CN102985738A - 具有编织加强结构的柔性软管和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有编织加强结构的柔性软管，包括至少一个管状内部层（2）和至少一个编织加强层（4），该至少一个管状内部层由聚合物材料制成并且限定纵向轴线（X），该至少一个编织加强层缠绕在所述内部层（2）上，并且具有至少第一系列（5）和第二系列（6）的纱线，这些纱线螺旋缠绕在所述内部层（2）上，并且编织在一起，以形成相应的网眼横列（8、8′、8″…；9、9′、9″）和相应的网眼纵行（10、10′、10″…），这些相应的网眼横列相对于所述轴线（X）倾斜，这些相应的网眼纵行与所述轴线（X）基本平行。所述第一系列的纱线（5）的网眼纵行（10、10′、10″…）叠置在所述第二系列的纱线（6）的网眼纵行（10、10′、10″，…）上，以限定单层的加强编织结构（4）。一种用来制造所述软管的方法。

Description

具有编织加强结构的柔性软管和其制造方法
技术领域
本发明将一种柔性软管作为目的，该柔性软管具体地但不是排它地是园艺（gardening）类型的，设有内部网状加强结构。本发明也将一种用来制造这样一种加强软管的方法作为目的。
背景技术
柔性园艺软管通常包括管状内部层和管状外部层，该管状内部层和管状外部层由聚合物材料制成，不必是相同类型的。
通常介入在两个层之间的是一个或多个加强层，该一个或多个加强层构造成要赋予软管的机械特性的函数，这些机械特性如抗裂性、柔性或避免扭曲现象（即软管当经受扭转而在形成局部变窄或阻塞情况下时被压扁的趋势）的能力。
加强层通常由纺织、合成或天然纤维构成，敷设或编织有经编类型的链网（chain mesh）。
敷设类型的加强层，如果一方面它保证软管在压力下的有限膨胀，并且生产比较简单和经济，则另一方面具有低的抗扭曲性。
编织类型的加强层，尽管比敷设类型制造更困难且成本更高，但相对于编织类型的更耐扭曲，并因此在中高级园艺软管的情况下是优选的。
尽管如此，但具有编织加强结构的软管对于内部压力的变化非常敏感，并且通过轴向转动而对内部压力作出反应，从而在使用软管运送车和类似支撑件的情况下产生多种困难。
为了克服这些缺陷，已经制成园艺软管，这些园艺软管的一种在EP0623776中描述，在这种园艺软管中，编织层由网眼的纵行和横列（wales and courses）形成，这些纵行和横列相对于软管的轴线以相反的倾斜角度倾斜。
然而，也在这种情况下，在压力下有不可忽略的转动，尤其是由于软管的长度或直径变化，软管的这种长度或直径变化改变其几何形状。
由FR2849148可知，已知一种灌溉软管，这种灌溉软管设有两个编织加强层，这两个编织加强层彼此上下叠置，并且具有网眼纵行和网眼横列，这些网眼纵行相对于软管的轴线倾斜，这些网眼横列由平行的链或网眼形成。这些层之一的网眼横列相对于另一个层的网眼横列以一种方式倾斜地间隔开，从而限定两个编织层的网眼横列的规则交替。
然而，这种解决方案已经证明是不令人满意的，因为它非常难以实现，并且还具有限定在网之间的过宽空间的缺陷，结果是抗裂性的局部减小。
具有编织加强结构的软管的另外一种解决方案从US3578028获知，在该解决方案中，加强编织由网眼的链限定，这些网眼的链以这样一种方式相互盘绕，从而相应的链孔眼部分地彼此上下叠置。
尽管如此，但在这种情况下，网眼横列的特定分布确定了在横列之间比较宽的空隙的存在，这些空隙清楚地代表了较低耐压点。
在US3201954中，描述了一种柔性软管，这种柔性软管具有加强网，该加强网由螺旋部分和由编织部分形成。
编织部分具有链孔眼，这些链孔眼沿网眼横列分布，这些网眼横列与软管的延伸轴线大体平行。具体地说，每个横列具有多个开槽的纵向孔眼，这些多个开槽的纵向孔眼与对应的横向分段正面接触。
这样的解决方案也已经证明是不令人满意的，因为它要求大量纱线的存在。另外，它在存在高压的情况下具有对于扭曲和扭转的不良耐受性，因为由不同系列的纱线限定的网眼纵行具有相同的倾斜角度。
发明内容
本发明的目的在于，通过提供一种高性能和比较便宜的软管而至少部分地克服上述缺陷。
本发明的另一个目的在于，制造一种具有编织加强结构的柔性软管，该柔性软管具有高的和均匀的耐压性，并且在存在压力变化的情况下不经受转动，在任何情况下保持高展性。
这样的目的以及下面将更清楚的其它目的，通过根据权利要求1的软管实现。
根据本发明的另外方面，提供一种根据权利要求6的用来制造软管的方法。
单层编织可借助于圆型编织机得到，该圆型编织机具有单个编织头，在该单个编织头中，每根针与第一系列的纱线和第二系列的纱线同时工作，以便借助于单次运动制造网眼，该网眼由第一孔眼和由第二孔眼形成，该第一孔眼由第一系列的纱线的一部分构成，该第二孔眼由第二系列的纱线的一部分构成并且叠置在第一孔眼上。
附图说明
鉴于根据本发明的几个优选但不是排它实施例的详细描述，本发明的进一步特性和优点将更清楚，这些实施例借助于图表作为非限制性例子示出，在这些图表中：
图1是在使几个细节除去的情况下在第一优选构造中的根据本发明的软管的立体图；
图2是在使几个细节除去的情况下在第二优选构造中的根据本发明的软管的立体图；
图3是图1的软管的细节的放大正视图；
图4是现有技术的软管的细节的放大正视图，该细节与图2的细节相对应；
图5是在两种不同构造中图3的细节的放大视图；
图6是用来制造根据本发明的软管的编织机的细节的示意图；
图7是在工作程序中编织机的针的示意图；
图8是根据第一构造在编织期间编织机的细节的截面的正视图；
图9是在工作程序中图8的编织机的几根针的示意图；
图10是在第二构造中的编织期间的编织机的细节的截面的正视图；
图11是在工作程序中图10的编织机的几根针的示意图。
具体实施方式
图1和2示出了根据本发明的软管的两个优选但非排它实施例，该软管总体上用1指示，该软管可包括管状内部层2、管状外部层3以及加强层4，该加强层4介于管状内部层2和管状外部层3两个层之间。
内部层2和外部层3可由塑料或橡胶类型的聚合物材料制成，例如由PVC制成。以已知方式，也可提供另外的层（未示出），这些另外的层布置在内部层2内部和/或外部层3外部。
加强层4将是编织类型的，具有经编类型的链网，并且可由纺织纤维制成，例如由聚酰胺或聚酯制成。尽管如此，也可使用其它合成或天然纤维类型。
管状内部层2和管状外部层3将是大体同轴的，并且将沿纵向轴线X延伸。
编织增强层4将以螺旋的方式缠绕在内部层2上，并且将包括第一系列的纱线和第二系列的纱线（分别为5和6），该第一系列的纱线和第二系列的纱线以螺旋的方式缠绕在内部层2上。
两个系列的纱线5、6以大体相同的节距螺旋前进，并且将编织在一起，以形成多个网眼7、7′、7″…，这些网眼7、7′、7″…布置在网眼横列（分别是8、8′、8″…和9、9′、9″…）和网眼纵行10、10′、10″…上，这些网眼横列相对于纵向轴线X倾斜，这些网眼纵行10、10′、10″…与轴线X基本平行。具体地说，网眼7、7′、7″…也将是大体纵向的。
根据本发明的一个特性，每个网眼7、7′、7″…由限定第一链孔眼11、11′、11″…的第一系列的纱线5的一部分和由限定第二链孔眼12、12′、12″…的第二系列的纱线6的一部分形成。
另外，每个链孔眼11、11′、11″…；12、12′、12″…是大体U形的，并且一对纵向分段由大体横向分段连接，这对纵向分段分别是13、14；13′、14′；13″、14″和15、16；15′、16′；15″、16″，该大体横向分段分别是17、17′、17″…和18、18′、18″。
具体地说，对于每个网眼纵行10、10′、10″…，将设有网眼7、7′、7″…，每个网眼由成对的第一链孔眼11、11′、11″…和第二链孔眼12、12′、12″…形成，这些第一链孔眼11、11′、11″…和第二链孔眼12、12′、12″…大体彼此相同，并且两者都具有相应的大体纵向分段13、14；13′、14′；13″、14″和15、16；15′、16′；15″、16″以及相应的大体横向分段17、17′、17″…和18、18′、18″…，这些相应大体纵向分段13、14；13′、14′；13″、14″和15、16；15′、16′；15″、16″以及相应的大体横向分段17、17′、17″…和18、18′、18″以大体完全的方式彼此上下叠置，从而限定加强编织结构4，该加强编织结构4通常是单层并且局部是双纱线。
如在图3和5中更清楚看到的那样，对于每个网眼7、7′、7″…，相应的第一孔眼11、11′、11″…和第二孔眼12、12′、12″…可径向地和/或正面地叠置，并且在任何情况下将相互编织，以便限定单链的孔网眼7、7′、7″…。
自然，每个网眼7将连到相同纵行10、10′、10″…的一对相邻网眼7′、7″…上，这些网眼7′、7″中的每一个由第一孔眼11′、11″…和由第二孔眼12′、12″…形成，该第一孔眼11′、11″…和第二孔眼12′、12″…大体彼此相同，并且以大体完全的方式叠置。
优选地，第一系列纱线5的网眼横列8、8′、8″…将以与第二系列纱线6的网眼横列9、9′、9″…的倾斜相反的倾斜而相对于轴线X倾斜，第一系列纱线5的网眼横列8、8′、8″…和第二系列纱线6的网眼横列9、9′、9″…分别以相应的预定倾斜角α、β倾斜，这些相应的预定倾斜角α、β将优选地具有大小相等但相反的值。
以优选但仅仅示例性的方式，倾斜角可具有包括在20°与80°之间和更优选地在30°与75°之间的值。
有利地，与相应的倾斜角α、β无关，在图1中示出的第一构造中，第一系列纱线5的网眼横列8、8′、8″…将仅在相应的孔眼11、11′、11″…；12、12′、12″…处叠置在第二系列纱线6的网眼横列9、9′、9″…上。
这种具体构造将允许防止加强层4具有在相同横列8、8′、8″…；9、9′、9″…的网眼7、7′、7″…之间的空隙，这些空隙具有过大延伸，该过大延伸将导致在这些区域处软管1的抗裂性的局部减小。
以这种方式，加强层4将大体仅在与网眼7、7′、7″…的接触点处才是双纱线。
通过比较图3和图4，本发明将甚至更清楚，在该图3和图4中，描绘了分别根据本发明的软管1的编织加强层4和属于现有技术的软管的相同部分的两种细节，在属于现有技术的软管中，网眼7、7′、7″…仅由两个系列之一的纱线形成。
在图2中示出的第二构造中，第一系列纱线5的网眼横列8、8′、8″…将也在介于邻近的各网眼纵行10、10′、10″…之间的区域处叠置在第二系列纱线6的网眼横列9、9′、9″…上。
具体地说，两种软管具有带相同倾斜的网眼横列8、8′、8″…。清楚的是，以上限定的空隙（它们在两个图中都用阴影指示）对于根据本发明的软管1而言，相对于现有技术的软管具有减小的延伸。以这种方式，在高的内部压力的情况下防止过大的局部膨胀，从而既提高抗裂性又提高耐扭曲性能。
根据本发明的软管可用一种方法得到，该方法提供了：制造聚合物材料的内部层2的步骤，例如借助于挤压成型；和在内部层2的周缘处编织第一系列5和第二系列6的纱线的随后的步骤，以便在该内部层2上形成加强层4。
具体地说，编织步骤利用两个系列的纱线5、6和借助于多根针19执行，这两个系列的纱线5、6布置成以预定方向绕内部层2转动，这些多根针19构造成与内部层2的轴线X平行地运动，并且钩住相应纱线5、6且将它们编织在一起，以便限定加强层4的网眼横列8、8′、8″…、9、9′、9″…和网眼纵行10、10′、10″…。
每根针19可钩住两个系列5、6之一的纱线，以便制造孔眼11、12，该孔眼11、12设计成形成网眼7。
例如，针19可钩住第一系列的纱线5，以便形成第一孔眼11，而各邻近的针可同时或随后钩住第二系列的纱线6，以便形成第二孔眼12，该第二孔眼12叠置在第一孔眼11上。
有利地，每根针19可构造成同时钩住第一系列的纱线5和第二系列的纱线6，如在图9中更清楚可见的那样。
以这种方式，每根针19将借助于每个纵向平移实现链网眼7、7′、7″…，该链网眼7、7′、7″…包括第一孔眼11、11′、11″…和第二孔眼12、12′、12″…，该第一孔眼11、11′、11″…由第一系列5的纱线部分形成，该第二孔眼12、12′、12″…由第二系列6的纱线部分形成，与第一孔眼11、11′、11″…相同，并且大体完全地叠置在第一孔眼11、11′、11″…上，以形成加强编织结构，该加强编织结构通常是单层的，并且局部是双纱线类型的。
具体地说，加强层4将具有网眼纵行10、10′、10″…和网眼横列8、8′、8″…、9、9′、9″…，这些网眼纵行10、10′、10″…与软管1的轴线X基本相平行，这些网眼横列8、8′、8″…、9、9′、9″…相对于该轴线X倾斜。
两个系列的纱线5、6将安装在大体同轴的转动板20、20′上，使得在相反方向上以大体相同的速度转动，以便得到网眼横列，这些网眼横列相对于软管1的纵向轴线X具有大小相等且方向相反的倾斜。
该方法然后可包括对于完成软管必要的全部辅助步骤，如得到外部层3的步骤，并且这样的步骤可作为软管1的具体构造的函数而变化。
编织加强层4可用编织机21得到，该编织机21示出在图6、8及10中，具有两个卷轴承载板20、20′，这两个卷轴承载板20、20′都是机动的，并且可连到同一马达22。
两个板20、20′将是同轴的，并且绕由软管1限定的纵向轴线X是可转动的。系列5、6的每根纱线将来自相应的卷轴23、23′，该相应的卷轴23、23′对于每块板20、20′以相同的数量设置。
后者将与用来分布纱线的装置24、24′相联，该装置24、24′彼此面对，并且安装成关于纵向轴线X同轴，以便使得优选地以相同速度且相反方向上转动，并且将两个系列的纱线5、6以螺旋前进和倾斜角α、β缠绕在内部层2上，这些倾斜角α、β相对于软管的轴线X是相等的并且偏转方向彼此相反。
机器21也将包括编织头25，该编织头25具有套筒26，该套筒26在图6中是较清楚可见的，限定用于下部层2的轴向通路27，这些针19被绕该轴向通路27以圆形布置。
编织头25还将包括凸轮28，该凸轮28与针19可操作地相联，以便使得这些针沿相应的纵向方向交替运动。
凸轮28可具有多个峰顶29，这些多个峰顶29与每个系列的纱线5、6的数量相同，即与每个系列的纱线5、6的数量的倍数或约数相等。
每根针19将构造成同时钩住和处理第一系列的纱线5和第二系列的纱线6，并且得到单层编织加强部4，该单层编织加强部4使得每个网眼纵行10、10′、10″…由第一系列的纱线5和由第二系列的纱线6两者限定。具体地说，单层编织加强部4以这样一种方式在网眼7、7′、7″…处将是双纱线类型的，从而使得具有与高展性相关的对于增大压力的耐受性。
另外，在图8和9中示出的第一构造中，针19将构造成全部以同步方式平移，并且钩住第一纱线5和第二纱线6的相应对，从而实现编织层4，该编织层4具有多个网眼纵行10、10′、10″…，这些网眼纵行10、10′、10″…与每个系列的纱线5、6的数量相等。
在图10和11中示出的可选择构造中，将可以辨别两个单独系列的针19，这些针19相对于彼此以交替方式操作，用来制造编织层5，该编织层5具有多个纵行10、10′、10″…，这些多个纵行10、10′、10″…与每个系列的纱线5、6的数量的两倍相等。
由以上描述的内容，清楚的是，本发明实现了预先设立的目的，并且具体地说，实现了制造增强网眼的目的，该增强网眼具有高展性，并且大体上不受软管的膨胀力的影响。编织的平衡结构保证了始终补偿由在软管内部的压力造成的扭转力，即使在存在网眼横列的倾斜变化的情况下也是如此，从而软管实际上不受运送流体的内部压力变化的影响。借助于两个系列的纱线的编织而形成的基本网眼将展性赋予软管，并且降低其变窄和阻塞的可能性。
根据本发明的软管和方法易于进行多种修改和变更，这些修改和变更都落在所附的权利要求书表达的发明构思内。

Claims (11)

1.具有编织加强结构的柔性软管，包括至少一个管状内部层（2）和至少一个编织加强层（4），该至少一个管状内部层由聚合物材料制成并限定纵向轴线（X），该至少一个编织加强层缠绕在所述内部层（2）上，所述加强层（4）包括至少一个第一系列的纱线（5）和至少一个第二系列的纱线（6），这些纱线螺旋缠绕在所述内部层（2）上并且编织在一起，以形成相应的网眼横列（8、8′、8″…；9、9′、9″）和相应的网眼纵行（10、10′、10″…），这些网眼横列相对于所述轴线（X）倾斜，这些网眼纵行与所述轴线（X）基本平行，其中，所述网眼（7、7′、7″…）中的每一个由形成第一链孔眼（11、11′、11″…）的所述第一系列的纱线（5）的一部分和由形成第二链孔眼（12、12′、12″…）的所述第二系列的纱线（6）的一部分形成，并且其中，所述第一链孔眼（11、11′、11″…）和第二链孔眼（12、12′、12″…）中的每一个是大体U形的，具有一对纵向分段（13、14；13′、14′；13″、14″…；15、16；15′、16′；15″、16″…），这对纵向分段由大体横向分段（17；17′；17″；…；18、18′、18″）连接，其特征在于，对于所述网眼（7、7′、7″）中的每一个，所述第一链孔眼（11、11′、11″…）和所述第二链孔眼（12、12′、12″…）彼此大体相同，并且具有大体完全地相互叠置的相应的大体纵向分段（13、14；13′、14′；13″、14″…；15、16；15′、16′；15″、16″…）及大体横向分段（17；17′；17″；…；18、18′、18″），以限定加强编织结构（4），该加强编织结构大体上是单层的，并且局部是双纱线类型的。
2.根据权利要求1所述的软管，其特征在于，第一网眼（7）的每对相互叠置的孔眼（11、12）与同第一网眼相邻的两个另外的网眼（7′、7″）的相互叠置的孔眼（11′、12′；11″、12″…）相连。
3.根据上述权利要求中任一项所述的软管，其特征在于，所述第一纱线系列（5）的网眼横列（8、8′、8″…）以与所述第二系列纱线（6）的网眼横列（9、9′、9″…）的倾斜相反的倾斜、并以相应的预定倾斜角（α、β）而相对于所述轴线（X）倾斜。
4.根据权利要求3所述的软管，其特征在于，所述倾斜角（α、β）的值彼此相等且相反。
5.根据权利要求3或4所述的软管，其特征在于，所述倾斜角（α、β）具有包括在20°与80°之间并且优选地包括在30°与75°之间的值。
6.用来制造根据以上权利要求中一项或多项的柔性软管的方法，包括制造聚合物材料的至少一个内部层（2）的步骤和在所述内部层（2）的周缘处编织至少一个第一系列的纱线（5）和至少一个第二系列的纱线（6）以在该内部层上形成至少一个编织加强结构（4）的随后步骤，其中，通过将所述第一系列和第二系列的纱线（5、6）布置成绕所述内部层（2）以预定方向转动并且借助于多根针（19）来进行所述编织步骤，这些针构造成用来钩住相应的所述第一系列和第二系列的纱线（5、6）并且将它们编织在一起，以便限定所述加强层（4）的网眼纵行（10、10′、10″…），将所述针（13）构造成用来钩住所述第一系列的至少一根纱线（5）和/或所述第二系列的至少一根纱线（6），并且得到链网眼（7、7′、7″…），这些链网眼限定网眼纵行（10、10′、10″…）和网眼横列（8、8′、8″…；9、9′、9″…），这些网眼纵行与软管的轴线（X）基本平行，这些网眼横列相对于该轴线倾斜，其中，每个链网眼（7、7′、7″…）包括第一孔眼（11、11′、11″…），第一孔眼由所述第一系列的纱线（5）形成并且连接到第二链孔眼（12、12′、12″…），第二链孔眼由所述第二系列的纱线（6）形成，所述第一孔眼（11、11′、11″…）和所述第二孔眼（12、12′、12″…）每个均具有大体U形形状，具有相应的纵向分段（13、14；13′、14′；13″、14″…；15、16；15′、16′；15″、16″…）对，这些相应的纵向分段对由大体横向分段（17；17′；17″；…；18、18′、18″）连接，其特征在于，将所述针（19）布置成用来钩住所述第一系列的纱线（5）和所述第二系列的纱线（6），从而使得相同网眼（7、7′、7″…）的所述第一孔眼（11、11′、11″…）和所述第二孔眼（12、12′、12″…）彼此大体相同，并且相应的大体纵向分段（13、14；13′、14′；13″、14″…；15、16；15′、16′；15″、16″…）及横向分段（17；17′；17″；…；18、18′、18″）大体上完全叠置，以形成加强编织结构（4），该加强编织结构大体上是单层的，并且局部是双纱线类型的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述针（19）的每一根设计成用来同时钩住所述第一系列的纱线（5）和所述第二系列的纱线（6），以得到由成对的第一孔眼（11、11′、11″…）和第二孔眼（12、12′、12″…）形成的网眼（7、7′、7″…）。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述第一系列和第二系列的纱线（5、6）安装在大体同轴的转动板（14、14′）上，这些大体同轴的转动板以大体相等速度并在相反方向上是能转动的，以得到网眼横列（8、8′、8″…；9、9′、9″…），这些网眼横列相对于所述轴线（X）具有相等且相反的倾斜。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述针安装在编织头（25）上，该编织头设有凸轮（28），该凸轮适于以大体纵向、交替平移运动来使所述针（19）运动。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述凸轮（28）具有多个峰项（29），这些峰项与所述第一系列和第二系列中的每个系列的纱线（5、6）的数量相等。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述凸轮（28）具有多个峰项（29），这些峰项与所述第一系列和第二系列中的每个系列的纱线（5、6）的数量的倍数或约数相等。
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