ДЫМОВАЯ ТРУБА Российский патент 2003 года по МПК E04H12/28 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в черной и цветной металлургии, химической промышленности, в конструкциях вытяжных дымоотводящих стволов дымовых труб.

Известна дымоходная труба [1], включающая металлическую стенку и футеровочный слой, размещенный между металлическими трубами, а в качестве футеровочного слоя применена минеральная плита на основе базальтового волокна или комбинация базальтового волокна и мата иглопробивного кремнеземного. Внутренняя труба выполнена из нержавеющей стали толщиной 0,5...0,8 мм; минеральная плита имеет толщину 50...66 мм, а иглопробивной мат - 10,0...12,5 мм.

Недостатком данной конструкции является сложность устройства, высокая трудоемкость монтажа и демонтажа футеровочного слоя, а также опасность разрушения вследствие потери устойчивости стенкой внутренней тонкостенной нержавеющей трубы. Передача тепла непосредственно от футеровочного слоя на металлическую стенку дымоходной трубы приводит к необходимости использовать большие толщины футеровки, чтобы обеспечить безопасный температурный режим для металлического несущего ствола дымоходной трубы. В результате повышается масса футеровочного слоя, уменьшается диаметр дымоходного канала или, наоборот, увеличивается диаметр металлической стенки дымоходной трубы.

Известна дымовая труба [2], принятая в качестве прототипа, которая содержит несущий ствол и размещенный внутри него титановый газоотводящий ствол, собранный из отдельных секций, каждая из которых выполнена с возможностью свободного вхождения и размещения в нижней секции. Нижний конец каждой секции выполнен расширенным в виде заплечиков, а верхний конец - суженным. Весь ствол подвешен на верхнем конце дымовой трубы с воздушным кольцевым зазором относительно ее несущего ствола.

Недостатком данного устройства является высокая трудоемкость и стоимость изготовления газоотводящего ствола, большие масса и транспортные габариты секций, высокая металлоемкость конструкции, акустические шумы, генерируемые тонкостенными металлическими оболочками секций под воздействием газодинамических и ветровых нагрузок.

Указанные недостатки известной конструкции устраняются тем, что дымовая труба содержит несущий ствол и подвешенный внутри него с кольцевым воздушным зазором телескопический газоотводящий ствол, собранный из отдельных секций, каждая из которых имеет два автономных формообразующих шпангоута - верхний и нижний из стеклопластика, отстоящих друг от друга на расстоянии высоты секции и скрепленных между собой гибкими продольными полотнищами плотной высокопрочной стеклоткани, которые образуют многослойную мягкую стекловолокнистую оболочку - юбку, сопряженную с формообразующими поверхностями верхнего и нижнего шпангоутов, определяющими форму и площадь поперечного сечения секции газоотводящего ствола. Верхний шпангоут секции имеет наружный контур, подобный внутреннему контуру нижнего шпангоута, а кольцевой зазор между этими контурами, по крайней мере, превышают толщину многослойной стекловолокнистой оболочки - юбки. Верхний шпангоут секции имеет наружный контур, подобный внутреннему контуру нижнего шпангоута, а кольцевой зазор между этими контурами, по крайней мере, превышает толщину многослойной стекловолокнистой оболочки - юбки. Верхний шпангоут каждой промежуточной секции газоотводящего ствола конгруэнтен по форме и размерам нижнему шпангоуту вышерасположенной смежной секции ствола. Продольные полотнища высокопрочной стеклоткани в оболочках - юбках каждой секции газоотводящего ствола находятся в натянутом состоянии под действием усилий коаксиального растяжения, приложенных к формообразующим торцевым шпангоутам.

Для повышения прочности, надежности и долговечности газоотводящего ствола формообразующие торцевые шпангоуты, по крайней мере, верхних секций, дополнительно скреплены (усилены) системой высокопрочных продольных вантов или тросов из непрерывных жаропрочных волокон, например стеклянных.

Концы полотнищ высокопрочной стеклоткани могут быть прижаты к формообразующим поверхностям шпангоутов секции металлической полосой с помощью металлических шурупов или винтов.

Стенка оболочки - юбки секции газоотводящего ствола может быть образована концентричными слоями, сформированными из продольно уложенных полотнищ стекловолокнистой ткани, состыкованных боковыми кромками. Стенка оболочки - юбки секции газоотводящего ствола может быть образована из полотнищ стеклоткани, уложенных с нахлестом по спирально-цилиндрическим поверхностям, подобно структуре "Розетта".

Стенка оболочки - юбки секции газоотводящего ствола может быть образована из сгофрированных полотнищ стеклоткани, вершины гофр которых пришиты к внешнему цилиндрическому слою стеклоткани, охватывающей сгофрированную оболочку - юбку со стороны вентиляционного канала кольцевым поясом.

Продольные полотнища стеклоткани в стекловолокнистой стенке оболочки - юбки секции газоотводящего ствола могут быть скреплены между собой кольцевыми строчными швами сквозных трансверсальных стежков из стеклонитей.

Продольные полотнища стеклоткани в секциях газоотводящего ствола находятся в натянутом состоянии под действием сил тяжести элементов конструкции.

Для снижения растягивающей нагрузки на стекловолокнистые оболочки - юбки верхних секций газоотводящего ствола, по крайней мере, одна из промежуточных секций его может быть подвешена к специальным кронштейнам, прикрепленным к стенке несущего ствола.

Секции газоотводящего ствола могут иметь осесимметричный цилиндрический газоотводящий канал или многогранный, например трехгранный или четырехгранный.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен продольный разрез дымовой трубы; на фиг.2 приведена секция газоотводящего ствола, усиленная системой высокопрочных вантов; на фиг.3 показано поперечное сечение секции со стекловолокнистой оболочкой - юбкой, образованной кольцевыми слоями, сформированными из продольно уложенных полотнищ стеклоткани, состыкованных боковыми кромками; на фиг. 4 - поперечное сечение секции с оболочкой - юбкой, образованной из полотнищ стеклоткани, уложенных с нахлестом по спирально-цилиндрическим поверхностям, подобно структуре "Розетта", а на фиг.5 - поперечное сечение секции с оболочкой - юбкой, сформированной из сгофрированных полотнищ стеклоткани.

Позиции на чертеже означают: 1 - несущий ствол; 2 - секции газоотводящего ствола; 3 - формообразующие торцевые шпангоуты; 4 - стекловолокнистая оболочка - юбка; 5 - металлические шурупы; 6 - полотнища стеклоткани.

Дымовая труба (фиг.1) имеет несущий ствол 1, выполненный из стали, или кирпича, или из железобетона, или из композиционного материала, и подвешенный внутри него с кольцевым воздушным зазором телескопический газоотводящий ствол из автономных секций 2. Каждая секция 2 имеет два формообразующих торцевых шпангоута 3 (верхний и нижний), выполненных, например, из стеклопластика. Шпангоуты 3 могут быть круглыми с цилиндрическими формообразующими поверхностями, но могут иметь также и треугольную, квадратную или прямоугольную конфигурацию. Шпангоуты 3 разнесены друг от друга на расстояние, равное высоте секции 2. Верхний шпангоут каждой секции имеет размер наружной формообразующей поверхности, меньший размера внутренней формообразующей поверхности нижнего шпангоута на величину, допускающую телескопическое размещение верхнего шпангоута внутри нижнего. Оба шпангоута скреплены между собой стекловолокнистой оболочкой - юбкой 4, сформированной из полотнищ высокопрочной стеклоткани плотного плетения (полотняного или сатинового). Концы стекловолокнистой оболочки - юбки 4 огибают торцевые шпангоуты 3, защищая их от прямого теплового воздействия горячих дымовых газов, и прижаты к формообразующим поверхностям шпангоутов металлической полосой с помощью шурупов 5. Верхние секции газоотводящего ствола, воспринимающие тяжесть всей подвешенной конструкции, могут быть усилены системой высокопрочных вантов 6, выполненных, например, из стеклянных волокон или стальной проволоки.

Многослойная стенка стекловолокнистой оболочки - юбки 4 сформирована из полотнищ 6 высокопрочной стеклоткани, которые могут быть уложены концентрическими слоями (фиг. 3), или с нахлестом по схеме "Розетта" (фиг.4), или сгофрированы в объемно-ворсовое образование (фиг.5).

Для обеспечения устойчивости формы стекловолокнистой оболочки - юбки в дымовой трубе многослойные образования полотнищ стеклоткани могут быть прострочены кольцевыми швами сквозных трансверсальных стяжек из стеклонитей, а объемно-ворсовая оболочка из сгофрированных полотнищ пришита вершинами гофр к опоясывающему ее кольцевому слою стеклоткани (фиг.5).

Устойчивость геометрической формы газоотводящего канала, образованного мягкими стекловолокнистыми оболочками - юбками, обеспечивается благодаря коаксиальному натяжению образующих их полотнищ стеклоткани, способствующему плотному прилеганию стекловолокнистой стенки оболочки - юбки к формообразующим поверхностям торцевых шпангоутов.

При больших коаксиальных растягивающих усилиях, действующих на верхние секции газоотводящего ствола, по крайней мере, одна из промежуточных секций его может быть подвешена к специальным кронштейнам, прикрепленным к стенке несущего ствола дымовой трубы, что позволяет существенно разгрузить верхние секции газоотводящего ствола.

В транспортном состоянии шпангоуты секций газоотводящего ствола телескопически собраны в единый диск, а мягкие стекловолокнистые оболочки - юбки сложены в центральную полость этого диска. Благодаря такой компоновке транспортные габариты газоотводящего канала имеют наименьшие размеры, что существенно снижает транспортные расходы на поставку его к месту использования. Мягкая стекловолокнистая оболочка и стеклопластиковые шпангоуты делают конструкцию бесшумной в условиях эксплуатации. Масса конструкции, по крайней мере, вдвое легче титанового прототипа. Процесс производства полностью автоматизирован, а трудоемкость и стоимость производства каждой секции ниже, чем в случае титанового варианта конструкции.

Источники информации
1. RU Свидетельство на полезную модель 13229. Дымоходная труба, Е 04 Н 12/28.

2. RU Пат.2101445. Дымовая труба и способ ее монтажа, Е 04 Н 12/28.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в черной и цветной металлургии, химической промышленности, в конструкциях вытяжных дымоотводящих стволов дымовых труб. Технический результат: снижение трудоемкости и стоимости производства каждой секции, повышение прочности, надежности и долговечности газоотводящего ствола, обеспечение бесшумной работы конструкции в условиях эксплуатации. Дымовая труба содержит несущий ствол и подвешенный внутри него с кольцевым воздушным зазором телескопический газоотводящий ствол, собранный из отдельных секций. Каждая секция газоотводящего ствола имеет два автономных формообразующих торцевых шпангоута - верхний и нижний из стеклопластика, отстоящих друг от друга на расстоянии высоты секции и скрепленных между собой гибкими продольными полотнищами плотной высокопрочной стеклоткани, которые образуют многослойную мягкую стекловолокнистую оболочку - юбку, сопряженную с формообразующими поверхностями верхнего и нижнего шпангоутов, определяющими форму и площадь поперечного сечения секции газоотводящего ствола. Верхний шпангоут секции имеет наружный контур, подобный внутреннему контуру нижнего шпангоута, а кольцевой зазор между ними, по крайней мере, превышает толщину многослойной стекловолокнистой оболочки - юбки. Верхний шпангоут каждой промежуточной секции газоотводящего ствола конгруэнтен по форме и размерам нижнему шпангоуту вышерасположенной смежной секции ствола, при этом продольные полотнища высокопрочной стеклоткани ствола находятся в натянутом состоянии под действием усилий коаксиального растяжения, приложенных к формообразующим торцевым шпангоутам. 9 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Дымовая труба, содержащая несущий ствол и подвешенный внутри него с кольцевым воздушным зазором телескопический газоотводящий ствол, собранный из отдельных секций, отличающаяся тем, что каждая секция газоотводящего ствола имеет два автономных формообразующих торцевых шпангоута - верхний и нижний из стеклопластика, отстоящих друг от друга на расстоянии высоты секции и скрепленных между собой гибкими продольными полотнищами плотной высокопрочной стеклоткани, которые образуют многослойную мягкую стекловолокнистую оболочку - юбку, сопряженную с формообразующими поверхностями верхнего и нижнего шпангоутов, определяющими форму и площадь поперечного сечения секции газоотводящего ствола, верхний шпангоут секции имеет наружный контур, подобный внутреннему контуру нижнего шпангоута, а кольцевой зазор между ними, по крайней мере, превышает толщину многослойной стекловолокнистой оболочки - юбки, причем верхний шпангоут каждой промежуточной секции газоотводящего ствола конгруэнтен по форме и размерам нижнему шпангоуту вышерасположенной смежной секции ствола, при этом продольные полотнища высокопрочной стеклоткани ствола находятся в натянутом состоянии под действием усилий коаксиального растяжения, приложенных к формообразующим торцевым шпангоутам. 2. Дымовая труба по п. 1, отличающаяся тем, что для повышения прочности, надежности и долговечности газоотводящего ствола формообразующие торцевые шпангоуты, по крайней мере, верхних секций дополнительно скреплены системой высокопрочных продольных вантов или тросов из непрерывных жаропрочных волокон, например, стеклянных. 3. Дымовая труба по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что концы полотнищ высокопрочной стеклоткани прижаты к формообразующим поверхностям шпангоутов секции металлической полосой с помощью металлических шурупов или винтов. 4. Дымовая труба по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что стенка оболочки - юбки секции газоотводящего ствола образована концентричными слоями, сформированными из продольно уложенных полотнищ стекловолокнистой ткани, состыкованных боковыми кромками. 5. Дымовая труба по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что стенка оболочки - юбки секции газоотводящего ствола образована из полотнищ стеклоткани, уложенных с нахлестом со спирально-цилиндрическим поверхностям, подобно структуре "Розетта". 6. Дымовая труба по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что стенка стекловолокнистой оболочки - юбки секции газоотводящего ствола образована из сгофрированных продольных полотнищ стеклоткани, вершины гофр которых пришиты к внешнему цилиндрическому слою стеклоткани, охватывающей сгофрированную оболочку - юбку со стороны вентиляционного канала кольцевым поясом. 7. Дымовая труба по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что продольные полотнища стеклоткани в стекловолокнистой стенке оболочки - юбки секции газоотводящего ствола скреплены между собой кольцевыми строчными швами сквозных трансверсальных стежков из стеклонитей. 8. Дымовая труба по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что продольные полотнища стеклоткани в секциях газоотводящего ствола находятся в натянутом состоянии под действием сил тяжести элементов конструкции. 9. Дымовая труба по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна из промежуточных секций газоотводящего ствола подвешена к специальным кронштейнам, прикрепленным к стенке несущего ствола. 10. Дымовая труба по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что секции газоотводящего ствола имеют многогранный газоотводящий канал, например, трехгранный или четырехгранный.