RU2455043C1 - Low-temperature flameless aerosol-forming fire-extinguishing composition - Google Patents
Low-temperature flameless aerosol-forming fire-extinguishing composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455043C1 RU2455043C1 RU2010144848/05A RU2010144848A RU2455043C1 RU 2455043 C1 RU2455043 C1 RU 2455043C1 RU 2010144848/05 A RU2010144848/05 A RU 2010144848/05A RU 2010144848 A RU2010144848 A RU 2010144848A RU 2455043 C1 RU2455043 C1 RU 2455043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- starch
- composition according
- aerosol
- pulp
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 64
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 30
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 8
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 4
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 7
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 3
- FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N D-iditol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N 0.000 description 2
- SKZKKFZAGNVIMN-UHFFFAOYSA-N Salicilamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=CC=C1O SKZKKFZAGNVIMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229960000581 salicylamide Drugs 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSRVJVDFHZYRPA-UHFFFAOYSA-N melem Chemical compound NC1=NC(N23)=NC(N)=NC2=NC(N)=NC3=N1 YSRVJVDFHZYRPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- YLMGFJXSLBMXHK-UHFFFAOYSA-M potassium perchlorate Chemical class [K+].[O-]Cl(=O)(=O)=O YLMGFJXSLBMXHK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229940099259 vaseline Drugs 0.000 description 1
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Paper (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области противопожарной техники, в частности к средствам тушения пожаров огнетушащим аэрозолем, широко применяемым для защиты объектов промышленности и транспорта, таких как склады, производственные помещения, электрооборудование, моторные отсеки транспортных средств и т.п.The invention relates to the field of fire fighting equipment, in particular to means for extinguishing fires with a fire extinguishing aerosol, widely used to protect industrial and transport facilities, such as warehouses, industrial premises, electrical equipment, engine compartments of vehicles, etc.
Огнетушащий аэрозоль образуется в процессе горения специальных композиций, содержащих в качестве окислителя нитраты и/или перхлораты калия, а в качестве горючего-связующего - пластифицированные или непластифицированные полимеры, способные переходить в вязко-текучее или пластическое состояние под влиянием тепловых и/или механических воздействий. К числу таких полимеров относятся феноло-формальдегидные и эпоксидные смолы, поливинилбутираль, эфиры целлюлозы, каучуки и другие.A fire extinguishing aerosol is formed during the combustion of special compositions containing potassium nitrates and / or potassium perchlorates as an oxidizing agent, and plasticized or unplasticized polymers capable of passing into a viscous-fluid or plastic state under the influence of thermal and / or mechanical effects as a fuel-binding agent. Such polymers include phenol-formaldehyde and epoxy resins, polyvinyl butyral, cellulose ethers, rubbers and others.
Активную часть огнетушащего аэрозоля составляют мельчайшие (0,5…5 мкм) частицы соединений калия, которые образуются в результате химических реакций между окислителем и горючим и диспергируются в окружающую среду газообразными продуктами этих реакций.The active part of the extinguishing aerosol is made up of the smallest (0.5 ... 5 microns) particles of potassium compounds, which are formed as a result of chemical reactions between the oxidizing agent and fuel and are dispersed into the environment by the gaseous products of these reactions.
Огнетушащая эффективность аэрозоля тем выше, чем больше количество и меньше размер частиц соединений калия, а эти показатели зависят от температуры и полноты протекания химических реакций между окислителем и горючим. В свою очередь, температура горения состава при прочих равных условиях напрямую зависит от теплоты сгорания горючего-связующего.The extinguishing efficiency of the aerosol is higher, the greater the number and smaller the particle size of potassium compounds, and these indicators depend on the temperature and completeness of chemical reactions between the oxidizing agent and the fuel. In turn, the combustion temperature of the composition, ceteris paribus, directly depends on the calorific value of the fuel-binder.
Результаты расчета удельной теплоты сгорания и кислородного баланса для целого ряда горючих и горюче-связующих приведены в табл.1.The results of calculating the specific heat of combustion and oxygen balance for a number of combustible and combustible binders are given in Table 1.
Теплота сгорания горюче-связующего определяет температуру образующегося аэрозоля, которая с точки зрения практического применения не может превышать некоторых критических значений, определяющих безопасность огнетушителя для окружающей среды.The heat of combustion of the combustible binder determines the temperature of the resulting aerosol, which from the point of view of practical application cannot exceed some critical values that determine the safety of the fire extinguisher for the environment.
Снижение температуры огнетушащего аэрозоля в существующих разработках достигается либо введением в состав огнетушащих композиций охладителей из ряда: дициандиамид, мелем, меламин и др. (патент RU 2095104, C1, 10.11.1997), либо применением в конструкции генератора огнетушащего аэрозоля специальных охлаждающих элементов в виде гранул, трубок, моноблоков и др. (патент RU 2064305, C1, 27.07.1996), либо комбинацией обоих способов.Reducing the temperature of the extinguishing aerosol in existing developments is achieved either by introducing coolers from the series: dicyandiamide, melem, melamine, etc. (patent RU 2095104, C1, 10.11.1997), or by using special cooling elements in the design of the extinguishing aerosol generator in the form granules, tubes, monoblocks, etc. (patent RU 2064305, C1, 07.27.1996), or a combination of both methods.
Оба способа снижают огнетушащую эффективность в сравнении с эффективностью неохлажденного аэрозоля в 2 и более раз, одновременно ухудшая токсикологические показатели аэрозоля за счет увеличения содержания монооксида углерода, который в охлажденном аэрозоле не подвержен окислению кислородом воздуха.Both methods reduce fire extinguishing efficiency in comparison with the efficiency of uncooled aerosol by 2 or more times, while worsening the toxicological parameters of the aerosol due to the increase in carbon monoxide, which in a cooled aerosol is not subject to oxidation by atmospheric oxygen.
Близким по направленности является аэрозолеобразующий состав для тушения пожаров (патент RU 2160619, класс A62D 1/06, от 20.12.2000), содержащий нитрат калия 65-75%, горючее-связующее 0-5%, дициандиамид 10-20% и дополнительно горючее (остальное), способное гореть в паре с нитратом калия. В качестве дополнительного горючего предложены крахмал, гидрохинон, фенолфталеин, амид салициловой кислоты и др. вещества.A similar directivity is the aerosol-forming composition for extinguishing fires (patent RU 2160619, class A62D 1/06, dated 20.12.2000), containing potassium nitrate 65-75%, fuel-binder 0-5%, dicyandiamide 10-20% and additionally combustible (the rest), capable of burning paired with potassium nitrate. Starch, hydroquinone, phenolphthalein, salicylic acid amide and other substances are proposed as additional fuel.
По сути, сделана попытка заменить традиционное горючее-связующее (фенолоформальдегидную смолу или идитол) на другие горючие (крахмал, гидрохинон, фенолфталеин, амид салициловой кислоты и др.) под предлогом борьбы с раскаленными частицами, ограничивающими как и высокая температура аэрозоля применимость данного способа пожаротушения.In fact, an attempt was made to replace the traditional combustible-binder (phenol-formaldehyde resin or iditol) with other combustibles (starch, hydroquinone, phenolphthalein, salicylic acid amide, etc.) under the pretext of combating incandescent particles, which limit the applicability of this fire extinguishing method to the high temperature of the aerosol .
Наиболее близким аналогом является состав, содержащий нитрат калия и целлюлозно-волокнистую массу в качестве горючего-связующего и способ его получения, основанный на пропитке целлюлозно-волокнистой массы в горячем насыщенном растворе нитрата калия с последующим отжимом, сушкой и формованием изделий (заявка на патент №2009119565 от 25.05.2009 г.).The closest analogue is a composition containing potassium nitrate and pulp as a combustible binder and a method for its preparation, based on the impregnation of pulp and pulp in a hot saturated solution of potassium nitrate, followed by extraction, drying and molding of products (patent application No. 2009119565 dated 05.25.2009).
Основными недостатками упомянутого состава являются неустойчивое горение при повышенном до 70% содержании нитрата калия и недостаточная пластичность состава при формовании зарядов для огнетушащих устройств, вызывающая необходимость формовать при относительно высоких температурах 80…105°C и давлениях 30…150 МПа. Основными недостатками способа изготовления состава являются невысокая производительность и периодический характер технологий «глухого» прессования, вальцевания и рулонирования, а также ограниченность геометрических форм и размеров получаемых изделий.The main disadvantages of this composition are unstable combustion at a potassium nitrate content increased to 70% and insufficient plasticity of the composition when forming charges for fire extinguishing devices, which necessitates molding at relatively high temperatures of 80 ... 105 ° C and pressures of 30 ... 150 MPa. The main disadvantages of the manufacturing method of the composition are the low productivity and the periodic nature of the technology of "deaf" pressing, rolling and rolling, as well as the limited geometric shapes and sizes of the resulting products.
В таблице 1 приведены результаты расчета удельной теплоты сгорания и кислородного баланса горюче-связующих, известных из уровня техники;Table 1 shows the results of calculating the specific heat of combustion and the oxygen balance of the combustible binders known from the prior art;
В таблице 2 - результаты оценки комплекса основных свойств заявляемого состава.Table 2 - the results of the assessment of the complex of the main properties of the claimed composition.
Задачей изобретения являлось нахождение такого состава, который с одной стороны обеспечивал бы низкотемпературный и устойчивый режим горения с сохранением высокой огнетушащей эффективности образующегося аэрозоля, а с другой - позволял бы безопасно и высокопроизводительно формовать изделия различных форм и размеров.The objective of the invention was to find such a composition that, on the one hand, would provide a low-temperature and stable combustion regime while maintaining high fire extinguishing efficiency of the resulting aerosol, and on the other hand, would allow the formation of articles of various shapes and sizes safely and efficiently.
Техническим результатом является создание состава, в котором горючее-связующее имеет низкую теплоту сгорания и относительно высокое содержание кислорода в молекулярном звене (высокий кислородный баланс α), что позволяет перевести горение состава в низкотемпературный беспламенный режим при сохранении приемлемых показателей по огнетушащей эффективности и содержанию монооксида углерода. Также техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного состава, является расширение методов дальнейшей переработки массы аэрозольобразующего состава, за счет придания массе определенной пластичности, позволяющей формовать заряды для огнетушащих устройств при низкой температуре и небольшом давлении, что значительно повышает безопасность создания и переработки массы аэрозольобразующего состава.The technical result is the creation of a composition in which the fuel-binder has a low calorific value and a relatively high oxygen content in the molecular unit (high oxygen balance α), which allows the combustion of the composition to be switched to a low-temperature flameless mode while maintaining acceptable fire extinguishing efficiency and carbon monoxide content . Also, the technical result achieved by using the proposed composition is the expansion of methods for further processing the mass of the aerosol forming composition, by imparting a certain plasticity to the mass, which allows forming charges for fire extinguishing devices at low temperature and low pressure, which significantly increases the safety of creating and processing the mass of the aerosol forming composition.
Решение поставленной задачи и достижение технических результатов осуществляется заявляемым новым низкотемпературным беспламенным аэрозолеобразующим огнетушащим составом.The solution of the problem and the achievement of technical results is carried out by the claimed new low-temperature flameless aerosol-forming fire extinguishing composition.
Предложенный низкотемпературный беспламенный аэрозолеобразующий огнетушащий состав, включающий нитрат калия и целлюлозно-волокнистую массу, характеризуется тем, что в качестве горючего-связующего он содержит крахмал и крахмальный клейстер, а в качестве модификатора горения - нитрат кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The proposed low-temperature flameless aerosol-forming extinguishing composition, including potassium nitrate and pulp, is characterized by the fact that it contains starch and starch paste as a combustible binder, and calcium nitrate as a combustion modifier, in the following ratio, wt.%:
Предпочтительно состав содержит в качестве целлюлозно-волокнистой массы резаную бумагу или резаную хлопчатобумажную нить.Preferably, the composition comprises, as pulp, chopped paper or cut cotton thread.
Предпочтительно состав содержит в качестве горючего-связующего крахмал и крахмальный клейстер из различных видов растительного сырья: картофеля, кукурузы, риса и пшеницы как по отдельности, так и в смеси.Preferably, the composition contains, as a combustible binder, starch and starch paste from various types of plant materials: potatoes, corn, rice and wheat, both individually and in mixture.
Предпочтительно состав содержит в качестве технологической добавки 0,1…1,0% индустриального или вазелинового масла, а в качестве стабилизатора горения - 0,1…1,0% древесного угля или сажи.Preferably, the composition contains 0.1 ... 1.0% industrial or liquid paraffin as a processing aid, and 0.1 ... 1.0% charcoal or soot as a combustion stabilizer.
Предпочтительно полученный состав формуют в изделия требуемых размеров и геометрии.Preferably, the resulting composition is molded into articles of the required size and geometry.
Предпочтительно полученный состав формуют прессованием или экструзией через фильеры заданной геометрической формы и размера с последующей сушкой до влажности 1-2% посредством обдува горячим воздухом.Preferably, the resulting composition is formed by compression or extrusion through dies of a given geometric shape and size, followed by drying to a moisture content of 1-2% by blowing with hot air.
Предпочтительно полученный состав формуют на гладких или рифленых вальцах посредством набора «чулка» с последующим его разрезанием, снятием с рабочего валка и сушкой посредством обдува горячим воздухом.Preferably, the resulting composition is molded on smooth or corrugated rollers by means of a set of “stocking”, followed by cutting, removing from the work roll and drying by blowing with hot air.
Предпочтительно полученный состав формуют дозированием пластичного состава в специальную форму или непосредственно в корпус огнетушителя с последующей сушкой посредством нагрева формы или корпуса и/или обдува горячим воздухом.Preferably, the resulting composition is formed by dosing the plastic composition into a special form or directly into the body of the fire extinguisher, followed by drying by heating the mold or body and / or blowing it with hot air.
В процессе горения заявляемого состава происходит термическая деструкция целлюлозы и крахмала с образованием сажистого каркаса, который активирует разложение нитрата калия. Поскольку тепловые затраты на термическую деструкцию целлюлозы и крахмала достаточно велики, а теплота сгорания их достаточно мала, то процесс горения состава происходит в беспламенном режиме без значительного разогрева продуктов горения. Это открывает широкие перспективы для существенного облегчения и упрощения конструкции генераторов огнетушащего аэрозоля за счет исключения тяжелых и громоздких блоков охлаждения аэрозоля.In the combustion process of the claimed composition, the thermal destruction of cellulose and starch occurs with the formation of a soot skeleton, which activates the decomposition of potassium nitrate. Since the thermal costs of thermal degradation of cellulose and starch are quite large, and their heat of combustion is quite small, the combustion process of the composition occurs in flameless mode without significant heating of the combustion products. This opens up wide prospects for significantly facilitating and simplifying the design of fire extinguishing aerosol generators by eliminating the heavy and bulky aerosol cooling units.
Наличие в макромолекулах целлюлозы и крахмала до 50 мас.% кислорода позволяет существенно увеличить кислородный баланс состава до значений α, равных 0,7…0,9, что уменьшает содержание токсичного монооксида углерода в продуктах сгорания до приемлемых значений. При высоких значениях α, соответствующих содержанию до 70% нитрата калия, массы сажистого каркаса, образующегося при деструкции горючего-связующего, недостаточно для активации разложения нитрата калия, что выражается в появлении оплавленных шлаков и в нестабильности горения состава. Для исключения этого явления в состав дополнительно введен стабилизатор горения, роль которого выполняет древесный уголь или сажа в количестве 0,1…1,0%. С целью регулирования скорости горения в состав введен нитрат кальция, который при содержании от 5 до 17% позволяет увеличить скорость горения с 1,3-1,8 до 2,2-3,3 мм/с.The presence in the macromolecules of cellulose and starch up to 50 wt.% Oxygen can significantly increase the oxygen balance of the composition to α values of 0.7 ... 0.9, which reduces the content of toxic carbon monoxide in the combustion products to acceptable values. At high values of α, corresponding to the content of up to 70% potassium nitrate, the mass of the soot frame formed during the destruction of the fuel-binder is insufficient to activate the decomposition of potassium nitrate, which is reflected in the appearance of fused slags and in the instability of the composition burning. To eliminate this phenomenon, a combustion stabilizer is additionally introduced into the composition, the role of which is charcoal or soot in the amount of 0.1 ... 1.0%. In order to regulate the burning rate, calcium nitrate was introduced into the composition, which, with a content of 5 to 17%, allows to increase the burning rate from 1.3-1.8 to 2.2-3.3 mm / s.
Качество изделий, получаемых методом экструзии, существенным образом зависит от технологических свойств состава, таких как адгезия к поверхности формующей фильеры, вызывающая эффект прилипания и искажения поверхности получаемых изделий вплоть до изменения требуемой формы, размеров и монолитности. Для снижения адгезионных свойств в состав введена технологическая добавка - индустриальное или вазелиновое масло в количестве 0,1…1,0%.The quality of the products obtained by the extrusion method substantially depends on the technological properties of the composition, such as adhesion to the surface of the forming die, causing the effect of adhesion and distortion of the surface of the obtained products, up to a change in the required shape, size and solidity. To reduce the adhesive properties, a technological additive was introduced into the composition - industrial or liquid paraffin in the amount of 0.1 ... 1.0%.
Оценку огнетушащей эффективности изделий из заявляемого состава проводили в прозрачной и герметичной емкости объемом 9 литров.Evaluation of the fire extinguishing effectiveness of products from the claimed composition was carried out in a transparent and sealed container of 9 liters.
Для этой цели внутри емкости вначале поджигали спиртовку, заправленную бензином, а затем «таблетку» или полотно заявляемого состава определенной массы. Время свободного горения спиртовки в замкнутом объеме до самопроизвольного загасания составляло чуть более 3-х минут. Результат эксперимента считали положительным, если тушение спиртовки происходило через 40…60 секунд после сгорания состава. Огнетушащую концентрацию определяли как результат деления исходной массы таблетки или полотна на объем емкости.For this purpose, an alcohol lamp filled with gasoline was first set on fire inside the tank, and then a “tablet” or a canvas of the claimed composition of a certain mass. The free-burning time of the spirit lamp in a closed volume before spontaneous extinction was a little more than 3 minutes. The result of the experiment was considered positive if the extinguishing of the spirit lamp occurred 40 ... 60 seconds after the composition was burned. Fire extinguishing concentration was determined as the result of dividing the initial mass of the tablet or web by the volume of the container.
Температуру на поверхности горения образца заявляемого состава определяли с помощью термопары. Содержание монооксида углерода в огнетушащем аэрозоле определяли в емкости объемом 9 литров с помощью аспиратора и трубок «Дреггера». Результаты оценки комплекса основных свойств заявляемого состава представлены в табл.2.The temperature on the combustion surface of the sample of the claimed composition was determined using a thermocouple. The carbon monoxide content in the extinguishing aerosol was determined in a 9-liter tank using an aspirator and Dragger tubes. The results of the assessment of the complex of the main properties of the claimed composition are presented in table.2.
Как было упомянуто выше, огнетушащая эффективность аэрозоля определяется как температурой, так и полнотой протекания химических реакций при горении композиций. От полноты протекания реакций зависит также и степень загрязненности аэрозоля раскаленными частицами угля и содержание токсичного монооксида углерода в нем. Полнота протекания химических реакций в смесях твердых веществ определяется поверхностью контакта этих веществ между собой, т.е чем меньше размер частиц, реагирующих между собой и чем равномернее они перемешаны в объеме смеси, тем выше полнота протекания реакции при прочих равных условиях. Это важный технологический аспект производства аэрозолеобразующих композиций.As mentioned above, the extinguishing effectiveness of an aerosol is determined by both the temperature and the completeness of chemical reactions during combustion of the compositions. The degree of contamination of the aerosol with hot coal particles and the content of toxic carbon monoxide in it also depend on the completeness of the reactions. The completeness of chemical reactions in mixtures of solids is determined by the contact surface between these substances, i.e. the smaller the size of the particles reacting with each other and the more uniformly they are mixed in the volume of the mixture, the higher the completeness of the reaction, ceteris paribus. This is an important technological aspect of the production of aerosol forming compositions.
В предложенном способе получения состава смешение целлюлозно-волокнистой массы и крахмала с нитратом калия осуществляется в горячем насыщенном растворе последнего, что способствует равномерному распределению компонентов в результате сорбции целлюлозой и крахмалом нитрата калия из раствора и обеспечивает безопасность процесса производства смеси.In the proposed method for producing the composition, the mixing of pulp and starch with potassium nitrate is carried out in a hot saturated solution of the latter, which contributes to the uniform distribution of components as a result of sorption of potassium nitrate from cellulose and starch from the solution and ensures the safety of the mixture production process.
Процесс набухания целлюлозно-волокнистого материала и крахмала в горячем насыщенном растворе нитрата калия имеет продолжительность 8…10 минут и заканчивается образованием пластичной массы.The process of swelling of cellulose-fibrous material and starch in a hot saturated solution of potassium nitrate has a duration of 8 ... 10 minutes and ends with the formation of a plastic mass.
Далее процесс переработки массы идет по пути формования изделий с последующей сушкой до влажности 1…2%, например, путем обдува горячим воздухом с температурой 95…105°C.Further, the process of processing the mass goes along the path of molding products with subsequent drying to a moisture content of 1 ... 2%, for example, by blowing with hot air with a temperature of 95 ... 105 ° C.
Дополнительным техническим результатом, достигаемым предложенным способом, является расширение методов дальнейшей переработки массы аэрозольобразующего состава, за счет применения клейстеризации крахмала, а именно использовать технологии экструзии, вальцевания и литья массы.An additional technical result achieved by the proposed method is the expansion of methods for further processing the mass of the aerosol forming composition through the use of gelatinization of starch, namely, the use of extrusion, rolling and molding technologies.
Это стало возможным потому, что при клейстеризации крахмала, так же как и при клейстеризации муки, широко используемой в производстве макаронных изделий, происходит образование пластичной массы или теста, способных легко деформироваться и течь под механическим воздействием.This became possible because during the gelatinization of starch, as well as for the gelatinization of flour, which is widely used in the production of pasta, a plastic mass or dough is formed that can easily deform and flow under mechanical stress.
Прессование пластичной массы осуществлялось на шнековом прессе с фильерами. Диаметр и влажность отпрессованных шнуров составляли соответственно 5…11 мм и 25…35 мас.%. Далее шнуры подвергались резке и сушке до влажности 1…2 мас.% путем обдува горячим воздухом.The pressing of the plastic mass was carried out on a screw press with dies. The diameter and humidity of the pressed cords were 5 ... 11 mm and 25 ... 35 wt.%, Respectively. Further, the cords were subjected to cutting and drying to a moisture content of 1 ... 2 wt.% By blowing with hot air.
Вальцевание пластичной массы осуществлялось на гладких и рифленых (рифление вдоль оси валков) вальцах, при комнатной температуре. После набора «чулка» на рабочем валке производились останов вальцев, разрезание и снятие «чулка» с последующим разрезанием полотна на куски требуемого размера и сушкой на нагретой металлической поверхности.Rolling of the plastic mass was carried out on smooth and corrugated (corrugation along the axis of the rolls) rollers, at room temperature. After dialing the “stocking” on the work roll, the rollers were stopped, the “stocking” was cut and removed, followed by cutting the web into pieces of the required size and drying on a heated metal surface.
Литье пластичной массы в форму-рамку осуществлялось с помощью шприца-дозатора вручную с последующей сушкой заполненной формы на нагретой металлической поверхности.The plastic mass was molded into the mold using a syringe dispenser manually, followed by drying of the filled mold on a heated metal surface.
Окончательная отделка изделий из состава может заключаться в гидрофобизации их поверхности путем нанесения специального лака толщиной сухой пленки 50…80 мкм.The final finish of products from the composition may consist in hydrophobization of their surface by applying a special varnish with a dry film thickness of 50 ... 80 microns.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010144848/05A RU2455043C1 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Low-temperature flameless aerosol-forming fire-extinguishing composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010144848/05A RU2455043C1 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Low-temperature flameless aerosol-forming fire-extinguishing composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010144848A RU2010144848A (en) | 2012-05-10 |
| RU2455043C1 true RU2455043C1 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=46311955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010144848/05A RU2455043C1 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Low-temperature flameless aerosol-forming fire-extinguishing composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2455043C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1071660A (en) * | 1964-06-15 | 1967-06-07 | Pyrene Co Ltd | Foam compositions |
| RU2095104C1 (en) * | 1996-03-15 | 1997-11-10 | Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" | Composition for extinguishing fires |
| RU2160619C1 (en) * | 2000-02-09 | 2000-12-20 | Щетинин Виктор Григорьевич | Aerosol-generating composition for fire extinguishing |
| CN1519042A (en) * | 2003-06-19 | 2004-08-11 | 黑龙江华龙消防技术开发有限公司 | Cold foamite for film forming machine of vegetable protein water |
| US20060157668A1 (en) * | 2003-07-23 | 2006-07-20 | Basf Aktiengesellschaft A German Corporation | Fire control composition and method |
-
2010
- 2010-11-02 RU RU2010144848/05A patent/RU2455043C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1071660A (en) * | 1964-06-15 | 1967-06-07 | Pyrene Co Ltd | Foam compositions |
| RU2095104C1 (en) * | 1996-03-15 | 1997-11-10 | Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" | Composition for extinguishing fires |
| RU2160619C1 (en) * | 2000-02-09 | 2000-12-20 | Щетинин Виктор Григорьевич | Aerosol-generating composition for fire extinguishing |
| CN1519042A (en) * | 2003-06-19 | 2004-08-11 | 黑龙江华龙消防技术开发有限公司 | Cold foamite for film forming machine of vegetable protein water |
| US20060157668A1 (en) * | 2003-07-23 | 2006-07-20 | Basf Aktiengesellschaft A German Corporation | Fire control composition and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010144848A (en) | 2012-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2023133405A5 (en) | Self-extinguishing molded products | |
| US12350534B2 (en) | Extinguishant composition | |
| MX2015003639A (en) | PHOSPHATE FIRE EXTINGUISHING COMPOSITION. | |
| Zhang et al. | Hot aerosol fire extinguishing agents and the associated technologies: a review | |
| CN108991007A (en) | A kind of safe slow released ClO 2 disinfectant and preparation method thereof | |
| CN101371944A (en) | Extinguishment product using clear gas as sponging agent as well as production method and fire-extinguishing system | |
| JPS5859290A (en) | Preparation of water-resistant briquet | |
| AU2011301569A1 (en) | New method for extinguishing fire | |
| WO2012034490A1 (en) | Fire extinguishing composition producing fire extinguishing substance by high temperature sublimation | |
| CN102949803B (en) | A kind of fire-extinguishing composite | |
| CN100537727C (en) | A kind of solid alcohol fuel and preparation method thereof | |
| CN105169614A (en) | Aerosol extinguishant for handheld fire extinguisher and preparation method of aerosol extinguishant | |
| RU2455043C1 (en) | Low-temperature flameless aerosol-forming fire-extinguishing composition | |
| CN116570874B (en) | Chemical coolant for aerosol fire extinguishing agent and preparation method thereof | |
| RU2422181C2 (en) | Low-temperature flameless aerosol-generating fire extinguishing composition and method of producing thereof | |
| CN107537128B (en) | A kind of hot aerosol type fire-extinguishing composite and preparation method thereof | |
| US4238201A (en) | Grill charcoal lighter | |
| CZ293997B6 (en) | Aerosol-forming extinguishing agent and process for producing thereof | |
| WO2019062075A1 (en) | Composite aerosol fire extinguishing agent and preparation method therefor | |
| CN103233391B (en) | A kind of cigarette Acidic flame-retardant additive and application thereof | |
| RU2802469C2 (en) | Method for producing sulfur aerosol and device for its implementation | |
| CN107694001A (en) | A kind of hot-gas sol fire extinguishing agent and preparation method thereof | |
| CN111194941B (en) | Application of heating aid in heating non-combustion smoking material and product | |
| CN114906815A (en) | Ultralow temperature nano solid oxygen candle oxygen generating agent | |
| Rathee et al. | A Novel Environment‐Friendly Stearic Acid and Dry Heat Treatment Modified Starch Binder for Pyrotechnic for Fire Extinguishment Applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141103 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161027 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171103 |