HUT70795A - Seal made of a cross-linked elastomer - Google Patents

Description

A találmány tárgya tömítőrendszer egymáshoz képest tömítendő alkatrészek, burkolatok, tartályok és különösen kábelhüvelyek tömítésére az alkatrészek belső terének környezeti behatásokkal szembeni védelmére. A találmány szerinti tömítőrendszernek ragadós külső felületű első eleme és rugós vagy rugalmas második eleme van.

Burkolatok, tartályok és egyéb alkatrészek, különösen kábelhüvelyek környezeti behatásokkal, különösen párával szembeni lehető legtartósabb védelmére szokásosan tömítéseket alkalmaznak, legalábbis azokon a helyeken, ahol burkolatzáró elemek, ajtók és fedelek vannak, vagy ahol elemek, például kábelhüvelyekbe belépő és kilépő kábelek lépnek a burkolatba. Régebbi megoldások esetében ismert módon fölös mennyiségű szigetelő masszát alkalmaztak a bemeneti területen, melyet két különálló burkolatfél miatt külön terveznek, annak érdekében, hogy a fél hüvelyek összenyomásakor a tömítőmassza körülvegye a bejövő kábelt és azt teljesen tömítse. Az ilyen összenyomódó anyagok, például butilgumi alapú tömítőmasszák, gyakori problémája, hogy az ilyen alkatrészek nagy hőmérsékletváltozás okozta terhelésnek vannak kitéve és ezáltal a tömítőfelületek és a tömítő massza egymástól eltérő hőtágulási együtthatói és eltérő hővezetési értékei következtében az ilyen hőmérsékletváltozási terhelés miatt szivárgás lép fel. Az ilyen problémák elkerülése érdekében úgynevezett zsugorhüvelyeket fejlesztettek ki, amelyek a kábellel való bemeneti csatlakozásnál hevítés hatására összezsugorodnak és szorosan rátapadnak a bemenő kábel burkolatára, és ezáltal hőhatásra lágyuló ragasztóbevonattal valósít80932-4547 • · ják meg a szükséges tapadást. Bár ennek a technológiának jelentős előnyei vannak, egyik hiányossága abban van, hogy a zsugorításhoz mindig lángot kell felhasználni, ami a helyszínen gyakran helyi problémákhoz vezet.

A találmánnyal célunk olyan megoldás létrehozása, hogy elkerülve az ismert megoldások hiányosságait, olyan szigetelő rendszert nyújt, amelyet egyszerűen lehet használni és probléma nélkül képes váltakozó terhelések elviselésére.

A kitűzött feladatot a találmány értelmében a fent ismertetett szigetelő rendszerrel oldottuk meg, amely szerint a tömítőrendszert ragadós felszínű első elem és egy rugós vagy rugalmas második elem alkotja. A rugalmas és rugós hatású tömítőelem segítségével a hőmérséklet változás által okozott tágulási utakat el lehet hárítani vagy meg lehet kerülni, míg a másik ragadós elem segítségével elérhető az elem hozzátapadása az alkatrész felületéhez, amely ragasztó a tömítésen vagy a megfelelő tömítőfelületen van elhelyezve. Egyrészt a rugalmasság, másrészt a ragacsos jelleg egyidejűleg azt eredményezi, hogy a tömítés bepréselődik egyenetlen felületekbe, és ezáltal tovább javítja a tömitőhatást.

A találmány szerinti tömítőrendszer kettős természete következtében könnyen alkalmazható a megfelelő felhasználáshoz mind méretezését, mind speciális anyagi tulajdonságait és geometriai jellemzőit tekintve.

A tervezés során elképzelhető, hogy a rugós és/vagy rugalmas elemet teljesen körülveszi a ragadós felszínű első eleme·

80932-4547 • · · · · « · ♦ · • · ··« · · · · · * · ♦ « « 9 9

99999999 9 9 ·« 9 9

A rugalmas és/vagy rugós elemek teljes körülvétele azt jelenti, hogy a helyreállító erők minden irányban képesek hatni.

A találmány olyan megoldásra is vonatkozik, amely szerint a rugós elemet mechanikus rugó vagy pneumatikus kamra, vagy elasztomer alkotja.

A találmány továbbá egy olyan tömítés, amely térhálós elasztomerből, különösen HTV szilikongumiból van.

Ilyen tömítések esetében a következő felhasználási módok ismertek. Az elasztomer és/vagy szintetikus guminak gyakran igen kedvező tulajdonságai vannak, így magas hőmérsékleten vulkanizált szilikon gumi, például MVQ gyakran használható. Annak érdekében, hogy az ilyen anyag teljes térhálósodását elérjük, általában véve 1,0-1,5 tömegszázalék peroxidot kell hozzáadni. A nyersanyag peroxid hányadától és kovasav tartalmától függően különböző keménységű elasztomereket nyerünk. Ha ezeket az anyagokat tömítésként használjuk, akkor a tömítésben az ilyen elasztomer kizárólag viszszafordítható mechanikai deformációt szenved, a tömítő hatást a helyreállító erők biztosítják. Az ilyen alakváltozó képességet általában a DIN 53517 számú német szabvány alapján mérik, vagyis a visszamaradó deformáció után a visszamaradó nyomás okozta deformációt adják meg mértékként.

A térhálós tömítőanyagokon felül más tömítőanyagok, például igen nagy viszkozitású és tapadóképességű és esetleg butilgumi alapú, nem térhálós rendszerek is léteznek. Ilyen anyagok esetén a tömítő hatást nem a deformáció eredményeként, hanem a szomszédos felületekhez való felületi tapadás

80932-4547 • · ··« ··· ·· • · · · · · ♦ ·«······ ·· · · ··

- 5 útján érik el, ami tömítőanyag helyreállító képességgel bír. Ilymódon a tömítőrendszereknek az a hiányosságuk, hogy nem lehet olyan alkatrészeken alkalmazni azokat, amelyek nagy hőmérséklet változásoknak és ennek következtében nagyobb deformációs utaknak vannak kitéve.

A találmány további kiviteli alakjára olyan hiányos térhálósodás jellemző, amelynek következtében a felszín tapadó képességgel bír, és az ilyen tömítés peroxid tartalma kisebb, mint egy tömegszázalék.

Az ilyen tökéletlenül térhálósodott elasztomer tömítés egyrészt biztosan rendelkezik elegendő mértékű helyreállító képességgel, másrészt annak a felülethez való kapcsolódása a visszamaradó tapadó képesség révén lehetséges.

Előnyösen a peroxid tartalom 0,5 tömegszázaléknál kisebb, és ezáltal peroxiddal térhálósított MVQ típusú és különböző keverési arányú szilikongumik esetén úgy találtuk, hogy még 0,2 % peroxid tartalom esetén is különböző esetekben megfelelő mechanikai tulajdonságok mutatkoznak. így különösen a szükséges helyreállító erő és a tapadó képesség elérhető volt, amely lehetővé teszi a szigeteléssel határos szomszédos felületekhez való megfelelő felületi tapadó képességet.

Itt jegyezzük meg, hogy nemcsak kémiai úton érhető el térhálósítás, hanem fizikai úton, például nagy energiájú besugárzás útján.

Egy további kiviteli alakban a találmány olyan tömítés, amely legalább két különbözően térhálósított rétegből van kialakítva. Ilymódon a rétegek közül legalább az egyik tel80932-4547 ····« ···· • · ··« ··· ·· • · · · · · · ·»·· 4·· ·· ·· ·· jesen térhálósított lehet, függetlenül a térhálósítás fajtájától, vagyis lehet akár vegyi, akár fizikai.

Különböző rétegszerkezeteket lehet megvalósítani, vagy fél ház és/vagy fazékformákat lehet megvalósítani, előállítani és így a fél házak vagy fazék jellegű burkolatokat teljesen térhálósított anyagból alakítjuk ki, belülről részlegesen térhálósított tömítőanyaggal vagy fordítva, mikoris a részlegesen térhálósított tömítőanyag kívül helyezkedik el és a teljesen térhálósított anyag belül van.

A találmány szerinti tömítőrendszer további kiviteli alakjai azon alapulnak, hogy legalább két réteget tartalmaznak, amely térhálósított anyagot és még nem térhálósított anyagot tartalmaz, amelyek nem térhálósított állapotban vannak egymáshoz kapcsolva, és ezután vetjük alá térhálósításnak, vagy pedig a tömítőrendszer legalább kettő különböző peroxid tartalmú rétegből áll, és az egész összetett tömítést együttesen térhálósítjuk a kialakított tömítésben egy tökéletlenül térhálósított első rész és egy még nem térhálósított második rész van, amelyek egymáshoz kapcsolódnak és együttes térhálósításnak vetjük alá.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzon bemutatott példaként! kiviteli alakok kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon:

az 1. ábra a találmány szerinti tömítőrendszer egyszerűsített térbeli ábrája, a 2. ábra egyszerűsített alakban bemutatott tömítőrendszer tömítő tartományának keresztmetszete,

80932-4547 ··«·< · · · · • · ·«* «·· · · — ·♦*··· • / ·“ ···· ·«·· ·· ·» ·· a 3. ábra három rétegű tömítés feszültségmentes állapotban, a 4. ábra a 3. ábra szerinti tömítés összenyomott állapotban, az 5. és 6. ábrák a találmány szerinti tömítőrendszer másik kiviteli alakja különböző típusú terheléssel, a 7. ábra a találmány szerinti tömítőrendszer tovább változata fekvő tömítőtesttel keresztmetszetben, a 8. ábra félhengeres tömítőrendszer, és a 9. ábra hengeres tömítőrendszer keresztmetszetben.

A rajzon bemutatott találmány szerinti 1 tömítőrendszernek legalább első 2 eleme van, amelynek ragadós külső 2a felülete van, amelyet az 1. ábrán részlegesen pontokkal jelöltünk. Az 1 tömítőrendszer továbbá rugót és/vagy rugalmas második 3 elemet tartalmaz, amelyet az 1. ábrán szimbolikusan szaggatott vonallal berajzolt rugóval szemléltettünk. A találmány azonban nem korlátozódik az 1 tömítőrendszer bemutatott alakjára. Egy zárt, forgástest jellegű gyűrű, továbbá szögletes keresztmetszetű alakok és mások is szóba jöhetnek.

A 2. ábrán 1' tömítőrendszert mutattunk be keresztmetszetben, és ezt első burkoló 2' elem, valamint egy belső, például pneumatikus rugalmas második 3' elem alkotja. Az első 2’ elemnek kívül ragadós felülete van. A tömítendő alkatrészek, például kábelhüvely, például 9 falai csupán részlegesen vannak feltüntetve.

80932-4547 • « 4 · 4 » · · • · 4*4 ···4 · • * · ·«44 ····<··· «· 4«* ·

- 8 A 3. és 4. ábrákon bemutatott 1 tömítőrendszer belső rugalmas 3 elemét itt például elasztomer alkotja, amely két 2' és 4 tömítő felület közé van helyezve, amelyek jellemzően például tökéletlenül vannak térhálósítva, ami által felületük még ragadós állapotban van. Nyomó terhelés alatt a 4. ábra szerinti alakot veszik fel.

Hasonló tömítőrendszer látható az 5. ábrán, amely azonban az 5 nyílnak megfelelő húzó terhelésre is fel van készítve, amihez teljesen térhálósított rugalmas 3'·' elem van elhelyezve részlegesen térhálósított 2’ és 4’ felületek között és ezekhez hozzátapad.

A 7-9. ábrákon tömítés különböző kiviteli alakjai láthatók, ahol belső 7 tömítést a 3. vagy 4. ábrán bemutatott keresztben elmetszett befoglaló test veheti körül és egy fél házat képező burkoló 6a test önmagában véve kialakítható teljesen térhálósított műanyagból vagy más anyagból.

Végül a 9. ábra hosszirányban elmetszett tömítőtestet mutat, amelynek anyaga a találmány szerinti tulajdonságokkal bír. A 9. ábra szerinti 3b tömítőtest 8 kábelt, például 8 kábelköteget vesz körül, ha a tömítés kábelhüvely szélének tartományában van elhelyezve, amelynek többi részletét az ábra nem mutatja.

A tömítés ábrákon bemutatott kiviteli alakjai csupán például szolgálnak, a találmány azonban nem korlátozódik ezekre.

Általában véve előnyös, ha a tömítő anyag összenyomhatósága 20% vagy kevesebb (még előnyösebb, ha 15% vagy ennél is kevesebb), Shore A keménysége 25% vagy kevesebb (még elő80932-4547 ···· ···· «·· * ί· « · • · · · · «· ·* 99 nyösebben 20% vagy még kevesebb), törékenységi hőmérséklete -40°C vagy ennél hidegebb, petróleummal szembeni ellenálló képessége jobb, mint 15%, szobahőmérsékleten 4 órás idő alatt mérve, gombákkal és baktériumokkal szemben ellenálló előnyösen első osztályú - és ellenálló termeszekkel és más károkozókkal szemben. Ezek a tulajdonságok általában vonatkoznak mindkét komponensre, de különösen a második elemre, főleg akkor, amikor az első összetevő vékony, és csupán arra szolgál, hogy kötést hozzon létre vagy kis szivárgási réseket töltsön ki. Előnyösebb jellemzők érhetők el azáltal, ha a rendszer szabadon álló vagy egyébként sérülékeny részeit ellenállóképes anyaggal, például fluorszilikon gumival, kloroprén gumival és/vagy nitrilgumival védjük. Az ilyen anyagok bármilyen erre alkalmas rögzítő eszközzel hozzáerősíthetők az egyik vagy mindkét elemhez, például kötéssel, térhálósítással és/vagy vulkanizálással. Ezzel együtt vagy ehelyett az ilyen sérülékeny felületek védhetők azzal, hogy a rendszert valamilyen merev műanyag hídba vagy más alkatrészbe befoglaljuk. A rendszer befoglalására egy vagy több ilyen alkatrész alkalmazható.

80932-4547 • · 4 · · w * ·*

4 ·*4 9 9··· • 4 · · * «« ···· ··*« ·· ·»4«

- 10 SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (11)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Tömítőrendszer egymáshoz képest tömítendő alkatrészek, házak, tartályok és különösen kábelhüvelyek belső terének környezeti behatásokkal szembeni védelmére, azzal jellemezve/ hogy a tömítés (1) ragadós külső felülettel (2a) kiképzett első elemet (2), valamint rugós és/vagy rugalmas második elemet (3) tartalmaz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy a rugós és/vagy rugalmas elem (3) teljesen körül van véve az első elemmel (2), amelynek tapadós külső felszíne (2a) van.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy a rugós elemet mechanikus rugó (3), pneumatikus kamra (3') vagy elasztomer (3) képezi.
4. 4. Tömítőrendszer térhálósított elasztomerből, különösen HTV szilikongumiból, azzal jellemezve, hogy nem teljes térhálósítás miatt felületének tapadóképessége van.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy peroxid tartalma kisebb, mint 1,0 tömegszázalék.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy egyrészt megfelelő helyreállító képesség, másrészt tapadóképesség elérése céljából a peroxid tartalom kisebb, mint 0,5 tömegszázalék.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy legalább két különbözően térhálósított réteget (2, 3).

   80932-4547
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve/ hogy legalább az egyik réteg (3) teljesen térhálósított, függetlenül a térhálósítás jellegétől, amely lehet fizikai vagy kémiai.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy legalább kettő még nem térhálósított réteget (2, 3) tartalmaz, amelyekben térhálósító anyagok vannak, és a rétegek (2”, 3”) nem térhálósított állapotban vannak egymással összekapcsolva, és utána térhálósít juk.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy a tömítést legalább két egymással összekapcsolt réteget (2) tartalmaz, amelyek peroxid tartalma különböző, és ezáltal a teljes összetett anyagot térhálósításnak vetjük alá.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti tömítőrendszer, azzal jellemezve, hogy a tömítést (2') tökéletlenül térhálósított első rész, mint még nem térhálósított második rész alkotja, amelyek egymáshoz vannak kapcsolva, majd együttes térhálósításnak vetjük alá.