СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ Российский патент 1997 года по МПК A62C2/00 

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в средствах пароводяного тушения для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ) и твердых горючих материалов.

Широко известно использование водяного пара и перегретой воды в средствах пожаротушения.

Известен также ряд способов пожаротушения, основанных на применении водяного пара и перегретой воды.

Основными недостатками этих способов является необходимость использования внешнего источника пара (например, паросилового хозяйства защищаемого объекта). Это требует системы дополнительных трубопроводов, емкостей, запорной арматуры, тщательной термоизоляции и герметизации их. Другим путем получения водяного пара и перегретой воды является предварительный подогрев воды (например, электронагревателем). В ряде случаев необходимое время подогрева воды достигает 10 20 мин. Это существенно снижает готовность системы пожаротушения к применению, а также эффективность тушения.

Известно также получение водяного пара и перегретой воды за счет тепла в очаге пожара.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ тушения пожаров по авт. св. СССР N 792645. Этот способ выбран в качестве прототипа. В этом способе тушение пожаров осуществляется путем подачи в очаг пожара перегретой воды из закрытой емкости, находящейся под давлением. Причем давление в емкости создают за счет нагрева воды до 160 200^oC путем подачи в емкость пара от какого-либо стационарного источника. При этом давление паров воды в емкости поднимается до 10 атм. после чего подача пара прекращается. Для устранения потерь тепла емкость с водой тщательно термоизолируется.

Основными недостатками этого способа являются:
необходимость использования стационарного источника пара, что ограничивает использование данного способа;
длительность процесса перегрева воды до 160 200^oC в емкости;
необходимость термоизоляции и герметизации емкости с водой.

Цель достигается тем, что в способе тушения пожаров путем подачи в очаг пожара перегретой воды и пара из закрытой емкости, воду перегревают продуктами сгорания термохимического состава, содержащего порошок магния, нитрат калия или нитрат натрия и органическое связующее в соотношении по массе 70-80 12-28 2-8 соответственно, причем соотношение термохимического состава и воды составляет по массе от 1:3 до 1:15, а в воду добавляют 0,5 10 поверхностно-активного вещества.

Суть предлагаемого способа сводится к следующему. В закрытую емкость подают воду, содержащую 0,5-10 поверхностно-активного вещества (например, олеиновой кислоты), и одновременно производят инициирование горения заряда из термохимического состава. Время образования перегретой воды и пара обусловлено соотношением термохимического состава и воды. Перегретая вода и пар из емкости в виде тонкодисперсного пароводяного аэрозоля подают в очаг пожара.

Тушение пожара происходит за счет следующих факторов: 1. Охлаждение пламени за счет отбора тепла на испарение воды. 2. Снижение концентрации кислорода в зоне пожара за счет образования водяного пара из пароводяного аэрозоля. 3. Изоляция твердой тлеющей поверхности водой, содержащей поверхностно-активное вещество, которые образуют на тлеющей поверхности пленку, предотвращающую доступ кислорода воздуха в зону тления. 4. Срыв пламени с горящей поверхности струей пароводяного аэрозоля. Все эти факторы обеспечивают наивысшую эффективность пожаротушения по сравнению с известными способами.

Результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и способа-прототипа приведены в табл. 1.

Для снижения поверхностного натяжения и увеличения температуры испарения капель воды в воду добавляют 0,5 10 поверхностно-активного вещества (олеиновой кислоты). В табл. 2 приведены результаты испытаний с различным содержанием олеиновой кислоты при разных соотношениях ТСХ и воды в камере объемом V=12 м³.

Для осуществления предлагаемого способа тушения пожаров, т.е. для перегрева воды используют термохимический состав, содержащий порошок магния, нитрат калия или нитрат натрия и органическое связующее при соотношении компонентов (в по массе):
Порошок магния фрезерный 70 80
Нитрат калия или нитрат натрия 12 28
Органическое связующее 2 8
В качестве органического связующего используют фенолформальдегидную смолу (СФ-0112 или идитол) или канифоль.

Перегрев воды в закрытой емкости происходит при одновременной подаче воды в емкость и инициировании горения заряда из термохимического состава в соотношениях, указанных выше. Перегретая вода и пар образуются за счет экзотермической реакции, протекающей при горении заряда из термохимического состава при взаимодействии воды и продуктов сгорания состава. При этом из 1 л воды можно получить до 1700 л пара.

При уменьшении содержания нитрата калия или натрия менее 12 мас. горение неустойчивое, поскольку подача воды в зону горения вызывает прекращение процесса горения, а при увеличении содержания нитрата калия или нитрата натрия более 28 мас. происходит резкое снижение эффективности генерации пара из воды вследствие того, что при этом практически весь магний реагирует в конденсированной фазе с нитратом натрия. Пары магния в газовой фазе (в продуктах сгорания) отсутствуют, что исключает возможность взаимодействия паров магния с водой.

При уменьшении содержания порошка магния менее 70 мас. он полностью реагирует с нитратом в конденсированной фазе, что, как указывалось выше, приводит к снижению эффективности генерации пара из воды. Увеличение содержания магния более 80 мас. уменьшает тепловыделение в конденсированной фазе, что не позволяет переводить магний в газовую фазу (продукты сгорания).

При содержании органического связующего менее 2 мас. происходит неоднородное смешивание компонентов состава, что приводит к неустойчивому аномальному горению зарядов из термохимического состава. При содержании органического связующего более 8 мас. происходит ингибирование процессов, протекающих в конденсированной фазе, что приводит к снижению скорости горения состава и неустойчивому горению.

В процессе изготовления термохимического состава измельчают нитрат калия или нитрит натрия до дисперсности 100 250 мкм, затем смешивают их с порошком магния дисперсностно 50 530 мкм и органическим связующим (в порошкообразном виде или в виде лакового раствора) в лопастном смесителе в течение 10 25 мин. При использовании органического связующего в виде лака после смешивания готовую смесь гранулируют и высушивают до содержания влаги и растворителя 0,2 мас. Из смешанной смеси методом глухого прессования на гидравлических прессах формуют заряды в виде таблеток необходимой массы, которые затем используют для получения перегретой воды и пара.

В табл. 3 показаны примеры получения термохимического состава с различным соотношением компонентов. В табл. 4 представлены показатели процесса пожаротушения.

Анализ данных табл. 1-4 показывает, что предлагаемый способ тушения пожаров превосходит способ-прототип, так время перевода воды в перегретую воду или пар уменьшается в 10-15 раз, а время тушения снижается в 4-5 раз.

Использование: в противопожарной технике. Сущность изобретения: тушение очагов ЛВЖ, ГЖ и твердых горючих материалов путем подачи в очаг пожара перегретой воды и пара из закрытой емкости за счет перегрева воды продуктами сгорания термохимического состава, содержащего порошок магния (70 - 80 мас. %), нитрат калия или нитрат натрия (12 - 28 мас.%) и органическое связующее (2 -8 мас.%), и соотношении термохимического состава и воды (по массе) от 1: 3 до 1:15 при содержании в воде 0,5 - 10 мас.% поверхностно-активного вещества. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ тушения пожара путем подачи в очаг пожара перегретой воды и пара из закрытой емкости, отличающийся тем, что воду перегревают продуктами сгорания термохимического состава, содержащего порошок магния, нитрат калия или нитрат натрия и органическое связующее в соотношении по массе 70 80 12 28 2 8 соответственно. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение термохимического состава воды по массе составляет от 1 3 до 1 15. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в воду добавляют от 0,5 до 10% поверхностно-активного вещества.