Оболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала

 

Использование: строительство дымовых труб. Сущность изобретения: оболочка газоотводящей трубы из композиционного материала имеет концентричные слои тканного наполнителя и полимерного связующего. Слои выполнены с увеличением содержания связующего от центрального слоя к внутреннему и наружному. Содержание связующего в центральном слое составляет 36-37%, а в наружном и внутреннем слоях - в 1,5-2 раза больше. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s Е 04 Н 12/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 (, с (л)

0 с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775418/33 (22) 29.12,89 (46) 23.09,92;Бюл.N 35 (71) Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения (72) Е.А.Бурдин, Н.Г.Мороз, В.Т.Жарких, П.А.Зиновьев, Н.В.Задорожный и Б.Г.Майоров (56) Пустовойтов В.П, и др. Стеклопластики в строительстве, М.: 1978, с.121. (54) ОБОЛОЧКА ВЫТЯЖНОЙ ГАЗООТВОДЯЩЕЙ ТРУБЫ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области строительства, черной и цветной металлургии, химической промышленности, а именно к сооружениям мачто-башенного типа, имеющим в составе конструкции газоотводящие стволы в виде цилиндрической оболочки и может быть использовано при изготовлении из композиционных материалов царг башен-труб, предназначенных для выброса в высокие слои атмосферы пыле-газообразных отходов, Известна оболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала, включающая концентрично расположенные слои из тканного наполнителя и полимерного связующего (1).

Недостатком такого решения является низкая коррозионная стойкость к воздействию агрессивных компонентов отводимого газа, что приводит к снижению сроков межремонтной эксплуатации и к увеличению материальных затрат.

5U„„1763624 А1 (57) Использование: строительство дымовых труб. Сущность изобретения: оболочка газоотводящей трубы из композиционного материала имеет концентричные слои тканного наполнителя и полимерного связующего, Слои выполнены с увеличением содержания связующего от центрального слоя к внутреннему и наружному. Содержание связующего в центральном слое составляет

36-37%, а в наружном и внутреннем слоях— в 1,5-2 раза больше. 8 ил.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и снижение материалоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что слои оболочки выполнены с увеличением содержания связующего от центрального слоя к внутреннему и наружному слоям, причем содержание связующего в центральном слое составляет 36-37%, а в наружном и внутреннем слоях — в 1,5-2 раза больше.

На фиг.1 представлен общий вид царги оболочки с диаметром D с высотой ; на фиг.2 — вид по А на фиг,1; на фиг.3 — разрез

Б-Б на фиг,2; на фиг.4 — разрез В-В на фиг,3; на фиг.5 — кривая содержания связующего по толщине стенки; на фиг.б — график зависимости прочности и жесткости материала по толщине стенки от содержания связующего; на фиг.7 — расчетная схема определения коэффициентов К1 и К, на фиг.8— график кривой, характеризующей содержа1763624 ние связующего, построенной по результатам проведенных экспериментов.

Оболочка трубы выполнена из царг, представленных собой оболочки вращения, диаметром 0 и высотой L из набора концентрических слоев 2 композиционного материала, содержащего армирующий сетчатый наполнитель 3 и полимерное газостойкое связующее 4.

Особенности конструкции заключаются в том, что слои 2 композиционного материала выполнены с переменным по толщине стенки оболочки 1 содержащем связующего 4, При этом процентное содержание связующего 4 во внешних поверхностных (наружном и внутреннем) слоях 2 оболочки

1 царги в 1,5-2,0 раза выше, чем в срединном слое (фиг.5). При переходе от срединного слоя к внешним слоям содержания связующего изменяется в соответствии с законом: ф = фс + К1 2(+ Кгу2( где фь — содержание связующего в i-м слое, ; ф — содержание связующего в срединном слое, ;

i — номер слоя, отсчитываемый от срединногоо;

2 — координаты срединного поверхности слоя, отсчитывая по перпендикуляру к срединной поверхности царги, для которой

Z=0;

К,,К вЂ” коэффициенты, определяющие содержание связующего во внешних слоях и интенсивность его возрастания от срединного слоя к внешним слоям, Оболочка является основным конструктивным силовым и коррозионно-стойким элементом царги газоотводящей трубы и предназначена для формирования газоотводящего ствола трубы, Оболочка 1 царги вытяжной газоотводящей трубы выполняется с диаметром О, равным диаметру ствола газоотводящей трубы.

Концентрические слои 2 служат основным конструктивным силовым элементом оболочки, Они выполняются из композиционного материала путем непрерывной намотки на вращающуюся оправку тканого наполнителя 3, пропитанного полимерным газостойким связующим 4, Армирующий тканый наполнитель 3 используется в качестве силового каркаса слоя 2. В качестве него используется тканое рулонное полотно на основе нитей из стеклянных, угольных, органических и других высокопрочных волокон, На практике используется ткань на основе стеклянных нитей, как более дешевая и недифицитная из всех других корроэионностойких полимер5 ных армирующих материалов.

Связующие 4 предназначено для связи слоев 2 между собой, для обеспечения равномерного распределения нагрузок между слоями 2, обеспечения максимальной кор10 розионной стойкости от воздействия агрессивных химических продуктов отработки химических и металлургических производств.

В качестве таких стойких связующих 4 используют обычно связующее на основе

15 полимерных и эпоксидных смол.

Изготовление оболочки-царги газоотводящей трубы производят путем намотки на вращающуюся оправку стеклотканного рулонного материала, пропитанного поли20 эфирным или эпоксидным связующим. При намотке первого слоя 2 ткани используют максимальное количество связующего, так что процентное его содержание составляет не менее 85-90 Д (или такое количество свя25 эующего, которое позволяет технология его нанесения и условия сцепления его с тканью). Во втором и последующем слоях до срединного количества связующего уменьшают в соответствии с приводимой форму30 лой, а после перехода срединного слоя вновь доводят до максимального в наружном слое.

Следует отметить, что заготовку оболочки-царги на оправке постепенно вращают

35 во избежание концентрации связующего в максимальной зоне. Затем заготовка оболочки-царги устанавливается в термопечь для полимеризации связующего, где в процессе нагревания произойдет равномерное

40 перераспределение вследствие диффузии.

В термопечи оправка с заготовкой продолжает равномерно вращаться.

Затем заготовку оболочки-царги освобождают от оправки и направляют на даль45 нейшие технологические операции, Рассмотрим пределы процентного содержания связующего в срединном слое (36 ) и в поверхностных слоях (90 ) стенки оболочки-царги газоотводящей трубы.

50 Поскольку агрессивные среды воздействуют на оболочку через ее внутреннюю и наружную поверхности, необходимо, чтобы содержание связующего в этих слоях было максимальным, т.е. коррозионная стой55 кость оболочки определяется величиной содержания связующего в месте ее контакта с агрессивной средой, Оптимальным вариантом было бы выполнение поверхностных слоев оболочки целиком из связующего, Но

1763624 это невозможно из-за технологических ограничений: на сегодняшний день не существует способ удержания больших количеств связующего на поверхностях тел вращения при изготовлении их способами намотки. Поэтому максимально возможная величина содержа- 5 ния связующего в пластике при современном .-.развитии техники составляет, примерно 90%

Современные пропиточные установки позволяют пропитать стеклоткань с максимальным наносом примерно 35-36%, Для 10 средних слоев оболочки-царги этого содержания связующего вполне достаточно ввиду того, что эти слои обеспечивают прочностные характеристики оболочки-царги, а жесткость и прочность находятся в обратной зависимо- 15 сти с коррозионной стойкостью и обеспечиваютсн волокном, а не связующим (см.фиг.6).

Из графика на фиг.6 видно, что жесткость и прочность, оболочки в поверхностных слоях меньше, чем в срединных, соответственно, в 20

1,5 и 2,5 раза, Увеличение содержания связующего в наружных слоях до 90% производится дополнительноьно.

Исследование данного технического предложения позволяет повысить коррозионную стойкость оболочек-царг газоотводных труб к воздействию агрессивных сред, а это в свою очередь, позволит увеличить срок максимальной эксплуатации примерно в 3 раза и снизить материальные затраты на их эксплуатацию, Формула изобретения

Оболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала, включающая концентрично расположенные слои из тканого наполнителя и полимерного связующего, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и снижения материалоемкости, слои оболочки выполнены с увеличением содержания связующего от центрального слоя к внутреннему и наружному слоям, причем содержание связующего в центральном слое составляет 36-37%, а в наружном и внутреннем слоях — в 1,5-2 раза больше.

1763624

„.:«,yiip) gag-, ру < de «3

Ъ сэ

Ф õÎ

1763624

3-9 Ф Я«1 / «ЯД/ « ф

/арал,pad CAOC/

1763624

1763624

/ о 7 4 д,у

Составитель М,Корчак

Редактор Н.Кудрякова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А.Ворович

Заказ 3436 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101