ВОЗДУХОВОД ДЛЯ СИСТЕМЫ АЭРАЦИИ

Изобретение относится к системам вентиляции и аэрации, более конкретно к воздуховодам для подачи воздуха в системах аэрации.
Известны воздуховоды, содержащие трубы для подачи воздуха, компенсаторы и опоры, см. например авторское свидетельство СССР №1605104, МКИ F 24 F 13/06 от 1990 г. Трубы воздуховода расположены на опорах, а их участки между опорами подвергаются изгибу под действием собственного веса, массы снега, льда и вследствие ветровых нагрузил. Давление воздуха в трубах обычно низкое, но приходиться принимать толщины, достаточные для обеспечения прочности и жесткости участков труб, расположенных между опорами. Это приводит к увеличению стоимости оборудования. Диалогом данного изобретения является воздуховод по авторскому свидетельству СССР №1596189 А2(51)5 МКИ F 24 F 13/06 от 1990 г. Данный воздуховод содержит трубу, компенсаторы и опоры, а также концентрическую трубу, расположенную вокруг трубы воздуховода и имеющую, общую с ней, ось симметрии. Концентрические трубы соединены радиальными ребрами. Такая конструкция позволяет увеличить жесткость воздуховода, но выполнение работ по сварке труб о внутренними радиальными ребрами при длине труб 3-6 метров, когда сварные швы приходится выполнять внутри трубы, является очень сложным. Поэтому при создании воздуховодов в климатических условиях России, когда они расположены вне цехов, требуется большие затраты. Они особенно велики в северных районах, где ветровая нагрузка на трубы может быть весьма значительней. Поэтому приходится ставить большое число опор воздуховода, например, с расстоянием между опорами не более 4 метров, например при диаметре воздуховода менее 400 мм и не более 3 м при диаметрах труб воздуховодов 400 мм и более, см. Справочник молодого слесаря по изготовлению и монтажу вентиляционных систем. Москва. Высшая школа. 1983 стр.144.
Изобретение направлено на решение технической задачи обеспечения прочности и жесткости труб при минимальном расходе материала для их изготовления.
Указанная техническая задача решается за счет того, что к трубам по их длине прикреплены угловые профили с расположением их вершин на горизонтальном диаметре труб. Именно этот отличительный признак обеспечивает значительное повышение прочности и жесткости, как за счет увеличения момента инерции сечения труб, так и за счет улучшения условий их обтекания воздухом при ветробой нагрузке.
Устройство иллюстрируется чертежами: фиг.-1 - фиг.5, при этом - на фиг.1 показан общий вид воздуховода, на фиг.2 и 3 разрезы, показывающие его сечения для круглой трубы, а на фиг.4 и 5 - сечения в случае использования трубы овального сечения. Воздуховод монтируется на
колоннах 1, на которых укреплены опоры 2, поддерживающие трубы 3 круглого, (реже овального) сечения фиг.1. Угловой профиль 4 приварен к трубе, а по длине трубы соединены поперечными, сварными швами 5. Компенсаторы 6, например в виде оболочек с поверхностями в форме тора, компенсируют изменение длин трубы за счет колебаний температуры. С другой стороны к трубе приварен угловой профиль 7 фиг.2. Угловой профиль 7, (как и 4) получен изгибом листа, но можно использовать сварные угловые профили, например, полученные сваркой листов 8 и 9, а также 10 и 11. Эти листа изогнуты по дугам окружностей. Труба контактирует с опорой через прокладки 12. Как покусано на фиг.4 и 5, угловые профили можно крепить сваркой и к овальным (эллиптическим) трубам.
Во всех случаях - вершины угловых профилей - точки А, В - для угловых профилей, полученных изгибом целого листа: 4 и 7; а также - точки, (точнее - линии перпендикулярные плоскости чертежа) С и D - для угловых сварных профилей, образованных сваркой листов 8 и 9; 10 и 11; расположены на оси x, по которой ориентированы горизонтальные диаметры труб.
1
Расчеты показывают, что при диаметре трубы d и ее толщине s усиление ее угловыми. профилями с толщиной листа δ увеличивает, ее момент инерции относительно оси x в А раз
где α - угол, определяющий положение краев профиля.
1
Если δ=s; α=45°, то обеспечено увеличение момента инерции и момента сопротивления в А=1,67 раз, что уменьшит прогиб и напряжения весьма значительно.
2
2
Возрастает существенно и момент инерции относительно оси "y", он возрастает в А раз, где А=1+1,27
y
2
При и α=45° момент инерции J возрастает в А=3,12 раз.
Одновременно с повышением жесткости обеспечено улучшение обтекания воздуховода ветров, при этом движение воздуха происходит преимущественно в направлении оси х. Сварные швы крепления угловых профилей к трубам можно выполнять прерывистыми.
Такое конструктивное исполнение обеспечивает гораздо более эффективное использование материала, чем в случае, если его расходовать на увеличение толщины стенки трубы.
При равных величинах расстояния между опорами и прогибах экономия металла, расходуемого на воздуховоды равной длины, составила 12,5%. При этом одинаковые интенсивное ветра создали для воздуховода данной конструкции усилия на 19% меньшие, чем для воздуховода в форме круглой трубы.