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"Tuyau souple, notamment pour aspirateurs de poussière1*
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La présente 1lYli$âb eenaorae un tuyau souple et plus particulièrement un tuyau souple 8péôialem nt des- tin4 à servir de tuyau d'aspiration pour le$ atpiratêura
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de poussière, tant dotaeatiquea qu' industriels Le W|Égg& a un alésage lies8, oe qui aisnîl1. que la turfaoe jmwf paroi intérieure est Íen.1bl.m.n 11'.8, et ik# t aHaS .
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aon*truoù1on telle que %tue .ou. un clatt&te fine4le (par, exemple, correspondant 4 un rayon intérieur 'Ill . 0,5 fois le diamètre 4u.U' là tuyau ne perd pal beaucoup de son aire de section droite et conserve de bonne QAt.O- tériotiqueu d'écoulement d'air avec une perte 1n1U4 par frottement ou une perte miniaua d'éooulemeat due à la tus-
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bulence.
La construction de base du nouveau tuyau toupie comprend un fil métallique revêtu, en forme d'hélice et un revêtement entourant complètement l'hélice en fil mé- tallique revêtu. Le revêtement du fil métallique et le re- couvrement sont l'un et l'autre en une matière élastomère, Les parties de recouvrement entre les spires de fil métal- lique et le revêtement du fil métallique faisant face à l'intérieur de l'hélice sont en un contact côte à cote sensiblement continu et ils sont coplanaires, de sorte que le tuyau a une surface intérieure ininterrompue qui est sensiblement lisse.
La matière de recouvrement est liée au revêtement du fil métallique faisant face à l'exté- rieur de l'hélice et elle peut être constituée avantageu- sement par une matière élastomère compatible avec le revê- tement en fil métallique, de telle manière que la liaison entre la matière de recouvrement et le recouvrement du fil métallique puisse être obtenue par une fusion exécu- tée soit par une application de chaleur, soit par une application de solvants, soit par les deux moyens.En ou- tre, pour des raisons qui seront exposées plus loin d'une manière plus détaillée, il est préférable de se servir d'un recouvrement à couches multiples enroulé, héliooïda- lement autour de l'hélice en fil métallique revêtu, les spires successives du recouvrement recouvrant une ou plu- sieurs spires du fil métallique.
L'épaisseur du recouvre- ment, par rapport au diamètre du fil métallique dont il est fait usage est avantageusement petite, de aorte que la surface extérieure du tuyau à convolute des spires relativement profondes, grâce à quoi, ainsi qu'on l'ex- pliquera plus loin, on peut obtenir une souplesse maxi- mum ,tandis qu'en même temps la surface intérieure de- meure relativement lisse.
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D'une manière générale, le nouveau tuyau souple comprend une hélice en fil métallique et un revêtement élastomère déposé sur le fil et entourant le fil sur toute la longueur de ce dernier. Un recouvrement flexible à cou- ches multiples, comprenant un enveloppement hélicoïdal en une bande élastomère, est disposé autour de l'hélice du fil métallique. Cette bande est sous tension locale qui varie en travers de la largeur de la bande. Chaque spire ue bande recouvre plusieurs spires adjacentes du fil métallique'. Le revêtement et les couches du recouvrement sont fondus entre eux et les couches sont fondues entre elles partiellement. Le pas et la direction de l'envelop- pement hélicoïdal sont les mêmes que ceux du fil métal- lique.
Enfin, la surface intérieure du tuyau est détermi- née par des parties du revêtement du fil métallique et du recouvrement souple et elle est en outre sensiblement lisse.
On peut former le nouveau tuyau souple en en- roulant ses éléments eespeotifs hélicoïdalement autour d'un mandrin. On peut appliquer une traction, de la cha- leur ou des solvants, ou bien toutes ces actions, ces dif- férents élément, du tuyau lorsqu'ils sont enroulés héli- ooïdalement de la manière indiquée de sorte que la surfa- ce intérieure du tuyau est sensiblement lisse;
le recou- vrement est tiré entre les spires de fils métallique re- vêtu, le revêtement en fil métallique est fondu avec le recouvrement et les couches de recouvrement sont partiel- lement fondues entre elles, laissant la bande formant les couches sous une tension locale qui varie en travers de la largeur de la bande depuis un maximum où les couches ne sont pas fondues entre elles jusqu'à un minimum (peut être zéro) où les couches sont fondues entre elles*
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Il est envisagé par la présente invention qu'un tuyau souple fabriqué conformément à l'invention peut avoir différentes caractéristiques d'extensibilité* Ainsi donc, un type de tuyau souple dont la fabrication est envisagée par l'invention peut avoir une longueur qui soit sensiblement non modifiable;
en autres termes, ce tuyau aura une longueur sensiblement fixe, sauf dans la mesure où une extensibilité longitudinale,- de l'en- semble est nécessaire pour fournir une bonne flexibilité du cintrage. Toutefois, un autre type de tuyau qui peut être fabriqué conformément à l'invention peut être longi- tudinalement tout à fait élastique. Un tel tuyau peut par exemple, quand il n'est soumis à aucun effort extérieur, avoir une longueur de 0,90 à 1,20 m et être extensible, quand il est soumis à une traction longitudinale jusqu'à une longueur de 2, 40 m et plus.
Le degré d'extensibilité dépend, ainsi qu'on le fera remarquer plus loin, principe- lement de la manière dont le fil revêtu est enroulé au- tour du mandrin et de la nature de sa forme de courbure préalable tout juste avant son application au mandrin.
Pour comprendre l'invention d'une manière plus détaillée, on se' référera à la description détaillée sui- vante, ainsi qu'au dessin annexé,sur lequel
La figure 1 est une vue fragmentaire d'une lon- gueur d'un tuyau souple fabriqué conformément à l'inven- tion ; la figure 2 est une coupe longitudinale, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et montrant les dé- tails de construction du tuyau de la figure 1.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté une forme préférée de tuyau souple conforme à l'invention.
Ce tuyau comprend un fil métallique 10 enroulé en hélice
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et: revêtu sur toute sa longueur avec un revêtement 11 en matière plastique. L'hélice en fil métallique revêtu est enfermée à l'intérieur d'un recouvrement que l'on forme en enroulant hélicoidalement sur l'hélice en fil métalli- que revêtue une bande 12 en Matière plastique. Dans le cas du tuyau représenté, le pas de l'hélice en fil métallique et le pas de la bande de matière de recouvrement sont son- siblement les mêmes et la largeur de la bande de matière de recouvrement est suffisants pour recouvrir environ cinq spires du fil métallique en hélice;
de sorte que la matière de recouvrement a uniformément une épaisseur correspondant à cinq couches sur toute la longueur du tuyau.
Bien que l'on puisse se servir de différentes matières, on s'est servi dans l'exemple représenté pour le fil métallique 10, d'un fil métallique en acier à une sort à haute teneur en carbone. Le revêtement 11 est une résine copolymère plastifiée de chlorure-acétate de vinyle, extrudée sur le fil métallique et ayant au moment de l'etrudage une section droite circulaire. La bande de matière de recouvrement est un copolymère de chlorure- acétate de vinyle à poids moléculaire élevé, plastifiée avec une matière deplastifioation appropriée.
Un effort est fait dans la fabrication du tuyau pour éviter des con- ; traintes locales, des déformations locales, etc... Bien entendu, le revêtement 11 et la matière 12 de recouvre- ment sont compatibles et peuvent adhérer entre elles de la manière qui sera décrite plus loin, à la fois par l'ap- plication de solvants appropriés ainsi que par une fusion résultant d'un traitement approprié par la chaleur.
I1 y a lieu de faire remarquer que dans la vue en coupe de la figure 2, la forme de section droite, dans le tuyau terminé, du revêtement 11 du fil métallique a été
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altérée. La surface circulaire extérieure du revêtement a été aplatie un 11' et la matière provenant de cet apla- tissement s'est écoulée, suivant la direction axiale du tuyau, dans un sens et dans l'autre, pour remplir les es- paces qui, autrement existeraient entre la matière de revê- tement et les parties intérieures du revêtement 11.
Le ré- sultat de cette opération est de fournir au tuyau une sur- face intérieure sensiblement lisse et absolument ininter- rompue de sorte que le fluide qui passe à travers ce tu- yau est soumis à des pertes par frottement qui sont/minima, ainsi qu'à une perte d'écoulement due à la turbulence qui est minimum en comparaison des pertes qui seraient produi- tes par toutes interruptions ou par tout défaut de conti- nuité dans l'état lisse de la surface intérieure..
Bien que, sur la figure 2, les différentes cou- ches de matière de recouvrement 12 soient représentées comme étant des couches distinctes, elles sont plutôt, dans le tuyau fini, partiellement fondues entre elles et cela, à la fois, en raison de l'application d'un solvant à la matière en bande, lorsque cette dernière est en cours d'enroulement sur le fil revêtu, et en raison du traitement par la chaleur qui suit cet enroulement. En outre, il y a une fusion au moins partielle entre la couche de matière de recouvrement le plus à l'intérieur et le revêtement du fil métallique. La bande de matière de recouvrement est appliquée sous une tension extérieure telle que des par- ties de cette bande sont placées profondément dans les espaces se trouvant entre les spires de fil métallique revêtu.
Il en résulte que le tuyau possède ce que l'on peut désigner sous les textes d'enroulement à spires re- lativement profondes. Cela contribue beaucoup a la flexi- bilité du tuyau du fait que le tuyau en fléchissant, per- met aux spires de l'hélice en fil métallique revêtu de se
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déplacer l'une vers 1'autre) tandis que la surface inté- rieure du tuyau demeure relativement lisse. Sur la fi- gure 2, on a exagéré l'épaisseur de la matière de recou- vrement afin d'illustrer clairement la construction à cou choc multiples et dans un tuyau réel suivant l'invention) l'épaisseur' de la matière de recouvrement ne s'étendrait pas au-delà du centre du fil métallique.
Les éléments du tuyau peuvent être chauffés pen- dant leur fabrication par un ou par deux chauffages par induction provenant d'un mandrin autour duquel ils sont placés, ou par un chauffage par rayonnement provenant d'une source extérieure ou par tout autre moyen approprié.
Pour le recouvrement du tuyau flexible des figures 1 et 2, la direction hélicoïdale de la bande 12 de matière de recouvrement est la même ou sensiblement la même que la direction hélicoïdale du fil métallique revêtu. Le nombre de couches de la bande de matière de recouvrement dans le produit fini dépend de la largeur de la matière en bande dont il est fait usage et du nombre descendes qui sont appliquées successivement pour la formation du revêtement.
Le fil métallique 10, avant d'être appliqué à un mandrin sur lequel le tuyau est formé, est soumis à une courbure préalable telle que l'extensibilité du tuyau peut varier. Si la courbure préalable crée une tendance, dans l'hélice en fil métallique revêtu, à se déployer en longueur, la configuration finale du tuyau au repos est celle qui est représentée sur la figure 2, la matière de recouvrement 12 étant tirée en ligne droite entre les spi- res du tuyau et le tuyau étant compressible dans le sens longitudinal, mais non extensible.
Si la courbure présla- ble orée une tendance dans l'hélice en fil métallique,à se contracter dans le sens de la longueur) la matière de
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recouvrement 12, dans la configuration finale du tuyau au repos,sera pliée quelque peu entre les spires de fil métallique et le tuyau serait à la fois compressible et extensible dans le sens longitudinal
La bande de matière de recouvrement 12 est en- roulée hélicoïdalement sous tension afin qu'elle ae trou- ve entre les sp.rea de l'hélice en fil métallique.
La valeur de la tension, la chaleur et le solvant sont ré- glés d'une manière telle que les couches de la matière de recouvrement se fondent avec le revêtement 11 du fil mé- tallique mais se fondent entre elles seulement partielle- ment. En conséquence, dans le tuyau fini, les couches de la matière de recouvrement 12 demeurent sous une tension locale aux endroits où elles n'ont pas été fondues, entre elles et aux endroits où elles sont été fondues entre elles leur travail à la traction est allégé. Il s'ensuit que la tension locale dans la bande de recouvrement varie en travers de la largeur de cette dernière.
Dans la pra- tique, on a constaté que la pression radiale, d'une couche à l'autre est beaucoup plus petite aux zones inclinées d'épaulement le long des spires du fil métallique que sur le sommet de ces spires et dans la partie de recouvrement entre sommet et zones d'épaulement. Quand on exécute une fusion partielle par réduction de la chaleur et de la quan- tité de solvant, ces zones d'épaulement de pression radia- le moindre se trouvent aux endroits où les couches du recouvrement demeurent en tension et ne se fondent pas entre elles. Ailleurs, les couches se fondent en une paroi monolithique exempte de tensions.
L'avantage obtenu par cette fusion partielle réside en ce que la souplesse du tuyau est sensiblement augmentée du fait que ses couches peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre dans les zones d'épaulement non fondues où tilt* demeurent
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sous une tension locale. Cette augmentation de souplesse est obtenue sans perte dans la résistance à la traction ou dans la résistance à la fatigue.
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"Flexible hose, especially for dust extractors1 *
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The present 1lYli $ âb eenaorae a flexible pipe and more particularly a flexible pipe 8péôialem nt intended to serve as a suction pipe for the $ atpiratêura
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dust, both industrial and industrial The W | Égg & has a lees8 bore, oe which assistsnîl1. that the turfaoe jmwf inner wall is Íen.1bl.m.n 11'.8, and ik # t aHaS.
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aon * truoù1on such as% kills. or. a fine clatt & te (for example, corresponding to an interior radius 'Ill. 0.5 times the diameter 4u.U' the pipe does not lose much of its cross-sectional area and retains good flow QAt. of air with a 1n1U4 loss by friction or a minimum loss of windmeat due to
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bulence.
The basic construction of the new router pipe includes a coated wire, helix shape and a coating completely surrounding the coated wire helix. The coating of the wire and the cover are both of an elastomeric material. The cover portions between the turns of the wire and the coating of the wire facing the inside of the wire. propellers are in substantially continuous side-to-side contact and they are coplanar so that the pipe has an unbroken interior surface that is substantially smooth.
The cover material is bonded to the coating of the wire facing the exterior of the helix and may advantageously consist of an elastomeric material compatible with the wire coating, such that the bond between the covering material and the covering of the wire can be obtained by a fusion effected either by the application of heat, or by the application of solvents, or by both means. In addition, for reasons which will be discussed later in more detail, it is preferable to use a multi-layered covering wound heliooidally around the coated wire helix, successive turns of the covering covering one or more turns of the wire.
The thickness of the covering, relative to the diameter of the wire used is advantageously small, so that the outer surface of the pipe convolutes relatively deep turns, whereby, as previously described. - will bend further, maximum flexibility can be obtained, while at the same time the interior surface remains relatively smooth.
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In general, the new flexible pipe comprises a helix made of metal wire and an elastomeric coating deposited on the wire and surrounding the wire over the entire length of the latter. A flexible multi-layered cover, comprising a helical wrap of an elastomeric strip, is disposed around the helix of the wire. This strip is under local tension which varies across the width of the strip. Each turn of a strip covers several adjacent turns of the wire. The coating and the overlay layers are melted together and the layers are partially melted together. The pitch and direction of the helical wrap is the same as that of the wire.
Finally, the interior surface of the pipe is determined by parts of the coating of the wire and the flexible cover and it is further substantially smooth.
The new flexible hose can be formed by winding its specially designed elements helically around a mandrel. Pull, heat, or solvents, or all of these actions, all of these different parts, can be applied to the pipe when it is helically wound in the manner shown so that the inner surface of the pipe. pipe is noticeably smooth;
the cover is pulled between the turns of coated wire, the wire cover is melted with the cover and the cover layers are partially melted together, leaving the tape forming the layers under local tension which varies across the width of the web from a maximum where layers are not fused to each other to a minimum (can be zero) where layers are fused to each other *
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It is contemplated by the present invention that a flexible hose made in accordance with the invention may have different stretchability characteristics. Thus, a type of flexible hose the manufacture of which is contemplated by the invention may have a length which is substantially unchangeable;
in other words, this pipe will have a substantially fixed length, except insofar as longitudinal extensibility of the whole is necessary to provide good flexibility of the bend. However, another type of pipe which can be manufactured in accordance with the invention can be quite elastic longitudinally. Such a pipe can for example, when it is not subjected to any external force, have a length of 0.90 to 1.20 m and be extensible, when it is subjected to a longitudinal tension up to a length of 2, 40 m and more.
The degree of extensibility depends, as will be noted later, in principle on the manner in which the coated wire is wound around the mandrel and on the nature of its pre-curvature shape just prior to its application to the mandrel. mandrel.
To understand the invention in more detail, reference is made to the following detailed description, as well as to the accompanying drawing, in which
Figure 1 is a fragmentary length view of a flexible hose made in accordance with the invention; Figure 2 is a longitudinal section taken on line 2-2 of Figure 1 and showing constructional details of the pipe of Figure 1.
In Figures 1 and 2, there is shown a preferred form of flexible pipe according to the invention.
This hose includes a 10 metal wire coiled in a helix
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and: coated over its entire length with a coating 11 of plastic material. The coated wire helix is enclosed within a covering which is formed by winding helically on the coated wire helix a strip 12 of plastic material. In the case of the pipe shown, the pitch of the wire helix and the pitch of the strip of covering material are substantially the same and the width of the strip of covering material is sufficient to cover approximately five turns of the pipe. helical wire;
so that the covering material has a thickness uniformly corresponding to five layers along the entire length of the pipe.
Although different materials can be used, in the example shown for wire 10, a high carbon single-spell steel wire was used. The coating 11 is a plasticized vinyl chloride-acetate copolymer resin, extruded onto the metal wire and having at the time of drawing a circular cross section. The web of cover material is a high molecular weight vinyl chloride-acetate copolymer plasticized with a suitable plasticizing material.
An effort is made in the manufacture of the pipe to avoid con-; local stresses, local deformations, etc. Of course, the coating 11 and the covering material 12 are compatible and can adhere to each other in the manner which will be described later, both by the application. suitable solvents as well as melting resulting from suitable heat treatment.
It should be noted that in the sectional view of Figure 2, the cross-sectional shape, in the finished pipe, of the coating 11 of the metal wire has been
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altered. The outer circular surface of the liner was flattened to an 11 'and the material from this flattening flowed in the axial direction of the pipe back and forth to fill the spaces which, otherwise would exist between the coating material and the interior parts of the coating 11.
The result of this operation is to provide the pipe with a substantially smooth and absolutely uninterrupted inner surface so that the fluid which passes through this pipe is subjected to frictional losses which are / minima, thus than a flow loss due to turbulence which is minimal compared to the losses which would be produced by any interruptions or by any lack of continuity in the smooth state of the interior surface.
Although in Fig. 2 the different layers of cover material 12 are shown as separate layers, they are rather, in the finished pipe, partially melted together and both due to the application of a solvent to the web material, when the latter is being wound onto the coated wire, and due to the heat treatment which follows this winding. Furthermore, there is at least partial fusion between the innermost layer of cover material and the coating of the wire. The strip of covering material is applied under an external tension such that portions of this strip are placed deep into the spaces between the turns of coated wire.
As a result, the pipe has what may be referred to as a relatively deep coil winding. This greatly contributes to the flexibility of the pipe as the flexing pipe allows the coils of the coated wire helix to stick together.
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moving towards each other) while the inner surface of the pipe remains relatively smooth. In Figure 2 the thickness of the cover material has been exaggerated in order to clearly illustrate the multiple impact neck construction and in an actual pipe according to the invention) the thickness of the cover material. would not extend beyond the center of the wire.
The pipe elements may be heated during their manufacture by one or two induction heaters from a mandrel around which they are placed, or by radiant heat from an external source or by any other suitable means.
For the covering of the flexible pipe of Figures 1 and 2, the helical direction of the strip 12 of covering material is the same or substantially the same as the helical direction of the coated wire. The number of layers of the web of cover material in the finished product depends on the width of the web material which is used and on the number of descents which are successively applied to form the coating.
The metal wire 10, before being applied to a mandrel on which the pipe is formed, is subjected to a preliminary curvature such that the extensibility of the pipe can vary. If the pre-curvature creates a tendency in the coated wire helix to extend lengthwise, the final configuration of the pipe at rest is that shown in Figure 2, with the cover material 12 being drawn in a straight line. between the coils of the hose and the hose being compressible in the longitudinal direction, but not expandable.
If the curvature shows a tendency in the wire helix to contract lengthwise) the material of
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cover 12, in the final configuration of the pipe at rest, will be bent somewhat between the turns of wire and the pipe will be both compressible and extensible in the longitudinal direction
The strip of cover material 12 is helically wound under tension so that it lies between the sp.rea of the wire helix.
The value of the tension, the heat and the solvent are controlled in such a way that the layers of the covering material merge with the coating 11 of the wire but only partially merge with each other. As a result, in the finished pipe the layers of the covering material 12 remain under local tension where they have not been melted, between them and where they have been melted together their tensile work is lightened. It follows that the local tension in the cover strip varies across the width of the latter.
In practice, it has been found that the radial pressure, from one layer to the other, is much smaller at the inclined shoulder areas along the turns of the wire than on the top of these turns and in the part. overlap between top and shoulder areas. When performing partial melting by reducing the heat and the amount of solvent, these shoulder areas of less radial pressure are found where the layers of the cover remain in tension and do not merge with each other. . Elsewhere, the layers merge into a stress-free monolithic wall.
The advantage obtained by this partial fusion resides in that the flexibility of the pipe is appreciably increased because its layers can move with respect to one another in the unmelted shoulder areas where tilt * remains.
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under local voltage. This increase in flexibility is obtained without loss in tensile strength or fatigue resistance.