RU49758U1

RU49758U1 - LAYERED CYLINDRICAL SHELL

Info

Publication number: RU49758U1
Application number: RU2005119956/22U
Authority: RU
Inventors: В.А. Пазущан; В.М. Асташкин; Е.В. Субботин; М.В. Мишнев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "ТОР"
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2005-12-10

Abstract

Использование: в строительстве, например в газоходах и стволах дымовых труб, подверженных внутреннему нагреву. Полезная модель решает задачи повышения несущей способности и надежности слоистой цилиндрической оболочки при ее внутреннем нагреве. Слоистая цилиндрическая оболочка содержит наружную 1 и внутреннюю 2 несущие обшивки, выполненные, например, из стеклопластика, легкий заполнитель 3, в толще которого коаксиально обшивкам 1, 2 установлены жесткие прослойки 4, а также кольцевые ребра 5, установленные между смежными прослойками 4 и обшивками 1, 2 и соединенные с ними. Прослойки 4 могут быть выполнены из материала обшивок, например, стеклопластика. Заполнитель 3 может быть выполнен из теплоизоляционного материала, может быть слоистым, а его слои могут иметь разную теплостойкость более высокую со стороны внутренней обшивки 2. При выключении из работы внутренней обшивки 2 из-за ее нагрева, за счет ребер 5, связывающих прослойки 4 между собой и с обшивками 1, 2, совместно с наружной обшивкой 1 работать начинают прослойки 4, тем самым сохраняя несущую способность оболочки и повышая ее надежность.Usage: in construction, for example in gas ducts and chimney trunks, subject to internal heating. The utility model solves the problem of increasing the bearing capacity and reliability of a layered cylindrical shell during its internal heating. The layered cylindrical shell contains an outer 1 and an inner 2 load-bearing casing made, for example, of fiberglass, lightweight aggregate 3, in the thickness of which hard layers 4 are installed coaxially to the casing 1, as well as annular ribs 5 installed between adjacent layers 4 and casing 1 , 2 and connected with them. The interlayers 4 can be made of the skin material, for example, fiberglass. The filler 3 may be made of heat-insulating material, may be layered, and its layers may have different heat resistance higher on the side of the inner lining 2. When you turn off the inner lining 2 due to its heating, due to the ribs 5 connecting the interlayer 4 between interlayers 4 begin to work together with the skin 1, 2, together with the outer skin 1, thereby preserving the bearing capacity of the shell and increasing its reliability.

Description

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в сооружениях промпредприятий, например в газоходах и стволах дымовых труб, подверженных внутреннему нагреву.The utility model relates to the field of construction and can be used in constructions of industrial enterprises, for example, in gas ducts and chimney trunks subject to internal heating.

Известна слоистая цилиндрическая оболочка, включающая несущие наружную и внутреннюю обшивки, между которыми расположены легкий заполнитель и кольцевые ребра жесткости в виде плоских колец, перпендикулярных оси оболочки [1]. Кольцевые ребра жесткости обеспечивают сдвиговую жесткость в кольцевом направлении и прочность связи между обшивками, что позволяет применять заполнитель из материала с малой плотностью.Known layered cylindrical shell, including supporting the outer and inner sheathing, between which there is a light filler and annular stiffeners in the form of flat rings perpendicular to the axis of the shell [1]. Ring stiffeners provide shear stiffness in the annular direction and bond strength between the casing, which allows the use of aggregate made of a material with a low density.

Однако при эксплуатации в условиях большой разницы температур внутри и снаружи оболочки в обшивках возникают высокие температурные напряжения из-за температурного градиента и жесткой связи обшивок в радиальном направлении ребрами жесткости. Кроме того, при выполнении обшивок из полимерного композиционного материала, например, стеклопластика, внутренняя наиболее нагретая обшивка значительно теряет при нагреве свои жесткостные и прочностные свойства, она выключается из работы, что приводит к перегрузке наружной обшивки, оболочка начинает работать практически как однослойная, что ведет к снижению ее несущей способности. Помимо этого, при аварийном нагреве, превышающем теплостойкость материала внутренней обшивки, последняя разрушается, что ведет к последующему быстрому разрушению легкого заполнителя и наружной обшивки. Это снижает надежность слоистой цилиндрической оболочки.However, when operating in conditions of a large temperature difference inside and outside the shell, high temperature stresses occur in the skin due to the temperature gradient and the rigid connection of the skin in the radial direction with stiffeners. In addition, when lining of a polymer composite material, for example, fiberglass, the most heated inner lining significantly loses its stiffness and strength properties when heated, it turns off from work, which leads to overloading of the outer lining, the shell starts to work almost like a single layer, which leads to to reduce its bearing capacity. In addition, with emergency heating exceeding the heat resistance of the material of the inner lining, the latter is destroyed, which leads to subsequent rapid destruction of the lightweight aggregate and the outer lining. This reduces the reliability of the layered cylindrical shell.

Известна слоистая цилиндрическая оболочка, включающая несущие наружную и внутреннюю обшивки, между которыми расположены соединенные с обшивками легкий заполнитель и кольцевые ребра, выполненные изогнутыми в радиальном направлении из плоскости, перпендикулярной оси оболочки [2]. Изогнутость ребер в радиальном направлении обеспечивает податливость Known layered cylindrical shell, including supporting the outer and inner sheathing, between which are located lightweight filler connected to the sheathing and annular ribs made radially curved from a plane perpendicular to the axis of the sheath [2]. The radial curvature of the ribs provides flexibility

связи между обшивками в радиальном направлении, что ведет к снижению температурных напряжений в обшивках при наличии температурного градиента. Однако при выполнении обшивок из полимерного композиционного материала, например, стеклопластика, внутренняя наиболее нагретая обшивка значительно теряет при нагреве свои жесткостные и прочностные свойства, она выключается из работы, что приводит к перегрузке наружной обшивки, оболочка начинает работать практически как однослойная, что ведет к снижению ее несущей способности при внутреннем нагреве. Помимо этого, при аварийном нагреве, превышающем теплостойкость материала внутренней обшивки, последняя разрушается, что ведет к последующему быстрому разрушению легкого заполнителя и наружной обшивки. В результате надежность оболочки остается достаточно низкой.the relationship between the skins in the radial direction, which leads to a decrease in temperature stresses in the skins in the presence of a temperature gradient. However, when lining of a polymer composite material, for example, fiberglass, the most heated inner lining significantly loses its stiffness and strength properties when heated, it turns off from work, which leads to overloading of the outer lining, the shell starts to work almost as a single layer, which leads to a decrease its bearing capacity with internal heating. In addition, with emergency heating exceeding the heat resistance of the material of the inner lining, the latter is destroyed, which leads to subsequent rapid destruction of the lightweight aggregate and the outer lining. As a result, the reliability of the shell remains quite low.

Полезная модель решает задачи повышения несущей способности и надежности слоистой цилиндрической оболочки при ее внутреннем нагреве.The utility model solves the problem of increasing the bearing capacity and reliability of a layered cylindrical shell during its internal heating.

Для этого в слоистой цилиндрической оболочке, включающей несущие наружную и внутреннюю обшивки, между которыми расположены соединенные с обшивками легкий заполнитель и податливые в радиальном направлении ребра, согласно полезной модели, в толще заполнителя коаксиально обшивкам установлены жесткие прослойки, соединенные с заполнителем, а ребра установлены между смежными прослойками и обшивками и соединены с ними.To do this, in a layered cylindrical shell, including supporting the outer and inner sheaths, between which there is a light filler connected to the sheaths and radially pliable ribs, according to the utility model, rigid layers are connected coaxially to the sheathing in the thickness of the filler, connected to the filler, and the ribs are installed between adjacent layers and cladding and connected to them.

Прослойки могут быть выполнены из материала обшивок. Легкий заполнитель может быть выполнен из теплоизоляционного материала, может быть слоистым, а его слои могут иметь различную теплостойкость, более высокую со стороны внутренней обшивки.The interlayers may be made of the skin material. Lightweight aggregate can be made of heat-insulating material, can be layered, and its layers can have different heat resistance, higher from the side of the inner lining.

Жесткие прослойки, установленные в толщу заполнителя, который является теплоизоляционным материалом, подвергаются значительно меньшему нагреву, чем внутренняя обшивка и, как следствие, у них не происходит снижения прочностных и жесткостных свойств. Поэтому при выключении из работы внутренней обшивки из-за ее нагрева, за счет ребер, связывающих прослойки между собой и с обшивками, совместно с наружной обшивкой работать начинают прослойки, тем самым сохраняя несущую способность оболочки.Rigid interlayers installed in the thickness of the filler, which is a heat-insulating material, undergo significantly less heat than the inner lining and, as a result, they do not reduce the strength and stiffness properties. Therefore, when the inner casing is turned off from work due to its heating, due to the ribs connecting the interlayers with each other and with the casing, the interlayers begin to work together with the outer casing, thereby preserving the bearing capacity of the casing.

При аварийном нагреве, превышающем теплостойкость материала внутренней обшивки, разрушение последней не приводит к последующему быстрому разрушению всей толщи легкого заполнителя и наружной обшивки, поскольку прослойки выступают в качестве преграды разрушающему воздействию внутренней температуры. Это повышает надежность оболочки.In case of emergency heating exceeding the heat resistance of the material of the inner lining, the destruction of the latter does not lead to subsequent rapid destruction of the entire thickness of the lightweight aggregate and the outer lining, since the interlayers act as a barrier to the destructive effect of the internal temperature. This increases the reliability of the shell.

На фиг.1 показан общий вид слоистой цилиндрической оболочки, на фиг.2 - поперечное сечение оболочки, на фиг.3 - фрагмент продольного сечения стенки оболочки.Figure 1 shows a General view of a layered cylindrical shell, figure 2 is a cross section of the shell, figure 3 is a fragment of a longitudinal section of the wall of the shell.

Слоистая цилиндрическая оболочка содержит наружную 1 и внутреннюю 2 несущие обшивки, выполненные, например, из стеклопластика, легкий заполнитель 3, в толще которого коаксиально обшивкам 1, 2 установлены жесткие прослойки 4, а также кольцевые ребра 5, податливые в радиальном направлении вследствие того, что они изогнуты из плоскости. Заполнитель 3 связан с обшивками 1, 2 и прослойками 4. Ребра 5 установлены между смежными прослойками 4 и обшивками 1, 2 и соединены с ними. Прослойки 4 могут быть выполнены из материала обшивок, например, стеклопластика. Заполнитель 3 может быть выполнен из теплоизоляционного материала, может быть слоистым, а его слои могут иметь разную теплостойкость более высокую со стороны внутренней обшивки 2.The layered cylindrical shell contains an outer 1 and an inner 2 load-bearing casing made, for example, of fiberglass, lightweight aggregate 3, in the thickness of which rigid layers 4 are installed coaxially to the casing 1, 2, as well as annular ribs 5, radially flexible due to the fact that they are curved out of the plane. The filler 3 is connected with the skin 1, 2 and the interlayers 4. The ribs 5 are installed between adjacent layers 4 and the skin 1, 2 and connected with them. The interlayers 4 can be made of the skin material, for example, fiberglass. The filler 3 may be made of heat-insulating material, may be layered, and its layers may have different heat resistance higher from the side of the inner lining 2.

Слоистая цилиндрическая оболочка работает следующим образом. При эксплуатации в условиях значительного нагрева внутренней обшивки 2 снижаются ее прочностные и жесткостные характеристики, а жесткие прослойки 4, установленные в толщу заполнителя 3, который является теплоизоляционным материалом, подвергаются значительно меньшему нагреву, чем внутренняя обшивка 2 и, как следствие, у прослоек 4 не происходит снижения прочностных и жесткостных свойств. Поэтому при выключении из работы внутренней обшивки 2 из-за ее нагрева, за счет ребер 5, связывающих прослойки 4 между собой и с обшивками 1,2, совместно с наружной обшивкой 1 работать начинают прослойки 4, тем самым сохраняя несущую способность оболочки.A layered cylindrical shell works as follows. When operating in conditions of significant heating of the inner lining 2, its strength and stiffness characteristics decrease, and the hard layers 4 installed in the thickness of the filler 3, which is a heat-insulating material, undergo significantly less heat than the inner lining 2 and, as a result, the layers 4 do not there is a decrease in strength and stiffness properties. Therefore, when the inner lining 2 is turned off from operation due to its heating, due to the ribs 5 connecting the interlayer 4 with each other and with the lining 1,2, the interlayer 4 begin to work together with the outer lining 1, thereby preserving the bearing capacity of the shell.

При аварийном нагреве внутренней обшивки 2 выше теплостойкости ее материала обшивка 2 и ближайший к ней слой легкого заполнителя 3 разрушаются, When emergency heating of the inner lining 2 is higher than the heat resistance of its material, the lining 2 and the layer of lightweight aggregate 3 closest to it are destroyed,

а функцию внутренней обшивки 2 начинает играть ближайшая к ней прослойка 4, препятствуя быстрому разрушению всей толщи легкого заполнителя 3 и наружной обшивки 1, тем самым повышая ее надежность. При этом, повышая теплостойкость только одного слоя заполнителя 3, примыкающего к внутренней обшивке 2, можно без лишних затрат добиться высокой надежности оболочки.and the function of the inner lining 2 begins to play the closest layer 4 to it, preventing the rapid destruction of the entire thickness of the light aggregate 3 and the outer lining 1, thereby increasing its reliability. Moreover, increasing the heat resistance of only one layer of aggregate 3 adjacent to the inner lining 2, it is possible to achieve high reliability of the shell without unnecessary costs.

По сравнению с прототипом заявляемая слоистая цилиндрическая оболочка имеет повышенную в условиях нагрева несущую способность и надежность.Compared with the prototype of the inventive layered cylindrical shell has increased load bearing capacity and reliability under conditions of heating.

Источники информацииSources of information

1. Слоистая цилиндрическая оболочка и способ ее изготовления: Патент 1751939 РФ: МКИ 5 В 32 В 1/08. Заяв. 16.04.90, опубл. в Бюл. №8 за 1994 г.1. A layered cylindrical shell and method of its manufacture: Patent 1751939 of the Russian Federation: MKI 5 V 32 V 1/08. Application 04/16/90, publ. in bull. No.8 for 1994

2. Слоистая цилиндрическая оболочка: Свидетельство на ПМ 12999 РФ: МКИ 7 В 32 В 1/08. Заявл. 15.11.99; опубл. в Бюл. №8 за 2000 г. (прототип).2. A layered cylindrical shell: Certificate for PM 12999 RF: MKI 7 V 32 V 1/08. Claim 11/15/99; publ. in bull. No. 8 for 2000 (prototype).

Claims

1. A layered cylindrical shell for flues and chimney trunks, including supporting outer and inner cladding, between which are located lightweight filler connected to the casing and radially malleable ribs, characterized in that rigid interlayers are installed in the thickness of the filler coaxially to the casing, connected to the filler and the ribs are installed between adjacent layers and casing and connected to them.

2. A layered cylindrical shell according to claim 1, characterized in that the interlayers are made of sheathing material.

3. The layered cylindrical shell according to claim 1, characterized in that the filler is made of heat-insulating material.

4. The layered cylindrical shell according to claim 1, characterized in that the aggregate is layered.

5. A layered cylindrical shell according to any one of claims 1 and 4, characterized in that the filler layers are made of materials of different heat resistance, higher from the side of the inner lining.