СЛОИСТЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1998 года по МПК C09K3/10 

Изобретение относится к слоистым уплотнительным материалам, содержащим в качестве одного из слоев армирующий металлический каркас и предназначенным для эксплуатации в уплотнительных узлах, имеющих плоские уплотняющие поверхности и предполагающих существенное сжатие прокладки.

Аналогом и прототипом заявляемого изобретения является слоистый уплотнительный материал, включающий плоский перфорированный металлический каркас, на плоскостях которого зафиксированы листы уплотнительного материала, имеющего капиллярно-пористую структуру (см. Порошин Г.В. Производство асбостальных листов. - М.: Химия, 1984, с. 8-9). Существенные признаки прототипа "плоский перфорированный металлический каркас, на плоскостях которого зафиксированы листы уплотнительного материала, имеющего капиллярно-пористую структуру" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является недостаточная уплотнительная способность материала из-за возможности утечек уплотняемой среды (газов и жидкостей) по капиллярам и диффузионного проникновения уплотняемой среды через уплотнительный материал.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение уплотнительной способности материала за счет снижения возможности утечек и диффузионного проникновения уплотняемой среды по капиллярам.

Для достижения указанного технического результата в слоистом уплотнительном материале, включающем плоский перфорированный металлический каркас, на плоскостях которого зафиксированы листы уплотнительного материала, имеющего капиллярно-пористую структуру, капиллярные поры ориентированы преимущественно в направлениях, параллельных плоскости металлического каркаса. Существенные признаки заявляемого изобретения "капиллярные поры ориентированы преимущественно в направлениях, параллельных плоскости металлического каркаса" являются отличительными от признаков прототипа.

Слоистый уплотнительный материал включает перфорированный каркас, например, металлический, покрытый с двух сторон слоями уплотнительного материала. Перфорированный каркас может быть изготовлен, например, из жести и является армирующим элементом. Перфорации могут быть круглой, прямоугольной и другой формы и содержать одно или несколько заусенцев различной формы с различным углом загиба относительно плоскости листа. Поверхность каркаса также может иметь неровности (например, воронкообразные неровности), гофры и др. С каждой стороны каркаса размещено не менее чем по одному листу уплотнительного капиллярно-пористого материала, зафиксированному на каркасе за счет загиба заусенцев. В качестве листового уплотнительного капиллярно-пористого материала может использоваться, например, материал, имеющий волокнистую структуру, образованную волокнами, соединенными между собой связующим. В качестве волокон могут быть использованы различные волокна, например асбестовые, полиарамидные (волокна из ароматических полиамидов), стеклянные, базальтовые и другие или их смеси. В качестве связующего могут использоваться полимерные связующие, например каучуки, латексы (при необходимости содержащие вулканизующие вещества, ускорители вулканизации, активаторы вулканизации и другие компоненты, например мягчители, пластификторы), а также связующие других типов. Кроме того, в состав листового материала могут входить наполнители (например, порошкообразные: сурик, барит и другие минеральные вещества), специальные добавки (эмульгаторы, пеногасители) и др. Промежутки между волокнами, образующими уплотнительный материал, заполнены связующим (связующим и наполнителями) не полностью и представляют собой поры (капилляры). При этом капилляры могут быть ориентированы в различных направлениях, однако для большинства капилляров направление ориентации должно в большей или в меньшей степени соответствовать направлению (направлениям), параллельному плоскости металлического каркаса. Это соответствие выполнено, если угол отклонения для большинства (не менее 30%) капилляров от плоскости каркаса не превышает 45^o.

Изготавливаться заявляемый слоистый материал может известными методами. Например, однородная водная суспензия каучука (взятого, например, в виде латекса), волокон, вулканизирующей группы и наполнителей подается на сетчатую ленту, по которой стекает с постепенным удалением воды через сетку, на которой при этом осаждается слой массы. С поверхности сетчатой ленты слой массы (наслойка) снимается и подается на сушку (дальнейшее удаление влаги) и последующую обработку до получения листа уплотнительного материала заданной толщины и параметров. Отдельно изготавливают перфорированный металлический каркас. Затем каркас совмещают с листами уплотнительного материала и фиксируют их на каркасе, например, за счет загиба заусенцев перфораций, например, путем пропуска каркаса с листами через зазор каландра. Далее сформированный слоистый уплотнительный материал направляется на дальнейшую обработку (пропитку, промазку, термическую, механическую обработку и др.)
Изготовление слоистого уплотнительного материала с уплотнительными слоями капиллярно-пористой структуры, имеющими преимущественную ориентацию капиллярных пор по плоскости (параллельно плоскости) каркаса, позволяет обеспечить при использовании материала в качестве уплотнительного элемента (прокладки), размещенного между плоскими уплотняемыми поверхностями, преимущественную ориентацию капиллярных пор по направлению утечек жидкости и газов и диффузионного проникновения уплотняемой среды через уплотнительные слои слоистого материала. При сжатии слоистого уплотнительного материала сжимающая нагрузка действует продольно к капиллярным порам, в результате чего волокна, образующие капилляры, сдвигаются друг к другу и перекрывают поры. Это создает дополнительное сопротивление для утечек и проникновения среды, что снижает возможность утечки уплотняемой среды по капиллярам и ее диффузионного проникновения и, соответственно, повышает уплотнительную способность слоистого материала.

Слоистый уплотнительный материал предназначен для эксплуатации в уплотнительных узлах, имеющих плоские уплотняемые поверхности. Слоистый уплотнительный материал включает перфорированный металлический каркас и капиллярно-пористый уплотнитель. Капиллярные поры уплотнителя ориентированы параллельно плоскости каркаса. Материал повышает герметичность устройств.

\ \\1 Слоистый уплотнительный материал, включающий плоский перфорированный металлический каркас, на плоскостях которого зафиксированы листы уплотнительного материала, имеющего капиллярно-пористую структуру, отличающийся тем, что капилярные поры ориентированы преимущественно в направлениях, параллельных плоскости металлического каркаса.