ГАЗОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК A62D1/06 

Область техники

Изобретение относится к комбинированным средствам газового пожаротушения и может применяться для объемного тушения пожаров класса A₁, B, C и флегматизации взрывоопасных средств в ограниченном пространстве, а также для локализации пожаров класса A₁.

Предшествующий уровень техники.

Известен комбинированный газовый состав для объемного пожаротушения, согласно патенту РФ №2156630 от 08.06.1999 г., который в качестве флегматизатора содержит фторсодержащие предельные углеводороды 70-95% масс., а в качестве ингибитора - монойодсодержащий алкан (предельный углеводород 5-30% масс.). Объемная огнетушащая концентрация предполагаемых составов КОС÷КОС 2005 находится в пределах 5.3-7.3% об., что в пересчете на массовую концентрацию составит 256÷440 г/м³. Это высокие значения огнетушащей концентрации, что является недостатком.

Известна пожаротушащая композиция, содержащая трифторметан 1.0-2.7 или 25.7-99.0 и йодсодержащие фторуглероды C₁-C₂ 1.0-33.9 или 89.0-99.0 (Патент РФ №2180255 C1, МПК A62D 1/08 от 13.11.2000 г.).

Огнетушащая концентрация составов согласно этому патенту находится в пределах 0.278-0.703 кг/м³, что весьма значительно и является недостатком.

Известен газовый состав для объемного тушения по патенту РФ №2225734, МПК A62D 1/06 от 05.06.2000 г. Состав содержит 40-98% масс. фторсодержащего углеводородного флегматизатора (разбавителя) и 2-60% масс. фторсодержащего углеводорода. Массовая огнетушащая концентрация данного состава составляет 0.28-0.37 кг/м³.

Данный состав выбран нами за прототип по совокупности признаков. Недостатком состава-прототипа также является относительно высокие значения огнетушащей массовой концентрации, особенно учитывая дороговизну газовых составов по сравнению с более дешевыми и эффективными порошковыми и газопорошковыми составами.

К недостаткам составов-аналогов и состава-прототипа относится узкий температурный диапазон эксплуатации (-10)÷(+50°С), что практически затрудняет их использование в неотапливаемых складах в условиях средней полосы и Крайнего Севера.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание огнетушащего газового состава для объемного пожаротушения повышенной эффективности (с пониженными значениями массовой огнетушащей концентрации) с широким температурным диапазоном эксплуатации (-50)÷(+50)°С при нормативных значениях потенциалов глобального потепления, озоноразрушающего потенциала и классов опасности.

Поставленная задача решается при условии, что огнетушащий газовый состав для объемного пожаротушения, включающий газовый флегматизатор и йодсодержащий углеводородный ингибитор, в качестве флегматизатора содержит смесь диоксида углерода с азотом или воздухом в соотношении от 95:5 до 70:30 и/или метфоран (тетрафторметан, перфторметан), а в качестве ингибитора взята смесь 5-50% растворов йодоформа (трийодметана) в хлороформе (хладон-20, или трихлорметан) или любом подходящем органическом растворителе и/или 2-20% раствор неорганической соли цезия, такой как CsF, CsCl, CsBr, CsI или CS₂SO₄, или Cs₃(PO₄), или Cs₂CO₃, или их смесь в этиловом, пропиловом или другом спирте этого гомологического ряда.

Физическая сущность изобретения

Физическая сущность изобретения заключается в том, что, во-первых, газовый флегматизатор перфторметан или смесь диоксида углерода с азотом или воздухом имеют температуру кипения (сжижения) ниже -45°С. Во-вторых, неустойчивый в растворителе трийодидметан (йодоформ) выделяет атомарный йод, который делает хлороформ или другой растворитель сильным ингибитором. К тому же раствор соли цезия в низкокипящем растворителе, распыленный в зону пожара, превращается в ультрадисперсный кластерный аэрозоль, практически невидимый для глаза, но обладающий сильнейшим ингибирующим эффектом. Так, например, расчеты показывают, что аэродисперсная система соли цезия с наноразмерными частицами может обеспечить огнетушащую концентрацию 0.2 г/м³, что на три порядка ниже огнетушащей концентрации бром-хладоновых составов.

Отличием разработанного состава от известных являются новые компоненты и новые сочетания известных, позволяющие подбирать составы с заданными тактическими и эксплуатационными характеристиками (огнетушащей способностью, плотностью состава, текучестью, зависимостью давления паров, выбранной композиции от температуры, плотности паров газа в защищаемом помещении).

Ингредиенты состава, также как и сам состав, являются озонобезопасными. Глобальный потенциал потепления у предлагаемого состава более, чем в 2 раза ниже, чем у штатного хладона 23 (трифторметана). Разработанный состав не токсичен и относится к 4-му классу опасности.

Примеры составов, изготовленных в соответствии с предлагаемым изобретением, и основные технические характеристики приведены в таблице.

Таблица. Компоненты Патент №2225734 Содержание компонентов, % масс. (Варианты исполнения) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Флегматизатор 40-98% масс. фторуглеводорода                               1. Перфторметан - 60 77 95 - - - - - - - - - - - - 2. Диоксид углерода + азот (95:5) - - - - 60 77 95 - - - - - - - - - 3.Диоксид углерода + азот (70:30) - - - - - - - 60 77 95 - - - - - - 4. Диоксид углерода + воздух (85:15) - - - - - - - - - - 60 77 95 - - - 5.Диоксидуглерода + перфторметан (70:30) - - - - - - - - - - - - - 60 77 95

Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Ингибитор 2-60% масс. дийодуглеводорода                               6. 50% раствор трийодметана в трихлорметане - 40 23 5 - - - - - - - - - - - - 7. 5% раствор трийодметана в перфторпентане - - - - 40 23 5 - - - - - - - - - 8. 20% раствор CsI в этаноле - - - - - - - 40 23 5 - - - - - - 9. 2% раствор CsCl в пропиноле. - - - - - - - - - - 40 23 5 - - - 10. 10% раствор Cs₂SO₄ в изопропиноле -                         40 23 5 Огнетушащая способность, кг/м³ 0,29-0,37 0,2-0,25 0,2-0,25 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,2

Учитывая, что доминирующим ингибитором является катион Cs, для всех вариантов составов с 2-20% раствором CsF, CsBr, Cs₂CO₃, Cs₃PO₄ в алкилкарбиноле огнетушащая способность находится в пределах огнетушащей способности вариантов составов 7-15 из таблицы (0.1-0.2 кг/м³).

Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый состав выгодно отличается от состава-прототипа по огнетушащей способности (массовой огнетушащей концентрации, кг/м³, в 1.16-3.7 раза). При этом эти разработанные составы имеют расширенный температурный предел эксплуатации от (-50°С) до (+50°С) по сравнению с прототипом и штатными газовыми составами от (-10°С) до (+50°С), низкий 4 класс опасности, озоноразрушающий потенциал равен 0, а потенциал глобального потепления GWP менее 5000, что более чем в 2 раза ниже наиболее широко применяемого в Европе хладона 23 (трифторметана, состав Fe-13).

Промышленная применимость

Предлагаемый состав готовится любым известным способом, в том числе простым смешиванием компонентов. Состав может быть использован на существующем оборудовании для пожаротушения без модернизации.

Изобретение относится к комбинированным средствам газового пожаротушения и может применяться для объемного тушения пожаров класса A₁ B, C и флегматизации взрывоопасных средств в ограниченном пространстве, а также для локализации пожаров класса A₁. Газовый состав для объемного пожаротушения включает газовый флегматизатор и йодсодержащий углеводород в качестве ингибитора и содержит в качестве флегматизатора смесь диоксида углерода с азотом или воздухом в соотношении от 95:5 до 70:30 и/или тетрафторметан, а в качестве ингибитора содержит смесь 5-50% раствора галогенуглеводорода в органическом растворителе и/или 2-20% раствор неорганической соли цезия в растворителе, совместимом с вышеназванным органическим растворителем при массовых соотношениях: газовый флегматизатор - 60-95, ингибитор-остальное. Состав содержит в качестве галогенуглеводорода трийодметан, в качестве растворителя для трийодметана используется трихлорметан или перфторпентан, в качестве неорганической соли цезия используется галогенид, сульфат, фосфат или карбонат цезия, а в качестве растворителя - алкилкарбинол. Изобретение обеспечивает огнетушащий газовый состав для объемного пожаротушения повышенной эффективности (с пониженными значениями массовой огнетушащей концентрации). 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Газовый состав для объемного пожаротушения, содержащий газовый флегматизатор и йодсодержащий углеводород в качестве ингибитора, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора взята смесь диоксида углерода с азотом или воздухом в соотношении от 95:5 до 70:30 и/или тетрафторметан, а в качестве ингибитора взята смесь 5-50%-ного раствора галогенуглеводорода в органическом растворителе и/или 2-20%-ный раствор неорганической соли цезия в растворителе, совместимом с вышеназванным органическим растворителем при массовом соотношении
газовый флегматизатор 60-95; ингибитор остальное.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенуглеводорода взят трийодметан, в качестве растворителя для трийодметана используют трихлорметан или перфторпентан, в качестве неорганической соли цезия используют галогенид, сульфат, фосфат или карбонат цезия, а в качестве растворителя - алкилкарбинол.