Дымовая труба Советский патент 1981 года по МПК E04H12/28 

(54) ДЫМОВАЯ ТРУБА

весьма значительной, поскольку ее минимальную величину лимитирует с одной стороны носледовательное возведение составляющих ствола дымовой трубы, с другой - критерий теоретического минимума материалоемкости оболочкц с учетом получаемого, при этом наружного габарита при заданных высоте, толщине стенки со стандартным модулем и удельном весе материала оболочки, а.также величине ветровой нагрузки, воздействующей на нее.

Наиболее близким техническиг.1 рещением является дымовая труба, включающая ствол, с несущей оболочкой со знакопеременным потенциалом устойчивости на опрокидывание и футеровкой, которая установлена на консоли несущей оболочки 4.

Конструкция имеет знакопеременный потенциал устойчивости иа опрокидывание несущей оболочки при ее самостоятельном возведении, т. е. у такой оболочки только 4iacTb ее высоты обладает устойчивостью на опрокидывание (положительным потенциалом) , а другая часть имеет отрицательный потенциал.

Потенциалом устойчивости на опроки.дываиие для каждого горизонтального се чения несущей оболочки является разность предельного допускаемого и расчетного эксцентриситетов, формулы которых приведены во втором источнике.

Как правило у такой оболочки, имеющей знакопеременный потенциал устойчивости на опрокидывание, ввиду наличия объема материала меньше допускаемого критерием теоретического минимума, из условия устойчивости на опрокидывание наблюдается три характерн ых по высоте зоны, в нижней из которых имеет место резкое превышение расчетных эксцентриситетов по сравнению с соответствующими предельными (борас оппея), В средней наступает постепенное затухание этой разности по мере движения вверх трубы (0 рас «а пред), затем В какой-то точке наступает равенство этих эксцентриситетов, что свидетельствует о появлен;ии нулевого потенциала устойчивости на опрокидывание, который затем получает положительное значение по мере движения вверх (0 пред го рас)- Таким образом происходит чередование отрицательного и положительного потенциалов устойчивости на опрокидывание.

Преимуществом такой конструкции можно считать ее меньщую материалоемкость, а недостатком - отсутствие устойчивости на опрокидывание во всем диапазоне высоты, что практически исключает применение такой оболочки самостоятельно.

С другой стороны в известной конструкции недостающий объем несущей оболочки может быть компенсирован параллельно возведенной с ней футеровкой, если, цапример, удельный вес такой футеровки как

минимум равен удельному весу материала оболочки, а объем футеровки примерно равен недостающему объему несущей оболочки из условия.ее устойчивости на опрокидывание.

Однако обычной установкой такой футеровки на консоли несущей оболочки при их параллельном возведении проблема не может быть в данном случае рещена, так как с одной стороны футеровка отстоит от несущей оболочки на некотором расстоянии, что, учитывая специфику дымовых труб, не позволяет учитывать вес последнего, считая снизу трубы, футеровочного 5 барабана. С другой стороны, необходимость для практического использопанля наличия ст андартного модуля материала обеих составляющих ствола при расчленении его несущей оболочки на несущую оболочку и футеровку приводит к потере, как правило, дополнительно 2% веса, что отрицательно сказывается на устойчивости, учитывая первоначально минимально допускаемый объем оболочки, р асчленяемый на 5 объем оболочки и футеровки.

Причем, если второй недостаток компенсируется естественным приращением в каждом горизонтальном сечении предельного эксцентриситета за счет меньилей толщины стенки оболочки оо знакоперемеиным потенциалом, то первый, связанный с вынужденной потерей веса нижнего футеровочного барабана, может быть компенсирован только чисто конструктивным 5 приемом расположения консолей.

Недостатком известной конструкции является отсутствие устойчивости на опрокидывание ствола по всей высоте по причине отсутствия надлежащего рещения расположенин консолей.

Целью изобретения является обеспечение устойчивости на опрокидывание ствола по всей высоте, сокращение трудозатрат и снижение материалоемкости.

Эта цель достигается тем, что в дымовой трубе с несущей оболочкой со знакопеременным потенциалом устойчивости на опрокидывание, футеровкой и консолями для опирания футеровки, консоли выполнены с переменным по высоте трубы щагом, причем щат консолей и их число определяют из соотнощений:

0,2Я

/-/,

-; П2 ,,..-,

(Л ft макс)

Н

Пз

Н - высота трубы;

0,2 Я - высота нижней части

трубы в зоне наибольщего отрицательного

потенциала оболочки

при ее последовательном возведении с футеровкой;

Я - высота средней части

трубы до нулевого потенциала оболочки при ее последовательном возведении с футеровкой;

HZ - высота верхней части трубы в зоне положительного потенциала оболочки при ее последовательном возведении с футеровкой;

HI - число консолей нижней части трубы по высоте;

П2 - число консолей средней части трубы по высоте;

пз - число консолей верхней части трубы по высюте;

ham, II - МИНИМНЛЬНО И М|аКСИмально допускаемая высота футеровки соответственно.

На фиг. 1 изображен продольный разрез ствола дымовой трубы; на фиг. 2 графики предельного и расчетного эксцентриситетов при последовательном возведении несущей оболочки и футеровки; на фиг. 3 - графики при параллельном возведении.

Ствол дымовой трубы высотой Я в форме усеченного конуса с некоторым постоянным уклоном внешней образующей состоит из несущей оболочки 1, футеровки 2, разделяющей их теплоизоляции 3 и коисолей 4 для установки футеровки.

Для обеспечения устойчивости на опрокидывание ствола консоли по высоте трубы выполнены с переменным по высоте шагом, при этом футеровка возведена параллельно с несущей оболочкой и имеет максимально допускаемую высоту в верхней части трубы, минимальную высоту - в нижней части трубы и полусумму минимальной и максимальной высоты футеровки - в средней части трубы, что соответствует изменяющемуся по высоте знакопеременному потенциалу устойчивости на опрокидывание несущей оболочки при ее самостоятельном возведении или последонательном возведении с футеровкой.

Позицией 5 на фиг. 2 предст1авлен график предельного эксцентриситета в зависимости от высоты трубы для несущей оболочки, изображенной на фиг. 1, При этом следут иметь в виду, что предельный эксцентриситет любого горизонтального сечения несущей оболочки зависит только от геометрических параметров этого сечения, но не зависит от способа возведения

оболочки, в то время как расчетный эксцентриситет зависит от геометрических параметров, способа возведения оболочки и, кроме того, от высоты трубы, удельного веса материала составляющих ствола и ветровой нагрузки.

Позицией 6 на фиг. 2 представлен график расчетного эксцентриситета при последовательном возведении несущей оболочки и футеровки конструкции ствола дымовой трубы. При пересечении графиков 5 и 6 выделены три зоны по высоте трубы: АБВ- с положительным потенциалом устойчивости на опрокидывание в верхней части труг бы, ВГД - с отрицательным (возрастающим по значению) потенциалом в средней части трубь и ДГЕИ - с наибольшим отрицательным потенциалом устойчивости на опрокидывание в нижней части трубы, равной 0,2 общей высоты трубы.

В точке В имеет место переход от отрицательного к положительному потенциалу, считая снизу вверх трубы.

Позицией 7 на фиг. 2 представлен график расчетного эксцентриситета несущей оболочки, толщина стенки которой равна суммарной толщине несущей оболочки и футеровки конструкции ствола трубы, изображенной на фиг. 1.

Поскольку этот график лежит ниже графика 5, то это свидетельствует о том, что с учетом полного веса футеровки может.быть обеспечена устойчивость на опрокидывание несущей оболочки ствола данной конструкции.

Соответствующее расположение консолей по высоте трубы позволяет добиться поставленной цели (см. фиг. 3, где позицией 8 изображен график предельного эксцентриситета несущей оболочки конструкции, позицией 9 - график расчетного эксцентриситета несущей оболочки конструкции при ее параллельном возведении с футеровкой, позицией 10 - потенциал устойчивости на опрокидывание ствола трубы конструкции при параллельном возведении его несущей оболочки и футеровки).

Этот (График свидетельствует о наличии положительного потенциала устойчивости на опрокидывание во всем диапазоне высоты конструкции, т. е. о достижении поставленной цели указанными средствами. Представленные на фиг. 2 и 3 графики соответствуют конструкции ствола кирпичной дымовой трубы, имеющей следующие параметры: высота 80 м, толщина несущей оболочки 380 мм, футеровки 120 мм, теплоизоляции в качестве воздушного зазора 50 мм, уклон внешней образующей 0,0317, верхний наружный диаметр 4,1 м, удельный вес материала несущей оболочки и футеровки 1,8 тс/м, район возведения - третий ветровой район СССР.

Основным преимуществом такой конструкции является возможность снижения материалоемкости ствола в части несущей оболочки на против минимально допускаемой по критерию устойчивости на опрокидывание при самостоятельном возведении оболочки. Так, например, для указанных выше параметров в соответствии с этими объем несущей оболочки уменьшается с 800 до 597 м. При этом оболочка сохраняет устойчивость на опрокидывание. При марках кирпича 100-il25 применение изобретения наиболее эффективно в сочетании с авт. св. № 697674 при возведении кирпичных дымовых труб высотой от 60 до 100 м в высщих 4-7 ветровых географических районах СССР. Формула изобретения Дымовая труба, включающая ствол С; несущей оболочкой со знакопеременным потенциалом устойчивости на опрокидывание, футеровкой и консолями для опирания футеровки, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения устойчивости на опрокидывание ствола по всей высоте, сокращения трудозатрат и снижения материалоемкости, консоли выполнены с переменным по высоте трубы шагом, причем шаг консолей и их число определяют из соотношений:и,5 (ftiiHiT + макс) Н - высота трубы; 0,2 Я - высота нижней части трубы в зоне наибольшего отрицательного потенциала оболочки при ее последователь- 45 ном возведении с фу. теровкой; вн м су С н м фо № ва ра го ст пи И Ц высота средней части трубы до нулевого потенциала оболочю при ее последовательном возведении с футеровкой;высота верхней части трубы Б зоне положительного потенциала оболочки при ее последовательном возведении с футеровкой; число консолей нижней части трубы по высоте;число консолей средней части трубы по высоте; число консолей верхней части трубы по высоте; /г„„„и h минимально и М1аксииип макс мально допускаемая высота футеровки соответственно. Источники информации, принятые во мание при экспертизе: 1.Проскуряков С. Б. Уменьщение объев строительных бот при возведении неих оболочек. Информационный листок рдловского ЦНТИ A 741-76, 1976. 2.Проскуряков С. Б. Определение миальных объемов несущих оболонек прощленных кирпичных дымовых труб. Инмационный листок Свердловского ЦНТИ 651-75, 1975. 3.Проскуряков С. Б. Кирпичная дымотруба в форме ступенчатого цилиндИнформационный листок СвердловскоЦНТИ № 95-78, 1978. 4.Проскуряков С. Б. Повышение качеа проектирования промышленных кирных дымовых и вентиляционных труб. формационный листок Свердловского ТИ № 190-76, 1976.

iof/y fff)iiaffac);a l,M

H.H 4/