Вогнегасний порошок

Реферат: Вогнегасний порошок для гасіння пожеж класів А, В, С, Д, Е включає окремі мінеральні сполуки + + + 2+ 2+ 2+ 3+ 4+ 4+ 4+ на основі компонентів Li , Na , K , Mg , Ca , Zn , Al , Si , Ti , Zr у вигляді оксидів, гідрооксидів, солей фторидів, хлоридів, бромідів, йодидів, комплексних сполук або їх сумішей. Основою ряду негорючих матеріалів вогнегасних порошків є дрібнодисперсні прожарені порошки скляної продукції та її відходи і склоемалевої фрити та її відходи у визначеному співвідношенні. UA 96608 U (12) UA 96608 U UA 96608 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі пожежогасіння і може бути використана для гасіння пожеж класів А, В, С, Д, Е, які неможливо в короткий час погасити лише водою. Авторам відомо, що матеріалом вогнегасних порошків є негорюча основа сполук, до складу + + + 2+ 2+ 2+ 3+ 4+ 4+ 4+ якої входять переважно такі компоненти, як Li , Na , K , Mg , Ca , Zn , Al , Si , Ti , Zr , або їх механічні суміші у вигляді оксидів, гідрооксидів, солей фторидів, хлоридів, бромідів, йодидів та комплексних сполук. Специфічними властивостями вогнегасних порошків є: 1) хімічне гальмування реакції гасіння, 2) утворення на поверхні, що горить, ізольованої плівки, 3) утворення порошкової хмари, що витісняє кисень із зони горіння, 4) механічне збивання полум'я твердими частинками. Недоліком існуючих порошків пожежогасіння є: 1) значний кошторис процесу одержання індивідуальних складових, сумішей і комплексних сполук, враховуючи значну потребу в отриманні певного об'єму продукту для реалізації в період масштабного гасіння; 2) здатність до залежування переважно гігроскопічних дрібнодисперсних матеріалів; 3) потреба в необхідності використання потужностей обладнання для відновлення дієздатності залежаних порошків з наступним розфасуванням і зберіганням в герметичних пакетах. Такі особливості отримання і підготовки є одним із гальмуючих факторів широкого впровадження вогнегасних порошків в організацію процесу екстреного гасіння об'єктів горіння. Доцільно зауважити, що чисельна кількість порошків у вигляді сумішей, солей фторидів, хлоридів, бромідів, йодидів або комплексних сполук вважаються переважно екологічно шкідливими речовинами. Але універсальні порошки, які б забезпечили ефективне гасіння пожеж кожного із класів А, В, С, Д, Е, важко створити в зв'язку з особливостями горіння певного класу, тому існує проблема у пошуку ряду хімічних складів недорогих, екологічно стійких вогнегасник порошків на негорючій основі, що дозволяють в нагальних випадках швидко створювати композиції у вигляді певних співвідношень для гасіння пожеж певного класу. В основу корисної моделі поставлено задачу по створенню ряду недорогих, стійких проти залежування, екологічно безпечних вогнегасник порошків різного хімічного складу на тугоплавкій і легкоплавкій основах для гасіння об'єктів пожеж класів А, В, С, Д, Е. Поставлена задача вирішується тим, що основою ряду негорючих металів вогнегасних порошків є дрібнодисперсні прожарені порошки скляної продукції та її відходи і склоемалевої фрити та її відходи у визначеному співвідношенні. Таким чином, основою вогнегасних порошків є скляні і емалеві матеріали. Скло - це переохолоджений розплав складного хімічного складу, до якого входить суміші мінеральних матеріалів - силікатів та інших речовин. Хімічний склад найбільш розповсюдженого віконного скла має, мас. %: SiO2 - 71,0-72,0; СаО - 7,5-8,5; MgO - 3,0-3,5; Na2O - 15,0-15,5; Аl2О3 1,5-1,6; Fe2O3 до 0,2. Температура варки - 1400-1450 °C. Хімічний склад скла типу "Пірекс" для термостійкого кухонного посуду, хіміко-лабораторних виробів і т. ін., мас. %: SiO2 - 74,66-80,60; B2O3 - 10,29-13,44; Аl2О3 - 1,93-3,89; СаО - 0,12-0,85; Na2O - 3,50-5,80; K2O - 0,35-1,74; MgO 0,17-0,87; Fe2O3 - 0-0,05. Температура варки 1600 °C і вище. Алюмосилікатні стекла, з яких виготовляють трубки для елементарного органічного аналізу, товстостінні труби, лампи високого тиску і напруги, скляні ізолятори, жаростійкий кухонний посуд, скловолокно і т. ін. мають температуру варки 1550-1570 °C. Хімічний склад, мас. %: SiO2 - 61,9-76,2; В2О3 - 3,0-5,0; Аl2О3 - 5,0-18,5; Fe2O3 - 0-0,25; BaO - 0,62-5,0; CaO - 4,4-12,5; MgO - 2,5-9,4; ZnO - 2,5-3,0; Li2O 0,5-1,0; Na2O - 0,5-6,8; CaF2 - 1,0-6,2; Аl2О3 - 0-0,3; TiO2 - 0-1,0 [Академия наук СССР. Дуброво C.К. Стекло для лабораторних изделий и химической аппаратуры. - М.-Л.: Наука, 1965. - 103 с]. Наведені хімічні склади скла належать до групи тугоплавкого скла. Емаллю називають твердіючу при відносно низьких температурах сплавлену суміш силікатів, боратів і фторидів, натрію, калію та алюмінію, в деяких випадках свинцю, які завдяки особливостям свого складу або твердне у вигляді загущеної маси, або стає непрозорою при додатку речовин, що нерозчинні в скляному сплаві. Хімічний склад компонентів в емалях зазвичай знаходиться в наступних межах, мас. %: SiO2 - 30-70; В2О3 - 0-20; Na2O(K2O) - 12-30; F 0-15; Аl2О3 - 0-12; СаО - 0-10; ТiO2 - 0-10; РbО - 0-60; ZnO - 0-15; ВаО - 0-15; MgO - 0-3; ZrO2 - 010 [Варгин В.В., Антонова Е.А. и др. Технология эмали и эмалирование металлов. 2-ое изд. - М: Стройиздат, 1965. - 316 с.]. Проведені хімічні склади емалевого скла мають температуру варки в межах 1150-1300 °C. їх умовно можна віднести до групи легкоплавкого скла в порівнянні із наведеними складами тугоплавкого скла. Технологія одержання вогнегасних порошків на основі тугоплавкого скла виконується наступним чином. Вироби скляної продукції (скляна тара різного призначення, віконне скло, лампи, лампочки і т. ін.), що були у використанні і вже не мають гарантованої якості для повторного використання, браковані скляні вироби вкладають в металеву ємкість, яку 1 UA 96608 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 встановлюють в нагрівальну піч, розігрівають до температури на 20-30 °C нижче температури розм'якшення скла, поливають холодною водою. Розігріте скло внаслідок різкого охолодження руйнується на дрібні шматки. Подрібнене скло завантажують в металеву корзину, яку вводять в електричну сушильну шафу, висушують до температури 200 °C, виймають корзину із склом та охолоджують до температури довкілля. Далі виймають скло і переносять в кульовий млин, де виконують подрібнення до порошкового стану. Просіяний порошок вивантажують в металеву ємкість, вводять в сушильну шафу, де прогрівають до температури 300-320 °C, охолоджують до мінімальної температури, розфасовують в герметичні пакети і відправляють на склад готової продукції. Емалева фрита (гранулят - емалевий розплав після різкого зрошення холодною водою) має пористу крихку структуру у вигляді гранул. Далі перетворення гранул в порошок здійснюють аналогічно технології одержання скляного порошку. Практично по наведеній вище технології одержання скляного і емалевого порошку виконують підготовку і одержання порошку з емалевого шлікеру, склад якого - емалева фрита, барвники, суспендуючі добавки - глина, поташ і вода. Використання емалевого шлікеру для одержання вогнегасного порошку обумовлено його вибраковуванням по певних технологічних ознаках. Відповідно до міжнародних стандартів [Краснянский М.Е. Огнетушащие и взрывоподавляющие порошки. - Донецк: Донбасс, 1990], в основу яких покладений вид горючого матеріалу, виділені наступні класи пожеж: А горіння твердих вуглецевмісних матеріалів (вугілля, дерево, папір, пластмаси, гума і т. ін.); В - горіння рідини (нафта, мазут, масла, гас, спирти, розчинники); С - горіння газів і парів; Д - горіння легких металів і їх сплавів; Є - горіння електрообладнання і кабелів під напругою. Вибір вогнегасного порошку для певного класу пожеж горючих матеріалів визначається ефективністю його дії на процес гасіння конкретного осередку пожежі. Тому доцільно створювати різновид (ряд) вогнегасних порошків, використання яких швидко зупиняє пожежу. Якщо розглядати загальний механізм процесу гасіння вогнегасними порошками, то початкова дія розпилюваного порошку починається над об'єктом горіння у вигляді порошкової хмари (дрібних частинок), які, осідаючи, із наближенням до високотемпературного осередку пожежі, оплавляються, збільшуються в об'ємі, частково з'єднуючись між собою, утворюючи захисний екран над поверхнею осередку горіння. Наступні осідаючі частинки порошку, що оплавляється, поступово створюють суцільний шар покриття, екранізуючи доступ кисню з повітрям та гальмуючи розвиток процесу пожежі. Враховуючи існування певних класів гасіння пожеж доцільно, щоб кожному класу відповідав конкретний клас вогнегасного порошку, який би при певних умовах існування високої температури пожежі забезпечував оплавлення частинок із створенням ізолюючого покриття. Критерієм такого складу порошків повинна бути композиція певних співвідношень тугоплавкої і легкоплавкої складових вогнегасного порошку. Адже, якщо в складі порошку буде тільки легкоплавка складова (температура менша 1000 °C), то при високій температурі полум'я пожежі порошок швидко оплавиться, розтечеться і зникне з поверхні, що горить, не створюючи захисного покриття. Якщо порошок буде складатись тільки із тугоплавкої складової (температура вище 1300 °C), то він не в змозі за короткий період пожежогасіння сформуватись та забезпечити оплавлення частинок порошку для створення ізольованого покриття. В наведеній нижче таблиці запропоноване кількісне співвідношення тугоплавкої скляної і легкоплавкої емалевої основ (мас. %) з рекомендацією використання композицій вогнегасних порошків для гасіння пожеж класів А, В, С, Д, Е. Таблиця Склад композицій Тугоплавка скляна основа Легкоплавка емалева основа Рекомендовані класи гасіння пожеж 50 55 90,0 10,0 А, Д Співвідношення основ, мас. % 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 А, Д А, Д В, С, Е В, С, Е В, С, Е В, С, Е С, Е 80,0 20,0 А, Д Виготовлення вогнегасних порошків на основі композицій відпрацьованих або бракованих скляних виробів, бракованої емалевої фрити, бракованого емалевого шлікеру дозволяє знизити їх кошторис, забезпечити стійкий екологічний ефект одержуваної продукції, завдяки попередньому високотемпературному синтезу скла і емалей, що супроводжується з'єднанням під час плавки шихтувальних компонентів їх хімічного складу в міцний конгломерат. Прожарювання порошків до температури 300-320 °C значно знижує хімічну активність поверхні порошку, що забезпечує стійкість його дрібних частинок проти злежування (злипання) і виключає необхідність використання допоміжних витрат на відновлення їх дієздатності. 2 UA 96608 U 5 Крім того, шлях виготовлення порошків з використанням відпрацьованих або бракованих негорючих виробів дозволяє суттєво економити недешеві і навіть дефіцитні сировинні шихтувальні компоненти хімічного складу скла і емалей, газ під час їх варки, зменшити експлуатаційне навантаження на плавильні печі, допоміжне обладнання для отримання виробів на основі скла і емалей. Викладені особливості запропонованої корисної моделі дають можливість її використання в промислових умовах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Вогнегасний порошок для гасіння пожеж класів А, В, С, Д, Е, що включає окремі мінеральні + + + 2+ 2+ 2+ 3+ 4+ 4+ 4+ сполуки на основі компонентів Li , Na , K , Mg , Ca , Zn , Al , Si , Ti , Zr у вигляді оксидів, гідрооксидів, солей фторидів, хлоридів, бромідів, йодидів, комплексних сполук або їх сумішей, який відрізняється тим, що основою ряду негорючих матеріалів вогнегасних порошків є дрібнодисперсні прожарені порошки скляної продукції та її відходи і склоемалевої фрити та її відходи у визначеному співвідношенні. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3