NL1012759C2 - Afdichtsamenstel en afdichtmanchet hiervoor. - Google Patents

Description

\

AFDICHTSAMENSTEL EN AFDICHTMANCHET HIERVOOR

De uitvinding heeft betrekking op een afdicht-samenstel bestaande uit een cilindrische buis uit een door temperatuurverhoging vervormbaar materiaal en een afdichtmanchet uit een tenminste gedeeltelijk elastisch 5 materiaal voor het door omkraging in een omloopruimte afdichtend opsluiten van de buis in een met de buis coaxiaal verlopend doorvoerhuis en op de afdichtmanchet als zodanig.

Dergelijke afdichtsamenstellen zijn reeds 10 bekend uit NL-A-177516 ten name van de aanvraagster. Het betreft hierin een in de lengterichting deelbare plug.

Een aspect van de uitvinding betreft een verbetering van de hierin weergegeven afdichtmanchet, maar heeft meer in het algemeen betrekking op algemene af-15 dichtsamenstellen en afdichtmanchetten als zodanig.

Deze bekende afdichtsamenstellen hebben het nadeel, dat bij temperatuurverhoging, zoals bijvoorbeeld bij brand, de buis gaat vervormen door bijvoorbeeld een verweking of de afdichtmanchet zodanig vervormt dat er 20 geen mediumdichte afdichting meer wordt behouden.

Dit is nadelig doordat media, zoals gassen en vloeistoffen die via het doorvoerhuis en door de buis heen actief of passief verplaatst kunnen worden, wat uit het oogpunt van veiligheid niet gewenst is.

25 Een ander nadeel van bekende samenstellen is dat bij een materiaalspanningstoename bij temperatuurs-verhoging de bekende afdichtmanchetten uit de omloopruimte kunnen schuiven en als zodanig niet meer hun afdichtende werking behouden.

30 Nog een ander nadeel is dat de bekende afdicht manchetten bij brandsituaties krimpen door massaverlies. Een dergelijke krimp is dan oorzaak van een gebrekkige afdichting.

·*,» .M

1C 1 2 b 9 2

De uitvinding beoogt deze nadelen op te heffen en verschaft daartoe een afdichtsamenstel volgens conclusie 1.

Op zichzelf zijn expandeerbare kragen met een 5 afsluitende werking bij brand reeds bekend uit de internationale aanvrage WO 97/04838. Het betreft hierbij echter een opzetkraag welke voorzien is van een vast huis waarin een expandeerbaar middel is voorzien welke kraag op een staande wand aan het einde van het doorvoerhuis 10 wordt bevestigd. Een dergelijke opbouwkraag is echter niet geschikt om afdichtend te worden ingevoegd in een omloopruimte welke wordt gevormd tussen het doorvoerhuis en de hierdoorheen strekkende buis.

Een afdichtsamenstel volgens de uitvinding 15 heeft tot effect, dat er bij een verhoging van de omgevingstemperatuur tot tenminste een temperatuur waarin de buis vervormt en week wordt, een uitzettingsreaktie plaatsvindt van het materiaal van de afdichtmanchet. Bij voorkeur bevindt het temperatuursgebied van de expansie-20 reaktie van de afdichtmanchet zich hoger dan het temperatuursgebied waarbij een vervorming of verweking van de buis optreedt. De benodigde indrukkracht zal bij een reeds week geworden buis vanzelfsprekend kleiner zijn en worden verkregen met een kleinere hoeveelheid expandeer-25 baar middel. Deze uitzettingsreaktie drukt de omkraagde buis dicht waardoor de volledige doorvoer (doorheen de buis en het huis) wordt afgedicht en vult door propvor-ming het doorvoerhuis op doordat de uitgezette afdichtmanchet tenminste een volledig dwars oppervlak op het 30 doorvoerhuis en de buis opvult. In het bijzonder bij brand is dit voordelig doordat er geen verplaatsing van media zoals gassen en vloeistoffen noch door het doorvoerhuis noch door de buis heen meer kan plaatsvinden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm heeft de uit-35 vinding betrekking op een afdichtsamenstel, waarbij de buis uit een kunststof of uit een composietmateriaal, bijvoorbeeld uit een kunststoflaag-aluminiumlaag-kunst-stoflaag is vervaardigd. Deze buizen zijn flexibel en de 10 1 2 75 9 3 afdichtmanchet is door zijn samenstelling eveneens gedeeltelijk elastisch zodat buisbochtstukken eveneens afgedicht kunnen worden.

In een tweede aspect heeft de uitvinding be-5 trekking op een afdichtmanchet voor het al genoemde af-dichtsamenstel. Bij voorkeur is een afdichtmanchet volgens de uitvinding uit een vernetbaar materiaal, bijvoorbeeld een rubberachtig lineair polymeer vervaardigd waarbij het expandeerbaar middel grafiet is en aanwezig 10 is in een hoeveelheid van 5 tot 25 gewichts%.

In een bijzondere uitvoeringsvorm betreft het een gewichtspercentage van 12,5%. Deze samenstelling zorgt voor een goede afdichting zowel bij gebruikelijke temperaturen tussen 15° en 50°C en anderzijds voor een 15 geschikte uitzetting bij hogere temperaturen vanaf bijvoorbeeld 50°C en hoger.

Brandvertragende compounds zijn op zichzelf reeds bekend, in het bijzonder vlam- en/of brandvertragende polymeermaterialen op basis van polychloropreen of 20 op basis van halogeenvrije polymeren uit een terpolymeer van etheen, propeen en een derde monoraeer dat twee dubbele koolstof-koolstofbanden bevat (dieen), welke in het algemeen worden aangeduid als EPDM-rubbers of ook andere rubberachtige lineaire polymeren, zoals vinylmethylsili-25 coonrubber, acrylonitril-butadieenrubber of een copoly-meer van ethyleen en vinylacetaat met brandvertragende toevoegingen. Uit EP 0 894 825 en EP 0 861 290 zijn eveneens brandvertragende rubbers bekend.

Een bijzondere voorkeursvorm van een dergelijk 30 brandvertragende compound betreft zijn samenstelling uit ten minste één rubberachtig lineair polymeer met de gebruikelijke vulstoffen, weekmakers en middelen voor vulcanisatie zoals zwavel, vulcanisatieversnellers en activatoren, alsmede per 100 gewichtsdelen van het ten-35 minste ene polymeer, 50-200 gewichtsdelen aluminiumoxide hydraat.

'f'p r ?· ? 3 4

De uitvinding wordt hieronder toegelicht aan de hand van een viertal voorbeelden van samenstellingen voor een afdichtmanchet volgens de uitvinding.

5 EPDM-COMPOUND

Ethyleen-propyleen terpolymeer (EPDM) 100

Aluminiumtrihydraat Al2(OH)3 135

Polyammoniumfosfaat 15

Fosfaatesterweekmaker 5 10 Geinterlaceerd grafiet 35

Zinkoxide (ZnO) 5

Stearinezuur 1

Polyethyleenwas 3

Zinkzout van een onverzadigd vetzuur 3 15 Deovule EG28 1,7

Perkacit MBTS 0,3

Zwavel S80 2

EVA-COMPOUND

20 Ethyl-vinylacetaat copolymeer 100

Aluminiumtrihydraat Al2(OH)3 75

Polyammoniumfosfaat 15

Geinterlaceerd grafiet 60

Zinkstearaat 4 25 Carboxylzuur-amide 5

Polycarbodiimide 2

Hoog visceus siliconenpolymeer (SFR 100) 10

CR-COMPOUND

30 Polychloropreenrubber 100

Aluminiumtrihydraat Al2(OH)3 80

Gecoat calciumcarbonaat CaC03 55

Geinterlaceerd grafiet 33

Fosfaatesterweekmaker 10 35 Zinkoxide (ZnO) 5

Magnesiumoxide (MgO) 4

Polyethyleenwas 5

Kleurstof groen 3 10 1 2 7 5 9 5

Kleurstof zwart 0,15

Zinkzout van een onverzadigd vetzuur 2

Vulcacit TMTD 0,2

Vulcacit D 0,3 5 Vulcacit CRV 1

Zwavel S80 0,3

SILICONENCOMPOUND

NPC 400 100 10 Aluminiumtrihydraat Al2(OH)3 70

Geinterlaceerd grafiet 25

Zinkboraat 25

Magnesiumoxide (MgO) 3

Perkadox BC40 1,6 15

De voorbeelden zoals hierboven weergegeven, zijn bijzonder geschikt voor het zeer snel doen expanderen van de afdichtmanchet bij temperaturen hoger dan het verwekingspunt van een kunststof of composietbuis, zoda-20 nig dat een afdichtsamenstel volgens de uitvinding zeer snel reageert op brandtoestanden wat tot een veiligheids-verhogende situatie leidt.

Een afdichtsamenstelvoorkeursvorm wordt in de bijgevoegde tekening in een gedeeltelijk weggebroken 25 perspectivisch aanzicht weergegeven, waarin tonen: figuur 1 het afdichtsamenstel bij een gebruikelijk heersende temperatuur, en figuur 2 het in figuur 1 weergegeven afdichtsamenstel bij een hoge temperatuur.

30 Het afdichtsamenstel 1 wordt gevormd uit een buis 2 welke buis 2 doorheen een coaxiaal verlopend doorvoerhuis 3 is aangebracht en een afdichtmanchet 4. De afdichtmanchet 4 wordt gevormd uit twee lengtehelften waarvan het deelvlak in de tekening samenvalt met het 35 vlak van het doorsnede-aanzicht. Aan de beide omloopruim-ten 6 omkraagt de in de lengterichting deelbare afdichtmanchet 4 de buis 2 met een vaste klemming. De afdichtmanchet 4 is hiervoor voorzien van twee soorten ribben, 6 namelijk buitenste van hoeken voorziene ribben 8 en binnenste trapeziumvormige ribben 9.

Bij een temperatuursverhoging boven het verwe-kingspunt van de buis 2 zal door de samenstelling van de 5 afdichtmanchet 4 een uitzettings- of expansiereaktie plaatsvinden. Deze expansiereaktie, welke in de voorbeelden in hoofdzaak wordt verschaft door de uitzetting van de expandeerbare grafiet, drukt de cilindrische buis 2 samen. Expandeerbare grafiet is namelijk uitermate ge-10 schikt gevonden voor het bij brandsituaties doen expanderen van de manchet en aldus het verstoppen van het door-voerhuis. De afdichtmanchet 4 zwelt zodanig op dat het doorvoerhuis 3 wordt afgedicht door een propvorming zodanig dat er geen doorvoer noch doorheen de buis 2 noch 15 doorheen het doorvoerhuis 3 meer kan plaatsvinden. De geëxpandeerde manchetten 4 vormen een afdichtingsprop 10 voor het doorvoerhuis 3 en een afdichtklemming van de buis 2.

Aldus wordt een verhoogde veiligheid bij brand-20 gevaar verschaft en dit zonder enige noodzaak voor een volume gelegen buiten het doorvoerhuis 3 zoals in de stand der techniek bekend, daar de prop 10 in hoofdzaak volledig in het doorvoerhuis 3 gelegerd ligt.

Het spreekt voor zich dat het temperatuursge-25 bied van de vervorming of verweking van de omkraagde buis niet hetzelfde, noch overlappend hoeft te zijn als het temperatuursgebied van de expansiereaktie van de manchet.

Voor kunststoffen bijvoorbeeld vangt vervorming aan bij temperaturen die in het algemeen lager liggen dan 30 de temperatuur waarbij de expansiereaktie opstart.

Zo is de vervormingstemperatuur voor PVC ongeveer 80°C, voor PE ongeveer 110°C en PP ongeveer 150°C.

De optimale temperatuur voor de expansie van expandeerbare grafiet bedraagt ongeveer 200°C. Bij deze temperatuur 35 is de buis als zodanig verweekt dat de propvorming des te sterker kan plaatsvinden door de verdringing en vermorzeling van de buis in het doorvoerhuis. Echter bij brand- 1ΰ • :*.i - <- . ,'f 7 omstandigheden worden deze temperaturen immers steeds overschreden.

f ·®\ Λ. P-' ‘t? ff> V « 1 &, o ^

Claims (10)

1. Afdichtsamenstel bestaande uit een cilindrische buis uit een door temperatuurverhoging vervormbaar materiaal en een afdichtmanchet uit een tenminste gedeeltelijk elastisch materiaal voor het door omkraging af- 5 dichtend opsluiten van de buis in een met de buis coaxiaal verlopend doorvoerhuis, met het kenmerk, dat de afdichtmanchet uit een brandvertragend materiaal is vervaardigd op basis van een vernetbaar polymeer en een expandeerbaar middel, in een zodanige hoeveelheid en 10 samenstelling dat bij temperatuurstijging boven het verwekingspunt van de buis de afdichtmanchet zodanig expandeert dat de buis in elkaar wordt gedrukt en het doorvoerhuis en de buis mediumdicht worden afgedicht.

2. Afdichtsamenstel volgens conclusie 1, met 15 het kenmerk, dat de buis uit een kunststof of een composiet materiaal ..en. het afdichtmanchet op basis van een ·' * ' , yj tl-' rubbermatertaal'met 5-25 gewichts% grafiet is vervaardigd.

3. Afdichtsamenstel volgens conclusie 2, met 20 het kenmerk, dat de buis uit een meerlagig composietmateriaal, uit kunststoflaag- aluminiumlaag-kunststoflaag is vervaardigd.

4. Afdichtmanchet voor een afdichtsamenstel volgens één der voorgaande conclusies 1-3, met het ken- 25 merk, dat het expandeerbaar middel grafiet is in een hoeveelheid van 5 tot 25 gewichts%.

5. Afdichtmanchet volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het expandeerbaar middel 10-15 gewichts% grafiet en bij voorkeur 12,5 gewichts% grafiet bedraagt.

6. Afdichtmanchet volgens één van de conclusies 4 of 5, met het kenmerk, dat het vernetbaar polymeer is samengesteld uit tenminste één rubberachtig lineair polymeer, met de gebruikelijke vulstoffen, weekmakers en middelen voor vulcanisatie, zoals zwavel, vulcanisatie-35 versnellers en activatoren, alsmede per 100 gewichtsdelen IV: · f'. Ψ ie* " van het tenminste ene polymeer, 50-200 gewichtsdelen aluminiumoxide hydraat.

7. Afdichtmanchet volgens één van de conclusies 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat de afdichtmanchet rond- 5 lopende buitenribben en rondlopende binnenribben bezit, welke buitenribben een grotere buitendiameter hebben dan de binnendiameter van de buitenbuis of de buitendoorgang en waarbij de binnendiameter van de binnenribben ten hoogste althans nagenoeg gelijk is aan de buitendiameter 10 van de binnenbuis.

8. Afdichtmanchet volgens één van de voorgaande conclusies 4-7, met het kenmerk, dat de afdichtmanchet uit ten minste twee schaaldelen bestaat waarvan de tegen elkaar liggende grensvlakken althans nagenoeg axiaal 15 gericht zijn en de inschuifrichting achterliggende flanken van de buitenliggende, zaagvormige ribben radiaal gericht zijn en de binnenliggende ribben telkens paarsgewijs in het radiaal gebied van de uitwaarts gerichte spitsen van de buitenliggende zaagtandribben zijn aange-2 0 bracht.

9. Afdichtmanchet volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de liggende ribben in de richting van de axiale langsdoorsnede een trapeziumvorm vertonen.

10 1 2 7 5 9