Состав порошка огнетушащего Российский патент 2024 года по МПК A62D1/06 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к составам для тушения пожаров, применяемым как наполнитель огнетушителей и модулей, которые используются для тушения пожаров, и может быть использовано в различных отраслях хозяйства для тушения горючих материалов, преимущественно - древесины (пожары класса А), горючих жидкостей и газов (пожары класса В и С), горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (пожары класса Е).

Уровень техники.

В настоящее время назрела необходимость в создании технологий, максимально дружественных по отношению к природе и человеку, соответствующих национальным целям развития, одна из которых – комфортная и безопасная среда для жизни и работы.

Известен огнетушащий состав по патенту RU2134604, опубликованному 20.08.1999, включающий фосфат аммония и целевую добавку, отличающийся тем, что в качестве фосфата аммония он содержит ретурный аммофос, опудренный цитратнорастворимым метафосфатом калия и/или комплексным азотнофосфорнокалийным удобрением при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ретурный аммофос - 57 - 98,5, Метафосфат калия цитратнорастворимый и/или комплексное азотнофосфорнокалийное удобрение - 0,5 - 9,5, Целевая добавка - 1,5 – 33.

Недостаток этого состава - низкая температура плавления состава из-за отсутствия добавки, повышающей температуру плавления состава.

В отличие от этого состава предлагаемый порошок содержит оксиды металлов, что решает данную проблему и повышает скорость тушения очага пожара.

Известна композиция для получения комбинированного газопорошкового огнетушащего состава по патенту RU2670297, опубликованному 22.10.2018, включающую следующие компоненты, мас. %: моноаммоний фосфат: 20-45, гидросульфат аммония: 35-60, белая сажа 2-5, гидрофобизатор 1-3 и газогенерирующая добавка 5-15, обеспечивающая огнетушащему составу газогенерирующую способность не менее 250 л/кг при нагреве до температуры 300°C.

Недостатком указанной композиции является отсутствие экологичности в связи с содержанием хлорсодержащих солей, низкие характеристики дисперсности, огнетушащей способности, текучести и склонности к влагопоглощению.

В качестве прототипа изобретения принята композиция по патенту RU2670297.

Раскрытие сущности изобретения.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении или использовании изобретения, является создание состава порошка огнетушащего с улучшенными характеристиками дисперсности и огнетушащей способности, повышенной текучестью, меньшей склонностью к влагопоглощению для эффективного, быстрого тушения пожаров.

Технический результат: улучшение дисперсности, улучшение огнетушащей способности, повышение текучести, уменьшение склонности к влагопоглощению огнетушащего порошка.

Для достижения технического результата состав порошка огнетушащего, содержащий моноаммонийфосфат, белую сажу, согласно изобретению включает также сиенитовый концентрат, оксид железа (III), диоксид кремния модифицированный, графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

моноаммонийфосфат - 70,2-77

сиенитовый концентрат - 16-17,

оксид железа (III) - 2-3,

диоксид кремния модифицированный - 1,5-4,

белая сажа - 0,5-0,8,

графит - 3-5.

Состав и соотношение компонентов в составе порошка огнетушащего были выбраны в процессе проведения экспериментов. При данном соотношении компонентов был получен порошок с улучшенными характеристиками: улучшение дисперсности, улучшение огнетушащей способности, повышение текучести, уменьшение склонности к влагопоглощению огнетушащего порошка.

Осуществление изобретения.

Все компоненты состава имеют широкую сырьевую базу.

Основной компонент состава порошка – моноаммонийфосфат (МАФ) - тушащий компонент, используется также в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Мас.% моноаммонийфосфата - 70,2-77.

В составе порошка применяется сиенитовый концентрат, мас.% - 16-17. Сиенитовый алюмощелочной концентрат вводится в состав для повышения плотности. Алюмосиликаты производятся из полевых шпатов (боксит, альбит, ортоклаз, анортит), глинистых минералов и слюд.

В составе порошка применяется оксид металла. В качестве оксида металла может применяться оксид железа, мас% 2-3, который производится из известного минерала гематита, а также используется в Европейском Союзе в качестве пищевого красителя E172. В качестве оксида металла может применяться оксид молибдена, который производится в крупных масштабах и используется в качестве сырья для производства металлического молибдена, обладает слоистой структурой и не опасен для окружающей среды.

Применение в составе порошка оксида железа или оксида молибдена позволяет огнетушащий состав легче подать целенаправленно, дисперсность частиц с долей более 50%, получаемых при дроблении, изменяется в диапазоне 40-70 мкм.

В составе порошка применяется антислеживающая добавка, в качестве которой может применяться диоксид кремния модифицированный, мас.% 1,5-4 или тальк или оба компонента совместно. Диоксид кремния также применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, тальк зарегистрирован в качестве пищевой добавки E553b.

В составе порошка применяется белая сажа, мас.% - 0,5-0,8. Белая сажа обладает плотностью большей, чем углеродная сажа, но при этом также используется для создания эффекта объемного пожаротушения.

В составе порошка применяется высокодисперсный графит, мас.% - 3-5 с размером частиц 15-20 мкм в качестве добавки для повышения текучести и создания эффекта объемного пожаротушения. Высокодисперсный графит обладает слоистой структурой. Коллоидный графит получают из искусственного очищенного графита путем крошения. Как и фосфат аммония, относится к IV классу опасности.

Получение огнетушащего порошкового состава осуществляется на линии стандартного технологического оборудования, содержащей шаровую мельницу, смеситель и сушильный шкаф.

Дробление высокодисперсного графита, оксидов металлов и/или алюмосиликатов до необходимого диапазона размера частиц 15 - 20 мкм, доля которых превышает 50%, осуществляется в шаровой мельнице. Затем добавляются фосфат аммония и/или белая сажа, дробление продолжается до дисперсности частиц 35-50 мкм, доля которых в общем огнетушащем составе должна составлять 50-85%. В конце дробления добавляется антислеживающая добавка. Процесс дробления улучшает характеристики дисперсности порошка. Чем меньше частицы, тем лучше дисперсноть.

Контроль размера частиц осуществляют с помощью сит.

Перемешивание частиц проводится в барабанном смесителе при температуре окружающего воздуха.

После барабанного смесителя масса переходит в сушильный шкаф и сушится при температуре 50-80⁰С.

В процессе экспериментов смешивались компоненты с разным соотношением масс, пока состав не стал отвечать требованиям ГОСТ 53280.4-2009. Далее порошок был передан на экспертизу, где подтвердились более лучшие характеристики дисперсности, огнетушащей способности, текучести, склонности к влагопоглощению в сравнении с аналогами.

Примеры различных составов порошка и их характеристики приведены в Таблице 1.

Таблица 1

№ п/п МАФ Сиенит Белая сажа Графит Диоксид кремния модифи-циро-ванный Оксид железа (III) Склонность к влагопоглощению % Текучесть кг/с Огнетушащая способность по классу В
(Среднеарифметический результат двух параллельных определений расхода порошка, кг/м2) Оптимальность состава порошка 1 72 16,5 0,5 5 3,5 2,5 0.84 0.33 0.85 оптимальный 2 87,33 1,25 0,6 5 3,52 2,3 3.1 0.11 1.05 Не оптимальный 3 64,67 23,91 0,6 5 3,52 2,3 3.5 0.09 1.17 Не оптимальный 4 70,58 18 0,6 5 3,52 2,3 3.1 0.15 1.14 Не оптимальный 5 73,85 14,73 0,6 5 3,52 2,3 3.0 0.25 1.08 Не оптимальный 6 72,13 16,38 0,67 5 3,52 2,3 2.5 0.28 0.86 оптимальный 7 72,27 16,38 0,53 5 3,52 2,3 2.3 0.30 0.88 оптимальный

Состав порошка огнетушащего имеет нулевой озоноразрушающий потенциал (ОДП) и потенциал парникового эффекта (ПГП), нетоксичен и безвреден. После тушения легко отмывается, может широко применяться для борьбы с пожарами классов А, В, С, Е.

Оптимальная массовая доля компонентов состава порошка (моноаммонийфосфат (МАФ) - 70,2-77, сиенитовый концентрат - 16-17, оксид железа (III) - 2-3, диоксид кремния модифицированный - 1,5-4, белая сажа - 0,5-0,8, графит - 3-5) выбрана в результате проведения испытаний, исходя из требований соответствия параметров порошка ГОСТ 53280.4-2009 (Таблица 2).

Таблица 2

Параметр порошка Требования по ГОСТ 53280.4-2009 1. Внешний вид – 2. Кажущаяся плотность неуплотненного порошка, кг/м³ не менее 700 3. Кажущаяся плотность уплотненного порошка, кг/м³ не менее 1000 4. Гранулометрический состав: – массовая доля остатка на сите с сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86, % не должна отличаться от заявленной производителем более чем на 10% масс. 5. Массовая доля влаги, % не более 0,35 6. Склонность к влагопоглощению, % масс. не более 3 (испытания 24 ч) 7. Склонность к слеживанию, % масс. не более 2 (рассев через сито с сеткой № 01) 8. Способность к водоотталкиванию, мин капли воды не должны полностью впитываться в течение не менее 120 мин (хотя бы две капли из трех скатываются при наклоне бюкса) 9. Определение текучести и остатка порошка – текучесть, кг/с не менее 0,28 (в случае, если весь порошок выходит из огнетушителя менее, чем за 6 с) – остаток порошка после полного выброса, % не должен превышать 10 % масс. от начальной массы порошка 10. Огнетушащая способность порошка для тушения модельного очага пожара класса А обеспечение тушения модельного очага пожара 1А (повторное воспламенение не произошло в течение 10 мин в двух из трех параллельных определений) 11. Огнетушащая способность порошка для тушения модельного очага пожара класса В и расхода порошка, пошедшего на тушение обеспечение тушения модельного очага пожара 55В с расходом не более 1 кг/м² (повторное воспламенение не наблюдается в двух из трех параллельных определений) 12. Огнетушащая способность порошка для тушения модельного очага пожара класса С обеспечение тушения модельного очага пожара 55В с расходом не более 1 кг/м² (повторное воспламенение не наблюдается в двух из трех параллельных определений), т.е. если соответствует тушению пожара класса В) 13. Огнетушащая способность порошка для тушения пожара класса D – 14. Огнетушащая способность порошка для тушения пожара класса Е (значение электроизоляции) Пробивное напряжение не менее 5 кВ (за результат принимают минимальное значение пробоя трех параллельных определений) 15. Срок сохраняемости порошков, лет не менее 5 (принимают равным количеству лет, в течение которых параметры 9, 10, и 11 соответствуют требованиям 16. Требования к компонентному составу не более 10% отклонений для компонентов, составляющих менее 50% массы порошка;
не более 5% отклонений для компонентов, составляющих более 50% массы порошка 17. Токсичность не допускается совместное присутствие бикарбонатов и фосфорно-аммонийных солей; при наличии хлорида указывать его содержание в отдельном сопроводительном документе

Изобретение относится к составам для тушения пожаров, применяемым как наполнитель огнетушителей и модулей, которые используются для тушения пожаров. Может быть использовано в различных отраслях хозяйства для тушения горючих материалов, преимущественно древесины (пожары класса А), горючих жидкостей и газов (пожары класса В и С), горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (пожары класса Е). Порошок огнетушащий, содержащий моноаммонийфосфат, белую сажу, также включает сиенитовый концентрат, оксид железа (III), диоксид кремния модифицированный, графит. Соотношение компонентов следующее, мас.%: моноаммонийфосфат - 70,2-77, сиенитовый концентрат - 16-17, оксид железа (III) - 2-3, диоксид кремния модифицированный - 1,5-4, белая сажа - 0,5-0,8, графит - 3-5. Обеспечивается улучшение дисперсности, улучшение огнетушащей способности, повышение текучести, уменьшение склонности к влагопоглощению огнетушащего порошка. 2 табл.

Состав порошка огнетушащего, содержащий моноаммонийфосфат, белую сажу, отличающийся тем, что включает также сиенитовый концентрат, оксид железа (III), диоксид кремния модифицированный, графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

моноаммонийфосфат - 70,2-77,

сиенитовый концентрат - 16-17,

оксид железа (III) - 2-3,

диоксид кремния модифицированный - 1,5-4,

белая сажа - 0,5-0,8,

графит - 3-5.