УПЛОТНИТЕЛЬ РЕЗИНОВЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ

Полезная модель относится к конструкции уплотнителя резинового комбинированного, например, из силиконовой резины, и предназначена для использования в различных областях техники, где требуется обеспечение удобной и эффективной тепловой герметизации разъемов различных аппаратов, например, разъемов дверей высокотемпературных печей, термостатов или холодильников, а также где требуется вибро- и шумоизоляция.
В технике широко используются различные резиновые уплотнители, в том числе, выполненные из силиконовой резины, имеющие один тип структуры материала, из которого они выполнены, а именно, монолитную или пористую структуру [1, 2].
Вследствие этого, эксплуатационные возможности таких уплотнителей ограничены одним уровнем необходимых физико-химических свойств, например, упругость, твердость, способность к деформации в продольном или поперечном направлении при заполнении уплотняемых полостей, релаксация напряжения, старение.
Известен оконный комбинированный уплотнитель, содержащий уплотнительный элемент из пористой силиконовой или этиленпропиленовой резины, и соединенную с плоской поверхностью этого элемента клейкую текстильную, бумажную или пластиковую ленту, служащую для соединения с уплотняемой оконной поверхностью [3].
В этом решении клейкая лента не пригодна для использования в высокотемпературных аппаратах, а также не может выполнять какие-либо упругие, уплотняющие функции.
Известны эластичные пористые изделия из термоэластопластов [4]. В этих изделиях монолитный наружный слой постепенно переходит во
вспененный во внутреннем объеме изделия, что объясняется соприкосновением расплава полимера с охлаждаемой стенкой прессформы.
Недостаток данного решения для предлагаемой полезной модели заключается в том, что оно распространяется только на формовые изделия, а образование тонкостенного монолитного слоя только на поверхности изделия не позволяет получать уплотнители разной конструкции, например, с расположением толстостенного конструктивного элемента с монолитной структурой внутри изделия между элементами с пористой структурой.
Известен уплотнитель из пористого полиуретана, имеющий микропоры, заполненные смазкой, при этом он выполнен с непористым слоем, образующим рабочую поверхность [6].
В данном устройстве не предусмотрено содержание в одном изделии нескольких конструктивных элементов с монолитной или с пористой структурой в разном чередовании, что не позволяет создавать уплотнитель с заданными свойствами.
Известно уплотнительное термостойкое устройство неподвижного соединения, содержащее уплотнительный элемент, выполненный в виде заключенного в замкнутую кольцевую оболочку наполнителя, при этом наполнитель выполнен из термостойкого вязкотекучего силиконового каучука, а оболочка - из пористой эластичной фторопластовой пленки [7]. Вследствие выполнения оболочки из пористой фторопластовой пленки летучие соединения, образующиеся в каучуке при высоких температурах, выходят через поры оболочки.
В данном устройстве наличие пористого материала в виде тонкой пленки не позволяет реализовать преимущества пористого конструктивного элемента. Назначение пористой пленки, как сказано выше, вывод летучих соединений, выделяемых силиконовым каучуком в
процессе эксплуатации. Кроме того, как и в приведенных выше аналогах, не предусмотрено выполнение нескольких слоев с монолитной или с пористой структурой в разном чередовании.
Ближайшим аналогом является комбинированный уплотнительный профиль [5], состоящий из металлической перфорированной ленты, обложенной пластмассой или монолитной резиной, соединенной (привулканизованной) с наложенным сверху пористым резиновым профилем.
В данном решении верхний пористый элемент расположен по отношению к нижнему монолитному элементу только с одной стороны, что не позволяет использовать преимущества пористого конструктивного элемента по всей поверхности уплотнителя, а также может осложнить монтаж и эксплуатацию такого уплотнителя в круговых и других уплотняемых разъемах сложной конфигурации. Кроме того, в данном решении не предусмотрено содержание в одном изделии нескольких конструктивных элементов с монолитной или с пористой структурой в разном чередовании.
Задачей, решаемой полезной моделью, является получение уплотнителя комбинированного, направленно сочетающего в своей конструкции разные значения необходимых эксплуатационных показателей (свойств).
Поставленная задача решается за счет того, что уплотнитель из силиконовой резины экструзионный (т.е. полученный методом экструзии) комбинированный, с полой или сплошной конструкцией, содержит соединенные между собой чередующиеся конструктивные элементы с монолитной и пористой структурой, при этом каждый верхний конструктивный элемент облегает соседний нижний конструктивный элемент по всей его поверхности.
Как вариант, уплотнитель может быть выполнен из нескольких
чередующихся конструктивных элементов с монолитной и пористой структурой, которые имеют одинаковый или разный уровень эксплуатационных свойств, таких как, в частности, упругость, твердость, остаточная деформация сжатия.
Соединенные между собой конструктивные элементы с монолитной и пористой структурой выполнены из силиконовой резины методом экструзии.
Верхний конструктивный элемент, являющийся наружным элементом уплотнителя, может выполняться с пористой структурой.
Верхний конструктивный элемент, являющийся наружным элементом уплотнителя, может также выполняться с монолитной структурой.
Конструктивные элементы с монолитной и пористой структурой могут иметь трубчатую форму.
Верхний конструктивный элемент, являющийся наружным элементом уплотнителя, может иметь сложную форму, показанную на фиг.7, и иметь пористую структуру.
Верхний конструктивный элемент, являющийся наружным элементом уплотнителя, может быть выполнен с пористой структурой и иметь цилиндрическую наружную поверхность, отличную по форме от круговой цилиндрической поверхности.
Нижний конструктивный элемент, являющийся внутренним элементом уплотнителя, может быть выполнен в виде сплошного жгута с монолитной структурой, а охватывающий его верхний конструктивный элемент, являющийся наружным элементом уплотнителя, может быть выполнен трубчатым с пористой структурой.
Нижний конструктивный элемент, являющийся внутренним элементом уплотнителя, может быть выполнен в виде сплошного жгута с пористой структурой, а охватывающий его верхний конструктивный
элемент, являющийся наружным элементом уплотнителя, может быть выполнен трубчатым с монолитной структурой.
В экструзионных (длинномерных) уплотнителях чередование конструктивных элементов с разной структурой достигается, например, последовательным наложением на внутренний предварительно вулканизованный элемент, имеющий монолитную или пористую структуру, слоя резиновой смеси для наружного элемента с последующей вулканизацией этого слоя (или, если это предусмотрено конструкцией уплотнителя, с последующим порообразованием и вулканизацией).
Получение конструктивных элементов с пористой структурой достигается посредством предварительного введения в резиновые смеси для этих элементов порообразующих ингредиентов (порофоров), с последующим порообразованием и вулканизацией по стандартным режимам.
Соединение между собой соседних конструктивных элементов с разной структурой происходит в процессе наложения на внутренний элемент слоя резиновой смеси для наружного элемента с последующим порообразованием и вулканизацией этого слоя (или только с последующей вулканизацией).
Технический результат, достигающийся при осуществлении полезной модели, заключается в обеспечении возможности получения уплотнителей из силиконовой резины, содержащих в единой общей конструкции требуемую комбинацию конструктивных элементов, имеющих разную структуру и, соответственно, разные значения эксплуатационных свойств (упругость, твердость, остаточная деформация сжатия и др.). Выполнение пористых и монолитных слоев из силиконовой резины упрощает технологию производства за счет использования общих технологических режимов при изготовлении и вулканизации конструктивных элементов полезной модели, а также позволяет получить
хорошее сцепление пористых и монолитных слоев между собой.
Благодаря этому расширяется возможность создания оптимальных уплотнителей для конкретных технических применений. Например, для тепловой герметизации дверей различных аппаратов полезное применение могут найти экструзионные уплотнители, содержащие сплошной или полый (трубчатый) внутренний элемент с монолитной структурой и наружный трубчатый элемент с пористой структурой. В таком уплотнителе внутренний элемент обеспечивает общую упругость изделия и противодействие его излишнему продольному растяжению при монтаже, а наружный элемент обеспечивает хорошее заполнение герметизируемого объема, а также повышает противодействие образованию и разрастанию механических повреждений, благодаря лучшей податливости (проминанию) пористой структуры по сравнению с монолитной структурой.
Полезная модель поясняется чертежами разных вариантов исполнения уплотнителей.
На фиг.1 изображено продольное сечение уплотнителя по варианту I;
на фиг.2 - поперечное сечение уплотнителя по варианту I. на фиг.3 - продольное сечение уплотнителя по варианту II;
на фиг.4 - поперечное сечение уплотнителя по варианту II;
На фиг.3 - продольное сечение уплотнителя по варианту III;
на фиг.6 - поперечное сечение уплотнителя по варианту III;
На фиг.7 поперечное сечение уплотнителя по варианту IV;
на фиг.3 - продольное сечение уплотнителя по варианту V;
на фиг.9 - поперечное сечение уплотнителя по варианту V. Уплотнитель комбинированный для герметизации разъемов с полой или сплошной конструкцией содержит соединенные между собой конструктивные элементы 1 и 2 соответственно с монолитной и пористой структурой. Конструктивные элементы с монолитной 1 и пористой 2
структурой выполнены из силиконовой резины методом экструзии, при этом каждый верхний конструктивный элемент 1 или 2 облегает соседний нижний конструктивный элемент 2 или 1 по всей его поверхности.
Уплотнитель может быть выполнен из нескольких чередующихся конструктивных элементов с монолитной и пористой структурой, которые имеют одинаковый или разный уровень эксплуатационных свойств, таких как, в частности, упругость, твердость, остаточная деформация сжатия и др.
По первому варианту исполнения (фиг.1, 2) внутренний конструктивный элемент 1 выполнен сплошной конструкции в виде сплошного жгута с монолитной структурой, а наружный трубчатый конструктивный элемент 2 выполнен трубчатым, полностью охватывающим сплошной жгут и имеет пористую структуру.
По второму варианту исполнения (фиг.3, 4) внутренний конструктивный элемент 1 выполнен полой конструкции в виде трубки с монолитной структурой, а наружный трубчатый конструктивный элемент 2 выполнен трубчатым, полностью охватывающим внутреннюю трубку с монолитной структурой, и имеет пористую структуру.
По третьему варианту исполнения (фиг.5, 6) внутренний конструктивный элемент 1 выполнен сплошной конструкции в виде сплошного жгута с пористой структурой, а наружный трубчатый конструктивный элемент 2 выполнен трубчатым, полностью охватывающим сплошной жгут и имеет монолитную структуру.
По четвертому варианту исполнения (фиг.7) внутренний конструктивный элемент 1 выполнен трубчатым с монолитной структурой, а наружный фигурный конструктивный элемент 2, форма которого показана на фиг.7, с пористой структурой.
Возможен также более общий (по сравнению с четвертым вариантом исполнения полезной модели) случай выполнения уплотнителя, когда
верхний конструктивный элемент 2, являющийся наружным элементом уплотнителя, выполнен с пористой структурой и имеет цилиндрическую наружную поверхность, отличную по форме от круговой цилиндрической поверхности. В этом случае один или более участков наружной поверхности элемента 2 могут быть плоскими (частный случай цилиндрической поверхности).
По пятому варианту исполнения (фиг.8, 9) внутренний (нижний) конструктивный элемент 1 выполнен полой конструкции в виде трубки с монолитной структурой, облегающий его верхний трубчатый конструктивный элемент 2 (являющийся промежуточным слоем уплотнителя) выполнен полностью охватывающим внутреннюю трубку с монолитной структурой, и имеет пористую структуру. Наружный трубчатый конструктивный элемент 3 выполнен из силиконовой резины с монолитной структурой,
Промышленная применимость заявленной полезной модели подтверждается примером изготовления уплотнителя по варианту I (см. фиг.1,2).
Из выбранной силиконовой резиновой смеси известным методом непрерывной экструзии и вулканизации нагревом в конвейерной трубе в воздушной среде при внешнем атмосферном давлении изготавливается внутренний конструктивный элемент ь виде сплошного жгута с монолитной структурой (диаметр 5 мм, твердость материала жгута- 60 усл.ед. по Шор А). Далее на этот жгут в экструдере накладывается слой из выбранной силиконовой резиновой смеси, содержащей дополнительно порофор, например, ЧХЗ-57. После совместного прохождения через вулканизационную конвейерную трубу из этого слоя образуется наружный трубчатый конструктивный элемент с пористой структурой, прочно соединенный с поверхностью внутреннего элемента (диаметр 8 мм, твердость материала наружного элемента - 15 усл.ед. по Шор А).
Затем весь двухслойный уплотнитель подвергается вторичной термообработке по стандартному для силиконовых резин режиму.
По аналогичной технологии изготавливаются экструзионные уплотнители по вариантам II-V с использованием выбранных силиконовых резиновых смесей, обеспечивающих получение конструктивных элементов с монолитной или пористой структурой с разными конфигурациями, геометрическими размерами и физико-механическими свойствами, в зависимости от технических требований.
Литература
[1] Каталог профилей прецизионных уплотнителей строительных конструкций, ЗАО «Уралэластотехника», г. Екатеринбург, 1998 г.
[2] Проспект OOO «РТИ-Силиконы», г.Лысьва.
[3] Каталог фирмы Вэрнаму Гумми, Швеция.
[4] В.И.Клочков, В.Л.Рыжков, Производство пористых изделий из эластомеров, «Химия», 1984, с.38.
[5] Там же, с.60.
[6] Авторское свидетельство СССР №943453 F 16 J 15/34, 1982.
[7] Авторское свидетельство СССР №1645687, F 16 J 15/02, 1991 г.