專(zhuān)利名稱(chēng)：加固的柔性軟管的制作方法
加固的柔性軟管本發(fā)明涉及柔性軟管，具體地但并不唯一地涉及柔性管狀軟管，該軟管具有襯墊和狹長(zhǎng)護(hù)圈，襯墊設(shè)置有螺旋凹槽的外面層且具有光滑的內(nèi)部表面，內(nèi)部表面形成軟管壁的內(nèi)部部分，狹長(zhǎng)護(hù)圈位于襯墊的凹槽內(nèi)，當(dāng)軟管彎曲時(shí)阻止軟管襯墊的內(nèi)部塌陷。對(duì)于某些應(yīng)用，使用軟管具有柔性度好且包括適當(dāng)?shù)奈锢韽?qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)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(nèi)的加固構(gòu)件。螺旋狀線材提供對(duì)軟管結(jié)構(gòu)的徑向支承，加強(qiáng)軟管以對(duì)抗可能扭曲或者損壞軟管的機(jī)械力量。具體地，螺旋狀線材施加阻抗力以對(duì)抗軟管彎曲時(shí)由于扭結(jié)引起的軟管破碎和塌陷。許多不同的實(shí)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(zhǎng)度延伸的橡膠襯墊內(nèi)?？蛇x地，可以將線材卷繞在與線材的外表面接觸的內(nèi)部或者中間襯墊的外側(cè)。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(nèi)(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(nèi)。在每個(gè)公知的實(shí)施方式中加固機(jī)制相同，即徑向支承，在構(gòu)造軟管壁的的襯墊上設(shè)置線材。環(huán)繞的螺旋狀線材有效地使襯墊維持環(huán)形形狀以對(duì)抗由彎曲或者破碎產(chǎn)生的力量，否則這種力量將扭曲襯墊并且使襯墊塌陷。具有這樣的軟管結(jié)構(gòu)的一個(gè)問(wèn)題是盡管有螺旋狀線材的加固，但是當(dāng)軟管充分地彎曲時(shí)，對(duì)軟管襯墊或者整個(gè)軟管結(jié)構(gòu)仍然存在塌陷或扭結(jié)的趨勢(shì)，導(dǎo)致軟管孔的堵塞，妨礙流體的流動(dòng)。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(duì)抗使用時(shí)被施加的機(jī)械力量)徑向加固，同時(shí)具有更進(jìn)一步增強(qiáng)的阻抗力以對(duì)抗軟管彎曲時(shí)的內(nèi)部塌陷和扭結(jié)。根據(jù)本發(fā)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(zhǎng)度區(qū)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(nèi)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(qū)域上延伸并且并與所述軟管的縱軸垂直地排列；以及螺旋纏繞地狹長(zhǎng)護(hù)圈，定位在所述凹槽內(nèi)，其中當(dāng)所述襯墊被彎曲時(shí)，所述凹槽的側(cè)壁在所述彎曲的內(nèi)部區(qū)域處擠壓所述護(hù)圈從而產(chǎn)生軸向支承以增加對(duì)所述襯墊的機(jī)械變形的抵抗；其中所述襯墊的所述第一表面相對(duì)于所述第二表面是光滑的。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與在軟管結(jié)構(gòu)中應(yīng)用相同的螺旋狀線材但卻沒(méi)有將其設(shè)置在外面層凹槽中相比較而言，重要地是不是在具有內(nèi)面層凹槽的襯墊中，而是在具有外面層凹槽的襯墊中結(jié)合狹長(zhǎng)的護(hù)圈可以顯著地增加對(duì)彎曲軟管時(shí)由于扭結(jié)引起的破碎和內(nèi)部塌陷的對(duì)抗。具體地，可以相信容納在每個(gè)外面層凹槽內(nèi)的狹長(zhǎng)的護(hù)圈對(duì)沿著襯墊的長(zhǎng)度上預(yù)計(jì)區(qū)域處的彎曲內(nèi)側(cè)的襯墊施加軸向的支承，這樣當(dāng)彎曲的程度增加時(shí)限制了襯墊區(qū)域上壓縮的變形和扭結(jié)。當(dāng)彎曲內(nèi)側(cè)的凹槽壁靠近并且壓迫襯墊時(shí)，產(chǎn)生軸向的支承。由于塑料的相對(duì)硬度，凹槽壁不會(huì)變形，因此引起的背壓在網(wǎng)部區(qū)域上阻止軸向的變形。有效地阻止了在彎曲動(dòng)作實(shí)施的壓縮力下彎曲內(nèi)側(cè)附近區(qū)域上的襯墊的長(zhǎng)度減少/破碎。因此，首先由于位于凹槽內(nèi)的狹長(zhǎng)的護(hù)圈實(shí)施的常見(jiàn)的、軸向束縛力；其次由于護(hù)圈、襯墊的帶凹槽的外面層和無(wú)凹槽的內(nèi)面層的協(xié)同影響，而在襯墊中產(chǎn)生的附加的軸向支承；加強(qiáng)了襯墊對(duì)抗扭結(jié)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(lái)限定的。優(yōu)選地，護(hù)圈抵靠著谷，也就是說(shuō)，護(hù)圈完全被容納在每個(gè)凹槽內(nèi)并且不向每個(gè)峰的高度延伸。第一表面，與內(nèi)控相對(duì)地設(shè)置，基本沒(méi)有出現(xiàn)在第二表面中的相同類(lèi)型的凹槽。也就是說(shuō)，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(duì)于第二表面，第一表面可以被看成是大致光滑的。優(yōu)選地，襯墊基本沒(méi)有在徑向方向上處于襯墊主體內(nèi)部大致四分之一處的凹槽。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)25mm孔的PTFE襯墊從徑直的結(jié)構(gòu)彎曲到所需的小彎曲半徑時(shí)，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(hù)圈將在軟管襯墊彎曲的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生大致軸向的支承。優(yōu)選地，當(dāng)軟管襯墊的軸線是直線的配置時(shí)，護(hù)圈的寬度(直徑)處于軟管襯墊的每個(gè)凹槽寬度的50%到100%之間。優(yōu)選地，護(hù)圈和凹槽基本在軟管襯墊的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。護(hù)圈可以包括金屬絲并且具體地為鋼絲，優(yōu)選地包括螺旋狀的匝。優(yōu)選地軟管進(jìn)一步包括抵靠著第二表面設(shè)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并且可被附加的襯墊材料分離。優(yōu)選地，軟管進(jìn)一步包括被設(shè)置在金屬或織物編織件上的橡膠或者塑性外層。優(yōu)選地，帶凹槽的襯墊主體包括塑性材料并且具體地包括聚四氟乙烯(PTFE)?，F(xiàn)在將通過(guò)示例以及參考相關(guān)的附圖來(lái)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)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(pán)繞有線材的護(hù)圈，護(hù)圈被放置在螺旋狀的凹槽內(nèi)，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(qū)域的截面?zhèn)纫晥D；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(nèi)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(nèi)部的有肋的襯墊102包括內(nèi)面層光滑表面104，表面104限定了沿軟管100的長(zhǎng)度延伸的通孔101的內(nèi)壁。示出了襯墊102的外面層103的側(cè)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(pán)繞成(螺旋狀)的匝的金屬絲形成的狹長(zhǎng)護(hù)圈107被容納在每個(gè)凹槽108內(nèi)并且大致沿著軟管100的長(zhǎng)度延伸。參照?qǐng)D2和圖3，形成在襯墊主體102上的每個(gè)凹槽108從外面層103朝向限定內(nèi)孔101的內(nèi)面層104延伸。根據(jù)具體的實(shí)施方式，每個(gè)凹槽108的深度大致是襯墊主體102 厚度的四分之三。每個(gè)凹槽腔108由大致徑向設(shè)置的內(nèi)壁302、303限定，也就是說(shuō)與軟管的軸呈90°地從最外面層表面103的峰306朝向位于表面103和104之間的谷307延伸。 螺旋狀線材護(hù)圈107設(shè)置在每個(gè)谷307中以被完全容納在凹槽腔108內(nèi)，并遠(yuǎn)離外面層103 的每個(gè)峰306。可以認(rèn)為軟管襯墊102包括螺旋狀的“肋條”部304和螺旋狀的“網(wǎng)”部300，“肋條”部304沿著軟管長(zhǎng)度的位于螺旋狀的凹槽108之間，螺旋狀的“網(wǎng)”部300從每個(gè)凹槽 108徑向向內(nèi)地朝向內(nèi)孔表面104延伸。如圖2和圖3所示，通過(guò)將襯墊限制為管狀結(jié)構(gòu)(大致圓形的截面輪廓)，螺旋狀護(hù)圈107對(duì)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(duì)抗軟管彎曲時(shí)由于扭結(jié)而引起的軟管孔101的破碎和塌陷。由于護(hù)圈107的協(xié)同組合，其中護(hù)圈107位于僅從軟管襯墊102的外面層徑向延伸的凹槽108內(nèi)，從而使柔性軟管100被進(jìn)一步加強(qiáng)以對(duì)抗內(nèi)孔101的扭結(jié)和塌陷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的主題由于具有軸向支承的護(hù)圈而增強(qiáng)了對(duì)塌陷的抵抗力，可阻止了襯墊102 的網(wǎng)狀部300在彎曲的內(nèi)側(cè)襯墊部分上的壓縮的變形。如圖2和圖3所示，當(dāng)軟管100被彎曲時(shí)，軸向的支承限制了襯墊102上機(jī)械壓縮變形和扭結(jié)的程度。軸向的支承有效地阻止在網(wǎng)狀部300中的襯墊102的塌陷，否則會(huì)觀察到由于彎曲動(dòng)作而產(chǎn)生的壓縮力引起的網(wǎng)狀部300中的襯墊102塌陷。由于肋條具有非常厚而強(qiáng)的壁厚，所以使由彎曲引起的軸向地施加到彎曲內(nèi)側(cè)的襯墊的肋條節(jié)段304上的壓縮力變得無(wú)效。通過(guò)配置襯墊102和護(hù)圈107使得護(hù)圈107位于凹槽108內(nèi)并陷入側(cè)壁302、303之間，當(dāng)在護(hù)圈107的外表面305 周?chē)鷱澢鷷r(shí)，可有效地阻止網(wǎng)狀部300的壓縮變形。重要地，用于阻止內(nèi)孔101塌陷的網(wǎng)狀部300的軸向支承由在網(wǎng)狀部300之間的襯墊區(qū)域102處的主體的填充物(continuous volume)產(chǎn)生。也就是說(shuō)，襯墊102沒(méi)有朝向中心孔101并處于襯墊主體的徑向方向的內(nèi)部大致四分之一處的凹槽。正如可以理解的，只要預(yù)定的襯墊厚度被維持在每個(gè)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(nèi)面層104延伸，以允許襯墊 102內(nèi)的上述的軸向支承。
權(quán)利要求
1.一種柔性軟管，包括襯墊，沿所述軟管的長(zhǎng)度區(qū)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(nèi)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(gè)螺旋狀凹槽，所述多個(gè)螺旋狀凹槽在所述襯墊區(qū)域上延伸并且與所述軟管的縱軸垂直地排列； 以及螺旋纏繞地狹長(zhǎng)的護(hù)圈，定位在所述多個(gè)螺旋狀凹槽內(nèi)，其中當(dāng)所述襯墊被彎曲時(shí)，所述多個(gè)螺旋狀凹槽的側(cè)壁在彎曲的內(nèi)側(cè)區(qū)域處擠壓所述護(hù)圈從而產(chǎn)生軸向支承以增加對(duì)所述襯墊的機(jī)械變形的抵抗；其中所述襯墊的所述第一表面相對(duì)于所述第二表面是光滑的。
2.如權(quán)利要求1所述的軟管，其中所述多個(gè)凹槽由多個(gè)峰和多個(gè)谷限定。
3.如權(quán)利要求2所述的軟管，其中所述護(hù)圈抵靠著所述谷。
4.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的軟管，其中所述第一表面基本沒(méi)有所述第二表面上出現(xiàn)的、同類(lèi)型的多個(gè)凹槽。
5.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的軟管，其中當(dāng)所述襯墊的軸線是直線構(gòu)造時(shí)，所述狹長(zhǎng)的護(hù)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(xiàng)權(quán)利要求所述的軟管，其中所述護(hù)圈和所述多個(gè)凹槽基本在所述軟管的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。
7.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的軟管，其中所述護(hù)圈包括金屬絲。
8.如權(quán)利要求7所述的軟管，其中所述護(hù)圈包括繞成螺旋狀的鋼絲。
9.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的軟管，進(jìn)一步包括抵靠著所述第二表面設(shè)置的金屬編織件
10.如權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)所述的軟管，進(jìn)一步包括抵靠著所述第二表面設(shè)置的織物編織件。
11.如權(quán)利要求9或10所述的軟管，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述編織件上的橡膠外層。
12.如權(quán)利要求9或10所述的軟管，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述編織件上的塑料外層。
13.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的軟管，其中所述襯墊包括塑性材料。
14.如權(quán)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(xiàng)權(quán)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(nèi)，所述襯墊基本沒(méi)有多個(gè)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(cè)壁以限定內(nèi)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(nèi)側(cè)(104)。繞線的護(hù)圈(107)容納在每個(gè)凹槽(108)內(nèi)使得軟管(100)對(duì)抗其被彎曲時(shí)由于扭結(jié)引起的內(nèi)孔(101)破碎和塌陷。
文檔編號(hào)F16L11/15GK102187138SQ200980140775
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者杰雷米·哈德森 申請(qǐng)人:Aflex喉管有限公司