CN102187138A - 加固的柔性软管 - Google Patents
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Abstract
一种柔性软管(100)具有带凹槽的衬垫(102),衬垫(102)形成软管的一部分侧壁以限定内孔(101)。螺旋状的凹槽(108)形成在衬垫(102)的外面层,衬垫(102)具有包括大致光滑、平滑的表面的最内侧(104)。绕线的护圈(107)容纳在每个凹槽(108)内使得软管(100)对抗其被弯曲时由于扭结引起的内孔(101)破碎和塌陷。
Description
本发明涉及柔性软管,具体地但并不唯一地涉及柔性管状软管,该软管具有衬垫和狭长护圈,衬垫设置有螺旋凹槽的外面层且具有光滑的内部表面,内部表面形成软管壁的内部部分,狭长护圈位于衬垫的凹槽内,当软管弯曲时阻止软管衬垫的内部塌陷。
对于某些应用,使用软管具有柔性度好且包括适当的物理强度和机械强度的软管是有益的。因此,通常包括绕成螺旋状的钢丝作为在软管壁内的加固构件。
螺旋状线材提供对软管结构的径向支承,加强软管以对抗可能扭曲或者损坏软管的机械力量。具体地,螺旋状线材施加阻抗力以对抗软管弯曲时由于扭结引起的软管破碎和塌陷。
许多不同的实施方式中通常使用螺旋状钢丝加固。例如,将固位丝嵌入沿着软管长度延伸的橡胶衬垫内。可选地,可以将线材卷绕在与线材的外表面接触的内部或者中间衬垫的外侧。公知地,还使用螺旋状的软管衬垫,该软管衬垫包括一系列与软管的纵轴垂直排列的螺旋匝,这些匝形成在衬垫的内(孔)面层和衬垫的外面层。螺旋状线材被依次地卷绕在衬垫的外面层凹槽内。在每个公知的实施方式中加固机制相同,即径向支承,在构造软管壁的的衬垫上设置线材。环绕的螺旋状线材有效地使衬垫维持环形形状以对抗由弯曲或者破碎产生的力量,否则这种力量将扭曲衬垫并且使衬垫塌陷。
具有这样的软管结构的一个问题是尽管有螺旋状线材的加固,但是当软管充分地弯曲时,对软管衬垫或者整个软管结构仍然存在塌陷或扭结的趋势,导致软管孔的堵塞,妨碍流体的流动。
所期望的是,柔性软管由螺旋状线材(提供通常水平的柔性以及阻抗力以对抗使用时被施加的机械力量)径向加固,同时具有更进一步增强的阻抗力以对抗软管弯曲时的内部塌陷和扭结。
根据本发明的第一方面提供了一种柔性软管,包括:衬垫,沿着所述软管的长度区域延伸,所述衬垫具有第一表面和第二表面,所述第一表面朝向所述软管的内孔,所述第二表面朝向所述软管的外表面,所述第二表面包括螺旋状凹槽,所述凹槽在所述衬垫的区域上延伸并且并与所述软管的纵轴垂直地排列;以及螺旋缠绕地狭长护圈,定位在所述凹槽内,其中当所述衬垫被弯曲时,所述凹槽的侧壁在所述弯曲的内部区域处挤压所述护圈从而产生轴向支承以增加对所述衬垫的机械变形的抵抗;其中所述衬垫的所述第一表面相对于所述第二表面是光滑的。
发明人已经发现,与在软管结构中应用相同的螺旋状线材但却没有将其设置在外面层凹槽中相比较而言,重要地是不是在具有内面层凹槽的衬垫中,而是在具有外面层凹槽的衬垫中结合狭长的护圈可以显著地增加对弯曲软管时由于扭结引起的破碎和内部塌陷的对抗。
具体地,可以相信容纳在每个外面层凹槽内的狭长的护圈对沿着衬垫的长度上预计区域处的弯曲内侧的衬垫施加轴向的支承,这样当弯曲的程度增加时限制了衬垫区域上压缩的变形和扭结。当弯曲内侧的凹槽壁靠近并且压迫衬垫时,产生轴向的支承。由于塑料的相对硬度,凹槽壁不会变形,因此引起的背压在网部区域上阻止轴向的变形。有效地阻止了在弯曲动作实施的压缩力下弯曲内侧附近区域上的衬垫的长度减少/破碎。因此,首先由于位于凹槽内的狭长的护圈实施的常见的、轴向束缚力;其次由于护圈、衬垫的带凹槽的外面层和无凹槽的内面层的协同影响,而在衬垫中产生的附加的轴向支承;加强了衬垫对抗扭结的能力。
凹槽可以被看成是由衬垫主体的外面层的峰和谷来限定的。优选地,护圈抵靠着谷,也就是说,护圈完全被容纳在每个凹槽内并且不向每个峰的高度延伸。
第一表面,与内控相对地设置,基本没有出现在第二表面中的相同类型的凹槽。也就是说,第一表面可以包括较小的瑕疵,例如表面缺陷或者微小的轮廓变化,然而相对于第二表面,第一表面可以被看成是大致光滑的。
优选地,衬垫基本没有在径向方向上处于衬垫主体内部大致四分之一处的凹槽。
根据本发明,当25mm孔的PTFE衬垫从径直的结构弯曲到所需的小弯曲半径时,衬垫中的凹槽的宽度将减少为原始凹槽宽度的35%。因此具有原始凹槽宽度的50%到100%的宽度的护圈将在软管衬垫弯曲的内侧产生大致轴向的支承。
优选地,当软管衬垫的轴线是直线的配置时,护圈的宽度(直径)处于软管衬垫的每个凹槽宽度的50%到100%之间。优选地,护圈和凹槽基本在软管衬垫的整个长度上延伸。
护圈可以包括金属丝并且具体地为钢丝,优选地包括螺旋状的匝。
优选地软管进一步包括抵靠着第二表面设置的金属编织件或者织物编织件。编织件可以直接接触第二表面并且可被附加的衬垫材料分离。优选地,软管进一步包括被设置在金属或织物编织件上的橡胶或者塑性外层。
优选地,带凹槽的衬垫主体包括塑性材料并且具体地包括聚四氟乙烯(PTFE)。
现在将通过示例以及参考相关的附图来描述本发明的具体实施方式,其中:
图1是根据本发明的具体实施方式的多层软管主体的局部剖视图,其中多层软管主体包括衬垫和盘绕有线材的护圈,护圈被放置在螺旋状的凹槽内,凹槽形成在衬垫主体中;
图2示意性地示出了图1中的软管的弯曲区域的截面侧视图;
图3示出了图2中的弯曲软管壁的截面。
柔性软管100包括内部有肋的的衬垫102;中间的金属或织物编织件层105以及外部的橡胶外罩106。
内部的有肋的衬垫102包括内面层光滑表面104,表面104限定了沿软管100的长度延伸的通孔101的内壁。示出了衬垫102的外面层103的侧面轮廓,外面层103包括与软管100的纵轴垂直排列的螺旋状的肋条109。凹槽108被形成为在肋条109之间的螺旋状的匝,从衬垫102的外面层103延伸到衬垫主体102的厚度的大致四分之三深度处以限定有肋的轮廓。
由盘绕成(螺旋状)的匝的金属丝形成的狭长护圈107被容纳在每个凹槽108内并且大致沿着软管100的长度延伸。
参照图2和图3,形成在衬垫主体102上的每个凹槽108从外面层103朝向限定内孔101的内面层104延伸。根据具体的实施方式,每个凹槽108的深度大致是衬垫主体102厚度的四分之三。每个凹槽腔108由大致径向设置的内壁302、303限定,也就是说与软管的轴呈90°地从最外面层表面103的峰306朝向位于表面103和104之间的谷307延伸。螺旋状线材护圈107设置在每个谷307中以被完全容纳在凹槽腔108内,并远离外面层103的每个峰306。
可以认为软管衬垫102包括螺旋状的“肋条”部304和螺旋状的“网”部300,“肋条”部304沿着软管长度的位于螺旋状的凹槽108之间,螺旋状的“网”部300从每个凹槽108径向向内地朝向内孔表面104延伸。
如图2和图3所示,通过将衬垫限制为管状结构(大致圆形的截面轮廓),螺旋状护圈107对软管尤其是衬垫102提供了径向的加固,从而施加阻抗力以对抗软管弯曲时由于扭结而引起的软管孔101的破碎和塌陷。
由于护圈107的协同组合,其中护圈107位于仅从软管衬垫102的外面层径向延伸的凹槽108内,从而使柔性软管100被进一步加强以对抗内孔101的扭结和塌陷。已经发现本发明的主题由于具有轴向支承的护圈而增强了对塌陷的抵抗力,可阻止了衬垫102的网状部300在弯曲的内侧衬垫部分上的压缩的变形。如图2和图3所示,当软管100被弯曲时,轴向的支承限制了衬垫102上机械压缩变形和扭结的程度。轴向的支承有效地阻止在网状部300中的衬垫102的塌陷,否则会观察到由于弯曲动作而产生的压缩力引起的网状部300中的衬垫102塌陷。由于肋条具有非常厚而强的壁厚,所以使由弯曲引起的轴向地施加到弯曲内侧的衬垫的肋条节段304上的压缩力变得无效。通过配置衬垫102和护圈107使得护圈107位于凹槽108内并陷入侧壁302、303之间,当在护圈107的外表面305周围弯曲时,可有效地阻止网状部300的压缩变形。
重要地,用于阻止内孔101塌陷的网状部300的轴向支承由在网状部300之间的衬垫区域102处的主体的填充物(continuous volume)产生。也就是说,衬垫102没有朝向中心孔101并处于衬垫主体的径向方向的内部大致四分之一处的凹槽。
正如可以理解的,只要预定的衬垫厚度被维持在每个谷307的底部和最外面层104之间,凹槽腔108就可以以任何深度值从外面层103朝向内面层104延伸,以允许衬垫102内的上述的轴向支承。
Claims (15)
1.一种柔性软管,包括:
衬垫,沿所述软管的长度区域延伸,所述衬垫具有第一表面和第二表面,所述第一表面朝向所述软管的内孔,所述第二表面朝向所述软管的外表面,所述第二表面包括多个螺旋状凹槽,所述多个螺旋状凹槽在所述衬垫区域上延伸并且与所述软管的纵轴垂直地排列;以及
螺旋缠绕地狭长的护圈,定位在所述多个螺旋状凹槽内,其中当所述衬垫被弯曲时,所述多个螺旋状凹槽的侧壁在弯曲的内侧区域处挤压所述护圈从而产生轴向支承以增加对所述衬垫的机械变形的抵抗;
其中所述衬垫的所述第一表面相对于所述第二表面是光滑的。
2.如权利要求1所述的软管,其中所述多个凹槽由多个峰和多个谷限定。
3.如权利要求2所述的软管,其中所述护圈抵靠着所述谷。
4.如以上任意一项权利要求所述的软管,其中所述第一表面基本没有所述第二表面上出现的、同类型的多个凹槽。
5.如以上任意一项权利要求所述的软管,其中当所述衬垫的轴线是直线构造时,所述狭长的护圈的宽度在所述凹槽的宽度的50%到100%之间。
6.如以上任意一项权利要求所述的软管,其中所述护圈和所述多个凹槽基本在所述软管的整个长度上延伸。
7.如以上任意一项权利要求所述的软管,其中所述护圈包括金属丝。
8.如权利要求7所述的软管,其中所述护圈包括绕成螺旋状的钢丝。
9.如以上任意一项权利要求所述的软管,进一步包括抵靠着所述第二表面设置的金属编织件
10.如权利要求1到8中任意一项所述的软管,进一步包括抵靠着所述第二表面设置的织物编织件。
11.如权利要求9或10所述的软管,进一步包括设置在所述编织件上的橡胶外层。
12.如权利要求9或10所述的软管,进一步包括设置在所述编织件上的塑料外层。
13.如以上任意一项权利要求所述的软管,其中所述衬垫包括塑性材料。
14.如权利要求13所述的软管,其中所述塑性材料包括聚四氟乙烯。
15.如以上任意一项权利要求所述的软管,其中,在所述衬垫沿径向方向大致四分之一内,所述衬垫基本没有多个凹槽。
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