盤繞軟管的製作方法

2024-02-02 20:25:15 1

專利名稱：盤繞軟管的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及一種軟管，特別涉及一種具有橢圓環截面盤繞管的軟管。本發明的另一方面涉及一種具有盤繞管的軟管，盤繞管的橫截面形狀使其具有的彎曲模量大於圓環形橫截面盤繞管具有的彎曲模量。本發明的另一方面涉及一種在盤繞管的外表面具有綜向延伸的凸脊的軟管。
背景技術：
在商業上可獲得一種軟水管，其具有螺旋形的擠壓聚亞安酯樹脂或聚氯乙烯樹脂盤繞管，該盤繞管具有圓形內、外表面。在儲存時，盤繞管成螺旋形盤繞以使軟管具有鄰接或緊密鄰接的環圈。在使用時，軟管的一端被連接到標準龍頭，使用者拉軟管的另一端，使相鄰環圈互相隔開，使盤繞管部分地旋開。當使用者鬆開後，盤繞管又變成緊密的螺旋形，使相近環圈再次鄰接或緊密鄰接。具有這樣盤繞管的軟管是非常理想的，這是由於其儲存容易和儲存時佔據的空間小。
具有擠壓的聚氯乙烯樹脂的螺旋盤繞管的軟管的曲率比其它特性都相同的具有擠壓聚亞安酯樹脂盤繞管的軟管的曲率大。聚氯乙烯樹脂盤繞管大的曲率能使其比聚亞安酯樹脂盤繞管更容易地旋開。另外，由聚氯乙烯樹脂製成的盤繞管比聚亞安酯樹脂製成的盤繞管便宜。然而，螺旋形的聚氯乙烯樹脂盤繞管相對於螺旋形的聚亞安酯盤繞管的缺點是，聚氯乙烯樹脂盤繞管的螺旋具有的直徑必須相對小，以使盤繞管具有足夠大的彎曲模量來保持相鄰環圈的鄰接關係(彎曲模量也被稱為彎曲剛度；它是表示結構彎曲能力的常數；彎曲模量等於結構材料的楊氏模量乘以該結構的慣性力矩；它還等於該結構垂直於所彎曲平面的橫截面的迴轉半徑的平方)。實際上，商業上獲得的具有聚氯乙烯樹脂盤繞管的軟管在儲存時，其鄰近的環圈經常不能鄰接或不能緊密地鄰接，以致於不能使軟管在最佳、最小的空間條件下儲存。
為使鄰近環圈在儲存期間鄰接，商業上獲得的具有擠壓聚亞安酯樹脂盤繞管的軟管，其圓環內徑和圓環外徑顯然必須要在0.0125到0.375英寸和0.245到0.5625英寸範圍內；另外，螺旋線圈的環圈的內徑顯然要在0.5到2.5英寸的範圍內，並且製造用的聚亞安酯具有的肖氏硬度在85到98肖氏A級範圍內；見美國專利5964412和6209800。然而，這樣的盤繞管難以旋開，因為它們具有的硬度是這樣的大。另外，由於螺旋線圈具有的最大內徑達2.5英寸，這樣的軟管在儲存時有些長，。
發明概述因此，本發明的目的是提供一種新的和改進的包括盤繞管的軟管。
本發明的另一目的是提供一種新的和改進的包括盤繞管的液體分配軟管，其中該軟管能被相對容易地旋開，並且在恢復成彈回狀態下，其鄰近環圈呈鄰接或緊密鄰接關係。
本發明的再一目的是提供一種新的和改進的包括盤繞管的軟水管，該軟管能被相對容易地旋開和在儲存時具有相對短的長度。
本發明的進一步目的是提供一種新的和改進的包括盤繞管的軟水管，其具有的外部結構在盤繞管沿地面拉動時能夠耐磨損，並且比同樣的盤繞管軟管硬。
根據本發明的一個方面，一種軟管包括盤繞管，該盤繞管的至少足夠長的部分具有橢圓環形的內外橫截面。
優選地，該盤繞管具有橢圓環橫截面，其長軸和短軸使該盤繞管的彎曲模量大於具有以下條件盤繞管的彎曲模量(a)圓環橫截面；(b)與上述盤繞管的材料相同；(c)中間中心線的長度等於橢圓環橫截面的中間中心線長度；(d)壁厚等於橢圓環橫截面的壁厚(具有橢圓環或圓環橫截面的中間中心線是這樣的橢圓環或圓環，其位於盤繞管的內和外壁的中間處)。為達目的，橢圓環橫截面中間中心線的長短軸之比在1.01到約2.1之間。當橢圓環橫截面中間中心線對圓環橫截面中間中心線的比率約等於1.4時，能提供最大的彎曲模量。
根據本發明的另一方面，一種軟管包括盤繞管，該盤繞管的至少足夠長的部分具有預定的中間中心線長度和預定的非圓環形橫截面形狀。該預定非圓環形橫截面形狀使盤繞管具有的彎曲模量大於具有內圓環橫截面盤繞管所具有的彎曲模量，該內圓環橫截面具有上述預定的中間中心線長度，其它特性與非圓環橫截面盤繞管的相同。
優選地，盤繞管是螺旋形，並且由聚氯乙烯樹脂製成，具有的肖氏硬度在約70到80肖氏A級範圍內。螺旋具有若干圓環形橫截面的環圈，優選地其直徑是三英寸。已經發現，三英寸是保持螺旋形狀和聚氯乙烯樹脂管充分彈回的最優直徑，該管外表面的長和短半軸是8.02和3.89mm，內表面的長短半軸是6.43和2.30mm；這些半軸的長度能使軟管獲得最大的彎曲模量，該軟管具有的中間中心線長度等於具有3/8英寸內徑的圓環形軟管的中間中心線長度。
在第一和第二優選實施例中，橢圓環橫截面的長短軸分別在螺旋縱向軸的方向上並在與螺旋縱向軸成直角的平面內延伸，反之亦然。
本發明的另一方面涉及包括盤繞管的軟管，該盤繞管具有在周邊表面上縱向延伸的凸脊。該凸脊具有的優點是(1)增加管外表面的抗磨力；(2)在軟管儲存期間保持螺旋形狀和足夠的彈回狀態；(3)減少材料成本；和(4)降低重量。
通過參照附圖對以下幾個特殊實施例的詳細描述，本發明的進一步目的、特徵和優點將變得明顯。
附圖概述

圖1是根據本發明優選實施例的包括盤繞管的軟管的俯視圖；圖2是圖1中軟管的前視圖；圖3是圖1和2中軟管的盤繞管的一個優選實施例的橫截面視圖；和圖4是圖1和2中軟管的盤繞管的第二優選實施例的橫截面視圖。
附圖的詳細描述參考圖1～3，其中所示的軟水管10包括柔性的螺旋盤繞管12，盤繞管的兩端分別具有陰、陽連接插件14和16。陰、陽連接插件14和16是常規形式，分別用於連接到標準的室外龍口和水分配結構，如噴嘴、噴霧器和灑水車。
優選地，盤繞管12由擠壓塑料樹脂(最好是聚氯乙烯)製成，所述樹脂具有的肖氏硬度約在70到80肖氏A級範圍內，盤繞管12在與流經盤繞管方向成直角的平面內具有橢圓環橫截面，如圖3和4所示。所述樹脂包括公知的抑制盤繞管12在陽光下退色的色素。盤繞管12的螺旋線圈在整個管的長度上基本是圓環的，如圖2所示。當盤繞管12被儲存時，相鄰的一副螺旋線圈鄰接或緊密鄰接。
盤繞管12在其整個長度上呈橢圓環橫截面，但連接到連接插件14和16的兩端除外，在該兩連接端，其具有圓環橫截面。盤繞管12足夠柔軟，以便擠壓成橢圓環橫截面的部分在以常規方式連接到連接插件14和16時能夠變形為圓環橫截面。
如圖3所示，盤繞管12具有壁18，其具有厚度S，該厚度在盤繞管的整個橫截面上是相同的，並且在管的整個長度上是相同的。壁18分別具有橢圓環內外表面20和22，和一橢圓環中間中心線24；橢圓環中間中心線24位於內外橢圓環表面20和22的中部。內外橢圓環表面20和22以及中間中心線24分別是共長軸和短軸26和28的橢圓，表面20和22以及中間中心線24的長半軸的長度分別用c、e、a表示，而表面20和22以及中間中心線24的短半軸的長度分別用b、d、f表示。
可以用數學方式表示的是，在其它參數相同的情況下，具有長短軸比在1.01到約2.1之間的橢圓環橫截面的盤繞管，所具有的彎曲模量比圓環橫截面盤繞管的大，上述的其它參數是，橢圓環橫截面和圓環橫截面的盤繞管具有(1)相同長度的中間中心線；(2)由相同的材料製成；(3)具有相同厚度的壁。具有長短軸比超過約2.1的橢圓環橫截面的盤繞管的彎曲模量比上述其它參數都相同的圓環橫截面盤繞管的彎曲模量小。如果盤繞管的橢圓環橫截面的中間中心線的長短軸比約為1.4時，該盤繞管具有最大的彎曲模量，也可用數學方法表示。橢圓環橫截面的中間中心線的長短軸之比為1.4時，盤繞管所具有的彎曲模量比其它參數都相同的圓環橫截面盤繞管的彎曲模量高約百分之5.6。
圖3所示的盤繞管是通過其長軸成螺線形的，換句話說，長軸26在與盤繞管12的螺旋長軸相同的方向上延伸，該方向即為在盤繞管兩端之間的盤繞管方向。這樣具有的優點是，使盤繞管容易通過形成螺旋形，即盤繞形，的心軸被擠壓和彎曲。然而，應該理解，盤繞管12長短軸的位置可被相互旋轉90度，如圖4所示，以使短軸28在與盤繞管12的螺旋長軸方向相同的方向上延伸。這樣的形狀優於圖3所示的形狀，因為它增加了盤繞管的彎曲模量。
適用於具有圓環和橢圓環橫截面的盤繞管的軟管10的進一步特徵在於它包括凸脊30，見圖4。凸脊30的形狀是圓扇形，它是在盤繞管被擠壓時形成的，所以可由與盤繞管其餘部分相同的材料製成。在優選實施例中，該凸脊從盤繞管12的外橢圓環表面22向外凸出約3mm。凸脊30圍繞盤繞管12的螺旋環圈的縱向延伸，即，該凸脊沿液體在螺旋環中的流動方向延伸。凸脊30增加盤繞管12外表面的抗磨力，而又不會顯著增加管的重量、材料或管的成本。重要的是，凸脊30增加了盤繞管12的硬度，從而增強螺旋的回彈特性，有助於軟管在儲存時，盤繞管鄰近環圈的鄰接或緊密鄰接。
軟管10，其實際上的構形(如圖3所示，但帶有圖4中的凸脊30)使盤繞管在儲存時其鄰近環圈具有鄰接表面，是由25英尺長的橢圓環橫截面的擠壓塑料樹脂(優選的是聚氯乙烯)管制造的，其肖氏硬度約在70到80肖氏A級範圍內。相鄰環鄰接儲存的盤繞管具有的長度約是16.5英寸，並包括約 個環，每個環具有的直徑約為三英寸(如圖2所示)。長短軸約為14.37和10.73mm，以達到前述最大的彎曲模量。業已發現，三英寸的環徑也是保持盤繞管12的螺線形狀和彈回特性的最優直徑。業已發現，直徑明顯超過三英寸，回彈特性不如直徑是三英寸和明顯小於三英寸的情況，把軟管10拉成延伸形狀所需的力明顯增加。在延伸條件下，連接插件14和16之間的距離約20英尺。
現在已描述和示例了本發明的特殊實施例，顯而易見的是，在不脫離權利要求書限定的發明實質和範圍的前提下，特別示例和描述的實施例的細節可以變化。
權利要求
1.一種軟管，所述軟管包括一盤繞管，該盤繞管至少在足夠長的部分上具有卵形的內和外橫截面。
2.一種軟管，所述軟管包括一在周邊表面上具有縱向延伸凸脊的管。
3.如權利要求2的軟管，其特徵在於，所述管是盤繞形的。
4.如權利要求2或3的軟管，其特徵在於，該管至少足夠長的部分具有卵形內和外橫截面。
5.如權利要求1或4的軟管，其特徵在於，該卵形橫截面是橢圓環。
6.根據權利要求1、4或5中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該卵形橫截面的長短軸使該管比具有下述特徵的盤繞管具有較大的彎曲模量(a)圓環橫截面；(b)與該軟管的材料相同；(c)中間中心線的長度等於卵形橫截面的中間中心線長度；(d)壁厚等於卵形橫截面的壁厚。
7.根據權利要求1、或4～6中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該軟管的盤繞管具有在周邊表面上的凸脊，該凸脊與卵形橫截面成直角延伸。
8.根據權利要求1、或3～7中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該盤繞管具有螺旋形狀。
9.根據權利要求1～8中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該盤繞管由擠壓塑料樹脂製成。
10.根據權利要求9的軟管，其特徵在於，該擠壓塑料樹脂具有的肖氏硬度約在70到80肖氏A級範圍內。
11.根據權利要求1、或4～10中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該盤繞管具有在其兩端之間延伸的一縱向軸，該卵形橫截面具有分別沿該縱向軸方向延伸和在與該縱向軸成直角的平面內延伸的長軸和短軸。
12.根據權利要求1、或4～10中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該盤繞管具有在其兩端之間延伸的一縱向軸，該卵形橫截面具有分別沿該縱向軸方向延伸並在與該縱向軸成直角的平面內延伸的短軸和長軸。
13.根據權利要求1、或4～12中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該卵形橫截面具有中間中心線，該中心線的長軸和短軸的長度之比約為1.4。
14.根據權利要求1、或4～12中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該卵形橫截面具有中間中心線，該中心線的長軸和短軸的長度之比至少是1.01並且不超過約2.1。
15.根據權利要求1、或4～14中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該卵形橫截面具有外表面和內表面，該外表面的長軸和短軸是8.02和3.89mm，而內表面的長軸和短軸是6.43和2.30mm。
16.一種軟管，包括一具有內橫截面的盤繞管，該內橫截面具有一中間中心線長度和該管至少在足夠長的部分具有非圓環橫截面形狀，使該管具有的彎曲模量比具有以下條件的盤繞管部分所具有的彎曲模量大(a)具有該中間中心線長度的內圓環橫截面，和(b)其它特性與該軟管的盤繞管的相同。
17.根據權利要求16的軟管，其特徵在於，該非圓環橫截面形狀具有相互不同的橫向和縱向範圍。
18.根據權利要求16或17的軟管，其特徵在於，該非圓環橫截面形狀是卵形，該卵形分別具有與該縱向和橫向範圍一致的長軸和短軸。
19.根據權利要求16～18中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該盤繞管具有在其相對兩端之間延伸的一縱向軸，該卵形橫截面具有分別沿該縱向軸方向延伸並在與該縱向軸成直角的平面內延伸的長軸和短軸。
20.根據權利要求16～18中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該盤繞管具有在其相對兩端之間延伸的一縱向軸，該卵形橫截面具有分別沿該縱向軸方向延伸並在與該縱向軸成直角的平面內延伸的短軸和長軸。
21.根據權利要求16～20中的任一項所述的軟管，其特徵在於，該軟管的盤繞管具有在其周邊表面上的凸脊，該凸脊與非圓環橫截面形狀的內橫截面成直角延伸。
22.根據權利要求21的軟管，其特徵在於，該盤繞管具有在其相對兩端之間延伸的一縱向軸，該橢圓環橫截面具有分別沿該縱向軸方向延伸並在與該縱向軸成直角的平面內延伸的長軸和短軸。
全文摘要
一種軟水管，包括螺旋形狀的具有內外橢圓環橫截面的盤繞管，其具有的彎曲模量大於具有相同的中間中心線長度和內外圓環橫截面、其它特性與橢圓環橫截面相同的盤繞管具有的彎曲模量。該管由肖氏硬度約在70到80肖氏A級範圍內的擠壓塑料樹脂製成，並具有與該橢圓環橫截面成直角縱向延伸的周邊表面凸脊。在第一和第二實施例中，該橢圓環橫截面具有分別沿該縱向軸方向延伸並在與該縱向軸成直角的平面內延伸的長軸和短軸，反之亦然。
文檔編號F16L11/12GK1455140SQ03128668
公開日2003年11月12日 申請日期2003年4月14日 優先權日2002年4月12日
發明者D·韋克, E·費雷, E·A·梅加 申請人:英派克斯體系集團股份有限公司米卡薩貿易股份公司