Градирня

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплообменным аппаратам, и может быть использовано при обшивке каркасно-обшивных градирен как с естественной, так и с искусственной тягой. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости и надежности замковых соединений обшивки градирни. Градирня включает каркас и прикрепленную к нему обшивку из полимерных полос, стыкуемых между собой замковыми соединениями путем защелкивания концентрических незамкнутых окружностей, образующих края полос. Торцевые стыки между отдельными участками каждой вертикальной полосы расположены в шахматном порядке на разных уровнях в местах крепления обшивки к горизонтальным поясам каркаса градирни, причем горизонтальные сварные швы каждой полосы выполнены при помощи специального припая из родственного материала и горячего воздуха и прикреплены к каркасу с прокладками из листового герметика без искажения профиля полосы. В полости замковых соединений на усиливаемых участках внедрены отрезки арматурного металлического стержня, контактирующие поверхности замков перед защелкиванием покрываются клеящим герметиком, а сами полости замков заполнены твердеющим пеногерметиком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплообменным аппаратам, и может быть использовано при обшивке каркасно-обшивных градирен как с естественной, так и с искусственной тягой.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных градирен аналогичного назначения.

Известна вытяжная башня с деревянным каркасом, состоящим из ряда основных стоек, связанных горизонтальными брусьями и раскосами (см. Л.Д. Берман. Испарительное охлаждение циркуляционной воды, - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957, с. 183).

Однако в таких вытяжных башнях каркас подвержен гниению даже при антисептировании и быстро выходит из строя, а также вследствие того, что все элементы каркаса являются рабочими частями оболочки, ремонт такой башни затруднен.

Известны вытяжные башни, имеющие стальные каркасы, которые конструктивно проще, долговечнее и дешевле, чем деревянные. Стальные каркасы облегчают и ускоряют сооружение вытяжной башни, т.к. появилась возможность монтажа укрупненными блоками (см. Л.Д. Берман. Испарительное охлаждение циркуляционной воды, - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957, с. 184).

Существенным недостатком такой вытяжной башни является значительная высота, которая требует довольно больших затрат материалов и средств. При эксплуатации вытяжная башня вызывает наибольшие заботы и требует специального надзора и периодических ремонтов для сохранения высокой плотности и механической прочности как каркаса, так и обшивки.

Известна градирня, при обшивке которой используются волнистые асбестоцементные листы (см. Л.Д. Берман. Испарительное охлаждение циркуляционной воды, - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957, с. 186), недостатком которых является то, что они подвержены разрушительным влияниям обмерзания и выщелачивания настолько, что в течение 2 - 3 сезонов в листах появляются нежелательные трещины и сколы, вызывающие потерю несущей способности к плотности обшивки, что приводит к срыву тяги, необходимой для нормальной работы градирни. Ремонт такой обшивки равнозначен созданию новой оболочки из такого же материала.

Известно, что в большинстве случаев при обшивке градирен стали применять металлические обшивки (см. В.С. Пономаренко, Ю.И. Арефьев. Градирни промышленных и энергетических предприятий, - М.: Энергоатомиздат, 1998, с. 257).

Недостатком металлических обшивок является требование особо тщательного подбора металлов обшивки, каркаса и крепежных элементов для исключения образования электрохимической коррозии в местах их соприкасания. Металлическая обшивка также требует надежной и дорогостоящей защиты в виде покрытий и обработок от агрессивных вод и воздуха.

Известно, что в последнее время для обшивки башенных и вентиляторных градирен используются полимерные материалы, в частности, наиболее оптимальные с точки зрения монтажа, длинномерные профили типа ЭПЛ-200. Они изготавливаются из пожаробезопасного самозатухающего поливинилхлорида с добавлением специальных стабилизаторов, модификаторов, смазок и других компонентов. Стыковка профилей, прикрепляемых к каркасу вертикально, осуществляется при помощи имеющихся в их боковых краях специальных замковых соединений (см. В. С. Пономаренко, Ю. И. Арефьев. Градирни промышленных и энергетических предприятий, - М.: Энергоатомиздат, 1998, с. 254-259).

Недостатком является то, что при высоких ветровых нагрузках и перепадах давлений между внешней и внутренней зонами градирни создаются значительные температурные и механические напряжения с образованием неплотностей, при наличии которых в обшивке появляются щели в связях и, как следствие, протечки воды.

Известна градирня, содержащая металлический каркас с обшивкой, выполненной из полимерных прямолинейных полос шириной 200 - 400 мм, стыкуемых между собой замковыми соединениями путем защелкивания концентрических незамкнутых окружностей, образующих края полос (патент РФ N 2119571, E 04 H 5/12).

По числу сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной цели являются появление значительных прогибов обшивки между поясами креплений, вибрация, образование щелей между соседними по вертикали и горизонтали элементами, появление очагов обмерзания в стыках элементов в зонах, где расстояния между креплениями к каркасу превышают по длине 1,4 - 1,5 м. Появление вибрации в обшивке, особенно в зимнее время, приводит к быстрому разрушению замковых соединений и самих элементов обшивки.

Объяснением неудовлетворительной работы данных оболочек является недостаточная жесткость и надежность замковых соединений при имеющейся эластичности данного материала и неудачное решение крепления полос к каркасу градирни.

Задачей предлагаемого изобретения является: - сохранение герметичности обшивки при всех условиях эксплуатации; - повышение несущей способности и жесткости обшивки; - исключение образования щелей в замковых соединениях полос и горизонтальных стыках каждой вертикальной полосы; - увеличение допустимого пролета между креплениями обшивки к каркасу градирни; - повышение жесткости замковых соединений и самих полос между замками.

Для достижения указанного технического результата в градирне, содержащей металлический каркас и прикрепленную к нему обшивку, которая выполнена из полимерных прямолинейных полос шириной 200 - 400 мм, стыкуемых между собой замковым соединением путем защелкивания концентрических незамкнутых окружностей, образующих края полос. Торцевые стыки соседних полимерных прямолинейных полос расположены в шахматном порядке на разных уровнях в местах крепления обшивки к горизонтальным поясам металлического каркаса градирни и соединены между собой при помощи специальной сварки из родственного материала и горячего воздуха, и прикреплены к металлическому каркасу градирни с прокладками из листового герметика без искажения профиля полимерных прямолинейных полос. В полости замковых соединений, на усиливаемых участках, внедрены отрезки арматурного стержня. Контактирующие поверхности замковых соединений перед защелкиванием покрывают клеящим герметиком. А полости замковых соединений заполняют твердеющим пеногерметиком с перекрытием им всех продольных краев примыкания замков соседних полимерных прямолинейных полос.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающих получение технического результата для всех случаев, на которые распространяется испрашиваемый объект правовой охраны.

Кроме того, заявленное решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно: полимерные прямолинейные полосы с внешней стороны дополнительно прикрепляют в замковых соединениях и посередине к металлическому каркасу градирни специальным болтовым соединением с дистанционными шайбами.

При этом арматурные стержни, применяемые для усиления замковых соединений, при необходимости используют при специальном болтовом соединении в качестве крепления полимерных прямолинейных полос к металлическому каркасу градирни.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема обшивки в сборе; на фиг. 2 - горизонтальный разрез 1-1 вдоль горизонтального пояса металлического каркаса градирни при обшивке его с внутренней стороны; на фигис. 3 а, б, в - продольный разрез 2-2 по замковому соединению и разрезы 3-3, 4-4 посерединам полимерных прямолинейных полос при обшивке металлического каркаса с внутренней стороны; на фиг. 4 а, б, в, г, д - продольные разрезы 5-5 вдоль горизонтального пояса металлического каркаса градирни и разрезы А-А, Б-Б и В-В вдоль замкового соединения и середин полимерных прямолинейных полос; варианты крепления обшивки к металлическому каркасу градирни при обшивке его с внешней стороны.

Градирня содержит металлический каркас 1, к которому крепятся при помощи специальной сварки и болтового соединения 2 полимерные прямолинейные полосы 3, 4, отличающиеся размещением их сварных горизонтальных швов 5 по отношению друг к другу по вертикали в шахматном порядке. На сварной шов 5 накладывается листовой герметик 6 под шайбу 7 болтового соединения 2. Перед защелкиванием замковых соединений 8 их контактирующие поверхности покрываются клеящим герметиком 9. Полости замковых соединений 8 после размещения в них арматурных стержней 10 заполняются твердеющим пеногерметиком 11. Дополнительно полимерные прямолинейные полосы 3, 4 прикреплены к металлическому каркасу 1 при помощи специального болтового соединения в виде приваренного к арматурному стержню 10 болта 12 и дистанционной шайбы 13.

Согласно изобретению монтаж обшивки градирни осуществляется следующим образом.

При обшивке градирни с внутренней стороны металлического каркаса 1 производят соединение в шахматном порядке соседних полимерных прямолинейных полос 3, 4 толщиной 1,5 - 3,0 мм, шириной 200 - 400 мм и длиной до 10 - 12 м, замковыми соединениями 8 путем защелкивания. Одновременно сваривают специальной сваркой из родственного материала и горячего воздуха торцы соседних по вертикали полимерных прямолинейных полос 3, 4 и прикрепляют к горизонтальным поясам металлического каркаса 1 болтовым соединением 2.

После крепления по вертикали и горизонтали внутри замковых соединений 8 в зонах креплений полимерных прямолинейных полос к металлическому каркасу 1 размещают арматурные стержни 10 и затем производят заполнение полостей замковых соединений 8 по всей длине пеногерметиком 11.

Последовательность монтажа обшивки с внешней стороны.

В этом случае полимерные прямолинейные полосы крепят при помощи специального болтового соединения в виде приваренного к арматурному стержню 10 болта 12 и дистанционной шайбы 13, которые устанавливают в намеченных точках поясов металлического каркаса 1. Затем на данном болтовом соединении защелкивают полимерные прямолинейные полосы 3, 4 и производят сварку горизонтальных швов 5 между участками полимерных прямолинейных полос, далее герметизируют листовыми герметиками 6 и крепят к металлическому каркасу 1 болтовым соединением 2. Контактирующие поверхности замковых соединений 8 перед защелкиванием покрывают клеящим герметиком 9, и затем сами полости замков 8 заполняют пеногерметиком 11.

При необходимости повышения жесткости обшивки (см. фиг.4, разрезы 5-5, А-А, Б-Б, В-В) производят установку дополнительных специальных болтовых соединений в виде болтов 12 и дистанционных шайб 13 в серединах полимерных прямолинейных полос 3, 4, исключающих искажение профиля этих полос под воздействием внешнего давления.

Таким образом, надежность работы и срок службы градирен в значительной степени определяются видом материала, прочностью и плотностью обшивки.

Получение упомянутого технического результата обеспечивает появление у объекта изобретения в целом ряда новых полезных свойств, а именно: исключение искажения профиля полимерных прямолинейных полос, внедрение дополнительных армирующих жестких стержней, заполнение полостей замковых соединений твердеющим пеногерметиком, выполнение сварных горизонтальных соединений отдельных участков каждой полимерной прямолинейной полосы, располагаемых на разных уровнях соседних полос, выполнение крепежа этих полос к каркасу при определенных условиях как с наружной, так и с внутренней стороны каркаса градирни и с нарушением или без нарушения целостности полос обшивки.

Непосредственный технический результат, который может быть получен при реализации заявленной совокупности признаков, заключается в последовательном монтаже обшивки градирни.

Формула изобретения

1. Градирня, содержащая металлический каркас и прикрепленную к нему обшивку, выполненную из полимерных прямолинейных полос шириной 200-400 мм, стыкуемых между собой замковым соединением путем защелкивания концентрических незамкнутых окружностей, образующих края полос, отличающаяся тем, что торцевые стыки соседних полимерных прямолинейных полос расположены в шахматном порядке на разных уровнях в местах крепления обшивки к горизонтальным поясам металлического каркаса градирни, соединены между собой при помощи горячего воздуха и прикреплены к металлическому каркасу градирни с прокладками из листового герметика, в полости замковых соединений на усиливаемых участках внедрены отрезки арматурного стержня, контактирующие поверхности замковых соединений перед защелкиванием покрыты клеящим герметиком, а сами полости замковых соединений заполнены твердеющим пеногерметиком с перекрытием им всех продольных краев примыкания замковых соединений соседних полимерных прямолинейных полос.

2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что полимерные прямолинейные полосы с внешней стороны дополнительно прикреплены в замковых соединениях и посередине к металлическому каркасу градирни специальным болтовым соединением с дистанционными шайбами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4