Вытяжная труба
Иллюстрации
Реферат
Использование: строительство высотных вытяжных труб. Сущность изобретения: газоотводящий ствол выполнен из заполненных газом секций кольцевых пневмооболочек. Ствол снабжен коаксиально размещенными и имеющими продольные ребра оболочками с теплоизоляцией е зазоре между ними. Секции пневмооболочек обрамлены сеткой из синтетических волокон и покрытием против обледенения, Между секциями установлены флюгеры. На вершине ствола размещена сигарообразная поворотная оболочка с надувными элементами, соплом и флюгером. Опорная часть выполнена в виде плигы, опертой посредством шара с отверстием на покрытое фторопластом основание , с верхом одной из секций пневмооболочек соединены продольные тросы, закрепленные на опорной части посредством барабана подмотки. 3 ил,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s Е 04 Н 12/28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822869/33. (22) 03.05.90 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Д. Н. Гринченко и В. И. Качалин (56) Авторское свидетельство СССР
N390248,,кл,,Е 04 Н 12/28, 1973.
Патент CLUA N 3489072, кл, 98 — 58, публ, 1966.
Авторское свидетельство СССР
N 1286716, кл, Е 04 Н 12/28, 1987, (54) ВЫТЯЖНАЯ ТРУБА (57) Использование; строительство высотных вытяжных труб, Сущность изобретения: газоотводящий ствол выполнен из заполИзобретение относится к области строительства, в частности высотных вытяжных труб.
Известна дымовая труба, содержащая несущую железобетонную оболочку и газоотводящий ствол, выполненный из синтетической пленки в виде цилиндрической оболочки, полость которой заполнена сжатым газом.
Недостатком такой трубы является большая материалоемкость и подверженность деформациям от ветровых нагрузок и в связи с этим — низкая надежность, Известна дымовая труба, установленная над зданием, которая в верхней части имеет надувную конструкцию, выполненную из синтетической пленки. Однако эта труба не самонесущая, конструкция ее не жесткая, следовательно обладает высокой деформируемостью от ветровых нагрузок и Ы„„1763626 А1 ненных газом секций кольцевых пневмооболочек, Ствол снабжен коаксиально размещенными и имеющими продольные ребра оболочками с теплоизоляцией в зазоре между ними. Секции пневмооболочек обрамлены сеткой из синтетических волокон и покрытием против обледенения, Между секциями установлены флюгеры. На вершине ствола размещена сигарообразная поворотная оболочка с надувными элементами, соплом и флюгером. Опорная часть выполнена в виде плиты, опертой посредством шара с отверстием на покрытое фторопластом основание, с верхом одной из секций пневмооболочек соединены продольные тросы, закрепленные на опорной части посредством барабана подмотки. 3 ил, С не может быть применена при сооружении высотных дымовых труб, Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является вытяжная труба, включающая газоотводящий ствол из заполненных газом4 О, секций кольцевых пневмооболочек с диафрагмами на торцах и каркас, изготовленный из продольных тросов, расположенных внутри и снаружи ствола, а.диафрагмы имеют сквозные отверстия и снабжены по наружному диаметру кольцевыми шайбами аэродинамического профиля, причем внутренние тросы и часть наружных жестко при- — крепленных к диафрагмам, а остальные наружные тросы пропущены через отверстия в диафрагмах и закреплены на вершине и в основании ствола, Недостатком известного решения является невозможность выполнения работоспособных самых нижних пневматических
1763626
50
55 секций, поскольку они будут находится под полым весом скрепляющих (создают жесткость конструкции) тросов.
Кроме того, при выполнении сверхвысоких труб (по сравнению с существующими) вес отдельного троса будет настолько большим, что послужит причиной его обрыва в верхней части.
Также неэффективна работа кольцевой шайбы с аэродинамическим профилем, так как набегающий воздушный поток на эту шайбу с лобовой стороны вызывает положительную реакцию, двигающую трубу навстречу ветру, а с тыльной стороны, тормозясь об профиль кольца, вызывает силу, уменьшающую положительный эффект, упомянутый выше, Воздушный поток, двигаясь по бокам профиля как по кольцу, вызывает крутящий момент, а поскольку он переменный во времени (как и сам ветер), то возникают усталостные напряжения материалов, и в первую очередь в тросах, что существенно сказывается на надежности конструкции, Целью изобретения является снижение материалоемкости и повышение надежности.
Указанная цель достигается тем, что вытяжная труба, включающая газоотводящий ствол из заполненных газом секций кольцевых пневмооболочек с диафрагмами на торцах и продольные тросы, закрепленные на опорной части, согласно изобретению ствол снабжен по крайней мере парой коаксиально размещенных и имеющих продольные ребра оболочек с теплоизоляцией в зазоре между ними,.сеткой из синтетических волокон и покрытием против обледенения, флюгерами, установленными между секциями кольцевых пневмооболочек, и размещенной на вершине ствола сигарообразной поворотной оболочкой с надувными концентрическими элементами с соплом и флюгером с поворотными крыльями, при этом опорная часть выполнена в виде плиты, спертой посредством шара с отверстием на покрытое фторопластом основание, а продольные тросы соединены с верхом одной из секций пневмооболочек нижней части ствола и закреплены на опорной части посредством барабана подмотки.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенная труба отличается тем, что секции кольцевых пневмооболочек обрамлены прочностной сеткой и имеют покрытие против обледенения. каркас в прототипе выполнен из продольных внутренних и наружных тросов, а в предлагаемом техническом решении — не менее, чем из двух тонкостенных оболочек, распо5
35 ложенных коаксиально и имеющих продольные ребра, пространство между которыми заполнено легкой теплоизоляцией, создающей одновременно повышение жесткости конструкции.
Аэродинамические элементы — в прототипе установлены с наружной стороны трубы, поверх внешней пневмооболочки, кольцевые шайбы, жестко скрепленные с диафрагмами секций кольцевых пневмооболочек, в предлагаемом техническом решении между секциями предусмотрен флюгер с двумя поворотными крыльями и передним аэродинамическим крылом, имеющим возможность вращаться вокруг каркаса между секциями, Кроме того, предлагаемое техническое решение отличается от прототипа наличием сигарообразного вращающегося элемента, оболочка которого выполнена из пластика и внутри которого имеются надувные концентрические элементы и сопла для разгона газов, Таким образом, заявляемая вытяжная труба соответствует критерию изобретения "новизна", Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило обнаружить решения, обладающие сходными признаками. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию
"существенные отличия", На фиг. 1 изображена вытяжная труба, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — пневмооболочка, вид С.
Вытяжная труба включает гибкий эластичный газоотводящий ствол 1, изготовленные из заполненных газом секций пневмооболочки 2 с диафрагмами 3 на торцах, каркас 4, продольных тросов 5, сигарообразную поворотную оболочку 6, вращающуюся вокруг оси трубы, флюгер с поворотными крыльями 8, опорный шар 9 с отверстием посредине для прохода газов, основание 10 под шар, имеющее отверстие для прохода газов, стационарная труба 11.
B верхней части вытяжная труба имеет люк 12, под которым установлено верхнее, покрытое тефлоном кольцо 13, а нижнее 14 — под сигарообразную поворотную оболочку
Сигарообразная поворотная оболочка 6 выполнена из надувных концентрических элементов 15, покрытия 16 из пластика и имеет сопло 17 для разгона газов, Секции пневмооболочек 2 обрамлены прочностной сеткой 18 из синтетических волокон, например, типа "кевлавр-29" и покрытием 19 против обледенения.
1763626
15
25
40
Каркас 4 выполнен из трех тонкостенных оболочек 20, 21, 22, расположенных коаксиально и имеющих продольные ребра, пространство между которыми заполнено теплоизоляцией 23, создающей одновреМ8ННо и повышение жесткости конструкции.
Между секциями пневмооболочек установлены флюгеры, имеющие подвижные аэродинамические крылья 24, направляющие элементы 25 и поворотный механизм
26, и переднее аэродинамическое крыло 27.
Продольные тросы 5 соединены с верхом одной из секций пневмооболочек нижней части ствола и закреплены на опорной части
29 посредством барабана подмотки 28.
Монтажная плита 30 вместе с опорным шаром 9, упирающимся в основание 10, покрытое фторопластом для уменьшения трения, удерживается основанием — стационарной трубой 11, имеющей патрубок 31, для входа газов. В верхней части трубы 1, внутри полости сигарообразной поворотной оболочкой 6 предусмотрены окна 32 для выхода газов в полость, Устройство работает следующим образом.
Дымовые газы по патрубку 31 для входа газов попадают через трубу-основание 11, отверстие в основании 10 под опорным шаром 9, через отверстие в нем монтажной плите 30, проходят по внутренней полости трубы газоотводящего ствола 1, имеющего каркас из нескольких тонкостенных труб с ребрами (20, 21, 22). Проходя через все секции кольцевых оболочек (вид "С"), газы попадают через окна 32 для выхода газов в полость сигарообразной поворотной оболочки 6, покрытой пластиком 16 и через сопло 17 выбрасывается в окружающую среду, Ускоренный в сопле газ попадает на поворотные крылья 8, чем вызывается сила, направляющая верх всего устройства в противоположную сторону и таким образом компенсируется, по крайней мере, часть действующей силы ветра на вытяжную трубу, При значительных высотах вытяжной трубы, по ее высоте всегда действуют ветры и даже в разном направлении, Для противодействия этому эффекту установлены не менее двух (практически через каждую секцию) аэродинамические устройства, состоящие из элементов 24, 25, 26 (т. е. флюгер с повторными крыльями и передним аэрОдинамическим крылом 27), которые разворачиваются на разных высотах согласно действия ветра на этих высотах.
В связи с дешевизной микропроцессорных устройств и исполнительных механизмов по отношению к стоимости трубы, целесообразно применить их для изменения угла атаки подвижных аэродинамических крыльев 24 и 27 флюгера, используя поворотный механизм 26.
Продольные торсы 5 стягивают несколько секций кольцевых пневмооболочек в одну большую, и тем самым создается большая жесткость конструкции для борьбы с действием ветра.
В нижней части вытяжной трубы такие же тросы 5 соединены с барабанами подмотки 28, установленными на опорной части
29, и при силе ветра, угрожающей целостности конструкции вытяжной трубы, барабаны
28 подматывают или разматывают тросы 5, чем позволяют уменьшить лобовую силу ветра на трубу, наклоняя в сторону ветра. В пределе; при ураганных ветрах труба принимает горизонтальное положение.
Каждая секция кольцевых пневмооболочек является самонесущей и имеет отрицательный, порядка одного процента, вес.
Тогда суммарный отрицательный вес трубы составит 25 — 30 для компенсации веса аварийного выхода нескольких секций одновременно из строя.
Опорный шар 9 контактирует с элементом 10 через фторопластовое покрытие для того, чтобы уменьшить трение при восстановлении вертикального положения трубы после ветрового действия, Для погодных условий, содействующих появлению обледенения, предусмотрено использование покрытия 19 антиоледенительного действия.
Для увеличения жесткости секций кольцевых оболочек, центральная труба каркаса составлена из нескольких тонкостенных труб с ребрами, между которыми набита легкая теплоизоляция.
Этой же цели служит прочностная сетка
18 из синтетических волокон, прикрепленная к верхней и нижней диафрагмам 3 секций кольцевых оболочек.
Применение предлагаемой вытяжной трубы обеспечивает за счет большой разности давлений увеличение силы тяги транспортируемых газов и дает возможность отказаться отдутьевых, например, вентиляторов при работе предлагаемой трубы в составе тепловой электрической станции.
Устранение грузоподьемного мощного оборудования при возведении вытяжной трубы приводит к удешевлению строительства, ликвидации высотных работ как при строительстве, гак и при эксплуатации.
1763626
Применение предлагаемой вытяжной трубы позволяет выбрасывать промышленные газообразнйе продукты на большую высоту, обеспечивая чистоту окружающей среды. 5
Формула изобретения
Вытяжная труба, включающая газоотводящий ствол из заполненных газом секции кольцевых пневмооболочек с диафрагмами на торцах и продольные тросы, закреплен- 10 ные на опорной части, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что; с целью снижения материалоемкости и повышения надежности, ствол снабжен по крайней мере парой коаксиально размещенных и имеющих продольные ре- 15 бра оболочек с теплоизоляцией в зазоре между ними, сеткой из синтетических волокон и покрытием против обледенения, флюгерами, установленными между секциями кольцевых пневмооболочек, и размещенной на вершине ствола сигарообразной поворотной оболочкой с надувными концентрическими элементами с соплом и флюгером, при этом опорная часть выполнена в виде плиты, опертой посредством шара с отверстием на покрытое фторопластом основание, а продольные тросы соединены с верхом одной из секций пневмооболочек нижней части ствола и закреплены на опорной части посредством барабана подмотки.