Огнетушащий порошковый состав и способ его получения

 

Изобретение относится к огнетушащим порошковым составам и способам их получения. Составы могут быть использованы для тушения пожаров классов В, С, Е. Результат изобретения: ускорение процесса тушения пожара класса В при сохранении высоких эксплуатационных характеристик, повышение устойчивости состава к термическому воздействию, уменьшение коррозионной активности по отношению к материалам оборудования. Проводят раздельную сушку компонентов состава. Смешение и измельчение проводят одновременно. Компонентами состава являются гидрофобизированная высокодисперсная добавка с насыпной плотностью не более 200 кг/м² и влажностью не более 0,35 мас.% - аэросил, белая сажа, шамотно-каолиновый порошок, отходы слюд, тальк. Количество добавки 0,5-4,5 мас. %. Целевая добавка для текучести - кремнезем, алюмосиликаты и силикаты, карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов. Количество добавки для текучести 35,0-70,0 мас.%. Основной компонент - активный тушащий агент: бикарбонат натрия, сульфаты, фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов. Количество основного компонента до 100 мас.%. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к огнетушащим порошковым составам, и к способам их получения, которые могут быть использованы для тушения пожаров класса В (огнеопасные жидкости), класса С (горючие газы), а также класса Е (электроустановки под напряжением до 1000 В).

Известен порошок для тушения пожаров (авторское свидетельство SU 1588426, А 62 D 1/00, публ. 30.08.90, бюл. 32), который содержит, маc.%: модифицированный аэросил 1,0-2,5; добавку для текучести 10,0-30,0; хлорид калия или натрия 15,0-65,0, бикарбонат натрия - до 100.

Недостатком известного состава является повышенная склонность к коррозионному воздействию на материалы, предназначенные для изготовления пожаротехнического оборудования.

Известен огнетушащий порошок многоцелевого назначения (патент RU 2155088, А 62 D 1/00, публ. 27.08.2000, бюл. 24), содержащий, мас.%: аммофос 40,0-65,0; каолино-шамот 0,5-10,0; высокодисперсный диоксид кремния 0,5-5,0; не растворимый в воде минерал или смесь минералов - до 100. В качестве не растворимых в воде минералов или смеси минералов используют: доломит, тальк, талько-магнезит, апатит, магнезит.

Известный огнетушащий порошок имеет существенный недостаток, а именно невысокую устойчивость к термическому воздействию.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является огнетушащий порошковый состав и способ его получения (патент RU 2143297, А 62 D 1/00, публ. 27.12.99, бюл. 36), который содержит следующие компоненты, мас.%: Высокодисперсная добавка - 0,8-3,5 Целевая добавка для текучести - 8,0-35,0 Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость - 0,008-0,28 Основной компонент - До 100 При этом в качестве высокодисперсной добавки состав содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: аэросил, белая сажа, шамотно-каолиновый порошок, отходы слюд, тальк, и преимущественно - аэросил.

В качестве целевой добавки для текучести он содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: нефелиновый концентрат, флогопит, мусковит, лабазин, перлит, преимущественно - нефелиновый концентрат.

В качестве гидрофобизирующей жидкости состав содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: полиметилгидросилоксановую жидкость, алкилгалоидсиланы, органилсиликонат натрия, в количестве не более 1% от массы целевой добавки, и преимущественно - полиметилгидросилоксановую жидкость.

В качестве основного компонента состав содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: хлорид калия, хлорид натрия, аммофос, сильвинит, сульфат, фосфат щелочного или щелочноземельного металла, бикарбонат натрия, моноаммонийфосфат, диаммонийфосфат, сульфат аммония.

Способ получения указанного огнетушащего порошкового состава включает сушку, измельчение, гидрофобизацию кремнеорганической жидкостью и совместное смешение компонентов состава: основного компонента, целевой добавки и высокодисперсной добавкой, причем сушку и измельчение основного компонента и целевой добавки проводят раздельно, а гидрофобизации подвергают целевую добавку и проводят ее одновременно с измельчением.

Основным недостатком известного огнетушащего состава является длительность процесса тушения пожара очага класса В, при этом остаток порошка в огнетушителе после тушения имеет предельное допустимое значение. Кроме того, огнетушащий состав обладает недостаточной устойчивостью к термическому воздействию и повышенной коррозионной активностью.

Известный способ получения огнетушащего порошка характеризуется сложностью, длительностью и периодичностью стадий, высокими трудо- и энергозатратами, так как он включает раздельную подготовку компонентов с использованием различного оборудования.

Задачей изобретения является создание промышленного способа получения и состава огнетушащего порошка с оптимальным соотношением компонентов, позволяющего ускорить процесс тушения пожара класса В при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.

Второй задачей изобретения является повышение устойчивости огнетушащего состава к термическому воздействию и уменьшение коррозионной активности по отношению к материалам пожаротехнического оборудования.

Поставленная задача изобретения достигается тем, что огнетушащий порошковый состав содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: Гидрофобизированная высокодисперсная добавка с насыпной плотностью не более 200 кг/м³ и влажностью не более 0,35 мас.% - 0,5-4,5 Целевая добавка для текучести - 35,0-70,0 Основной компонент - До 100 Причем в качестве гидрофобизированной высокодисперсной добавки он содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: гидрофобизированный аэросил, гидрофобизированная белая сажа, гидрофобизированный шамотно-каолиновый порошок, гидрофобизированные отходы слюд, гидрофобизированный тальк.

В качестве целевой добавки для текучести огнетушащий состав содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: кремнезем, алюмосиликаты, силикаты, карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов.

В качестве основного компонента состав содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда активных тушащих агентов: бикарбонат натрия, сульфаты, фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов.

Способ получения огнетушащего порошкового состава включает сушку, измельчение и совместное смешение компонентов состава: основного компонента, целевой добавки и высокодисперсной добавки, при этом сушку компонентов состава проводят раздельно с последующим одновременным смешением и измельчением. Сушку высокодисперсной добавки проводят до содержания влаги не более 0,35 мас.%. Измельчение высокодисперсной добавки проводят до показателя насыпной плотности не более 200 кг/м³.

Огнетушащий порошковый состав, полученный описанным выше способом производства, представляет собой мелкодисперсную механическую смесь с удельной поверхностью 2000-7500 см²/г, его влажность не превышает 0,35 мас.%. Отличная текучесть порошка 0,34 -0,40 кг/с, низкое влагопоглощение 0,02-0,2 мас.% и отсутствие слеживаемости свидетельствуют о высоких показателях огнетушащего состава.

С целью экспериментальной проверки приготовили несколько составов огнетушащего порошка с различным содержанием компонентов. Затем эти составы были испытаны по следующим показателям: время тушения очага класса В, устойчивость к термическому воздействию, склонность к влагопоглощению, массовое содержание влаги, склонность к слеживанию, способность к водоотталкиванию, коэффициент неоднородности, текучесть (остаток порошка в огнетушителе), огнетушащая способность.

Устойчивость к термическому воздействию и показатель огнетушащей способности определяются в соответствии с ГОСТ 26952-86 с изм.1 "Порошки огнетушащие. Общие технические требования и методы испытаний".

При определении коррозионной активности огнетушащего состава пользуются методом, основанным на определении степени коррозии от действия порошка на металлические пластинки из стали Ст.3, помещенные в эксикатор с 25%-ным раствором серной кислоты на 3 суток. После проведения испытаний определяют степень коррозионной активности (в %) огнетушащих составов по отношению к испытуемым образцам пластинок.

Время тушения пожара определяется с момента начала тушения очага до полной ликвидации пожара без повторного воспламенения.

Остальные эксплуатационные характеристики заявляемого состава определяют в соответствии с НПБ 170-98 (Нормы пожарной безопасности "Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний").

Огнетушащий состав, включающий высокодисперсную добавку с содержанием влаги более 0,35 мас. % и насыпной плотностью более 200 кг/м³, не соответствует показателям НПБ 170-98 по склонности к слеживанию, влагопоглощению, способности к водоотталкиванию.

Коэффициент неоднородности является критерием оценки качества смешения и определяется в соответствии с методикой, описанной в пособии Макарова Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов, -М.: Машиностроение, 1973. Коэффициент неоднородности состава прототипа (5-10%) свидетельствует о невысоком качестве смешения порошка.

По результатам испытаний, представленным в таблице можно сделать следующие выводы, что при использовании заявляемого способа получения огнетушащего порошкового состава с оптимальным соотношением компонентов происходит уменьшение коэффициента неоднородности (улучшение качества смешения), снижение времени тушения очага класса В и повышение устойчивости к термовоздействию при сохранении отличных эксплуатационных характеристик (примеры 1-3, 6-8). При содержании высокодисперсной добавки ниже 0,5 мас.% (пример 4) огнетушащий состав характеризуется большим влагопоглощением, повышенной склонностью к слеживанию и невысокой способностью к водоотталкиванию. При содержании высокодисперсной добавки выше 4,5 мас.% (пример 5) происходит уменьшение влагопоглощения, но вместе с тем уменьшается текучесть огнетушащего порошка. При содержании целевой добавки ниже 35 мас.% (пример 9) и выше 70 мас. % (пример 10) происходит уменьшение текучести огнетушащего состава, также - повышение остатка порошка в огнетушителе до предельного допустимого значения.

Таким образом, поставленная задача изобретения достигается совокупностью всех признаков: компонентов состава и их оптимального соотношения, заявляемых в решении.

Способ получения огнетушащего порошкового состава осуществим на линии технологического оборудования по производству огнетушащих порошковых средств, включающей барабанную сушилку, смеситель, шаровую мельницу, бункер готового продукта.

Дополнительные преимущества при использовании заявляемого огнетушащего порошкового состава.

1. Возможность хранения и использования заявляемого огнетушащего состава в широком интервале температур (от -50 до +50^oС) без изменения эксплуатационных характеристик.

2. В составе заявляемого огнетушащего порошка не содержатся корродирующие компоненты, вызывающие коррозию пожаротехнического оборудования.

3. Предложенное оптимальное соотношение компонентов позволяет уменьшить себестоимость огнетушащего состава.

4. Технология приготовления не требует больших затрат, малостадийна и проста при автоматизации.

Источники информации
1. Авторское свидетельство SU 1588426, А 62 D 1/00, публ. 30.08.90, бюл. 32.

2. Патент RU 2155088, А 62 D 1/00, публ. 27.08.2000, бюл. 24.

3. Патент RU 2143297, А 62 D 1/00, публ. 27.12.99, бюл. 36.

Формула изобретения

1. Огнетушащий порошковый состав, включающий высокодисперсную добавку, целевую добавку для текучести, основной компонент, отличающийся тем, что он содержит в качестве высокодисперсной добавки гидрофобизированную высокодисперсную добавку с насыпной плотностью не более 200 кг/м³ и влажностью не более 0,35 мас. % при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:
Гидрофобизированная высокодисперсная добавка - 0,5-4,5
Целевая добавка для текучести - 35,0-70,0
Основной компонент - До 100
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизированной высокодисперсной добавки он содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: гидрофобизированный аэросил, гидрофобизированная белая сажа, гидрофобизированный шамотно-каолиновый порошок, гидрофобизированные отходы слюд, гидрофобизированный тальк.

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве целевой добавки для текучести он содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда: кремнезем, алюмосиликаты и силикаты, карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов.

4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве основного компонента состав содержит, по крайней мере, одно вещество из ряда активных тушащих агентов: бикарбонат натрия, сульфаты, фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов.

5. Способ получения огнетушащего порошкового состава, включающий сушку, измельчение и совместное смешивание компонентов состава: основного компонента, целевой добавки и высокодисперсной добавки, отличающийся тем, что сушку компонентов состава проводят раздельно с последующим одновременным смешиванием и измельчением.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что сушку высокодисперсной добавки проводят до содержания влаги не более 0,35 мас. %.

7. Способ по пп. 5 и 6, отличающийся тем, что измельчение высокодисперсной добавки проводят до показателя насыпной плотности не более 200 кг/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3