CN101802472A - 用于密封刚性通道和延伸穿过该通道并由热软化材料制成的管、管材或输送管之间的环状空间的方法和密封系统 - Google Patents

Abstract

一种用于密封刚性通道(2)和管、管材或输送管(3)中的环状空间的方法，管、管材或输送管(3)延伸穿过通道(2)，并且由热性软化材料制成，其中，该方法包括同心围绕管、管材或输送管(3)在通道中施加热性可膨胀材料层(4)，并且在通道和管、管材或输送管(3)之间的通道(2)的每一端施加由耐火聚合物制成的密封件(5)。

Description

用于密封刚性通道和延伸穿过该通道并由热软化材料制成的管、管材或输送管之间的环状空间的方法和密封系统

技术领域

本发明涉及一种用于密封刚性通道和管、管材或输送管之间的环状空间的方法，该管、管材或输送管延伸穿过该通道并由热软化材料制成的。本发明还涉及一种用于密封刚性通道和管、管材或输送管之间的环状空间的密封系统，该管、管材或输送管延伸穿过该通道并由热软化材料制成的。本发明还涉及具有刚性通道和管、管材或输送管的隔板，该管、管材或输送管延伸穿过该通道并由热软化材料制成的。

背景技术

通道通常合并在例如分离两部分(department)的结构元件中。这种结构元件也可以成为隔板(partition)。管可从两部分中的一个部分延伸穿过通道到另一个中。这些通道通常成为管渗透(penetration)或传送系统。这一通道常常出现在以土木工程学为基础而形成的结构中。工厂、建筑、排泄系统、隧道、地铁等都包括这样的渗透。然而，以航海工程学为基础而形成的结构中也包括这种通道。已在船和/或例如抽油管道(oil rigs)等其他海上用途的甲板上发现了这些通道。

这些渗透被视为在这些结构中不受欢迎的必需品。例如，用于水分配及水损耗系统、空调系统、液压和气动控制、洒水器等的管，以及用于天然气或石油传输的管需要延伸贯穿这样的结构，即使其要求将脆弱点引入到部件(compartment)的间隔(separation)中。

这种脆弱点(weak spot)并不表明其本身在结构的机械强度中达到很大的程度，但在出现火期间，其整个结构在物理现象的不确定传导中的程度更大，其本身需要在仅仅一个区域中被限制的足够的长。这点很重要，因为不仅可以控制和熄灭火，而且用于在其进一步延伸之前，向当前在靠近火的舱室(compartment)中的人们提供用以从火处到达安全距离的时间。由于附近的火，当通道暴露于火时，为了防止烟和/或火穿过通道从一个舱室到另一个舱室，通道通常设有用于闭合通道的材料，至少有时设有这样的材料。

尽管以上的参考内容(reference)被制成了具有通道并且分离两部分的结构元件，但其也有可能被制成从周围环境中分离部分的结构元件。因此，该结构元件的一侧暴露于大气条件下也是可能的。

可以理解的是，延伸穿过通道的管、通道本身以及通道并入其内的结构元件都可由允许热传导的材料制成。导热性能(efficiency)取决于材料的类型和材料的尺寸。原则上，热可以通过至少两种不同的途径在这样的情况下被提供到通道的内部空间上。第一途径是经由延伸穿过通道的管，至通道内部空间的第二途径是经由不同制造通道本身所用的材料。如在海上结构和船中，通道通常由金属制成，即良好的热传导材料，热通常经由第二途径被快速地提供到通道的内部空间中。当然，在隔板例如是混凝土壁且通道通过壁中的通孔而形成的情况下，热也可能经由第一途径被专门地提供到通道的内部空间。

在海上(offshore)和陆上(onshore)的结构工业中都存在一种很强的趋势，特别对于上述所指的所谓的服务系统的管，即采用例如PVC等塑料材料来制造管。相对于铝或金属管，这些塑料管提供了急剧减轻的重量、在造船工业中显著的优点。众所周知，塑料不易受病变(susceptible)，并且不会有助于腐蚀，这无论在海上结构工业还是陆上结构工业中都是有利的。当暴露于热的情况下，这类塑料管可能软化，即变软，并且在这种称作由热软化或热变软材料制成的技术规格(specification)中进一步变软。“热可软化材料”这一短语是指包括塑料的材料或者是由塑料组成的材料。然而，如果是设想的，管也可以由形成热可软化材料的玻璃纤维制成，或者采用形成热可软化材料的玻璃纤维制造。

显而易见的是，这种管的软化在由金属制成、并且并入到金属结构元件或隔板中的的通道中将发生得更快。该通道之后将作为一种环绕可软化材料管的烘箱(oven)，导致该管的局部断裂(local collapse)。然而，当石壁或混凝土壁暴露于火中，在石壁或混凝土壁中的通孔的被加热的内壁可能同样地起到烘箱的作用，即使在那种情况下的加热率会与“金属烘箱”的加热率有所不同。石壁或者混凝土壁将吸收更多的热，并且是较差的热导体。对于将热提供到通道中的第二途径因此效率更低。在这样的情况下，经由管本身将热传送到通道中的第一途径是最占优势的途径。

使用密封系统来密封通道和延伸穿过该通道的管之间的空间是一种惯例。这种密封系统可能在暴露于热之前提供密封性能，并且可以密封，从而例如气和/或水不能够渗透过(penetrate through)管和通道之间的环状空间。

特别地，对于单个热可软化材料的管延伸穿过的通道，已发明了更先进的密封系统。同一发明人的EP 120075.9B1号专利即为参考文献，描述了所谓的“粉碎机插销”。在通道的每一端都有插入到环状空间中的插销，该环状空间在通道和延伸穿过该通道的管之间。粉碎机插销由热可膨胀材料制成。当暴露于热之上，粉碎机插销膨胀。然而，由于通道由很硬的材料制成，因此只可能轴向向内延伸。由于暴露在热之上，热可软化管已开始软化，插销的轴向向内延伸进一步挤压了管，并且同时闭合了管和整个通道。由于需要通过插销关闭的环状空间被很好地限定了，这种插销的使用对于单个管延伸穿过的通道非常有利。

本发明人的WO 2006/097290号专利公开了多个管延伸穿过通道。为了密封那种通道，描述了一种在某种程度上适用于放置在前述通道中的系统。那一系统包括大量热可膨胀橡胶轴套。轴套材料通过将热可膨胀石墨结合到橡胶材料中而产生热可膨胀性。这种轴套也称为填料轴套。通常，该轴套易于弯曲、柔软并且具有相对低的机械性质。这使得该轴套可完美地插入到通道中，并且同时填充通道。这些轴套大致上以彼此平行且与管平行的方式被施加。该系统还包括用于密封通道两端的耐热和/或防水的密封件。该密封件倚靠轴套的端部被施加，并且形成密封通道的密封层。

如在WO 2006/097290中所描述的系统通常被施加到这样的通道中，相对于延伸穿过通道的管的剖面而言，这样的通道具有更大的剖面。这一情况的主要原因在于，通道中已有足够的空间用来使用热可膨胀橡胶轴套来填充通道，从而在径向上(横向)膨胀期间，这些热可膨胀轴套能够完全闭合通道。由于在填料轴套和每个空轴套之间存在空间，从而只要通道内的温度达到热可膨胀橡胶材料将膨胀的点值时，热可膨胀可以在径向(横向)上自由地发生。

尽管在轴向(纵向)上每长度单位已没有适用于密封件层之间的膨胀的空间，并且期待在轴向上对准的给定量的热可膨胀材料在轴向上的膨胀大于在径向上的膨胀，填料轴套的膨胀最初仍旧在径向取向上有优势。

不期望被任何理论约束，这被认为是三种因素作用的结果。首先，只要热膨胀一发生，即使在低温条件下并且因此仅仅在有限的程度上，轴向膨胀轴套会受到密封件层之间的约束并开始变形，从而对密封件层的内壁上去除压力。其次，由于膨胀在径向膨胀时产生微小阻力，膨胀将会沿其径向。(记住，径向上可用的空间，不仅取决于轴套内和轴套之间的空间，在高温下还取决于通道内软化的管)。第三，由于上升的温度和通道中容积的降低，最初被截留在通道中并且达到较高的压力的空气将在某个阶段找到其排出方式，大概通过小裂缝排出，这些小裂缝在不分裂密封件层的情况下，可在密封件层中获得。这些逃逸的空气提供了在通道中可用的“新的容积”，膨胀的轴套层可膨胀进“新的容积”，从而保持在通道和密封件层的封闭(confinement)内。

在某个阶段，如通过密封件层限制的通道中的膨胀力变得过高，从而密封件层断裂了。

由于在密封件层断裂之前，已膨胀的轴套已经封闭了通道，因此，之后发生的这一断裂本身并不是问题。

当前，在暴露于火之前和之时不损失(compromising)密封性能的情况下，为了节省重量和空间，对于更小且更短的通道存在有强烈的需求。

对于使填料轴套材料开始膨胀，以在径向上占主导地进行，剖面尺寸较小的通道具有很小的能力。在这种通道中，径向膨胀是受约束的。因此，膨胀将在更早的阶段试图在轴向上找到出口，导致了密封件层更早断裂，具有密封件在通道已通过膨胀材料完全闭合之前断裂的可能性。在这样的情况下，需要提供更强的“结构”以替代密封件层。作为响应，在实践中提供了设计了用于维持高压的插销，其优于密封件层。结果是，在通道和延伸穿过该通道的管之间的环状间隙中、通道的两端通过深深插入的插销而闭合的、具有可膨胀填料轴套的通道有效地允许填料轴套径向膨胀，并且通道与管完全闭合。

然而，对于通道相对于管的剖面区域进一步减小的驱动(drive)连续尝试，以节省更多的空间和更多的重量。

当通道和管之间的环状间隙变得更小时，插销不能插入，并且因此不能提供克服填料轴套材料的轴向膨胀的阻力。当管相对于通道有轻微的偏心(off-center)时，这种情况变得更糟。

在市场上是一种可获得的系统，该系统包括相对薄的橡胶的热可膨胀材料包装纸(wrapped sheets)以及两个闭塞(blocking)装置，每个闭塞装置都可安装在通道的前方，倚靠隔板以提供阻力，用以克服热可膨胀材料的轴向膨胀，并且促使膨胀以在径向向内引导其本身，从而在暴露于热之后，完全闭合通道和管。这一系统具有很多缺陷。首先，其要求两个额外的安装步骤(在隔板的每侧上安装一个阻塞装置)，还要求用于在“围绕”通道的隔板部分进行安装的设备。其次，由于需要将阻塞装置安装到围绕通道的隔板部分，因此在剖面方向上节省的空间在某种程度上损失了。第三，阻塞装置本身要求空间，从而在轴向上，通道或渗透(penetration)实际上变长了而不是变短了。

本发明的一个目的在于提供用于密封刚性通道和管、管材或输送管之间的环状空间的方法，该管、管材或输送管由热可膨胀材料制成，并且延伸穿过该通道。

本发明的一个目的在于提供用于密封刚性通道和管、管材或输送管之间的环状空间的密封系统，该管、管材或输送管由热可膨胀材料制成，并且延伸穿过该通道。

本发明的一个目的在于提供设有刚性通道和管、管材或输送管的隔板，该管、管材或输送管由热可膨胀材料制成，并且延伸穿过该通道。

发明内容

被提供的是一种用于密封刚性通道和管、管材或输送管之间的环状空间的方法，该管、管材或输送管延伸穿过该通道，并且由热可软化材料制成。该方法包括同心围绕管、管材或输送管，在通道中提供热可膨胀材料层。该方法还包括在管、管材或输送管之间的的通道的两端提供由耐热聚合物制成的密封件。该密封件在暴露于潮湿的环境下，在室温中可硫化。该密封件是大体上热形状保持和尺寸保持型。并且在硫化之后，该密封件具有在45-60°肖氏硬度A范围内的硬度。

结果是，密封件层能够起良好安装(well-fitted)的插销的作用，该密封件层可以维持通过热可膨胀材料的轴向膨胀而施加的很高的轴向压力，从而轴向膨胀被阻碍了，并且“重新定向”至径向向内膨胀，从而导致了通道和热可软化塑料管的完全闭合。

附图说明

接下来，将结合如下示出的附图来进一步描述和解释本发明，及其更多的实施例和相关的优点。

图1以剖面图示意了根据本发明的密封系统和隔板的第一实施例；

图2以剖面图示意了根据本发明的密封系统和隔板的第二实施例；

图3根据本发明的方法的实施例的第一步骤；

图4根据本发明的方法的实施例的第二步骤；

图5根据本发明的方法的实施例的第三步骤；

图6如图5中所示的第三步骤的结果；

图7根据本发明的方法的实施例的第四步骤；

图8如图7中所示的第四步骤的结果；

图9根据本发明的方法的实施例的第五步骤；

图10如图9中所示的第五步骤的结果；

图11以剖面图示意了根据本发明的密封系统和隔板的第三实施例；

图12以不完全分解图示意地根据本发明的密封系统和隔板的第四实施例；

图13根据本发明的密封系统和隔板的第五实施例。

具体实施方式

在附图中，同样的部件具有同样的参考标记。

图1以剖面的方式示出了设有刚性通道2的隔板1。由热软性(thermallyweakenable)材料制成的管(pipe)、管材(tube)或输送管(duct)延伸穿过通道2。该热软化材料可以是塑料。当暴露于约75℃或更高的温度中时，这种材料通常会变得柔软。当暴露于约140℃的温度中时，这种材料可能发生燃烧。

通道2还可以包括热可膨胀材料层4，其同心地(concentrically)围绕管、管材或输送管3被施加在通道2中。在通道2的每端都有施加在通道2的内壁与管、管材或输送管3之间的密封件5。该密封件5由耐火聚合物制成。

在室温中且暴露于湿度环境的情况下，该密封件可硫化。这种密封件可大量地获得。另外，该密封件实质上为热形状保持且尺寸保持型，从而在硫化之后，密封件具有范围在45-60°之间的肖氏A硬度(ShoreA)。这种密封件可基于硅，并且可大量地获得，例如以NOFIRNO为商业名称销售的油灰。该密封件没有可膨胀的石墨。

如图所示，通道可包括在通道2中的环状气隙6。这一气隙6确实在层4和通道2之间。然而，可选择地，或者另外地，该气隙6也可以在管、管材或输送管3和层4之间。结果是，截留在通道中的空气缩短了用于热可膨胀层扩张的时间，从而该软化的管、管材或输送管“破碎”，并且通道完全闭合。

如图所示，很可能在隔板的一侧施加绝缘材料7。通常地，这一材料将被施加到隔板的直接暴露于火或热的一侧。在隔板和通道都由金属或金属合金制成的情形下，所施加的绝缘材料通常以石棉为基础。

通道2的直径比起管、管材或输送管3的直径相对小。优选地，管、管材或输送管3的外径大于通道2内径的50％。更为优选的是，管、管材或输送管3的外径大于通道2内径的60％。当管、管材或输送管3的外径大于通道2内径的70％时达到最佳化。当然，管、管材或输送管3的外径相对于通道2内径越大，节省的空间越多。在图1中所示的隔板可以是金属合金，典型地是钢铝或铜合金。然而，如图2中所示，隔板1本身可包括石壁或混凝土壁。在那种情况下，通道2将包括在该石壁或混凝土壁中的通孔(through hole)。当隔板是石壁或混凝土壁时，通常不在隔板1的任何一侧上施加绝缘材料。

当通道2是金属合金时，该通道2可具有约18cm的长度。当通道以在石头或混凝土隔板中的通孔为基础时，通道2可具有短如15cm的长度。对于各种类型通道、金属或石头/混凝土来说，用于密封的系统大致是相同的。通道及因此而来的层4的尺寸仍然可以不同。

热可膨胀材料层4可以是单层。热可膨胀材料4可以是包含热可膨胀石墨的橡胶状材料。这一材料是非膨胀材料。

密封件5可由耐火聚合物制成，并且实质上为热形状保持且尺寸保持型，优选地，包括不含有某种组分的聚合物，该组分在受热情况下将导致聚合物膨胀至某个程度上，这个程度大于聚合物本身在受热情况下的膨胀。优选地，聚合物包括硅基聚合物。理想地，密封件在400℃的温度下是不可燃的。当密封件通过国际上已公认的测量示氧值的方法而确定具有等于或大于45％的示氧值(oxygen index)时，该密封件在此条件下施加更为有利。

现在转向图3-10，公开了一种用于密封刚性通道2和延伸穿过该通道2的管、管材或输送管3之间的环状空间的方法。所描述的是在石头或混凝土隔板1中的通道2，但是如果隔板和通道由金属合金的金属制成，该方法在本质上是相同的。如前所述，管、管材或输送管由热软化材料制成。如图3中所示，作为第一步骤是提供具有通道2的隔板，由热软化材料制成的管、管材或输送管3延伸穿过该通道2。如图4中所示，第二步骤包括同心地围绕管、管材或输送管3施加热可膨胀材料。该热可膨胀材料可设置在轴套中，或者设置成轴套，如图4所示，该轴套具有狭长切口(slit)8，该狭长切口8用于围绕管、管材或输送管3便利地操作轴套。如图5示意示出的，轴套已被围绕管、管材或输送管3操作好，这是在通道2中配合地准动的第三步骤的实例。优选地，这一轴套在通道的中间终结(end up)，在该通道的每一端仍留出能由密封件5占据的空间，从而该密封件5将位于通道中并且与隔板1齐平。图6示出了同心地围绕管、管材或输送管3施加热可膨胀材料的最终结果。

如图7所示，密封件处于可在通道2和管、管材或输送管3之间的通道2的一端(或每一端)被施加的第四步骤中。如前所述，该密封件由耐火聚合物制成，并且在室温中且暴露于湿度环境的情况下，该密封件可硫化。另外，该密封件实质上为热形状保持且尺寸保持型，从而在硫化之后，密封件具有范围在45-60之间的肖氏A硬度(Shore A)。例如，密封件的施加可在密封件配量器9的帮助下发生。该密封件可在一种非常充分(generous)的方式下被施加(如图8所示)，从而密封件5可被进一步按压到通道中(第五步骤)，例如，如图9所示，或者，如同未示出的，在工具或湿布的帮助下被按压。同样，当密封件通过用手按压时，推荐将手润湿，例如通过水润湿，从而密封件不会粘到工作人员的手上。最后，在这种情况下，如图10中所示，当从隔板1的一侧观察时，密封件5将与隔板1齐平，并且具有通道2的隔板1已被安装到密封系统中。假设通道由金属或金属(合金)制成，则密封件将与通道的每一边缘齐平。

如上所指，如所述用于通道中系统——该通道是混凝土壁或石壁中的通孔，与用于通道中的系统——该通道由金属或金属合金制成，并作为同样由金属或金属合金制成的隔板的一部分，这两个系统大致是相同的。重要地，将热传导到通道中、特别是传导至热可膨胀材料层可得到的途径(route)在这两种不同类型的通道中是不同的。作为金属或金属合金隔板的一部分且本身由金属或金属合金制成的通道既允许经由隔板的材料和通道的材料将热传导到通道中，也允许经由从热暴露侧延伸到通道中的管、管材或输送管将热传导到通道中。换句话说，在这种情况下，可以获得两条途径。另一方面，包括在石头或混凝土隔板中的通孔的通道仅仅具有一条可获得的将热传导到通道中的途径，其是由管、管材或输送管本身提供的途径。在其开始将热传导到通道中之前，混凝土壁或石壁将首先耗费相当长的时间来吸收热。通过将热从混凝土壁或石壁本身传导到通道中所发生的时间，热可软化材料的管、管材或输送管将已软化至相当大的程度。

有趣地是，已经证明了(turn out)如上所述的密封系统可应用于这些类型通道中的每一种。当然，当通道由金属或金属合金制成，并且成为金属或金属合金隔板的一部分时，热将快速进入到通道中，并且热可膨胀材料将快速相应。然而，不利地是，钢或金属通道的使用始终易被腐蚀。

这也因此证明了当通道，是混凝土或石壁中的通孔时，如上所述的密封系统同样相应足够快。当暴露于热期间，其可能处于这样的情况下，由于附近的火，密封系统，即密封层在暴露于热的一侧可能向上微微开启。该开口可由热软化管、管材或输送管的初始化软化而引起。然而，作为结果，热空气可轴向地进入通道，并且升高通道内的温度。密封件层机械的闭塞(blocking)功能保持完整。只要热可膨胀层开始膨胀，密封件层就会将膨胀(重)定向轴向，闭合之后软化的管、管材或输送管。在进一步膨胀之上，整个通道将通过膨胀的热可膨胀材料层4的橡胶材料而闭塞。

在附近的火中暴露两个小时期间，与暴露于附近的火一层相反一侧看不出任何变化，也没有烟从未暴露一侧排出。

紧随上述内容，根据本发明的系统的进一步优点在于，提供了一个系统用于不同类型的通道。这些通道在一定意义上存在着差别，即用于热转移到通道中的可获得的路线不同。

以上已指出了通道的实际长度可因为通道的不同类型而不同。通常，包括在石壁或混凝土壁中的通孔的通道的长度可短至约15cm。和例如在近海及造船工业中使用的钢结构中使用的通道长度可短至约18cm。给定不同尺寸的管、管材或输送管的可用性(availability)，即在其外径尺寸上的不同，以及不同尺寸的通道的可用性，在该情况下是不同的的内径，热可膨胀材料层可设为单层的轴套，该轴套具有大体上在轴向上延伸的裂缝，并且尺寸根据表1中描述的可能性之一。从该表中，可以算出空气间隙6的尺寸，或者可以算出通常用于热可膨胀层4的膨胀可获得的容积。清楚地，层的长度不能太短。毕竟，存在有足够的热可膨胀材料以“压碎”管、管材或输送管，并且以闭合该通道。该热可膨胀材料可以“RISE”的商品名而大量获得。在暴露于热之后的膨胀相比于其原始容积，可以在5至40倍大小的范围内。

管、管材或输送管的外径(mm)	轴套的外径/内径(mm)	轴套的长度(mm)	通道的内径(mm)
				16	27/16	110-140-160-210	30
20	35/20	110-140-160-210	40
				25	35/25	110-140-160-210	40
32	46/32	110-140-160-210	50
				40	52/40	110-140-160-210	55
48	58/48	110-140-160-210	60
				50	64/50	110-140-160-210	65
60	76/60	110-140-160-210	80
				63	76/63	110-140-160-210	80
75	95/75	110-140-160-210	100
				90	115/90	110-140-160-210	125
110	140/110	110-140-160-210	150

图11示出了根据本发明的系统和隔板的第三实施例应用(usage)的剖面。该系统进一步包括多个橡胶元件，每个橡胶元件由大体上热非膨胀型耐火硫化橡胶制成。在该实例中，通道2包括在通道2的内壁和管、管材或输送管3之间形成的支承结构。该支承结构包括至少一个由大体上热非膨胀型耐火硫化橡胶制成的橡胶元件10。大体上热非膨胀型橡胶包括不含有某种组分的橡胶，该组分在受热情况下将导致橡胶膨胀至某个程度上，这个程度大于橡胶本身在受热情况下的膨胀。这种橡胶元件10是优选地管状元件。该橡胶具有优选在70-78肖氏硬度A范围内的硬度，优选约74肖氏硬度A。该橡胶元件10包括覆盖壁(mantle wall)，其优选地在其橡胶元件10本身中闭合。覆盖壁具有在约2-5mm范围内的厚度，优选3-4mm。这种元件10本身相对硬。如所指的，元件10至少填满了通道的一部分，这一部分通道具有相对大的内径，并且具有相对小的外径的管、管材或输送管延伸穿过这部分通道。这仍旧保持了在实践中，将热可膨胀材料4的单层暴露于热中的可能性，这种刚性橡胶管状元件10将指引(direct)热可膨胀层4向内辐射状地热可膨胀。通过刚性橡胶元件10形成的支承结构还能够对密封件层5提供支承。

图12示出了这一系统的第四实施例的半分解图，同时，图13也示出了这一系统的第五实施例的半分解图。图12与图13之间的区别在于，图12中的管12与通道同心地延伸穿过通道，而在图13中，管脱离轴线(off-axis)地延伸穿过通道。

最后，指出这一用于图11-13中示出的支承结构的耐火硫化橡胶的橡胶刚性元件10，也可提供有轴向裂缝(axial slit)(未示出)，并且倚靠密封件层5(未示出)在通道2的外部围绕管、管材或输送管2被同心地施加。特别地，在如图11-13所示的情形中，可克服热可膨胀层4的轴向膨胀对密封件层5提供额外支承。

本发明不限于在上文中所描述的实例。尽管热可膨胀层4用于密封环状间隙，特别如从图11-13中得出的，并不需要通道2本身也是圆柱形的。通道2可具有例如矩形横截面。在这一情况下，大体上热非可膨胀型耐火硫化橡胶制成的橡胶元件10放置在通道2中是可能的，从而在管、管材或输送管3及这些橡胶元件10之间有效形成大致环状的间隙。热可膨胀材料层4之后可以围绕管3被同心地施加。在实践中，首先围绕管同心地施加热可膨胀材料也许更为有利，例如通过围绕管操作那种材料的轴套，并且之后进行第二步，使用橡胶元件10填满通道2的剩余空间。第三，可施加密封件5。

在热可膨胀材料的轴套可以通过挤出工艺(extrusion)来制造的同时，橡胶元件10优选地通过浇铸(molding)步骤来制造。

尽管，理想地为了安全和经济原因，密封件层5具有约2cm的厚度，但是为了安全原因，可能提供更厚的密封件层5，比方说约3cm，并且为了更经济原因的原因，提供更薄的密封件层，比方说降低到约1cm。例行试验和基础工程方面需要考虑的事宜将使得本领域技术人员对该系统应用与上文中公开的那些尺寸不同的尺寸。

在本发明的范围内的所有这类变化和改进都可以被理解为如通过附加的权利要求所限定的。

Claims (45)

1.一种用于密封在刚性通道和延伸穿过该通道并由热软化材料制成的管、管材或输送管中的环状空间的方法，其中，该方法包括在通道中施加同心围绕管、管材或输送管的热可膨胀材料层，并且在通道与管、管材或输送管之间在通道的每一端施加密封件，该密封件由耐火聚合物制成；在暴露于潮湿的环境中，在室温下硫化；是大体上热形状保持和尺寸保持型；并且使得在硫化之后，该密封件具有在45-60°肖氏硬度A范围内的硬度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该方法包括在通道中形成环状空气间隙。

3.如权利要求2所述的方法，其中，该空气间隙在层和通道之间。

4.如权利要求2所述的方法，其中，该空气间隙在管、管材或输送管与层之间。

5.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，管、管材或输送管的外径大于通道内径的50％，优选地大于通道内径的60％，更为优选地大于通道内径的70％。

6.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，密封件以10-30mm范围内的厚度被施加。

7.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，当通道由金属合金制成时，通道具有约18cm的长度；并且当通道由石头或混凝土制成时，具有约15cm的长度。

8.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，热可膨胀材料层是单层。

9.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，大体上热形状保持且尺寸保持型聚合物包括不含有某些组分的聚合物，该组分在受热情况下将导致该聚合物膨胀至某个程度，这个程度大于该聚合物本身在该受热情况下的膨胀程度。

10.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，该聚合物包括硅基聚合物。

11.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，该密封件在400℃的温度下是非可燃的。

12.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，该密封件具有等于或大于45％的示氧值。

13.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，热可膨胀材料是包括热可膨胀石墨的橡胶材料。

14.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，该方法还包括在通道外侧同心围绕管、管材或输送管，抵靠密封件，紧密安装由大体上热非可膨胀型耐火硫化橡胶制成的橡胶轴套。

15.如以上任何一项权利要求所述的方法，其中，大体上热非可膨胀型橡胶包括不含有某些组分的橡胶，该组分在受热情况下将导致橡胶膨胀至某个程度，这个程度大于橡胶本身在该受热情况下的膨胀程度。

16.如权利要求15所述的方法，其中，该橡胶包括硅基橡胶。

17.一种用于密封在刚性通道和延伸穿过通道并由热软化材料制成的管、管材或输送管中的环状空间的密封系统，其中，该系统包括：热可膨胀材料层，同心围绕管、管材或输送管施加此层；以及，密封件，在通道与管、管材或输送管之间在通道的每一端施加，该密封件由耐火聚合物制成，在暴露于潮湿的环境中，在室温下硫化；是大体上热形状保持和尺寸保持型；并且在硫化之后，该密封件具有在45-60°肖氏硬度A范围内的硬度。

18.如权利要求17所述的密封系统，其中，该层具有在11至21cm范围内的长度。

19.如权利要求17或18所述的密封系统，其中，热可膨胀材料层是单层。

20.如权利要求17、18或19所述的密封系统，其中，大体上热形状保持且尺寸保持型聚合物包括不含有某些组分的聚合物，该组分在受热情况下将导致聚合物膨胀至某个程度，这个程度大于聚合物本身在该受热情况下的膨胀程度。

21.如以上权利要求17-20中任何一项所述的密封系统，其中，聚合物包括硅基聚合物。

22.如以上权利要求17-21中任何一项所述的密封系统，其中，密封件在400℃的温度下是非可燃的。

23.如以上权利要求17-22中任何一项所述的密封系统，其中，密封件具有等于或大于45％的示氧值。

24.如以上权利要求17-23中任何一项所述的密封系统，其中，热可膨胀材料是包括热可膨胀石墨的橡胶材料。

25.如以上权利要求17-24中任何一项所述的密封系统，其中，该系统还包括由大体上热非可膨胀型耐火硫化橡胶制成的橡胶轴套，其抵靠密封件，同心围绕管、管材或输送管紧密安装在通道外侧。

26.如以上权利要求17-25中任何一项所述的密封系统，其中，大体上热非可膨胀型橡胶包括不含有某些组分的橡胶，该组分在受热情况下将导致橡胶膨胀至某个程度，这个程度大于橡胶本身在该受热情况下的膨胀程度。

27.如权利要求26所述的密封系统，其中，橡胶包括硅基橡胶。

28.具有刚性通道和由热软化材料制成、同时延伸穿过该通道的管、管材或输送管的隔板，其中，该隔板还包括围绕管、管材或输送管同心施加在通道中的热可膨胀材料层，其中，在通道的每一端处，密封件在通道和管、管材或输送管之间被施加，密封件由耐火聚合物制成；在暴露于潮湿的环境中，在室温下硫化；是大体上热形状保持和尺寸保持型；并且在硫化之后，该密封件具有在45-60°肖氏硬度A范围内的硬度。

29.如权利要求28所述的隔板，其中，该隔板包括在通道中的环状空气间隙。

30.如权利要求29所述的隔板，其中，该空气间隙在层和通道之间。

31.如权利要求29或30所述的隔板，其中该空气间隙在管、管材或输送管和层之间。

32.如以上权利要求28-31中任何一项所述的隔板，其中，管、管材或输送管的外径大于通道内径的50％，优选地大于通道内径的60％，更为优选地大于通道内径的70％。

33.如以上权利要求28-32中任何一项所述的隔板，其中，密封件以10-30mm范围内的厚度被施加。

34.如以上权利要求28-33中任何一项所述的隔板，其中，当通道由金属合金制成时，通道具有约18cm的长度；并且当通道由石头或混凝土制成时，具有约15cm的长度。

35.如以上权利要求28-34中任何一项所述的隔板，其中，热可膨胀材料层是单层。

36.如以上权利要求28-35中任何一项所述的隔板，其中，大体上热形状保持且尺寸保持型聚合物包括不含有某些组分的聚合物，该组分在受热情况下将导致聚合物膨胀至某个程度，这个程度大于聚合物本身在该受热情况下的膨胀程度。

37.如以上权利要求28-36中任何一项所述的隔板，其中，聚合物包括硅基聚合物。

38.如以上权利要求28-37中任何一项所述的隔板，其中，密封件在400℃的温度下是非可燃的。

39.如以上权利要求28-38中任何一项所述的隔板，其中，密封件具有等于或大于45％的示氧值。

40.如以上权利要求28-39中任何一项所述的隔板，其中，热可膨胀材料是包括热可膨胀石墨的橡胶材料。

41.如以上权利要求28-40中任何一项所述的隔板，包括在通道外侧，抵靠密封件，同心围绕管、管材或输送管紧密安装由大体上热非可膨胀型耐火硫化橡胶制成的橡胶轴套。

42.如权利要求41所述的隔板，其中，大体上热非可膨胀型橡胶包括不含有某些组分的橡胶，该组分在受热情况下将导致橡胶膨胀至某个程度，这个程度大于橡胶本身在该受热情况下的膨胀程度。

43.如权利要求41或42所述的隔板，其中，橡胶包括硅基橡胶。

44.如权利要求28-43中任何一项所述的隔板，其中，该隔板和通道每一个都是由金属合金制成的。

45.如权利要求28-43中任何一项所述的隔板，其中，该隔板包括石头或混凝土壁，并且通道包括在石头或混凝土壁中的通孔。

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