申请/专利权人：广州道达天成橡胶制品有限公司

申请日：2018-04-18

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN108443499B

主分类号：F16J9/20

分类号：F16J9/20;F16J9/28;F04B53/14;B29C35/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2018.09.18#实质审查的生效;2018.08.24#公开

摘要：本发明的砼活塞密封体的橡胶体上部设有突出的砼活塞唇口，所述砼活塞唇口内侧为斜坡，斜坡下部连接有凹陷结构，所述斜坡与凹陷结构的接合处的截面形状为弧形；所述橡胶体的下部为密封体基体，所述外围夹布层的外侧面与密封体基体的过渡部分设置有储油槽，所述储油槽的截面形状为一倾斜的“V”形；所述密封体基体的底部和侧部均设置有夹钢丝网层或夹塑料网层；所述密封体基体的底部的最外层设置有底部夹布层；所述密封体基体的外侧面和唇口的外侧面的最外层设置有外围夹布层，所述外层夹布层的下端包裹住底部夹布层的一端。该砼活塞密封体解决了现有技术中耐高温性差、耐磨性较差、储油槽易开裂、易变形、使用寿命短等问题。

主权项：1.一种砼活塞密封体，包括橡胶体、外围夹布层、底部夹布层，其特征在于，还包括夹钢丝网层或夹塑料网层，所述橡胶体的上部设有突出的砼活塞唇口，所述砼活塞唇口内侧为斜坡，斜坡下部连接有凹陷结构，所述斜坡与凹陷结构的接合处的截面形状为弧形；所述橡胶体的下部为密封体基体，所述外围夹布层的外侧面与密封体基体的过渡部分设置有储油槽，所述储油槽的截面形状为一倾斜的“V”形；所述密封体基体的底部和侧部均设置有夹钢丝网层或夹塑料网层；所述密封体基体的底部的最外层设置有底部夹布层；所述密封体基体的外侧面和唇口的外侧面的最外层设置有外围夹布层，所述外层夹布层的下端包裹住底部夹布层的一端；所述橡胶体的制备原料由以下重量份的组分组成：NBR80～100，反应性防老剂2～3，炭黑40～50，ZnO5～8，球形Al2O35～10，增塑剂2～5，硫磺0.3～0.5，促进剂DM1～2.5，促进剂DTDM1～2，促进剂TMTD0.5～1；所述砼活塞密封体由以下方法制得：1夹布层预成型：剪裁纤维织物，并卷曲成所需形状，分别将每层纤维织物涂覆橡胶，待用；2夹钢丝网层或夹塑料网层的预成型：使用表面活性剂或偶联剂对钢丝网或塑料网进行表面处理后，将钢丝网层或夹塑料网层涂覆橡胶，待用；3橡胶体的预成型：通过开炼机将生胶成型；4复合硫化贴合：将多个夹布层、夹钢丝网层或夹塑料网层、橡胶体放入硫化机中的模具内，进行硫化。

全文数据：一种碎活塞密封体及其制造方法技术领域[0001]本发明属于密封装置技术领域，具体涉及一种砼活塞密封体及其制造方法。背景技术[0002]目前，橡胶砼活塞是建筑工程和钻井机械水泥浆输送栗的重要部件，其在水泥浆等介质中作往复运动，将水泥衆泵送到高处、远处，同时起到密封作用，防止水泥衆漏出。目前常用的组装式泥浆泵活塞，其多采用纯聚氨酯材料制造，聚氨酯产品虽有极好的弹性和耐磨性，但由于其耐高温性能差、易水解、摩擦系数大，导致泵车在持续长距离输送时造成活塞变软发粘密封失效，使用寿命短，严重影响设备的工作效率。也有部分使用橡胶制造，但配方设计以及结构设计的原因，橡胶砼活塞耐磨性一般，耐热性也不佳，撕裂性能不及聚氨酯，使用寿命短，长期的往复运动也会存在由于应力松弛引起的变形，同时往复运动中大量产生的热量，由于不能及时排出，也会影响活塞的性能，从而严重影响设备的工作效率。[0003]在活塞的运动过程中，密封圈张开的唇口被向外挤压，密封圈的唇口内侧的斜边会与凹陷结构受到一个相互分开的力作用，而一般的唇形的截面设计为Y型或V型居多，唇口内部的接合处在长期的向外的力作用下，存在斜边与凹陷结构接合处开裂的情况;而且为了解决砼活塞密封体不耐磨的问题，目前开发了一种夹织物橡胶密封圈，在一定的范围了提高了密封体的耐磨性，但是夹织物橡胶密封圈由于表面的特殊性，在往复运动的过程中，密封圈的唇很容易把滑动面上的油膜刮去，不仅润滑性比较差，而且可能会导致漏油，因此一些砼活塞密封体设计了凹陷的储油槽，截面为方形或弧形，但是储油槽运动中会被挤压贴合在一起，而方形或弧形的结合处也会存在开裂的风险，影响活塞的使用寿命。为此，需要一种能够解决上述问题的砼活塞密封件，以此来满足实际情况的需要。发明内容[0004]为了解决上述问题，本发明公开了一种砼活塞密封体及其制造方法，用以解决现有技术中耐高温性差、耐磨性较差、储油槽和斜边与凹陷结构接合处易开裂、易变形、使用寿命短等问题。[0005]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：[0006]一种砼活塞密封体，包括橡胶体、外围夹布层、底部夹布层，还包括夹钢丝网层或夹塑料网层，所述橡胶体的上部设有突出的砼活塞唇口，所述砼活塞唇口内侧为斜坡，斜坡下部连接有凹陷结构，所述斜坡与凹陷结构的接合处的截面形状为弧形;所述橡胶体的下部为密封体基体，所述外唇的外侧面与密封体基体的过渡部分设置有储油槽，所述储油槽的截面形状为一倾斜的“V”形;所述密封体基体的底部和侧部均设置有夹钢丝网层或夹塑料网层;所述密封体基体的底部的最外层设置有底部夹层布;所述密封体基体的外侧面和唇口的外侧面的最外层设置有外围夹布层，所述外层夹布层的下端包裹住底部夹布层的一端。[0007]进一步地，所述夹钢丝网层为丁腈橡胶夹钢丝网层。[0008]进一步地，所述丁腈橡胶夹钢丝网层中的钢丝网为镀锌钢丝网或镀铜钢丝网，所述镀锌钢丝网或镀铜钢丝网的表面经过表面活性剂或偶联剂处理。[0009]进一步地，所述夹塑料网层为丁腈橡胶夹塑料网层，所述丁腈橡胶夹塑料网层中的塑料网通过3D打印技术制造。[0010]进一步地，所述塑料网的材质为ABS、PC、PP或PA其中一种。[0011]进一步地，所述外围夹布层和底部夹布层均为数层涂覆橡胶后的纤维织物压合而成，所述橡胶为丁腈橡胶。[0012]进一步地，所述纤维织物为棉纤维、尼龙纤维、聚酯纤维的平纹布其中至少一种。[0013]上述砼活塞密封体的制备方法，包括以下步骤：[0014]1夹层布预成型：剪裁纤维织物，并卷曲成所需形状，分别将每层纤维织物涂覆橡胶，待用；[0015]2夹钢丝网层或夹塑料网层的预成型：使用表面活性剂或偶联剂对钢丝网或塑料网进行表面处理后，将钢丝网层或夹塑料网层涂覆橡胶，待用；[0016]⑶橡胶体的预成型:通过开炼机将生胶成型；[0017]4复合硫化贴合:将多个夹层布、夹钢丝网或夹塑料网层、橡胶体放入硫化机中的模具内，进行硫化。[0018]进一步地，所述橡|父体的制备原料由以下重量份的组分组成:NBR80〜100,反应性防老剂2〜3，炭黑40〜50，Zn05〜8，球形Ah〇35〜10，增塑剂2〜5，硫磺0•3〜0.5，促进剂DM1〜2•5，促进剂DTDM1〜2，促进剂TMTD0.5〜1。[0019]进一步地，所述NBR中丙烯腈的含量占总质量的百分比大于40%。[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果为：[0021]1本发明的砼活塞密封体在橡胶体的下部密封体的基体部位的底部和侧部均设置有夹钢丝网层或夹塑料网层，钢丝网或塑料网不仅增加了密封体的基体部位的外部强度，使得密封体基体在使用过程中不易变形，而且由于钢丝网或塑料网均是网状结构，基本不会增加活塞密封体的重量。[0022]2本发明的砼活塞密封体的橡胶体中添加了具有复配导热功能的氧化锌和球形氧化铝，可以及时的将往复运动中摩擦等产生的大量热量传导出去，同时外层的钢丝网也具有较好的导热性能，搭配使用大大降低了由于热量传导不及时产生的对活塞性能不利的影响。[0023]3本发明的砼活塞密封体的储油槽的截面形状设置为一倾斜的“V”形，砼活塞唇口内侧的斜坡与凹陷结构的接合处的截面形状设置为弧形，从而减少了活塞的运动过程中，由于密封圈唇口被向外挤压和储油槽被挤压贴合在一起而导致的斜坡与凹陷结构的接合处开裂和储油槽开裂的情况，增加了砼活塞密封圈的使用寿命。[0024]4本发明的砼活塞密封体的底部的最外层设置有底部夹层布，密封体基体的外侧面和唇口的外侧面的最外层设置有外围夹布层，外层夹布层的下端包裹住底部夹布层的一端，由于夹层布的较高的强度，因此提高了密封体的耐磨性，增加了砼活塞密封圈的使用寿命。附图说明[0025]图1为本发明的砼活塞密封件的截面示意图；[0026]图2为A处放大图；[0027]图3为B处放大图。[0028]附图标记说明：1为橡胶体、2为外围夹布层、3为底部夹布层、4为夹钢丝网层或夹塑料网层、5为唇口、6为斜坡、7为凹陷结构、8为密封体基体、9为储油槽。具体实施方式[0029]下面将结合附图与具体实施例对本发明作进一步地阐述，但本发明不局限于这些附图和实施例。[0030]实施例1[0031]—种砼活塞密封体，包括橡胶体1、外围夹布层2、底部夹布层3,还包括夹钢丝网层或夹塑料网层4，橡胶体的上部设有突出的砼活塞唇口5，砼活塞唇口内侧为斜坡6，斜坡下部连接有凹陷结构7,橡胶体的下部为密封体基体S，外唇的外侧面与密封体基体的过渡部分B设置有储油槽9;密封体基体S的底部和侧部均设置有夹钢丝网层或夹塑料网层4,钢丝网或塑料网不仅增加了密封体的基体部位的外部强度，使得密封体基体在使用过程中不易变形，而且由于钢丝网或塑料网均是网状结构，基本不会增加活塞密封体的重量;密封体基体8的底部的最外层设置有底部夹层布3;密封体基体S的外侧面和唇口的外侧面的最外层设置有外围夹布层2,外层夹布层2的下端包裹住底部夹布层3的一端，外围夹布层和底部夹布层均为数层涂覆橡胶后的纤维织物压合而成，橡胶为丁腈橡胶;纤维织物为棉纤维、尼龙纤维、聚酯纤维的平纹布其中至少一种。外围夹布层中纤维织物的层数为5〜8层;底部夹布层中纤维织物的层数为3〜5层。由于夹层布的较高的强度，因此提高了密封体的耐磨性，增加了砼活塞密封圈的使用寿命。[0032]上述砼活塞密封体的制造方法，包括以下步骤：[0033]1夹层布预成型:剪裁纤维织物，并卷曲成所需形状，分别将每层纤维织物涂覆橡胶，待用；[0034]2夹钢丝网层或夹塑料网层的预成型：使用表面活性剂或偶联剂对钢丝网或塑料网进行表面处理后，将钢丝网层或夹塑料网层涂覆橡胶，待用；[0035]⑶橡胶体的预成型:通过开炼机将生胶成型；[0036]4复合硫化贴合:将多个夹层布、夹钢丝网或夹塑料网层、橡胶体放入硫化机中的模具内，进行硫化。[0037]实施例2[0038]—种砼活塞密封体，与实施例1相似，所不同的是，夹钢丝网层为丁腈橡胶夹钢丝网层，丁腈橡胶夹钢丝网层中的钢丝网为镀锌钢丝网或镀铜钢丝网，镀层均匀、附着力强、耐腐蚀力持久，軔性和弹性极好，为了进一步增加钢丝网与塑料之间的相容性，进一步地，将镀锌钢丝网或镀铜钢丝网的表面经过表面活性剂或偶联剂处理;夹塑料网层为丁腈橡胶夹塑料网层，丁腈橡胶夹塑料网层中的塑料网通过3D打印技术制造，塑料网的材质为ABS、PC、PP或PA其中一种。夹钢丝网层或夹塑料网层中的钢丝网或塑料网的数量为至少两层。[0039]实施例3[0040]—种砼活塞密封体，与实施例2相似，所不同的是，斜坡6与凹陷结构7的接合处A的截面形状为弧形;储油槽的截面形状为一倾斜的“V”形;从而减少了在由于活塞的运动过程中，由于密封圈唇口被向外挤压和储油槽被挤压贴合在一起而导致的斜坡与凹陷结构的接合处开裂和储油槽开裂的情况，增加了砼活塞密封圈的使用寿命。[0041]实施例4[0042]一种砼活塞密封体，与实施例3相似，所不同的是，橡胶体的制备原料由以下重量份的组分组成:NBR80，反应性防老剂2，炭黑40，ZnO5，球形Al2〇35，增塑剂2，硫磺0.3，促进剂DM1，促进剂DTDM1，促进剂TMTD0.5,其中NBR中丙烯腈的含量占总质量的百分比大于40%。[0043]生胶NBR选用高丙烯腈含量的牌号，丙烯腈含量占总质量的百分比在40%以上，耐油性好;防老剂为耐热氧老化好、防护效果持久的反应性防老剂;补强剂为回弹性好、生热小的炭黑;硫化体系为耐热性能和动态性能都比较优秀的有效硫化体系。为了加强材料的导热效果，配方中还加入了具有协同效应的氧化锌和球形氧化铝，可以让剧烈摩擦产生的热量迅速传递，降低产品本身的温度，减缓热老化的过程，提高产品使用寿命。[0044]实施例5[0045]—种砼活塞密封体，与实施例3相似，所不同的是，橡胶体的制备原料由以下重量份的组分组成:NBR90，反应性防老剂3，炭黑45，ZnO6，球形Al2〇38，增塑剂3，硫磺0.4，促进剂DM2,促进剂DTDM2,促进剂TMTD0.5,其中NBR中丙烯腈的含量占总质量的百分比大于40%〇[0046]实施例6[0047]—种砼活塞密封体，与实施例3相似，所不同的是，橡胶体的制备原料由以下重量份的组分组成:NBR100，反应性防老剂3，炭黑50，ZnO8，球形AI2O3IO，增塑剂5，硫磺0.5，促进剂DM2.5,促进剂DTDM2,促进剂TMTD1，其中NBR中丙烯腈的含量占总质量的百分比大于40%。[0048]将上述实施例制备而得的产品，进行实际应用，在使用现场累计泵送400h后无过浆;拆出后观察，产品外观完好，唇□磨损形成“月牙状”，还有足够的过盈量。使用5〇〇h后，栗车无过浆，产品无破损，累计泵送量超过5万方。远超过市场主流厂家原厂配件2〇〇h，2万方的工作寿命。[0049]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

权利要求：1.一种砼活塞密封体，包括橡胶体、外围夹布层、底部夹布层，其特征在于，还包括夹钢丝网层或夹塑料网层，所述橡胶体的上部设有突出的砼活塞唇口，所述砼活塞唇口内侧为斜坡，斜坡下部连接有凹陷结构，所述斜坡与凹陷结构的接合处的截面形状为弧形;所述橡胶体的下部为密封体基体，所述外唇的外侧面与密封体基体的过渡部分设置有储油槽，所述储油槽的截面形状为一倾斜的“V”形;所述密封体基体的底部和侧部均设置有夹钢丝网层或夹塑料网层;所述密封体基体的底部的最外层设置有底部夹层布;所述密封体基体的外侧面和唇口的外侧面的最外层设置有外围夹布层，所述外层夹布层的下端包裹住底部夹布层的一端。2.根据权利要求1所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述夹钢丝网层为丁腈橡胶夹钢丝网层。3.根据权利要求2所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述丁腈橡胶夹钢丝网层中的钢丝网为镀锌钢丝网或镀铜钢丝网，所述镀锌钢丝网或镀铜钢丝网的表面经过表面活性剂或偶联剂处理。4.根据权利要求1所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述夹塑料网层为丁腈橡胶夹塑料网层，所述丁腈橡胶夹塑料网层中的塑料网通过3D打印技术制造。5.根据权利要求4所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述塑料网的材质为ABS、PC、PP或PA其中一种。6.根据权利要求1所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述外围夹布层和底部夹布层均为数层涂覆橡胶后的纤维织物压合而成，所述橡胶为丁腈橡胶。7.根据权利要求6所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述纤维织物为棉纤维、尼龙纤维、聚酯纤维的平纹布其中至少一种。8.—种如权利要求1〜7中任一项所述的一种砼活塞密封体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1夹层布预成型:剪裁纤维织物，并卷曲成所需形状，分别将每层纤维织物涂覆橡胶，待用；2夹钢丝网层或夹塑料网层的预成型：使用表面活性剂或偶联剂对钢丝网或塑料网进行表面处理后，将钢丝网层或夹塑料网层涂覆橡胶，待用；⑶橡胶体的预成型:通过开炼机将生胶成型；4复合硫化贴合:将多个夹层布、夹钢丝网或夹塑料网层、橡胶体放入硫化机中的模具内，进行硫化。9.根据权利要求1〜7中任一项所述的一种砼活塞密封体，其特征在于，所述橡胶体的制备原料由以下重量份的组分组成:NBR80〜100,反应性防老剂2〜3,炭黑40〜50，Zn05〜8,球形AI2O35〜10,增塑剂2〜5,硫磺0.3〜0.5,促进剂DM1〜2.5,促进剂DTDM1〜2,促进剂TMTD0.5〜1。10.根据权利要求9所述的一种轮活塞密封体，其特征在于，所述NBR中丙稀腈的含量占总质量的百分比大于40%。

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