Дымовая труба

Союз СонетскнкСцмапнстнческик Республик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 883604(5 )М. Кл, Г 23 ) 11/00 с присоединением заявки РЙ Гоеударстееииый комитет СССР(23) Приоритет йа ламет изебретеиий в втирмтий(7 т) Заявнтель фрунзенский политехнический институт(54) ДЫМОВАЯ ТРУБА Изобретение относится к устройствам для удаления дымовых и вентиляционных выбросов в атмосферу и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для наименьшего рассеивания отбросов в районе их выброса,Известно устройство для удаления дымовых газов, включающее дымоход, на конце которого установлен вращающийся конусообразный оголовок, нв внутренней поверхности которого имеется спиральная канавка и лопасти, установленные между ее витками 1 1 .Недостатком известного устройства для удаления дымовых газов является небольшая высота подъема газов нвд устьем15 конусного оголовка вследствие вращательного движения выбрасываемых дымовых газов в горизонтальной плоскости, неблагоприятных аэродинамических условий выхода из оголовка и адаптации вихря аымо 20 вых газов в с.ободной атмосфере; относитепьно высокого гидравлического сопротивления начинки конусообразного оголовка,и неоправданных затрат энергии на закрутку атмосферного воздуха, подсвсываемогово внутрь восходящего вихря дымовых гаНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к пред=лагаемому устройству является дымоваятруба промышленных зданий и сооружений,включающая ствол и смонтированный вверхней части ускоритель выброса газов,состоящий из камеры и установленноговнутри цилиндра. Цилиндр снабжен входными и выходными отверстиями, а в нижней части - гибкой диафрагмой, соединенной с генератором возвратно-поступательньтх колебаний 2 ,Недостатком известной дымовой трубыявляется небольшая высота подъема газов наа выходным отверстием цилиндра последующим причинам:в) постоянного сообщения полости цилиндра ускорителя выброса газов с атмосферой через выходное отверстие, что снижает полноту передачи имт;971 ьсв холичест вя движения диафрагмы порции Выбрасывя- емых газов, а также создает подсос ат- мссферногО Воздуха В полость цилиндра при движении диаФрагмы сверху вниз;б) периодичного удаления дымовых газов из ствола дымовой трубы, так как диафрагма перекрывает входные отверстия цилиндра три выталкивании очередной порции,газов в атмосферу;в) относительно высокого гидравлического сопротивления вследствие дополнительного перетока газов из камеры в полость цилиндра перед выбросом в атмосферу, а также необходимости уврличения размеров цилиндра при эвакуации больших объемов дымовых газов.11 ель изобретения - повышение высоты выброса газов в атмосФеру.Поставленная цель достигается тем, что дымовая трубя, содержащая ствол и смснтированньй в верхней части ускоритель Выброса газов, выполненный в Виде камеры с генератором Возвратно-колебятепьньх движений, снабжена установленным внутри камеры и соединенным с генератором Возвратно-колебательных движений вертикальным механическим водноводом с размещенным в нижней его части ускорителем колебаний, а в верхней - гаКроме того, камера ускорителя выброса гязсв Выполнена расширяющейся сверху Вниз и прямоугольной в поперечном сечении, две боковые стенки которой параллельны между собой, расширяются книзу и выдвинуты над верхним срезом двух других стснок. На )иг. 1 изображено схематично устройство, поперечный разрез; на Фиг, 2- го же,. продольный разрез; на Вг, 3 вслновод, погеречнь,й разрез; на Фиг. 4- вариант Выполнения трубы, разрез Л-А на Фиг. 5; на фиг. 5 - то же, разрез Б-Б на ф 1,угДымовая труба включает ствол 1 и смонтированный в верхней части его ускоритель вьброся газов, выполненный из камеры 2, Вертикального механического Вслнсводд 3 и генератора 4 возвратно- колебательных движений.Камера 2 выполнена расширяющейся книзу и прямоугольной в поперечном сечении, две ооковые стенки 5 которой парятлельнь между собой, расширяются книзу и Вьдвинуть над верхним срсзом двух других стенок ь, имеюшгх изгиб согласо-. ванный с поперечнс-Волновым изгибом ВОЛНСВОДЯ ЯЕХЯНИЧЕСКИй ВОЛН- ВСЦ 3 Уг-тдг,огДЕНВЕРТИКЯЛЬНС ВНУТРИ .;,д.тЕСЬ = г ВЬ ПСЛНЕНплоским и упруго-г.б".:им, н.екглим олину,суще-.,гвенно большпо е; Вьсота камерь2. ПрИМЕр ВЬПСЛНг:-:Ия .СЛЧСВС:"я 3: Каркас 7 Вслнсвспанабирается из лентсвой пружинной термсссрабстаннсй стали,КОтОРаа ПРСПСЬНЭ ЯгсВЬВЯЕТСЯ В ШЯХмятнОм порядке пс тс:.:ине кявкдся 7,Причем топцина "л",Яксв,и каркаса 7 с меньШяЕтея СНЧЗу ВВЕр - ; ЕГО длина, КагКЯС7 обкладывается с обеих сторон Войлоком 8.Для СтябЛИ"ггии СбряЗСВянп- И СКСрения движения сниз:г Вверх пс:еречнсйВОЛНЫ уркагирСКЧй ЧС ггсрсг 3 СггдобигЕНобразсвателем-усксритглем Л, которыйКРЕПИТСЯ К НижНЕй ЧЯСТИ ВСЛНЗгЗСДЯ 3 Иимеет прстяг.е-;но:.г: более 3 /3 его длины, Образсвятель-уск ритель 9 Выполняется из гибксгс и пс:тдтсчно мяссивнсгсматериала, например металлических цепей.Кроме этого, .пля миг .ого снятия Волнообразного изгиба и сохранения пу:ностиВолны вверху нслсвспд 3 уст=новлен гаСитЕЛЬ 1 О,. КОтОРЫй ЯВЛЯЕгСЯ -,РодолжЕНИем Волнсвопд 3, ограничен:стькс выступающими кромкам: стг,пои 5 Ям;=.рь 2 иВЬПСЛНЕН ЛЕГКИ Л И ."гбКИМ НялрИМЕр ИЗрезины или ьсйлскя,Нижняя кромка Вслнсвсда 3 ",.ретсяпс Всей своей ширин:.; - .:ер:.:;Ию1 гене=РатОРа 4 ПСПЕРЕЧНСй ВОЛ;г;., ;СТСРЬй ПРЕобразует вращательнсе пвижеге Валяэлектрсдвигя 1 ечя ,.2 д .:с;е;дтаьные дви,жения Волновода 3 Е;СИ оснастка . енеряторд 4 КрЕПИтоя .: СТ -.Стг, 1 гССред ,ВСМмонтажной лсщапи : 3. Внутри камеры 2 г;спсвод 3., и:, еющи й протяженность несколь.",с бсльц.ус, чем Высота пямеры 2 псдвеш ен трп помОгщи гибких подвесок 14 ,например кяпрс- НОВЫХ ИЛИ СТЯЪНЬт ТРОСИКОВ МЯЛСГС ДгаМРТра), ЗдхрЕтпангнвХ,Я СТЭНКЯХ 5 И ВЫ-. ПОЛНЕННЫХ тдКСйИЬг, .ТС НЕ МЕШЯЕт ВЬ- и слнйть Вслнспы ецвыл ения ВОлн ОВсду эКЯмера 2 крепится к стволу 1 при пО- мощи ребер 15 жесткости.Для лучшего сгсгьжения волнсвода 3 по внутренней повар ности стенок 5 предусматривается возможность смяз;.:. или Г.СКРЫТИЯ ИХ МЯГЕРИЯЛЯИ, ИМЕОЩИМИ НИЗЦ;й КоэффИЦИЕНт ТРЕ".,ИЯ Г КСЛЬжЕНИЯ, ПРИМЕР ВТОРОПЯСТСМ И ДР., Я НижНЯЯ Чаотъ Внутренней поверхности стенок 8 покры- ВартСЯ СМЯГЧЯСЩИМ УгЬЯР МатЕРИаЛОМ, Например тслсгым Войлоком;. др., необхсдимьм пля мягкой рдбсть сбг Язсвателя5ускорителя 9 поперечной волны волно 1вода 3.В другом варианте выполнения дымовая труба вхлючает ствол 1 с установленной на нем камерой 2, которая выполненарасширяющейся сверху вниз и прямоугольной в поперечном сечении и поделена начетыре отсека перегородками 16 (предусматривается возможность выполнения камеры 2 в виде хольцевого многогранникаи деление ее на большее количество частей). Внутри каждого отсека установленна подвесках 17 волновод 3, соединенныйс генератором 7 его поперечной волньУ каждого отсека камеры 2 внешняя,имеющая наименьший размерфстенха 5,несколько выступает над верхним срезомкамеры 2.Для стабилизации поперечной волныкаждый вопновод 3 снабжен обраэователем-ускорителем Э в нижней части и гасителем 10 в верхней.Генератор 4 поперечной волны волновода 3 имеет один общий для всех гибхий вал 18, к которому при помощи стержней 11 и рычагов 19 крепятся нижниекромки волноводов 3. Вал 18 приводитсяв колебательное движение приводом 20.Камера 2 крепится к стволу 1 посредством ребер 15 жесткости.Дымовая труба работает слевуюшимобразом,При включении генератора 4 нижнейкромке волновода 3 сообщаются возвратно-колебательные движения между стенками 6 или противоположными стенками отсеков внутри камеры 2, Колебания выполняются до соприкосновения нижней частивопновода 3 с внутренней поверхностьюстенок 6. После соприкосновении образователь-ускоритель 9 поперечной волны,сохраняя полученную направленность движения и в силу своей повышенной инерционности, стремится уложить на всюсвою длину тело волновода 3 вдоль внутренней поверхности стенки 6, причем этопроисходит с воэрастаюшим .ускорениемверхнего конца образователя-ускорителя 9в направлении к стенке 6. При движениинижней части волновода 3 к противоположной стенке весь этот процесс повторяется.В результате этого в полости камеры 2волновод 3, упруго изгибаясь, образуетмеханические поперечные волны, которыедвижутся снизу вверх с эатухаюшей амтцтитудой, Эти волны возникают благодаряупруго-гибкой деФормации материала волновода 3 и стабилизирующему воздействиюобразователя-ускорителя 9. 883604ЬВ верхней части волновода 3 гаситель10 поперечной волны выполняет мягхийсброс энергии колебаний, сохраняя приэтом пучность и линию поперечной волныволновода 3, вследствие ограниченноститолько двумя выступающими тцомкамистенок 5 и своей способности мягхо изгибаться.Удаляемые газы, пройдя ствол 1, за 30 полняют впадины, образованные волноводом 3 и огарниченные стенками 5 и 6камеры 2, В этих впадинах газы завихряются в плоскости распространения волны,причем закрутха газов во впадине одной15 волны выполняется в одну сторону, а вдругой - в противоположную. Завихрениегазов во впадинах происходит в результате: волнообразного движения волновода 31вязкого трения газов об относительноподвижные поверхности замкнутого пространства впадин; грушевидной Формы сече-ния волнообразной впадины, а также в результате возникающих перетоков газов,развитых от центра к периферии вихря,вследствие высоких скоростей движениягазов, находящихся вблизи движушейсяповерхности замкнутого пространства впадины,При движении поперечной волны волновода 3 снизу вверх интенсивность скруткигазов в вихревой цилиндрический жгут возрастает за счет увеличения скорости движения волны, так как происходит затухание ее амплитуды; уменьшения объемаЗЭзамкнутого пространства волновой впадиныпри неизменном количестве заключенныхв ней газов, вследствие того, что объемпространства впадины уменьшается прямопропорционально величине затухания ам 40плитуды поперечной волны волновода 3.В момент выхода цилиндрического вихря дымовых газов иэ полости камеры 2над верхним срезом стенок 6 осеваячасть его, которая находится под разрежением, остается закрытой некоторыйотрезок времени выступающими краямистенок 5. Это позволяет устранить подсос атмосФерного воздуха во внутрь вихря и сохранить его от преждевременногоразрушения в момент его адаптации в сво 0бодной атмосфере. Сохранение вихря происходит тахже эа счет удерживающей силыего осевого разрежения. В процессе адаптации цилиндрического вихря дымовых газов в атмосфере происходит выведение5окружающего воздуха из состояния относительного покоя в пограничном слое и на-.ращивание толшины слоя в границах всего вихря. Все это увеличивает скоростьпОдъема вихря дымовых ГвзОВ и Времяего существования в атмосфере.Гаситель 10 поперечной волны волновода 3 выполняет четкое разграничениемежду выбрвсыввемымтт В атмосферу вихреки газов, не разрушая, а как бы выкатывая их из полости камеры 2, подталКИВВЯ ВВЕРХ,Чередование различного направлениязакрутки удаляемых газов сознает благоприятные аэродинамические условии дляправильно организованного обтеканиявстречными потоками атмосферноГО Воздуха каждой пары вихрей газов, так какобразуется подобие торроидального вихря,что также увеличивает скорость подъемаи время сутцествования в атмосфере каждой гары вихрей удаляемых газов.Таким образом, удаление дымовых газов в атмосферу происходит в виде Вы 2 Опрыглваюпглх вверх Вихрей, которые группируюття в дары,Интенсивная эвакуапия дымовых газовволноводом 3 создает в полости камеры2 разрежение, которое сопутствует увеличению тяги и сниженщо Гидравлическогосопротивпенгя всего аппарата,Путем изменения амплитуды и частотыколебания волновода 3, изменения высотыкамеры 2 и, следовательно, Длины волноавВодо 3, в также изменения механическихХараптврИС-ГИК МаторИада ВОГгНОВОаа 3 азначит изменения закона колебания и звтухвния поперечных волн ночвляется возможность увеличивать высоту подъема удаляемых в атмосферу газов, т. е. увеличивать производительность аппарата,Бьполнепие дымовой трубы преалагвемсй гонструтдгли обеспечивает:а Выброс в атмосферу уже готового Вихря дымовых газов эа счет оснащения ускорителя Выброса газов вертикальным лехвническтлм волноводом, который созавет в полости камеры поперечные волны, двггающиеся снизу вверх с затухаюпей амплитудой;б) повыпенную интенсивность закрутки В вихрь удаляемых газов и высокую скосость Выбвсса их в атмосферу, как результат выполнения камеры ускорителя газов прямоугольной в поперечном сече нии и снабженич Воттноводв образоввтелемускоритРттем его поперечной волны;В) 6 ЛВГОПрнятнтЕ аЭрОдИНаМИЧЕСКИЕ условия выходя в втОсферу и адаптации В ней вихря удаляемых Газов,сг,едствие ерекрытия торцов Вт;.ря Газов,ыстудая- ЩИМИ КРОМКаМИ ДГЗУХ ГтаРатдте.тыоХ СТЕНОК камеры ускорителя выброса Гвзсг.; и ОснвЩЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧВС ти Отгтсв ДВ Г В ЛИ ЕЛЕ, его поперечной Волны, . - Также Вьгслне- ния закрути каждсГО НОследчОщРГО Вихря газов в сторону, противоположную закрутке ггредыаущегс вихря.Г ) Возможность Выполнения регупгрОВ ки Высоты подъема В втмосберу удаляеГаЗОВ И роиэводЛТтЬНОСТт аддара ТВ так как можно Гругпирсзать усхсритРтги Выбросв газов в кольцевой много-рвнник, соэдвВая торролдвльньЙ Вихрь Газов В атмосфере, меняя нтенслвнссть закрутки УдатЯЕМЫХ ГВЗОВ В ВИХРЬ тУТЗ.; ЛЗ:РНЕНИЯ .встоты и амплитуды колебаний Генератоса поперечной волив Встгсвода ипн механических характеристик самого ВОгговода, в такжР испОльзуя способность ускОрителя ВыбрОса ГазоВ к само тсятРдьнсй трвнс=.пор-ировхе Га-сьФортлула зобре т снит1, ръ:Моная труба, СО 1 Ер;СВтВ:т СТВОт и смонтирсВВнный В Верхней " с чысти Ускоритель Выбоссв гв- ОВ Выстт;-. тг,. т в виде квмеры с г енесвОром Всзврвтноколебвельньк движений о .". и ч в ю - .щ в я с я тем " гс с ттсгю дт:жттРттл: высс.гы ьыбрссв газо-;.- В ытлосф-. - ,р;.:, Онв снабжена устас деВ:-,;ытл Вг; гви камеры и СОЕДИНЕННЫМ С ГЕНЕРВ ОРОМ :,т.РВГта тто КОЛЕбатРтЫГх двиКРНИЙ ВЕрТИКсЛЬНЬЛмРхвничРским Вог;товотом г; т;-.зтлоттелныт;в нижней его встл усковтеДам стебвний,в в верхней - гасителем.,2. Труба гс и, 1, О г л и ч в ю щ а я с я тем, что квмерэ. Выптпенв рв"- ЛИРЯОЩЕЙСЯ СВЕРХВИЗ И тРЯМОУГС,Пдной в поперечном сечении, две боковые т:г т(отсро., пвгтвггегтт т%ътетг собс рв ШИРЯЮТСЯ КНИЗУ И ВЫДВИНУТЫ Наа ВЕРттИМ срезом двух других тл нок.Истсчнтг.; информации ПрИНятЫЕ ВО Витт: тат. Е Прн ЭКСПЕртИЗЕ-С- Р Мо 309211, кл.231100, .т 9 о. 2, Авторское свидетатьствс СССР Мо 319725, кл Е 04 , 12,т 00, 1971.Тираж 609 ИИПИ Государст по делам иэоб 035, Москва, Жл ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Заказ 10196/59 ПодписноеВН венного комитета СССРретений и открытиЯ113 -35, Раушская наб., д,