CN204665313U - 竹缠绕复合烟囱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种竹缠绕复合烟囱，主体为圆筒状，其特征在于：主体径向截面上由内至外包括内衬层、结构层和外防护层，内衬层由内至外包括第一内衬层和第二内衬层，所述的第一内衬层和第二内衬层均由粘附有耐高温树脂的纤维毡或无纺布制成，第一内衬层的纤维毡或无纺布其厚度小于第二内衬层，其树脂粘附量大于第二内衬层，结构层为竹篾带多层缠绕在内衬层外并通过树脂粘结固化而成，结构层外表面涂覆有外防护层。本实用新型内壁光滑、保温效果好，无需增加隔热层，减少了有害蒸汽在上升过程中在内壁的凝结腐蚀，同时成本低、安装方便，绿色环保、资源可再生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种竹缠绕复合烟囱。
背景技术
烟囱是最古老、最重要的防污染装置之一，主要的作用是排烟、排废气，广泛应用于工业生产中。目前市场上普遍采用的是砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三大类。这些常规烟囱存在生产安装能耗高、资源不可再利用、内壁不光滑、施工周期长、保温性能差、成本和维护费用较高等缺点。
专利号为：88208210.8，专利名称为“竹质烟筒”的中国专利中提到一种结构：采用兰竹经过加工制成,打通竹筒中的内隔膜,使大口径与烟筒相连,并保留小口径端的最后一个隔膜,在其周围打有小孔。上述技术方案所制成的烟筒其大小有限，一般是家庭使用，不适合工业上应用。
专利号为201110035166.3，专利名称为“一种使用预制件制造大型复合材料管状制品的方法”的中国专利中公开了一种制备方法：先在模具上湿法缠绕一层复合材料环向层，然后将预制好的复合材料预制件卷绕在上面，再在上面缠绕一层复合材料环向层，卷绕在两层环向层之间的预制件被外层环向层的纤维捆紧，同时被环向层富余的树脂浸渍、粘接，形成轴向层，而环向层和轴向层，又被树脂粘接成一个整体，如此循环往复，直至设计要求，构成环向层和轴向层交替重叠的3 层或多层结构的复合材料制品。所述的预制件是主体和连接线组成的竹帘状构件，其主体为树脂基复合材料采用拉挤成型工艺制成的长条形材料。上述技术方案的缺陷和不足在于：该技术方案原材料采用树脂基复合材料，包括玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维等高能耗、生产过程不环保、成本高的材料。且其结构与本申请也有诸多不同，没有内衬层，且树脂基主体和连接线组成的竹帘状预制件其为单一方向的，结构强度不够高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种内壁光滑、保温效果好，无需增加隔热层，减少了有害蒸汽在上升过程中在内壁的凝结腐蚀，同时成本低、安装方便，绿色环保、资源可再生的竹缠绕复合烟囱。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：一种竹缠绕复合烟囱，主体为圆筒状，其特征在于：主体径向截面上由内至外包括内衬层、结构层和外防护层，内衬层由内至外包括第一内衬层和第二内衬层，所述的第一内衬层和第二内衬层均由粘附有耐高温树脂的纤维毡或无纺布制成，第一内衬层的纤维毡或无纺布其厚度小于第二内衬层，其树脂粘附量大于第二内衬层，结构层为竹篾带多层缠绕在内衬层外并通过树脂粘结固化而成，结构层外表面涂覆有外防护层。第一内衬层粘附较多的耐高温树脂，即固化后第一内衬层树脂层厚度大于第二内衬层树脂层厚度，这样制成的内衬层能够满足烟囱内部耐高温、耐腐蚀的要求，且固化后内表面光滑，不会让蒸汽在内部凝结。制成的结构层在保证烟囱的机械强度的同时有效减轻重量，方便运输，且原材料保温性能好，绿色环保，来源广泛，成本低廉，生产、安装过程无污染。外防护层一般应具有防辐射、耐腐蚀、抗氧化等特性，用以保护烟囱内部结构，有效延长烟囱的使用寿命。
本实用新型所述的第一内衬层厚度至少为0.3mm，第二内衬层厚度至少为1.5mm，结构层厚度至少为15mm，外防护层厚度范围为1.5mm~4mm。如果厚度低于上述下限值将无法满足一般烟囱的强度要求。上述外防护层厚度范围既保证满足防护要求，又不至于浪费原材料，具体可以按照设计要求选取数值。
本实用新型所述的第一内衬层采用20g/m2~30g/m2的纤维毡或无纺布，第二内衬层采用50g/m2~300 g/m2的纤维毡或无纺布。第一内衬层的密度范围更适合树脂的渗透，以便形成光滑的内表面，第二内衬层的密度范围更适合增大内衬层的强度。
本实用新型所述的竹篾带为竹篾粘接、缝合或编织在衬布上，竹篾带宽度范围为50mm~200mm，厚度范围为0.5mm~1.2mm。将竹材加工成一定规格的竹篾，然后将竹篾与衬布复合，其好处是方便机械化连续生产，并且充分利用竹材，不造成不必要的浪费。
本实用新型所述的竹篾带根据竹篾排列设置在衬布上的方向不同分为轴向竹篾带和径向竹篾带。两种竹篾带配合缠绕，可以增大筒体的强度。
本实用新型所述的结构层中轴向竹篾带环向缠绕2~3层后径向竹篾带螺旋缠绕1~2层，并以此循环至结构层设计厚度。将轴向竹篾带环向缠绕，可以保证筒体的轴向强度，配合径向竹篾带螺旋缠绕，使筒体满足一般烟囱对环向拉伸强度、剪切性能的要求。具体层数根据实际设计要求选取。
本实用新型所述的烟囱主体为分段式，各段首尾管径匹配，通过承插或法兰连接，对衔接口通过无纺布和树脂密封，各段径向截面由内至外均包括内衬层、结构层和外防护层，内衬层由内至外包括第一内衬层和第二内衬层。当烟囱较大时，可以采用分段制作，然后再现场组装的方式，便于加工和运输。
本实用新型所述的烟囱形状为直筒状或锥形圆筒状，锥形圆筒状的烟囱最上端的出口为扩张开口。锥形圆筒状的烟囱最上端的出口处应设计为扩张开口，以减小过剩静压，减少烟道流动阻力，改善应力状态，提高烟囱寿命。
本实用新型所述的烟囱外部设置有钢结构塔架或钢丝索。考虑到烟囱高度较高，风载对其影响很大，需要对烟囱的结构强度进行增强，可以在烟囱的外部增加钢结构的塔架或钢丝索进行加固。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：采用全竹纤维材质制成符合强度要求的烟囱，绿色环保，材质本身保温性好，无需增加隔热层；通过粘附有耐高温、耐腐蚀性树脂的纤维毡或无纺布制作内衬层，使得内表面光滑，不会造成有害蒸汽的凝结堆积，造成腐蚀；筒体采用轴向竹篾带、径向竹篾带通过环向和螺旋缠绕，使得强度高，满足一般烟囱对于轴向、环向的力学要求；制成分段式，方便运输与安装。
附图说明
图1为本实用新型径向截面示意图。
图2为本实用新型所述轴向竹篾带示意图。
图3为本实用新型所述径向竹篾带示意图。
图4为本实用新型烟囱扩张开口结构示意图。
具体实施方式
实施例1
自立式烟囱，高度30m，直径3m。
参见图1，主体为直筒圆筒状，主体径向截面上由内至外包括内衬层1、结构层2和外防护层3，内衬层由内至外包括第一内衬层11和第二内衬层12，所述的第一内衬层11和第二内衬层12均由粘附有耐高温树脂的纤维毡或无纺布制成，结构层2为竹篾带多层缠绕在内衬层1外并通过树脂粘结固化而成，结构层2外表面涂覆有外防护层3。本实施例中第一内衬层厚度为0.4mm，第二内衬层厚度为1.5mm，结构层厚度为140mm，外防护层厚度为3mm。
内衬层1制备步骤：
1）将指定尺寸模具进行清污、打蜡抛光后加上脱模层，脱模层可以选用脱模剂或薄膜。
2）在脱模层上均匀喷淋一层耐高温耐腐蚀性能好的树脂，绕上一层20g/m2~30g/m2的纤维毡或无纺布。纤维毡或无纺布以浸胶或淋胶方法润透，含胶量达90%以上.
3）再绕一层50g/m2~300g/m2无纺布或织布，以浸胶或淋胶方法润透，含胶量达70%以上。
4）加温后形成初固化，固化度达70%以上，制成烟囱筒体设计厚度的内衬层。
结构层2的制备步骤：
1）将毛竹开成竹篾，脱脂、清洗、干燥并控制含水率，之后将竹篾用衬布连接成一条连续的竹篾带，宽度为50mm~200mm，厚度优选在0.5mm~1.2mm范围内，本实施例中宽度为100mm，厚度为1mm。连接方式可以为粘接、缝合、编织等。
2）将上述竹篾带卷成卷，参见图2-3，竹篾带制成后卷成卷，成卷后的竹篾带呈圆柱形。设定组成圆柱形的圆形端面的卷成卷的长边为径向边A，圆柱形的高方向边为轴向边B。当竹篾长边为轴向，沿径向边A排列n排时，为轴向竹篾带；当竹篾长边为径向，沿轴向边B排列n排时，为径向竹篾带。
先将轴向竹篾带环向缠绕在内衬层1上，缠绕2~3层，环向缠绕时螺旋角度为90度。然后径向竹篾带螺旋缠绕，缠绕1~2层，螺旋角度为60~85度，边缠绕边加入树脂混合物，树脂混合物由改性脲醛树脂、生物基填料、固化剂组成。如此往复，缠绕至设计厚度。
3）经过固化装置固化，将固化好的杆体进行表面打磨和修整。
外防护层3制备步骤：在结构层的外表面涂刷外防护层，根据应用环境采用防辐射和耐腐蚀性能好的材料，固化后形成外防护层。
实施例2
拉索式烟囱，高度45m，稍径Ф2.2m，锥度1/75。
参见图1和图4，主体为锥形圆筒状，锥形圆筒状的烟囱最上端的出口为扩张开口5。主体径向截面上由内至外包括内衬层1、结构层2和外防护层3，内衬层由内至外包括第一内衬层11和第二内衬层12，所述的第一内衬层11和第二内衬层12均由粘附有耐高温树脂的纤维毡或无纺布制成，结构层2为竹篾带多层缠绕在内衬层1外并通过树脂粘结固化而成，结构层2外表面涂覆有外防护层3。
所述的烟囱主体为分段式，各段首尾管径匹配，通过承插或法兰连接，对衔接口通过无纺布和树脂密封，各段径向截面由内至外均包括内衬层、结构层和外防护层，内衬层由内至外包括第一内衬层和第二内衬层。本实施例中第一内衬层厚度为1mm，第二内衬层厚度为3mm，结构层厚度为206mm，外防护层厚度为3mm。各层的制备方法参见实施例1。烟囱外部设置有钢丝索。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。一般要第一内衬层厚度至少为0.3mm，第二内衬层厚度至少为1.5mm，结构层厚度至少为15mm，外防护层厚度范围为1.5mm~4mm。结构层厚度根据具体的使用要求设计设定。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种竹缠绕复合烟囱，主体为圆筒状，其特征在于：主体径向截面上由内至外包括内衬层、结构层和外防护层，内衬层由内至外包括第一内衬层和第二内衬层，所述的第一内衬层和第二内衬层均由粘附有耐高温树脂的纤维毡或无纺布制成，第一内衬层的纤维毡或无纺布其厚度小于第二内衬层，其树脂粘附量大于第二内衬层，结构层为竹篾带多层缠绕在内衬层外并通过树脂粘结固化而成，结构层外表面涂覆有外防护层。
2.根据权利要求1所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的第一内衬层厚度至少为0.3mm，第二内衬层厚度至少为1.5mm，结构层厚度至少为15mm，外防护层厚度范围为1.5mm~4mm。
3.根据权利要求1所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的第一内衬层采用20g/m2~30g/m2的纤维毡或无纺布，第二内衬层采用50g/m2~300 g/m2的纤维毡或无纺布。
4.根据权利要求1所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的竹篾带为竹篾粘接、缝合或编织在衬布上，竹篾带宽度范围为50mm~200mm，厚度范围为0.5mm~1.2mm。
5.根据权利要求4所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的竹篾带根据竹篾排列设置在衬布上的方向不同分为轴向竹篾带和径向竹篾带。
6.根据权利要求5所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的结构层中轴向竹篾带环向缠绕2~3层后径向竹篾带螺旋缠绕1~2层，并以此循环至结构层设计厚度。
7.根据权利要求1所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的烟囱主体为分段式，各段首尾管径匹配，通过承插或法兰连接，对衔接口通过无纺布和树脂密封，各段径向截面由内至外均包括内衬层、结构层和外防护层，内衬层由内至外包括第一内衬层和第二内衬层。
8.根据权利要求1所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的烟囱形状为直筒状或锥形圆筒状，锥形圆筒状的烟囱最上端的出口为扩张开口。
9.根据权利要求1所述的竹缠绕复合烟囱，其特征在于：所述的烟囱外部设置有钢结构塔架或钢丝索。
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