СЛОИСТЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

Заявляемая полезная модель относится к плоским слоистым уплотнительным материалам (паронитам) и различным прокладкам из них, предназначенным для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями, в процессе эксплуатации которых материал подвергается переменным термическим и механическим нагрузкам - периодическим сжатиям, нагревам и др.
Аналогом заявляемой полезной модели является слоистый уплотнительный материал, содержащий несколько плоских параллельных слоев из полимерного композита, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы (волокна) наполнителей (см. Шанин Н.И. и др. Производство асбестовых технических изделий. Л.: Химия, 1983, с. 185-194). Существенные признаки аналога «слоистый уплотнительный материал, состоящий из нескольких внутренних полимерных слоев, включающих матрицу из вулканизата каучука» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является снижение уплотнительных свойств материала в случае смещений уплотняемых поверхностей в процессе эксплуатации по причине недостаточно оптимальных свойств материала, а также достаточно высокая внутренняя проницаемость материала, обуславливающая снижение герметизации уплотняемых поверхностей.
Прототипом заявляемой полезной модели является слоистый уплотнительный материал, содержащий плоскопараллельные поверхностные и несколько внутренних слоев из полимерного материала, включающего матрицу из вулканизата каучука, внутри которой размещены частицы и волокна наполнителей, при этом поверхностные и внутренние слои выполнены со специально организованными микронеровностями, глубина и высота которых составляет не менее 0,02 мм (см. патент РФ №100952, МПК В32В 33/00, 2010 г.). Существенные признаки прототипа «слоистый уплотнительный материал, состоящий из нескольких внутренних полимерных слоев, включающих матрицу из вулканизата каучука, выполненных со специально организованными микронеровностями глубиной не менее 0,02 мм» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком прототипа является снижение уплотнительных свойств материала в результате недостаточной способности прокладки «заполнять» неровности уплотняемых поверхностей, а также достаточно высокой внутренней проницаемости материала, обуславливающей снижение герметизации уплотняемых поверхностей.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение уплотнительной способности материала (прокладки) за счет увеличения сжимаемости центральных слоев материала.
Для достижения указанного технического результата слоистый плоскопараллельный уплотнительный материал, состоящий из нескольких полимерных слоев, включающих матрицу из вулканизата каучука, выполненных с микронеровностями глубиной не менее 0,02 мм, изготавливается таким образом, что на глубине более 0,06 мм относительно внешней поверхности сжимаемость слоев материала увеличивается в направлении приложенной силы.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «на глубине более 0,06 мм относительно внешней поверхности сжимаемость слоев материала увеличивается в направлении приложенной силы» являются отличительными от признаков прототипа.
Изготовление слоистого материала осуществляется на паронитовых вальцах. В процессе вальцевания материала осуществляется периодическое увлажнение верхнего валка вальцов и поверхности формируемого слоя материала, что позволяет получить микронеровности слоев паронита глубиной не менее 0,02 мм. Микронеровности обеспечивают лучшее сцепление каждого слоя с последующим, что повышает уплотнительную способность материала за счет снижения возможности расслоения и трещинообразования. Вначале вальцуются один или несколько слоев паронита (поверхностный слой), которые упрессовываются за счет дополнительных оборотов при увеличенном распорном усилии (давлении) вальцов, толщина каждого слоя при этом может быть от 0,02 до 0,06 мм. Затем вальцуются центральные слои паронита. Сжимаемость центральных слоев увеличивается за счет регулирования количества переносимого материала путем изменения скорости отвода холодного валка. После окончания формирования центральных слоев производится прикатка листа путем дополнительных оборотов при увеличенном распорном усилии (давлении) вальцов. В результате обеспечивается увеличение сжимаемости слоев материала расположенных на глубине более 0,06 мм относительно внешней поверхности за счет разных режимов вальцевания поверхностных и центральных слоев, а именно переменных нагрузок при вальцевании и регулирования скорости отвода холодного валка. Таким образом, при сохранении механической прочности материала, улучшаются его уплотняющие свойства и повышается способность прокладки «заполнять» неровности уплотняемых поверхностей за счет того, что на глубине более 0,06 мм относительно внешней поверхности сжимаемость слоев материала увеличивается в направлении приложенной силы. При сжатии прокладки в процессе ее установки во фланцевое соединение происходит герметизация (перекрытие) проходных полых пространств в материале за счет деформации слоев расположенных на глубине более 0,06 мм.
Конкретным примером заявляемой полезной модели является паронит ПМБ толщиной 5,0 мм. Сжимаемость слоев расположенных на глубине ~ 0,07 мм, относительно внешней поверхности, составляет ~ 11,50%, а сжимаемость центральных слоев расположенных на глубине ~ 2,30 мм, относительно внешней поверхности составляет ~ 15,70%.