RU2388737C1 - Gas generating composition - Google Patents
Gas generating composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388737C1 RU2388737C1 RU2009118120/02A RU2009118120A RU2388737C1 RU 2388737 C1 RU2388737 C1 RU 2388737C1 RU 2009118120/02 A RU2009118120/02 A RU 2009118120/02A RU 2009118120 A RU2009118120 A RU 2009118120A RU 2388737 C1 RU2388737 C1 RU 2388737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- gas
- gas generating
- melamine
- prototype
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 13
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 16
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 16
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-N sodium;hydron;carbonate Chemical compound [Na+].OC(O)=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 67
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 abstract 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000005374 Poisoning Diseases 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- HCITUYXHCZGFEO-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.N=C1NC(=N)NC(=N)N1 HCITUYXHCZGFEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к прикладной химии, а именно к низкотемпературным твердотопливным газогенерирующим составам на основе нитрата калия, предназначенным для газогенераторов, используемых в средствах пожаротушения для вытеснения и выброса огнетушащих порошков и жидкостей, в устройствах наддува спасательных лодок, плотов, а также специальных оболочек аварийного подъема из водных глубин различных объектов, в аварийных газовых домкратах, в средствах экстренного перекрытия и постановки специальных завес в стволах шахт при аварийных ситуациях и во многих других областях.The present invention relates to applied chemistry, namely to low-temperature solid propellant gas-generating compositions based on potassium nitrate, designed for gas generators used in fire extinguishing means for displacing and discharging fire extinguishing powders and liquids, in devices for pressurizing rescue boats, rafts, and also special shells for emergency lifting from the water depths of various objects, in emergency gas jacks, in emergency shutoff devices and special curtains in mine shafts, etc. and emergency situations and in many other areas.
Основными характеристиками газогенерирующих составов, определяющими эффективность газогенераторов и, во многих случаях, всей системы в целом являются температура газов (ТГ) и удельная газопроизводительность (Vуд). Чем выше Vуд и ниже ТГ, тем эффективнее состав. Особо важную роль играют также пожаро- и взрывобезопасность и нетоксичность генерируемых газов. Возможность применения состава также зависит от ряда других свойств: взрывобезопасности и нетоксичности самого состава, его стабильности, термостойкости, ширины температурного диапазона хранения и эксплуатации, механических свойств, гигроскопичности, технологичности, воспламеняемости и устойчивости горения.The main characteristics of gas generating compositions that determine the effectiveness of gas generators and, in many cases, the entire system as a whole are gas temperature (T G ) and specific gas production (V beats ). The higher V beats and lower T G , the more effective the composition. Fire and explosion safety and non-toxicity of generated gases also play a particularly important role. The possibility of using the composition also depends on a number of other properties: explosion safety and non-toxicity of the composition itself, its stability, heat resistance, the width of the temperature range of storage and operation, mechanical properties, hygroscopicity, manufacturability, flammability and stability of combustion.
В настоящее время известен ряд газогенерирующих составов на основе нитрата калия: заявка №WO 9223800; а.с. №1445739 (СССР); патенты РФ №2116095, 2151135, 2174972, 2191767, 2259987. Эти составы имеют меньший уровень удельной газопроизводительности по сравнению с наилучшими по этим показателям газогенерирующими составами на основе нитроцеллюлозы и нитроглицерина. Но они имеют преимущества по комплексу других характеристик: имеют меньшую ТГ, включают в состав взрывобезопасные, дешевые и доступные компоненты, сами составы взрывобезопасны, малотоксичны, имеют более низкую чувствительность к механическим воздействиям и электроискре, более термостойки, негигроскопичны или малогигроскопичны, значительно лучше воспламеняются и устойчиво горят в области низких давлений и отрицательных температур, имеют широкий температурный диапазон хранения и эксплуатации и обладают длительными сроками хранения.Currently, a number of gas generating compositions based on potassium nitrate are known: Application No. WO 9223800; A.S. No. 1445739 (USSR); RF patents №2116095, 2151135, 2174972, 2191767, 2259987. These compositions have a lower level of specific gas productivity in comparison with the best gas-generating compositions based on nitrocellulose and nitroglycerin. But they have advantages in terms of a range of other characteristics: they have a lower T G , include explosion-proof, cheap and affordable components, the compositions themselves are explosion-proof, low-toxic, have lower sensitivity to mechanical stress and electric spark, are more heat-resistant, non-hygroscopic or low-hygroscopic, they are much better ignited and burn steadily in the field of low pressures and freezing temperatures, have a wide temperature range for storage and operation, and have long shelf life.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является газогенерирующий состав по патенту РФ 2259987, (БИ, опубл. 10.09.2005) принятый за прототип, включающий нитрат калия, меламин.Closest to the proposed invention is a gas generating composition according to the patent of the Russian Federation 2259987, (BI, publ. 10.09.2005) adopted as a prototype, including potassium nitrate, melamine.
Испытания образцов из этого состава в газогенераторе показали, что при горении он дает на выходе из сопла газогенератора газ с температурой не выше 123°С. Время срабатывания образцов высотой 40 мм находится в пределах от 0,8 до 4,0 с. Удельная газопроизводительность составила от 443 до 516 нл/кг. Генерируемый при горении газ состоит из следующих газов, об.%: Н2 - 27,6-30,5; H2O - 10,5-15,2; N2 - 27,5-35,1; NH3 - 0,00-0,01; CO - 10,0-11,2; CO2 - 9,3-15,7; CH4 - 3,4-4,0. Механическая прочность (при сжатии) образцов из состава находится на уровне 205-280 кгс/см2. В технологическом процессе изготовления изделий из данного состава в воздухе рабочей зоны отсутствуют такие токсичные газы, как фенол и формальдегид.Tests of samples of this composition in a gas generator showed that during combustion it gives gas at a temperature not exceeding 123 ° C at the outlet of the gas generator nozzle. The response time of samples with a height of 40 mm is in the range from 0.8 to 4.0 s. Specific gas production ranged from 443 to 516 nl / kg. The gas generated during combustion consists of the following gases, vol.%: H 2 - 27.6-30.5; H 2 O - 10.5-15.2; N 2 - 27.5-35.1; NH 3 0.00-0.01; CO - 10.0-11.2; CO 2 9.3-15.7; CH 4 - 3.4-4.0. The mechanical strength (under compression) of the samples from the composition is at the level of 205-280 kgf / cm 2 . In the technological process of manufacturing products from this composition in the air of the working zone there are no such toxic gases as phenol and formaldehyde.
Однако при всех своих достоинствах состав по прототипу имеет существенные недостатки. При горении состав генерирует газ с весьма высоким содержанием пожаро- и взрывоопасных в смесях с воздухом газов: водорода (Н2), оксида углерода (СО) и метана (СН4). Суммарное содержание этих газов в генерируемом газе составляет 41,0-45,7 об.%. Столь большое выделение этих газов при работе газогенератора способно создавать поблизости от устройства, особенно в замкнутых и полузамкнутых объемах и помещениях, их концентрации в воздухе, существенно превышающие нижние концентрационные пределы распространения пламени (НКПР). Так, НКПР для смеси с воздухом газа Н2+СО+CH4 (с соотношением объемных долей указанных соединений, соответствующим генерируемому при горении состава газу) находится на уровне 3,2-3,6 об.%. (Справочник. Пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Т1, Т2 / под ред. А.Н.Баратова и А.Я.Корольченко // изд. "Химия", М., 1990 г; Руководство по изоляции пожаров в шахтах опасных по газу / Минугпром СССР, Управление ВГСЧ // М.: Недра, 1971 г.). Другим недостатком состава по прототипу является большое содержание (10,0-11,2 об.%) в генерируемом им газе токсичного оксида углерода (угарного газа). Применение состава по прототипу с указанным составом генерируемого газа в описанных выше областях создает опасность возникновения пожара и/или отравления людей угарным газом при случайных или неслучайных выходах этого газа в атмосферу, в особенности в замкнутые и полузамкнутые объемы и помещения, из наддуваемых оболочек средств спасения, газовых домкратов, средств экстренного перекрытия стволов шахт и устройств других назначений, использующих для наддува генерируемые газогенераторами на этом составе газы. Применение состава по прототипу в устройствах пожаротушения требует использования в них дополнительных количеств пожаротушащих порошка или жидкости для гашения горения пожаро- и взрывоопасных газов, выделяемых собственно составом, что увеличивает массу и габариты этих устройств.However, with all its advantages, the composition of the prototype has significant disadvantages. During combustion, the composition generates a gas with a very high content of flammable and explosive gases in mixtures with air: hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO) and methane (CH 4 ). The total content of these gases in the generated gas is 41.0-45.7 vol.%. Such a large emission of these gases during the operation of the gas generator can create close to the device, especially in closed and semi-closed volumes and rooms, their concentration in the air, significantly exceeding the lower concentration limits of flame propagation (LEL). Thus, the LEL for a mixture of H 2 + CO + CH 4 gas with air (with a ratio of volume fractions of these compounds corresponding to the gas generated during combustion of the composition) is at the level of 3.2-3.6 vol.%. (Reference book. Fire and explosion hazard of substances and materials and means for extinguishing them. T1, T2 / edited by A.N. Baratov and A.Ya. Korolchenko // publishing house "Chemistry", M., 1990; Guide to isolation fires in hazardous gas mines / Ministry of Industry of the USSR, Office of the Supreme High-Tech Council // Moscow: Nedra, 1971). Another disadvantage of the composition of the prototype is the high content (10.0-11.2 vol.%) In the gas generated by it of toxic carbon monoxide (carbon monoxide). The use of the composition of the prototype with the specified composition of the generated gas in the above areas creates the risk of fire and / or poisoning of people with carbon monoxide in case of accidental or non-random releases of this gas into the atmosphere, especially in closed and semi-closed volumes and rooms, from the pressurized shells of rescue equipment, gas jacks, emergency shutoff means for mine shafts and devices for other purposes, using gases generated by gas generators on this composition for pressurization. The use of the prototype composition in fire extinguishing devices requires the use of additional amounts of fire extinguishing powder or liquid in them to extinguish the combustion of fire and explosive gases released by the composition itself, which increases the mass and dimensions of these devices.
Указанные обстоятельства делают невозможным использование состава по прототипу во многих областях применения либо приводят к ухудшению основных показателей устройств на базе такого состава в областях, где возможно его применение. В целом, это ведет к сужению диапазона областей применения газогенерирующего состава.These circumstances make it impossible to use the composition of the prototype in many applications or lead to a deterioration of the main indicators of devices based on such a composition in areas where it is possible to use. In general, this leads to a narrowing of the range of applications of the gas generating composition.
Задачей предлагаемого изобретения является создание рецептуры газогенерирующего состава на основе нитрата калия, обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства, расширение диапазона областей его применения и номенклатуры устройств за счет исключения образования в генерируемом газе пожаро- и взрывоопасных в смесях с воздухом и токсичных газов при одновременном сохранении достоинств состава на уровне прототипа.The objective of the invention is to create a formulation of a gas-generating composition based on potassium nitrate, providing high performance properties, expanding the range of fields of application and the range of devices by eliminating the formation in the generated gas of fire and explosive mixtures with air and toxic gases while maintaining the advantages of the composition on prototype level.
Поставленная задача решается предлагаемой рецептурой газогенерирующего состава, которая содержит нитрат калия, меламин (2,4,6-триамино-1,3,5-триазин), особенность заключается в том, что в состав введен натрий углекислый кислый при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved by the proposed formulation of the gas generating composition, which contains potassium nitrate, melamine (2,4,6-triamino-1,3,5-triazine), the peculiarity is that sodium carbonate is introduced into the composition in the following ratio of components, wt .%:
Нитрат калия в заявляемой рецептуре, так же как и в прототипе, является окислителем, обеспечивающим в сочетании с горючим самоподдерживающееся горение состава, и одновременно - газообразующим компонентом. Уменьшение его содержания ниже 50%, особенно при повышенном содержании натрия углекислого кислого и пониженном содержании меламина, приводит к неустойчивому горению или вообще к прекращению горения (Таблица), особенно в области низких давлений и отрицательных температур. Увеличение содержания нитрата калия свыше 60%, особенно при пониженном содержании натрия углекислого кислого и повышенном содержании меламина, ведет к повышению температуры генерируемого газа (таблица) более допустимого предела, обусловленного температурой спекания пожаротушащих порошков (150-200°С) и температурой разложения пожаротушащих жидкостей и материалов наддуваемых оболочек (130-170°С).Potassium nitrate in the claimed formulation, as well as in the prototype, is an oxidizing agent, which, in combination with fuel, provides a self-sustaining combustion of the composition, and at the same time, a gas-forming component. A decrease in its content below 50%, especially with a high content of sodium carbonic acid and a low content of melamine, leads to unstable combustion or even to a cessation of combustion (Table), especially in the region of low pressures and freezing temperatures. An increase in the content of potassium nitrate in excess of 60%, especially with a reduced content of sodium carbonic acid and an increased content of melamine, leads to an increase in the temperature of the generated gas (table) over the allowable limit due to the sintering temperature of fire extinguishing powders (150-200 ° C) and the decomposition temperature of fire extinguishing liquids and materials of pressurized shells (130-170 ° С).
Меламин как связующее обеспечивает технологические и механические свойства состава, а как горючее обеспечивает в сочетании с окислителем самоподдерживающееся горение состава и, кроме того, дает в этом процессе определенное количество газов. Уменьшение процентного содержания меламина ниже 15% вызывает существенное ухудшение технологических и механических свойств состава, а увеличение его содержания более 16% ведет к существенному повышению температуры генерируемого газа. Особенно это проявляется при одновременном понижении содержания натрия углекислого кислого и повышении содержания нитрата калия (Таблица).Melamine as a binder provides the technological and mechanical properties of the composition, and as fuel, in combination with an oxidizing agent, provides self-sustaining combustion of the composition and, in addition, gives a certain amount of gas in this process. A decrease in the percentage of melamine below 15% causes a significant deterioration in the technological and mechanical properties of the composition, and an increase in its content of more than 16% leads to a significant increase in the temperature of the generated gas. This is especially evident with a simultaneous decrease in the content of sodium carbonic acid and an increase in the content of potassium nitrate (Table).
Основное назначение натрия углекислого кислого - поглощение тепла при горении состава для снижения температуры генерируемого газа. Дополнительной функцией данного компонента в этом процессе является выделение определенного количества газа. При уменьшении содержания натрия углекислого кислого в составе ниже 24% температура генерируемого газогенератором при горении состава газа существенно повышается. Причем, при одновременном увеличении содержаний нитрата калия и меламина свыше заявляемых пределов (Таблица), температура генерируемого газа повышается более указанной выше предельной температуры. Увеличение содержания натрия углекислого кислого в составе более 35% ведет к ухудшению воспламеняемости и к неустойчивости горения состава. Особенно это проявляется при одновременном понижении содержания меламина и нитрата калия в составе, что приводит к прекращению горения состава (Таблица).The main purpose of sodium carbonate is absorption of heat during combustion of the composition to reduce the temperature of the generated gas. An additional function of this component in this process is the release of a certain amount of gas. With a decrease in the content of sodium carbonic acid in the composition below 24%, the temperature generated by the gas generator during combustion of the gas composition increases significantly. Moreover, with a simultaneous increase in the content of potassium nitrate and melamine over the declared limits (Table), the temperature of the generated gas rises above the above limit temperature. An increase in the content of sodium carbonic acid in the composition of more than 35% leads to a deterioration in flammability and instability of the combustion of the composition. This is especially evident with a simultaneous decrease in the content of melamine and potassium nitrate in the composition, which leads to the cessation of combustion of the composition (Table).
Все компоненты предлагаемого газогенерирующего состава имеют приемлемые технологические и эксплуатационные свойства, взрывобезопасны, химически совместимы друг с другом и имеют промышленную базу. Все промежуточные технологические смеси этих компонентов также взрывобезопасны и имеют низкие чувствительности к механическим воздействиям.All components of the proposed gas-generating composition have acceptable technological and operational properties, are explosion-proof, chemically compatible with each other and have an industrial base. All intermediate technological mixtures of these components are also explosion-proof and have low sensitivity to mechanical stress.
Для приготовления состава и изготовления из него изделий используется известная и применяемая при изготовлении пиротехнических изделий технология "глухого" прессования. При этом она включает в себя следующие основные операции: подготовку компонентов (включающую сушку, измельчение и выделение на ситах требуемых фракций компонентов); смешение смеси компонентов в требуемом по рецептуре соотношении; формование из навески приготовленной смеси компонентов изделия в пресс-форме при давлении 200-300 МПа и температуре 100-130°С (оптимальные давление прессования и температура смеси компонентов зависят от качества компонентов, массы и размеров изделия и подбираются опытным путем для каждого типа изделия) и выпрессовку изделия из нее.For the preparation of the composition and the manufacture of products from it, the deaf pressing technology known and used in the manufacture of pyrotechnic products is used. At the same time, it includes the following basic operations: preparation of components (including drying, grinding and separation of the required component fractions on sieves); mixing a mixture of components in the required recipe ratio; molding from a sample of the prepared mixture of product components in a mold at a pressure of 200-300 MPa and a temperature of 100-130 ° C (the optimal pressing pressure and temperature of the mixture of components depend on the quality of the components, mass and size of the product and are selected empirically for each type of product) and pressing the product out of it.
В таблице приведены характеристики предлагаемого состава для различного процентного содержания компонентов. Композиции №№2, 3, 4 показали оптимальные результаты. Генерируемый ими при горении газ, в отличие от состава по прототипу, состоит, в основном, из инертных газов: азота, диоксида углерода и парообразной воды (суммарно от 89,4% до 94,7%) при относительно небольшом количестве кислорода (5,3-10,6%), и не содержит пожаро- и взрывоопасных и токсичных газов, в том числе водорода, оксида углерода и метана. По этим характеристикам предлагаемый состав существенно превосходит состав по прототипу. Температура генерируемого газа, прочность и время срабатывания образцов высотой 40 мм из заявляемого состава и состава по прототипу находятся на одном уровне. Удельная газопроизводительность предлагаемого состава на 3,2-21,7% ниже, чем у прототипа. Для обеспечения одинакового с прототипом объема генерируемого газа это снижение Vуд ведет к увеличению массы состава в том же процентном отношении. При использовании предлагаемого состава в устройствах пожаротушения такое увеличение массы состава компенсируется уменьшением требуемой массы пожаротушащих порошка или жидкости (в связи с отсутствием необходимости гашения генерируемого предлагаемым составом газа), что не ухудшает массогабаритные и другие характеристики этих устройств.The table shows the characteristics of the proposed composition for various percentages of components. Compositions No. 2, 3, 4 showed optimal results. The gas generated by them during combustion, in contrast to the prototype composition, consists mainly of inert gases: nitrogen, carbon dioxide and vaporous water (from 89.4% to 94.7% in total) with a relatively small amount of oxygen (5, 3-10.6%), and does not contain fire and explosive and toxic gases, including hydrogen, carbon monoxide and methane. According to these characteristics, the proposed structure significantly exceeds the composition of the prototype. The temperature of the generated gas, the strength and response time of samples with a height of 40 mm from the claimed composition and the composition of the prototype are on the same level. The specific gas productivity of the proposed composition is 3.2-21.7% lower than that of the prototype. To ensure the same volume of generated gas as the prototype, this decrease in V beats leads to an increase in the mass of the composition in the same percentage. When using the proposed composition in fire extinguishing devices, such an increase in the mass of the composition is compensated by a decrease in the required mass of fire extinguishing powder or liquid (due to the absence of the need to extinguish the gas generated by the proposed composition), which does not impair the overall dimensions and other characteristics of these devices.
Указанное увеличение массы газогенерирующего состава в устройствах наддува спасательных лодок, плотов, а также специальных оболочек аварийного подъема из водных глубин различных объектов, в аварийных газовых домкратах, в средствах экстренного перекрытия и постановки специальных завес в стволах шахт при аварийных ситуациях ведет к возрастанию массы устройств на 1-3%. Такое изменение массы для указанных видов устройств не является существенным. Кроме того, для предлагаемого состава нет альтернативы к применению в этих устройствах, так как состав по прототипу, ввиду пожаро- и взрывоопасности и токсичности генерируемых им газов, в принципе, не может быть в них использован.The indicated increase in the mass of the gas-generating composition in the pressurization devices of lifeboats, rafts, and also special shells for emergency lifting from the water depths of various objects, in emergency gas jacks, in emergency shutoff devices and for installing special curtains in mine shafts in emergency situations leads to an increase in the mass of devices on 1-3%. Such a change in mass for these types of devices is not significant. In addition, for the proposed composition there is no alternative to use in these devices, since the composition according to the prototype, in principle, cannot be used in them due to fire and explosion hazard and toxicity of the gases generated by it.
Предлагаемый состав, так же как состав по прототипу, не способен к детонации (то есть взрывобезопасен), малочувствителен к механическим воздействиям, имеет высокую термостойкость (температура начала разложения более 260°С), негигроскопичен и в технологическом процессе изготовления изделий из него не выделяет токсичных газов в воздухе рабочей зоны.The proposed composition, as well as the composition of the prototype, is not capable of detonation (i.e., explosion-proof), insensitive to mechanical stress, has high heat resistance (decomposition onset temperature is more than 260 ° C), non-hygroscopic and does not emit toxic products in the manufacturing process gases in the air of the working area.
Сравнение предлагаемого газогенерирующего состава с прототипом показывает, что, хотя они имеют ряд одинаковых компонентов: нитрат калия и меламин, заявляемый состав вместо новолачной фенолформальдегидной смолы, уротропина и основного карбоната магния включает новый компонент - натрий углекислый кислый и имеет другое процентное содержание компонентов.Comparison of the proposed gas-generating composition with the prototype shows that, although they have a number of identical components: potassium nitrate and melamine, the claimed composition instead of novolac phenol-formaldehyde resin, urotropine and basic magnesium carbonate includes a new component - acid carbonic and has a different percentage of components.
Анализ источников информации показал, что в технике известно применение натрия углекислого кислого (соды). Этот продукт широко используется в пищевой промышленности и является исходным сырьем в химической промышленности при получении многих других химических соединений (Химическая энциклопедия, Т3 / под ред. И.Л.Кнунянц // Большая российская энциклопедия, М., 1992). В газогенерирующих твердотопливных составах натрий углекислый кислый ранее не использовался. Сравнение заявляемого состава не только с прототипом, но и с другими известными аналогами показало, что в технике отсутствует газогенерирующий состав на основе нитрата калия, в котором бы имело место предложенное сочетание компонентов. Но именно такое их сочетание обусловило решение поставленной задачи по созданию газогенерирующего состава, дающего при горении существенно лучший состав генерируемого газа и исключающего возможность появления в них пожаро- и взрывоопасных и токсичных газов при сохранении уровня всех других свойств.An analysis of the sources of information showed that the use of sodium carbonic acid (soda) is known in the art. This product is widely used in the food industry and is the starting material in the chemical industry for the production of many other chemical compounds (Chemical Encyclopedia, T3 / edited by I.L. Knunyants // Big Russian Encyclopedia, M., 1992). In gas generating solid fuel compositions, sodium carbonate was not previously used. Comparison of the claimed composition not only with the prototype, but also with other well-known analogues showed that in the technique there is no gas-generating composition based on potassium nitrate, in which the proposed combination of components would take place. But just such a combination of them led to the solution of the task of creating a gas-generating composition, which, when burning, gives a significantly better composition of the generated gas and eliminates the possibility of the appearance of fire and explosive and toxic gases in them while maintaining the level of all other properties.
Использование предлагаемого состава позволяет существенно уменьшить пожаро- и взрывоопасность процессов при срабатывании устройств на базе газогенераторов на его основе, снизить при этом опасность отравления людей оксидом углерода и за счет этого значительно расширить диапазон областей применения и номенклатуру устройств, в которых он может использоваться.Using the proposed composition can significantly reduce the fire and explosion hazard of processes when devices based on gas generators based on it are triggered, while the risk of poisoning people with carbon monoxide is reduced, and thereby significantly expand the range of applications and the range of devices in which it can be used.
Заявляемая рецептура газогенерирующего состава не вызывает затруднений при ее изготовлении. Используемые в ней компоненты производятся промышленностью. Газогенерирующие элементы из заявляемого состава прошли первичные огневые испытания в модельном газогенераторе.The inventive formulation of a gas generating composition does not cause difficulties in its manufacture. The components used in it are manufactured by industry. Gas generating elements of the claimed composition have passed primary fire tests in a model gas generator.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает промышленной применимостью и удовлетворяет давно существующей потребности в газогенерирующем составе с широким диапазоном областей использования.Thus, the proposed technical solution has industrial applicability and satisfies the long-standing need for a gas generating composition with a wide range of areas of use.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118120/02A RU2388737C1 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Gas generating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118120/02A RU2388737C1 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Gas generating composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2388737C1 true RU2388737C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42673915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118120/02A RU2388737C1 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Gas generating composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2388737C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015059427A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Herakles | Method and device for inerting an aircraft fuel tank |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2095104C1 (en) * | 1996-03-15 | 1997-11-10 | Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" | Composition for extinguishing fires |
| US6277296B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-08-21 | Atlantic Research Corporation | Fire suppressant compositions |
| RU2259987C1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-10 | Орлов Лев Гаврилович | Gas-generation composition |
-
2009
- 2009-05-12 RU RU2009118120/02A patent/RU2388737C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2095104C1 (en) * | 1996-03-15 | 1997-11-10 | Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" | Composition for extinguishing fires |
| US6277296B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-08-21 | Atlantic Research Corporation | Fire suppressant compositions |
| RU2259987C1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-10 | Орлов Лев Гаврилович | Gas-generation composition |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015059427A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Herakles | Method and device for inerting an aircraft fuel tank |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2206698T3 (en) | FIRE EXTINGUISHING PROCEDURE AND FIRE FIGHTING SYSTEM. | |
| ES2670577T3 (en) | Method for preparing a pyrotechnic composition | |
| WO2017134703A1 (en) | Extinguishant composition | |
| CN103626612A (en) | Environment-friendly sulfur-free propellant formula | |
| RU2388737C1 (en) | Gas generating composition | |
| CN114768164A (en) | Safe and efficient aerosol fire extinguishing agent and preparation method thereof | |
| JP2015042603A (en) | Smoke composition | |
| ES2942651T3 (en) | Aerosol-generating composition for fire extinguishing | |
| RU2456260C1 (en) | Gas-generating composition | |
| CZ293997B6 (en) | Aerosol-forming extinguishing agent and process for producing thereof | |
| RU2102691C1 (en) | Aerosol-generating compound | |
| CN104829403A (en) | Low burning temperature pyrotechnic gas generating agent composition | |
| JP6795368B2 (en) | Smoke agent composition | |
| RU2259987C1 (en) | Gas-generation composition | |
| RU2504415C1 (en) | Aerosol-forming compound | |
| RU2005516C1 (en) | Method for fire-fighting | |
| RU2501776C1 (en) | Pyrotechnic igniter composition | |
| RU2813527C1 (en) | Pyrotechnical fire extinguishing composition | |
| RU2022589C1 (en) | Aerosol fire-extinguishing composition | |
| RU2116095C1 (en) | Gas-generating compound for displacement of fire-extinguishing means | |
| RU2257930C1 (en) | Solid nitrogen source composition for obtaining breathing gas | |
| RU2379274C1 (en) | Solid pyrotechnical gas-generating element | |
| RU2425821C1 (en) | Gas generating composition | |
| RU2075984C1 (en) | Aerosol-forming fire-extinguishing composition | |
| RU2566778C1 (en) | Ignition pyrotechnical composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110530 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120513 |