Результат интеллектуальной деятельности: Дымовая труба

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям высоких дымовых труб промышленных предприятий.

Известны конструкции цилиндрических или конических дымовых труб, имеющих поперечное сечение в форме круга, сооруженные из кирпича (см. Байков В.Н. и др. Железобетонные конструкции. Специальный курс. М., Стройиздат, 1981, с. 526-527).

Основными недостатками кирпичных цилиндрических (конических) дымовых труб являются относительно большая материалоемкость, трудоемкость возведения, низкая сопротивляемость растягивающим напряжениям, низкие сейсмостойкость и ветроустойчивость.

Из известных технических решений наиболее близкими к заявляемому (прототипом) являются конструкции железобетонных цилиндрических или конических дымовых труб, имеющих поперечное сечение (сечения) в форме круга (см. Байков В.Н. и др. Железобетонные конструкции. Специальный курс. М., Стройиздат, 1981, с. 526-534).

Основными недостатками конструкций-прототипов являются относительно ограниченные устойчивость, жесткость и степень обтекаемости ветровыми воздушными потоками.

Задачей изобретения является повышение устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции дымовой трубы.

Для решения поставленной задачи в дымовой трубе, выполненной в поперечном сечении в форме фигуры постоянной ширины, дымовая труба в поперечном сечении выполнена в форме треугольника Рёло, причем дымовая труба устанавливается одним из своих углов напротив направления основного вектора розы ветров.

Сущность изобретения заключается в том, что дымовая труба в поперечном сечении выполнена в форме треугольника Рёло, причем установлена она одним из своих углов напротив направления основного вектора розы ветров. Такой новый признак, как выполнение поперечного сечения дымовой трубы в форме треугольника Рёло, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у железобетонной дымовой трубы повышается внешняя боковая поверхность и внутренняя поверхность, а также у дымовой трубы повышается прочность. Второй новый признак, как установка дымовой трубы одним из углов треугольника Рёло напротив направления основного вектора розы ветров, позволяет достигнуть нового свойства, заключающегося в заметном уменьшении сопротивления конструкции дымовой трубы движению ветровых воздушных потоков.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости воздушными потоками конструкции дымовой трубы. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "существенное отличие".

На фиг. 1 изображена сборная предварительно-напряженная дымовая труба из жаростойких железобетонных цанг, имеющих вид оболочек с сечением в форме треугольника Рёло, общий вид;

На фиг. 2 - сечение Α-A на фиг. 1.

Ствол 1 дымовой трубы монтируется из отдельных железобетонных цанг 2, которые в поперечном сечении имеют форму треугольника Рёло. Цанги 2 имеют поперечную 3 и продольную 4 арматуру, а также каналы 5, в которых располагается натягиваемая домкратом проволочная арматура 6 (в виде пучков).

Ствол 1 дымовой трубы из отдельных цанг 2 собирают в горизонтальном положении внизу, у места установки трубы. Цанги 2 соединяют путем натяжения проволочной арматуры 6, укладываемой в каналах 5 на всю высоту трубы. Каналы 5 располагаются в зонах углов сечения цанг 2. После окончания натяжения в каналы инъецируется цементный раствор.

Треугольник Рёло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса а, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.

У круга ширина в любом направлении одна и та же - она равна диаметру круга. К фигурам, имеющим постоянную ширину, относится также треугольник Рёло.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рёло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях, треугольник Рёло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с дымовой трубой с круглым поперечным сечением, дымовая труба с поперечным сечением в форме треугольника Рёло имеет больший суммарный периметр (внешний плюс внутренний), а следовательно, большую суммарную поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеивания поверхностных механических и температурных напряжений и повышения трещиностойкости.

Поверхность (внешняя плюс внутренняя) у ствола дымовой железобетонной трубы с поперечным сечением в форме треугольника Рёло, по сравнению со стволом дымовой железобетонной трубы с сечением в форме круга, увеличивается более чем на 5%.

У треугольника Рёло, по сравнению с кругом той же площади, диаметр практически во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость сечения оболочки ствола дымовой трубы, выполненной в форме треугольника Рёло, увеличивается.

Подъем ствола 1 и установка его в рабочем положении могут быть выполнены с помощью, например, стрелового крана.

В нашем случае один из трех углов Рёлообразной оболочки ствола 1 дымовой трубы устанавливается напротив направления основного вектора розы ветров, установленного для территории возведения дымовой трубы.

Углы при вершинах треугольника Рёло равны 120°, это более чем на 30% меньше угла, образованного касательными пересекающимися линиями, куда может вписаться круг. Естественно, обтекаемость ствола Рёлообразной дымовой трубы, при установке ее одним из углов напротив ветрового воздушного потока, будет заметно лучше обтекаемости ствола круглой дымовой трубы. Следовательно, ветровые нагрузки на трубу предложенной конструкции уменьшаются.

Дымовые железобетонные трубы с сечением в форме треугольника Рёло могут возводиться и монолитно скользящей или переставной инвентарной опалубками.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции дымовой трубы.