УЗЕЛ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПРОХОДА ГОРЯЧЕГО ГАЗОХОДА ЧЕРЕЗ КАРКАСНУЮ ОГРАЖДАЮЩУЮ КОНСТРУКЦИЮ

Полезная модель относится к строительству, конкретно к устройствам узла герметизации прохода горячего газохода через каркасные ограждающие конструкции, преимущественно через легкие ограждающие конструкции из сэндвич панелей, в частности к узлу герметизации прохода выхлопного тракта энергетических газотурбинных установок или газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом.
В настоящее время для размещения установок и агрегатов, имеющих горячие газоходы, например, энергетические газотурбинные установки или газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом, имеющие систему выхлопа с выхлопным трактом, широко используются укрытия и здания с легкими каркасными ограждающими конструкциями из сэндвич панелей, в связи с этим возникает проблема герметизации узла прохода тракта выхлопа через такие ограждающие конструкции, который должен быть не только герметичным, но также допускать перемещение газохода, возникающее от вибрации и температурных деформаций, быть прочным и обеспечивать необходимую жесткость для прохода массивных газоходов, быть стойким к высоким температурам, желательно огнестойким, узла, который может быть размещен как в стенах, так и в перекрытиях (для горизонтальных и вертикальных газоходов соответственно), узла преимущественно предназначенного для прохода газоходов прямоугольного сечения.
Известны различные устройства для защиты от проникновения атмосферных осадков между дымовой трубой и кровлей, например, по патенту на изобретение № RU 2008564 (опубл. 28.02.1994), содержащее размещенные на трубе защитный фартук с отбуртовкой по нижнему краю и зонт, или по патенту на изобретение № RU 2097506 (опубл. 27.11.1997), содержащее Г-образные фартуки с радиусным желобом при вершине размещаемые под выдрой кирпичной трубы, или по патенту на полезную модель № RU 89565 (опубл. 27.11.1997), содержащее обечайку в виде усеченного конуса или пирамиды и основание. Общим недостатком таких устройств является недостаточная герметизация прохода, невозможность применения на горизонтальных газоходах.
Известны узлы примыкания кровли к выступающим над ее поверхностью строительным элементам, например, известен строительный элемент для влаго и радиационной защиты примыкания по патенту на полезную модель № RU 25028 (опубл. 10.09.2002), выполненный в виде полосы из эластичного неметаллического материала, в качестве которого взят пропитанный гидростойким составом тканый материал, с нанесенным по одной стороне по краям клеевым составом, которыми материал приклеен к кровле и к выступающей над ее поверхностью строительной конструкции, верхний край полосы, приклеенный к выступающей над кровлей строительной конструкции дополнительно прижат к ней при помощи регулярно расположенных металлических пластин с отверстием и дюбелей с шурупами, при этом нижняя часть полосы при необходимости огибания уступов может быть раскроена соответствующим образом. Недостатком такого устройства является то, что оно неприменимо для горячих газоходов, не прочно при вибрации и температурных деформациях, не огнестойко.
Известен узел примыкания гидроизоляционных слоев к трубам по патенту на изобретение № RU 2354879 (опубл. 10.05.2009) для связи кровли зданий с выхлопными, вентиляционными и прочими трубами, испытывающими воздействие вибрации, содержащее защитный фартук, закрепленный на трубе, переходной бортик с установленными в нем анкерными болтами и прижимное кольцо, надетое на анкерные болты. Прижимное кольцо выполнено разъемным по плоскости, перпендикулярной его оси, снабжено верхней и нижней отбортовками, выполненными по его внутреннему диаметру, снабжено сферическим упругим антифрикционным вкладышем, закрепленным на внутренней поверхности прижимного кольца со стороны трубы. Труба снабжена шаровым сегментом, образующим с антифрикционным вкладышем шарнир, прижимное кольцо надето на анкерные болты переходного бортика через виброгасящую прокладку. Отбортовки кольца снабжены виброгасящими кольцевыми втулками, имеющими виброгасящие пальцы. Недостатком устройства является очень сложная конструкция, оно не может быть применено для горизонтальных газоходов, для газоходов прямоугольного сечения, в легких ограждающих конструкциях, например, из сэндвич панелей.
Известна изоляция для вентиляционного трубопровода, проходящего через отверстие в стене или потолке по патенту на изобретение №RU 2462666 (опубл. 27.09.2012), где зазор между трубопроводом прямоугольного сечения и отверстием заполнен набивочным материалом, изолирующий материал размещен вокруг трубопровода, имеется огнезащитное покрытие и профильные элементы, которые прикреплены к трубопроводу и к стене или потолку рядом с отверстием для увеличения жесткости трубопровода и упрощения сборки. Недостатком такого устройства для изоляции трубопровода является то, что оно не предназначено для горячих газоходов, профильные элементы, жестко закрепленные к трубопроводу и стене или потолку, препятствуют перемещению газохода при вибрации и температурных деформациях, такая изоляция недостаточна при применении снаружи здания, из-за большого веса газохода неприменима при проходе через сэндвич панели.
Известна проходка через кровельную сэндвич панель квадратной трубы, к примеру, Группы компаний Металл Профиль, г. Пермь (Альбом технических решений к техническому каталогу «Трехслойные сэндвич-панели “Металл Профиль», лист 72-73, электронная версия выложена по адресу http://www.metallprofil.ru/e_mag/sendvich-paneli, вкладка - «Техническая документация»). Устройство содержит вставленную в отверстие в кровельной сэндвич панели квадратную трубу, где зазор между отверстием и трубой заполнен набивкой из минеральной ваты или стекловаты, а наружный торец зазора уплотнен полимерной отверждаемой мастикой, содержит также внутренний и наружный фартуки из фасонных изделий Г-образной формы, жестко закрепленные полками к трубе и к сэндвич панели при помощи саморезов или заклепок и дополнительный защитный фартук над наружным фартуком, выполненный из фасонных изделий и закрепленный на трубе при помощи саморезов, при этом верхний торец зазора между дополнительным защитным фартуком и трубой уплотнен полимерной отверждаемой мастикой. Недостатком такого устройства является следующее: данный проход не предназначен непосредственно для прохода горячего газохода, предусматривается, что сквозь квадратную трубу будет пропущена вторая труба, которая по нормам пожарной безопасности должна иметь теплоизоляцию; недостаточная огнестойкость - стекловата, к примеру, выдерживает нагрев только до 500°C, некоторые виды минеральной ваты (каменная вата) - до 600°C; выполнение наружного и внутреннего фартуков из жестких фасонных изделий препятствуют перемещению газохода при вибрации и температурных деформациях, при этом фасонные изделия, выполненные из тонкого стального листа толщиной 0,5 мм, не прочны, при сильных вибрациях газохода, они могут деформироваться, из-за этого весь проход недостаточно прочен, а также не применим для массивных газоходов, таких, к примеру, как тракт выхлопа энергетических газотурбинных установок или газоперекачивающих агрегатов; проходка не предназначена для горизонтального газохода; отверждаемая мастика подвержена разрушению при сильных деформациях, что ведет к нарушению герметичности проходки, ее срок службы ограничен 10-12 годами. Это техническое решение выбрано за ближайший аналог заявляемой полезной модели.
Перед авторами стояла задача улучшения эксплуатационных характеристик узла герметизации прохода горячего газохода через каркасную ограждающую конструкцию, за счет обеспечения большей огнестойкости и прочности, за счет создания конструкции, обеспечивающей свободное перемещение газохода при вибрациях и температурных деформациях, обеспечивающей горизонтальную и вертикальную проходку газохода, преимущественно прямоугольного сечения. Предлагаемое устройство предназначено преимущественно для прохода через легкую каркасную ограждающую конструкцию из сэндвич панелей, однако это не ограничивает его применение в других подобных ограждающих конструкциях.
Для достижения указанного технического результата узел герметизации прохода горячего газохода через каркасную ограждающую конструкцию, содержит вставленный в отверстие в ограждающей конструкции газоход, при этом ограждающая конструкция по периметру отверстия имеет обрамление из профильных элементов прямоугольного сечения, жестко связанное с ее каркасом, зазор между отверстием и газоходом заполнен набивкой, при этом набивкой служит негорючая минеральная вата, содержит также внутренний и наружный фартуки Г-образной формы с радиусным желобом при вершине, своими полками жестко закрепленные к газоходу и к ограждающей конструкции, при помощи саморезов через металлическую полосу, при этом фартуки выполнены из эластичного, водонепроницаемого, термостойкого тканого материала на основе стеклоткани с двусторонним покрытием на основе термостойкого каучука, к примеру, марки АТОМ-1, сложенного в 3-4 слоя, узел герметизации прохода также содержит дополнительный защитный фартук над наружным фартуком, выполненный из фасонных изделий, к примеру, из нащельника сливного, закрепленный при помощи саморезов, зазор между дополнительным защитным фартуком и ограждающей конструкцией или газоходом уплотнен уплотнительной лентой, к примеру, бутилкаучуковой, а также силиконовым герметиком поверх зазора.
Монтаж устройства на примере прохода через легкую каркасную ограждающую конструкцию из сэндвич панелей осуществляют следующим образом.
Устанавливают обрамление из профильных элементов, соответствующее размерам газохода с необходимым зазором, позволяющим свободное перемещение газохода, жестко соединяя профильные элементы с каркасом ограждающей конструкции при помощи, например, сварки, устанавливают на каркас сэндвич панели. Проделывают отверстие в сэндвич панелях по размеру обрамления, если оно не было оформлено до этого соответствующим раскроем сэндвич панелей. Устанавливают в отверстие газоход, заполняют получившийся зазор между сэндвич панелью с обрамлением и газоходом набивкой из негорючей минеральной ваты, например, базальтовой. Устанавливают наружный и внутренний фартуки из эластичного, водонепроницаемого, термостойкого тканого материала на основе стеклоткани с двусторонним покрытием на основе термостойкого каучука, к примеру, марки АТОМ-1. Так как материал имеет нормированную ширину (к примеру, АТОМ-1 - 80 см) для обеспечения необходимой ширины фартуков его складывают вдоль в 3-4 раза, не разрезая, тем самым обеспечивается необходимая прочность фартуков и технологичность изготовления. Крепят фартуки при помощи саморезов через металлическую полосу, при этом наружный фартук крепят одной полкой к сэндвич панели, а другой - к газоходу, внутренний фартук крепят одной полкой к профильным элементам обрамления, а другой - к газоходу, при этом материал при необходимости огибания уступов может быть раскроен соответствующим образом любым известным способом. Над наружным фартуком устанавливают дополнительный защитный фартук из стандартных фасонных изделий, к примеру, нащельники сливные. При горизонтальной проходке газохода устанавливают один нащельник сливной и закрепляют его на ограждающей конструкции, а при вертикальной проходке - непосредственно на газоходе, по его периметру, устанавливают 4 нащельника сливных, нащельники закрепляют при помощи саморезов. Зазор между дополнительным защитным фартуком и ограждающей конструкцией или газоходом уплотняют уплотнительной лентой, к примеру, бутилкаучуковой, поверх зазора наносят силиконовый герметик.
Выполнение обрамления из профильных элементов прямоугольного сечения, жестко связанное с каркасом ограждающей конструкции увеличивает прочность узла герметизации прохода. Прямоугольное сечение профилей облегчает крепление к обрамлению сэндвич панелей и внутреннего фартука.
Применение в качестве набивки негорючей минеральной ваты, повышает огнестойкость устройства по сравнению с ближайшим аналогом. Выполнение внутреннего и внешнего фартуков из термостойкого тканого материала на основе стеклоткани с двусторонним покрытием на основе термостойкого каучука, к примеру, марки АТОМ-1 также обеспечивает огнестойкость прохода, так как применяемая ткань негорючая.
Выполнение узла герметизации прохода горячего газохода через каркасную ограждающую конструкцию с внутренним и наружным фартуками, выполненными из водонепроницаемого материала, жестко закрепленными к газоходу и к ограждающей конструкции, при помощи саморезов через металлическую полосу, с дополнительным защитным фартуком над наружным фартуком из стандартных фасонных изделий, к примеру, из нащельника сливного, уплотненным уплотнительной лентой и силиконовым герметиком, набивка зазора между сэндвич панелью с обрамлением и газоходом позволяет обеспечить герметичность узла прохода. Радиусный желоб не позволяет осадкам и загрязнениям скапливаться на фартуке, что также повышает герметичность прохода. Уплотнительная лента, к примеру, бутилкаучуковая, в отличие от применяемой в ближайшем аналоге отверждаемой мастики лучше переносит деформации, более технологична, срок ее службы составляет 20 лет. Силиконовый герметик также лучше переносит деформации по сравнению с отверждаемой мастикой. Металлическая полоса, через которую при помощи саморезов крепятся внутренний и наружный фартуки, позволяет плотно прижать тканый материал к ограждающей конструкции и газоходу.
Выполнение узла герметизации прохода горячего газохода через каркасную ограждающую конструкцию с внутренним и наружным фартуками Г-образной формы с радиусным желобом при вершине, выполненными из эластичного тканого материала, заполнение зазора между сэндвич панелью с обрамлением и газоходом набивкой из минеральной ваты, например, базальтовой, обеспечивают свободное перемещение газохода при вибрациях и температурных деформациях.
Выполнение узла герметизации прохода горячего газохода через ограждающую конструкцию с обрамлением по периметру отверстия, жестко связанным с каркасом ограждающей конструкции, позволяет разместить газоход как вертикально, так и горизонтально.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что узел герметизации прохода горячего газохода через ограждающую конструкцию содержит по периметру отверстия обрамление из профильных элементов прямоугольного сечения, жестко связанное с каркасом ограждающей конструкции, набивкой служит негорючая минеральная вата, внутренний и наружный Г-образные фартуки выполнены с радиусным желобом при вершине, фартуки выполнены из эластичного, водонепроницаемого, термостойкого тканого материала на основе стеклоткани с двусторонним покрытием на основе термостойкого каучука, к примеру, марки АТОМ-1, сложенного в 3-4 слоя, дополнительный защитный фартук уплотнен уплотнительной лентой и силиконовым герметиком, внутренний и наружный Г-образные фартуки закреплены при помощи саморезов через металлическую полосу.
Совокупность указанных признаков позволяет обеспечить большую огнестойкость и прочность конструкции по сравнению с ближайшим аналогом, обеспечивает свободное перемещение газохода при вибрациях и температурных деформациях, горизонтальную и вертикальную проходку газохода.
Предлагаемая конструкция устройства узла герметизации прохода горячего газохода через ограждающие конструкции иллюстрируется чертежом.
На фигуре представлен общий вид устройства узла герметизации прохода горячего газохода через каркасную ограждающую конструкцию при горизонтальной проходке, где 1 - ограждающая конструкция, 2 - газоход, 3 - внешний фартук, 4 - внутренний фартук, 5 - дополнительный защитный фартук, выполненный из нащельника сливного, 6 - набивка, 7 - уплотнительная лента, 8 - саморез, 9 - профильный элемент обрамления отверстия, 10 - силиконовый герметик, 11 - металлическая полоса.
Заявляемое техническое решение узла герметизации прохода горячего газохода через ограждающие конструкции может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования и технологий. При его изготовлении используются стандартный металлопрокат, средства крепления и материалы. Устройство узла герметизации прохода соответствует нормам безопасности.