Газоотводящий ствол дымовой трубы

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях газоотводящих стволов дымовых труб, в частности в конструкциях стволов, выполненных из композиционных материалов. Технический результат: упрощение конструкции газоотводящего ствола, расширение ее эксплуатационных возможностей и повышение ремонтопригодности. Газоотводящий ствол дымовой трубы состоит из панелей с обращенными наружу стыковочными боковыми отбортовками, расположенных кольцевыми поясами по его высоте, выполненных из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего, и механических средств крепления указанных панелей друг с другом. Его панели выполнены криволинейными или плоскими, при этом и криволинейные, и плоские панели выполнены недеформируемыми, каждая панель снабжена дополнительно стыковочными торцевыми отбортовками, обращенными перпендикулярно наружу до смыкания с ее стыковочными боковыми отбортовками, с образованием замкнутой корытообразной конструкции, а механические средства крепления размещены в отверстиях всех ее отбортовок, при этом каждая панель снабжена, по меньшей мере, одним ребром жесткости, расположенным снаружи или изнутри между ее стыковочными торцевыми отбортовками, выполненным в виде пултрузионного профиля из композиционного материала. 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях газоотводящих стволов дымовых труб, в частности в конструкциях стволов, выполненных из композиционных материалов.

Известен газоотводящий ствол многогранной формы, образованный по высоте из отдельных поясов, каждый из которых сформирован из скрепленных между собой сваркой плоских многослойных панелей, выполненных из полимерного термопластичного материала (полиолефина) (патент RU №2244084 С2, МПК 7 Е04Н 12/28, опубл. 10.01.2005, бюл. №1).

Известен также газоотводящий ствол дымовой трубы, состоящий из расположенных кольцевыми поясами панелей с обращенными наружу ствола стыковочными боковыми отбортовками, выполненных из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего, в частности из стеклопластика (патент RU №2253723 С1, МПК 7 Е04Н 12/28, опубл. 10.06.2005, бюл. №16). Указанные панели в пределах одного пояса соединены их отбортовками путем вдавливания выступа отбортовки одной панели в полость отбортовки другой панели, а между поясами - с помощью шпангоутов, кольцевых кронштейнов, упоров и т.д.

Известные стволы по патентам №№2244084 и 2253723 имеют ярусную компоновку панелей, когда каждый кольцевой пояс изолирован от смежного, и связанную с ней сложную многоэлементную систему крепления, что создает трудности при монтаже и демонтаже. Конструкция каждого из упомянутых стволов ограничена одним вариантом формы панелей и, следовательно, одним вариантом формы ствола. Кроме того, панели стволов выполнены из одного единственного материала: термопласта по патенту №2244084, непригодного для работы в высокотемпературных условиях, и стеклопластика по патенту №2253723.

Газоотводящий ствол по патенту №2253723 является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка универсальной конструкции газоотводящего ствола дымовой трубы с простой системой крепления панелей, а значит и легкостью монтажа и демонтажа.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в упрощении конструкции ствола, расширении его эксплуатационных возможностей, повышении его ремонтопригодности.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в газоотводящем стволе дымовой трубы, состоящей из панелей с обращенными наружу стыковочными боковыми отбортовками, расположенных кольцевыми поясами по его высоте, выполненных из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего, и механических средств крепления указанных панелей друг с другом, согласно изобретению его панели выполнены недеформируемыми криволинейными или плоскими, каждая панель снабжена дополнительно стыковочными торцевыми отбортовками, обращенными перпендикулярно наружу до смыкания с ее стыковочными боковыми отбортовками, с образованием замкнутой корытообразной конструкции, а механические средства крепления размещены в отверстиях всех ее отбортовок, при этом каждая панель, при необходимости, снабжена, по меньшей мере, одним ребром жесткости, расположенным снаружи или изнутри между ее стыковочными торцевыми отбортовками, выполненным в виде пултрузионного профиля из композиционного материала, а также в частных случаях выполнения изобретения он (газоотводящий ствол) выполнен цилиндрическим из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента цилиндра, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу; он выполнен в виде усеченного конуса из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента усеченного конуса, при этом боковые отбортовки любой из указанных панелей обращены радиально наружу; он выполнен в виде правильного многогранника постоянного сечения из недеформируемых плоских панелей постоянной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника; он выполнен в виде правильного многогранника переменного сечения, преимущественно усеченной призмы, из недеформируемых плоских панелей переменной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника; он выполнен в виде многогранника с числом граней не менее пяти; он выполнен в виде трубы фасонного постоянного сечения из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде арки, а ее стыковочные отбортовки обращены в направлении радиуса трубы, проходящего через точку ее контакта со смежной панелью; панели в смежных поясах расположены строго друг над другом или со смещением относительно друг друга; панели скреплены между собой болтовым соединением через герметизирующую прокладку; в качестве искусственного волокна композиционного материала панели и пултрузионного профиля ребра жесткости использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации; полимерное связующее упомянутых панели и/или профиля содержит до 40% (объемн.) наполнителя, в качестве которого использованы мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин, микросферы, микрошарики или их комбинация; полимерное связующее содержит до 40% (объемн.) антипиреновых добавок; пултрузионный профиль ребра жесткости выполнен сплошным или полым; поперечное сечение пултрузионного профиля ребра жесткости выполнено прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, круглым, кольцевым, в виде сектора овала, эллипса или окружности; на каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса пултрузионный профиль ребра жесткости расположен по диагонали; на соседних панелях одного кольцевого пояса указанные профили расположены по расходящимся диагоналям с образованием из профилей всех панелей зигзагообразного рисунка; на каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса упомянутые профили расположены попарно и расходятся лучами от крайней точки панели на ее вертикальной оси в ее противолежащие углы; упомянутый профиль снаружи закрыт, по меньшей мере, одним слоем ткани, мата или холста, скрепленным с панелью связующим; панель и пултрузионный профиль ребра жесткости, закрепленный на ней, выполнены из композиционного материала на основе одинаковых искусственных волокон и полимерных связующих; панель, и пултрузионный профиль ребра жесткости, закрепленный на ней, выполнены из композиционного материала на основе различных искусственных армирующих волокон и/или различных полимерных связующих; пултрузионный профиль ребра жесткости имеет наружное и/или внутреннее защитное покрытие; он выполнен с наружным и/или внутренним лакокрасочным покрытием; он выполнен с наружным и/или внутренним теплоизоляционным покрытием, преимущественно на основе минерального, базальтового или стеклянного волокна или их комбинации, или пеноматериалов; он выполнен с огнезащитным покрытием.

Отличительными от прототипа признаками заявленного газоотводящего ствола являются следующие:

а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:

- выполнение панелей ствола недеформируемыми плоскими или криволинейными,

- снабжение каждой панели дополнительно стыковочными торцевыми отбортовками, обращенными перпендикулярно наружу до смыкания с ее стыковочными боковыми отбортовками с образованием замкнутой корытообразной конструкции,

- размещение механических средств крепления в отверстиях всех отбортовок панели;

- снабжение каждой панели, при необходимости, по меньшей мере одним, ребром жесткости, выполненным в виде пултрузионного профиля из композиционного материала;

- расположение на панели упомянутого, по меньшей мере, одного пултрузионного профиля ребра жесткости снаружи или изнутри между ее стыковочными торцевыми отбортовками;

б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:

- выполнение ствола цилиндрическим из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента цилиндра, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу;

- выполнение ствола в виде усеченного конуса из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента усеченного конуса, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу;

- выполнение ствола в виде правильного многогранника постоянного сечения из недеформируемых плоских панелей постоянной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника;

- выполнение ствола в виде правильного многогранника переменного сечения из недеформируемых плоских панелей переменной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника;

- выполнение ствола в виде многогранника с числом граней не менее пяти;

- выполнение ствола в виде трубы фасонного постоянного сечения из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде арки, а ее стыковочные отбортовки обращены в направлении радиуса трубы, проходящего через точку ее контакта со смежной панелью;

- расположение панелей в смежных поясах строго друг над другом или со смещением друг относительно друга;

- скрепление панелей между собой болтовым соединением через герметизирующую прокладку;

- использование в качестве искусственного волокна композиционного материала панели и пултрузионного профиля стеклянного, базальтового, углеродного или полимерного волокна или их комбинации, а в качестве полимерного связующего - связующего на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации;

- содержание в полимерном связующем упомянутых панели и/или профиля до 40% (объемн.) наполнителя, в качестве которого использованы мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин, микросферы, микрошарики или их комбинация;

- содержание в полимерном связующем до 40% (объемн.) антипиреновых добавок;

- выполнение пултрузионного профиля ребра жесткости сплошным или полым;

- выполнение поперечного сечения пултрузионного профиля ребра жесткости прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, круглым, кольцевым, в виде сектора овала, эллипса или окружности;

- расположение пултрузионного профиля по диагонали на каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса;

- расположение на соседних панелях одного кольцевого пояса указанных профилей по расходящимся диагоналям с образованием из профилей всех панелей зигзагообразного рисунка;

- расположение на каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса упомянутых профилей попарно лучами, расходящимися от крайней точки панели на ее вертикальной оси в ее противолежащие углы;

- закрытость упомянутого профиля снаружи, по меньшей мере, одним слоем ткани, мата или холста, скрепленным с панелью связующим;

- выполнение панели и пултрузионного профиля ребра жесткости, закрепленного на ней, из композиционного материала на основе одинаковых искусственных волокон и полимерных связующих;

- выполнение панели и пултрузионного профиля ребра жесткости, закрепленного на ней, из композиционного материала на основе различных искусственных армирующих волокон и/или различных полимерных связующих;

- наличие на пултрузионном профиле наружного и/или внутреннего защитного покрытия;

- выполнение ствола с наружным и/или внутренним лакокрасочным покрытием;

- выполнение ствола с наружным и/или внутренним теплоизоляционным покрытием, преимущественно на основе минерального, базальтового или стеклянного волокна или их комбинации, или пеноматериалов;

- выполнение ствола с огнезащитным покрытием.

Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в независимом пункте формулы изобретения совокупность известных и отличительных признаков не известна и, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».

Заявленный газоотводящий ствол обладает следующими преимуществами перед стволом по прототипу:

- разнообразием форм его выполнения,

- иной конструкцией панели, обеспечивающей полную изоляцию средств крепления от воздействия исходящих газов,

- иным местом размещения механических средств крепления, обеспечивающим прочное скрепление панелей без промежуточных крепежных элементов,

- возможностью дополнительного упрочнения панели ребром жесткости,

- разнообразием материалов для выполнения панелей и ребер жесткости,

- возможностью выполнения местного ремонта с заменой любого необходимого числа прогоревших панелей в кратчайшие сроки.

Газоотводящий ствол по предложенному техническому решению может быть по форме выполнен цилиндрическим, многогранным, в виде усеченного конуса или в виде трубы фасонного сечения. Для этого следует выбрать соответствующий тип панели из ряда недеформируемых плоских или криволинейных панелей.

Любая из перечисленных панелей имеет корытообразную конструкцию за счет выполненных на ней по всем четырем ее сторонам сомкнутых между собой по углам отбортовок под механические соединения. Отбортовки направлены так, чтобы, с одной стороны, обеспечить при сборке ствола плотное прилегание панелей между собой в одном кольцевом поясе (радиальное направление боковых отбортовок) и между поясами (перпендикулярное относительно панели направление торцевых отбортовок), а с другой, изолировать металлические средства крепления от коррелирующего воздействия агрессивных горячих исходящих газов (направление отбортовок наружу, а не вовнутрь ствола).

Возможность дополнительного упрочнения панелей ребрами жесткости позволяет уменьшать толщину панели, сохраняя ее прочность.

Для изготовления панелей и ребер жесткости пригодны разнообразные композиционные материалы, в частности базальто-, угле-, стеклопластики или материалы на основе полимерного волокна, или комбинированные материалы, например стеклобазальтопластики, при этом в качестве связующего могут выступать составы на основе эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой смол или их комбинации, иногда в сочетании с наполнителями (мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин, микросферы, микрошарики или их комбинация) и антипиреновыми добавками. Содержание того и другого может достигать 40%.

Ствол, предназначенный для отвода газов с очень высокой температурой, оснащен наружным и/или внутренним теплоизоляционным покрытием и огнезащитным покрытием.

Ребро жесткости, выполненное в виде пултрузионного профиля, может иметь разнообразное поперечное сечение, может быть расположено на панели, например, по диагонали или по ее оси, может быть выполнено из материала, аналогичного материалу панели, или из другого композиционного материала, отличного от него.

Вышеперечисленным подтверждается решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами.

На фиг.1 представлен заявленный газоотводящий ствол, общий вид, на фиг.2 - варианты панелей, на фиг.3 - газоотводящий ствол (вариант).

Газоотводящий цилиндрический ствол 1 дымовой трубы выполнен из эпоксидного стеклобазальтопластика и состоит из набора недеформируемых криволинейных панелей 2, расположенных кольцевыми поясами 3 по его высоте, скрепленных между собой болтовыми соединениями 4 (фиг.1).

Каждая панель 2 выполнена в виде сегмента цилиндра и имеет две боковые отбортовки 5, направленные радиально наружу (в сторону выпуклой стороны сегмента цилиндра) и две торцевые отбортовки 6, направленные также наружу, но перпендикулярно к поверхности сегмента до смыкания с отбортовками 5. Отбортовки 5 и 6 вместе с собственно панелью 2 образуют корытообразную конструкцию.

В каждой отбортовке 5 и 6 выполнены отверстия 7 (фиг.2) под болтовые соединения 4. Панели 2 состыкованы друг с другом путем совмещения их отбортовок 5 с образованием поясов 3 и стянуты соединениями 4. Панели 2 смежных кольцевых поясов 3 между собой состыкованы отбортовками 6 и также стянуты соединениями 4. Таким образом, все панели 2 ствола 1 связаны друг с другом только болтовыми соединениями 4 через герметизирующую прокладку 8.

Другие варианты панелей 2, пригодные для выполнения газоотводящих стволов в соответствии с изобретением, представлены на фиг.2 (а, б, в). На фиг.2а изображена недеформируемая плоская панель, пригодная для выполнения многогранного ствола постоянного поперечного сечения, на фиг.2б изображена криволинейная панель в виде сегмента усеченного конуса, пригодная для выполнения ствола в виде усеченного конуса, на фиг.2в представлена недеформируемая криволинейная панель в виде арки, пригодная для выполнения ствола в виде трубы фасонного постоянного сечения.

На фиг.3 представлен (частично) газоотводящий ствол 1, выполненный из панелей 2, снабженных ребрами жесткости 9, расположенными попарно и расходящимися лучами от крайней точки панели 2 на ее вертикальной оси в ее противолежащие углы.

Ребра жесткости 9 могут иметь различное поперечное сечение: прямоугольное, круглое, трапецеидальное и любое другое, пригодное для этой цели, и могут быть расположены вертикально по оси панели, по диагонали и т.д.

Таким образом, предложенный газоотводящий ствол прост по конструкции, может быть выполнен из нескольких вариантов панелей и иметь соответствующую выбранному типу панели форму, может быть быстро и легко отремонтирован.

1. Газоотводящий ствол дымовой трубы, состоящий из панелей с обращенными наружу стыковочными боковыми отбортовками, расположенных кольцевыми поясами по его высоте, выполненных из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего, и механических средств крепления указанных панелей друг с другом, отличающийся тем, что его панели выполнены криволинейными или плоскими, при этом и криволинейные, и плоские панели выполнены недеформируемыми, каждая панель снабжена дополнительно стыковочными торцевыми отбортовками, обращенными перпендикулярно наружу до смыкания с ее стыковочными боковыми отбортовками, с образованием замкнутой корытообразной конструкции, а механические средства крепления размещены в отверстиях всех ее отбортовок, при этом каждая панель снабжена, по меньшей мере, одним ребром жесткости, расположенным снаружи или изнутри между ее стыковочными торцевыми отбортовками, выполненным в виде пултрузионного профиля из композиционного материала.

2. Ствол по п.1, отличающийся тем, что он выполнен цилиндрическим из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента цилиндра, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу.

3. Ствол по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде усеченного конуса из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента усеченного конуса, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу.

4. Ствол по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде правильного многогранника постоянного сечения из недеформируемых плоских панелей постоянной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника.

5. Ствол по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде правильного многогранника переменного сечения, преимущественно усеченной призмы, из недеформируемых плоских панелей переменной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника.

6. Ствол по п.4 или 5, отличающийся тем, что он выполнен в виде многогранника с числом граней не менее пяти.

7. Ствол по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде трубы фасонного постоянного сечения из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде арки, а ее стыковочные отбортовки обращены в направлении радиуса трубы, проходящего через точку ее контакта со смежной аркой.

8. Ствол по п.1, отличающийся тем, что панели в смежных поясах расположены строго друг над другом или со смещением относительно друг друга.

9. Ствол по п.1, отличающийся тем, что панели скреплены между собой болтовым соединением через герметизирующую прокладку.

10. Ствол по п.1, отличающийся тем, что в качестве искусственного волокна композиционного материала панели и пултрузионного профиля ребра жесткости использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации.

11. Ствол по п.1, отличающийся тем, что полимерное связующее упомянутых панели и/или профиля содержит до 40 об.% наполнителя, в качестве которого использованы мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин, микросферы, микрошарики или их комбинация.

12. Ствол по п.1, отличающийся тем, что полимерное связующее содержит до 40 об.% антипиреновых добавок.

13. Ствол по п.1, отличающийся тем, что пултрузионный профиль ребра жесткости выполнен сплошным или полым.

14. Ствол по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение пултрузионного профиля ребра жесткости выполнено прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, круглым, кольцевьм, в виде сектора овала, эллипса или окружности.

15. Ствол по п.1, отличающийся тем, что на каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса пултрузионный профиль ребра жесткости расположен по диагонали.

16. Ствол по п.14, отличающийся тем, что на соседних панелях одного кольцевого пояса указанные профили расположены по расходящимся диагоналям с образованием из профилей всех панелей зигзагообразного рисунка.

17. Ствол по п.1, отличающийся тем, что на каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса упомянутые профили расположены попарно и расходятся лучами от крайней точки панели на ее вертикальной оси в ее противолежащие углы.

18. Ствол по п.1, отличающийся тем, что упомянутый профиль снаружи закрыт, по меньшей мере, одним слоем ткани, мата или холста, скрепленным с панелью связующим.

19. Ствол по п.1, отличающийся тем, что панель и пултрузионный профиль ребра жесткости, закрепленный на ней, выполнены из композиционного материала на основе одинаковых искусственных волокон и полимерных связующих.

20. Ствол по п.1, отличающийся тем, что панель и пултрузионный профиль ребра жесткости, закрепленный на ней, выполнены из композиционного материала на основе различных искусственных армирующих волокон и/или различных полимерных связующих.

21. Ствол по п.1, отличающийся тем, что пултрузионный профиль ребра жесткости имеет наружное и/или внутреннее защитное покрытие.

22. Ствол по п.1, отличающийся тем, что выполнен с наружным и/или внутренним лакокрасочным покрытием.

23. Ствол по п.1, отличающийся тем, что выполнен с наружным и/или внутренним теплоизоляционным покрытием, преимущественно на основе минерального, базальтового или стеклянного волокна или их комбинации или пеноматериалов.

24. Ствол по п.1, отличающийся тем, что выполнен с огнезащитным покрытием.