RU168208U1

RU168208U1 - Chimney

Info

Publication number: RU168208U1
Application number: RU2016134788U
Authority: RU
Inventors: Константин Александрович Горелый; Наталья Николаевна Шалькевич; Сергей Валентинович Соловьев
Original assignee: Акционерное общество "Авангард"
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2017-01-24

Abstract

Полезная модель относится к дымовым трубам, предназначенным для отвода топочных газов от теплогенераторов, работающих на различных видах топлива. Дымовая труба (1) содержит ствол (2) с газоотводящим каналом (3), покрытым футеровкой (4), внутренний слой (5) которой выполнен из композиционного материала и покрыт снаружи защитным слоем (6). Для повышения теплостойкости, коррозионной стойкости и снижения степени абразивного износа дымовой трубы (1) футеровка (4) выполнена в виде рукава с внутренним слоем (5) из материала на основе термореактивной, преимущественно эпоксидной смолы, армированной минеральными волокнистыми материалами, например базальтовыми, и с защитным слоем (6), выполненным из термостойкой, например силиконовой резины, армированной базальтовой тканью (7) в зоне контакта с внутренним слоем (5). Слой (6) может быть также армирован слоем базальтовой ткани (8) со стороны канала (3). Рукав футеровки (4) может быть получен путем намотки пропитанной эпоксидной смолой базальтовой ленты (10) на защитный слой (6), закрепленной на оправке (9). 2 з.п. ф-лы, 4 фиг.The utility model relates to chimneys designed to remove flue gases from heat generators operating on various fuels. The chimney (1) contains a barrel (2) with a gas outlet channel (3) covered by a lining (4), the inner layer (5) of which is made of composite material and is coated on the outside with a protective layer (6). To increase heat resistance, corrosion resistance and reduce the degree of abrasive wear of the chimney (1), the lining (4) is made in the form of a sleeve with an inner layer (5) of a material based on thermosetting, mainly epoxy, reinforced with mineral fibrous materials, such as basalt, and with a protective layer (6) made of heat-resistant, for example silicone rubber, reinforced with basalt fabric (7) in the contact zone with the inner layer (5). The layer (6) can also be reinforced with a layer of basalt fabric (8) from the channel side (3). The lining sleeve (4) can be obtained by winding basalt tape (10) impregnated with epoxy on a protective layer (6), mounted on a mandrel (9). 2 s.p. crystals, 4 FIG.

Description

Полезная модель относится к области строительства и теплоэнергетики, в частности к дымовым трубам, предназначенным для отвода топочных газов от теплогенераторов, работающих на газовом, жидком или твердом топливе. Наиболее целесообразно использовать полезную модель при проектировании и создании дымовых труб с металлическим или пластиковым цельным или секционным стволом цилиндрической или конической формы.The utility model relates to the field of construction and heat energy, in particular to chimneys designed to remove flue gases from heat generators operating on gas, liquid or solid fuel. It is most advisable to use a utility model when designing and creating chimneys with a metal or plastic solid or sectional barrel of cylindrical or conical shape.

Дымовые трубы должны обеспечивать максимально безвредный отвод дымовых газов в атмосферу во всех режимах работы теплогенератора и исключить образование избыточного давления в его топках. Движущийся по газоотводящему каналу ствола дымовой трубы поток горячих газов, включающий химически активные вещества и соединения, а также твердые частицы шлаков и несгоревшего топлива приводит к тепловому, коррозионному и абразивному износу ствола дымовой трубы, сокращая срок ее службы, поэтому, как правило, ствол трубы защищают от негативного воздействия отходящих газов футеровкой (покрытием) из термостойких, коррозионно-стойких и в меньшей степени подверженных абразивному износу материалов.Chimneys should provide the most harmless flue gas discharge into the atmosphere in all operating modes of the heat generator and exclude the formation of excessive pressure in its furnaces. The flow of hot gases moving along the exhaust duct of the chimney barrel, including chemically active substances and compounds, as well as solid particles of slag and unburned fuel, leads to heat, corrosion and abrasion of the chimney barrel, reducing its service life, therefore, as a rule, the pipe trunk protect from the negative effects of exhaust gases by lining (coating) of heat-resistant, corrosion-resistant and less susceptible to abrasive wear materials.

Так уже известна дымовая труба, содержащая ствол с закрепленной на его внутренней поверхности слоистой футеровкой из пенополиуретана различной плотности в слоях.[1].So already known is a chimney containing a barrel with a layered lining made of polyurethane foam of various densities in layers fixed on its inner surface [1].

Пенополиуретан характеризуется высокой химической стойкостью, влагостойкостью, эластичностью, высокой степенью адгезии к материалам, из которых изготавливают стволы дымовых труб и низкой проницаемостью для дымовых газов. Однако относительно низкая теплостойкость пенополиуретана (100-125°С), его склонность к ускоренному тепловому старению при низкой прочности и жесткости приводят к разрушению футеровки и сокращению срока службы дымовой трубы.Polyurethane foam is characterized by high chemical resistance, moisture resistance, elasticity, a high degree of adhesion to the materials from which the chimney trunks are made and low permeability to flue gases. However, the relatively low heat resistance of polyurethane foam (100-125 ° C), its tendency to accelerated thermal aging with low strength and stiffness lead to the destruction of the lining and shorten the life of the chimney.

Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является полезная модель, описывающая дымовую трубу, содержащую ствол с внутренним каналом, на поверхности которого закреплена футеровка в виде внешнего и внутреннего слоев стеклопластика и размещенного между ними наполнителя в виде минеральной плиты [2].The closest analogue of the claimed technical solution is a utility model that describes a chimney containing a barrel with an internal channel, on the surface of which a lining is fixed in the form of outer and inner layers of fiberglass and a filler placed between them in the form of a mineral plate [2].

Эта дымовая труба может иметь более продолжительный срок ее эксплуатации за счет повышения теплостойкости (до 150-200°С) и повышения прочности слоев из стеклопластика. Однако для дымовых труб, отводящих продукты сгорания от теплогенераторов, работающих на тяжелой нефти (мазут) и твердом топливе (уголь) возрастают требования к защите от коррозии и абразивному износу, которые не всегда могут быть обеспечены использованием стеклопластиковой футеровки. Кроме того, эта известная футеровка сложна в конструктивном отношении из-за наличия связующих элементов, анкеров, промежуточного каркаса и шпунтового соединения блоков, ее монтаж достаточно трудоемок, а шпунтовое соединение блоков снижает ее герметичность.This chimney can have a longer service life by increasing heat resistance (up to 150-200 ° C) and increasing the strength of fiberglass layers. However, for chimneys that exhaust combustion products from heat generators operating on heavy oil (fuel oil) and solid fuel (coal), requirements for protection against corrosion and abrasive wear, which cannot always be ensured by using fiberglass lining, increase. In addition, this known lining is structurally difficult due to the presence of binding elements, anchors, an intermediate frame and a tongue-and-groove connection of the blocks, its installation is quite laborious, and the tongue-and-groove connection of the blocks reduces its tightness.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в увеличении срока эксплуатации дымовой трубы для теплогенераторов любого вида топлива, упрощении технологии ее изготовления и монтажа, а технический результат, который может быть достигнут при ее использовании заключается в повышении термостойкости и коррозионной стойкости дымовой трубы, снижении степени ее абразивного износа при упрощении конструкции и повышении прочности ее элементов.The problem the utility model aims to solve is to increase the life of the chimney for heat generators of any type of fuel, simplify the technology of its manufacture and installation, and the technical result that can be achieved by using it is to increase the heat resistance and corrosion resistance of the chimney, reducing the degree of its abrasive wear while simplifying the design and increasing the strength of its elements.

Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в дымовой трубе, содержащей ствол с каналом, покрытым футеровкой, внутренний слой которой связан с поверхностью канала, выполнен из композиционного материала и покрыт снаружи защитным слоем, предлагается футеровку выполнить в виде рукава с внутренним слоем из композиционного материала на основе термореактивной смолы, армированной минеральными волокнистыми материалами, а защитный слой выполнить из термостойкой резины, армированной базальтовой тканью в зоне контакта с внутренним слоем футеровки.To solve this problem and achieve the specified technical result in a chimney containing a barrel with a channel coated with a lining, the inner layer of which is connected to the surface of the channel, made of composite material and coated with a protective layer, it is proposed that the lining be made in the form of a sleeve with an inner layer of composite material based on thermosetting resin reinforced with mineral fibrous materials, and the protective layer is made of heat-resistant rubber reinforced with basalt fabric in the area of cont kta with an inner lining layer.

Внутренний слой футеровки может быть выполнен из композиционного материала на основе эпоксидной смолы, армированной базальтовыми волокнистыми материалами методом намотки на слой термостойкой резины, закрепленный на оправке.The inner layer of the lining can be made of a composite material based on epoxy resin reinforced with basalt fiber materials by winding on a layer of heat-resistant rubber, mounted on a mandrel.

Защитный слой футеровки выполнен из силиконовой резины и дополнительно армирован базальтовой тканью со стороны газоотводящего канала.The protective layer of the lining is made of silicone rubber and additionally reinforced with basalt fabric from the side of the gas outlet channel.

Выполнение футеровки в виде рукава из базальтопластика в сочетании с защитным слоем из термостойкой резины обеспечивает герметичность футеровки, более высокую степень теплозащиты и химической стойкости (кислотостойкости), механической прочности и степени адгезии со стволом дымовой трубы и между слоями футеровки. Последнее достигается размещением в контактном слое термостойкой резины базальтовой ткани, которая также является теплоизолирующим и армирующим элементом. Термостойкая резина может длительное время эксплуатироваться при температуре 300-350°С, а базальтопластик - еще выше. [3].Lining in the form of a basalt-plastic sleeve in combination with a protective layer of heat-resistant rubber provides tightness of the lining, a higher degree of thermal protection and chemical resistance (acid resistance), mechanical strength and the degree of adhesion to the chimney barrel and between the lining layers. The latter is achieved by placing in the contact layer heat-resistant rubber basalt fabric, which is also a heat-insulating and reinforcing element. Heat-resistant rubber can be used for a long time at a temperature of 300-350 ° C, and basalt plastic - even higher. [3].

Одно из возможных конструктивных исполнений полезной модели показано на прилагаемых чертежах.One possible embodiment of the utility model is shown in the accompanying drawings.

На фиг. 1 показана часть дымовой трубы с внутренней футеровкой.In FIG. 1 shows a portion of a chimney with an inner lining.

На фиг. 2 представлен фрагмент продольного сечения ствола трубы в увеличенном масштабе.In FIG. 2 shows an enlarged fragment of a longitudinal section of a pipe trunk.

На фиг. 3 схематично показано устройство для намотки базальтовой ленты на оправку поверх слоя термостойкой резины.In FIG. 3 schematically shows a device for winding basalt tape on a mandrel over a layer of heat-resistant rubber.

На фиг. 4 представлен фрагмент поперечного сечения футеровки на оправке.In FIG. 4 shows a fragment of a cross-section of a liner on a mandrel.

На фиг. 1, 2 представлена дымовая труба 1, содержащая ствол 2 с газоотводящим каналом 3. Внутренняя поверхность ствола 2 покрыта футеровкой 4, внутренний слой 5 которой выполнен из композиционного материала, связан с внутренней поверхностью ствола 2 и покрыт защитным слоем 6, выполненным из термостойкой резины, армированной базальтовой тканью 7 в зоне контакта с внутренним слоем 5 футеровки 4.In FIG. 1, 2 shows a chimney 1 containing a barrel 2 with a gas outlet 3. The inner surface of the barrel 2 is covered with a lining 4, the inner layer 5 of which is made of composite material, connected to the inner surface of the barrel 2 and is covered with a protective layer 6 made of heat-resistant rubber, reinforced with basalt fabric 7 in the contact zone with the inner layer 5 of the lining 4.

Для снижения теплового потока от отходящих газов к стволу 2 в наружном слое термостойкой, например, силиконовой резины расположен слой базальтовой ткани 8.To reduce the heat flux from the exhaust gases to the barrel 2, a layer of basalt fabric 8 is located in the outer layer of a heat-resistant, for example, silicone rubber.

Футеровка 4 выполнена в виде рукава с внутренним слоем 5 из композиционного материала на основе термореактивной, преимущественно эпоксидной смолы, армированной базальтовыми волокнистыми материалами в виде ровинга, ленты или ткани методом намотки на слой 6 термостойкой резины, закрепленной на оправке 9.The lining 4 is made in the form of a sleeve with an inner layer 5 of a composite material based on a thermosetting, mainly epoxy, reinforced with basalt fiber materials in the form of roving, tape or fabric by winding onto a layer 6 of heat-resistant rubber, mounted on a mandrel 9.

На фиг. 3 схематично показана установка для намотки на оправку 9 базальтовой ленты 10, предварительно пропитываемой связующим (эпоксидной смолой) в ванне 11. Пропитанная лента 10 через подвижную вдоль оправки каретку 12 наматывается на предварительно уложенный на оправке 9 слой 6 вулканизированной термостойкой резины со слоями базальтовой ткани 7 и 8.In FIG. 3 schematically shows the installation for winding a mandrel 9 of basalt tape 10 pre-impregnated with a binder (epoxy resin) in the bath 11. The impregnated tape 10 is wound through a carriage 12 moving along the mandrel and wound onto a layer 6 of vulcanized heat-resistant rubber pre-laid on the mandrel 9 with layers of basalt fabric 7 and 8.

После завершения намотки рукав футеровки 4 вставляется в ствол 2 дымовой трубы 1 (его секцию), прижимается к стволу 2 и подвергается нагреву для осуществления полимеризации базальтопластика. В некоторых случаях процесс полимеризации базальтопластика может быть совмещен и с вулканизацией термостойкой резины защитного слоя 6.After winding, the sleeve of the lining 4 is inserted into the barrel 2 of the chimney 1 (its section), pressed against the barrel 2 and subjected to heating to carry out the polymerization of basalt plastic. In some cases, the polymerization process of basalt plastic can be combined with the vulcanization of heat-resistant rubber of the protective layer 6.

В любом случае при нагреве футеровки 4 в стволе 2 происходит полимеризация базальтопластика слоя 5 и его надежное и высокопрочное соединение с термостойкой резиной слоя 6 и с металлическим или пластиковым стволом 2. Так, адгезионная прочность сцепления базальтопластика с термостойкой резиной составляет не менее 3 Н/мм.In any case, when the lining 4 is heated in the barrel 2, the basaltoplastics of the layer 5 polymerize and their reliable and high-strength connection with the heat-resistant rubber of the layer 6 and with the metal or plastic barrel 2. Thus, the adhesion strength of the basalt-plastic with heat-resistant rubber is at least 3 N / mm .

Предлагаемая футеровка 4 дымовой трубы 1 герметична, обеспечивает эффективную тепловую защиту, обладает высокой прочностью и коррозионной стойкостью к слабым растворам кислот и другим химическим соединениям, присутствующим в потоке отходящих газов, а также защищает от абразивного износа. При этом футеровка имеет относительно небольшую массу и выполнена из доступных, недорогих материалов.The proposed lining 4 of the chimney 1 is hermetic, provides effective thermal protection, has high strength and corrosion resistance to weak acid solutions and other chemical compounds present in the exhaust gas stream, and also protects against abrasive wear. Moreover, the lining has a relatively small mass and is made of affordable, inexpensive materials.

Источники информации:Information sources:

[1]. RU, 28154, Е04Н 12/28, 2002.[one]. RU, 28154, Е04Н 12/28, 2002.

[2]. RU, 65925, Е04Н 12/28, 2007, (прототип).[2]. RU, 65925, ЕНН 12/28, 2007, (prototype).

[3]. RU, «Базальтопластики - полимерные композиционные материалы XXI века», С.Е. Авраменко, Вестник СГТУ. 2005, №2(7)[3]. RU, “Basaltoplastics - polymer composite materials of the XXI century”, S.E. Avramenko, Bulletin of SSTU. 2005, No 2 (7)

[4]. JP H 06198246, B05D 5/00, 1994.[four]. JP H 06198246, B05D 5/00, 1994.

[5]. US, 20080220709, E04F 17/02, 2008.[5]. US. 20080220709, E04F 17/02, 2008.

[6]. US, 4573400, Е04Н 117/02, 1986.[6]. US 4573400, E04H 117/02, 1986.

Claims

1. A chimney containing a barrel with a channel coated with a lining, the inner layer of which is connected to the surface of the channel, is made of composite material and is coated externally with a protective layer, characterized in that the lining is made in the form of a sleeve with an inner layer of a composite material based on thermosetting resin reinforced with mineral fibrous materials, and the protective layer is made of heat-resistant rubber reinforced with basalt fabric in the zone of contact with the inner layer of the lining.

2. A chimney according to claim 1, characterized in that the inner layer of the lining is made of a composite material based on epoxy resin reinforced with basalt or glass fiber materials by winding onto a protective layer fixed to the mandrel.

3. A chimney according to claim 1, characterized in that the protective layer of the lining is made of silicone rubber and is additionally reinforced with a layer of basalt fabric from the side of the channel.