Аэрозольгенерирующий пиротехнический состав для систем объёмного пожаротушения

 

Изобретение относится к области аэрозольгенерирующих пиротехнических составов для систем объемного тушения пожаров. Предлагаемый аэрозольгенерирующий пиротехнический состав для систем объемного пожаротушения содержит нитрат калия, идитол и горючее - циануровую кислоту. Состав может содержать мочевину в качестве дополнительного горючего. Изобретение направлено на повышение эффективности пожаротушения аэрозольгенерирующим пиротехническим составом, снижение температуры горения состава без существенного увеличения токсичности продуктов его сгорания. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области аэрозольгенерирующих пиротехнических составов для систем объемного тушения пожаров [1, 2]. Сущность действия данного типа огнетушителей заключается в том, что продукты сгорания пиротехнического состава, поступая в зону действия пожара в помещении, вызывают его локализацию и тушение.

Известен пожаротушащий состав на основе нитрата калия, полимерного связующего и идитола [2, 3]. Его основные недостатки - невысокая пожаротушащая эффективность и низкая плотность.

Близким к предлагаемому составу является аэрозольгенерирующий состав по патенту [4]. Его основные физико-химические и эксплуатационные характеристики приведены в таблицах 1 и 2.

В соответствии с [4] он содержит нитрат калия, горючее, связующее и катализатор при следующем содержании компонентов, мас.%:

Нитрат калия 68,5-73,5

Дициандиамид 22-24

Идитол 1,5-2,5

Fе₂О₃ 3-5

Недостатком данного состава является высокая температура горения (таблица 2), что требует использования специального охладителя для ее снижения, т.к. горячие продукты горения могут представлять опасность для людей и животных, оказавшихся в зоне действия генератора аэрозоля. Применение охладителей существенно ухудшает массогабаритные характеристики генератора аэрозоля и приводит к повышению его стоимости.

Кроме того, в связи с небольшим содержанием связки данный состав имеет недостаточную, для реальных условий практического применения прочность.

Важной технической характеристикой аэрозольгенерирующего состава является пожаротушащая эффективность [2], которая показывает, какое минимальное количество состава требуется для гашения пожара в единице объема охраняемого помещения. Данная характеристика прототипа является недостаточно высокой для современных составов.

Учитывая значение систем пожаротушения данного типа, которые активно развиваются в последние годы, необходимо совершенствовать аэрозольгенерирующие составы, устраняя перечисленные недостатки. В связи с этим необходима разработка нового состава, который мог бы обеспечить более высокий уровень качества техники.

Для решения поставленной задачи были разработаны составы, включающие нитрат калия, идитол и циануровую кислоту в качестве горючего при следующем содержании компонентов, мас.%:

Циануровая кислота 15-26

Идитол 1-12

Нитрат калия Остальное

В качестве дополнительного горючего составы могут содержать мочевину, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Циануровая кислота 15-26

Мочевина 1-12

Идитол 1-12

Нитрат калия Остальное

Образцы предлагаемых составов были изготовлены и испытаны в ИПХФ РАН. При приготовлении составов компоненты смешивали и формовали в виде шашек путем прессования в соответствии с принятой технологией пиротехнических составов [5, 6]. Для измерения характеристик горения и эффективности предлагаемых составов проводились эксперименты по объемному тушению ими пламени углеводородного горючего в замкнутом объеме по стандартной методике [2]. Примеры составов, сведения об их физико-химических свойствах, скорости горения и гасящих концентрациях представлены в табл.1 и 2.

Указанные выше пределы содержания циануровой кислоты и идитола обусловлены получением максимальной эффективности состава, условиями его горения и прочностью заряда. При содержании циануровой кислоты менее 15 мас.% и более 26 мас.% состав теряет значительную часть своей эффективности.

При содержании идитола менее 1 мас.% трудно обеспечить приемлемую прочность заряда. При содержании идитола более 12 мас.% резко снижается тушащая эффективность, возрастает содержание токсичных продуктов и падает скорость горения состава. Наличие в составе мочевины в количестве более 12 мас.% приводит к тому, что самостоятельное устойчивое горение состава становится невозможным.

Предлагаемый состав эффективнее прототипа при объемном тушении углеводородного пламени. Значительно меньшая теплота образования циануровой кислоты ( [7]) по сравнению с используемым в аналоге дициандиамидом ( [8]) и меньшая потребность в кислороде при ее окислении позволили снизить температуру горения состава не увеличивая существенно токсичность первичных продуктов его сгорания. Таким образом, новые составы, имея температуру продуктов сгорания на 300-700°С меньше, чем у аналога, позволят упростить и удешевить конструкцию установки аэрозольного пожаротушения.

Источники информации

1. Б.П.Жуков. Порох, пиротехника и специальные твердые топлива в борьбе с пожарами. Материалы научного совета при Президиуме АН СССР. - М.: НПО "ИнформТЭИ", 1991, с.4-10.

2. В.Н.Аликин, Г.Э.Кузьмицкий, А.Е.Степанов. Автономные системы аэрозольного пожаротушения на твердом топливе. - Пермь, ПНЦ УрО РАН, 1998, 148 с.

3. А.Д.Сергиенко, Г.Э.Кузьмицкий, А.Е.Степанов. Аэрозольобразующий твердотопливный состав для пожаротушения. Патент РФ №2080137.

4. Патент РФ №2060743.

5. А.М.Коробков, А.М.Новцов. Пиротехнические составы и их приготовление. Краткий энциклопедический словарь энергетических конденсированных систем. - М.: Янус-К, 1999, с.370.

6. А.М.Коробков, А.М.Новцов. Формирование пиротехнических элементов. Краткий энциклопедический словарь энергетических конденсированных систем. - М.: Янус-К, 1999, с.372.

7. Химическая энциклопедия. - М.: Химия, 1998, т.5, с.708.

8. Химическая энциклопедия. - М.: Химия, 1998, т.2, с.205-206.

Формула изобретения

1. Аэрозольгенерирующий пиротехнический состав для систем объемного пожаротушения, включающий нитрат калия, идитол и горючее, отличающийся тем, что в качестве горючего он содержит циануровую кислоту при следующем содержании компонентов, мас.%:

Циануровая кислота 15-26

Идитол 1-12

Нитрат калия Остальное

2. Аэрозольгенерирующий пиротехнический состав для систем объемного пожаротушения по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного горючего он содержит мочевину при следующем содержании компонентов, мас.%:

Циануровая кислота 15-26

Мочевина 1-12

Идитол 1-12

Нитрат калия Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2