钢抱箍内筒烟囱的制作方法

本实用新型涉及一种钢抱箍内筒烟囱，属于烟囱设计与施工技术领域。

背景技术：

钢烟囱因其由工厂制作、现场安装、方便快捷等特点而受到许多用户的青睐。国家标准《烟囱设计规范》(gb50051)按受力形式将钢烟囱划分为：自立式钢烟囱、塔架式钢烟囱和拉索式钢烟囱；按内衬形式划分为单筒烟囱、套筒式烟囱和多管式烟囱。目前国内外市场的钢烟囱以套筒式自立钢烟囱应用数量最多。套筒式自立钢烟囱是由钢外筒和排烟内筒组成，排烟内筒主要包含金属内筒和玻璃钢内筒两大类，排烟筒以单个内筒居多，大于或等于2个内筒的多管式钢烟囱占比相对较少。

早在1999年国际工业烟囱协会(cicind)颁布的《modelcodeforsteelchimneys》(《钢烟囱标准规程》)，对自立式套筒钢烟囱的设计和计算有了详细规定，我国《烟囱设计规范》gb50051-2003也分别对钢烟囱外筒和内筒设计做出了规定，之后《烟囱设计规范》gb50051-2013新增了玻璃钢烟囱的设计规定，从而增加了玻璃钢排烟筒在钢烟囱领域的应用范围。

为了满足工厂化制作以及运输和安装工艺的需要，目前，钢烟囱的内外筒一般是分段制作，每段内外筒需要工厂内预先装配到一起，同时运输和吊装。因内外筒之间距离较小，吊装时，内筒需要挂于外筒上，就位后先连接内筒，再连接外筒。安装完成后，内外筒竖向相互自由变形，水平向外筒约束内筒保持变形协调。为满足狭窄空间的安装需要，其内外筒均采用法兰进行分段连接，这种传统法兰连接套筒式钢烟囱，特别是排烟筒为玻璃钢内筒时，存在以下问题：

1)传统玻璃钢内筒不能满足玻璃钢内筒的吊装、止晃和悬挂功能；

2)内筒法兰连接容易出现烟气冷凝液渗漏现象，对烟囱外筒产生腐蚀，造成结构安全隐患。

为了解决普通内筒连接方式造成的冷凝液渗漏以及悬挂与止晃等一系列问题，本实用新型提供一种钢抱箍玻璃钢内筒烟囱的技术方案，通过对现有的技术：“玻璃钢内筒多功能加劲连接装置”(中国专利号：zl201720498219.8)的改进，解决在钢烟囱领域玻璃钢内筒的连接技术，并利用该加劲连接装置实现玻璃钢内筒的吊装、止晃和悬挂等技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决玻璃钢内筒的连接、止晃与吊装的问题，以及冷凝液渗漏的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种钢抱箍内筒烟囱，烟囱的外筒内套设有分段连接的烟囱的内筒，内筒管段的连接处设有承插式的承口与插口结构；内筒管段连接处相邻的内筒外壁上套设有钢抱箍，内筒管段连接处上下钢抱箍之间设有钢抱箍连接装置；烟囱的外筒内壁与钢抱箍之间设有止晃装置。

优选地，所述内筒连接处的插接结构包括承口和插口；每一内筒管段的下端设有插口，上端设有承口；承口端的内径设为大于插口端的外径。安装连接时，把上部管段的插口插入到下部管段的承口内，两口之间环形空隙用树脂类或其他防腐类材料填实。

优选地，所述内筒底部设有用于收集和排放冷凝液的漏斗形的冷凝液排放机构。

优选地，所述钢抱箍连接装置包括上钢抱箍、下钢抱箍和花篮螺栓；所述钢抱箍包括钢抱箍型钢和钢抱箍连接钢板，钢抱箍型钢通过钢抱箍连接钢板与内筒连接；上钢抱箍和下钢抱箍之间通过花篮螺栓连接。

优选地，所述上钢抱箍上设有上钢套管，下钢抱箍上设有下钢套管；上钢套管和下钢套管之间设有花篮螺母与花篮螺栓；上钢套管和下钢套管通过花篮螺栓与花篮螺母连接；花篮螺母包括花篮螺母连接圆钢、花篮螺母左旋螺纹螺母和花篮螺母右旋螺纹螺母。

优选地，所述钢抱箍与外筒内壁之间设有采用沿内筒切向为主要受力方向的止晃装置；止晃装置均匀或对称设于内筒壁的外圆周上。

优选地，所述止晃装置包括滑动止晃短梁、导向滑轨和滑轨下端板；所述钢抱箍上设有滑动止晃短梁，所述外筒的内壁上设有导向滑轨，导向滑轨设于滑动止晃短梁水平的两侧；导向滑轨的下方设有限制滑动短梁最大行程的滑轨下端板。

优选地，所述导向滑轨与外筒内壁之间设有支承钢架。

优选地，所述内筒设为玻璃钢内筒烟囱。

优选地，所述内筒烟囱设为多管式烟囱。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的玻璃钢内筒采用了具有加劲、止晃、内筒连接、悬挂吊装等综合功能的钢抱箍技术。与普通缠绕的玻璃钢材质加劲肋相比，钢抱箍对玻璃钢内筒提供了更强大的刚度支承，可满足内筒复杂受力工况；钢抱箍为止晃装置的安装提供了充分条件，且该止晃装置具有止晃与悬挂复合功能，满足止晃和烟囱吊装与内筒连接需要；玻璃钢内筒通过花篮螺母技术对钢抱箍进行连接，可解决钢烟囱内部的玻璃钢内筒采用承插式连接方式因空间小难以实现问题，消除了烟气冷凝液渗漏现象。本实用新型为玻璃钢内筒在套筒式钢烟囱领域的应用提供了安全、可靠、经济适用的烟囱防腐技术方案。

附图说明

图1为典型的套筒式自立钢烟囱立面示意图；

图2为承插式玻璃钢内筒标准管段示意图；

图3为承插式玻璃钢内筒标准管段筒壁剖视图；

图4为玻璃钢内筒通过钢抱箍组装连接示意图；

图5为图1中的节点a详图；

图6为花篮螺母详图，包括连接圆钢、左旋螺纹螺母和右旋螺纹螺母；

图7为钢抱箍与花篮螺栓套管连接示意图；

图8为槽钢钢抱箍示意图；

图9为方钢管钢抱箍示意图；

图10为图1的a-a剖视图，切向止晃装置的平面布置图；

图11为图1的b-b剖视图，为内外筒间距较大筒段情况下，切向止晃装置的平面布置图；

图12为图11中的e-e剖视图，切向止晃滑轨与钢架连接示意图；

图13为图10的b节点图，为切向止晃节点大样图；

图14为图13的d-d剖视图，切向止晃短梁采用h型钢示意图；

图15为图13的d-d剖视图的变化形式，切向止晃短梁采用圆形钢管示意图；

图16为传统套筒式钢烟囱径向止晃示意图；

图17为切向止晃装置内筒受力示意图，沿筒壁切向对称承受外筒传递的主要水平荷载；

图18为径向止晃装置下内筒受力及变形示意图，内筒沿径向受力；

图19为图1的c-c剖视图，为玻璃钢内筒底部支承平台平面图，是一个内筒时的内筒底部典型支承结构图；

图20为图19的f-f剖视图。

附图标记：1.外筒；2.内筒；3.烟囱防雨帽；4.烟囱切向止晃装置；5.内筒底部支承平台；6.烟囱检查孔；7.排酸管；8.烟道；9.酸液排放漏斗；10.连接法兰；11.径向止晃装置；12.内筒径向受力变形；201.玻璃钢内筒插口；202.玻璃钢内筒承口；203.树脂类材料；301.上钢抱箍型钢；302.下钢抱箍型钢；303.钢抱箍连接钢板；304.钢套管；305.花篮螺栓；306.花篮螺母的连接圆钢；307.花篮螺母的左旋螺纹螺母；308.花篮螺母右旋螺纹螺母；401.滑动止晃短梁；402.导向滑轨；403.滑轨下端板；404.滑轨加劲肋；405.橡胶垫；406.自攻螺钉；407钢架水平梁；408.斜支柱；409.撑杆；501.支承环梁；502.径向辐射梁；503.径向斜支柱。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-20所示，本实用新型提供一种钢抱箍内筒烟囱，烟囱的外筒内套设有分段连接的烟囱的内筒，每段内筒的连接处设有承插式的承口和插口结构；内筒管段连接处相邻的内筒外壁上套设有钢抱箍，内筒管段连接处上下的钢抱箍之间设有钢抱箍连接装置；烟囱的外筒内壁与钢抱箍之间设有止晃装置。内筒连接处的插接结构包括承口和插口，每一管段的下端是插口，上端是承口，承口端的口径局部放大，其内径大于插口端的外径。安装连接时，把上部管段的插口插入到下部管段的承口内，两口之间环形空隙用树脂类或防腐类材料填实。内筒底部设有用于收集和排放冷凝液的漏斗形的冷凝液排放机构。钢抱箍连接装置包括上钢抱箍、下钢抱箍和花篮螺栓；钢抱箍包括钢抱箍型钢和钢抱箍连接钢板，钢抱箍型钢通过钢抱箍连接钢板与内筒连接，筒段的上钢抱箍和相邻筒段的下钢抱箍之间通过花篮螺栓连接。上钢抱箍型钢上设有上钢套管，下钢抱箍型钢上设有下钢套管；上钢套管和下钢套管之间设有花篮螺母与花篮螺栓；上钢套管和下钢套管通过花篮螺栓与花篮螺母连接；花篮螺母包括花篮螺母连接圆钢、花篮螺母左旋螺纹螺母和花篮螺母右旋螺纹螺母。钢抱箍与外筒内壁之间设有采用沿内筒切向为主要受力方向的切向止晃装置；止晃装置均匀或对称设于内、外筒壁的外圆周上。止晃装置包括滑动止晃短梁、导向滑轨和滑轨下端板；钢抱箍上设有滑动止晃短梁，外筒的内壁上设有导向滑轨，导向滑轨设于滑动止晃短梁水平的两侧；导向滑轨的下方设有限制滑动短梁最大行程的滑轨下端板。导向滑轨与外筒内壁之间设有支承钢架。内筒设为玻璃钢内筒烟囱。内筒烟囱设为多管式烟囱。

实施例

如图1-20所示，本实用新型的技术方案提供一种钢抱箍玻璃钢内筒烟囱，通过钢抱箍实现玻璃钢内筒承插式连接，解决了烟气冷凝液渗漏问题；通过钢抱箍实现对玻璃钢内筒的加劲、止晃和吊装等问题，解决了玻璃钢内筒在钢烟囱领域应用难题，为钢烟囱防腐提供一种安全、可靠的结构形式。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱其加劲肋为钢抱箍，与采用玻璃钢缠绕加劲肋相比具有刚度大、可承受较大荷载等特点，加劲肋具有加劲、止晃、悬挂和内筒连接等综合功能。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱其内筒采用承插式连接，可有效解决烟气冷凝液渗漏问题。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱其内筒连接是采用花篮螺母将上下节钢抱箍进行连接，解决较小空间钢抱箍连接问题。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱其钢抱箍为止晃与悬挂受力连接构件。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱采用沿内筒切向为主要受力方向的止晃装置(以下简称“切向止晃”)，可大幅度降低内筒应力效应和变形，提高了内筒稳定性能，减少了内筒壁厚。传统套筒式钢烟囱普遍采用径向顶压受力方式的止晃装置(以下简称“径向止晃”)，内筒局部变形较大，影响内筒稳定，增加了内筒壁厚。“切向止晃”在任何时候其受力点都大于或等于2；当沿圆周止晃点小于或等于4时，“径向止晃”受力点仅为1个，对内筒产生不利影响。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱在吊装时，其内筒通过连接在钢抱箍上的止晃短梁悬挂于外筒止晃滑轨的下端板上，满足内外筒顺序连接的需要。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱其固定于外筒上的止晃滑轨，在内外筒间距较大的筒段，可在外筒止晃位置设置支承钢架，并将止晃滑轨固定在支承钢架上，以减少止晃短梁对钢抱箍产生的局部弯矩。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱，当其内筒数量为1时，底部支承可采用径向辐射钢架与环向钢梁组成的钢平台上。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱，其内筒底板采用漏斗形式，以提高冷凝液排除效率，减少积液对外筒腐蚀。钢抱箍玻璃钢内筒烟囱，其外筒除为钢结构外，可应用于其他材质的外筒；止晃装置可用于金属内筒；钢抱箍可用于金属内筒；底部排液漏斗可用于金属内筒；主要技术适用于多管式钢烟囱。

图1显示了本实用新型钢抱箍玻璃钢内筒烟囱的较为典型的整体烟囱立面图，包含外筒1、内筒2、烟囱防雨帽3、烟囱切向止晃装置4、内筒底部支承平台5、烟囱检查孔6、排酸管7、烟道8、酸液排放漏斗9和连接法兰10等主要部分。其中外筒1主要承担外部荷载及内筒作用；玻璃钢内筒2承担烟气排放功能，具有耐温、防腐功能；玻璃钢内筒2通过底部支承平台5将全部重量作用在外筒2上；玻璃钢内筒2与外筒1在竖向沿切向止晃装置4相对自由变形，但切向止晃装置4限制内筒2水平位移，在止晃点保持与外筒1水平位移一致，实现水平止晃功能；防雨帽3防止烟囱顶部雨水或烟雨下洗产生的冷凝液进入内外筒间隙；内筒底部采用漏斗形式的冷凝液排放结构，可消除内筒筒壁与一般斜向底板冷凝液聚集现象，降低腐蚀影响。

图2和图3显示了本实用新型所述的钢抱箍玻璃钢内筒烟囱的内筒标准管段的立面图与剖面图，由玻璃钢内筒插口201和玻璃钢内筒承口202组成，各管段承插连接，承插口环向间隙采用树脂类或其他防腐类材料203灌注(见图5)，从而避免烟气及冷凝液渗漏问题。图4显示了本实用新型所述的钢抱箍玻璃钢内筒烟囱分段内筒组装后立面图。

图5显示了本实用新型所述的钢抱箍玻璃钢内筒烟囱钢抱箍连接节点图，玻璃钢内筒第i节管段的承口202下部外壁上设置上钢抱箍型钢301，上钢抱箍型钢301与第i+1节的插口201上的下钢抱箍型钢302通过花篮螺栓305与花篮螺母连接，克服了“玻璃钢内筒多功能加劲连接装置”(中国专利号：zl201720498219.8)专利技术中采用长螺杆在上钢抱箍顶面和下钢抱箍底面分别施加螺母紧固所需较大空间问题，可在较小空间完成钢抱箍连接，实现玻璃钢内筒分段连接。花篮螺母由花篮螺母连接圆钢306、花篮螺母左旋螺纹螺母307和花篮螺母右旋螺纹螺母308组成，通过旋转花篮螺母将上下花篮螺栓305紧固，需要安转空间小，满足钢抱箍玻璃钢内筒在钢烟囱领域的应用。钢套管304固定于钢抱箍型钢301或302上，相较直径较小的花篮螺栓直径，较大尺寸的钢套管304具有调整施工偏差能力。通过钢套管304连接花篮螺栓305适合钢抱箍截面尺寸较小情况，当钢抱箍截面较大时，花篮螺栓305可直接穿过钢抱箍连接，无需钢套管304。

图7显示了本实用新型所述的钢抱箍玻璃钢内筒烟囱钢抱箍型钢301或302与钢套管304连接示意图，钢套管304与钢抱箍采用焊接连接。图8、图9显示钢抱箍的不同截面形式。

图10显示了钢抱箍玻璃钢内筒烟囱切向止晃装置4的平面布置图，4个切向止晃装置4在内外筒之间沿环向均匀布置，每对互成180度对称布置。切向止晃装置4的内外筒传递水平力原理是通过自攻螺钉406固定在滑动止晃短梁401上的橡胶垫405与导向滑轨402滑动接触进行内力传递，其内力水平力方向与内筒受力点处的切线平行(见图17)，且对称产生，对内筒受力最为有利。切向止晃装置4具有仅限制内筒水平位移(与外筒一致)，竖向变形不受限制特点，从而实现止晃功能。一般情况下，4个切向止晃装置4可共同承受外筒施加的水平推力，不利情况下为2个对称切向止晃装置4共同承担外筒施加的水平推力(见图17)。

一般套筒式钢烟囱止晃均采用图16所示径向止晃装置11，是通过径向顶压方式止晃，其受力特点是内筒沿径向不均匀受压，产生较大变形。径向止晃装置在不利状态下，仅1个止晃点受力，内筒变形如图18所示内筒径向受力变形12，对内筒局部稳定产生不利影响，且内筒止晃位置无加劲环，大幅度降低内筒安全性。

本实用新型所述的钢抱箍玻璃钢内筒烟囱切向止晃装置4沿圆周均匀对称布置4个，实际应用数量可不受此限，但最少不少于3个。

钢抱箍玻璃钢内筒烟囱切向止晃装置4的滑动止晃短梁401采用h型钢截面，当采用圆形截面时(见图15)可不设置橡胶垫405。

当内外筒间距较大时，采用切向止晃装置4会产生较大局部弯矩m，对内筒产生不利影响，此时可采用图11和图12所示结构方式，降低滑动止晃短梁401长度，可有效减低内筒局部弯矩。导向滑轨402与外筒内壁之间设置支承钢架来支撑加固，通过钢架水平梁407和连接钢架水平梁407的斜支柱408连接支撑导向滑轨402。导向滑轨402两侧焊接连接的滑轨加劲肋404通过撑杆409固定于外筒内壁。

本实用新型所述的钢抱箍玻璃钢内筒烟囱切向止晃装置4，在烟囱吊装与安装期间，滑动止晃短梁401可滑动到滑轨下端板403处，滑轨下端板403对滑动止晃短梁401具有支承作用，可承担整个内筒重量，实现对内筒的悬挂功能，满足吊装及内筒连接需要。

图19和图20显示了本实用新型钢抱箍玻璃钢内筒烟囱底部支承平台5结构，内筒作用在支承环梁501上，内筒受力均匀，有利于内外筒受力。当内外筒间距较小时，可取消径向辐射梁502和径向斜支柱503，将支承环梁501直接与外筒1焊接。支承环梁501的截面形式可为“工字型”，也可为箱型，当直接与外筒焊接时，也可为环形牛腿形式。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

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