CZ25195A3

CZ25195A3 - Stuffing-box system from cross-linked elastomer

Info

Publication number: CZ25195A3
Application number: CZ95251A
Authority: CZ
Inventors: Dieter Fremgen; Jorg Forte; Gerhard Feiler
Original assignee: Rose Walter Gmbh & Co Kg
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1995-10-18
Also published as: CA2140636A1; SK14395A3; HUT70795A; HU9500411D0; AU4724793A; JPH07509836A; DE4226481A1; KR950703220A; NZ254937A; FI950573A; BG99414A; BR9306879A; FI950573A0; PL307173A1; EP0655171A1; WO1994005065A1; MX9304855A

Abstract

By means of a sealing system (1) for components, such as casings, containers and especially cable sleeves, which are to be sealed with regard to each other, and as protection of the internal space of the component against environmental influences, a solution is to be created with which, avoiding the disadvantages of known solutions, a sealing system is brought about which is simple to use and can tolerate alternating loadings without problems. This is achieved in that the seal (1) is formed of a first element (2) with an adhesive external surface (2a) and springy and/or elastic second element (3).

Description

Ucpávkový systém ze zesitovaného elastomeruSealing system made of cross-linked elastomer

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká ucpávkového systému pro součástky, které mají být navzájem utěsněny.The invention relates to a sealing system for components to be sealed to one another.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Opatřování pouzder, nádobek atd., zejména kabelových koncovek, jejichž vnitřní prostor musí být chráněn co nejtrvanlivéji vůči vlivům prostředí, zejména vlhkosti, ucpávkami je běžné přinejmenším tam, kde jsou přítomny prvky uzavírající pouzdro, jako dvířka a víčka nebo tam. kde do pouzder vstupují prvky, jako jsou vstupující a vystupující kabely v případě kabelových koncovek. U starších řešení bylo známo použití izolační hmoty v značném množství v oblasti vstupu kabelu, která byla obecně kvůli dvěma odděleným polovinám pouzdra použita odděleně, aby se zajistilo, že během slisováváni polovin koncovky k sobě bude izolační hmota obklopovat vstupující kabel a zcela ho utěsni. Jedním z problémů těchto lisovacích hmot, např. těch která jsou založena na butylkaučuku je často, že tyto silnému zatíženi ze změn teploty, koeficientům tepelné roztažnosti přenosu tepla mezi utěsňovanými povrchy a ucpávkovou hmotou se během takovéto zatíženi tepelnou změnou se objevují netěsnosti. Aby se zabránilo takovým problémům, byly vyvinuty smršťující se koncovky, které se po napojeni vstupujících kabelů smršťuji zahřátím a pevně lpí na pouzdře kam kabely vstupuji, přičemž tavné lepivé povlaky zabezpečuji potřebnou adhesí. I když má tato technologie značné výhody, jednou z jejich nevýhod je, že se vždy musí použit pro smršťováni plamen, což často vede k místním problémům na miste umístění.Providing seals, containers, etc., in particular cable endings, the interior of which must be protected as durably as possible against environmental influences, in particular moisture, with plugs, is common at least where housing enclosure elements such as doors and lids are present or there. where elements such as incoming and outgoing cables in the case of cable terminals enter the enclosures. In the prior art, it has been known to use a considerable amount of insulating material in the cable entry area, which was generally used separately due to the two separate housing halves to ensure that during compression of the terminal halves the insulating material surrounds the incoming cable and seals it completely. One of the problems of these molding compositions, such as those based on butyl rubber, is often that leaks occur during severe thermal stress coefficients, thermal expansion coefficients of heat transfer between the sealed surfaces and the packing material. In order to avoid such problems, shrink terminals have been developed which, upon joining the incoming cables, shrink by heating and adhere firmly to the housing where the cables enter, providing the hot-melt adhesive coatings with the necessary adhesion. Although this technology has considerable advantages, one of their disadvantages is that it must always be used for shrinking the flame, which often leads to local problems at the location.

součásti jsou podrobeny přičemž kvůli rozdílným a rozdílným hodnotámThe components are subjected to taking due to different and different values

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem tohoto vynálezu je vytvořit řešení, který nemá nevýhody známých řešeni a poskytuje ucpávkový systém, který se dá jednoduše použit a může bez problému vydržet střídající se zatíženi.It is an object of the present invention to provide a solution that does not have the disadvantages of known solutions and provides a gland system that is easy to use and can withstand varying loads without problems.

U ucpávkového systému typu popsaného výše se tento úkol řeší podle vynálezu tak. že ucpávka je vytvořena z prvního prvku, majícího lepivý vnější povrch a pružícího nebo pružného druhého prvku. Pomoci ucpávkového prvku, který má pružný nebo pružící účinek je možné proniknout do různých směrů roztahování nebo je překlenout, které vznikají při roztahování kolísáním teploty, zatímco druhým, lepivým, prvkem se zajišťuje přilnutí k povrchu součásti, který je určen pro ucpávku nebo odpovídajícímu povrchu u ucpávky. Pružnost na jedné straně a lepivost na druhé straně rovněž vedou k tomu. že se ucpávka vtlačuje do nerovných ploch, čímž se dále zvýší těsnící účinek.In the seal system of the type described above, this object is achieved according to the invention in this way. wherein the gland is formed from a first element having an adhesive outer surface and a resilient or resilient second element. By means of a gland element having a resilient or elastic effect, it is possible to penetrate or span different stretching directions resulting from temperature variations in expansion, while the second, sticky element ensures adherence to the surface of the gland component or the corresponding surface of the gland. seals. Flexibility on the one hand and tack on the other hand also lead to this. that the seal is pressed into uneven surfaces, further enhancing the sealing effect.

Kvůli dvojaké povaze systému je rovněž možné snadno provést úpravu podle příslušné aplikace, jak co se týče dimenzování, tak i speciálních materiálových vlastností a geometrických prvků.Due to the dual nature of the system, it is also possible to easily adapt to the respective application, both in terms of sizing, as well as special material properties and geometric features.

Konstrukce počítá s tím. že pružící a/nebo pružný prvek je zcela obklopen prvním prvkem s lepivým povrchem.Construction allows for it. wherein the resilient and / or resilient element is completely surrounded by the first element with an adhesive surface.

Oplné obklopeni pružných a/nebo pružících prvků znamená, že vratné sily mohou působit ve všech směrech.Full encirclement of the resilient and / or resilient elements means that the restoring forces can be applied in all directions.

Vynález rovněž zahrnuje to, že pružici prvek je vytvořen mechanickou pružinou, pneumatickou komorou nebo elastomerem.The invention also includes that the spring element is formed by a mechanical spring, a pneumatic chamber or an elastomer.

Vynález rovněž poskytuje ucpávku vytvořenou ze zesítovaného elastomeru. zejména silikonového HTV kaučuku.The invention also provides a gland formed from a cross-linked elastomer. especially silicone HTV rubber.

. ·ι..όι... · Ι..όι ..

Pro tyto ucpávky je známa řada aplikací. Elastomer a/nebo syntetický kaučuk má často velmi výhodné vlastnosti, přičemž se zde často používá silikonový kaučuk vulkanizovaný při vysoké teplotě, t.j. typu MVQ. Aby se dosáhlo kompletního zesítování takového materiálu, musí se obecně přidat peroxid v dávce 1.0 až 1,5 % hmotnostních. V závislosti na dávce peroxidu a obsahu kyseliny křemičité u suroviny se získají elastomery různé tvrdosti. Použivaji-li se tyto materiály jako ucpávka, ucpávka vytváří výlučně vratnou mechanickou deformaci těchto elastomerů, t.j. je garantován těsnicí účinek pomocí vratných sil. Tato deformovatelnost se obvykle měří podle německé normy DIN 53517, t.j. míru tvoři zbytkové deformace po stlačení na konstantní deformaci.A number of applications are known for these seals. Elastomer and / or synthetic rubber often have very advantageous properties, and high temperature vulcanized silicone rubber, i.e., MVQ type, is often used herein. In order to achieve complete crosslinking of such a material, peroxide must generally be added at a dose of 1.0 to 1.5% by weight. Depending on the peroxide dose and the silica content of the raw material, elastomers of different hardness are obtained. When these materials are used as a gland, the gland creates exclusively a reversible mechanical deformation of these elastomers, i.e. a sealing effect is guaranteed by means of a return force. This deformability is usually measured according to German standard DIN 53517, i.e. the measure is the residual deformation after compression to constant deformation.

Kromě zesítovaných ucpávkových materiálů existuji jiné ucpávkové materiály, jako jsou nezesitované systémy s velmi vysokou viskozitou a adhezivitou. založené například na butylovém kaučuku. V případě těchto materiálů se nedosáhne těsnicího účinku následkem deformace, ale diky přilnavosti povrchu k sousedním povrchům, přičemž tento ucpávkový materiál má schopnost vratnosti. Tyto ucpávkové systémy mají tu nevýhodu, že nemohou být použity u součásti, které podléhají velkým teplotním změnám a mají větší deformační trasy.In addition to crosslinked gland materials, there are other gland materials such as uncrosslinked systems with very high viscosity and adhesion. based, for example, on butyl rubber. In the case of these materials, the sealing effect is not achieved due to deformation, but due to the adhesion of the surface to the adjacent surfaces, the seal material having a reversibility. These seal systems have the disadvantage that they cannot be used on components that are subject to large temperature changes and have larger deformation paths.

V dalších provedeních vynález poskytuje ucpávku, které má natolik nedokončené sítováni. že je povrch lepivý, přičemž toto ucpávka má dávku peroxidu ležící pod 1,0 % hmotnostním.In other embodiments, the invention provides a gland having such incomplete sieving. The seal has a peroxygen dose of less than 1.0% by weight.

U taliové neúplně zesítované ucpávky z elastomerů zůstává na jedné straně garantována dostatečná vratná schopnost a na druhé straně je možné připojeni materiálu k povrchu zbytkovou přilnavosti.In the case of an incompletely crosslinked elastomeric gland packing, on the one hand a sufficient reversibility is guaranteed and on the other hand it is possible to attach the material to the surface of the residual adhesion.

S výhodou leží dávka peroxidu pod 0,5 % hmotnostních.Preferably the peroxide dose is below 0.5% by weight.

přičemž v případě silikonového kaučuku typu MVQ s různým mísícími poměry při sítování peroxidem se ukázalo, že i s dávkou peroxidu 0,2 % jsou v různých případech náležité mechanické vlastnosti. Zejména byla dosažena požadovaná vratná sila. jakož i adhezivita, která dává náležitou přilnavost k sousedním povrchům, hraničícím s ucpávkou.whereas, in the case of MVQ silicone rubber with different mixing ratios in peroxide crosslinking, it has been shown that even with a peroxide dose of 0.2%, mechanical properties are in some cases adequate. In particular, the desired restoring force has been achieved. as well as an adhesive which gives adequate adhesion to adjacent surfaces bordering the seal.

V' tomto místě je nutno poznamenat, že je možné nejen chemické sitováni, ale také fyzikální sitováni. např. pomoci zářeni s vysokou energii.It should be noted at this point that not only chemical sieving but also physical sieving is possible. eg help with high energy radiation.

V jiném provedeni podle vynálezu se získá ucpávka, vytvořená z nejméně dvou rozdílně zesitovaných vrstev. Přitom nejméně jedna z vrstev, bez ohledu na typ sitováni, at je chemické nebo fyzikální, může být zcela zesitována.In another embodiment of the invention, a gland formed from at least two differently crosslinked layers is obtained. At least one of the layers, irrespective of the type of sieving, whether chemical or physical, can be fully crosslinked.

Zde mohou být vytvořeny různé konstrukce z vrstev nebo polopláštů a/nebo hmoty do pouder, přičemž polopláště nebo hmoty na zaplněni pouzder jsou vytvořeny z plně zesitovaného materiálu s částečně zesitovaným materiálem uvnitř nebo obráceně. Částečně zesítovaný ucpávkový materiál je umístěn zevně a plně zesítovaný materiál uvnitř.Here, various constructions may be formed of layers or half-shells and / or masses in the sleeves, the half-shells or masses for filling the sleeves being made of fully cross-linked material with partially cross-linked material inside or vice versa. The partially crosslinked stuffing material is positioned externally and fully crosslinked material inside.

Další provedeni podle vynálezu spočívají v tom. že jsou tvořena nejméně ze dvou vrstev obsahujících zesítovaný materiál, který dosud není zesitován. které se v nezesitovaném stavu spoji spolu dohromady a potom se podrobí zesítování nebo v ucpávce, která se vytvoří nejméně ze dvou spojených vrstev s rozdílným obsahem peroxidu, přičemž se celý kompozit podrobí zesítování a v ucpávce, která se vytvoří z nedostatečné zesítované první části a z dosud nezesitované druhé části, které se spolu spojí a podrobí se společné zesítování.Other embodiments of the invention consist in this. They are formed of at least two layers comprising a crosslinked material which is not yet crosslinked. which are bonded together in the non-crosslinked state and then subjected to crosslinking or a seal formed from at least two bonded layers with different peroxide content, the entire composite being crosslinked and in a seal formed from an insufficiently crosslinked first portion and until now non-crosslinked second portions which are joined together and subjected to cross-linking.

Přehled obrázků ng výkreseOverview of drawings ng drawing

Níže je vynález popsán podrobněji s pomoci obrázků, které znázorňuji následující:The invention is described in more detail below with reference to the drawings, which show the following:

Na obr. 1 je zjednodušené prostorové znázornění ucpávkového systému, tak jak je popsán ve vynálezu.Fig. 1 is a simplified pictorial illustration of a seal system as described in the invention.

Na obr. 2 je příčný řez těsnící oblastí s ucpávkovým systémem ve zjednodušené formě.Fig. 2 is a simplified cross-sectional view of the sealing area with the seal system.

Na obr. 3 je třivrstvá ucpávka v uvolněném stavu.FIG. 3 shows the three-layer seal in a relaxed state.

Na obr. 4 je ucpávka z obr. 3 ve stlačeném stavu.Fig. 4 shows the seal of Fig. 3 in a compressed state.

Na obr. 5 a 6 je jiný ucpávkový systém s odlišnými typy náplně.Figures 5 and 6 show another packing system with different types of packing.

Na obr. 7 je v příčném řezu ucpávkový systém v němž je umístěna ucpávka.Fig. 7 is a cross-sectional view of a gland system in which a gland is placed.

Na obr. 8 je ucpávkový systém ve tvaru poloviny válce a na obr. 9 je ucpávkový systém ve tvaru válce v podélném řezu.Fig. 8 shows a half-cylinder seal system; and Fig. 9 is a longitudinal section of a cylinder seal system.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ucpávkový systém, který je obecně označován na obrázkách jako 1 zahrnuje nejméně první prvek 2 s lepivým vnějším povrchem 2a. který je zčásti naznačen na obr. 1 tečkami a pružici a/nebo pružný druhý prvek 3. který je na obr. 1 znázorněn symbolicky jako pružina vyznačená čárkovaně. Vynález není omezen na ten tvar ucpávkového systému, který je znázorněn. Stejně tak jako je možný uzavřený rotační prstenec, jsou možné i hranaté příčné profily a pod.The gland system, generally referred to as 1 in the figures, comprises at least a first element 2 with an adhesive outer surface 2a. which is partially indicated in FIG. 1 by dots and a spring and / or a resilient second element 3 which is shown symbolically in FIG. The invention is not limited to the shape of the gland system shown. As well as a closed rotary ring, square cross sections and the like are also possible.

Na obr. 2 je znázorněn v řezu ucpávkový systém Γ. který se skládá z prvního obalujícího prvku 2 , který má lepivý vnější povrch a vnitřního, např. pneumatického, elastického druhého prvku 3’. Části stěn, např. kabelové koncovky, jsou jen naznačeny a označeny jako 9.FIG. 2 shows a packing system Γ in cross-section. which comprises a first wrapping element 2 having an adhesive outer surface and an inner, e.g. pneumatic, elastic second element 3 '. Wall parts, such as cable terminals, are only indicated and marked as 9.

Ucpávkový systém 1 je znázorněn na obr. 3 a 4. přičemž vnitřní pružný prvek 3“ je zde tvořen např. elastomerem, který je vložen mezi dvě těsnicí plochy 2'' a 4. které jsou charakteristické např. neúplným zesitovánim. takže jejich povrch má stále ještě lepivost. Potom vznikne za stlačení obraz jak je to znázorněno na obr. 4.The seal system 1 is shown in Figs. 3 and 4, wherein the inner elastic element 3 'is here formed, for example, by an elastomer, which is interposed between two sealing surfaces 2' 'and 4, which are characterized by, for example, incomplete crosslinking. so their surface still has tack. The image is then compressed as shown in FIG. 4.

Podobný ucpávkový systém je znázorněn na obr. 5, ale zde je možno učinit opatření pro tahové zatížení podle šipky 5, přičemž se zcela zesítovaný pružný prvek 3 umísti mezi částečně zesitované povrchy 2 ’ a 4 a přilepí se k nim.A similar seal system is shown in Fig. 5, but here the tensile load can be provided according to arrow 5, whereby the fully crosslinked elastic element 3 is placed between the partially crosslinked surfaces 2 'and 4 and adhered thereto.

Na obr. 7 až 9 se ukazuji různá provedení ucpávky, například vnitřní ucpávka 7 může být uvnitř průřezu jej obklopujícího tělesa, jako je tomu dle obr. 3 nebo jako na obr. 4. kde vlastní polovina pláště obklopu jícího tělesa 6a může být vytvořena z plně zesitovaného syntetického materiálu nebo z jiných materiálů.7 to 9 show various embodiments of the seal, for example, the inner seal 7 may be within the cross-section of its surrounding body, as in Fig. 3 or as shown in Fig. 4. fully cross-linked synthetic material or other materials.

Konečně obr. 9 ukazuje podélný řez ucpávkou s materiálovými vlastnostmi podle vynálezu. Tato ucpávka je označena jako 3b a má uvnitř obalený kabel 8. v přikladu svazek kabelů 8. pokud je ucpávka provedena v okrajové oblasti kabelové koncovky, která zde není podrobněji znázorněna.Finally, FIG. 9 shows a longitudinal section through a stuffing box according to the invention. This stuffing box is designated 3b and has a cable bundle 8 inside the wrapped cable 8, for example, if the stuffing box is provided in the peripheral region of the cable termination, which is not shown in detail here.

Provedení ucpávky., znázorněná na výkresech jsou jenom příklady aniž by se vynález omezoval jen na ně.The embodiments of the seal shown in the drawings are only examples without limiting the invention to them.

Obecně se dává přednost tomu. aby ucpávkový materiál měl ustrnuti v tlaku 20 % nebo méně (s výhodou 15 % a méně), tvrdost Shore A 25 % nebo méně (s výhodou 20 %) nebo méně.Generally, it is preferred. for the seal material to have a compression set of 20% or less (preferably 15% or less), a Shore A hardness of 25% or less (preferably 20%) or less.

i: .. · -y. ''ύ .· W*. 'z': ·'·'··/ i: .. · -y. '' ύ. · W *. 'of': ·'·'··/

- 7 teplotu křehnutí -40 °C nebo méně. odolnost vůči ropě lepší než 15 % po 24 hodinách při pokojové teplotě, s odolností vůči houbám a bakteriím (s výhodou hodnocenou jako 1) a bude odolávat termitům a jinému poškozeni. Tyto vlastnosti se budou obecně týkat obou složek, ale zejména druhého prvku, zejména když je první prvek tenký a slouží jenom k vytvoření vazby nebo k vyplnění malých cest netěsnosti. Zlepšené funkce lze dosáhnout ochranou obnažených nebo jinak zranitelných povrchů systému odolným materiálem jako je fluorosilikonový kaučuk, chloroprenový kaučuk a/nebo nitrilový kaučuk. Tyto materiály se mohou upevnit na jednom nebo obou prvcích systému jakýmikoliv vhodnými fixačními prostředky, například upevněním, zesitováním a/nebo vulkanizaci. Rovněž nebo namísto toho mohou být tyto zranitelné povrchy chráněny zalitím systému do pláště z nějakého tuhého plastu nebo jiné součásti. K zalití systému je možno použit jednu nebo několik takovýchto součástí.- 7 embrittlement temperature of -40 ° C or less. oil resistance better than 15% after 24 hours at room temperature, with resistance to fungi and bacteria (preferably rated as 1) and will withstand termites and other damage. These properties will generally relate to both components, but especially to the second element, especially when the first element is thin and only serves to bind or fill small leak paths. Improved functionality can be achieved by protecting exposed or otherwise vulnerable system surfaces with a resistant material such as fluorosilicon rubber, chloroprene rubber and / or nitrile rubber. These materials can be fixed to one or both of the system elements by any suitable fixation means, for example by fixing, crosslinking and / or vulcanizing. Also or instead, these vulnerable surfaces may be protected by embedding the system in a sheath of some rigid plastic or other component. One or more of such components may be used to embed the system.

IAND

TV QSi- Q5TV QSi-Q5

Claims

PATENT CLAIMS

5 <Z Sťfoiza ieAc ^ »^ eZíio _Tru

Sealing system (s) for components to be sealed to one another, such as bushings, containers and, in particular, cable terminals for protecting the interior of components against environmental influences, characterized in that the seal (1) is formed from a first element (2), having an adhesive outer surface (2a) and a resilient and / or resilient second member 3)

Sealing system according to claim 1, characterized in that the spring and / or spring element (3) is completely surrounded by the first element (2). having an adhesive surface (2a).

Sealing system according to claim 1 or 2, characterized in that: A spring element (3), a pneumatic chamber (3 ‘) or an elastomer (3).

4. Sealing system of cross-linked elastomer. especially silicone HTV rubber, characterized in that it is imperfectly crosslinked so that the surface is tacky.

A gland system according to any one of the above claims, characterized in that. wherein the peroxide dose is below 1.0% by weight.

A gland system according to any one of the preceding claims, characterized in that. whereas, in order to achieve the appropriate reversibility on the one hand and tackiness on the other, the peroxide dose is below 0.5% by weight.

Sealing system according to any one of the preceding claims, characterized in that it is formed from at least two differently crosslinked layers (2, 3 ').

Sealing system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the layers (3) is fully crosslinked, regardless of the type of crosslinking, i.e. physical or chemical.

A gland system according to any one of the preceding claims, characterized in that. 2. The method according to claim 1, characterized in that it is formed from at least two non-crosslinked layers (2,3'j) containing crosslinking agents which are joined together in the non-crosslinked state and then subjected to crosslinking.

A gland system according to any one of the preceding claims, characterized in that. wherein the seal is formed from at least two bonded layers with (2) a different dose of peroxide, wherein the entire composite is crosslinked.

A gland system according to any one of the preceding claims, characterized in that. wherein the gland (2 '') is formed from a not fully crosslinked first portion and a not yet crosslinked second portion which are joined together and then subjected to crosslinking together.