Vòng đệm cao su là gì: Chức năng, chủng loại, vật liệu và ứng dụng

Miếng đệm là gì và nó có tác dụng gì?

Miếng đệm là một con dấu cơ khí được đặt giữa hai bề mặt giao tiếp - thường là mặt bích, vỏ hoặc vỏ - để ngăn chặn sự rò rỉ chất lỏng, khí hoặc chất gây ô nhiễm qua mối nối khi các bề mặt được bắt vít hoặc kẹp với nhau. Miếng đệm lấp đầy những bất thường cực nhỏ, vết trầy xước và độ gợn sóng tồn tại trên các bề mặt kim loại được gia công ngay cả, tạo ra một rào cản liên tục mà chỉ tiếp xúc kim loại với kim loại cứng không thể đạt được.

Chức năng của miếng đệm về cơ bản là nén: khi các chốt nối được siết chặt, vật liệu miếng đệm sẽ bị nén giữa hai mặt. Lực nén này buộc miếng đệm phải phù hợp với địa hình bề mặt ở cả hai bên, bịt kín mọi đường rò rỉ tiềm ẩn xung quanh chu vi khớp. Miếng đệm phải duy trì lớp bịt kín này trong các điều kiện hoạt động của khớp - bao gồm áp suất bên trong, chu kỳ nhiệt độ, độ rung và tiếp xúc với hóa chất - trong suốt thời gian sử dụng của cụm.

Vòng đệm khác với vòng chữ O và phốt cơ khí về hình học và ứng dụng, mặc dù cả ba đều là thiết bị bịt kín. Miếng đệm là một thành phần tấm phẳng hoặc có đường viền dùng để bịt kín mối nối tĩnh (không chuyển động) - mặt bích ống, nắp đầu xi lanh, thân van, nắp bộ trao đổi nhiệt và tấm kiểm tra. Vòng chữ O bịt kín trong rãnh dưới lực nén hướng tâm hoặc hướng trục. Phốt cơ khí là thiết bị động dùng để bịt kín các trục quay. Tuy nhiên, trong sử dụng công nghiệp và cơ khí hàng ngày, "gioăng cao su" và "miếng đệm cao su" thường được sử dụng thay thế cho nhau khi đề cập đến các bộ phận làm kín bằng nhựa đàn hồi phẳng.

một là gì Vòng đệm cao su ?

Miếng đệm cao su là bộ phận bịt kín được cắt, đúc hoặc ép đùn từ vật liệu đàn hồi - cao su tự nhiên hoặc một trong nhiều loại hợp chất cao su tổng hợp - để lắp giữa hai mặt khớp. Bản chất đàn hồi của cao su chính là điều khiến nó phù hợp với đệm lót: cao su biến dạng khi bị nén mà không bị gãy, phục hồi khi tải được giải phóng một phần và điều chỉnh các sai lệch nhỏ và bất thường trên bề mặt mà vật liệu đệm cứng không thể bắc cầu mà không bị rò rỉ.

Các miếng đệm cao su được sản xuất ở dạng tấm phẳng (cắt hoặc dập khuôn từ cao su tấm), dạng đúc (nén hoặc ép phun theo một cấu hình cụ thể) hoặc dưới dạng cấu hình ép đùn (đối với các con dấu liên tục ở cửa ra vào, cửa sập, vỏ bọc và cửa sổ). Miếng đệm cao su dạng tấm - loại phổ biến nhất cho các mối nối ống và thiết bị có mặt bích - có độ dày từ 0,5 mm đến 25 mm và có nhiều cấp độ cứng khác nhau (Shore A 40–80 là điển hình cho các ứng dụng đệm kín) tùy thuộc vào tải trọng nén và yêu cầu bịt kín.

Mục đích của miếng đệm cao su so với các chất thay thế bằng kim loại hoặc phi kim loại (PTFE, sợi nén, vết xoắn ốc bằng than chì) chủ yếu là chi phí, tính sẵn có và hiệu suất trên các mối nối có áp suất thấp hơn, nhiệt độ thấp hơn. Miếng đệm cao su là sự lựa chọn phù hợp cho việc cung cấp nước, HVAC, chế biến thực phẩm, khí nén và dịch vụ hóa học nói chung với áp suất và nhiệt độ vừa phải. Đối với hơi nước ở nhiệt độ cao, áp suất cực cao hoặc dịch vụ hóa học oxy hóa mạnh, vật liệu đệm không cao su được chỉ định.

Các loại gioăng và gioăng cao su

Các hợp chất cao su khác nhau cung cấp sự kết hợp khác nhau về khả năng chịu nhiệt độ, khả năng tương thích hóa học, khả năng chịu nén và độ bền cơ học. Chọn loại cao su chính xác cho môi trường vận hành là quyết định quan trọng nhất trong thông số kỹ thuật của miếng đệm - cao su không tương thích về mặt hóa học sẽ phồng lên, cứng lại, nứt hoặc hòa tan trong quá trình sử dụng, gây ra hỏng khớp bất kể lắp đặt đúng cách.

Cao su thiên nhiên (NR)

Cao su tự nhiên có độ bền kéo rất tốt, độ đàn hồi cao và chịu mài mòn tốt. Nó hoạt động tốt trong môi trường nước và axit loãng nhưng bị tấn công bởi dầu, nhiên liệu và ozone có nguồn gốc từ dầu mỏ. Phạm vi nhiệt độ khoảng −50°C đến 80°C. Miếng đệm cao su tự nhiên được sử dụng trong đường ống dẫn nước, ứng dụng cấp thực phẩm và dịch vụ khí nén nói chung nơi không tiếp xúc với hydrocarbon.

Cao su nitrile (NBR)

Cao su nitrile (acrylonitrile-butadiene) là lựa chọn tiêu chuẩn cho dịch vụ dầu và nhiên liệu. Hàm lượng acrylonitrile của nó (dao động từ 18% đến 50% tùy theo loại) quyết định khả năng chống phồng rộp hydrocarbon - hàm lượng nitrile cao hơn có nghĩa là khả năng kháng dầu tốt hơn nhưng độ linh hoạt thấp hơn ở nhiệt độ thấp. Miếng đệm NBR được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thủy lực, động cơ ô tô, thiết bị xử lý nhiên liệu và máy móc công nghiệp ở bất cứ nơi nào có chất lỏng dầu mỏ. Phạm vi nhiệt độ thường là −40°C đến 120°C.

EPDM (Ethylene Propylene Diene Monome)

EPDM có khả năng chống chịu thời tiết, ozon và tia cực tím vượt trội — tốt nhất so với bất kỳ chất đàn hồi thông thường nào — kết hợp với hiệu suất tuyệt vời trong dịch vụ nước nóng và hơi nước lên tới khoảng 150°C. Nó là vật liệu đệm tiêu chuẩn cho hệ thống ống dẫn HVAC, hệ thống xử lý nước, màng lợp và vỏ điện ngoài trời. EPDM không tương thích với dầu mỏ hoặc nhiên liệu nên gây ra hiện tượng trương nở nhanh chóng. Nó cũng là vật liệu đệm được ưa thích cho các hệ thống nước uống được vì nó đáp ứng các yêu cầu NSF/ANSI 61 về tiếp xúc với nước uống.

Neoprene (CR - Cao su cloropren)

Neoprene có đặc tính cân bằng: kháng dầu vừa phải, chịu được thời tiết và ôzôn tốt, chống cháy và phạm vi nhiệt độ hữu ích từ −40°C đến 120°C. Nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống làm lạnh (tương thích với nhiều chất làm lạnh), ứng dụng hàng hải và vòng đệm kín ngoài trời, nơi cần cả khả năng chịu thời tiết và kháng hóa chất vừa phải. Neoprene thường là chất mặc định khi cả chất tập trung dầu của NBR lẫn chất tập trung nước/thời tiết của EPDM đều không phù hợp chính xác với ứng dụng.

Cao su silicon (VMQ)

Cao su silicon có phạm vi nhiệt độ hữu ích rộng nhất so với bất kỳ vật liệu đệm đàn hồi nào: −60°C đến 200°C, với một số loại đặc biệt có nhiệt độ lên tới 250°C. Nó có khả năng chịu nén tuyệt vời (duy trì lực bịt kín theo thời gian mà không bị biến dạng vĩnh viễn) và tuân thủ FDA khi tiếp xúc với thực phẩm ở hầu hết các loại. Silicone không chịu được dầu mỏ hoặc hơi nước ở nhiệt độ trên 120°C và độ bền xé của nó thấp hơn các loại cao su khác, khiến nó không thích hợp cho các ứng dụng cơ học chịu áp lực cao. Nó là tiêu chuẩn trong thiết bị chế biến thực phẩm, sản xuất dược phẩm, thiết bị y tế, lò nướng và thiết bị nhiệt độ cao.

Viton (FKM — Fluoroelastomer)

Fluoroelastomer (Viton là tên thương mại của DuPont; FKM là ký hiệu ISO) có khả năng kháng hóa chất rộng nhất so với bất kỳ vật liệu gioăng cao su nào — chịu được nhiên liệu dầu mỏ, dầu, chất lỏng thủy lực, nhiều axit và hydrocacbon thơm — kết hợp với phạm vi nhiệt độ từ −20°C đến 200°C. FKM được chỉ định cho các yêu cầu xử lý hóa học, hệ thống nhiên liệu hàng không vũ trụ và các ứng dụng động cơ nhiệt độ cao mà các loại cao su khác sẽ không hoạt động. Giá thành của nó cao hơn đáng kể so với NBR hoặc EPDM, do đó, nó được dành riêng cho các ứng dụng không thể đáp ứng được các yêu cầu về khả năng tương thích hóa học hoặc nhiệt độ.

Vòng đệm được sử dụng để làm gì? Ứng dụng trong các ngành công nghiệp

Vòng đệm có mặt trong hầu hết mọi hệ thống cơ khí có chứa chất lỏng hoặc khí điều áp. Ứng dụng của chúng trải rộng trong các ngành công nghiệp từ hệ thống ống nước dân dụng đến hàng không vũ trụ, nơi mà mối nối tĩnh phải được bịt kín một cách đáng tin cậy theo thời gian.

Hệ thống nước và nước

Các miếng đệm cao su được tìm thấy bên trong các phụ kiện vòi, đầu nối ống, khớp nối mặt bích trong đường ống nước chính, phụ kiện máy nước nóng và van xả bồn cầu. EPDM và cao su tự nhiên thống trị phân khúc này nhờ khả năng tương thích với nước và tuân thủ các tiêu chuẩn tiếp xúc với nước uống được. Vòng đệm cao su phẳng bên trong ống nối vòi tưới vườn là một trong những ứng dụng đệm lót phổ biến nhất trong sử dụng hàng ngày.

Ô tô và Máy móc

Các gioăng nắp van động cơ, gioăng chảo dầu, gioăng vỏ bộ điều chỉnh nhiệt và gioăng chảo truyền động đều là các gioăng cao su hoặc cao su tổng hợp có tác dụng ngăn chặn rò rỉ dầu và chất làm mát tại các khớp tĩnh trên khối động cơ và các bộ phận phụ trợ. NBR là tiêu chuẩn cho các miếng đệm tiếp xúc với dầu; silicone và EPDM được sử dụng cho các mối nối mạch làm mát và các vị trí có nhiệt độ cao gần ống xả. Lỗi gioăng - đặc biệt là miếng đệm đầu xi-lanh, là vật liệu tổng hợp hiệu suất cao chứ không phải cao su trơn - là một trong những lỗi cơ học đắt giá nhất trong bảo dưỡng ô tô, nhấn mạnh chức năng quan trọng mà các bộ phận này thực hiện.

Mặt bích ống công nghiệp

Các mối nối ống mặt bích trong các nhà máy hóa chất, nhà máy lọc dầu, cơ sở xử lý nước và các ngành công nghiệp chế biến dựa vào các miếng đệm để bịt kín giao diện giữa các phần ống, van, máy bơm và bình chứa. Các miếng đệm cao su - thường là loại vòng toàn mặt hoặc mặt nâng - là tiêu chuẩn cho đường ống dịch vụ nước, hơi nước và hóa chất có áp suất thấp hơn. Đối với áp suất cao hơn, nhiệt độ cao hoặc dịch vụ hóa học mạnh, các miếng đệm kim loại được quấn theo hình xoắn ốc hoặc các miếng đệm kim loại có khớp nối kiểu vòng (RTJ) sẽ thay thế cao su.

Thiết bị chế biến thực phẩm và dược phẩm

Các miếng đệm trong chế biến thực phẩm và dược phẩm phải đáp ứng sự tuân thủ của FDA, NSF hoặc EC 1935/2004 đối với vật liệu tiếp xúc với thực phẩm, ngoài việc thực hiện chức năng bịt kín của chúng. Silicone và EPDM là những vật liệu được ưu tiên - cả hai đều có cấp độ tuân thủ FDA, chịu được chu trình làm sạch bằng hóa chất CIP (sạch tại chỗ) và không truyền mùi vị cho sản phẩm. Vòng đệm vệ sinh ba kẹp - vòng đệm phẳng được sử dụng trong phụ kiện đường ống vệ sinh bằng thép không gỉ - là một dạng chuẩn được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, đồ uống, sữa và dược phẩm.

Vỏ điện và điện tử

Các miếng đệm cao su bịt kín cửa và che các mối nối của vỏ điện, hộp nối và vỏ thiết bị ngoài trời để đạt được xếp hạng IP (Bảo vệ chống xâm nhập) chống nước và bụi. Miếng đệm xốp cao su tổng hợp hoặc EPDM được lắp đặt chính xác trên cửa vỏ được xếp hạng IP66 duy trì môi trường kín giúp bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi sự xâm nhập của nước, ngưng tụ và ô nhiễm. Độ nén của miếng đệm, tính liên tục quanh các góc và khả năng tương thích của vật liệu với chất tẩy rửa là tất cả các yếu tố giúp duy trì hiệu suất IP định mức trong suốt thời gian sử dụng của vỏ.

Vòng đệm trong quần là gì? (Con dấu quần áo không thấm nước)

Trong quần áo kỹ thuật không thấm nước - quần trượt tuyết, quần áo khô, quần đi thuyền và quần áo có vỏ ngoài trời - "miếng đệm" dùng để chỉ các miếng đệm cao su hoặc cao su tổng hợp ở các khe hở ở cổ tay, mắt cá chân và cổ để ngăn nước xâm nhập vào bề mặt tiếp xúc giữa cơ thể với quần áo. Thuật ngữ này được sử dụng phổ biến nhất trong lặn bộ đồ khô và chèo thuyền vượt thác, trong đó bộ đồ phải được giữ kín hoàn toàn để giữ cho người mặc khô ráo khi chìm trong nước hoặc trong vùng nước thô.

Các miếng đệm cổ tay và cổ của Drysuit thường được đúc từ cao su latex mỏng, tạo thành một lớp bịt kín nước đối với da thông qua lực nén đàn hồi. Các miếng đệm cao su có hiệu quả nhưng dễ vỡ - chúng là điểm bảo dưỡng đồ khô thường xuyên nhất, cần bôi trơn định kỳ bằng bột talc hoặc phun silicone và thay thế sau mỗi 2–5 năm tùy thuộc vào mức độ tiếp xúc với tia cực tím và tần suất sử dụng. Các miếng đệm cao su tổng hợp bền hơn và ấm hơn nhưng có khả năng bịt kín nước kém hoàn thiện hơn so với cao su, khiến chúng được ưa chuộng hơn trong các điều kiện ôn hòa hơn. Trong quần trượt tuyết và quần ngoài trời, một miếng đệm mắt cá chân bên trong đơn giản hơn được làm từ vải co giãn hoặc cao su tổng hợp phục vụ mục đích tương tự - giữ cho tuyết và nước không lọt vào bề mặt ủng - và thường được gọi là miếng đệm trong một số mô tả sản phẩm.