具有編織熱保護部件的熱保護套管及其構造方法
2023-04-24 03:02:41 1
專利名稱：具有編織熱保護部件的熱保護套管及其構造方法
技術領域：
本發明涉及用於保護細長元件的套管，特別涉及編織管狀保護套管。
背景技術：
提供免受外部因素影響的保護並提供對來自細長元件(例如容納在套管之內的 排氣管、導線和管道)的熱輻射的屏蔽的編織管狀套管是已知的。這些套管通常由耐磨、耐 熱或阻燃紗線編織而成，以抵擋相對高溫並允許套管的各部分徑向擴展。這種套管通常被 構造得具有一個連續的、閉合的管狀壁，使得套管必須在整個被保護的對象上以短襪狀的 方式滑動。對於特定的閉合的管狀壁構造，有時彼此結合地使用多個套管，以容納突起部， 例如傳感器，或從被保護對象分叉的元件，其中，套管的相鄰端在相應障礙物的相對側上彼 此固定。這就複雜化了裝配過程並增加了勞動力/部件成本。用別的方法，為了避免使用 多個套管，一些套管具有一個形成在閉合壁上的開口，以便容納相應的突起部和/或從被 保護對象分叉的元件，或者便於將套管相對一個從被保護對象突起的突起部定位在一個固 定位置。為形成該開口，或者在某些情況下多個開口，該閉合壁必須被切開，從而產生形成 該閉合壁的紗線的磨損、鬆散的端。這一般導致形成套管的紗線的解開，從而降低其完成預 期功能的能力，也縮短其使用壽命。就這點而論，為減小降低閉合壁套管的有用性和壽命的風險，在二次切割和縫合 操作中形成開口是已知的。在二次操作中，形成該開口的切邊被縫合，以降低它們解開的可 能性。遺憾的是，這些二次操作增加了製造過程的成本。而且，縫合邊提供未來解開的潛在 起源，使得縫線在使用中變松或斷開。另外，有時候一個或多個套管的多個閉合壁部分彼此重疊，以形成一個多層套管， 從而最小化從被套管遮蓋的對象向外的熱輻射。儘管這在降低套管向外輻射熱量方面是有 效的，但是它還是在貼近被遮蓋對象處保留了熱量，從而影響其被冷卻的能力。就這點而 論，希望具有一個既能防止熱量在選定區域向外輻射，又能在其他區域將熱量從被遮蓋對 象排出以便該對象被冷卻的套管。除了別的以外，根據本發明製造的編織套管克服或大大最小化了上述已知套管的 任何限制。
發明內容
一種用於保護細長元件的套管具有一個細長的主體，該主體具有沿相對端之間的 一個縱向軸延伸的壁。該主體由一根或多根彼此互連的紗線經多種編織針法構造而成。至 少一個開口在相對端之間、並直徑上相對該壁被整體地編織在該主體上。該壁提供從該壁徑向向外的熱輻射的熱屏蔽，而該開口則提供一個促進從該開口徑向向外的熱輻射的路徑。根據本發明的另一方面，該套管具有至少一個由該一根或多根紗線編織而成的細 長的片狀物，其中，該片狀物是可摺疊的，以毗連該壁的至少一部分，從而提供一個多層的壁。根據本發明的另一方面，該壁被編織為具有第一種編織針法式樣，該片狀物被編 織為具有第二種編織針法式樣，其中，該第一種編織針法式樣不同於第二種編織針法式樣。提供一種構造用於保護容納於其內的細長元件、並提供熱輻射的熱屏蔽的套管的 方法。該方法包括提供編織機，並以編織針法編織一根或多根紗線，從而形成一個細長主 體，該主體具有一個在套管的相對端之間延伸的隔熱壁，該隔熱壁成形為防止熱量從該壁 輻射。進一步地，該方法包括將至少一個開口與該壁同時編織，該開口成形為直徑上相對該 壁，確定該開口的尺寸以促進通過該開口的熱輻射。根據本發明的另一方面，該方法包括在一個平板編織機上緯編該套管。根據本發明的另一方面，該方法包括編織該壁，該壁具有一對沿套管的縱向軸延 伸的自由邊，編織多個周向延伸的帶部，並通過該帶部和相對的自由邊外圍地限界該至少 一個開口。根據本發明的另一方面，該方法包括編織以該一根或多根紗線編織的至少一個細 長的片狀物，該片狀物是可摺疊的，以毗連該壁的至少一部分，從而提供一個多層的壁。
結合下面的當前優選實施例和最佳實施方式的詳細說明、權利要求和附圖，根據 本發明構造的編織熱保護套管的這些和其他方面、特點和優點將得以更好地理解，其中圖1是根據本發明的一方面構造的熱保護套管的透視示意圖，顯示為被安裝在一 個排氣管上；圖2是根據本發明的另一方面構造的熱保護套管的透視側視示意圖，顯示為處於 未摺疊狀態；圖3是圖2的熱保護套管的透視示意圖，顯示為處於反向摺疊狀態；圖4是根據本發明的另一方面構造的熱保護套管的透視側視示意圖，顯示為處於 未摺疊狀態；圖5是圖4的熱保護套管的透視示意圖，顯示為處於反向摺疊狀態；圖6是根據本發明的另一方面構造的熱保護套管的透視示意圖，顯示為被安裝在 一個排氣管上；以及圖7是用於在根據本發明的一方面的熱保護套管的壁上編織一個整體的出口的 編織針法式樣的一部分。
具體實施例方式更詳細地參考附圖，圖1圖解說明了根據本發明的一方面構造的編織熱保護套管 10，它用於保護產熱細長元件，例如排氣管11。套管10具有一個細長的主體，總的示於12， 該主體具有一個沿縱向軸16延伸的壁14，該縱向軸在此處顯示為與在套管10的精編的相對端18,20 (finish knit oppositeends)之間的、排氣管11上的一個彎頭相適應。套管10 具有至少一個開口，並且此處以舉例而非限制的方式表示為多個熱出口，下文以開口 22指 代，其中開口 22在與用來編織主體12的操作相同的連續編織操作中被編織。根據需要，採 用預定的一系列針和針法轉換，開口 22可被編織為具有任何尺寸和形狀，以提供從套管10 向外的所需量的熱輻射。就這點而論，套管10可被構造為具有壁14，該壁被適當地確定尺 寸並被定位在排氣管11上，以提供從壁14徑向向外的熱輻射的熱屏蔽，同時，開口 22也可 被適當地確定尺寸並成形，以提供一個預期的路徑，該路徑促進從開口 22徑向向外的熱輻 射。附近的對象，例如熱敏傳感器，或其他熱敏部件可通過將壁14在排氣管11和該部件之 間定向而被保護，免受熱輻射，同時，開口 22可被定向，以將熱量從該部件徑向向外導出。 因此，套管10在壁14的區域提供一個熱屏蔽，在開口 22的區域提供一個熱流路徑。此外， 在一個單一的編織操作中將開口 22與壁14同時編織的能力消除了進行二次操作以形成開 口 22的必要性。進一步地，每一開口 22具有以連續、未切的一根或多根紗線形成的一個周 邊24，因此形成相應開口 22的紗線不會解開，從而使得套管10具有一個長久的使用壽命。 更進一步地，有了被直接布置在與其緊密鄰接的排氣管11上的編織套管10，就提供了一個 低餘隙的熱屏蔽，而且此外，由於壁14以互連的編織針法形成，因此，壁14可很容易地被吻 合輪廓，以必要地擴張和收縮，適應排氣管11的輪廓。
壁14由一根或多根彼此互連的紗線經多種編織針法編織而成。該一根或多根 紗線(除非另外規定，下文簡單地以紗線指代)可具有任何適合的特性並由任何適合的 材料製成，例如由任何適合的特克斯和材料製成的單絲和/或復絲，包括耐火和/或阻燃 (FR)紗線。如果除了 FR性能還需要高溫額定值，那麼一些當前優選的紗線材料包括例如 玄武巖纖維、間位芳綸(Nomex> Conex、Kermel)、對位芳綸(Kevlar、Twaron> Technora)、 PEI(Ultem), PPS,以及PEEK。進一步地，在套管10的離散區域，紗線可以任何適合的針法 和式樣編織。例如，壁14的一部分可用一類紗線以一種編織針法式樣編織，而壁14的另一 離散部分則可用另一類紗線以另一種編織針法式樣編織。就這點而論，取決於構造套管10 採用的紗線類型和編織針法式樣，可有大量的配置和性能特徵。如圖2示意地顯示的，根據另一當前優選實施例構造的一個套管10——其中採用 相同的標記表示如圖1所標識的類似部件——可被構造為具有壁14，該壁具有多個隔熱壁 層，其中一層配置為一個鄰接排氣管11的內層26，另一層配置為一個外層28。內層26通 過一個反向摺疊的細長的片狀物30(圖3中顯示為被反向摺疊)形成。片狀物30由用來 編織壁14的外層28的同樣紗線中的至少一些編織而成，並在此處顯示片狀物30被形成 為外層28的一個連續的編織擴展，並從已完成的套管10的端18之一延伸。片狀物30可 編織為具有任何適合長度，以允許其被反向摺疊，從而毗連壁14的外層28的內表面32。因 而，片狀物30可成形為具有與外層28實質上相同的長度，從而為套管10提供一個延伸套 管10整個長度的全長雙重熱保護層。但是，應當認識到，如果需要，那麼片狀物30可被構 造為延伸小於套管10的整個長度。壁14的外層28和內層26可編織為具有不同的針法式樣，以提供所需的熱保護。 例如，外層28可編織為具有第一種編織針法式樣，比如平針或雙面平針針法式樣，而內層 26可編織為具有第二種編織針法式樣，比如羅紋針法式樣(例如2X2或2X3)。由於外層 28具有更密的編織針法式樣，因此提供了增強的熱輻射屏蔽，同時，假定內層26具有相對外層28更大的孔隙率，內層26較疏的編織針法式樣則提供增強的貯熱能力。因此，熱量被保留在壁14之內並被阻止從壁14向外輻射。可構造壁14，使其跨越套管10的周線的一部分，或套管10的整個周線，開口 22 佔據的區域除外。如圖1-3所示，壁14跨越周線的一部分，並顯示為在約25-45度之間延 伸(舉例而非限制)。壁14具有相對側邊或自由邊34、36，它們實質上平行於縱向軸16延 伸，其中，自由邊34、36被精編並被開口 22彼此相隔，使得自由邊34、36限界開口 22的一 部分。就這點而論，開口 22的尺寸決定自由邊34、36的長度。套管10具有實質上於縱向軸16延伸並相對該縱向軸16橫斷的多個帶部。一對帶 部38顯示為延伸至端18、20以形成端18、20的一部分。另外，作為舉例而非限制，多個內 帶部40顯示為與端帶部38向內間隔。內帶部40在壁的相對邊34、36之間連續延伸，並限 界軸向間隔的開口 22的部分。就這點而論，直徑上相對壁14的開口 22的數量可通過改變 帶部40的數量而增加或減少，該帶部40在壁14的相對邊34、36之間連續編織。當然，如 果需要，可消除內帶部40，以提供一個由相對邊34、36限界的單一的開口 22，如圖6所示。 帶部38、40均由形成壁14的一根或多根紗線編織而成，因而，帶部38、40被編織為壁14的 連續的橫向延伸。取決於需要的熱輻射量，沿套管10的長度軸向延伸的帶部38、40的寬度 可改變，使得開口 22在軸向長度上可增大或減小。如上文有關壁14和帶部38、40所提及的，可沿套管10的長度編織任何尺寸和數 量的開口 22，從一個單一的開口到多個開口。無論其尺寸和數量，開口 22都由形成壁邊34、 36以及帶部38、40的未切紗線限界。取決於阻止熱輻射所需的壁14的尺寸和促進熱輻射 所需的開口的尺寸，開口 22可佔套管長度的約5至95個百分點，其寬度可圍繞軸16周向 延伸10-320度，更優選在約45-270度之間。如圖4所示，其中，上文採用的相同的標記以一個為100的因子被偏置，並標識與 上文類似的部件，該圖說明了一個根據另一實施例構造的套管110。套管110大致與套管 10相同，但是，壁114不是具有雙層，而是具有三個分離層，以進一步阻止從壁114向外的 熱輻射。為了形成該三層壁114，一對片狀物部130、130'從壁114的外層128的相對端 118、120延伸。片狀物之一 130被反向摺疊以毗連外層128的內表面132，然後另一片狀物 130'被反向摺疊以毗連片狀物130的內表面。因此，該第一反向摺疊片狀物130被夾在外 層128和第二反向摺疊片狀物130'之間。如上文有關套管10所述，片狀物130、130'可 編織為具有與外層128不同的編織針法和密度，並且進一步地，它們可編織為具有彼此不 同的編織針法和密度。就這點而論，外層128可編織為具有緊密的編織針法密度，以提供熱 輻射的熱屏蔽，比如通過採用平針或雙面平針針法。形成一個中間層的第一片狀物130可 編織為具有比外層128稀疏的編織針法，例如採用羅紋針法，如2X2編織針法。此外，形成 最內層的第二片狀物130'可編織為具有相比於中間層130不同而且可能更稀疏的編織針 法，例如2X3編織針法。由於第一和第二片狀物130、130'具有不同的羅紋針法式樣，縫線 被阻止彼此集聚，從而在層130、130'之間提供更多的輸送機道或空氣。就這點而論，通過 在層130、130'之內提供內建的散熱器，隔熱得以增強。除此以外，套管110可大致與如上 所述的一樣地構造，包括改變跨越套管110長度的帶部138、140的數量，從而改變形成在套 管110之內的開口 122的數量。在構造套管10、110時，提供一個編織機，例如計算機化的平板緯編機(例如島精公司的SSG機)。套管10、110就這樣被構造為一個平編材料並被連續地編織為無縫結構。在編織操作期間，出口 22、122被編織在整體編織的帶部38、40、138、140和壁邊34、36、134、 136之間的、沿壁14、114的長度的預定位置，使得形成開口 22、122的紗線被編織為連續、 不間斷和未切的紗線。就這點而論，不需要二次操作以形成開口 22、122。為進一步防止形 成開口 22、122的紗線解開，該引入邊採用拷邊針法編織，如圖7所示具有互連的編織針環 (L)。因此，形成開口 22、122的紗線沒有易於解開的鬆散的自由端。因此，完成的套管10、 110顯示出長久的使用壽命。作為舉例而非限制，通過如圖7所示的編織針法式樣進行編 織來提供具有任何適合長度和任何適合形狀(例如大致圓形、橢圓形、方形或矩形)的開口 22、122。 顯然，在上述教導下，可能對本發明進行多種修正和變型。因此，應當理解，在所附 權利要求的範圍內，本發明可實施為不同於具體描述的方式。
權利要求
一種套管，用於保護細長元件並阻止從所述套管的至少一部分向外的熱輻射，包括一個細長的主體，所述主體具有沿所述套管的相對端之間的、所述套管的一個縱向軸延伸的壁，所述主體由一根或多根彼此互連的紗線經多種編織針法構造而成；以及在所述相對端之間、並直徑上相對所述壁被整體地編織在所述主體上的至少一個開口，所述壁提供從所述壁徑向向外的熱輻射的熱屏蔽，而所述開口則提供一個促進從所述開口徑向向外的熱輻射的路徑。
2.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述套管具有直徑上相對所述壁的多個 所述開口。
3.根據權利要求2所述的套管，其特徵在於，所述主體具有實質上在所述縱向軸延伸 並相對該縱向軸橫斷的多個帶部，且所述壁具有實質上平行於所述縱向軸延伸的相對的自 由邊，所述開口由所述帶部和所述相對的自由邊外圍地限界。
4.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述主體具有實質上在所述縱向軸延伸 並相對該縱向軸橫斷的多個帶部，且所述壁具有實質上平行於所述縱向軸延伸的相對的自 由邊，所述至少一個開口由所述帶部和所述相對的自由邊外圍地限界。
5.根據權利要求4所述的套管，其特徵在於，一對所述帶部延伸至所述相對端。
6.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述至少一個開口由所述一根或多根紗 線中的未切紗線限界。
7.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述端被周向精編。
8.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述開口軸向延伸所述端之間的長度的 至少25個百分點。
9.根據權利要求8所述的套管，其特徵在於，所述開口軸向延伸所述端之間的長度的 至少50個百分點。
10.根據權利要求1所述的套管，其特徵在於，所述套管進一步包括至少一個由一根或 多根紗線中的至少一些編織而成的細長的片狀物，所述至少一個片狀物是可摺疊的，以毗 連所述壁的至少一部分，從而將所述壁提供為一個多層的壁。
11.根據權利要求10所述的套管，其特徵在於，所述至少一個片狀物被編織為從所述 相對端中的至少一個延伸。
12.根據權利要求10所述的套管，其特徵在於，所述壁被編織為具有第一種編織針法 式樣，所述片狀物被編織為具有第二種編織針法式樣，所述第一種編織針法式樣不同於所 述第二種編織針法式樣。
13.根據權利要求12所述的套管，其特徵在於，所述第一種編織針法式樣比所述第二 種編織針法式樣更密。
14.根據權利要求10所述的套管，其特徵在於，所述至少一個細長的片狀物包括一個 從每一個所述相對端延伸的片狀物。
15.根據權利要求14所述的套管，其特徵在於，一個片狀物被摺疊以毗連所述壁，且另 一個片狀物被摺疊以毗連所述一個片狀物，以將所述壁形成為具有至少三個分離層。
16.一種構造套管的方法，所述套管用於保護容納於其內的細長元件，並阻止從所述套 管的至少一部分向外的熱輻射，所述方法包括提供編織機；將一根或多根紗線彼此編織，以形成一個細長主體，所述主體具有一個在所述套管的 相對端之間延伸的隔熱壁，所述隔熱壁成形為防止熱量從所述壁輻射；以及將至少一個開口與所述壁同時編織，所述開口成形為直徑上相對所述壁，確定所述開 口的尺寸以促進通過所述開口的熱輻射。
17.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括在平板編織機上 緯編所述主體。
18.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括編織實質上在所 述相對端之間延伸的所述至少一個開口。
19.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括編織具有沿所述 套管的一個縱向軸延伸的一對自由邊的所述壁，以及採用所述一根或多根紗線中的至少一 些，與所述壁同時編織多個帶部，以及以所述帶部和所述相對的自由邊外圍地限界所述至 少一個開口。
20.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括編織用所述一根 或多根紗線編織的至少一個細長的片狀物，所述片狀物是可摺疊的，以毗連所述壁的至少 一部分，從而將所述壁提供為一個多層的壁。
21.根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括編織所述至少一 個片狀物，使其從所述壁的相對端中的至少一個延伸。
22.根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括採用第一種編織 針法式樣編織所述壁，採用不同於所述第一種編織針法式樣的第二種編織針法式樣編織所 述片狀物。
23.根據權利要求22所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括將所述第一種編 織針法式樣編織為一個比所述第二種編織針法式樣更密的編織針法式樣。
全文摘要
一種編織保護套管及其構造方法提供由一根或多根紗線編織而成的、在該套管的相對的開放端之間延伸的連續、無縫的套管壁。在該開放端之間，至少一個熱出口被整體地編織在該壁之內。
文檔編號F16L11/02GK101821540SQ200880111503
公開日2010年9月1日 申請日期2008年8月25日 優先權日2007年8月23日
發明者仲·豪伊·章, 凱西·M·馬洛伊, 愛倫·培根, 琳伍德·露蒂 申請人:費德羅-莫格爾動力系公司