СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫЙ ГАЗООТВОДЯЩИЙ СТВОЛ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ

Полезная модель относится к области строительства специальных сооружений и может быть применена преимущественно при возведении газоотводящих стволов промышленных дымовых и вентиляционных труб.
Известны бипластмассовые газоотводящие трубы с несущим слоем из стеклопластика, состоящие из отдельных цилиндрических элементов-царг, имеющих на торцах наружные фланцевые стеклопластиковые отбортовки, которые в смежных царгах соединяются между собой болтами, для уплотнения стыка используются прокладки [1].
Однако при больших диаметрах труб трудно добиться непроницаемости стыка из-за деформаций фланца между болтами. Для устранения этих деформаций фланец приходится делать толстым, что увеличивает материалоемкость трубы. Кроме того, значительно увеличивается трудоемкость изготовления царг, так как фланцевая отбортовка выполняется ручным контактным формованием.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому объекту является стеклопластиковый газоотводящий ствол дымовой трубы из сопряженных между собой торцами труб-оболочек, содержащих выполненные многослойными из слоев стеклотканого наполнителя и полимерного связующего, уложенных плашмя в кольцевом направлении, цилиндрический корпус и краевые опорно-стыковочные пояса в виде наружных цилиндрических выступов. Эти выступы образуют торцевые ребра жесткости большой ширины, которые в сопряжении оболочек соединяются между собой в продольном направлении болтами, для уплотнения стыка между царгами могут быть использованы прокладки. Такие ребра жесткости могут быть выполнены намоткой, что по сравнению с фланцевой отбортовкой снижает трудоемкость изготовления царг. Однако от продольных усилий, передаваемых болтами, по прослойкам связующего происходит сдвиг слоев, уложенных плашмя в ребро жесткости, то есть стеклопластик в таких ребрах работает на межслойный сдвиг, сопротивление которому на порядок ниже, чем срезу. Поэтому ширину ребер по условиям прочности приходится делать больше, чем требуется по условиям обеспечения жесткости, а это увеличивает материалоемкость газоотводящего ствола дымовой трубы.
Полезная модель решает задачу снижения материалоемкости стеклопластикового газоотводящего ствола дымовой трубы.
Для этого в стеклопластиковом газоотводящем стволе из сопряженных между собой торцами труб-оболочек, содержащих выполненные из слоев пропитанного полимерным связующим стеклотканого наполнителя, уложенных в кольцевом направлении, цилиндрический корпус и краевые опорно-стыковочные пояса в виде наружных цилиндрических выступов, образующих торцевые ребра жесткости, которые в сопряжении оболочек соединены между собой болтами, согласно полезной модели в ребрах жесткости и по крайней мере в наружных слоях оболочки под ребрами между слоями стеклотканого наполнителя уложены в кольцевом направлении с интервалами по образующей узкие полосы прочного наполнителя, например стеклоровинга.
При этом узкие полосы наполнителя уложены со сдвигом в продольном направлении относительно уложенных в смежных слоях и могут располагаться в слое по винтовой линии, а в смежных слоях - по винтовым линиям разного направления.
Узкие полосы наполнителя, уложенные с интервалом между слоями пропитанной полимерным связующим стеклоткани, искривляют уточную нить ткани, образуя в смежных слоях пазы, в которых как шпонка располагается узкая полоса наполнителя, в результате слои не сдвигаются, а должен происходить срез по уточным нитям, сопротивление которому на порядок выше, чем сдвигу. В результате может быть уменьшена ширина торцевых ребер жесткости, что снижает материалоемкость оболочки и всего газоотводящего ствола дымовой трубы. Дополнительная укладка с интервалом узких полос наполнителя по крайней мере в наружных слоях оболочки под ребрами исключает сдвиг по границе между оболочкой и ребром. Укладка узких полос наполнителя со сдвигом в продольном направлении относительно уложенных в смежных слоях рассосредоточивает положение шпонок и распределяет усилия, повышая сопротивление сдвигу.
Укладка полос наполнителя по винтовой линии, причем в смежных слоях - по винтовым линиям разного направления, хорошо сочетается с технологией изготовления оболочек и может вестись одновременно с намоткой оболочек и их торцевых ребер жесткости, подкладывая эти полосы между слоями стеклотканого наполнителя. Пересечение винтовых линий происходит в отдельных точках в разных уровнях и не влияет на рассосредоточенность шпонок.
На фиг.1 показан узел сочленения оболочек в газоотводящем стволе дымовой трубы, на фиг.2 - деталь торцевого ребра оболочки.
Стеклопластиковый газоотводящий ствол дымовой трубы состоит из труб-оболочек 1, сопряженных между собой торцами 2. Каждая труба-оболочка 1 содержит цилиндрический корпус 3 и краевые опорно-стыковочные пояса в виде наружных цилиндрических выступов, образующих торцевые ребра жесткости 4. Корпус 3 и ребра жесткости 4 выполнены многослойными из слоев стеклотканого наполнителя 5, уложенных в кольцевом направлении и пропитанного полимерным связующим, образующим прослойки 6. Ребра 4 соседних труб-оболочек 1 соединены между собой болтами 7, которые установлены в гнездах 8 задней части ребра 4. В ребрах жесткости 4 и по крайней мере в наружных слоях корпуса 3 оболочки 1 под ребрами 4 между слоями стеклотканого наполнителя 5 уложены в кольцевом направлении с интервалами по образующей узкие полосы 9 прочного наполнителя, например стеклоровинга. При этом узкие полосы 9 наполнителя уложены со сдвигом в продольном направлении относительно уложенных в смежных слоях. Укладка полос 9 может вестись, например, по винтовой линии, а в смежных слоях - по винтовым линиям разного направления. В месте наложения полос 9 от натяжения при намотке нитей основы стеклотканого наполнителя 5 от контакта с полосами 9 происходит искривление его уточных нитей с образованием пазов 10, где и располагаются полосы 9. Между торцами 2 труб - оболочек 1 может быть установлен уплотняющий вкладыш 11 из резины. При точной обработке торца и обеспечении зеркала фланца вкладыш 11 может отсутствовать.
Стеклопластиковый газоотводящий ствол работает следующим образом. При намотке корпуса 3 и ребер 4 между слоями пропитанного полимерным связующим тканого стеклонаполнителя 5 укладывают в окружном направлении узкие полосы 9 прочного наполнителя, например стеклоровинга, причем может укладываться одновременно несколько полос 9. В качестве узких полос 9 может быть использован и другой материал, например металлическая полоса или проволока. Эти полосы - вкладыши от натяжения при намотке нитей основы стеклотканого наполнителя 5 и давления опрессовки (от валика, гладилки) в месте контакта стеклотканого наполнителя 5 с полосами 9 искривляют его уточную нить, частично вытесняя связующее из прослоек 6 и образуя пазы 10, в которые как шпонки входят полосы 9. Полосы 9 могут не пропитываться связующим, изготовление труб-оболочек может вестись по схеме как мокрой, так и сухой намотки.
От натяжения болтов 7, например вследствие действия на дымовую трубу ветра, их головки и гайки упираются в заднюю часть ребра 4, вызывая сдвиг его слоев 5 и сопряжения ребра 4 с корпусом 3. Однако сдвигу слоев 5 препятствуют шпонки из полос 9, которые упираются в пазах 10 в искривления уточных нитей слоев 5 тканого стеклонаполнителя, заставляя их работать на срез. А сопротивление стеклопластика срезу на порядок выше сопротивления межслойному сдвигу.
По сравнению с прототипом за счет увеличения сопротивления стеклопластика межслойному сдвигу слоев тканого стеклонаполнителя ширина торцевых ребер жесткости в сопряжении труб-оболочек может быть уменьшена, что снижает материалоемкость всего газоотводящего ствола дымовой трубы.
Источники информации
1. Руководство по проектированию, расчету и методам контроля газоходов и ванн из бипластмасс / Под ред. В.М.Асташкина. - М.: ЦБНТИ ММСС СССР. 1979, с.107, рис.1,г.
2. Труба-оболочка из композиционных волокнистых материалов, способы ее изготовления и сборки в составе газоотводящего ствола (варианты). Патент РФ на изобретение №2219417. Заявлено 25.01.2002; зарегистрировано 20.12.2003 (прототип).