ПОЖАРОГАСИТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА НА ЕЕ ОСНОВЕ Российский патент 2003 года по МПК A62D1/08 A62C3/00 

Описание патента на изобретение RU2211066C2

Изобретение относится к области химических средств тушения пожаров, в частности к пожарогасительным композициям, содержащим огнегасительные составы, и может быть использовано для тушения пожаров газовых и нефтяных скважин, на судах, в лесах и зданиях, где отсутствуют люди.

Известны композиции и способы тушения пожаров на основе огнегасительных составов, содержащих бромфторпроизводный метан или этан и воду [1], a также окиси галогеноводородов и инертного газа в сжатом состоянии [2]. Основным недостатком данных композиций является недостаточно высокая огнетушащая способность, обуславливающая увеличение до 1,2 кг/м2 удельного весового расхода вещества, необходимого для ликвидации очага горения.

Наиболее близким к предлагаемой композиции является огнетушащий состав, содержащий бромфторзамещенный углеводород, азот и воду в следующих соотношениях компонентов, маc.% [3]:
Бромфторзамещенный углеводород - 10-15
Азот - 35-40
Вода - Остальное
Недостатками состава [3] являются громоздкость способа хранения, приготовления и подачи ингредиентов указанного состава в зону горения; необходимость наличия герметичной тары для хранения азота и большие затруднения в приготовлении оптимизированного состава в процессе ликвидации пожара.

Наиболее близким к предложенному способу является способ локализации и тушения пожаров [4] , включающий подачу в зону очага горения пожарогасительной композиции и поддержание ее достаточной концентрации. Недостатками способа являются относительно низкая эффективность пожаротушения и довольно высокий расход вещества, необходимого для ликвидации очага горения.

Задачей настоящего изобретения является повышение огнетушащей способности пожарогасительной композиции и достижение технического результата в виде уменьшения расхода вещества, необходимого для ликвидации очага горения.

Указанный технический результат достигается тем, что в пожарогасительной композиции, содержащей огнегасительное соединение и вспомогательные компоненты, в качестве огнегасительного соединения выбран водный раствор водорастворимого вещества, включающий инертный компонент с большой теплотой испарения и теплоемкостью, преимущественно, азот, и в качестве вспомогательного компонента в виде катализатора выбран преимущественно углекислый газ. Соотношение компонентов пожарогасительной композиции выбирают в пределах
1,1≤(C1+αC2+βC3)/C1≤2,3,
где C1 - содержание воды в композиции,
С2 - содержание в композиции водорастворимого вещества, включающего инертный компонент с большой теплотой испарения и теплоемкостью,
α - экспериментальный коэффициент, который выбирают в зависимости от теплоты испарения и теплоемкости компонента С2 в пределах 0,24≤α≤1,3,
С3 - содержание катализатора в композиции,
β - экспериментальный коэффициент, который выбирают в зависимости от содержания компонента C2 в пределах 0,41≤β≤1,6.

Следует отметить, что в качестве огнегасительного соединения может быть также выбран водный раствор водорастворимого вещества, например, аммиачной селитры или аммония хлорида. Как показали эксперименты, количество водорастворимого вещества целесообразно выбирать с учетом его теплоты испарения и теплоемкости, используя коэффициент α, выбираемый в указанных пределах. Эксперименты показали также целесообразность корректировки содержания С3 катализатора в композиции выбором коэффициента β в заявленных пределах.

Следует отметить, что в качестве огнегасительного соединения может быть также выбран водный раствор водорастворимого газа, например аммиака, в оптимальном варианте такая композиция содержит воду, аммиак и углекислый газ при следующем содержании компонентов, маc.%:
Аммиак (NН3) - 10,0-30,0
Вода H2О - 69,8-89,8
Углекислый газ (СО2) - 0,05-0,2
Указанный технический результат достигается также с помощью способа тушения пожара на основе пожарогасительной композиции, включающего подачу в зону очага горения пожарогасительной композиции и поддержание ее достаточной концентрации. Отличительными особенностями способа являются выбор в качестве огнегасительного соединения вышеуказанной пожарогасительной композиции и подача в зону очага горения пожарогасительной композиции в n этапов, количество которых выбирают в пределах 1≤n≤25. Объем v1i пожарогасительной композиции на каждом из этапов выбирают по отношению к объему v2i очага пожара из аналитического соотношения
0,84≤(γv1i+v2i)/v1i≤120,
где v1i - объем пожарогасительной композиции на i-м из этапов, где i выбирают в пределах 1≤i≤n,
γ - экспериментальный коэффициент, который выбирают в зависимости от площади поверхности вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции в пределах 0,36≤γ≤1,2,
v1i - объем очага пожара на i-м из этапов его тушения.

Выбором количества вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции и площади ее поверхности обеспечивают ее взрывообразное испарение и тем самым существенное понижение температуры в области горения, образуя газообразный инертный компонент и ударную волну, в течение промежутка ti времени, величину которого выбирают из аналитического соотношения
0,27≤(t1+δt2)/t2≤3,1,
где t1 - минимальный промежуток взрывообразного испарения пожарогасительной композиции,
t2 - максимальный промежуток взрывообразного испарения пожарогасительной композиции,
δ - экспериментальный коэффициент, который выбирают в зависимости от количества и площади поверхности вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции в пределах 0,16≤δ≤2,2.

При этом обеспечивается ликвидация пожара путем одновременного отсекания пламени и вытеснения кислорода из зоны горения. Подача в зону очага горения пожарогасительной композиции в n этапов, а также выбор на каждом из этапов ее оптимального объема позволяет эффективно и экономно осуществить процесс пожаротушения. При этом объем пожарогасительной композиции на каждом из этапов корректируют с помощью экспериментального коэффициента γ, который выбирают в зависимости от площади поверхности вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции. Указанную площадь поверхности регулируют, например, диаметром и углом распыления подаваемой в зону горения пожарогасительной струи или с помощью устройств, дробящих струю на отдельные капли. Это дает возможность управлять особенностями взрывообразного испарения пожарогасительной композиции и тем самым существенно понижать температуру в области горения, образуя газообразный инертный компонент и ударную волну, в течение небольшого выбираемого промежутка ti времени. Возможность подбора величины указанного промежутка времени обеспечивается с помощью экспериментального коэффициента δ, который выбирают в зависимости от количества и площади поверхности вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции в заявленных пределах.

В оптимальных вариантах использования предложенного способа в качестве огнегасительного соединения используют предложенную пожарогасительную композицию и подают ее в зону очага горения в n этапов, количество которых выбирают в пределах 1≤n≤3. Выбором количества вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции и площади ее поверхности обеспечивают ее взрывообразное испарение, образуя газообразный инертный компонент (азот) и ударную волну, обеспечивающие ликвидацию пожара путем одновременного отсекания пламени и вытеснения кислорода из зоны горения.

В качестве наиболее оптимального варианта пожарогасительной композиции следует отметить также ее составы, в которых она содержит аммиак, воду и углекислый газ при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Аммиак (NН3) - 20,0-25,0
Вода (Н2О) - 74,9-79,9
Углекислый газ (CO2) - 0,1
Данное соотношение определяет некоторый диапазон содержания компонентов в растворе. Однако существует оптимизированное соотношение, которое определяется преимущественным назначением пожарогасительной композиции, включающей, маc.%: аммиак - 22,0; воду - 77,9 и углекислый газ - 0,1.

Как уже отмечалось при осуществлении способа в зону очага горения подают, в частности, водный раствор аммиака и углекислого газа, который в момент соприкосновения с пламенем очень быстро испаряется, выделяя азот, охлаждающий процесс и не поддерживающий горение. При этом испарение происходит взрывообразно, в результате чего возникает волна, которая отсекает пламя, а образовавшийся инертный газ (азот) одновременно с действием волны вытесняет кислород и горение прекращается.

При приготовлении раствора сначала в воде растворяют аммиак, затем в полученный раствор добавляют углекислый газ.

Полученную пожарогасительную композицию применяют путем струйной подачи, например, с помощью насосов или выливом с помощью летательных аппаратов для взаимодействия с пламенем.

Для доказательства достижения технического результата в дополнение к вышеизложенному и в качестве дополнительных сведений, подтверждающих возможность осуществления изобретения, целесообразно привести примеры практического выполнения композиции и способа, при описании которых нецелесообразно многократно излагать информацию, общую для каждого из примеров и уже с разной степенью подробности отраженную в формуле и описании изобретения. Целесообразно привести только количественную информацию, отличающую один пример от другого, которая для удобства сведена в таблицу.

При сопоставлении ближайшего аналога и примеров оказалось целесообразным использовать в качестве параметра, характеризующего достигаемый технический результат, например, параметр D, определяющий соотношение у ближайших аналогов и заявленных объектов величин расхода вещества, необходимого для ликвидации очага горения при адекватных условиях проведения экспериментов. Как следует из таблицы, в оптимальном варианте (пример 3 таблицы) достигалось наиболее высокое значение указанного выше результата: D=1,5. Нижние (пример 1) и верхние (пример 2) значения заявленных пределов были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, исходя из условия приближения параметра D к 1. При этом при выходе за нижние (пример 4) и верхние (пример 5) значения заявленных пределов, как следует из таблицы, вышеуказанный технический результат не достигается (D<1). Пример 6 таблицы отражает произвольный вариант осуществления заявленных объектов при нахождении параметров, характеризующих их существенные признаки, внутри пределов, отраженных в формуле изобретения (D=1,3).

Предложенная композиция и способ тушения пожара на ее основе по сравнению с ближайшими аналогами обладают повышенной огнетушащей способностью. Удельный весовой расход композиции, необходимой для ликвидации очага горения, например, бензина марки А-76 составляет 0,8 кг/м2. Вместе с тем, пожарогасительная композиция может быть применена для ликвидации пожаров при температуре окружающего воздуха до -70oС, так как жидкий аммиак (22,0%) замерзает при температуре -77,7oС.

Источники информации
1. Патент Франции 1482111, М.кл. А 62 D 1/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР 314530, М.кл. А 62 D 1/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР 715092, М.кл. A 62 D 1/00, 1980.

4. Патент РФ 2158150, М.кл. А 62 С 3/02, 1999.

Похожие патенты RU2211066C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2005
  • Толстунов Сергей Андреевич
  • Мозер Сергей Петрович
  • Толстунов Антон Сергеевич
RU2295040C1
Состав для тушения пожаров 2019
  • Кейбал Наталья Александровна
  • Каблов Виктор Федорович
  • Хлобжева Инна Николаевна
RU2730075C1
ОГНЕТУШАЩАЯ СУСПЕНЗИЯ 2019
  • Торопов Дмитрий Павлович
  • Иванов Алексей Владимирович
  • Ивахнюк Григорий Константинович
  • Медведева Людмила Владимировна
  • Марасанова Ксения Николаевна
RU2715870C1
КОМБИНИРОВАННЫЙ ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ 2005
  • Носов Георгий Иванович
  • Бяков Александр Викторович
  • Ландышев Николай Владимирович
  • Фахрисламов Радик Закиевич
RU2310421C2
СПОСОБ ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ОГНЕТУШАЩИМИ СОСТАВАМИ 1991
  • Баратов А.Н.
  • Белоконь В.В.
  • Деружинский В.И.
  • Забелин Л.В.
  • Казарьян Э.Л.
  • Марченко А.В.
  • Милицын Ю.А.
  • Миронов Б.И.
  • Пак З.П.
  • Перепеченко Б.П.
  • Тамурка В.Г.
  • Ткачев Э.Г.
  • Шаршков В.В.
  • Шахрай Г.Г.
  • Коробенина Т.П.
RU2019214C1
ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ 2005
  • Жевлаков Андрей Фёдорович
  • Копылов Николай Петрович
  • Игумнов Сергей Михайлович
  • Пивоваров Василий Васильевич
RU2310488C2
СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В ЗАМКНУТЫХ ПРОСТРАНСТВАХ 2007
  • Баскаков Леонид Васильевич
  • Быков Эдуард Борисович
  • Дыбок Василий Васильевич
  • Туркин Игорь Иванович
RU2366478C2
СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В РЕЗЕРВУАРАХ 2002
  • Селиверстов В.И.
  • Стенковой В.И.
  • Баратов А.Н.
  • Веретинский П.Г.
  • Крестинин В.В.
  • Кусков Н.А.
  • Трубникова Г.В.
RU2241508C2
ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ 2015
  • Мельников Игорь Николаевич
  • Захарченко Михаил Юрьевич
  • Пичхидзе Сергей Яковлевич
  • Юров Олег Анатольевич
  • Кайргалиев Данияр Вулкаиревич
  • Попова Эльвира Алексеевна
RU2622838C1
АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ 2022
  • Резников Михаил Сергеевич
  • Мингазов Азат Шамилович
  • Гинзбург Владимир Львович
  • Турханова Наталья Геннадьевна
  • Димухаметов Руслан Равилевич
RU2788085C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 211 066 C2

Реферат патента 2003 года ПОЖАРОГАСИТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА НА ЕЕ ОСНОВЕ

Изобретение относится к области химических средств тушения пожаров, в частности к пожарогасительным композициям, содержащим огнегасительные составы, и может быть использовано для тушения пожаров газовых и нефтяных скважин, на судах, в лесах и зданиях, где отсутствуют люди. Задачей изобретения является повышение огнетушащей способности пожарогасительной композиции и достижение технического результата в виде уменьшения расхода вещества, необходимого для ликвидации очага горения. Для этого в пожарогасительной композиции, содержащей огнегасительное соединение и вспомогательные компоненты, в качестве огнегасительного соединения выбран водный раствор водорастворимого вещества, включающий инертный компонент с большой теплотой испарения и теплоемкостью, преимущественно азот, и в качестве вспомогательного компонента в виде катализатора выбран преимущественно углекислый газ. Выбором количества вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции и площади ее поверхности обеспечивают ее взрывообразное испарение и тем самым существенное понижение температуры в области горения, образуя газообразный инертный компонент и ударную волну, в течение короткого промежутка времени. При этом обеспечивается ликвидация пожара путем одновременного отсекания пламени и вытеснения кислорода из зоны горения. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 211 066 C2

1. Пожарогасительная композиция, содержащая огнегасительное соединение и вспомогательные компоненты, отличающаяся тем, что в качестве огнегасительного соединения выбран водный раствор водорастворимого вещества, включающий инертный азотсодержащий компонент, и в качестве вспомогательного компонента в виде катализатора выбран преимущественно углекислый газ, соотношение компонентов которой выбирают в пределах
1,4≤(C1+1,1C2+1,2C3)/C1≤2,1,
где C1 - содержание воды в композиции;
С2 - содержание в композиции водорастворимого вещества, включающего инертный азотсодержащий компонент с теплотой испарения, достаточной для обеспечения ее пожарогасительных свойств;
С3 - содержание катализатора в композиции.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит воду, аммиак и углекислый газ при следующем содержании компонентов, мас. %:
Аммиак (NH3) - 10,0÷30,0
Вода (Н2О) - 69,8÷89,8
Углекислый газ - 0,05÷0,2
3. Способ тушения пожара на основе пожарогасительной композиции, включающий подачу в зону очага горения пожарогасительной композиции и поддержание ее достаточной концентрации, отличающийся тем, что в качестве огнегасительного соединения используют пожарогасительную композицию по п. 1, подают в зону очага горения пожарогасительную композицию в n этапов, количество которых выбирают в пределах 1≤n≤25, объем V1i пожарогасительной композиции на каждом из этапов выбирают по отношению к объему V2i очага пожара из аналитического соотношения
0,94≤(0,8V1i+V2i)/V1i≤20,
где V1i - объем пожарогасительной композиции на i-м из этапов, где i - выбирают в пределах 1≤i≤n;
V2i - объем очага пожара на i-м из этапов его тушения,
выбором количества вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции и площади ее поверхности обеспечивают ее взрывообразное испарение и тем самым существенное понижение температуры в области горения, образуя газообразный инертный компонент и ударную волну, в течение промежутка ti времени, величину которого выбирают из аналитического соотношения
0,67≤(t1+1,6t2)/t2≤2,1,
где t1 - минимальный промежуток взрывообразного испарения пожарогасительной композиции;
t2 - максимальный промежуток взрывообразного испарения пожарогасительной композиции,
и в результате производят ликвидацию пожара путем одновременного отсекания пламени и вытеснения кислорода из зоны горения.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве огнегасительного соединения используют пожарогасительную композицию по п. 2, подают в зону очага горения пожарогасительную композицию в n этапов, количество которых выбирают в пределах 1≤n≤3, выбором количества вводимой в зону очага горения пожарогасительной композиции и площади ее поверхности обеспечивают ее взрывоопасное испарение, образуя газообразный инертный компонент (азот) и ударную волну, производящие ликвидацию пожара путем одновременного отсекания пламени и вытеснения кислорода из зоны горения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2211066C2

СИСТЕМА ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ В ОГРАНИЧЕННЫХ ПРОСТРАНСТВАХ, СОПЛО ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СИСТЕМЕ С НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ, СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ С ПОМОЩЬЮ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 1994
  • Ханну Тирронен
  • Пекка Салми
RU2124376C1
ВЗРЫВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОРЬБЫ С ЛЕСНЫМ ПОЖАРОМ 1999
  • Гриншпан Я.Р.
  • Ревуненков А.Я.
RU2171125C1
Способ тушения пожаров 1973
  • Мирошников Александр Яковлевич
  • Исаев Михаил Николаевич
  • Зиновьев Евгений Григорьевич
  • Молочный Николай Михайлович
SU494164A1
Состав для тушения пожаров 1980
  • Сульженко Геннадий Константинович
  • Тарадайко Василий Петрович
  • Горшков Владимир Иванович
  • Авдонин Николай Иванович
  • Чесноков Виталий Петрович
  • Савушкина Валентина Ивановна
SU912177A1
Огнетушаший состав 1978
  • Баратов Анатолий Николаевич
  • Кошмаров Юрий Антонович
  • Мышак Юзеф Адольфович
  • Чугуев Анатолий Петрович
SU715092A1
US 4344489 А, 17.08.1982
СПОСОБ АЛКИЛИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОЛЕФИНАМИ 2012
  • Каларезу Паоло
  • Дель Сеппиа Алессандро
  • Бенчини Елена
  • Фоис Жиовавнни Антонио
  • Казалини Алессандро
RU2603193C2

RU 2 211 066 C2

Авторы

Борискин В.В.

Борискина Т.В.

Борискин В.В.

Синькевич М.Е.

Даты

2003-08-27Публикация

2001-09-07Подача