RU 26191 A62C13 / 04, publ. November 20, 2002].
Известен химический пенный огнетушитель, содержащий сосуд с крышкой, заполненный щелочным раствором, спрыск, расположенный в верхней части сосуда, баллон с кислотой, днище которого выполнено в виде мембраны, приводной шток и установленную в сосуде заборную трубку, один конец которой соединен со спрыском, а другой обращен к днищу сосуда, в котором, для повышения эксплуатационных свойств и быстродействия срабатывания, приводной шток снабжен поршнем, размещенным в полости баллона, а в стенке баллона выполнено сквозное отверстие, расположенное выше поршня части [RU 26192 А62С13/04, опубл. 20.11.2002].  Known chemical foam fire extinguisher containing a vessel with a lid filled with an alkaline solution, a spray located in the upper part of the vessel, an acid cylinder, the bottom of which is made in the form of a membrane, a drive rod and a sampling tube installed in the vessel, one end of which is connected to the spray, and the other is facing the bottom of the vessel, in which, to increase the operational properties and speed of response, the drive rod is equipped with a piston located in the cavity of the container, and a through hole is made in the wall of the container, located th above the piston part [RU 26192 A62S13 / 04, publ. November 20, 2002].
Известен химический воздушно-пенный огнетушитель, содержащий стальной корпус, заполненный 9 л водно-щелочного раствора в виде смеси бикарбоната натрия NaHCCh и солодкового экстракта, и полиэтиленовую емкость, заправленную кислотной смесью в виде серной кислоты H2SO4 и сульфида железа FeS04, повышающей объем и прочность образующейся пены, при этом, для повышения эффективности защиты пожаров путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания, полиэтиленовая емкость жестко соединена с седлом клапана, закрепленного в нижней части стакана, жестко соединенного с крышкой стального корпуса, к верхней части которого прикреплена ручка для работы в режиме эксплуатации огнетушителя , а в верхней части корпуса размещен выпускной патрубок с пеногенератором. Стакан установлен внутри корпуса осесимметрично ему и полиэтиленовой емкости, а клапан соединен со штоком, размещенным осесимметрично в стакане и подпружиненным пружиной. В нижней части стакана, над клапаном, выполнено, по крайней мере, три отверстия, обеспечивающих соединение щелочной и кислотной частей огнетушителя, а на крышке корпуса огнетушителя смонтировано запорно-пусковое устройство [RU 2427401 А62С13/04, опубл. 27.08.2011]. A chemical air-foam fire extinguisher is known, containing a steel casing filled with 9 l of an alkaline aqueous solution in the form of a mixture of sodium bicarbonate NaHCCh and licorice extract, and a polyethylene container filled with an acid mixture in the form of sulfuric acid H2SO4 and iron sulfide FeS0 4 , which increases the volume and strength emerging foam, at the same time, to increase the efficiency of fire protection by increasing speed and reliability of operation, the polyethylene container is rigidly connected to the valve seat fixed in the lower part of the glass, rigidly connected to the lid of the steel casing, to the upper part of which is attached a handle for operating in fire extinguisher operation mode and in the upper part of the housing there is an exhaust pipe with a foam generator. The glass is installed inside the housing axisymmetrically to him and the polyethylene container, and the valve is connected to a rod placed axisymmetrically in the glass and spring-loaded. At least three openings are made in the lower part of the glass above the valve, which provide for the connection of the alkaline and acid parts of the fire extinguisher, and on the cover of the fire extinguisher’s body there is a locking and starting device [RU 2427401 A62C13 / 04, publ. 08/27/2011].
Общим недостатком известных химических пенных огнетушителей является недостаточная огнетушащая эффективность, обусловленная обычно незначительным количеством генерируемой химической пены, определяемым стехиометрическим соотношением реагентов, а также возможность только одноразового использования в течение времени протекания реакции с невозможностью её прерывания по полной выработки компонентов и невозможностью многократных включений/выключений огнетушителя при одном и том же заряде огнетушителя компонентами огнетушащего вещества.  A common drawback of known chemical foam fire extinguishers is the insufficient fire extinguishing efficiency, usually caused by a small amount of generated chemical foam, determined by the stoichiometric ratio of the reagents, as well as the possibility of only one use during the course of the reaction with the impossibility of interrupting it to fully produce the components and the impossibility of repeatedly switching the fire extinguisher at the same charge of the fire extinguisher with the components of the fire extinguisher nature.
Известно устройство для создания текучей твердеющей пены на основе воды, цемента и вспенивающего агента для предотвращения и тушения пожара в угольной шахте, содержащее основную агрегатную машину, автоматически пополняемый резервуар для хранения жидкости, систему перемешивания раствора, инжекционный пистолет и соответствующую систему соединительного трубопровода, при этом клапан, трехходовой клапан, датчик давления и расходомер соответствующим образом расположены на трубопроводе; и основная агрегатная машина содержи т двухъярусную структуру каркаса машины, при этом нижний ярус каркаса машины оснащен воздушным компрессором, интеллектуальной панелью управления и винтовым насосом, и верхний ярус каркаса машины оснащен вспенивающей трубой и смешивающей трубой. Текучая твердеющая пена, образованная устройством, обладает преимуществом, заключающимся в хорошо распределенных мелких пузырьках, высоким коэффициентом пенообразования и хорошими характеристиками стабильности пены; и приспособление обладает идеальными системными функциями, беспрепятственной циркуляцией раствора, является простым в эксплуатации и надежным в использовании, может хорошо приспосабливаться к сложным условиям угольной шахты и быстро, и непрерывно создавать текучую твердеющую пену, и применяется в угольных шахтах для остановки утечек, изоляции кислорода и предотвращения и тушения пожара, и таким образом эффективно обеспечивает безопасность и эффективность предотвращения и тушения пожара в угольных шахтах [RU 2620335 А62С5/02 Опубл. 24.05.2017]. A device is known for creating a fluid hardening foam based on water, cement and a blowing agent for preventing and extinguishing a fire in a coal mine, comprising a main aggregate machine, an automatically replenished liquid storage tank, a solution mixing system, an injection gun and a corresponding connecting pipe system, wherein a valve, a three-way valve, a pressure sensor and a flow meter are appropriately located on the pipeline; and the main aggregate machine comprises a two-tier carcass structure, wherein the lower tier of the carcass is equipped with an air compressor, an intelligent control panel and a screw pump, and the upper tier of the carcass is equipped with a foaming pipe and a mixing pipe. The flowable hardening foam formed by the device has the advantage of well-distributed fine bubbles, high foaming coefficient and good foam stability characteristics; and the device has ideal system functions, unhindered circulation of the solution, is easy to operate and reliable to use, can adapt well to the difficult conditions of a coal mine and quickly and continuously create a fluid hardening foam, and is used in coal mines to stop leaks, isolate oxygen and fire prevention and suppression, and thus effectively ensures the safety and effectiveness of fire prevention and suppression in coal mines [RU 2620335 A62C5 / 02 Publ. 05.24.2017].
Известны способы и устройства вспенивания негорючих суспензий для целей пожаротушения.  Known methods and devices for foaming non-combustible suspensions for fire fighting purposes.
Известно устройство для вспенивания суспензий при тушении подземных пожаров, которое содержит эжектор, гильзу с комбинированным каналом, диспергатор, камеру смешения. В эжекторе суспензия разделяется на две части. Основной поток идет через гильзу. Он дробится на диспергаторе. Дополнительный поток проходит через кольцевую щель. Далее он отклоняется конусным отбойником на пеногенераторную сетку и стекает вниз. Инертный газ проходит в полости газовой рубашки и образует высокократную пенопульпу. Основной поток смешивается с пенопульпой. В камере смешения образуется вспененная суспензия. Повышается эффективность приготовления суспензий на коротких скважинах за счет интенсификации процесса вспенивания [RU 2133829, E21 F5/00, А62С5/02, B01 F5/06 Опубл. 27.07.1999].  A device for foaming suspensions when fighting underground fires is known, which contains an ejector, a sleeve with a combined channel, a dispersant, a mixing chamber. In the ejector, the suspension is divided into two parts. The main stream goes through the sleeve. It is crushed on a dispersant. Additional flow passes through the annular gap. Then it is deflected by a conical chipper onto the foam mesh and flows down. Inert gas passes into the cavity of the gas jacket and forms a high-pressure foam. The main stream is mixed with foam. A foamed suspension forms in the mixing chamber. Increases the efficiency of the preparation of suspensions in short wells due to the intensification of the foaming process [RU 2133829, E21 F5 / 00, A62C5 / 02, B01 F5 / 06 Publ. July 27, 1999].
Известна комплексная система создания завесы из вспененной суспензии, содержащая устройство турбулентное для вспенивания суспензий, пожарно-оросительный трубопровод шахты, патрубки подвода раствора пенообразователя и сжатого газа, камеру смешения, трубный канал с установленным в нем устройством ценообразования и источники подачи компонентов на генерирование пены, отличающаяся тем, что она снабжена стабилизатором структуры вспененной суспензии, установленным на выходном фланце устройства вспенивания в переходнике перед выходом на транспортный пенопровод, на оконечном участке которого размещена перфорированная пика для ее внедрения в труднодоступное место, при этом для стабилизации структуры вспененной пульпы она снабжена дополнительным патрубком для ввода в устройство раствора наполнителя, например золы-уноса, которая приготовлена и подана на устройство вспенивания посредством шламового погружного насоса из шахтной вагонетки у места производства работ, а в трубопровод воды из пожарно-оросительного трубопровода встроен пеносмеситель с регулируемым заборным краном пенообразователя с одновременным вводом в напорный рукав стабилизатора структуры пенного потока, выполненного в виде раствора бентонитовой коллоидной глины, которая также приготовлена во второй половине вагонетки с использованием шламового погружного насоса. Камера смешения компонентов смеси в устройстве вспенивания суспензии выполнена по форме диффузорной по ходу вспенивания суспензии в зоне перед винтовым стабилизатором, а расход дозируемого в системе количества жидкой фазы (бентонитовой глины, пенообразователя, воды и жидкого наполнителя) регламентирован по кранам регулирования в каждом трубопроводе и временем работы шламового погружного насоса [RU 33021 , А62С5/02, Опубл. 10.10.2003]. A complex system is known for creating a curtain of foamed slurry containing a turbulent device for foaming suspensions, a fire-irrigation pipe of a mine, nozzles for supplying a solution of a foaming agent and compressed gas, a mixing chamber, a pipe channel with a pricing device installed in it and sources for supplying components for generating foam, characterized the fact that it is equipped with a stabilizer structure of the foamed suspension mounted on the output flange of the foaming device in the adapter before exiting transport foam, at the end of which there is a perforated peak for its implementation in inaccessible place, while to stabilize the structure of the foamed pulp, it is equipped with an additional nozzle for introducing a filler solution into the device, for example, fly ash, which is prepared and fed to the foaming device by means of a slurry submersible pump from a mine carriage at the place of work, and into the water pipeline from fire-irrigation pipeline built-in foam mixer with an adjustable intake tap of the foaming agent with the simultaneous introduction of a foam flow structure stabilizer into the pressure hose, made in the form of a solution of bentonite colloidal clay, which is also prepared in the second half of the trolley using a slurry submersible pump. The chamber for mixing the components of the mixture in the foaming device of the suspension is made in the form of a diffuser along the foaming suspension in the zone in front of the screw stabilizer, and the flow rate of the amount of the liquid phase dosed in the system (bentonite clay, foaming agent, water and liquid filler) is regulated by control valves in each pipeline and time work slurry submersible pump [RU 33021, A62C5 / 02, Publ. 10/10/2003].
Известна комплексная система создания завесы в шахте из вспененной комбинированной суспензии, содержащая патрубки подвода раствора пенообразователя и воздуха, камеру смешения и трубный канал с установленным в нем устройством пенообразования в виде турбулизирующих пластин, отличающаяся тем, что к устройству пенообразования со стороны трубопровода подачи зольных суспензий закреплен дополнительный переходник с диффузорной смесительной камерой, подсоединенный к корпусу пеногенератора, на котором установлены патрубок подачи флегматизатора - например жидкой фазы хладона 114В2 в смеси с газообразным азотом и патрубок подачи газообразного азота, а на выходе устройства пенообразования закреплен конфузорный переходник контроля давления стабилизации структуры потока пены, выполненный со встроенными в трубопровод винтовыми лопастями, который подсоединен непосредственно в соединительное колено к обсадной трубе скважины, пробуренной с поверхности в зону подземного очага пожара [RU 50839, А62С5/02, Опубл. 27.01.2006]. Недостатком известных устройств для вспенивания суспензий и применения вспененных суспензий для целей пожаротушения является сложность и громоздкость, невозможность их использования для тушения открытых пожаров и взрывопредотвращения на открытых участках больших площадей, то есть их низкая эффективность пожаротушения. A complex system for creating a curtain in a mine from a foamed combined suspension is known, which contains nozzles for supplying a solution of a foaming agent and air, a mixing chamber and a pipe channel with a foaming device installed in the form of turbulent plates, characterized in that it is fixed to the foaming device on the side of the ash supply pipe additional adapter with a diffuser mixing chamber connected to the foam generator housing, on which the phlegmati supply pipe is installed an atom — for example, the liquid phase of Freon 114B2 mixed with gaseous nitrogen and a nozzle for supplying nitrogen gas, and at the outlet of the foaming device there is a confuser adapter for controlling the pressure of stabilizing the structure of the foam flow, made with screw blades built into the pipeline, which is connected directly to the connecting bend to the casing pipe wells drilled from the surface into the zone of the underground fire [RU 50839, A62C5 / 02, Publ. January 27, 2006]. A disadvantage of the known devices for foaming suspensions and the use of foamed suspensions for fire fighting is the complexity and cumbersomeness, the inability to use them to extinguish open fires and explosion prevention in open areas of large areas, that is, their low fire extinguishing efficiency.
Известен водный раствор для тушения пожаров [RU 2275951 , A62D1/00, 10.05.2006], который для целей обеспечения необходимого уровня вязкости и достижения значительного снижения температуры в зоне горения, высоких значений температуростойкости и изолирующей способности состава за счёт испарения свободной воды и термического вспенивания жидкого стекла, содержит воду в количестве 50-95 мае. % и в качестве загущающей добавки жидкое стекло с модулем 2, 5-3, 2 в количестве 5-50 мае. %.  Known aqueous solution for extinguishing fires [RU 2275951, A62D1 / 00, 05/10/2006], which in order to ensure the necessary level of viscosity and achieve a significant reduction in temperature in the combustion zone, high temperature resistance and insulating ability of the composition due to evaporation of free water and thermal foaming liquid glass, contains water in an amount of 50-95 may. % and as a thickening additive liquid glass with a module of 2, 5-3, 2 in the amount of 5-50 may. %
Дополнительно данный состав может содержать высокомолекулярное поверхностно-активное вещество (ПАВ) в виде смеси поливиниловый спирт - толуол - вода с поверхностным натяжением менее 30 мН/м из расчета 0,001- 0,1 кг ПАВ на один кубический метр воды в растворе.  Additionally, this composition may contain a high molecular weight surfactant in the form of a mixture of polyvinyl alcohol - toluene - water with a surface tension of less than 30 mN / m at the rate of 0.001-0.1 kg of surfactant per cubic meter of water in solution.
Присутствие ПАВ в данном составе раствора улучшает его диспергирование при набрызгивании и закреплении на поверхности горения. После тушения предлагаемым составом поверхность объектов горения в результате термического вспенивания или по своей физической сути вскипания в результате интенсивного нагрева набрызганного слоя раствора покрывается слоем твёрдой неорганической пены толщиной 2, 5-5, 5 см, и этот слой, выполняя роль своеобразного фильтра, обеспечивает меньшее остаточное выделение дыма с поверхности горения.  The presence of surfactants in this composition of the solution improves its dispersion when spraying and fixing on the combustion surface. After quenching with the proposed composition, the surface of the objects of combustion as a result of thermal foaming or, in their physical essence, boiling as a result of intense heating of the sprayed layer of the solution is covered with a layer of solid inorganic foam with a thickness of 2.5-5.5 cm, and this layer, acting as a kind of filter, provides a smaller residual smoke from the combustion surface.
Как это указано в описании RU 2275951 тушение пожара данным составом осуществляется по следующему механизму: При подлёте струи раствора жидкого стекла к поверхности горения, под действием высокой температуры происходит нагрев раствора и снижется его вязкость, что способствует лучшему растеканию раствора на поверхности горения. При испарении воды из раствора на поверхности горения увеличивается концентрация жидкого стекла, значительно повышается его вязкость и при полном испарении воды из состава раствора на поверхности горения остаётся плёнка жидкого стекла, обладающая свойством непрерывности. Увеличение смачиваемости раствором поверхности горения и повышение степени диспергирования струи достигается за счёт введения в состав высокомолекулярного поверхностно-активного вещества (ПАВ) с поверхностным натяжением менее ЗОЮ 3 Н/м, например, на основе поливинилового спирта, толуола и воды в количестве 0,001-0,1 кг/м3 воды в растворе. As indicated in the description of RU 2275951, the fire extinguishing by this composition is carried out according to the following mechanism: When a jet of liquid glass approaches the combustion surface, the solution heats up under the influence of high temperature and its viscosity decreases, which contributes to a better spreading of the solution on the combustion surface. When water evaporates from a solution on the combustion surface, the concentration of water glass increases, its viscosity increases significantly, and when water completely evaporates from the solution on the combustion surface, a liquid glass film with the property of continuity remains. An increase in the wettability of the combustion surface with a solution and an increase in the degree of dispersion of the jet are achieved by introducing into the composition of a high molecular weight surfactant with a surface tension of less than ZOI 3 N / m, for example, based on polyvinyl alcohol, toluene and water in an amount of 0.001-0, 1 kg / m 3 of water in solution.
Образовавшаяся после испарения свободной воды на поверхности горения плёнка жидкого стекла при температуре 120-200°С теряет молекулярную воду и приобретает твердообразное состояние. В интервале температур 200-400°С из твердообразного жидкого стекла начинает удаляться химически связанная вода, под действием которой корочка жидкого стекла приобретает пиропластическое состояние, а выделяющиеся пары воды, вследствие резкого увеличения своего объёма, вспенивают эту корочку и её объем увеличивается в 10-50 раз. Плотность образовавшегося на поверхности горения слоя силикатной пены составляет 30-50 кг/м3 и этот слой блокирует доступ кислорода воздуха к поверхности горения. A liquid glass film formed after evaporation of free water on the burning surface at a temperature of 120-200 ° C loses molecular water and acquires a solid state. In the temperature range 200-400 ° C, chemically bound water begins to be removed from the solid liquid glass, under the influence of which the liquid glass crust acquires a pyroplastic state, and the water vapor released, due to a sharp increase in its volume, foams this crust and its volume increases by 10-50 time. The density of the silicate foam layer formed on the combustion surface is 30-50 kg / m 3 and this layer blocks the access of air oxygen to the combustion surface.
Образовавшийся подобным образом слой твердой силикатной пены не подвержен горению, так как по своему составу является неорганическим веществом - безводным силикатом щелочного металла, обладает низким коэффициентом теплопроводности (0,03-0,036 Вт/м-К) и предотвращает прогрев затушенной поверхности до температуры возгорания за счёт резкого снижения интенсивности воздействия теплового потока, образующегося при излучении пламени и конвективного тепла дымовых газов.  A layer of solid silicate foam formed in this way is not susceptible to combustion, as it is an inorganic substance in its composition - anhydrous alkali metal silicate, has a low thermal conductivity (0.03-0.036 W / m-K) and prevents the quenched surface from heating to ignition temperature due to a sharp decrease in the intensity of the heat flux generated by the emission of flame and convective heat of flue gases.
Недостатками RU 2275951 является практическая невозможность равномерного разбрызгивания и контролируемого термического вспенивания раствора жидкого стекла на практически всегда неровных и изменяющихся в процессе горения поверхностях горящих материалах и, соответственно, невозможность получения заданной толщины "стеклянной" пены определённой структуры, а также необходимость наличия высокой температуры для термического вспенивания, а именно необходимость наличия температуры 120-200°С для испарения молекулярной воды и приобретения твердообразного состояния и необходимость наличия температуры 200-400°С для удаления из твердообразного жидкого стекла химически связанной воды, под действием которой корочка жидкого стекла приобретает пиропластическое состояние, и последующего интенсивного выделения паров воды (вскипания) для вспенивания этой корочки и её превращения в твердую силикатную пену. The disadvantages of RU 2275951 are the practical impossibility of uniformly spraying and controlled thermal foaming of a liquid glass solution on practically always uneven and burning surfaces of burning materials and, accordingly, the inability to obtain a predetermined thickness of a “glass” foam of a certain structure, as well as the need for a high temperature for thermal foaming, namely the need for a temperature of 120-200 ° C for the evaporation of molecular water and the acquisition of solid figurative state and the need for a temperature of 200-400 ° C to remove chemically bound water from solid liquid glass, under the action of which the liquid glass crust acquires pyroplastic condition, and subsequent intensive release of water vapor (boiling) for foaming this crust and its transformation into a solid silicate foam.
Известен пористый ксерогель S1O2 [RU 2530048 С01 В 33/16, опубл. 10.10.2014 Заявка РСТ ЕР 2010/067821 20101 119, публикация РСТ WO 2011/061289 20110526] который содержит поры, размер которых больше 50 нм, но меньше 1000 нм, в частности - меньше 500 нм, в частности - меньше 300 нм, в частности - меньше 100 нм, имеет плотность меньше 400 кг/м3, в частности - меньше 290 кг/м3, в частности - меньше 200 кг/м3, содержит долю углерода, которая меньше 10%, в частности - меньше 5%, и имеет теплопроводность при 800°С меньше 0,060 Вт/м-К, при 400°С - меньше 0,040 Вт/м-К, при 200°С - меньше 0,030 Вт/м-К, имеет модуль упругости, равный по меньшей мере 5 МПа, при температурах до 560°С (в атмосфере, содержащей кислород) обладает длительной термостабильностью, представляет собой монолитное формованное изделие, гранулят или порошок. The porous xerogel S1O2 is known [RU 2530048 C01 B 33/16, publ. 10.10.2014 Application PCT EP 2010/067821 20101 119, publication PCT WO 2011/061289 20110526] which contains pores that are larger than 50 nm but less than 1000 nm, in particular less than 500 nm, in particular less than 300 nm, in particular - less than 100 nm, has a density of less than 400 kg / m 3 , in particular less than 290 kg / m 3 , in particular less than 200 kg / m 3 , contains a fraction of carbon that is less than 10%, in particular less than 5% , and has a thermal conductivity at 800 ° C less than 0,060 W / m-K, at 400 ° C - less than 0,040 W / m-K, at 200 ° C - less than 0,030 W / m-K, has a modulus of elasticity equal to at least 5 MPa, at temperatures up to 560 ° С (in atmo Feret containing oxygen) has long thermostability, is a monolithic molded product granulate or powder.
Данный ксерогель S1O2 по RU 2530048 с характерным размером пор менее 1 микрометра, получают посредством золь-гель процесса с субкритической сушкой геля с использованием временных заполнителей пор или твердых скелетных опор (например, состоящих из углерода или органических веществ), которые в конце процесса получения удаляют посредством термического окисления. Вспомогательные органические частицы, или макромолекулы, или частицы углерода, содержащиеся в неорганическом геле, препятствуют коллапсу неорганической сетчатой структуры во время процесса субкритической сушки. Впоследствии эти заполнители пор или твердые скелетные опоры в максимальной степени удаляют в процессе термической обработки при температуре выше 300°С за счет окисления. В результате получают ксерогель S1O2 (с массовой долей волокон менее 5 масс. %) с пористостью более 80%, с содержанием несвязанного или лишь слабо химически связанного с силикатным скелетом углерода менее 10% и с размером пор менее 1 микрометра.  This xerogel S1O2 according to RU 2530048 with a characteristic pore size of less than 1 micrometer is obtained by a sol-gel process with subcritical gel drying using temporary pore fillers or solid skeletal supports (for example, consisting of carbon or organic substances), which are removed at the end of the preparation process through thermal oxidation. Ancillary organic particles, or macromolecules, or carbon particles contained in an inorganic gel, inhibit the collapse of the inorganic network during the subcritical drying process. Subsequently, these pore fillers or solid skeletal supports are removed to the maximum extent during heat treatment at temperatures above 300 ° C due to oxidation. The result is xerogel S1O2 (with a mass fraction of fibers of less than 5 wt.%) With a porosity of more than 80%, with an unbound or only weakly chemically bonded carbon silicate skeleton of less than 10% and a pore size of less than 1 micrometer.
Ксерогель S1O2 по RU 2530048 применяют в качестве негорючего или невоспламеняющегося, прозрачного или полупрозрачного или непрозрачного теплоизоляционного материала, в качестве несущего теплоизоляционного материала, носителя катализаторов, фильтра, поглотителя, негорючего или невоспламеняющегося, прозрачного, полупрозрачного или непрозрачного легкого строительного материала, диэлектрика для электронных деталей, в качестве системы для контролируемого или быстрого выделения лекарственных препаратов, в качестве покрытия для использования в термодиффузионных процессах, в качестве литейной формы, в качестве носителя для сенсорных молекул в сенсорной технике, для звукоизоляции, для регулирования влажности или в качестве материала основы для композитных материалов. Xerogel S1O2 according to RU 2530048 is used as a non-combustible or non-flammable, transparent or translucent or opaque heat-insulating material, as a supporting heat-insulating material, a catalyst support, a filter, an absorber, non-combustible or non-flammable, transparent, translucent or non-transparent light building material, dielectric for electronic parts, as a system for controlled or rapid release of drugs, as a coating for use in thermal diffusion processes, as a mold, as a carrier for sensor molecules in sensor technology, for sound insulation, for humidity control or as a base material for composite materials.
Известен состав для создания вспененной аэрозольным путем термостойкой пены на основе силиката натрия [ЕР 01 10328], содержащий два разделенных между собой раствора, один из которых, раствор «А», выполнен на основе водного раствора силиката натрия (50-97%) и пропеллента (3-50%), а другой - раствора «Б», являющийся отвердителем.  Known composition for creating foamed aerosol heat-resistant foam based on sodium silicate [EP 01 10328], containing two separate solutions, one of which, solution "A", is based on an aqueous solution of sodium silicate (50-97%) and propellant (3-50%), and the other - solution "B", which is a hardener.
К раствору «А» (основному раствору) согласно ЕР 0110328 добавляют различные химические добавки в виде аммониевых соединений, боратов, синтетических резин и различных органических и неорганических соединений увеличивающие механические свойства пен и дисперсий, но при этом эти соединения должны быть совместимыми, т.е. протекание химических реакций между ними не предполагается. Для увеличения кратности пены в раствор «А» (в раствор силикатов щелочных металлов) могут вводиться добавки поверхностноактивных веществ.  According to EP 0110328, various chemical additives in the form of ammonium compounds, borates, synthetic rubbers and various organic and inorganic compounds that increase the mechanical properties of foams and dispersions are added to solution “A” (the main solution), but these compounds must be compatible, i.e. . chemical reactions between them are not supposed. In order to increase the multiplicity of the foam, surfactant additives can be added to the “A” solution (to the alkali metal silicates solution).
В качестве раствора «Б» (отвердителя) согласно ЕР 0110328 используют органические и неорганические соединения, обладающие гелирующими свойствами, предпочтительно сложные эфиры карбоновых кислот, например триаацетатглицерина, которые, обладая высоковязкими свойствами, выступают загустителями, увеличивая реологические свойства образованных пен при смешении.  According to EP 0110328, organic and inorganic compounds having gelling properties, preferably carboxylic acid esters, for example triaacetate glycerol, which, having high viscosity properties, act as thickeners, increasing the rheological properties of the foams formed upon mixing, are used as the “B” (hardener) solution according to EP 0110328.
Оба раствора должны находиться под давлением в отдельных разделительных емкостях, причем раствор «Б» (отвердитель) находится под большим давлением, чем раствор «А» (основной раствор).  Both solutions must be pressurized in separate separation vessels, moreover solution “B” (hardener) is under greater pressure than solution “A” (stock solution).
Разделительные емкости согласно ЕР 0110328 используются, чтобы избежать высаживания отвердителя. Для предотвращения высаживания отвердителя в растворы вводятся также эмульгаторы, а также в раствор «Б» (отвердитель) вводятся стабилизирующие компоненты, образующие микрокапсулы из солей поливалентных катионов, предпочтительно Zn, Mg, Са. Образование газовых пузырьковых включений (вспенивания) по ЕР 01 10328 происходит под действием высвобождения сжиженного пропилента при компенсации разности давлений с атмосферой, Separating containers according to EP 0110328 are used in order to avoid the curing of the hardener. To prevent precipitation of the hardener, emulsifiers are also introduced into the solutions, and stabilizing components are introduced into the solution “B” (hardener), which form microcapsules from salts of polyvalent cations, preferably Zn, Mg, and Ca. The formation of gas bubble inclusions (foaming) according to EP 01 10328 occurs under the action of the release of liquefied propylene while compensating for the pressure difference with the atmosphere,
Получаемые по ЕР 01 10328 пены, образующиеся на основе силикатов щелочных металлов и обладающие стабильностью до 300° предлагается использовать в качестве термоизолирующих пен, в строительном производстве в качестве теплоизолятора.  It is proposed to use EP 01 10328 foams formed on the basis of alkali metal silicates and having stability up to 300 ° as thermal insulating foams, as a heat insulator in construction industry.
Общим недостатком известных силикатов щелочных и щелочно- земельных металлов, пен и непокерамических материалов на их основе является их сравнительно низкая термостабильность, недостаточная для их использования в качестве огнетушащего средства при взрывопожаропредотвращения, поскольку известно, что температура воспламенения для большинства твердых материалов 300°С, температура пламени в горящей сигарете 700-800°С, в спичке температура пламени 750- 850°С, температура воспламенения древесины 300°С, а температура горения древесины 800-1000°С.  A common disadvantage of the known silicates of alkali and alkaline earth metals, foams and non-ceramic materials based on them is their relatively low thermal stability, insufficient for their use as a fire extinguishing agent in fire and explosion prevention, since it is known that the ignition temperature for most solid materials is 300 ° C, temperature the flame in a burning cigarette is 700-800 ° C, in a match the flame temperature is 750-850 ° C, the ignition temperature of wood is 300 ° C, and the burning temperature of wood is 800-1000 ° C.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом в части способа) является разработанный ранее авторами и запатентованный заявителем вспененный гель кремнезема, применение вспененного геля кремнезема в качестве огнетушащего средства, при взрывопожаропредотвращении и в качестве изолирующего и наполняющего материала в строительстве и в иных отраслях промышленности. [RU 2590379 С01ВЗЗ/16, опубл. 10.07.2016 (прототип)].  The closest in technical essence and technical result achieved (prototype in terms of the method) is foamed silica gel developed earlier by the authors and patented by the applicant, the use of foamed silica gel as a fire extinguishing agent, in case of fire prevention and as an insulating and filling material in construction and in other industries industry. [RU 2590379 S01VZZ / 16, publ. 07/10/2016 (prototype)].
Вспененный гель кремнезема S1O2 по RU 2590379 получали воздушно- механическим вспениванием на известных пеногенераторах смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, с pH от 10.9 до 11 ,5, при соотношении, мае. %, 10-70%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, 15- 89% - вода, и водного раствора активатора золеобразования кремнезема из силиката щелочного металла, например, 0,1 до 6%, преимущественно 0,7 до 3,5%-ного водного раствора уксусной кислоты, хлорводородной кислоты или хлорида аммония с pH от 3 до 8, при массовом соотношении растворов от 100:1 до 28:1 , преимущественно 35: 1. Foamed silica gel S1O2 according to RU 2590379 was obtained by air-mechanical foaming on known foam generators of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon foaming agent, with a pH from 10.9 to 11, 5, in a ratio of May. %, 10-70%, mainly 20-50% silica, 1-15%, mainly 6% foaming surfactant, 15-89% water, and an aqueous solution of silica ash formation activator from alkali metal silicate, for example, 0, 1 to 6%, preferably 0.7 to 3.5% aqueous solution of acetic acid, hydrochloric acid or ammonium chloride with a pH of from 3 to 8, with a mass ratio of solutions from 100: 1 to 28: 1, mainly 35: 1.
Преимуществом вспененного геля кремнезема по RU 2590379 является практически мгновенная реакция компонентов после их соприкосновения и набор механической прочности вспененного геля по показателю динамической вязкости от 20 мПа-с до 100 Па с в диапазоне времени от 2 секунд, но это делает практически невозможным применение всех известных пеногенераторов и устройств формирования пены низкой и средней кратности по причине затвердевания вспененного геля кремнезема внутри пеногенераторов и устройств с быстрым прекращением их нормального функционирования.  The advantage of foamed silica gel according to RU 2590379 is the almost instantaneous reaction of the components after they come in contact and a set of mechanical strength of the foamed gel in terms of dynamic viscosity from 20 MPa-s to 100 Pa s in the time range of 2 seconds, but this makes it practically impossible to use all known foam generators and devices for the formation of foam of low and medium multiplicity due to the hardening of the foamed silica gel inside the foam generators and devices with the rapid termination of their normal function nirovaniya.
Существенным недостатком технологии генерирования вспененного геля кремнезема по RU 2590379 являлось то, что его можно было получать на известных пеногенераторах воздушно-механическим вспениванием смеси разбавленных компонентов, а именно использование в качестве активатора золеобразования кремнезёма преимущественно 1 до 3,5%-ного водного раствора уксусной кислоты, при преимущественном массовом соотношении раствора силиката натрия с пенообразующим поверхностно-активным веществом и раствора уксусной кислоты 35:1.  A significant drawback of the technology for generating foamed silica gel according to RU 2590379 was that it could be obtained on known foam generators by air-mechanical foaming of a mixture of diluted components, namely the use of mainly 1 to 3.5% aqueous solution of acetic acid as an activator of silica ash formation , with a predominant mass ratio of a solution of sodium silicate with a foaming surfactant and a solution of acetic acid 35: 1.
В результате использования низкоконцентированных компонентов получаемый по RU 2590379 вспененный гель кремнезема на известных пеногенараторах получался с недостаточным количеством геля кремнезёма и большим количеством воды. При использовании более концентрированных компонентов по RU 2590379 происходило формирование твердой пены в трубопроводе подачи смеси компонентов в пеногенератор и непосредственно в самом пеногенераторе, что делало невозможным его нормального использования.  As a result of the use of low-concentrated components, the foamed silica gel obtained according to RU 2590379 using known foam generators was obtained with an insufficient amount of silica gel and a large amount of water. When using more concentrated components according to RU 2590379, solid foam was formed in the pipeline for supplying the mixture of components to the foam generator and directly in the foam generator itself, which made it impossible to use it normally.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом в части устройства) является огнетушитель химический пенный, содержащий емкость, заполненную жидким огнетушащим веществом, источник вытесняющего газа, запорно-пусковое устройство, распылитель жидкости, соединенный через трубопровод с выходом запорно-пускового устройства, при этом распылитель жидкости выполнен с возможностью генерации направленной тонкораспыленной струи огнетушащего вещества, в котором, для генерации тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости, с помощью которой осуществляется эффективное тушение очагов пожара классов А и В, а также электрооборудования, находящегося под высоким напряжением и сохранения эффективности пожаротушения при длительном хранении и при отрицательных температурах, в качестве жидкого огнетушащего вещества использована смесь водного раствора соли, выбранной из следующего ряда веществ: диаммонийфосфат, хлорид магния, хлорид кальция, хлорид лития, и пленкообразующего пенообразователя, причем содержание соли в огнетушащем веществе составляет не менее 10 мас.%, содержание пленкообразующего пенообразователя в огнетушащем веществе составляет не менее 5 мас.%. В результате обеспечивается повышение эффективности огнетушащей способности огнетушителя за счет расширения технических возможностей, увеличения срока эксплуатации, обеспечения устойчивого режима работы с исключением необходимости переворачивания и самосрабатывания в процессе эксплуатации [RU 2278713 А62С13/04, опубл. 27.06.2006 (прототип)]. The closest in technical essence and the technical result achieved (the prototype in terms of the device) is a chemical foam fire extinguisher containing a container filled with liquid fire extinguishing agent, a source of displacing gas, a shut-off and start device, a liquid atomizer connected through a pipeline to the exit of the shut-off and start device, wherein the liquid atomizer is configured to generate a directional fine spray extinguishing agent, in which, to generate a finely dispersed stream of extinguishing liquid, with the help of which effective extinguishing of fire centers of classes A and B is carried out, as well as electrical equipment that is under high voltage and maintaining fire extinguishing efficiency during prolonged storage and at low temperatures, as a liquid extinguishing substances, a mixture of an aqueous solution of a salt selected from the following series of substances was used: diammonium phosphate, magnesium chloride, calcium chloride, lithium chloride, and film-like present blowing agent, wherein the salt content in the extinguishing agent is not less than 10 wt.%, the content of foaming agent in the film-forming fire extinguishing agent is not less than 5 wt.%. The result is an increase in the efficiency of the fire extinguisher of a fire extinguisher by expanding technical capabilities, increasing the operating life, ensuring a stable mode of operation with the exception of the need for turning and self-operation during operation [RU 2278713 A62C13 / 04, publ. 06/27/2006 (prototype)].
В качестве источника вытесняющего газа в RU 2278713 используется сжатый газ, заполняющий газовую полость в емкости над поверхностью жидкого огнетушащего вещества, распылитель жидкости снабжен струйно- центробежным завихрителем потока жидкости и выходным соплом и выполнен с профилированным каналом, включающим входной участок цилиндрической формы и выходной участок в форме конического диффузора, при этом входное отверстие выходного участка сопряжено с выходным отверстием цилиндрического участка.  As a source of displacing gas, RU 2278713 uses compressed gas filling a gas cavity in a container above the surface of a liquid extinguishing agent, the liquid atomizer is equipped with a jet-centrifugal fluid flow swirl and an outlet nozzle and is made with a profiled channel that includes an inlet section of a cylindrical shape and an outlet section in in the form of a conical diffuser, wherein the inlet of the outlet section is associated with the outlet of the cylindrical section.
При использовании RU 2278713 обеспечивается генерация направленной тонкораспыленной струи огнетушащей жидкости, которая как было показано выше обладает более низкой по сравнению с воздушно- механической пеной низкой и средней кратности эффективностью пожаротушения.  When using RU 2278713, a directed finely dispersed jet of fire-extinguishing liquid is generated, which, as shown above, has lower fire extinguishing efficiency compared to air-mechanical foam with low and medium multiplicity.
Химических огнетушителей с возможностью получения твердой негорючей пены и возможностью твердопенного тушения и/или пожаровзрывопредотвращения в объеме проведенного поиска не выявлено.  Chemical fire extinguishers with the possibility of obtaining solid non-combustible foam and the possibility of solid-state extinguishing and / or fire and explosion prevention in the scope of the search were not identified.
Общим недостатком известных водопенных устройств пожаротушения и химических огнетушителей является то, что в известных устройствах огнетушащее средство преимущественно формируется внутри корпуса устройства и/или в трубопроводах подачи огнетушащего средства к средствам распыления и вспенивания , что делает их непригодными для применения с быстротвердеющими пенами кремнезема по причине быстрого образования твердой пены внутри устройств и в трубопроводах подачи смеси огнетушащего средства к средствам распыления, поскольку это сразу прекращало их нормальное функционирование. A common disadvantage of the known water-based fire extinguishing devices and chemical fire extinguishers is that in the known devices the extinguishing agent is mainly formed inside the device body and / or in the supply lines of the extinguishing agent to the spraying and foaming means, which makes them unsuitable for use with quick-hardening silica foams due to the rapid formation of solid foam inside the devices and in the supply lines of the mixture of extinguishing agent to the spraying means, because it immediately stopped their normal functioning.
Решаемая задача и технический результат  Solved problem and technical result
Задачей изобретения является устранение недостатков известных аналогов и прототипов.  The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of known analogues and prototypes.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения является повышение надежности функционирования средств пожаротушения и взрывопожаропредотвращения и эффективности процессов взрывопожаропредотвращения и пожаротушения.  The technical result achieved by using the invention is to increase the reliability of the fire extinguishing and fire prevention means and the efficiency of the processes of fire prevention and extinguishing.
Сущность изобретения  SUMMARY OF THE INVENTION
Поставленная задача решается и требуемый технический результат достигается тем, что при осуществлении способа взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения, включающем приготовление вспененного геля кремнезема в виде быстротвердеющей пены путём смешивания компонента А в виде водного раствора смеси силиката щелочного металла и пенообразующего поверхностно-активного вещества с компонентом Б в виде активатора золеобразования кремнезема и вспенивания смеси компонентов А и Б,  The problem is solved and the required technical result is achieved by the fact that during the implementation of the method of fire prevention and solid extinguishing, which includes the preparation of foamed silica gel in the form of quick-hardening foam by mixing component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate and a foaming surfactant with component B in as an activator of silica ash formation and foaming of a mixture of components A and B,
согласно изобретения в качестве компонента А используют водный раствор смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, при соотношении, мае. %, 10-70 %, преимущественно 20-50% силиката щелочного металла, 1-15 %, преимущественно 3-6 % пенообразующего поверхностно- активного вещества, остальное - вода, а  according to the invention, as component A, an aqueous solution of a mixture of an alkali metal silicate, preferably sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon blowing agent, is used, in a ratio of May. %, 10-70%, mainly 20-50% alkali metal silicate, 1-15%, mainly 3-6% foaming surfactant, the rest is water, and
в качестве компонента Б используют 20-60 %, преимущественно от 30-50 %-ный водный раствор преимущественно уксусной кислоты,  as component B use 20-60%, mainly from 30-50% aqueous solution of predominantly acetic acid,
а компоненты А и Б используют при объёмном соотношении от 15:1 до 6:1 , преимущественно 10:1. Компоненты А и Б смешивают непосредственно перед вспениванием посредством эжекторного смесителя, выполненного с возможностью эжектирования компонента Б в поток компонента А, подаваемого под воздействием избыточного давления сжатого воздуха в емкости с компонентом А, а вспенивание смеси компонентов А и Б производят сразу после смешивания компонентов А и Б посредством эжекторного пеногенератора, выполненного с возможностью эжектирования атмосферного воздуха в смесь компонентов А и Б. and components A and B are used with a volume ratio of 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1. Components A and B are mixed immediately before foaming by means of an ejector mixer configured to eject component B into the flow of component A supplied under the pressure of compressed air in the container with component A, and foaming the mixture of components A and B is performed immediately after mixing components A and B by means of an ejector foam generator, configured to eject atmospheric air into a mixture of components A and B.
При смешивании компонентов А и Б в эжекторный смеситель сначала подают компонент А и затем компонента Б, а при окончании смешивания компонентов А и Б сначала прекращают подачу в эжекторный смеситель компонента Б, а затем прекращают подачу в эжекторный смеситель компонента А.  When mixing components A and B, component A and then component B are first fed into the ejector mixer, and when components A and B are finished mixing, the feeding of component B to the ejector mixer is first stopped, and then component A is stopped feeding into the ejector mixer.
Смешивание компонентов А и Б и вспенивание смеси компонентов А и Б осуществляют с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости в течение от 1 секунды до 2 минут и изменением его объема в затвердевшем состоянии не более 10 % в течение 24 часов,  Mixing components A and B and foaming the mixture of components A and B is carried out to obtain a foamed silica gel with a set of its hardness for 1 second to 2 minutes and a change in its volume in the solidified state of not more than 10% for 24 hours,
с получением твердого пенокерамического материала на основе вспененного геля кремнезема, обладающего термостабильностью при воздействии температуры 1000°С не менее 60 минут, который.  to obtain a solid ceramic foam material based on a foamed silica gel having thermal stability when exposed to a temperature of 1000 ° C for at least 60 minutes, which.
содержит, мае. %, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода- остальное;  contains May. %, 13-65%, mainly 20-50% silica, 1-15%, mainly 6% foaming surfactant, water - the rest;
имеет объемную массу 0,1 -0,8 г/см3; has a bulk density of 0.1 -0.8 g / cm 3 ;
имеет объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%,  has a volumetric stability of at least 22 hours with a change in volume of not more than 10%,
а в обезвоженном состоянии  and in a dehydrated state
имеет объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и has a bulk density of 0.05-0.1 g / cm 3 and
сохраняет не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°с в течении не менее 40 минут;  retains at least 95% of the volume when heated to a temperature of 1000 ° C for at least 40 minutes;
имеет микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/гр; has a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 / g;
имеет пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20;  has a plastic gel structure with a multiplicity of 2 to 20;
имеет твердость по показателю вязкости более ЮОПа с, имеет белый или желтовато-белый цвет. has a hardness in terms of viscosity over YuOPa s, has a white or yellowish white color.
Поставленная задача решается и требуемый технический результат достигается также тем, что устройство для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения, содержащее емкости с размещёнными в них компонентами огнетушащего вещества, трубопроводы компонентов огнетушащего вещества, средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и средство вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества, согласно изобретения выполнено с возможностью реализации способа, а именно с возможностью получения в качестве огнетушащего вещества вспененного геля кремнезема в виде быстротвердеющей пены, получаемой путём смешивания и вспенивания смеси компонента А в виде водного раствора смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, при соотношении, мае. %, 10-70 %, преимущественно 20-50 % силиката щелочного металла, 1-15 %, преимущественно 3-6 % пенообразующего поверхностно-активного вещества, остальное - вода,  The problem is solved and the required technical result is also achieved by the fact that the device for explosion and fire extinguishing and solid extinguishing, containing containers with the components of the extinguishing agent, piping components of the extinguishing agent, a means of mixing the components of the extinguishing agent and a means of foaming the mixture of components of the extinguishing agent, according to the invention with the possibility of implementing the method, namely with the possibility of obtaining as a fire extinguishing agent foamed silica gel in the form of quick-hardening foam, obtained by mixing and foaming a mixture of component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon foaming agent, in the ratio, May. %, 10-70%, mainly 20-50% of alkali metal silicate, 1-15%, mainly 3-6% of a foaming surfactant, the rest is water,
и компонента Б в виде 20 - 60 %, преимущественно от 30 - 50 %-ный водного раствор активатора золеобразования кремнезема, преимущественно уксусной кислоты,  and component B in the form of 20-60%, mainly from 30-50% aqueous solution of silica ash activating agent, mainly acetic acid,
при объёмном соотношении компонентов А и Б от 15:1 до 6: 1 , преимущественно 10:1.  with a volume ratio of components A and B from 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1.
Средство смешивания компонентов А и Б огнетушащего вещества выполнено в виде эжекторного смесителя с возможностью эжектирования компонента Б в компонент А и размещено непосредственно перед средством вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества.  The means for mixing the components A and B of the extinguishing agent is made in the form of an ejector mixer with the possibility of ejecting the component B into the component A and placed immediately before the means for foaming the mixture of the components of the extinguishing agent.
Средство вспенивания огнетушащего вещества выполнено в виде эжекторного пеногенератора с возможностью вспенивания смеси компонентов А и Б эжектируемым атмосферным воздухом.  The foaming agent of the extinguishing agent is made in the form of an ejector foam generator with the possibility of foaming a mixture of components A and B with ejected atmospheric air.
Устройство содержит запорно-пусковой механизм и распределительное устройство, выполненные с возможностью в начале использования устройства последовательной подачи в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества подачи сначала компонента А и затем компонента Б, а при окончании использования устройства последовательного прекращения подачи в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества сначала компонента Б и затем компонента А, The device comprises a locking and starting mechanism and a switchgear configured to start using the sequential supply device to the means for mixing the components of the extinguishing agent first, component A and then component B, and at the end of the use of the sequential stop device mixing the components of the extinguishing agent, first component B and then component A,
с возможностью подачи компонента А в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества из емкости компонента А под воздействием сжатого воздуха в емкости с компонентом А.  with the possibility of supplying component A to the means for mixing the components of the extinguishing agent from the container of component A under the influence of compressed air in the container with component A.
Емкость компонента А снабжена ниппелем для закачки в емкость компонента А сжатого воздуха и манометром для контроля давления сжатого воздуха в емкости компонента А, а емкость 8 с компонентом Б выполнена в виде ранца с возможность её переноски за плечами оператора.  The container of component A is equipped with a nipple for injecting compressed air into the container of component A and a manometer to control the pressure of compressed air in the container of component A, and container 8 with component B is made in the form of a satchel with the possibility of carrying it over the operator’s shoulders.
Устройство может быть выполнено размещенным на ручной тележки с возможностью его мобильного перемещения.  The device can be made placed on a hand truck with the possibility of its mobile movement.
Краткое описание чертежей  Brief Description of the Drawings
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, изображениями устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма в целом, эжекторного смесителя и эжекторного пеногенератора, а также примерами применения устройства и реализации способа взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма.  The invention is illustrated by drawings, images of a device for explosive fire prevention and solid foam quenching with foamed silica gel in general, an ejector mixer and an ejector foam generator, as well as examples of the use of the device and the implementation of the method of fire prevention and solid foam quenching with foamed silica gel.
На Фиг. 1 показано устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма.  In FIG. 1 shows a device for fire and explosion prevention and solid quenching with foamed silica gel.
На Фиг. 2 - чертеж устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма, на котором показаны: емкость 1 с компонентом А в виде баллона с возможность закачки в него сжатого воздуха; запорно-пусковое устройство 2; манометр 3 на емкоскости компонента А для контроля давления сжатого воздуха внутри емкости компонента А; трубопровод подачи компонента А; затвор (пистолет) 5 включения/выключения подачи компонентов А и Б соответственно в трубопроводы компонентов А и Б; эжекторный смеситель 6 для смешивания компонентов А и Б; эжекторный пеногенератор 7 для вспенивания смеси компонентов А и Б с получением быстротвердеющей пены геля кремнезема из смеси компонентов А и Б; емкость 8 с компонентом Б, выполненный в виде ранца с возможность переноски за плечами оператора; трубопровод 9 подачи компонента Б; кран 10 подачи компонента Б; тележка 11 с колесами 12; крышка 13 емкости с компонентом Б; воздушный клапан 14 на емкости 8 с компонентом Б; ручка 15 тележки 1 1 ; отверстия 16 на эжекторном пеногенераторе для эжекции атмосферного воздуха в поток смеси компонентов А и Б; сифонная трубка 18 подачи компонента А в трубопровод компонента А под действием закачиваемого в емкость компонента А давления сжатого воздуха. In FIG. 2 is a drawing of a device for fire prevention and solid-state extinguishing with foamed silica gel, which shows: capacity 1 with component A in the form of a cylinder with the possibility of pumping compressed air into it; locking trigger 2; a pressure gauge 3 on the capacitance of component A to control the pressure of compressed air inside the container of component A; component A feed line; shutter (gun) 5 on / off the supply of components A and B, respectively, in the piping of components A and B; an ejector mixer 6 for mixing components A and B; an ejector foam generator 7 for foaming a mixture of components A and B to obtain a quick-hardening silica gel foam from a mixture of components A and B; capacity 8 with component B, made in the form of a satchel with the ability to carry over the shoulders of the operator; component supply pipe 9; Component B supply valve 10; trolley 11 with wheels 12; lid 13 of the container with component B; air valve 14 on container 8 with component B; handle 15 of the trolley 1 1; openings 16 on the ejector foam generator for ejecting atmospheric air into the stream of a mixture of components A and B; siphon tube 18 for supplying component A to the pipe of component A under the action of compressed air pressure injected into the container of component A.
На Фиг. 3 - сечение эжекторного смесителя компонентов А и Б, где показаны корпус эжекторного смесителя компонентов А и Б с расположенными внутри него диффузором 19, насадком-соплом 20 для компонента А; отверстием 21 для эжекции компонента Б и смесительной камерой 22 эжекторного смесителя, в которой смешиваются компонента А и Б.  In FIG. 3 is a cross section of an ejector mixer of components A and B, which shows the housing of an ejector mixer of components A and B with a diffuser 19 located inside it, a nozzle nozzle 20 for component A; hole 21 for ejection of component B and a mixing chamber 22 of the ejector mixer, in which component A and B. are mixed
Эжекторный смеситель выполняют сборно/разборным посредством показанных на чертеже резьбовых соединений с возможностью резьбового соединения с эжекторным пеногенератором быстротвердеющей пены.  The ejector mixer is assembled / disassembled by means of the threaded connections shown in the drawing with the possibility of threaded connection with the ejector foam generator of quick-hardening foam.
Сборно/разборная конструкция эжекторного смесителя на резьбовых соединениях обеспечивает возможность его оперативной сборки/разборки и прочистки в случае появления в нем затвердевшей пены вспененного геля кремнезёма.  The prefabricated / collapsible design of the ejector mixer on threaded connections provides the possibility of its quick assembly / disassembly and cleaning in case hardened foam of foamed silica gel appears in it.
На Фиг. 4 показано сечение эжекторного пеногенератора 23 быстротвердеющей пены с отверстиями 16 для эжекции атмосферного воздуха в смесь компонентов А и Б с получением быстротверждеющей пены вспененного геля кремнезема.  In FIG. 4 shows a cross section of an ejector foam generator 23 of quick-hardening foam with openings 16 for ejecting atmospheric air into a mixture of components A and B to obtain a quick-hardening foam of foamed silica gel.
На фиг. 5 показано начало тушения модельного очага пожара 1А с помощью устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма.  In FIG. Figure 5 shows the beginning of the extinguishing of the model fire 1A using a device for explosion and fire prevention and solid-state extinguishing with foamed silica gel.
На фиг. 6 показано окончание тушения модельного очага пожара 1А с помощью устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма.  In FIG. Figure 6 shows the end of the extinguishing of the model fire 1A using a device for explosion and fire prevention and solid-state extinguishing with foamed silica gel.
На фиг. 7 показан вид модельного очага пожара 1А сразу после твердопенного тушения вспененным кремнеземом посредством предлагаемого устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма твердопенного тушения и взрывопожаропредотвращения вспененным гелем кремнезёма.  In FIG. 7 shows a view of a model fire site 1A immediately after solid-state fire extinguishing by foamed silica by means of the proposed device for explosive fire prevention and solid-state fire-extinguishing by foamed silica gel of solid-state fire extinguishing and fire and fire prevention by foamed silica gel.
Осуществление изобретения  The implementation of the invention
Химический процесс получения вспененного геля кремнезема и пенокерамического материала на основе обезвоженного вспененного геля кремнезема включает стадию формирования золя кремнезема и стадию вспенивания золя кремнезема с образованием вспененного геля кремнезема и высвобождением химически воды, а также стадию обезвоживания вспененного геля кремнезема с получением твердого пенокерамического материала на основе вспененного геля кремнезема. The chemical process for the production of foamed silica gel and ceramic foam material based on dehydrated foamed gel silica includes a step of forming a silica sol and a foaming step of a silica sol to form a foamed silica gel and chemically releasing water, as well as a step of dehydrating the foamed silica gel to obtain a solid foam ceramic material based on foamed silica gel.
Формирование золя кремнезема происходит в результате смешения и взаимной гомогенизации смеси водного раствора силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, с пенообразующим поверхностно-активным веществом, преимущественно синтетическим углеводородным пенообразователем, (компонент А), и активатора золеобразования кремнезёма (компонент Б), преимущественно в виде водного раствора преимущественно уксусной кислоты или водного раствора соли с кислотным pH.  The formation of a silica sol occurs as a result of mixing and mutual homogenization of a mixture of an aqueous solution of an alkali metal silicate, mainly sodium silicate, with a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon foaming agent, (component A), and a silica ash activating agent (component B), mainly in the form an aqueous solution of predominantly acetic acid or an aqueous solution of a salt with an acidic pH.
Переход силиката щелочного металла, в преимущественном варианте - силиката натрия, в кремнезем обусловлен химической реакцией гидролиза силиката натрия в водной среде в присутствии активатора золеобразования с образованием кремниевой кислоты и последующей конденсации кремниевой кислоты, способствующей зародышеобразованию дисперсной фазы золя кремнезема и высвобождению химически связанной воды.  The transition of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, to silica is caused by a chemical reaction of hydrolysis of sodium silicate in an aqueous medium in the presence of an ash activating agent with the formation of silicic acid and subsequent condensation of silicic acid, which contributes to the nucleation of the dispersed phase of the silica sol and the release of chemically bound water.
Влияние активатора золеобразования на полимеризацию сформированных мономеров кремнезема и ограничение этой стадии процесса от дальнейшего гелирования определяется показателем размера гидродинамического радиуса наночастиц в диапазоне до 50 нм, так как известно, что увеличение концентрации и размеров дисперсной фазы приводит к появлению коагуляционных контактов между частицами и началу структурирования.  The influence of the ash activating activator on the polymerization of the formed silica monomers and the limitation of this stage of the process from further gelation is determined by the size of the hydrodynamic radius of the nanoparticles in the range up to 50 nm, since it is known that an increase in the concentration and size of the dispersed phase leads to the appearance of coagulation contacts between particles and the beginning of structuring.
Как показали исследования авторов, в качестве активатора золеобразования кремнезема из силиката щелочного металла (компонента Б) целесообразно использовать кислые растворы с pH от 0,5 до 5, например водный раствор - от 20 до 60%, преимущественно от 30 - 50%-ный водный раствор уксусной кислот.  As the studies of the authors showed, as an activator of ash formation of silica from alkali metal silicate (component B) it is advisable to use acidic solutions with a pH of from 0.5 to 5, for example, an aqueous solution from 20 to 60%, mainly from 30 to 50% aqueous acetic acid solution.
Оптимальное объемное соотношение компонентов А и Б составляет от 15:1 до 6:1 , преимущественно 10:1. Компоненты А и Б целесообразно смешивать в эжекторном смесителе, а смесь компонентов А и Б сразу вспенивается в эжекторном пеногенераторе с образованием быстротвердеющей пены с кратностью 2 - 60 с протеканием в пенной среде реакций золеобразования кремнезема и поликонденсации золя кремнезема с золь-гель переходом кремнезема с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости при использовании указанных выше компонентов в указанном соотношении в течение от 1 секунды до 2,0 минут и изменением его объема не более 10% в течение 24 часов. The optimal volumetric ratio of components A and B is from 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1. It is advisable to mix components A and B in an ejector mixer, and the mixture of components A and B immediately foams in the ejector foam generator to form a quick-hardening foam with a multiplicity of 2–60 with silica sol formation and polycondensation of silica sol with a sol-gel transition of silica to form a foamed silica gel with a set of its hardness when using the above components in the specified ratio for 1 second to 2.0 minutes and a change in its volume of not more than 10% for 24 hours owls.
В результате выделения и отделения влаги из вспененного геля кремнезема получается твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема, который при сохранении вспененной структуры обладает термостабильностью при воздействии температуры не менее 1000°С до 60 минут, что позволяет использовать полученный вспененный гель кремнезема и пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема в качестве эффективного огнетушащего средства при взрывопожаропредотвращении и твердопенном тушении пожаров.  As a result of the extraction and separation of moisture from the foamed silica gel, a solid ceramic foam material is obtained based on the foamed silica gel, which, while maintaining the foamed structure, has thermal stability when exposed to a temperature of at least 1000 ° C for up to 60 minutes, which allows the use of the obtained foamed silica gel and ceramic foam material based on foamed silica gel as an effective fire extinguishing agent in the fire and explosion prevention and solid fire extinguishing.
Как показали исследования авторов, смешивание компонентов А и Б целесообразно проводить посредством эжекторного смесителя непосредственно перед вспениванием смеси компонентов А и Б, а вспенивание смеси компонентов А и Б проводить сразу после смешивания компонентов А и Б эжекторного пеногенератора.  As the studies of the authors showed, it is advisable to mix the components A and B by means of an ejector mixer immediately before foaming the mixture of components A and B, and foaming the mixture of components A and B should be carried out immediately after mixing the components A and B of the ejector foam generator.
Получаемая быстротвердеющая пена вспененного геля кремнезема обладает хорошей адгезией к различным объектам пожаротушения, в том числе к вертикальным и наклонным металлическим поверхностям, и высокой структурно-механической стойкостью к неблагоприятному воздействию на нее внешних факторов, таких как тепловые потоки и ветер.  The resulting quick-hardening foamed silica gel foam has good adhesion to various fire extinguishing objects, including vertical and inclined metal surfaces, and high structural and mechanical resistance to adverse effects of external factors, such as heat fluxes and wind.
Концентрации и условия взаимного диспергирования силиката щелочного металла и активатора золеобразования кремнезема, а также концентрации и химические свойства силиката натрия и пенообразующего поверхностно-активного вещества оказывают существенное влияние на процесс золеобразования и пенообразования при вспенивании, в связи с чем выбор конкретных концентраций и конкретных компонентов пенообразующего поверхностно-активного вещества и активатора золеобразования кремнезёма могут изменяться в конкретных случаях. Как показали проведенные авторами исследования, смешивание компонентов А и Б и вспенивание смеси компонентов А и Б с образованием вспененного геля кремнезема целесообразно осуществлять в диапазоне времени от 1 - 5 секунд, в течение которого осуществляется набор механической прочности геля наночастиц кремнезема с образованием субтвердой массы вспененного кремнезема с вязкостью до ЮОПа с, что, как известно, соответствует понятию - твердого состояния вещества. Concentrations and conditions for the mutual dispersion of alkali metal silicate and silica ash formation activator, as well as the concentration and chemical properties of sodium silicate and foaming surfactant, have a significant effect on the process of ash formation and foaming during foaming, and therefore the choice of specific concentrations and specific components of the foaming surfactant -active substance and silica ash formation activator may vary in specific cases. As the studies conducted by the authors showed, mixing components A and B and foaming the mixture of components A and B with the formation of foamed silica gel is advisable in the time range from 1 to 5 seconds, during which the mechanical strength of the gel of silica nanoparticles is set with the formation of a subhard mass of foamed silica with viscosity up to YuOPa, which, as you know, corresponds to the concept of a solid state of a substance.
Кроме этого, в пределах именно этого диапазона времени обычно осуществляется подача на очаг пожара пен с расстояния до 10 м и более.  In addition, within this time range, foams are usually fed to the fire from a distance of 10 m or more.
Рост мономерных цепочек наночастиц кремнезема в результате поликонденсации наночастиц золя кремнезема приводит к увеличению их среднего гидродинамического радиуса и, следовательно, к увеличению коагуляционных контактов между наночастицами золя кремнезема.  The growth of monomer chains of silica nanoparticles as a result of polycondensation of silica sol nanoparticles leads to an increase in their average hydrodynamic radius and, consequently, to an increase in coagulation contacts between silica sol nanoparticles.
В связи с высокой гомогенизацией смеси раствора силиката щелочного металла с поверхностно-активным веществом и раствора активатора золеобразования в процессе воздушно-механического вспенивания на стадии формирования золя кремнезема, достижение энергетического барьера, определяющего возможность химического взаимодействия отдельных мономеров золя кремнезема через равновесную по толщине прослойку стенок пены как дисперсионной среды, происходит во всем объеме вспененной смеси компонентов с достаточно высокой гомогенностью.  Due to the high homogenization of the mixture of a solution of alkali metal silicate with a surfactant and a solution of an activator of ash formation during air-mechanical foaming at the stage of formation of a silica sol, an energy barrier is achieved that determines the possibility of chemical interaction of individual monomers of a silica sol through a layer of foam walls equilibrium in thickness as a dispersion medium, occurs in the entire volume of the foamed mixture of components with a sufficiently high homogeneity.
Это позволяет с достаточно высокой скоростью обеспечить переход смеси растворов из состояния золя кремнезема в состояние гель кремнезема с образованием быстротвердеющего вспененного геля кремнезема.  This allows a sufficiently high speed to ensure the transition of the mixture of solutions from the state of the silica sol to the state of the silica gel with the formation of rapidly hardening foamed silica gel.
Дальнейшая поликонденсация частиц золя кремнезема в гель кремнезема в пене приводит к высвобождению химически связанных молекул воды и уплотнению сформировавшегося неорганического полимера вспененного кремнезема с высвобождением воды и обезвоживанием.  Further polycondensation of the particles of silica sol in the silica gel in the foam results in the release of chemically bound water molecules and the densification of the formed inorganic polymer of foamed silica with the release of water and dehydration.
Внешние факторы, например, воздействие высокой температуры при пожаре, могут ускорять стадию высвобождения воды и обезвоживания, причем увеличение термостабильности неорганического полимера кремнезема будет пропорционально количеству высвобождающихся химически связанных молекул воды, что в конечном итоге способствует повышению огнетушащей способности вспененного геля кремнезема. В результате детально описанного физико-химического процесса получается вспененный гель кремнезема, который по результатам проведенных авторами исследований в необезвоженном состоянии обладает следующими основными свойствами и характеристиками: External factors, for example, the effect of high temperature during a fire, can accelerate the stage of water release and dehydration, and the increase in the thermal stability of the inorganic silica polymer will be proportional to the amount of chemically bound water molecules released, which ultimately increases the fire extinguishing ability of the foamed silica gel. As a result of the physico-chemical process described in detail, a foamed silica gel is obtained, which, according to the results of the studies conducted by the authors in an undehydrated state, has the following basic properties and characteristics:
содержит, мае. %, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1 -15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода- остальное:  contains May. %, 13-65%, mainly 20-50% silica, 1 -15%, mainly 6% foaming surfactant, water - the rest:
имеет объемную массу 0,1 -0,8 г/см3; has a bulk density of 0.1 -0.8 g / cm 3 ;
имеет объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%.  has a volume stability of at least 22 hours with a change in volume of not more than 10%.
В обезвоженном состоянии вспененный гель кремнезема  In the dehydrated state, foamed silica gel
имеет объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и has a bulk density of 0.05-0.1 g / cm 3 and
сохраняет не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°с в течении не менее 40 минут;  retains at least 95% of the volume when heated to a temperature of 1000 ° C for at least 40 minutes;
имеет микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/гр; has a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 / g;
имеет пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20;  has a plastic gel structure with a multiplicity of 2 to 20;
имеет твердость по показателю вязкости более 100 Па с;  has a hardness in terms of viscosity of more than 100 Pa s;
имеет белый или желтовато-белый цвет.  has a white or yellowish white color.
Вспененный гель кремнезема в преимущественном варианте реализации изобретения получают эжекционным смешением и эжекционным вспениванием смеси водного раствора 10-70%, преимущественно 20-50%, силиката натрия, и 1-15%, преимущественно 6%, синтетическим углеводородным пенообразователем, с 1 до 6%, преимущественно 20 до 50-ти %ного водного раствора уксусной кислоты, при массово соотношении водного раствора силиката натрия с пенообразующим поверхностно-активным веществом и водного раствора уксусной кислоты от 15:1 до 5:1 , преимущественно 10:1.  A foamed silica gel in an advantageous embodiment of the invention is prepared by ejection mixing and ejection foaming of a mixture of an aqueous solution of 10-70%, mainly 20-50%, sodium silicate, and 1-15%, mainly 6%, with a synthetic hydrocarbon blowing agent, from 1 to 6% , mainly 20 to 50% aqueous solution of acetic acid, with a mass ratio of an aqueous solution of sodium silicate with a foaming surfactant and an aqueous solution of acetic acid from 15: 1 to 5: 1, mainly 10: 1.
Вспененный гель кремнезема получается на основе водного раствора золя кремнезема, сформированного в процессе гидролиза вспененной смеси раствора силиката натрия с пенообразователем с pH от 10,5 до 12,0 и активатора золеобразования с pH от 1 до 5 при использовании раствора кислоты или с pH от 3 до 8 при использовании раствора соли, с гидродинамическим радиусом частиц кремнезема не более 50 нм при воздушно-механическом эжекционном вспенивании раствора золя кремнезема в процессе роста мономеров кремнезема до среднего диаметра золя кремнезема 100 нм с набором механической прочности по показателю динамической вязкости от 20 мПа-с до 100 Па с в диапазоне времени 1-10 секунд. Foamed silica gel is obtained on the basis of an aqueous solution of a silica sol formed during the hydrolysis of a foamed mixture of sodium silicate solution with a foaming agent with a pH of 10.5 to 12.0 and an ash activating agent with a pH of 1 to 5 when using an acid solution or with a pH of 3 up to 8 when using a salt solution, with a hydrodynamic radius of silica particles of not more than 50 nm with air-mechanical ejection foaming of a solution of silica sol during the growth of silica monomers to an average silica sol diameter of 100 nm with a set of mechanical strength in terms of dynamic viscosity from 20 MPa-s to 100 Pa s in the time range of 1-10 seconds.
Указанные общие и преимущественные технологические параметры определены в результате проведенных авторами исследований, при этом при получении вспененного золя кремнезема по предлагаемому способу могут быть также использованы растворы силикатов щелочных и щелоземельных металлов, в частности силикат натрия, как наиболее распространенный силикат щелочных металлов в промышленном производстве, а также могут быть использованы пенообразующие поверхностно-активные вещества различных марок, в частности пенообразователи для пожаротушения марок ПО-6ЦТ, «Файрекс», НСВ, ПО-6 ТФ и другие, удовлетворяющие условиям сохранения стабильности во времени, находясь в смеси с водным раствором силикатом натрия и не изменяя своего химического состава;  The indicated general and predominant technological parameters are determined as a result of the studies carried out by the authors, while upon receipt of the foamed silica sol, the proposed method can also use solutions of alkali and alkaline earth metal silicates, in particular sodium silicate, as the most common alkali metal silicate in industrial production, and can also be used foaming surfactants of various grades, in particular foaming agents for fire fighting I stamps by-6TST, "Firex" NSV Software TF-6 and others, satisfying the conditions of preservation of stability over time, is in a mixture with an aqueous solution of sodium silicate, and without changing its chemical composition;
Растворимый силикат щелочных металлов лития, калия, натрия, обычно называемый «жидкое стекло», представляет собой вязкую жидкость с общей химической формулой R2 О тЗЮг-пНгО (где R2 О - оксид щелочного металла, m - модуль жидкого стекла) с плотностью 1400-1500 кг/м3 и коэффициентом динамической вязкости до 1 Па с. The soluble alkali metal silicate of lithium, potassium, sodium, commonly referred to as "liquid glass", is a viscous liquid with the general chemical formula R2 O tZyug-pNgO (where R2 O is an alkali metal oxide, m is the module of liquid glass) with a density of 1400-1500 kg / m 3 and a dynamic viscosity coefficient of up to 1 Pa s.
Жидкое натриевое стекло смешивается с водой в любых соотношениях и при содержании в огнетушащем составе в указанном количестве (10-70%, преимущественно от 20 до 70%) изменяет вязкость раствора от 6 мПа с до 40 мПа-с при изменении плотности раствора с 1020 кг/м3 до 1250 кг/м3. Liquid sodium glass mixes with water in any proportions and when contained in a fire extinguishing composition in the indicated amount (10-70%, mainly from 20 to 70%), the solution viscosity changes from 6 mPa s to 40 mPa-s with a change in the density of the solution from 1020 kg / m 3 to 1250 kg / m 3 .
В указанном диапазоне концентрации жидкого стекла в составе водного раствора вязкость раствора увеличивается в 4-500 раз по сравнению с вязкостью воды (0,001 Па с, 20°С). Такое изменение вязкости водных растворов, используемых для тушения пожаров, практически недостижимо при использовании органических или неорганических загустителей.  In the specified range of concentration of water glass in the composition of an aqueous solution, the viscosity of the solution increases by 4-500 times compared with the viscosity of water (0.001 Pa s, 20 ° C). Such a change in the viscosity of aqueous solutions used to extinguish fires is practically unattainable when using organic or inorganic thickeners.
Кроме того, при растворении жидкого стекла в воде существенно повышается плотность раствора, что способствует увеличению кинетической энергии движения струи огнетушащего раствора или пены по сравнению с энергией струи воды, направленной в очаг горения с одинаковой скоростью. Дальность полета струи огнетушащего раствора или пены при этом также увеличивается. In addition, when dissolving liquid glass in water, the density of the solution increases significantly, which contributes to an increase in the kinetic energy of the movement of the jet of fire extinguishing solution or foam in comparison with the energy of the jet of water directed into the combustion chamber at the same speed. The range of the jet of fire extinguishing solution or foam also increases.
При приготовлении предлагаемого огнетушащего средства необходимо использовать жидкое стекло с модулем m=Si02/R20=2,5-3,2. Данный выбор диапазона установлен исходя из экономической целесообразности использования наиболее промышленно распространённых и доступных композиций жидкого стекла.  When preparing the proposed fire extinguishing agent, it is necessary to use liquid glass with a module m = Si02 / R20 = 2.5-3.2. This range selection is based on the economic feasibility of using the most industrially common and affordable liquid glass compositions.
Обозначенный интервал силикатного модуля позволяет значительно удешевить его применения, оказывая положительный экономический эффект на конечный продукт. Однако, допускается использование иного модуля с небольшим отклонением от установленного в диапазоне ±0,5.  The designated interval of the silicate module allows you to significantly reduce the cost of its application, providing a positive economic effect on the final product. However, it is allowed to use another module with a slight deviation from the set in the range of ± 0.5.
Этот интервал охватывает практически все виды жидких стекол, выпускаемых промышленностью.  This interval covers almost all types of liquid glasses produced by industry.
Срок хранения раствора жидкого стекла в герметичных металлических емкостях практически неограничен и не вызывает коррозии металла.  The shelf life of a liquid glass solution in sealed metal containers is virtually unlimited and does not cause metal corrosion.
Подбор концентрации реагентов производился из условий, что набор твердости вспененного субстрата из золя кремнезема при переходе в состояние геля кремнезема сопровождается набором вязкости до ЮОПа-с за установленный интервал времени 1 - 10 секунд.  The concentration of reagents was selected from the conditions that the set hardness of the foamed substrate from a silica sol during the transition to the silica gel state is accompanied by a set of viscosity up to 10–10 s for a specified time interval of 1–10 seconds.
Нижнее значение установленного интервала времени (1 с) определено исходя минимально возможного времени гомогенизации смеси растворов с одновременным вспениванием.  The lower value of the set time interval (1 s) is determined based on the minimum possible time of homogenization of a mixture of solutions with simultaneous foaming.
Верхнее значение установленного интервала времени (10 секунд) определено экспериментально на основе визуального наблюдения ухудшения структурно-механических параметров пены на объектах пожаротушения.  The upper value of the set time interval (10 seconds) was determined experimentally on the basis of visual observation of the deterioration of the structural and mechanical parameters of the foam at fire extinguishing objects.
При интенсивной гомогенизации смеси компонента Б (преимущественно водного раствора уксусной кислоты) и компонента А, состоящего из смеси водного раствора поверхностно-активного вещества и силиката щелочного металла, может быть получен золь кремнезема, перспективный для получения вспененного геля кремнезема, однако ключевыми параметрами в данном случае являются концентрации силиката и активатора золеообразования, условий смешивания и вспенивания компонентов, которые определены авторами экспериментально в результате натурных исследований. При исследованиях учитывали такие показатели, как стабильность вспененного материала, структура вспененного материала, кратность вспененного материала, огнетушащие свойства и термостойкость вспененного материала. With intensive homogenization of a mixture of component B (mainly an aqueous solution of acetic acid) and component A, consisting of a mixture of an aqueous solution of a surfactant and an alkali metal silicate, a silica sol can be obtained, which is promising for obtaining a foamed silica gel, however, the key parameters in this case are the concentrations of silicate and activator of ash formation, the conditions of mixing and foaming of the components, which were determined experimentally by the authors as a result of field studies IAOD. The studies took into account such indicators as the stability of the foam material, the structure of the foam material, the multiplicity of the foam material, fire extinguishing properties and heat resistance of the foam material.
Стабильность характеризуется периодом времени, в течение которого пены не изменяли своего объема (т.е. уменьшение объема 10%).  Stability is characterized by a period of time during which the foams did not change their volume (i.e., a decrease in volume of 10%).
Структура вспененного материала оценивалась визуально после затвердевания и сушки (примерно через 3 дня при температуре 25±5°С).  The structure of the foamed material was evaluated visually after hardening and drying (after about 3 days at a temperature of 25 ± 5 ° C).
Кратность пены определялась весовым методом.  The multiplicity of the foam was determined by the gravimetric method.
Огнетушащие свойства - временем тушения модельного очага пожара 1 А.  Fire extinguishing properties - time of extinguishing a model fire center 1 A.
Термостойкость - сохранением материалом структуры и свойств при нагреве до определенной температуры, выше которой начинается частичное подплавление поверхностного слоя и его уплотнение.  Heat resistance - preservation of the structure and properties of the material when heated to a certain temperature, above which partial melting of the surface layer begins and its compaction.
Известно, что в основу функционирования обычных средств пожаротушения заложены один или более из следующих трех принципов действия:  It is known that one or more of the following three principles of operation are the basis for the operation of conventional fire extinguishing means:
1 ) водная основа: распыляемая подача воды для заливки языков пламени и охлаждения зоны горения до температуры ниже точки воспламенения с целью погашения пламени;  1) water base: sprayed water supply for filling tongues of flame and cooling the combustion zone to a temperature below the ignition point in order to extinguish the flame;
2) сухой порошок или пена: окружение зоны возгорания влажной пеной или сухим порошком с целью ограничения языков пламени, блокирования горения кислорода и, в результате, погашения языков пламени;  2) dry powder or foam: surrounding the ignition zone with wet foam or dry powder in order to limit the flames, block the combustion of oxygen and, as a result, extinguish the flames;
3) предотвращение поступления кислорода в зону возгорания или вытеснение кислорода из зоны возгорания с созданием условий, при которых горение продолжаться не может  3) preventing oxygen from entering the ignition zone or displacing oxygen from the ignition zone with the creation of conditions under which combustion cannot continue
Отличительной характерной особенностью предлагаемого изобретения является возможность получения вспененного геля кремнезема, образующего быстротвердеющую пену, получаемую путём смешения воздуха и двух жидких компонентов огнетушащего вещества: компонента А - водного раствора смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, и компонента Б - активатора золеобразован ия кремнезема, преимущественно в виде водного раствора преимущественно уксусной кислоты. A distinctive characteristic feature of the invention is the ability to obtain a foamed silica gel forming a quick-hardening foam obtained by mixing air and two liquid components of a fire extinguishing agent: component A - an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon blowing agent, and component B - silica-forming ash activator, mainly in the form of an aqueous solution of predominantly acetic acid.
Огнетушащим средством в предлагаемом изобретении является вспененный гель кремнезема, образующий быстротвердеющую пену, получаемую путем эжекционного смешивания компонента А и компонента Б и эжекционного вспенивания смеси компонентов А и Б атмосферным воздухом.  The extinguishing agent in the present invention is a foamed silica gel forming a rapidly hardening foam obtained by ejection mixing of component A and component B and ejection foaming of a mixture of components A and B with atmospheric air.
Компонент А представляет собой водный раствор смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, с pH от 10,5 до 12,0, при соотношении, мас.%, 10-70%, преимущественно 20-50% силиката натрия, 1-15%, преимущественно 3-6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода - остальное.  Component A is an aqueous solution of a mixture of an alkali metal silicate, mainly sodium silicate and a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon blowing agent, with a pH of 10.5 to 12.0, in a ratio of, wt.%, 10-70%, mainly 20-50% sodium silicate, 1-15%, mainly 3-6% of a foaming surfactant, water - the rest.
Оптимальное объемное соотношение компонентов А и Б указанных концентраций составляет от 15:1 до 6:1 , преимущественно 10: 1.  The optimal volume ratio of components A and B of the indicated concentrations is from 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1.
Согласно изобретения компоненты А и Б смешиваются посредством эжекторного смесителя, а смесь компонентов А и Б вспенивается посредством эжекторного пеногенератора с образованием быстротвердеющей пены вспененного геля кремнезема с преимущественной кратностью от 2 до 60 с протеканием в пенной среде реакций золеобразования кремнезема и поликонденсации золя кремнезема с золь-гель переходом кремнезема и с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости в течение от 1 секунд до 2 минут и изменением его объема в затвердевшем состоянии не более 10 % в течение 24 часов.  According to the invention, components A and B are mixed by means of an ejector mixer, and a mixture of components A and B is foamed by an ejector foam generator with the formation of a quick-hardening foam of foamed silica gel with a predominant magnitude of 2 to 60 with the occurrence of silica sol formation and polycondensation of silica sol with sol gel transition of silica and obtaining a foamed silica gel with a set of its hardness for 1 second to 2 minutes and a change in its volume in the hardened with standing no more than 10% within 24 hours.
В результате выделения избыточной влаги из вспененного геля кремнезема получается твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема, который при сохранении вспененной структуры обладает термостабильностью при воздействии температуры не менее 1000°С до 60 минут, что позволяет использовать полученный вспененный гель кремнезема и пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема в качестве эффективного огнетушащего средства при тушении и взрывопожаропредотвращении, в том числе путем создания огнестойких пенных заградительных полос. При необходимости получаемая твердая неорганическая пена (твердый пенокерамический материал на основе вспененного геля кремнезема) может быть механически разрушена с получением мелкодисперсного порошка кремнезема S1O2, по химической сути - экологически безопасного мелкодисперного обычного кварцевого песка S1O2. As a result of the excess moisture from the foamed silica gel, a solid ceramic foam material is obtained based on the foamed silica gel, which, while maintaining the foamed structure, has thermal stability when exposed to a temperature of at least 1000 ° C for up to 60 minutes, which makes it possible to use the obtained foamed silica gel and foam ceramic material based on foamed silica gel as an effective fire extinguishing agent for extinguishing and fire prevention, including by creating fire resistant foamy barriers. If necessary, the resulting solid inorganic foam (solid foam-ceramic material based on foamed silica gel) can be mechanically destroyed to obtain finely divided silica powder S1O2, which in essence is an environmentally friendly finely divided ordinary silica sand S1O2.
Таким образом, борьба с пожарами и пламенем посредством вспененного геля кремнезема, образующего быстротвердеющую термостойкую пену осуществляется посредством при использовании концентрированных компонентов с эффективной комбинации всех факторов индивидуальных преимуществ различных типов известных средств пожаротушения.  Thus, the fight against fires and flame by means of a foamed silica gel forming a quick-hardening heat-resistant foam is carried out by using concentrated components with an effective combination of all the factors of individual advantages of various types of known fire extinguishing agents.
Конкретные технические преимущества взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения заключаются в следующем:  Specific technical advantages of fire prevention and solid extinguishing are as follows:
1) свободная, физически и химически связанная вода вспененного геля кремнезема понижает температуру зоны возгорания, поглощая латентное тепло и препятствуя распространению пламени;  1) free, physically and chemically bound water of foamed silica gel lowers the temperature of the ignition zone, absorbing latent heat and preventing the spread of flame;
2) вспененный гель кремнезема формирует отличный термостойкий и теплоизоляционный слой, ограничивая горячую зону возгорания, которая, несмотря на охлаждение вследствие процесса (1), может излучать тепло, распространяя его на прилегающие охлажденные водой зоны;  2) the foamed silica gel forms an excellent heat-resistant and heat-insulating layer, limiting the hot ignition zone, which, despite cooling due to process (1), can radiate heat, spreading it to the adjacent water-cooled zones;
3) твердая пена вспененного кремнезема формирует покрывной слой в виде защитного теплогазоизолирующего огнестойкого покрытия, предотвращающего воспламенение и взрыв пыле-газо-воздушных смесей и последующее горение и/или распространение горения горючих материалов, оказавшихся под этим покрывным слоем твердой пены вспененного кремнезема или вне ее;  3) the solid foam of foamed silica forms a coating layer in the form of a protective heat and gas insulating fire-resistant coating that prevents the ignition and explosion of dust-gas-air mixtures and the subsequent combustion and / or spread of burning of combustible materials caught under this coating layer of solid foam of silica foam or outside it;
4) твердая пена кремнезема с наноразмерными частицами кремнезёма создает между горючим материалом, еще не охваченным огнем, и кислородом атмосферы барьер для кислорода, необходимого для химических реакций окисления при воспламенении, взрыве и горении;  4) solid silica foam with nanosized silica particles creates between the combustible material not yet covered by fire and atmospheric oxygen a barrier to oxygen, which is necessary for chemical oxidation reactions during ignition, explosion, and combustion;
5) наноразмерные частицы кремнезёма за счет образования объемной решетчатой структуры не только хорошо удерживают воду, но и обеспечивает прилипание тонкодисперсных частиц кремнезема к объекту пожаротушения, а быстротвердеющая пена, в отличие от воды и обычной жидкой воздушно- механической водяной пены, которая быстро осаждается и стекает с вертикальных, наклонных и неровных поверхностей, обеспечивает формирование твердопенного теплогазоизолирующего барьера (фиг.б). 5) nanosized particles of silica due to the formation of a volumetric lattice structure not only retain water well, but also ensures adhesion of fine particles of silica to the fire extinguishing object, and quick-hardening foam, in contrast to water and ordinary liquid air-mechanical water foam, which rapidly settles and drains with vertical, inclined and uneven surfaces, provides the formation of a solid foam heat and gas insulating barrier (Fig. b).
Основные технические характеристики предлагаемого устройства для твердопенного тушения и взрывопожаропредотвращения вспененным гелем кремнезёма показаны в таблице 1.  The main technical characteristics of the proposed device for solid-state fire extinguishing and fire prevention foamed silica gel are shown in table 1.
Таблица 1 Table 1
Основные технические характеристики устройства устройства для твердопенного тушения и взрывопожаропредотвращения вспененным гелем кремнезёма Main technical characteristics of the device for solid-state fire extinguishing and fire and explosion prevention by foamed silica gel
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0001
Основными частями устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма являются выполненная в виде баллона емкость с компонентом А, емкость с компонентом Б, эжекторный смеситель компонентов А и Б и эжекторный пеногенератор для вспенивания смеси компонентов А и Б. The main parts of the device for fire prevention and solid-state extinguishing by foamed silica gel are a container with a component A, a container with a component B, an ejector mixer of components A and B, and an ejector foam generator for foaming a mixture of components A and B.
Устройства для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезём работает следующим образом: Компонент А под действием давления сжатого воздуха в емкости компонента А по трубопроводу компонента А подается в эжекторный смеситель, в смесительной камере которого создается разряжение, под действием которого компонент Б при открытом кране трубопровода компонента Б попадает в смесительную камеру эжекторного смесителя, где смешивается с компонентом А. A device for fire prevention and solid-state quenching with foamed silica gel works as follows: Component A under pressure of compressed air in the container of component A is fed into the ejector mixer through the pipeline of component A, in the mixing chamber of which a vacuum is created, under which component B with the open tap of the pipeline of component B enters the mixing chamber of the ejector mixer, where it is mixed with component A .
Смесь компонентов А и Б из эжекторного смесителя сразу попадает в эжекторный пеногенератор, куда через соответствующие отверстия эжектируется атмосферный воздух, вспенивающий смесь компонентов А и Б.  The mixture of components A and B from the ejector mixer immediately enters the ejector foam generator, where atmospheric air is ejected through the corresponding holes, foaming the mixture of components A and B.
В эжекторном смесителе происходит быстрое и эффективное смешивание концентрированных растворов компонентов А и Б, а в эжекторном пеногенераторе эффективное вспенивание смеси компонентов А и Б с образованием быстротвердеющей пены геля кремнезема, которую направляют в зону взрывопожаропредотвращения и тушения.  In the ejector mixer, a quick and effective mixing of concentrated solutions of components A and B takes place, and in the ejector foam generator, the foaming of the mixture of components A and B is effective foaming with the formation of quick-hardening silica gel foam, which is sent to the fire prevention and extinguishing zone.
При тушении пожара устройство для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма может обслуживать один человек.  When extinguishing a fire, a device for explosive fire prevention and solid-state extinguishing by foamed silica gel can be served by one person.
Практические испытания возможности достижения технического результата и промышленной реализации способа устройства проводили на открытом воздухе при температуре, соответствующей диапазону температур эксплуатации используемого огнетушителя, и скорости ветра, не превышающей 5 м/с, при отсутствии осадков.  Practical tests of the feasibility of achieving a technical result and industrial implementation of the method of the device were carried out in the open air at a temperature corresponding to the operating temperature range of the fire extinguisher used and a wind speed not exceeding 5 m / s, in the absence of precipitation.
Модельный очаг пожара 1А по ГОСТ 51057-2001 представлял собой деревянный штабель в виде куба, размещенный на твердой опоре таким образом, что расстояние от основания штабеля до опорной поверхности составляло 400мм.  According to GOST 51057-2001, the model fire site 1A was a wooden stack in the form of a cube placed on a solid support in such a way that the distance from the base of the stack to the supporting surface was 400 mm.
В качестве горючего материала использовали 72 бруска хвойных пород не ниже третьего сорта по ГОСТ 8486-86 сечением 40мм, длиной 500 мм, влажностью 10-20%.  As a combustible material, 72 softwood bars were used no lower than the third grade according to GOST 8486-86, section 40 mm, length 500 mm, humidity 10-20%.
Штабель содержал 12-ть слоев по 6 брусков в каждом слое, выложенных так что бруски каждого последующего слоя располагались перпендикулярно к брускам нижележащего слоя с образованием по всему объему штабеля каналов прямоугольного сечения. Площадь свободной поверхности модельного очага составляла 4,7 м2 Под штабелем располагали металлический поддона для горючей жидкости размером 400x400x100 мм, в который наливали 5,0 дм3 для образования сплошной ровной поверхности и 1 ,1 дм3 бензина летнего вида, соответствующего требованиям ГОСТ Р 51105-97. The stack contained 12 layers of 6 bars in each layer, laid out so that the bars of each subsequent layer were perpendicular to the bars of the underlying layer with the formation of rectangular channels throughout the stack. The free surface area of the model center was 4.7 m 2 Under the stack was a metal tray for flammable liquid with a size of 400x400x100 mm, into which 5.0 dm 3 was poured to form a continuous, even surface and 1, 1 dm 3 of summer type gasoline, which meets the requirements of GOST R 51105-97.
Поддон с горючей жидкостью помещали под штабель таким образом, что центры штабеля и поддона совпадали.  A pallet with a flammable liquid was placed under the stack so that the centers of the stack and the pallet coincided.
Поджигали бензин в поддоне и через 8-10 минут с момента начала горения, когда штабель со всех сторон охватывался пламенем, приступали к тушению модельного очага пожара различными огнетушащими средствами.  They set fire to gasoline in the pan and after 8-10 minutes from the moment of the start of burning, when the stack was covered with flames from all sides, they began to extinguish the model fire with various fire extinguishing agents.
Во время тушения очагу пожара придавали вращение со скоростью 3-5 об/мин, что позволяло подавать огнетушащие вещества на каждую сторону очага последовательно и без вмешательства оператора с исключаем влияние человеческого фактора.  During extinguishing, the fire was imparted rotation at a speed of 3-5 rpm, which allowed the extinguishing agents to be supplied to each side of the fire successively and without operator intervention, excluding the influence of the human factor.
Тушение с использованием предлагаемого огнетушителя твердопенного тушения проводили с подачей быстротвердеющей пены из вспененного геля кремнезёма с расходом 0, 9-1 ,1 л/с при давлении 0,7-0, 8 МПа при расстоянии от ствола до очага пожара 4-6 м. Огнетушитель устанавливали стационарно.  Extinguishing using the proposed solid-state fire extinguisher was carried out with the supply of quick-hardening foam from foamed silica gel with a flow rate of 0, 9-1, 1 l / s at a pressure of 0.7-0.8 MPa at a distance from the barrel to the fire of 4-6 m. A fire extinguisher was installed stationary.
После визуально наблюдаемого окончания тушения модельного очага различными огнетушащими составами фиксировали время до повторного воспламенения.  After the visually observed end of the quenching of the model site by various fire extinguishing compositions, the time until re-ignition was recorded.
Модельный очаг пожара считали потушенным, если в течение 10 мин не произошло повторного воспламенения с последующим устойчивым горением штабеля.  The model fire site was considered extinguished if within 10 minutes there was no re-ignition followed by steady burning of the stack.
Расчет показателя эффективности тушения рассчитывали по формуле:  The calculation of the extinguishing efficiency indicator was calculated by the formula:
где: Where:
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0001
s - площадь потушенного объекта, м2; s is the area of the extinguished object, m 2 ;
Q - общий расход огнетушащего вещества на тушение объекта, л;  Q - total consumption of extinguishing agent for extinguishing an object, l;
t - время тушения объекта, с.  t is the extinguishing time of the object, s.
В табл. 2 представлены результаты сравнительных испытаний огнетушащей эффективности в идентичных условиях для различных огнетушащих средств: распыленной воды из водяного огнетушителя; воздушномеханической пены на основе раствора различных пенообразователей из обычного воздушно-пенного огнетушителя; быстротвердеющей пеной из вспененного гель кремнезема из предлагаемого огнетушителя взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезема. In the table. 2 presents the results of comparative tests of fire extinguishing efficiency under identical conditions for various fire extinguishing agents: sprayed water from a water fire extinguisher; air-mechanical foam based on a solution of various blowing agents from a conventional air-foam fire extinguisher; quick-hardening foam of foamed silica gel from the proposed fire extinguisher of fire and explosion prevention and solid extinguishing by foamed silica gel.
Таблица 2. Table 2.
Результаты сравнительных испытаний тушения модельного очага пожара 1А по ГОСТ 51057-2001 The results of comparative tests of extinguishing a model fire 1A according to GOST 51057-2001
Figure imgf000038_0001
Figure imgf000038_0001
Использование предлагаемого способа и устройства для целей взрывопожаропредотвращения целесообразно в начальной стадии возникновения аварийных ситуаций в закрытых помещениях и на открытых площадках при возможном возгорании горючих материалов или для тушения уже загоревшихся материалов, а также при разливах аварийных химически опасных веществ (АХОВ), интенсивное испарение которых может приводить к образованию взрывоопасных и пожароопасных газовых смесей, а также при защите от перегрева взрывоопасных веществ при их нагреве от пожара. The use of the proposed method and device for the purposes of explosion and fire prevention is advisable in the initial stage of emergency situations in enclosed spaces and in open areas with the possible ignition of combustible materials or for extinguishing already ignited materials, as well as in the event of spills of emergency chemically hazardous substances (AXW), the intense evaporation of which can lead to the formation of explosive and flammable gas mixtures, as well as protection against overheating of explosive substances when they are heated from a fire.
Как показали натурные испытания оперативное покрытие твердеющей пеной геля кремнезёма поверхностей аварийных розливов горючих жидкостей и врывоопасных объектов обеспечивает резкое в течение нескольких секунд снижение скорости испарения горючих жидкостей и нагрев врывоопасных объектов, что обеспечивает быстрое и эффективное взрывопожаропредотвращение и тушение пожара в самом начале аварийных ситуаций  As field tests showed, the operative coating of hardening silica gel foam with the surfaces of emergency bottling of flammable liquids and explosive objects provides a sharp decrease in the rate of evaporation of flammable liquids and heating of explosive objects within a few seconds, which ensures quick and effective fire prevention and extinguishing at the very beginning of emergency situations
Повышение надежности функционирования устройства обеспечивается возможностью первоочередной подачи в средство вспенивания компонента А и смешивания компонентов А и Б непосредственно в средстве вспенивания, а именно выполнены с возможностью при начале функционирования огнетушителя последовательной подачи в средство распыления и вспенивания огнетушащего вещества компонента А и затем компонента Б, а при окончании функционирования огнетушителя последовательного прекращения подачи в средство распыления и вспенивания огнетушащего вещества компонента Б и затем компонента А. Этим не только полностью предотвращается возможность затвердевания вспененного геля кремнезема внутри трубопровода подвода огнетущащего средства к средству вспенивания и внутри средства вспенивания, но обеспечивается возможность неоднократного включения/выключения огнетушителя и его многократное нормальное использование до полной выработки зарядов компонентов А и Б.  Improving the reliability of the functioning of the device is ensured by the possibility of priority feeding component A to the foaming agent and mixing components A and B directly in the foaming agent, namely, they are capable of sequentially supplying component A and then component B to the means of spraying and foaming the fire extinguisher, and then component B at the end of the operation of the fire extinguisher, the sequential cessation of supply to the means of spraying and foaming the fire extinguisher in of component B and then component A. This not only completely prevents the possibility of solidification of the foamed silica gel inside the pipeline for supplying the extinguishing agent to the foaming agent and inside the foaming agent, but it also provides the possibility of repeatedly switching the extinguisher on / off and its normal use repeatedly until the charges of components A are fully developed. and B.
Таким образом, использование предлагаемого огнетушителя обеспечивает уверенное достижение технического результата, а именно существенно повышает надежность функционирования устройства пожаротушения и эффективность пожаротушения быстротвердеющей пеной из вспененного геля кремнезёма, а также доказывает, что все существенные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, получаемым от использования изобретения. Конкретные материалы, особенности конструкции и технологии изготовления огнетушителя и/или его отдельных деталей выбирают обычным образом применительно к конкретным условиям его эксплуатации. Thus, the use of the proposed fire extinguisher ensures the achievement of a technical result, namely, it significantly increases the reliability of the fire extinguishing device and the efficiency of fire extinguishing with quick-hardening foam from silica gel foam, and also proves that all the essential features of the invention are in causal connection with the technical result obtained from using the invention. Specific materials, design features and manufacturing techniques of a fire extinguisher and / or its individual parts are selected in the usual way in relation to the specific conditions of its operation.
Изготовление опытных образцов и показанные выше примеры испытаний в реальных условиях показали уверенное достижения технического результата.  The manufacture of prototypes and the above examples of tests in real conditions showed confident achievement of the technical result.
В качестве отдельных элементов и узлов предлагаемого огнетушителя твердопенного тушения могут быть использованы различные известные в технике пожаротушения, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые при изготовлении и применении огнетушителей.  As individual elements and assemblies of the proposed solid-state fire extinguisher, various fire fighting materials, materials, and structural solutions commonly used in the manufacture and use of fire extinguishers can be used.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.  The analysis also shows that all the general and particular features of the invention are essential, since each of them is necessary, and all together they are not only sufficient to achieve the purpose of the invention, but also make it possible to realize the invention in an industrial way.
Учитывая новизну существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, успешное решение поставленной изобретательской задачи и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.  Given the novelty of the essential features, the technical solution of the problem, the inventive step and the materiality of all general and particular features of the invention, proven in the section "prior art" and "Disclosure of the invention", proven in the section "Implementation of the invention" technical feasibility and industrial applicability of the invention, a successful solution the inventive task and the confident achievement of the required technical result in the implementation and use of the invention, in our opinion, Noah invention meets all the requirements for eligibility requirements for inventions.

Claims

Способ взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения вспененным гелем кремнезёма и устройство для его осуществления (формула изобретения) The method of fire prevention and solid quenching by foamed silica gel and a device for its implementation (claims)
1 . Способ взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения, включающий приготовление вспененного геля кремнезема в виде быстротвердеющей пены путём смешивания компонента А в виде водного раствора смеси силиката щелочного металла и пенообразующего поверхностно-активного вещества с компонентом Б в виде активатора золеобразования кремнезема и вспенивания смеси компонентов А и Б,  one . A method of fire prevention and solid quenching, which includes the preparation of foamed silica gel in the form of quick-hardening foam by mixing component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate and a foaming surfactant with component B in the form of an activator of silica ash formation and foaming of a mixture of components A and B,
отличающийся тем, что  characterized in that
в качестве компонента А используют водный раствор смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, при соотношении, мае. %, 10-70 %, преимущественно 20-50% силиката щелочного металла, 1-15 %, преимущественно 3-6 % пенообразующего поверхностно-активного вещества, остальное - вода, а  as component A, an aqueous solution of a mixture of an alkali metal silicate, preferably sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly a synthetic hydrocarbon blowing agent, is used, in a ratio of May. %, 10-70%, mainly 20-50% of alkali metal silicate, 1-15%, mainly 3-6% of a foaming surfactant, the rest is water, and
в качестве компонента Б используют 20-60 %, преимущественно от 30-50 %-ный водный раствор преимущественно уксусной кислоты, .  as component B use 20-60%, mainly from 30-50% aqueous solution of predominantly acetic acid,.
2. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что компоненты А и Б используют при объёмном соотношении от 15:1 до 6:1 , преимущественно 10:1.  2. The method according to p. 1, characterized in that components A and B are used with a volume ratio of from 15: 1 to 6: 1, preferably 10: 1.
3. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что компоненты А и Б смешивают непосредственно перед вспениванием, а вспенивание смеси компонентов А и Б производят сразу после смешивания компонентов А и Б.  3. The method according to p. 1, characterized in that components A and B are mixed immediately before foaming, and the foaming of a mixture of components A and B is carried out immediately after mixing components A and B.
4. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что компоненты А и Б смешивают посредством эжекторного смесителя, выполненного с возможностью эжектирования компонента Б в поток компонента А.  4. The method according to p. 1, characterized in that the components A and B are mixed by means of an ejector mixer, configured to eject component B into the stream of component A.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что компоненты А и Б смешивают посредством эжекторного смесителя, выполненного с возможностью эжектирования компонента Б в поток компонента А под воздействием избыточного давления сжатого воздуха в емкости с компонентом А.  5. The method according to p. 4, characterized in that the components A and B are mixed by means of an ejector mixer configured to eject component B into the flow of component A under the influence of excess pressure of compressed air in the container with component A.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при смешивании компонентов А и Б в эжекторный смеситель сначала подают компонент А и затем компонента Б, а при окончании смешивания компонентов А и Б сначала прекращают подачу в эжекторный смеситель компонента Б, а затем прекращают подачу в эжекторный смеситель компонента А. 6. The method according to p. 4, characterized in that when mixing the components a and B in the ejector mixer first serves component a and then component B, and at the end of mixing the components A and B, first, the feeding of component B to the ejector mixer is stopped, and then the feeding of component A to the ejector mixer is stopped.
7. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что вспенивание смеси компонентов А и Б осуществляю посредством эжекторного пеногенератора, 7. The method according to p. 1, characterized in that the foaming of the mixture of components a and B is carried out by means of an ejector foam generator,
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что вспенивание смеси компонентов А и Б осуществляют посредством эжекторного пеногенератора, выполненного с возможностью эжектирования атмосферного воздуха в смесь компонентов А и Б. 8. The method according to p. 7, characterized in that the foaming of the mixture of components A and B is carried out by means of an ejector foam generator configured to eject atmospheric air into a mixture of components A and B.
9. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что смешивание компонентов А и Б и вспенивание смеси компонентов А и Б осуществляют с получением вспененного геля кремнезема с набором его твердости в течение от 1 секунды до 2 минут и изменением его объема в затвердевшем состоянии не более 10 % в течение 24 часов.  9. The method according to p. 1, characterized in that the mixing of components A and B and foaming the mixture of components A and B is carried out to obtain a foamed silica gel with a set of its hardness for from 1 second to 2 minutes and a change in its volume in the solidified state more than 10% within 24 hours.
10. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что смешивание и вспенивание компонентов А и Б осуществляют с получением твердого пенокерамического материала на основе вспененного геля кремнезема, обладающего термостабильностью при воздействии температуры 1000°С не менее 60 минут, который.  10. The method according to p. 1, characterized in that the mixing and foaming of components A and B is carried out to obtain a solid ceramic foam material based on foamed silica gel, which has thermal stability at a temperature of 1000 ° C for at least 60 minutes, which.
содержит, мае. %, 13-65%, преимущественно 20-50% кремнезема, 1-15%, преимущественно 6% пенообразующего поверхностно-активного вещества, вода- остальное;  contains May. %, 13-65%, mainly 20-50% silica, 1-15%, mainly 6% foaming surfactant, water - the rest;
имеет объемную массу 0,1 -0,8 г/см3; has a bulk density of 0.1 -0.8 g / cm 3 ;
имеет объемную устойчивость не менее 22 часов при изменении объема не более 10%,  has a volumetric stability of at least 22 hours with a change in volume of not more than 10%,
а в обезвоженном состоянии  and in a dehydrated state
имеет объемную массу 0,05-0,1 г/см3 и has a bulk density of 0.05-0.1 g / cm 3 and
сохраняет не менее 95% объемной формы при нагреве до температуры 1000°с в течении не менее 40 минут;  retains at least 95% of the volume when heated to a temperature of 1000 ° C for at least 40 minutes;
имеет микро- и макропористую структуру с удельной площадью поверхности не менее 20 м2/гр; has a micro- and macroporous structure with a specific surface area of at least 20 m 2 / g;
имеет пластичную структуру геля с кратностью от 2 до 20;  has a plastic gel structure with a multiplicity of 2 to 20;
имеет твердость по показателю вязкости более ЮОПа с;  has a hardness in terms of viscosity more than YuOPa s;
имеет белый или желтовато-белый цвет. has a white or yellowish white color.
11. Устройство для взрывопожаропредотвращения и твердопенного тушения, содержащее емкости с размещёнными в них компонентами огнетушащего вещества, трубопроводы компонентов огнетушащего вещества, средство смешивания компонентов огнетушащего вещества и средство вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества, 11. A device for fire and fire extinguishing and solid extinguishing, containing containers with the components of the extinguishing agent, piping components of the extinguishing agent, a means of mixing the components of the extinguishing agent and a means of foaming the mixture of components of the extinguishing agent,
отличающееся тем, что  characterized in that
выполнено с возможностью получения в качестве огнетушащего вещества вспененного геля кремнезема в виде быстротвердеющей пены, получаемой путём смешивания и вспенивания смеси компонента А в виде водного раствора смеси силиката щелочного металла, преимущественно силиката натрия, и пенообразующего поверхностно-активного вещества, преимущественно синтетического углеводородного пенообразователя, при соотношении, мае. %, 10-70 %, преимущественно 20-50 % силиката щелочного металла, 1-15 %, преимущественно 3-6 % пенообразующего поверхностно- активного вещества, остальное - вода,  made with the possibility of obtaining foamed silica gel as a fire extinguishing agent in the form of quick-hardening foam, obtained by mixing and foaming a mixture of component A in the form of an aqueous solution of a mixture of alkali metal silicate, mainly sodium silicate, and a foaming surfactant, mainly synthetic hydrocarbon foaming agent, ratio, May. %, 10-70%, mainly 20-50% of alkali metal silicate, 1-15%, mainly 3-6% of a foaming surfactant, the rest is water,
и компонента Б в виде 20 - 60 %, преимущественно от 30 - 50 %-ный водного раствор активатора золеобразования кремнезема, преимущественно уксусной кислоты,  and component B in the form of 20-60%, mainly from 30-50% aqueous solution of silica ash activating agent, mainly acetic acid,
при объёмном соотношении компонентов А и Б от 15:1 до 6:1 , преимущественно 10:1.  with a volume ratio of components A and B from 15: 1 to 6: 1, mainly 10: 1.
12. Устройство по п. 11 , отличающийся тем, что выполнено с возможностью реализации способа по любому из п.п. с 1 по 6.  12. The device according to p. 11, characterized in that it is configured to implement the method according to any one of paragraphs. from 1 to 6.
13. Устройство по п. 11 , отличающееся тем, что средство смешивания компонентов А и Б огнетушащего вещества выполнено в виде эжекторного смесителя с возможностью эжектирования компонента Б в компонент А и размещено непосредственно перед средством вспенивания смеси компонентов огнетушащего вещества.  13. The device according to claim 11, characterized in that the means for mixing the components A and B of the extinguishing agent is made in the form of an ejector mixer with the possibility of ejecting the component B into the component A and is located immediately before the means of foaming the mixture of the components of the extinguishing agent.
14. Устройство по п. 1 1 , отличающееся тем, что средство вспенивания огнетушащего вещества выполнено в виде эжекторного пеногенератора с возможностью вспенивания смеси компонентов А и Б эжектируемым атмосферным воздухом.  14. The device according to p. 1 1, characterized in that the foaming agent of the extinguishing agent is made in the form of an ejector foam generator with the possibility of foaming a mixture of components A and B with ejected atmospheric air.
15. Устройство по п. 1 1 , отличающееся тем, что содержит запорно- пусковой механизм и распределительное устройство, выполненные с возможностью в начале использования устройства последовательной подачи в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества подачи сначала компонента А и затем компонента Б, а при окончании использования устройства последовательного прекращения подачи в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества сначала компонента Б и затем компонента А. 15. The device according to p. 1 1, characterized in that it contains a locking trigger and a switchgear, made with the possibility at the beginning of using the serial feed device in means for mixing the components of the fire extinguishing agent, first component A and then component B, and upon termination of use of the device for sequentially stopping the supply of first component B and then component A to the mixture of components of the fire extinguishing agent
16. Устройство по п. 11 , отличающееся тем, что выполнено с возможностью подачи компонента А в средство смешивания компонентов огнетушащего вещества из емкости компонента А под воздействием сжатого воздуха в емкости с компонентом А.  16. The device according to p. 11, characterized in that it is arranged to supply component A to the means for mixing the components of the extinguishing agent from the container of component A under the influence of compressed air in the container with component A.
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что емкость компонента А снабжена ниппелем для закачки в емкость компонента А сжатого воздуха и манометром для контроля давления сжатого воздуха в емкости компонента А.  17. The device according to p. 16, characterized in that the container of component A is equipped with a nipple for injecting compressed air into the container of component A and a manometer for monitoring the pressure of the compressed air in the container of component A.
18. Устройство по п. 1 1 , отличающееся тем, что выполнено размещенным на ручной тележки с возможностью его мобильного перемещения.  18. The device according to p. 1 1, characterized in that it is made placed on a hand truck with the possibility of its mobile movement.
19. Устройство по п. 11 , отличающееся тем, что емкость 8 с компонентом Б выполнена в виде ранца с возможность её переноски за плечами оператора.  19. The device according to p. 11, characterized in that the container 8 with component B is made in the form of a satchel with the possibility of carrying it over the shoulders of the operator.
PCT/RU2019/000018 2018-01-17 2019-01-16 Method for preventing fire and explosion and for solid foam extinction using a foamed silica gel and device for the implementation thereof WO2019151898A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018101720 2018-01-17
RU2018101720A RU2672945C1 (en) 2018-01-17 2018-01-17 Method of explosion prevention and fire extinguishing by solid silica gel and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2019151898A2 true WO2019151898A2 (en) 2019-08-08
WO2019151898A3 WO2019151898A3 (en) 2019-11-28

Family

ID=64556507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000018 WO2019151898A2 (en) 2018-01-17 2019-01-16 Method for preventing fire and explosion and for solid foam extinction using a foamed silica gel and device for the implementation thereof

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2672945C1 (en)
WO (1) WO2019151898A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109899104A (en) * 2019-01-21 2019-06-18 山东科技大学 A kind of economic and environment-friendly type gel foam for preventing and treating spontaneous combustionof coal
RU190598U1 (en) * 2019-02-06 2019-07-04 Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" Gas generator fire extinguisher for fire and explosion prevention and solid fire extinguishing
RU193783U1 (en) * 2019-09-26 2019-11-14 Общество с ограниченной ответственностью НПО «Современные пожарные технологии» Device for thermal insulation and fire protection of the walls and equipment of the tank with flammable and combustible liquid in case of fire
RU195368U1 (en) * 2019-11-09 2020-01-23 Общество С Ограниченной Ответственностью Нпо "Современные Пожарные Технологии" Device for extinguishing fires on tanks with flammable and combustible liquids

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036706C1 (en) * 1993-04-29 1995-06-09 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Яха" Gas-and-liquid generator
IT1318617B1 (en) * 2000-07-10 2003-08-27 Novara Technology Srl SOL-GEL PROCESS FOR THE PRODUCTION OF LARGE DRIED GELS AND DERIVED GLASS.
DE10054686A1 (en) * 2000-11-03 2002-06-06 Heinz B Mader Fire extinction and protection agent contains water glass forming more than specified minimum percentage by weight
RU2226123C2 (en) * 2002-02-21 2004-03-27 Войсковая часть 34090 Foam generator
RU2241204C2 (en) * 2003-01-17 2004-11-27 Военно-инженерный Университет Device for generation of water-air and hardening foam
RU2264242C2 (en) * 2003-12-23 2005-11-20 Академия пожарной безопасности Украины (АПБУ) Fire-extinguishing method and device
RU2278713C1 (en) * 2004-12-31 2006-06-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет Chemical foam fire-extinguisher
EP2557141B1 (en) * 2011-08-10 2015-04-08 AMATO GmbH Brandschutzsysteme Laminar fire prevention component, use of same and method for producing same
GB2500704B (en) * 2012-03-30 2015-03-25 Goodwin Plc Fire extinguisher and fire extinguishing medium
RU2590379C1 (en) * 2015-03-26 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью НПО "СОВРЕМЕННЫЕ ПОЖАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" (ООО "НПО" "СОПОТ") Foamed silica gel, application of foamed silica gel as a fire extinguishing agent and sol-gel synthesis method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019151898A3 (en) 2019-11-28
RU2672945C1 (en) 2018-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU183035U1 (en) Solid Extinguishing Extinguisher
RU2668753C1 (en) Solid foam fire extinguisher
RU2668749C1 (en) Fire extinguisher for explosion and fire fighting and solid foam extinguishment
RU2672945C1 (en) Method of explosion prevention and fire extinguishing by solid silica gel and device for its implementation
RU2590379C1 (en) Foamed silica gel, application of foamed silica gel as a fire extinguishing agent and sol-gel synthesis method thereof
RU2635613C2 (en) Fire extinguisher and extender for fire extinguisher
NO323306B1 (en) Fire extinguishing agent, method of preparation and method of extinguishing fire
RU2699080C1 (en) Fire extinguisher with u-shaped gas-generator housing for explosion-fire prevention and hard foam extinguishing
RU2699083C1 (en) Fire extinguisher for fire and explosion prevention and hard foam extinguishing with shut-off and launching device and barrel
RU2668747C1 (en) Chemical foam fire extinguisher with ejector mixture-foam generator
WO2012028155A1 (en) Force back fire fighting technology
WO2020197427A1 (en) Chemical foam fire extinguisher with an ejector mixer/foam generator
RU183049U1 (en) Fire extinguisher for fire prevention and solid extinguishing
RU2699078C1 (en) Gas-generating fire extinguisher for fire and explosion prevention and hard foam extinguishing
RU183793U1 (en) Chemical fire extinguisher with an ejector mixer-foam generator
RU190539U1 (en) Fire extinguisher for fire and explosion prevention and solid fire extinguishing with a starting-lock device and a barrel
RU190553U1 (en) Fire extinguisher with U-shaped gas generator for fire and explosion prevention and solid fire extinguishing
RU190598U1 (en) Gas generator fire extinguisher for fire and explosion prevention and solid fire extinguishing
RU2695388C1 (en) Fire extinguisher with u-shaped housing for explosion and fire prevention and hard foam extinguishing
RU2393901C1 (en) Method of fire extinction, composition and device for its implementation
RU190535U1 (en) U-shaped fire extinguisher for fire and explosion prevention and solid fire extinguishing
WO2020197426A1 (en) Fire extinguisher for preventing explosions and fires and for extinguishing by use of solid foam
RU193783U1 (en) Device for thermal insulation and fire protection of the walls and equipment of the tank with flammable and combustible liquid in case of fire
RU195368U1 (en) Device for extinguishing fires on tanks with flammable and combustible liquids
RU226119U1 (en) Autonomous container-type fire module with a universal combined fire extinguishing installation

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 08.09.2020)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19746968

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2