Вогнегасний засіб

Реферат: Вогнегасний засіб, який містить пористий носій та активний гасильний агент. Як пористий носій 2 використовують спучений вермикуліт фракцій 0,5-5 мм з питомою поверхнею 50-100 м /г, як активний гасильний агент містить вогнегасні солі, адсорбовані на внутрішній поверхні спученого вермикуліту, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: спучений вермикуліт 81,7-31,8 вогнегасні солі 18,3-68,2. UA 91400 U (12) UA 91400 U UA 91400 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів пожежогасіння, зокрема належить до створення вогнегасних засобів, які можуть бути використані для гасіння пожеж тліючих матеріалів (пожежі класу А), горючих та легкозаймистих рідин (пожежі класу В), горючих газів (пожежі класу С), а також електроустановок, що знаходяться під напругою. Засоби пожежогасіння поділяються на охолоджуючі (в основному, вода і вода з домішками), ізолюючі (в основному, пожежні піни), флегматизуючі (інертні гази) та інгібуючі (хладони і вогнегасні порошки). Останнім часом найбільш ефективними та найбільш перспективними засобами гасіння пожежі визнані інгібуючі засоби. Основна їх перевага - невелика кількість засобу, потрібного для гасіння пожежі. Разом з цим інгібуючі засоби - хладони, які являють собою галогеновмісні похідні нижчих вуглеводнів, мають серйозні недоліки. Вони токсичні самі по собі, а при пожежі утворюють токсичні продукти горіння та піролізу. В останні роки галогеновмісні похідні вуглеводнів визнаються відповідальними за руйнування озонового шару атмосфери. Наприкінці 80-х років минулого сторіччя представники більшості розвинених країн Монреальським протоколом рекомендували заборонити виробництво і застосування таких сполук. Заміна їх новими плівкоутворюючими галогеновмісними сполуками повністю проблему не вирішує, так як при пожежі ці сполуки частково розкладаються, виділяючи у повітря речовини, які руйнують озоновий шар, а крім того, залишаючись після пожежі, вони отруюють поверхневі шари Землі (Feuerwehrmann, № 7, 234; Nicolson P.С, Artman D.D., A technique for the evaluation of AFFF sealing characteristics. "Fire Technology", 1977, 13, №1, 13-20; Klunik C.H. Has. AFFF agent come of age? //Hydrocarbon Process, 1977, V56, N 9, p. 293-300 134/3-1). Такі самі недоліки мають комбіновані засоби гасіння пожежі, які складаються з носія, просоченого хладонами (А.с. 232761, "Огнегасительное средство", публ. 07.05.1969). Використання порошкових засобів для гасіння пожежі суттєво зменшує шкідливий вплив на навколишнє середовище. Вогнегасні порошкові композиції складаються з солі, яка має вогнегасні властивості (амоній фосфати, калій карбонат, натрій бікарбонат і ін.) та інших добавок, які знижують злежуваність порошку при зберіганні та здатність поглинати вологу, а також підвищують текучість вогнегасної композиції (патент Росії на винахід № 2216371 "Огнетушащий порошковый состав и способ его получения", A62D1/00; патент Росії на винахід № 2170601 "Способ приготовления средства для тушения пожара и сорбирования нефтепродуктов", A62D1/00). Ці солі використовуються в рослинництві як мінеральні добрива, таким чином, залишаючись після гасіння пожежі, вони не отруюють ґрунт. Недоліком таких вогнегасних композицій є складність визначення та отримання оптимальних розмірів часточок порошкового засобу. З одного боку, чим менші розміри мають ці часточки, тим більша їх сумарна поверхня і тим більші вогнегасні властивості порошкового засобу. Але, з іншого боку, дрібні часточки порошку виносяться із зони горіння конвекційними потоками продуктів згорання, і, таким чином, не забезпечують інгібуючу властивість порошкових засобів, а отже не перешкоджають процесу горіння. Ще одна проблема виникає при застосуванні порошків для гасіння пожеж при проливі горючих рідин, особливо розливі їх на поверхні водоймищ, коли зона горіння знаходиться безпосередньо над поверхнею рідини. Будь-яка вогнегасна сіль має питому густину більшу, ніж питома густина води і, тим більше, питома густина розлитої горючої рідини (бензину, нафти, тощо). В цьому випадку великі часточки порошкового засобу, які не виносяться із зони горіння конвекційними потоками продуктів згорання, значною мірою проскакують крізь зону горіння і занурюються під поверхню горючих рідин, знову таки не перешкоджаючи процесу горіння. Відомий вогнегасний засіб для гасіння нафти та нафтопродуктів, який складається з пористого носія діаметром 10-50 мм, питома вага якого менша за питому вагу нафти та нафтопродуктів, обробленого сумішшю активного гасильного агента, рідкого скла та інгібуючої добавки (патент Росії на винахід № 2263525 "Огнетушащее средство для тушения нефти и нефтепродуктов", публ. 10.11.2005). Недоліком цього засобу є недостатня ефективність пожежогасіння, яка зумовлена тим, що для забезпечення низької злежуваності засобу при зберіганні застосовують спеціальні добавки до активного гасильного агента, що зменшує кількість гасильного агента на поверхні пористого носія. Також засіб має обмежену кількість гасильного агента, за рахунок нанесення його тільки товщиною 1-5 мм на пористий носій. В основу корисної моделі поставлена задача створити вогнегасний засіб, шляхом підбору компонентів та їх кількісного співвідношення отримати засіб, який містить активний гасильний агент на високорозвиненій внутрішній поверхні пористого носія, що дозволяє збільшити кількість гасильного компонента на носієві та без спеціальних добавок забезпечити низьку 1 UA 91400 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 злежуваність при зберіганні вогнегасного засобу, здатність утримуватись на поверхні рідини, і, таким чином, дозволяє використовувати засіб з високою ефективністю гасіння пожеж всіх класів та категорій, в тому числі для припинення горіння та гасіння проливів горючих рідин, як на твердих поверхнях, так і на поверхнях водоймищ без шкоди для навколишнього середовища. Поставлена задача вирішується тим, що вогнегасний засіб містить пористий носій та активний гасильний агент, згідно з корисною моделлю, як пористий носій містить спучений 2 вермикуліт фракцій 0,5-5 мм з питомою поверхнею 50-100 м /г, як активний гасильний агент містить вогнегасні солі, адсорбовані на внутрішній поверхні спученого вермикуліту, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: спучений вермикуліт 81,7-31,8 вогнегасні солі 18,3-68,2. Як вогнегасні солі використовують фосфорноамонійні солі, карбонати або бікарбонати натрію або калію. Застосування спученого вермикуліту як пористого мінерального носія, дозволяє адсорбувати на внутрішній поверхні часточок вермикуліту, який має питому поверхню 50-100 2 м /г, вогнегасні солі в кількості, достатній для забезпечення ефективного гасіння пожеж різних класів та категорій. При цьому, зовнішня поверхня часточок спученого вермикуліту залишається вільною від вогнегасних солей, що запобігає злипанню окремих часточок вермикуліту під дією вологи, так як він не розчиняється у воді, а отже дозволяє без додаткових компонентів забезпечити низьку злежуваність при зберіганні вогнегасного засобу. Використання достатньо великих за розмірами (до 5 мм) часточок спученого вермикуліту дозволяє запобігти винесенню конвекційними потоками із зони горіння запропонованого вогнегасного засобу. Крім того, 3 спучений вермикуліт насипною масою 0,12-0,15 г/см має здатність утримуватись на поверхні рідини, і, таким чином, забезпечує ефективне використання запропонованого засобу для припинення горіння та гасіння проливів горючих рідин, як на твердих поверхнях, так і на поверхнях водоймищ. Використання вогнегасного засобу, який в своєму складі має спучений вермикуліт та вогнегасні солі, такі як фосфорноамонійні солі, карбонати або бікарбонати натрію або калію, не наносить шкоди навколишньому середовищу. Спучений вермикуліт застосовується для поліпшення структури ґрунтів, а залишки на внутрішніх поверхнях часточок вермикуліту вогнегасних солей, які самі по собі є мінеральними добривами, після гасіння пожежі поступово переходять в ґрунт, поліпшуючи його якість. Суть запропонованої корисної моделі полягає в наступному. Як вогнегасний засіб пропонується застосовувати спучений вермикуліт, оброблений вогнегасними солями. Обробку проводять шляхом занурення спученого вермикуліту в розчин вогнегасної солі, після чого декілька разів послідовно відкачують та впускають повітря, виймають насичений солями вермикуліт, обмивають знесоленою водою та висушують. Приклад приготування запропонованого вогнегасного засобу. Сітчасту тару, наприклад капронові, нейлонові або інші мішечки, з часточками спученого вермикуліту занурюють у ємність з концентрованим розчином вогнегасної солі, наприклад, фосфорноамонійної солі (карбонату або бікарбонату натрію або калію). Після чого накривають пристосуванням для забезпечення повного занурення спученого вермикуліту в розчин солі, наприклад, можна використати лійку Бунзена, перевернувши її. Ємність поміщають до вакуумного ексикатора. Після чого відкачують вакуумним насосом повітря з ексикатора до остаточного тиску у 10-15 мм рт. ст. При цьому з внутрішніх пор вермикуліту відсмоктується повітря, яке проходить крізь шар розчину і видаляється. Витримавши вермикуліт в розчиніпід вакуумом 20-30 хвилин, ексикатор від вакууму відключають і впускають повітря. Під дією зовнішнього тиску в пори надходить сольовий розчин і солі осідають на внутрішній поверхні часточок вермикуліту. Операцію повторюють декілька разів. Тару з вермикулітом виймають з ємності та обмивають знесоленою водою, після чого вермикуліт висушують в потоці нагрітого повітря. На підставі проведених експериментальних дослідів були підібрані оптимальні параметри пористого носія (розмір фракцій вермикуліту та його питома поверхня) і співвідношення компонентів вогнегасного засобу - вермикуліту та вогнегасної солі. Для експериментальної перевірки було виготовлено 7 зразків вогнегасного засобу з діамонійфосфатом, адсорбованим на внутрішній поверхні спученого вермикуліту різних фракцій (таблиця 1). 2 UA 91400 U Таблиця 1 Склад запропонованого засобу № зразка 1 3 (2-3 мм) 3 4 (3-4 мм) 4 4 (3-4 мм) 5 4 (3-4 мм) 6 2 (1-2мм) 7 10 8 (4-5 мм) 2 5 Фракція вермикуліту 1 (0,5-1 мм) Вміст спученого вермикуліту, мас. % Вогнегасна сіль Вміст вогнегасної солі, мас. % 30,9 69,1 31,8 68,2 42,9 57,1 48,4 51,6 58,5 41,5 81,7 18,3 82,4 17,6 Амоній фосфорнокислий двозаміщений Амоній фосфорнокислий двозаміщений Амоній фосфорнокислий двозаміщений Амоній фосфорнокислий двозаміщений Амоній фосфорнокислий двозаміщений Амоній фосфорнокислий двозаміщений Амоній фосфорнокислий двозаміщений Випробування запропонованого засобу проводилися на модельній установці, а саме металева ємність з діаметром 250 мм і висотою бортиків 40 мм. В ємність наливають шар води товщиною 10 мм і, поверх останнього, шар бензину А-80 такою ж товщиною (625 мл води і 780 мл бензину). Застосовувалися дві методики. За першою з них певна кількість запропонованого вогнегасного засобу наносилася на поверхню шару бензину і за 1-2 хвилини пальне підпалювалося факелом. Визначався час існування полум'я і товщина шару пального, що залишилася. За другою - шар пального спочатку підпалювався, після чого на поверхню наносилася певна кількість засобу і визначалися час припинення горіння та залишок пального. Результати проведених експериментів наведені в таблицях 2 та 3. Таблиця 2 Випробування за методикою 1 № зразка 1 1 2 3 3 3 3 4 5 6 7 7 Кількість засобу, кг/м 0,8 0,6 0,6 0,8 0,6 0,4 0,2 0,6 0,6 0,6 0,8 0,6 Шар палива до спалювання, мм 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Шар палива після гасіння, мм 8 8 8 8 8 6 0 8 8 7 6 0 3 Час припинення горіння, хв 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5 2,0 0,1 0,1 0,2 0,5 2,0 UA 91400 U Таблиця 3 Випробування за методикою 2 № зразка 1 1 2 3 3 3 3 4 5 6 7 7 5 10 15 20 25 30 Кількість засобу, кг/м 0,8 0,6 0,6 0,8 0,6 0,4 0,2 0,6 0,6 0,6 0,8 0,6 Шар палива до спалювання, мм 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Шар палива після гасіння, мм 5 5 5 5 5 3 0 5 5 3 1 0 Час припинення горіння, хв 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,7 2,0 0,3 0,3 0,7 1,0 2,0 З таблиць видно, що оптимальний вміст адсорбованої солі складає 18,3-68,2 %, такий склад вогнегасного засобу має ефективну вогнегасну здатність та забезпечує низьку злежуваність при зберіганні. Більша концентрація адсорбованої солі призводить до підвищення злежуваності засобу, внаслідок поступового "випотівання" солі на зовнішню поверхню вермикуліту. Виробництво засобу з меншою концентрацією вогнегасної солі є недоцільним з огляду на зниження вогнегасної здатності. Запропонований вогнегасний засіб - спучений вермикуліт з адсорбованими на внутрішній поверхні вогнегасними солями - дає можливість отримати технічний результат, який полягає в забезпеченні низької злежуваності при зберіганні без застосування спеціальних добавок, зменшенні кількості засобу, який при застосуванні виноситься із зони горіння конвекційними потоками, здатності засобу утримуватись на поверхні рідини при гасінні пожеж рідких матеріалів, що збільшує час інгібуючої дії засобу в зоні горіння і, до певної міри, зменшує поверхню випаровування рідини, має ефективну вогнегасну здатність. Виготовлення запропонованого засобу не вимагає дефіцитної сировини, що дозволяє впровадити його виробництво з низькою собівартістю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Вогнегасний засіб, який містить пористий носій та активний гасильний агент, який відрізняється тим, що як пористий носій містить спучений вермикуліт фракцій 0,5-5 мм з 2 питомою поверхнею 50-100 м /г, як активний гасильний агент містить вогнегасні солі, адсорбовані на внутрішній поверхні спученого вермикуліту, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: спучений вермикуліт 81,7-31,8 вогнегасні солі 18,3-68,2. 2. Вогнегасний засіб за п. 1, який відрізняється тим, що як вогнегасні солі використовують фосфорноамонійні солі. 3. Вогнегасний засіб за п. 1, який відрізняється тим, що як вогнегасні солі використовують карбонати натрію або калію. 4. Вогнегасний засіб за п. 1, який відрізняється тим, що як вогнегасні солі використовують бікарбонати натрію або калію. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 4