ПИРОТЕХНИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК A62C3/00 A62D1/00 

Изобретение относится к области пожаротушения, а более конкретно, к пиротехническим композициям, при сжигании которых образуются ингибиторы горения в виде газо-аэрозольной смеси, заполняющей объем, где необходимо подавить пожар.

Известен состав газо-аэрозольной смеси, содержащий:
окислитель (КС104) 48
горючее, связывающее эпоксидную смолу (С31150) 15
магний порошок (Mg) 7
наполнитель калий хлористый (KCl) 30
Данный состав используют для аэрозольного, объемного тушения пожаров.

Недостатком этого состава является:
наличие в газо-аэрозольной смеси, образующейся при сжигании композиции, окиси углерода (CO) в концентрациях, значительно превышающих ПДК;
большой процент невыноса твердой фазы в защищаемый объем;
уменьшение скорости тушения очагов пожаров.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности действия огнетушащего газо-аэрозольного потока и повышение скорости генерации аэрозоля путем оптимизации количественного соотношения компонентов пиротехнического состава.

Необходимый технический результат достигается тем, что в известной пиротехнической композиции, содержащей окислитель, горючее связующее - эпоксидную смолу, диспергированный магний порошок и наполнитель калий хлористый, согласно изобретению, в качестве окислителя она содержит нитраты и/или перхлораты щелочных металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.

нитраты и/или перхлораты щелочных металлов 60-70
горючее связующее эпоксидная смола 14-17
магний порошок 6-12
калий хлористый 5-15
При уменьшении содержания наполнителя и при увеличении доли окислителя происходит увеличение количества конденсированной фазы в газо-аэрозольном потоке при некотором повышении температуры в нем.

Содержание окислителя менее 60% приводит к значительной нехватке кислорода, идущего на окисление горючего-связывающего, и, как следствие, увеличению концентрации окиси углерода в выделяющейся газо-аэрозольной смеси.

При содержании в композиции окислителя больше 70% повышается температура генерируемой смеси до значений, сопоставимых с аналогами.

При содержании горючего-связывающего менее 14% возникают технологические трудности при изготовлении композиции, связанные с перемешиванием, и уменьшается механическая прочность готового заряда.

Содержание горючего-связующего более 17% приводит к увеличению выхода окиси углерода выше допустимых пределов.

Введение в пиротехническую композицию менее 6% магния сопровождается уменьшением /в 1,5 и более раза/ скорости горения и увеличением невыноса твердой фазы в защищаемый объем.

Содержание магния больше 12% вызывает заметный рост температуры газо-аэрозольного потока. Кроме того, возрастает стоимость пиротехнической композиции без выигрыша по основным техническим характеристикам пожаротушения.

Введение в состав хлористого калия меньше 5% повышает температуру потока.

Содержание в композиции хлористого калия больше 15% резко снижает тушащую способность рабочей смеси из-за снижения скорости генерации аэрозоля и увеличения невыноса твердой фазы.

Для определения оптимальных границ содержания ингредиентов в композиции были проведены испытания опытных пиротехнических составов различного количественного соотношения входящих в них компонентов. Ниже приведена табл. 1 характерной части испытанных составов, которые содержат предельные, средние и запредельные количества каждого компонента.

При сжигании пиротехнических шашек различных составов композиций контролировались основные технические характеристики, в частности, средняя температура потока, скорость горения и время тушения пожара класса А.

Результаты испытаний сведены в табл. 2.

Из таблиц следует, что состав 3, ингредиенты которого находятся в оптимальном диапазоне содержания, характеризуется наилучшими показателями основных технических характеристик пожаротушения:
адиабатическая температура 2092 K
скорость горения 1,67 мм/с
время тушения 1,61 с
При этом следует отметить, что коэффициент запаса /отношение максимальной к тушащей концентрации аэрозоля/ составляет 1,5, что обеспечивает эффективное гарантированное тушение пожара класса А в замкнутом объеме.

Испытания по тушению пожаров проводились в камере размером 0,72х0,43х0,70 м.

Общий объем камеры 0,217 м³. Очаг пожара имитировался спиртовкой, заполненной керосином. Поджигание образца пиротехнической композиции инициировалось раскаленной спиралью. Фиксировалось время горения образца и время тушения пламени спиртовки.

Образцы пиротехнической композиции готовились следующим образом.

К предварительно перемешанной в течение 5-10 мин смеси, взятых в требуемом соотношении эпоксидной смолы, ГОСТ 10587, с отвердителем и порошкообразного магния ГОСТ 851.1-87, добавлялись рассчитанные количества нитрата, ГОСТ 19790, перхлората и хлорида калия ГОСТ 4568. Полученная смесь перемешивалась еще в течение 10-15 мин. Навески неотвержденной смеси массой 10 г формовались в цилиндрические шашки в бумажной или картонной оболочке. До полного отверждения шашки выдерживались при комнатной температуре не менее суток.

Использование: в генераторах объемного тушения пожаров. Сущность изобретения: пиротехническая композиция содержит (мас. %) 60-70 нитратов и/или перхлоратов щелочных металлов, 14-17 горючего - связующего - эпоксидной смолы, 6-12 магний порошка и 5-15 калия хлористого. 2 табл.

Пиротехническая композиция для аэрозольного объемного тушения пожаров, содержащая окислитель, горючее связующее эпоксидную смолу, длиспергированный магний порошок и наполнитель калий хлористый, отличающаяся тем, что в качестве окислителя она содержит нитраты и/или перхлораты щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитраты и/или перхлораты щелочных металлов 60 70
Эпоксидная смола 14 17
Магний порошок 6 12
Калий хлористый 5 15р