SK9493A3 - Packing ring for a connection with slided sleeve - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka tesniaceho krúžku pre spojenie nasúvacou objímkou u telies rúrkovitého tvaru, ktorý je vytvorený najmenej z jedného elastoméru.

Doterajší stav techniky

Takéto tesniace krúžky sú v rozsiahlej miere používané k utesneniu spojov nasúvacou objímkou, ktoré sú umiestnené na konci rúriek alebo tvaroviek tvorených T-kusmi alebo odbočkami. V závislosti na predpokladanom použití majú tesniace krúžky rôzne tvary, pričom známe sú hlavne tesnenia s chlopňou a tesnenia s kruhovou plochou priečneho rezu. Tieto tesniace krúžky sú v objímkovom konci uložené v drážkovitom prehĺbení prípadne vrube, ktoré sú vytvorené v podstate koncentr'icky vo vnútornej stene nasúvacej objímky. Možné je však aj vytvoriť vrub na vonkajšom povrchu dielu, ktorý je zasúvaný do objímky.

Ako pri vkladaní tesniaceho krúžku do drážky vytvorenej pre tento účel, tak aj pri zasúvaní rúrky do objímky a pri požadovanom prispôsobení tesniaceho krúžku, nastáva značný problém so vznikajúcimi trecími silami. Tieto môžu viesť k tomu, že dôjde k deformácii alebo prekrúteniu tesniaceho krúžku, čo môže mať za následok netesnosti alebo poškodenie tesniaceho krúžku. Pre zmenšenie týchto trecích síl sa na povrch vyrobeného tesniaceho krúžku nanáša klzný prostriedok, ktorým je zvyčajne silikonový olej alebo látka na báze mydla. Toto nanášanie sa môže uskutočniť napr. postrekom, namočením, odvalovaním alebo spracovaním v bubne. Známy je aj spôsob, pri ktorom sa tesniaci krúžok najprv osadí do drážkovitého prehĺbenia, v ktorom je nanesený klzný prostriedok a následne sa na jeho povrch nanesie - napr. štetcom - klzný prostriedok zabezpečujúci hladké nasunutie.

Z DE 39 09 381 A1 je známe použitie tesnenia z gumy alebo gume podobných látok k utesneniu priestoru medzi dvomi rúrkami. Za tým účelom je v objímkovom konci jednej rúrky vsadené tesnenie, ktoré v podstate pozostáva z tesniaceho krúžku a pásovitého klzného krúžku, pričom klzný krúžok je posúvateľný na tesniacom krúžku pomocou klzného prostriedku a klzný krúžok má hlavne na povrchu vrstvu z PTFE alebo polyamidovej fólie. Je možné aj použiť tekuté alebo pastovité klzné prostriedky, ktoré sú nanesené na povrch klzného krúžku.

V DE 38 17 868 A1 je popísaný tesniaci krúžok, ktorý môže byť nasadený medzi koaxiálne usporiadané plochy. Pre umožnenie posúvania tesniaceho krúžku sa používa mazadlo, ktoré je nanesené na klzné plochy, ďalej je popísané vnútorné posúvanie, ktoré je umožnené spolupôsobením dvoch tesniacich dielov. Prvý a druhý tesniaci diel sú usporiadané tak, že sú navzájom polohováteľné.

Ďalší tesniaci krúžok je popísaný v DE 29 00 437 A1 a aj on je uvažovaný pre použitie medzi dvomi koncentrickými plochami. Tesniaci krúžok má dve tesniace úseky s klzným povrchom, ktoré sa dotýkajú v oblasti klzného povrchu. Pre zlepšenie klzných účinkov môže byť použité mazivo alebo klzný prostriedok, ktorý sa nanáša na klzné plochy.

V DE 88 06 952 U1 je popísané tesnenie pre betónové prefabrikáty, ktoré môže mať chlopne. Klzný prostriedok, ktorý znižuje trecie sily pri aplikácii tesnenia je práve v tejto fáze privádzaný na tesnenie pomocou gumovej hadice.

Tieto známe riešenia však majú viaceré nedostatky. Dávkovanie klzných prostriedkov je často nepresné a hlavne ak túto činnosť zabezpečuje pomocný personál, je treba počítať s tým, že bude nanesené príliš veľké množstvo drahého klzného prostriedku. Pri napúšťaní tesniacich krúžkov klzným prostriedkom ešte pred ich použitím vzniká problém, ako ekologicky nezávadne zlikvidovať obalový materiál tesniacich krúžkov, ktorý je znečistený klzným prostriedkom. Naviac niektoré klzné prostriedky spôsobujú pri ich manuálnej aplikácii vznik rušivo pôsobiacich škvŕn.

Podstata vynálezu ..

Predložený vynález je zameraný na takú konštrukciu tesniaceho krúžku, u ktorého budú zaručené dostatočné klzné vlastnosti a odstránené nedostatky vyplývajúce z použitia separátnych klzných prostriedkov.

Riešenie podľa vynálezu spočíva v tom, že tesniaci krúžok je vyhotovený zo zmesnej látky na báze elastoméru, do ktorej sa v procese jej prípravy miešaním pridá aspoň jeden klzný prostriedok, ktorý sa miešaním prakticky rovnomerne distribuuje v zmesnej látke a aspoň počas časti predpokladanej doby použitia vystupuje na povrch tesniaceho krúžku a vytvára na ňom klzný film.

U takéhoto tesniaceho krúžku je už pri jeho výrobe zabezpečené, že pri pozdejšej aplikácii bude mať požadované klzné vlastnosti a nie je ich teda nutné zabezpečovať pred alebo počas použitia tesniaceho krúžku. Odpadajú tiež problémy s presnosťou dávkovania klzného prostriedku. Výhody takéhoto riešenia sa prejavujú nielen pri osadzovaní tesniaceho krúžku do vrubu, ale aj pri spájaní nasúvacou objímkou, pričom uľahčenie montáže je zreteľné ako pri automatickom, tak aj manuálnom montážnom procese. Trecie sily medzi tesniacim krúžkom a rúrkou sú značne znížené, takže je zaručené definované kĺzanie krúžku pozdĺž rúrky, ako aj definovaný prechod do vrubu a tieto vlastnosti sú zachované aj pre komplikovanejšiu geometriu krúžku.

Integráciou klzného prostriedku do elastoméru sa zabraňuje ako nedostatočnému dávkovaniu klzného prostriedku, ktoré vedie k nedostatočnému kĺzaniu, tak aj predávkovaniu, ktoré vedie k hromadeniu nadbytočného klzného prostriedku. (J známych tesniacich krúžkov dochádza po určitom čase od pridania klzného prostriedku k zhoršeniu ich klzných vlastností v dôsledku difúzie klzného prostriedku do ich objemu. Naproti tomu vďaka schopnosti klzného prostriedku vystupovať z elastméru, do ktorého je primiešaný, dochádza po zreteľne dlhšiu dobu k vytváraniu klzného filmu na povrchu tesniaceho krúžku. Pri zhotovovaní spoja nasúvacou objímkou je zrejmá ďalšia výhoda v tom, že nedochádza k usadzovaniu klzného prostriedku na vonkajšej ploche rúrky, resp. tvarovky a jeho prenosu do okolia spoja nasúvacou objímkou. Je napr. známe, že pri použití separátne naneseného silikonového oleja sa v oblasti usadzovacích plôch prejavuje nedostatočná priľnavosť následného náteru.

Integrovaním klzného prostriedku do elastoméru je zabezpečené jeho definované vystupovanie na povrch tesniaceho krúžku,čo znemožňuje jeho podstatnejšie straty. Na základe presného dávko vania klzného prostriedku dochádza k úspore materiálov, ktorá vedie k redukcii nákladov pri použití tesniacich krúžkov. Okrem toho odpadávajú prídavné pracovné operácie, ktoré nasledovali po výrobe známych druhov tesniacich krúžkov, čo vedie k redukcii mzdových a investičných nákladov.

Pri použití zmesnej látky, u ktorej dochádza k zosieteniu vplyvom tepla, sa navrhuje, aby elastomérom bol vulkani zovateľný elastomér.

Zmesná látka, u ktorej dochádza k zosieteniu pri poklese teploty, sa pripraví tak, že ako elastomér sa použije termoplastický· elastomér.

Mimoriadne efektívne riešenie je, keď klzným prostriedkom je amid nenasýtenej organickej mastnej kyseliny.

Pre oblasť použitia u vodovodov s pitnou vodou sa navrhuje ako klzný prostriedok amid kyseliny olejovej.

Tesniaci krúžok s dostatočne kvalitným klzným filmom sa pripraví zo zmesnej látky obsahujúcej na 100 hmotnostných dielov elastoméru 1 až 10 hmotnostných dielov klzného prostriedku.

Dobrý kompromis medzi vyhovujúcimi klznými vlatnosťami tesniaceho krúžku a minimálnou spotrebou klzného prostriedku sa dosiahne pri použití zmesnej látky pozostávajúcej zo 100 hmotnostných dielov elastoméru, do ktorých je primiešaných 3 až 7 hmotnostných ;die1ov klzného prostriedku.

Rovnomerné a dlhodobé vytváranie klzného filmu sa dosiahne, ak je rozloženie klzného prostriedku v elastomére v podstate homogénne .

Pre výrobu tesniacich krúžkov určených pre štandardné aplikácie sä navrhuje, aby zmesná látka bola vyformovaná do tvaru tesniacich krúžkov pre rúry a tvarovky s normalizovanou geometriou vrubu.

Ďalšie oblasti možných aplikácií tesniacich krúžkov podľa vynálezu vzniknú, ak je zmesná látka vyformovaná do tvaru tesniaceho krúžku pre špeciálnu geometriu vrubov, u ktorých je vrub vytvorený zo spoločne kombinovateľných prvkov. Okrem toho je možné uvažovať aj alternatívu, že zmesná látka je vyformovaná do tvaru tesniaceho krúžku vhodného pre premenlivý vrub.

Pre dosiahnutie efektívnych tesniacich účinkov sa navrhuje, aby zmesná látka bola vyformovaná do tvaru tesnenia s chlopňou.

Je tiež možné, aby zmesná látka bola vyformovaná do takého tvaru tesniaceho krúžku, ktorého plocha priečneho rezu bude mať aspoň na časti obvodu kruhový tvar.

Výhody určitých geometrií tesnenia sa daj'ú spojiť tak, že zmesná látka je vyformovaná do tvaru tesniaceho krúžku, ktorý má aspoň jednu chlopňu a súčasne aspoň jednu kruhovú plochu priečneho rezu.

Prehľad obrázkov na výkrese

Príklady uskutočnenia vynálezu sú schematicky znázornené na priložených obrázkoch, ktoré predstavujú:

obr.l - priečny rez tesniacim krúžkom, ktorý obsahuje aj napínací krúžok, obr.2 - čiastočný rez rúrkou so zakončením v tvare objímky s vrubom, v ktorom je vsadené tesnenie s chlopňou, obr.3 - principiálne znázornenie tesniaceho krúžku s kruhovou plochou priečneho rezu, ktorý je vsadený do vrubu, obr.4 principiálne znázornenie tesniaceho krúžku s chlopňou, ktorý obsahuje aj napínací krúžok a je vsadený do vrubu, obr.5 - priečny rez vrubu s ďalším tesniacim krúžkom s chlopňou, obr.6 - ďalší tesniaci krúžok vsadený do vrubu, obr.7 - priečny rez vrubom so vsadeným tesniacim krúžkom a napínacím krúžkom, obr.8 - bloková schéma znázorňujúca proces výroby tesniaceho krúžku, obr.9 - priečny rez rúrkou, ktorej vrub pre umiestnenie tesniaceho krúžku je vytvorený z dvoch kombinovateľných prvkov, pričom každý prvok ohraničuje vrub.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Tesniaci krúžok 1, používaný pri spájaní pomocou nasúvacej objímky, pozostáva z jedného alebo viacerých elastomérov, ku ktorým je primiešaný jeden alebo viac klzných prostriedkov. Zo zmesnej látky 2 vzniknutej zmiešaním elastoméru a klzného prostriedku je lisovaním, tvárnením alebo vstrekovaním vyformovaný tesniaci krúžok jL. Podľa vyobrazenia na obr. 1 môže byť tesniaci krúžok 1 vytvorený ako tesniaci krúžok s chlopňou, ktorý má okrem chlopne 3 aj obvodové profilovanie 4 a centrálnu drážku 5, v ktorej je napínací krúžok 6.

Príklad 2

Podľa obr.2 je tesniaci krúžok 1 vsadený do vrubu 7 rúrky 8, ktorá môže byť z umelej hmoty, kameniny, liatiny alebo betónu. Namiesto konštrukcie znázornenej na obrázku môže byť vrub 7 umiestnený na tvarovkách, ktoré sa na rúrkové prvky nasunú a umožnia tým spájať veľké počty rúriek ,8. Takto je možné realizovať vodovodné a kanalizačné systémy alebo systémy domového odpadu. Okrem toho je možné z takto spájaných rúriek 8. vytvoriť ochranu elektrických vedení, resp. ochranu telekomunikačných káblových trás.

Príklad 3

Okrem tesniacich krúžkov JL s chlopňou 3 je podľa obr.3 tiež možné vytvoriť tesniaci krúžok 1 s kruhovou plochou 9 priečneho rezu. Špeciálnym prípadom takejto konštrukcie je O-krúžok s kruhovou plochou 9 priečneho rezu.

Príklad 4

Podľa obr.4 je možné realizovať kombináciu kruhovej plochy 9 priečneho rezu a chlopne 3, pričom do tesniaceho krúžku 1 môže byť vsadený napínací krúžok 6.

Príklad 5

Okrem vytvorenia tesniaceho krúžku 1_ z jedného elastoméru, resp. z homogénnej zmesi rôznych elastomérov, je možné podľa obr.5 vytvoriť ho aj z viacerých navzájom hraničiacich dielov, ktoré sú vytvorené z rôznych elastomérov. V zásade je možné použiť v každom z elastomérov odlišný, podiel klzného prostriedku, resp. použiť ako klzný prostriedok odlišné látky. Pomocou vhod nej kombinácie materiálov je možné zabezpečiť dlhodobé zachovanie dobrých klzových vlastností a hlavne pokryť väčší rozsah teplôt, pričom rôzne kombinácie elastomérov a klzných prostriedkov je možné aplikovať pre ľubovolné geometrie tesniaceho krúžku 1· Pre názornosť sú ďalšie príklady realizácie uvedené na obr.6 a 7.

Ako použité elastoméry, tak aj klzné prostriedky môžu mať rôzne chemické vlastnosti. Ako elastoméry môžu byť použité napr. na gumu vulkanizovateľné elastoméry alebo termoplastické elastoméry. U vulkanizovateľných elastomérov dochádza k plánovanému zosieteniu vplyvom zvýšenej teploty a tlaku, zatiaľ čo u termoplastických elastomérov vplyvom zníženia teploty po ich predchádzajúcom roztavení. Ako vu1 kanizujúce elastoméry môžu byť použité napr. elastoméry druhov SBR, EPDM, IR, CR,, NBR, HNBR, ACU, IIR alebo NR, resp. ich vhodné kombinácie. Ako príklad termoplast i ckého elastoméru je možné uviesť S-EB-S a PUR. Ako klzné prostriedky môžu byť použité v zásade všetky látky, ktoré vykazujú požadované klzné vlastnosti a sú vhodné pre vylučovanie z elastoméru. Osvedčili sa hlavne amidy’ nenasýtených mastných kyselín. Zvlášť výhodné je použitie anhydridu kyseliny olejovej, ale je možné použiť aj lauramid, amid stearolu alebo amid kyseliny eurecovej.

Príklad 6

Bloková schéma na obr.8 znázorňuje postup výroby a použitia tesniaceho krúžku 1. Vstupy elastoméru 10, aditíva 11 a klzného prostriedku 12 sú privedené do miešacieho zariadenia 16 . Proces miešania môže byť realizovaný napr. tak, že ku 100 hmotnostným dielom elastoméru 10 sa pridá 1 až 10 hmotnostných dielov klzného prostriedku 12 , pričom zvlášť vhodné je pridať 3 až 7 hmotnostných dielov klzného prostriedku 12 . Po dostatočnom zahriatí a premiesení vstupov je zmesná látka 2 privedená v zchladenom stave vo forme vytlačovaných pásov alebo granulátu do formovacieho zariadenia 17 , kde sú z nej vytvarované tesniace krúžky 1· Tieto sú potom v montážnom zariadení 18 vsadzované do vrubov 7 a v stanici 19 konečnej montáže sú zostavované spojenia nasúvacou objímkou.

Príklad 7

Vrub Z, do ktorého je vsádzaný tesniaci krúžok i, je možné vytvoriť aj ako kombináciu dvoch konštrukčných prvkov. Podľa obr.9 je konkrétne vrub 7 vymedzený zakončením 20 rúrky a uzavieracím krúžkom 21 . Tesniaci krúžok ,1 môže byť' teda nasadený na koniec rúrky pred nasunutím uzavieracieho krúžku 21 a následne fixovaný spojením zakončenia 20 rúrky a uzavieracieho krúžku 2.1 (tzv. klik-spojenie) . Tesniaci krúžok X je tvarovým stykom

veľmi pevne uchytený vo vrube	7 .
Príklad 8 A1ternatívne	k	doposiaľ	popísanému	separátnemu	vyrobeniu
tesniaceho	krúžka	1	a jeho	následnému	vsadeniu do	vrubu 7 je

možné aj priviesť zmesnú látku 2 priamo do vrubu 7 a až tu pomocou formy vytvoriť požadovaný tvar tesniaceho krúžku χ. Pri použití tesniacich krúžkov s umelohmotnými rúrkami môžu byť tieto normalizované s normalizovanou geometriou vrubu a vyhotovené napr. z PP, PVC, PE alebo ABS.

Príklad 9

Alternatívne k formovaniu tesniaceho krúžku X na konečný tvar je tiež možné vyrobiť lineárny tesniaci profil a tento lepením alebo následným zosietením upraviť do požadovaného tvaru tesniaceho krúžku X. Lineárny tesniaci profil môže byť pritom vyrobený v práve požadovaných dĺžkach.

Claims (12)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Tesniaci krúžok pre spojenie nasúvacou objímkou u telies rúrkovitého tvaru, ktorý je vytvorený najmenej z jedného elastoméru, vyznačujúci, sa tým, že do elastoméru je primiešaný aspoň jeden klzný prostriedok, ktorý je premenlivo distribuovaný v objeme zmesnej látky (2) vytvorenej miešaním a najmenej počas časti predpokladanej doby použitia vytvára klzný film vystupujúci z povrchu tesniaceho krúžku (1) zhotoveného zo zmesnej látky (2).

2. Tesniaci krúžok podľa bodu 1, vyznačujúci sa tým, že elastomér je vytvorený ako vulkanizovateľný elastomér.

3. Tesniaci krúžok podľa bodu 1, vyznačujúci sa tým, že elastomér je vytvorený ako termoplastický elastomér.

4. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že klzný prostriedok je tvorený amidom nenasýtenej organickej mastnej kyseliny.

5. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že klzný prostriedok je tvorený amidom kyseliny olejovej.

6. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že ku 100 hmotnostným dielom elastoméru je primiešaných 1 až 10 hmotnostných dielov klzného prostriedku.

7. Tesniaci krúžok podľa bodu 6, vyznačujúci sa tým, že k elastoméru je primiešaných 3 až 7 hmotnostných dielov klzného prostriedku.

8. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že klzný prostriedok je v elastomére rozložený v podstate homogénne.

9. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že tesniaci krúžok (1) je tvarovaný pre rúrky alebo tvarovky s normalizovanou geometriou vrubu.

10. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že tesniaci krúžok (1) je vytvorený pre špeciálne geometrie vrubov, u ktorých je vrub (7) vytvorený vzájomnou kombináciou konštrukčných prvkov.

11. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že tesniaci krúžok (1) je vytvorený pre meniteľný vrub.

12. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že tesniaci krúžok (1) má tvar tesnenia s chlopňou. 13. Tesniaci krúžok pod ľ a jedného z bodov 1 v a z 12, vyznačujúci sa tým, že tesniaci krúžok (1) má aspoň v časti rozsahu kruhovú plochu (9) priečneho rezu. 14. Tesniaci krúžok podľa jedného z bodov 1 až 10, vyznačujúci

sa tým, že tesniaci krúžok (1) má ako najmenej jednu chlopňu (3), tak aj najmenej jednu kruhovú plochú (9) priečneho rezu.