аэрозолеобразующий состав для тушения пожаров

Формула изобретения

1. АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, включающий окислитель и горючее, отличающийся тем, что в качестве горючего он содержит соединения калия, выбранные из ряда боргидрид, сульфиды, гексацианоферрит, гексацианоферрит, бензойнокислый калий.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит связующее.

3. Состав по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавки веществ с большой теплотой сгорания, выбранные из ряда алюминий, магний, бор, их сплавы и/или соединения калия оксалат, карбонат, хромат, борат.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике тушения пожаров химическими веществами, в частности к аэрозолеобразующим составам, генерирующим при своем сгорании огнетушащие вещества.

Известны химические огнетушащие составы, содержащие огнетушащие вещества, которые используются в виде порошков или водных растворов и подаются в зону тушения потоками воды или газа.

Наиболее близким к изобретению является способ получения огнетушащей смеси и соответствующий пиротехнический состав, при сгорании которого одновременно образуются огнетушащая аэрозоль и газообразные продукты для ее распыления.

Использование пиротехнических (аэрозолеобразующих) составов для генерирования огнетушащих веществ имеет ряд преимуществ. Огнетушащие вещества генерируются в виде очень эффективных мелкодисперсных частиц аэрозоли и одновременно генерируется поток газообразных продуктов сгорания, подающих аэрозоль в зону тушения. Генераторы с такими составами достаточно просты и надежны.

Основой известного пиротехнического состава для тушения пожаров является пара окислитель горючее связующее, где в качестве окислителя используются нитраты или перхлораты щелочных металлов, а в качестве горючего используются вещества, не содержащие щелочных металлов. Огнетушащая способность такого типа составов определяется, по-видимому, наличием в них щелочных металлов, в частности калия, являющимся основой многих наиболее эффективных огнетушащих веществ. Поставщиком калия в этих составах является только окислитель нитрат или перхлорат калия, в которых содержание калия по весу составляет соответственно 38,7 и 28,2% Содержание окислителя в таких составах не превышает 80% поэтому общее содержание калия в составе не превышает 30% что, в основном, и определяет имеющийся у них уровень огнетушащей способности.

Задача изобретения создание аэрозолеобразующих составов для тушения пожаров с более высокой чем у существующих огнетушащей способностью.

Задача решается тем, что в предлагаемом составе как в качестве окислителя, так и в качестве горючего используются вещества, содержащие калий. При этом в отличие от существующих составов поставщиком калия в составе является не только окислитель, но и горючее. Это увеличивает общее содержание калия в составах выше 30% и увеличивает их огнетушащую способность.

В качестве окислителя лучше всего использовать нитрат калия KNO₃ (38,7% ), но можно и перхлорат калия KClO₄ (28,2%) или их комбинацию (здесь и далее в скобках указана весовая доля калия в упоминающихся соединениях).

В качестве горючего можно использовать множество химических соединений калия с горючими элементами, например боргидрид калия KBH₄ (72,5%), сульфиды калия K₂S₃ (44,8% ) или K₂S₄ (37,9%), гексацианоферрат II калия (красная кровяная соль) K₃[Fe(CN)₆] (36%), гексацианоферрат III калия (желтая кровяная соль) K₄[Fe(CN)₆] (43%), бензойнокислый калий C₆H₅CO₂K (24,4%) и т.д.

Предлагаемый состав может содержать различные добавки для регулирования температуры и скорости горения, объема и состава продуктов сгорания и других характеристик состава. Для увеличения температуры горения состав может содержать добавки элементов с высокой теплотой сгорания бор, кремний, алюминий, магний и т.д. их сплавы или химические соединения. Для снижения температуры горения и увеличения содержания калия состав может содержать добавки таких соединений калия, как оксалат K₂C₂O₄ (40,3%), карбонат K₂CO₃ (56,6%), борат КВО₂ (47,7%), хромат K₂CrO₄ (40,3%), силикат K₂SiO₃ (50,7%), азид KN₃ (48,2% ) и т.д.

При необходимости предлагаемый состав может содержать одно из известных связующих, обычно для этого достаточно не более 3%

Основным отличительным признаком предлагаемого состава, точнее семейства составов, является то, что в качестве горючего используются химические соединения, содержащие калий.

Основным преимуществом состава является более высокая огнетушащая способность по сравнению с существующими за счет более высокого содержания калия.

В соответствии с описанной выше сущностью изобретения создан ряд конкретных составов на основе красной и желтой кровяной соли. Испытания огнетушащей способности проведены в камере объемом 0,2 м³ при тушении углеводородного пламени (ацетон, керосин).

1. Составы с красной кровяной солью. Испытаны двухкомпонентные составы соли с нитратом калия при содержании соли 30-60% Огнетушащая способность этих составов выше чем у составов типа окислитель-горючее связующее. Максимум ее наблюдается при содержании соли 40-45% Скорость горения составляет 4 мм/с, содержание калия в составах 36-37% Небольшие добавки до 10% таких веществ, как алюминий, а также оксалата, перхлората и азида калия практически не изменяют огнетушащую способность, но увеличивают скорость горения. Наиболее эффективно регулирует скорость горения добавка перхлората калия 5% перхлората увеличивает скорость горения вдвое, 10% в 4 раза.

2. Составы с желтой кровяной солью. Для составов на основе желтой кровяной соли с нитратом калия получены аналогичные результаты. Максимум огнетушащей способности наблюдается при содержании желтой соли 42-47% он несколько меньше чем у красной соли, но также выше у составов типа окислитель-горючее связующее. Состав имеет высокую скорость горения 10 мм/с, а 5% перхлората калия увеличивает ее вдвое за 20 мм/с. Состав имеет хорошие перспективы использования для тушения в негерметичных объемах, где важным является малые времена срабатывания аэрозольных генераторов.

Предлагаемые составы типа окислитель-калийное горючее могут быть использованы в генераторах аэрозольного тушения пожаров различной конструкции и назначения для тушения пожаров в герметичных, полугерметичных и открытых объемах.