加固的柔性軟管的製作方法

2024-02-02 06:29:15 2

專利名稱：加固的柔性軟管的製作方法
加固的柔性軟管本發明涉及柔性軟管，具體地但並不唯一地涉及柔性管狀軟管，該軟管具有襯墊和狹長護圈，襯墊設置有螺旋凹槽的外面層且具有光滑的內部表面，內部表面形成軟管壁的內部部分，狹長護圈位於襯墊的凹槽內，當軟管彎曲時阻止軟管襯墊的內部塌陷。對於某些應用，使用軟管具有柔性度好且包括適當的物理強度和機械強度的軟管是有益的。因此，通常包括繞成螺旋狀的鋼絲作為在軟管壁內的加固構件。螺旋狀線材提供對軟管結構的徑向支承，加強軟管以對抗可能扭曲或者損壞軟管的機械力量。具體地，螺旋狀線材施加阻抗力以對抗軟管彎曲時由於扭結引起的軟管破碎和塌陷。許多不同的實施方式中通常使用螺旋狀鋼絲加固。例如，將固位絲嵌入沿著軟管長度延伸的橡膠襯墊內。可選地，可以將線材卷繞在與線材的外表面接觸的內部或者中間襯墊的外側。公知地，還使用螺旋狀的軟管襯墊，該軟管襯墊包括一系列與軟管的縱軸垂直排列的螺旋匝，這些匝形成在襯墊的內(孔)面層和襯墊的外面層。螺旋狀線材被依次地卷繞在襯墊的外面層凹槽內。在每個公知的實施方式中加固機制相同，即徑向支承，在構造軟管壁的的襯墊上設置線材。環繞的螺旋狀線材有效地使襯墊維持環形形狀以對抗由彎曲或者破碎產生的力量，否則這種力量將扭曲襯墊並且使襯墊塌陷。具有這樣的軟管結構的一個問題是儘管有螺旋狀線材的加固，但是當軟管充分地彎曲時，對軟管襯墊或者整個軟管結構仍然存在塌陷或扭結的趨勢，導致軟管孔的堵塞，妨礙流體的流動。所期望的是，柔性軟管由螺旋狀線材(提供通常水平的柔性以及阻抗力以對抗使用時被施加的機械力量)徑向加固，同時具有更進一步增強的阻抗力以對抗軟管彎曲時的內部塌陷和扭結。根據本發明的第一方面提供了一種柔性軟管，包括襯墊，沿著所述軟管的長度區域延伸，所述襯墊具有第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述軟管的內孔，所述第二表面朝向所述軟管的外表面，所述第二表面包括螺旋狀凹槽，所述凹槽在所述襯墊的區域上延伸並且並與所述軟管的縱軸垂直地排列；以及螺旋纏繞地狹長護圈，定位在所述凹槽內，其中當所述襯墊被彎曲時，所述凹槽的側壁在所述彎曲的內部區域處擠壓所述護圈從而產生軸向支承以增加對所述襯墊的機械變形的抵抗；其中所述襯墊的所述第一表面相對於所述第二表面是光滑的。發明人已經發現，與在軟管結構中應用相同的螺旋狀線材但卻沒有將其設置在外面層凹槽中相比較而言，重要地是不是在具有內面層凹槽的襯墊中，而是在具有外面層凹槽的襯墊中結合狹長的護圈可以顯著地增加對彎曲軟管時由於扭結引起的破碎和內部塌陷的對抗。具體地，可以相信容納在每個外面層凹槽內的狹長的護圈對沿著襯墊的長度上預計區域處的彎曲內側的襯墊施加軸向的支承，這樣當彎曲的程度增加時限制了襯墊區域上壓縮的變形和扭結。當彎曲內側的凹槽壁靠近並且壓迫襯墊時，產生軸向的支承。由於塑料的相對硬度，凹槽壁不會變形，因此引起的背壓在網部區域上阻止軸向的變形。有效地阻止了在彎曲動作實施的壓縮力下彎曲內側附近區域上的襯墊的長度減少/破碎。因此，首先由於位於凹槽內的狹長的護圈實施的常見的、軸向束縛力；其次由於護圈、襯墊的帶凹槽的外面層和無凹槽的內面層的協同影響，而在襯墊中產生的附加的軸向支承；加強了襯墊對抗扭結的能力。凹槽可以被看成是由襯墊主體的外面層的峰和谷來限定的。優選地，護圈抵靠著谷，也就是說，護圈完全被容納在每個凹槽內並且不向每個峰的高度延伸。第一表面，與內控相對地設置，基本沒有出現在第二表面中的相同類型的凹槽。也就是說，第一表面可以包括較小的瑕疵，例如表面缺陷或者微小的輪廓變化，然而相對於第二表面，第一表面可以被看成是大致光滑的。優選地，襯墊基本沒有在徑向方向上處於襯墊主體內部大致四分之一處的凹槽。根據本發明，當25mm孔的PTFE襯墊從徑直的結構彎曲到所需的小彎曲半徑時，襯墊中的凹槽的寬度將減少為原始凹槽寬度的35%。因此具有原始凹槽寬度的50%到100% 的寬度的護圈將在軟管襯墊彎曲的內側產生大致軸向的支承。優選地，當軟管襯墊的軸線是直線的配置時，護圈的寬度(直徑)處於軟管襯墊的每個凹槽寬度的50%到100%之間。優選地，護圈和凹槽基本在軟管襯墊的整個長度上延伸。護圈可以包括金屬絲並且具體地為鋼絲，優選地包括螺旋狀的匝。優選地軟管進一步包括抵靠著第二表面設置的金屬編織件或者織物編織件。編織件可以直接接觸第二表面並且可被附加的襯墊材料分離。優選地，軟管進一步包括被設置在金屬或織物編織件上的橡膠或者塑性外層。優選地，帶凹槽的襯墊主體包括塑性材料並且具體地包括聚四氟乙烯(PTFE)。現在將通過示例以及參考相關的附圖來描述本發明的具體實施方式
，其中

圖1是根據本發明的具體實施方式
的多層軟管主體的局部剖視圖，其中多層軟管主體包括襯墊和盤繞有線材的護圈，護圈被放置在螺旋狀的凹槽內，凹槽形成在襯墊主體中；圖2示意性地示出了圖1中的軟管的彎曲區域的截面側視圖；圖3示出了圖2中的彎曲軟管壁的截面。柔性軟管100包括內部有肋的的襯墊102 ；中間的金屬或織物編織件層105以及外部的橡膠外罩106。內部的有肋的襯墊102包括內面層光滑表面104，表面104限定了沿軟管100的長度延伸的通孔101的內壁。示出了襯墊102的外面層103的側面輪廓，外面層103包括與軟管100的縱軸垂直排列的螺旋狀的肋條109。凹槽108被形成為在肋條109之間的螺旋狀的匝，從襯墊102的外面層103延伸到襯墊主體102的厚度的大致四分之三深度處以限定有肋的輪廓。由盤繞成(螺旋狀)的匝的金屬絲形成的狹長護圈107被容納在每個凹槽108內並且大致沿著軟管100的長度延伸。參照圖2和圖3，形成在襯墊主體102上的每個凹槽108從外面層103朝向限定內孔101的內面層104延伸。根據具體的實施方式，每個凹槽108的深度大致是襯墊主體102 厚度的四分之三。每個凹槽腔108由大致徑向設置的內壁302、303限定，也就是說與軟管的軸呈90°地從最外面層表面103的峰306朝向位於表面103和104之間的谷307延伸。 螺旋狀線材護圈107設置在每個谷307中以被完全容納在凹槽腔108內，並遠離外面層103 的每個峰306。可以認為軟管襯墊102包括螺旋狀的「肋條」部304和螺旋狀的「網」部300，「肋條」部304沿著軟管長度的位於螺旋狀的凹槽108之間，螺旋狀的「網」部300從每個凹槽 108徑向向內地朝向內孔表面104延伸。如圖2和圖3所示，通過將襯墊限制為管狀結構(大致圓形的截面輪廓)，螺旋狀護圈107對軟管尤其是襯墊102提供了徑向的加固，從而施加阻抗力以對抗軟管彎曲時由於扭結而引起的軟管孔101的破碎和塌陷。由於護圈107的協同組合，其中護圈107位於僅從軟管襯墊102的外面層徑向延伸的凹槽108內，從而使柔性軟管100被進一步加強以對抗內孔101的扭結和塌陷。已經發現本發明的主題由於具有軸向支承的護圈而增強了對塌陷的抵抗力，可阻止了襯墊102 的網狀部300在彎曲的內側襯墊部分上的壓縮的變形。如圖2和圖3所示，當軟管100被彎曲時，軸向的支承限制了襯墊102上機械壓縮變形和扭結的程度。軸向的支承有效地阻止在網狀部300中的襯墊102的塌陷，否則會觀察到由於彎曲動作而產生的壓縮力引起的網狀部300中的襯墊102塌陷。由於肋條具有非常厚而強的壁厚，所以使由彎曲引起的軸向地施加到彎曲內側的襯墊的肋條節段304上的壓縮力變得無效。通過配置襯墊102和護圈107使得護圈107位於凹槽108內並陷入側壁302、303之間，當在護圈107的外表面305 周圍彎曲時，可有效地阻止網狀部300的壓縮變形。重要地，用於阻止內孔101塌陷的網狀部300的軸向支承由在網狀部300之間的襯墊區域102處的主體的填充物(continuous volume)產生。也就是說，襯墊102沒有朝向中心孔101並處於襯墊主體的徑向方向的內部大致四分之一處的凹槽。正如可以理解的，只要預定的襯墊厚度被維持在每個谷307的底部和最外面層 104之間，凹槽腔108就可以以任何深度值從外面層103朝向內面層104延伸，以允許襯墊 102內的上述的軸向支承。
權利要求
1.一種柔性軟管，包括襯墊，沿所述軟管的長度區域延伸，所述襯墊具有第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述軟管的內孔，所述第二表面朝向所述軟管的外表面，所述第二表面包括多個螺旋狀凹槽，所述多個螺旋狀凹槽在所述襯墊區域上延伸並且與所述軟管的縱軸垂直地排列； 以及螺旋纏繞地狹長的護圈，定位在所述多個螺旋狀凹槽內，其中當所述襯墊被彎曲時，所述多個螺旋狀凹槽的側壁在彎曲的內側區域處擠壓所述護圈從而產生軸向支承以增加對所述襯墊的機械變形的抵抗；其中所述襯墊的所述第一表面相對於所述第二表面是光滑的。
2.如權利要求1所述的軟管，其中所述多個凹槽由多個峰和多個谷限定。
3.如權利要求2所述的軟管，其中所述護圈抵靠著所述谷。
4.如以上任意一項權利要求所述的軟管，其中所述第一表面基本沒有所述第二表面上出現的、同類型的多個凹槽。
5.如以上任意一項權利要求所述的軟管，其中當所述襯墊的軸線是直線構造時，所述狹長的護圈的寬度在所述凹槽的寬度的50%到100%之間。
6.如以上任意一項權利要求所述的軟管，其中所述護圈和所述多個凹槽基本在所述軟管的整個長度上延伸。
7.如以上任意一項權利要求所述的軟管，其中所述護圈包括金屬絲。
8.如權利要求7所述的軟管，其中所述護圈包括繞成螺旋狀的鋼絲。
9.如以上任意一項權利要求所述的軟管，進一步包括抵靠著所述第二表面設置的金屬編織件
10.如權利要求1到8中任意一項所述的軟管，進一步包括抵靠著所述第二表面設置的織物編織件。
11.如權利要求9或10所述的軟管，進一步包括設置在所述編織件上的橡膠外層。
12.如權利要求9或10所述的軟管，進一步包括設置在所述編織件上的塑料外層。
13.如以上任意一項權利要求所述的軟管，其中所述襯墊包括塑性材料。
14.如權利要求13所述的軟管，其中所述塑性材料包括聚四氟乙烯。
15.如以上任意一項權利要求所述的軟管，其中，在所述襯墊沿徑向方向大致四分之一內，所述襯墊基本沒有多個凹槽。
全文摘要
一種柔性軟管(100)具有帶凹槽的襯墊(102)，襯墊(102)形成軟管的一部分側壁以限定內孔(101)。螺旋狀的凹槽(108)形成在襯墊(102)的外面層，襯墊(102)具有包括大致光滑、平滑的表面的最內側(104)。繞線的護圈(107)容納在每個凹槽(108)內使得軟管(100)對抗其被彎曲時由於扭結引起的內孔(101)破碎和塌陷。
文檔編號F16L11/15GK102187138SQ200980140775
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月4日 優先權日2008年10月29日
發明者傑雷米·哈德森 申請人:Aflex喉管有限公司