CN105392603A - 护套剥离工具、套件、剥离一个或多个外护套层的方法和刀片 - Google Patents

护套剥离工具、套件、剥离一个或多个外护套层的方法和刀片 Download PDF

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Abstract

本发明的一方面提供了一种护套剥离工具，包括：基准挡块，其形状适合接触不锈钢波纹管的一端；一个或多个基本垂直于工具的中心轴线的切割刀片，其形状适合产生一个或更多的贯穿不锈钢波纹管一个或更多的外护套层的切口。一个或多个切割刀片中至少有一个相对于基准挡块定位，使得一个或多个切割刀片中至少有一个到基准挡块的距离是不锈钢波纹管相邻波谷间距的数倍。

Description

护套剥离工具、套件、剥离一个或多个外护套层的方法和刀片
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请的优先权，申请号61/837,352、申请日2013年6月20日。通过引用，该申请的全部内容合并到本文之中。
背景技术
目前已有使用不锈钢波纹管(CSST)以及安装件的气体和液体管道系统。这样的管道系统可设计为与达到25psi或更高的高压结合使用，在易用性和安装速度方面，它比传统的刚性黑铁管道系统有更多的优势，不需要现场测量，并减少了特定安装件(如弯头、三通和接头)的使用。然而，当薄金属壁暴露于物理力或电力(如闪电或故障电流)时，容易发生故障。
通常，结构内部会产生电流，这些电流可能是电源故障电流，或由闪电与房屋或结构相互作用所引起的感应电流。术语“故障电流”通常用于描述电气系统中的过载，但本文中其泛指包括在特定系统中任何异常的电流。来自闪电的电流可以直接或间接地到达结构。当直接和间接电流可能通过特定系统进入结构时，在结构的其它系统(尤其是那些距离管道系统很近的系统)中可能产生电压。这通常会导致在相邻系统之间产生电的闪络或电弧。当两个电导体之间存在高电压差时，发生闪络，引起空气电离，导体之间的材料被高电电压击穿并形成火花。
穿透良好介电材料的闪络的产生通常需要很高的电压。当发生闪络时，穿过电离通路的电子流通过热量和冲击波(例如，声波)引起能量耗散。热量和冲击波的程度与闪络中的电能量的持续时间和强度直接相关。通常，击穿介电材料所需的电压足够驱动相对大量的能量贯穿相关联的火花，这通常导致两个导体以及其间的所有材料的损坏，主要的损坏模式为这些材料的过热和熔化。
金属为导电材料，所以CSST是很好的电流通路。当CSST安装在很靠近建筑物内的另一导体且其中之一已通电的情况下，就有产生发生闪络的可能。这样的闪络通常由闪电引起，但可以预测的是，其它事件也能够在导体间产生足够的电压差。这样的闪火可以产生足够的热量，有可能在CSST上熔出小孔，导致燃气泄露。这样情况因通常围绕在CSST上的介电护套而恶化，这种护套通常在非常小的区域被击穿，产生闪络形成的针孔。这样的现象将闪火集中，并将热量聚集在不锈钢的内部，其结果是与无护套管道相比，CSST对闪络的抗击穿性被削弱了。
发明内容
本发明一方面提供了一种护套剥离工具，包括：基准挡块，其形状适合接触不锈钢波纹管的一端；一个或多个切割刀片，基本垂直于工具中轴线设置，其形状适合产生一个或多个贯穿不锈钢波纹管一个或多个外护套层的切口。一个或多个切割刀片中至少有一个相对于基准挡块定位，使得一个或多个切割刀片中至少有一个到基准挡块的距离是不锈钢波纹管相邻波谷间距的数倍。
本发明的这一方面可以包括多种实施方式。可以将一个或多个刀片中的至少一个设置成切割刀片的刀刃成角度的远离基准挡块。基准挡块可以将该工具分为第一工具端和第二工具端，其中一个或多个切割刀片中至少有一个定位在每一个第一工具端和第二工具端。该工具可以包括两个基本为半圆形的半部。
两个基本上半圆形的半部，分别包括至少一个所述一个或多个切割刀片。大体上半圆形的半部由铰链连接。铰链可以是活动铰链。一个或多个切割刀片中至少有一个的两个切面之间包括基本平的表面。
本发明的另一方面包括一种护套剥离工具，包括：具有基本圆柱形内腔的主体；分隔所述内腔而使其形成第一工具端和第二工具端的基准挡块，所述基准挡块的形状适合与不锈钢波纹管的一端接触；第一组一个或多个切割刀片；以及第二组一个或多个切割刀片，基本垂直于工具的中轴线、设置在第二工具端中。第一组一个或多个切割刀片：至少一个基本垂直于工具的中轴线、设置在所述第一工具端中；相对于所述基准挡块设置，使得所述第一组一个或多个切割刀片中的至少一个到基准挡块的距离数倍于所述不锈钢波纹管相邻波谷之间的距离；以及从所述主体凸出到所述内腔中，这样当将一段不锈钢波纹管(其末端在波谷处切断)插入所述第一工具端并且所述主体围绕该不锈钢波纹管施压并旋转时，所述第一组一个或多个切割刀片中的至少一个在另一波谷处切穿该段管材的所有护套层。所述第二组切割刀片的两个切面之间可以包括基本平的表面。
本发明的这一方面可以有多种实施方式。所述第二组切割刀片从所述主体凸出到所述内腔中，这样当该段不锈钢波纹管插入所述第二工具端并且所述主体围绕所述不锈钢波纹管施压并旋转时，所述第二组一个或多个切割刀片中的至少一个切穿外护套层，但未切穿中间导电层。所述工具包含两个基本半圆形的半部。所述基本半圆形的半部由铰链连接。
本发明的另一方面提供一种套件，包括这里所描述的工具以及操作说明书：在波谷处切断一段不锈钢波纹管；将所述工具置于所述不锈钢波纹管的末端，使得所述不锈钢波纹管的末端接触所述工具的基准挡块；紧压所述工具并使其旋转，切穿所述不锈钢波纹管的一个或多个护套层；以及将所述工具沿轴向往所述不锈钢波纹管末端牵拉，以剥离所述一个或多个护套层。
本发明的这一方面可以有多种实施方式。所述操作说明书可以进一步包括这一步骤：在所述牵拉步骤之前，使所述工具部分展开。
本发明的另一方面包括一种从不锈钢波纹管剥离一个或多个外护套层的方法。所述方法包括：将一段不锈钢波纹管置于所述工具中，使得一个或多个切割刀片接触所述不锈钢波纹管的最外护套层；使所述工具相对于所述不锈钢波纹管旋转；将所述不锈钢波纹管置于所述工具中，使得一个或多个内部环形肋状物插入一个或多个切口；以及沿着轴向牵拉所述工具，从而剥离一个或多个外护套层。
本发明的另一方面提供了一种护套剥离工具，包括：基本垂直于工具中轴线的一个或多个切割刀片，其形状适合产生一个或多个贯穿管或线的一个或多个外护套层的切口；以及一个或多个内部环形肋状物，其形状适合插入所述一个或多个切口，并且当所述工具相对于管或线沿轴向牵拉时，其形状适合剥离由一个或多个切割刀片切割下来的一个或多个护套层。
本发明的这一方面可以有多种实施方式。一个或多个刀片和一个或多个内部环形肋状物位于工具上大体相对的两端。一个或多个切割刀片是剃刀刀片。所述一个或多个切割刀片可以以可拆卸的方式安装在一个或多个狭缝内。
所述一个或多个切割刀片由盖子可拆卸地保持在适当的位置。所述盖子由一个或多个凸片可拆卸地保持在适当的位置。所述一个或多个凸片从该工具伸出，设置它们的形状使其在插入到盖子上的一个或多个插槽时，适合于弯曲。
所述工具包括两个基本为半圆形的半部。所述两个基本为半圆形的半部中可以分别包括切割刀片。所述两个基本为半圆形的半部中可以分别包括内部环形肋状物。所述基本为半圆形的半部由铰链连接。所述铰链是活动铰链。所述两个基本为半圆形的半部可以组成小于180°的弧形，这样可以通过施压所述基本为半圆形的半部，以适应偏小的管或线。所述两个基本为半圆形的半部组成的弧形可以大于或等于177.5°，但小于180°。所述两个基本为半圆形的半部组成的弧形可以大于或等于179.5°，但小于180°。
所述工具可以包括隔板，位于所述一个或多个切割刀片和一个或所述多个内部环形肋状物之间。所述一个或多个切割刀片和所述一个或多个内部环形肋状物与所述隔板间隔相等的距离。
所述一个或多个切割刀片可以包括四个切割刀片。所述工具包括至少两个切割刀片，相对于所述工具的中轴线，所述至少两个切割刀片安装在至少两个安装距离。
所述工具在所述至少两个切割刀片中的一个刀片毗连处的内径不同于另一个刀片毗连处的内径。
通过设定所述工具的尺寸以便剥离管的一个或多个外护套层，管的直径选自下组，包括：3/8英寸、1/2英寸、3/4英寸、1英寸、11/4英寸、11/2英寸和2英寸。所述管可以是不锈钢波纹管。
所述工具可以包括至少两个内部肋状物，其中一个内部肋状物的内径不同于另一个内部肋状物的内径。
至少一个所述一个或多个切割刀片和所述工具在刀片毗连处内径之间的距离基本等于管或线的所述一个或多个外护套层的厚度。
本发明的另一方面提供一种套件，包括这里所述的工具以及操作说明书：在所述工具中放置一段管或线，使得所述一个或多个切割刀片接触所述管或线的最外护套层；相对于所述管或线转动所述工具；将所述管或线放置在所述工具中，使得所述一个或多个内部环形肋状物插入所述一个或多个切口；轴向牵拉所述工具，以剥离所述一个或多个外护套层。
另一方面，本发明提供了剥离管或线的一个或多个外护套层的方法。该方法包括：将一段管或线放置所述工具中，使得所述一个或多个切割刀片接触所述管或线的最外护套层；相对于所述管或线转动所述工具；将所述管或线放置在所述工具中，使得所述一个或多个内部环形肋状物插入所述一个或多个切口；沿轴向牵拉所述工具，以剥离所述一个或多个外护套层。
本发明的另一方面提供了一种刀片，包括两个切面和两个切面之间的基本平的表面。本发明的这一方面可以有多种实施方式。例如，所述基本平的表面的截面距离宽度在约0.001英寸和约0.006英寸之间。
附图说明
参照附图的有关描述有助于更好地理解本发明的本质和目的。在各视图中，相同的附图标记表示相应的部件。
图1A和1B示出了现有技术中带有护套的管。
图2A-2D示出了依照现有技术的消能管。
图3A-3C示出了依照本发明的优选实施方式的密封装置和管组件的实施方式。
图4示出依照本发明优选实施方式的安装消能管的方法。
图5A-5D示出了依照本发明的优选实施方式的护套剥离工具的实施方式。
图6示出了依照本发明的优选实施方式，从管或线上剥离一个或多个外护套层的方法。
图7示出了依照本发明优选实施方式的刀片支架，它能把刀片固定在特定高度。
图8A-8G示出了依照本发明的优选实施方式的另一个护套剥离工具，包括一个或多个刀片支架。
图9A-9C示出了依照本发明优选实施方式的另一个护套剥离工具。
图10示出了依照本发明优选实施方式的刀片相对于管中轴线的角度。
图11A-11C示出了依照本发明优选实施方式的一个刀片，在两个切面之间有一个基本平的面。
定义
参照下列定义可以更清楚地理解本发明。
除非明确指出，在本文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数。
除非明确说明或能从上下文看出，术语“约”理解为在正常公差范围之内，例如均值的2个标准差之内。“约”也能被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、或0.01％之内。除非另从上下文中清楚得知，文中的所有数值均被“约”修饰。
本文所使用的术语“合金”指的是由两种或多种元素组成的均匀的混合物或金属固溶体。合金包括奥氏体镍铬基超合金、黄铜、青铜、钢、低碳钢、磷青铜、不锈钢、以及类似物。
在本说明书和权利要求书中所使用的词语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、以及类似词语可以具有如其在美国专利法中的意义，意指“涵盖”、“包含”以及类似含义。
本文中使用的术语“不锈钢波纹管”以及“CSST”是指任意种类的半弯曲管或管道，其可以容纳腐蚀性或侵蚀性气体或液体。在一些实施方式中，CSST被设计和/或批准用于输送燃气，例如天然气、甲烷、丙烷等等。例如不锈钢波纹管可以符合使用不锈钢波纹管的燃气管道系统标准,例如ANSILC1-2005/CSA6.26-2005。本发明产品可以和所有商业上销售的CSST产品联合使用，包括但不限于以下公司的CSST：田纳西州波特兰的Titeflex公司(TiteflexCorporation)，和品牌；宾夕法尼亚州艾克斯顿的OmegaFlex公司(OmegaFlex,Inc.)，和品牌；宾夕法尼亚州布罗斯堡的沃德制造公司(WardManufacturing)，品牌；印第安纳州希尔斯伯勒的Tru-Flex金属软管公司(Tru-FlexMetalHoseCorp.)，品牌；堪萨斯州威奇托的金属片公司(MetalFab,Inc.)，品牌DIAMONDBACKTM。
除非明确说明或能从上下文看出，本文使用的词语“或”应被理解为包容性的。
本文中使用的术语“金属”，是指作为电和/或热的良导体的任意化学元素。金属的实施方式包括但不限于，铝、钙、铌(又名“钶”)、铜、金、铁、镍、铂、银、钽、钛、锌、锆等等。
本文中使用的术语“树脂”是指人工合成的或天然生成的任意聚合物。
本文提供的数值范围应被理解为该范围之内的所有数值的简写。例如，1至50这一范围应当理解为由1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、l9、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37，38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50(以及其分数，除非上下文另有明确的指示)组成的数组中的任意数、数的组合或子范围。
具体实施方式
波纹管
参考图1A和1B，所示为一段根据现有技术的波纹管102。波纹管102可以由不锈钢或任意其它适合的材料制成。管102包括几何形状和间距基本相同的多个波峰104和波谷106。例如，在特定类型的管102内，相邻的波谷106之间的间距dV(从每一个波谷的拐点测量)基本相等。护套108(例如，多层护套)覆盖在管102外部。
护套108可以包括多个层110、112。这些层110、112围绕管102形成一个大致的环形，可以具有圆形或非圆形的横截面。
消能管
参考图2A至2D，为了更好地吸收来自故障电流和闪电冲击的能量，设有能量消耗护套来消耗通过对应护套的电能和热能，从而保护管202。术语“消耗”的含义包括将电能分配至适当的接地装置，例如安装件。
下文将简要描述能量消耗护套，在美国专利申请公开第为2011/0041944和第2013/0192708号有对其进一步的描述。
能量消耗护套的优选实施方式优选包括一个或多个导电层，用来分散电和热。这些导电层可以包括例如本文所讨论的导电树脂和/或金属。
图2A至2D示出了消能管200的一种具体实施方式。消能管200包括一段管202。管202可以是金属管、薄壁金属管、波纹管、不锈钢波纹管或其类似物。
第一树脂层204、金属层206以及第二树脂层208围绕管202。树脂层204、208可以由绝缘的和/或导电的树脂制成。
绝缘树脂层可以由多种材料制成。在一些实施方式中，绝缘弹性层包括聚四氟乙烯(PTFE)。其它适合的绝缘材料包括聚烯烃化合物、热塑性聚合物、热固性聚合物、聚合物化合物、聚乙烯、交联聚乙烯、防紫外线聚乙烯、乙丙橡胶、硅酮橡胶、聚氯乙烯(PVC)、四氟乙烯(ETFE)以及三元乙丙(EPDM)橡胶。
在一些实施方式中，每个树脂层204、208的厚度大约为0.015英寸至0.035英寸。
金属层206可以包括一种或多种金属(例如，延展性金属)及其合金。这些金属可以制成箔、穿孔箔、带、有孔带、线缆、线材、索、网状物、编织线缆、及其类似物。
在一些实施方式中，金属层206为网状金属箔，该种网状金属箔在公开号为2011/0041944的美国专利申请中有进一步描述。图2示出了带有网状金属箔的消能管200的示意性实施方式。
在一些实施方式中，金属层206完全地围绕第一树脂层204。在这些实施方式中，金属可以在一些区域重叠和/或被焊接或钎焊。在其他的实施方式中，金属层206可以螺旋形或盘旋形地缠绕在第一树脂层204上。在另一些实施方式中，金属层206可以与第一树脂层204重叠或大体上围绕第一树脂层204。
在一些实施方式中，金属层206为现有的非网状金属箔，如铝箔或铜箔。在一些实施方式中，该金属层可完全地包覆内树脂层204。
树脂层204、208以及金属层206有多种厚度可供选择以抵抗闪电冲击和机械破坏，同时能保持所需要的柔性。
密封装置
图3A所示为密封装置300的分解图。在2014年4月25日申请的申请号为PCT/US2014/035452的国际申请中有对这一密封装置的进一步描述。通过密封装置300，能够实现将管的一端(未示出)密封并连接至管道、歧管、设备以及类似物(未示出)。例如，将主体构件302以螺纹连接至歧管(未示出)后，如下文进一步讨论的，管200以及衬套304能被置于主体构件302的套筒部中，并且通过旋合螺母306实现密封。
尽管组件300可以与多种类型的CSST配合使用，当与具有一个或多个导电层的消能管配合使用时，衬套304具有突出的优势。
图3B和3C所示为组件300的部分剖面图，显示的是衬套304的内部结构。衬套304包括第一环形肋状物308，以啮合波纹管202的波谷106。
在具体实施方式中，第一环形肋状物308与管的第一波谷106啮合，以便于在管202与主体构件302之间形成密封。随着螺母306的旋进，衬套304上的第一环形肋状物308将管202压向主体构件302的密封面，导致第一波峰104塌缩并且形成气密封。
衬套304还包括第二环形肋状物310。第二环形肋状物310压住导电层206形成导电连续性，这样导电层206获得的电流将流过第二环形肋状物310以及衬套304。为了使导电层206与第二环形肋状物310之间的接触面积尽可能大，第二环形肋状物310具有圆滑且基本没有凸起的外轮廓。优选地，第二环形肋状物310对应于第一环形肋状物308沿衬套304设置，以使第一环形肋状物308与一个波谷106啮合的情况下，第二环形肋状物310也会位于另一波谷106的上方，这样，第二环形肋状物310就能够将导电层206(及其下面的任何层204)压进波谷106，第二环形肋状物310与导电层206之间产生进一步的接触。
优选地，第二环形肋状物310可以位于管的第三个波谷106上方(如图3D所示)，但是也可以位于第二或第四波谷106上。将第二环形肋状物310置于波谷106上方是有利的，这样当衬套304装到管上的时候，可以防止层204或206与其下方的波纹管202直接接触。如果衬套304产生的压缩导致层204或206与管202直接接触，会引起不期望的机械干扰，导致安装困难，降低性能或缩短使用寿命。
衬套304可以包括一个或多个通孔313a、313b，所述通孔在第二环形肋状物310处(即其中心)通过衬套304。当衬套304安装到管200上时候，通孔313可以防止或者减轻导电层206以及第一树脂层204的皱褶。
衬套304还可以包括第三环形肋状物312，所述第三环形肋状物312的形状适合压住外护套层208，以防止外护套层208从安装件300上脱落，同时防止异物进入安装件300。与第二环形肋状物310类似，可以对应于第一环形肋状物308设置第三环形肋状物312，这样第三环形肋状物312就可以将外护套层208及其下方的任何护套层挤压进波纹槽106中。
再次参考图3A，在一些实施方式中，衬套304可以为拼合衬套。例如，衬套306可以包括通过活动铰链连接的两个半部。通过活动铰链可以打开衬套，将两个半部314a、314b滑过一个或多个波峰104，然后架在波纹槽106上，同时使得衬套304回复到基本环形的轮廓，与主体构件302接合。在其它实施方式中，衬套304为两片式拼合衬套，拼合衬套的每个半部分别置于管上，然后插入到主体构件302的套筒部316之中。
管的安装方法
可以根据用于制造CSST的现有技术来安装管。图4示出了安装消能管的示意性方法400。
步骤S402，提供一段管。在一些实施方式中，管可以为CSST，如无外护套的CSST、有护套的CSST以及消能管。管可以以一定长度(例如，8英尺直管)的形式来提供，或者可以在绕线盘上提供。
步骤S404，根据安装件的操作说明，选择性地剥离一个或多个护套层。可以采用护套剥离工具剥离一个或多个层。优选方式是，所有护套层从管的前端剥离。例如，可剥离所有护套层以使至少前两个波峰暴露。另外，可剥离一个或多个外护套层，使得第二环形肋状物对应位置的导电层暴露。
步骤S406，提供密封装置，密封装置包括主体构件以及衬套，主体构件限定套筒部，如上所述。
步骤S408，将密封装置选择性地连接至另一个装置。例如，可以将密封装置连接至燃气源，如管道、歧管、仪表、总气管、油箱、及类似物。在另一个实施方式中，可以将密封装置连接至消耗燃气的用具，如炉灶、烤炉、烤架、火炉、干衣机、壁炉、发电机、及类似物。
步骤S410，将衬套置于内部管层之上。将衬套定位使得第一环形肋状物与第一个完整的波纹槽接合，同时使得第二环形肋状物与导电层接合，第三环形肋状物与外护套层接合。
步骤S412，旋进螺母以形成密封。旋转螺母使其咬合主体构件套筒部的螺纹，实现螺母的旋进。
步骤S414，选择性的拧紧螺母直到达到最大螺母扭矩。例如，当在螺母上施加预定量的扭矩时，可能会拧断螺母的一部分。
护套剥离工具
图5所示是护套剥离工具500。护套剥离工具500包括主体502，它由通过铰链506相连的两个半圆形的半部504a、504b组成。主体502可以包括一个或多个狭缝508，它能容纳一个或多个切割刀片510。刀片510大体垂直于工具500的中轴线；当在工具500中插入管或线时，刀片510的形状适合产生一个或多个贯穿一个或多个外部护套层的切口。主体502还可以包括一个或多个环形肋状物512。环形肋状物512的形状适合插入所述一个或多个切口，并且当沿管或线的轴向牵拉工具500时，其形状适合剥离由一个或多个切割刀片切割下来的一个或多个护套层。
铰链506可以是活动铰链或桶形铰链，连续的或者琴式铰链，及其类似物。采用活动铰链利于主体502的整体模制，如图5B最清晰地示出。
狭缝508可以部分地延伸穿过主体502，使得刀片510与放置在工具500内的管和线相距一定距离并大致相切。
切割刀片510和内部环形肋状物512可设置在工具500上位置基本相对的两端。在一些实施方式中，切割刀片510和内部环形肋状物512之间设置有隔板514。隔板514有利于当作基准挡块，以供用户把管和线定位到工具500内的任意一端。例如，当管是不锈钢波纹管时，可能需要在相对于波峰104和波谷106的不同位置切断某些护套层。通过协调切割刀片510和内部环形肋状物512相对于隔板514的相对位置，使得切割刀片510和内部环形肋状物512相对于隔板514的外表面的距离基本相等，由此当管或线完全插入时，内部的环形肋状物512将对准先前由切割刀片510产生的切口。
切割刀片510可以是市售的一次性刀片，俗称剃刀刀片或实用刀片，可以从不同的制造商获得，包括康涅狄格州新不列颠市的StanleyBlack&Decker公司(StanleyBlack&Decker)；佐治亚州亚特兰大市的IRWIN工业工具公司(IRWINIndustrialToolCompany)等。
可以通过多种方式将切割刀片510以可拆卸的方式安装在一个或多个狭缝508内。在图5示出的实施方式中，盖子516a、516b可拆卸的设置在刀片510上，用于保持刀片510在适当位置。凸片518或其他装置将盖子516a、516b以可拆卸的方式保持在适当位置。在其他实施方式中，刀片510和/或盖子516可以由绑带、棘爪、闩锁、螺丝、螺栓、销、紧固件、粘合剂、磁铁等保持在适当位置。
在一些实施方式中，内部环形肋状物512可以是锥形的或倾斜的，以便更好地插入由切割刀片510形成的护套切口。
工具500可以由设计者或最终用户进行调整以适应不同的管、线和/或安装件。例如，当和图2A至2D示出的管200以及图3A至3C示出的安装件300配合使用时，可以采用四个切割刀片510，其中两个切割刀片510可以分别设置在每个半部502中。可以将切割刀片510定位在每个半部502的不同深度，使得一对切割刀片510仅仅穿透外层208，而另一对切割刀片510将穿透所有护套层204、206、208。如图5A所示，在一些实施方式中，工具200在位于刀片周围的内径是不同的，与隔板514最靠近的内径更大。当切割护套长度时，管的端部可能会起皱或损坏，这一较大直径为护套提供了空间。工具200位于刀片周围的较小内径阻挡最外层护套的外径，用于设定切割刀片510的深度。仅使用外层护套的厚度尺寸即可精确地定位刀片的深度，这对切割外层208是有利的。这能防止只根据管道200的外径设定刀片深度而可能产生的管和护套尺寸公差累积。为了实现这一点，当将工具500在管200上完全合拢时，铰链506通常剩余1到5度的空间以容纳尺寸过小的管，从而确保工具500的小内径与管200的外径相接触。
当与具有单层护套的管一起使用时，一个或两个切割刀片510是足够的。
可以按多种尺寸来制造工具500，以适应管和线的不同尺寸。例如，工具500可以制成不同尺寸，以适合不同尺寸的不锈钢波纹管，包括3/8英寸、1/2英寸、3/4英寸、1英寸、11/4英寸、11/2英寸和2英寸的标称尺寸。另外，虽然工具500已在不锈钢波纹管的背景下进行了描述，本领域普通技术人员将很容易地意识到，工具500可以与多套层管和护套线一起使用，包括例如同轴电缆(如RG-59电缆)。
如本文中所讨论的，工具500可以通过塑料成型技术经济地形成。例如，工具500可以由各种塑料制成，例如热塑性塑料(例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯)或热固性塑料。工具500也可以使用已知技术(如铸造、模压、机加工等等)，用金属和其他材料制成。
剥离护套层的方法
图6示出了一种剥离管或线的一个或多个外护套层的方法600。
步骤S602，如图所示，如此所述在工具中放置一段管或线，使得一个或多个切割刀片接触这段管或线的最外护套层。如上面所讨论的，可以将这段管或线插入直到其接触到隔板。
步骤S604，在工具的外部施加压力，使工具相对于管或线旋转。最好采用轻压和交替方向的多次旋转是来确保每一层的干净切割。根据使用切割刀片的数量，可能没有必要旋转工具一整圈。例如，如果使用一对对应的刀片，旋转工具约200°将足以完全割掉一个或多个护套层。如果有必要，可以使用扳手或钳子(例如，佐治亚州亚特兰大市IRWIN工业工具公司(IRWINIndustrialToolCompany)品牌的锁定钳)，用来提供额外的挤压和/或扭矩。
步骤S606，将该段管或线置于工具中，使得一个或多个内部环形肋状物插入所述一个或多个切口。
步骤S608，沿轴向牵拉工具，从而剥离一个或多个外护套层。
刀片支架
现在参考图7，本发明的另一个实施方式提供了刀片支架720，使刀片510保持在预定的深度。刀片支架720很好地减少了来自刀片的磨损，保护主体502免受磨损，长期的磨损会导致刀片510更深地切割护套层。这样的解决方案有利于市购刀片510的长期使用。另外，在与主体502接触的区域，刀片510可以制作成有一个钝边缘。
刀片支架720可以包括一个或多个凸缘722a、722b，其形状适合接触刀片510的刀刃。凸缘722的尺寸可以装在形成于主体502内的凹槽里。例如，凸缘722可从表面724延伸约0.04英寸，表面724基本上平行于刀片510。支架720还可以包括一个或多个额外的凸缘726，其形状适合于使刀片支架相对于主体502保持在限定的位置。
优选方式是，刀片支架720装配或者涂覆有与刀片510的硬度大约相同或更硬的材料(刀片510通常由不锈钢制成)。
其他护套剥离工具
图8A至8G示出了本发明的另一个实施方式，它提供了包括一个或多个刀片支架820的另一种护套剥离工具800。
主体802可以由塑料制成，例如一体成型的聚丙烯。主体802包括半部804a、804b以及活动铰链806。盖子816a、816b也可以由塑料(例如ABS)制成。
可以将刀片支架820设计为滑入一腔槽并永久置于其中。在图8A至8E示出的一些实施方式中，刀片支架820仅被用于工具802的端部，用于切割管的外树脂层。虽然刀片支架可被用于工具的两端，工具802在防止过度切割外树脂层和损坏金属层(金属层通常是一层相对薄的铝箔)方面特别有用。当切割所有护套层并露出下面的CSST时，更容易耐受过度切割。
可以采用四个刀片810，其中两个刀片分别位于工具的两端，分别位于每个半部804a、804b上，位置相对。通过拆卸盖子816，可以更换刀片810。
使用者施加压力把盖子816压向刀片810，刀片810压向刀片支架820，刀片支架820压向主体802。这就设定了刀片810到主体半部504(骑跨在管的外侧)表面的深度。
如图8F和8G所示，可以用每个盖子上的两个模制凸片818组装工具800，在盖子816下面可设置刀片储存区832。
位于工具800的一端828的两个刀片810切割并剥离所有的外层，而位于工具800的相对另一端830的两个刀片仅切割并剥离外层。优选方式是，在一端828的两个刀片810由隔板814隔开，使得当管接触到隔板814时，刀片810定位在波谷106上方。这种定位使得刀片810穿透所有护套层并且进入波谷106而不会接触到下层的不锈钢波纹管(若接触可能钝化刀片)。通过设计工具800，使得隔板814的接触表面与刀片810之间的距离为或接近(例如在10％以内)不锈钢波纹管的相邻波谷106的间隔dv的若干倍(例如，1、2、3、4、5等等)，这样可以将刀片810可预见地重复定位于波谷106上方。
尽管波谷间距dv可能由于制造商和产品的不同而有所不同，但波谷间距dv是十分稳定的，因为每一个制造商提供的安装件均能与一个或多个波纹啮合以形成密封。此外，CSST通常由管道工的管道切割器在波谷处切割，当CSST旋转时管道切割器会寻找波谷，切割轮被拧紧。特定在波谷使用管道切割器的CSST包括：田纳西州波特兰的Titeflex公司(TiteflexCorporation)，和品牌；宾夕法尼亚州艾克斯顿的OmegaFlex公司(OmegaFlex,Inc.)，和品牌；堪萨斯州威奇托的金属片公司(MetalFab,Inc.)，品牌DIAMONDBACKTM。
因此，可以设想工具800(以及在此示出的工具500和900)可以为特定制造商、产品和/或尺寸而设计。例如，可以将工具800的一个特定实施方式设计成用于品牌1-1/4英寸管道并且上市销售。可以将工具800的实施方式上市并且作为系统(包括兼容管道和安装件)的一部分销售。在一个实施方式中，可以将工具800作为工具套件的一部分销售，该工具包还包括使用这个工具从兼容的一段管道上剥离一个或多个护套层的操作说明书。操作说明书可以说明哪些管道是兼容的(例如，按照品牌、尺寸、型号等等)，哪些管道是不兼容。
可以省略塑料肋状物，在切割之后利用刀片810往管的端部牵拉，剥离掉护套层。
图9A至9C提供了发明的另一种护套剥离工具900。工具900可以是一体的注模塑料(例如，聚乙烯)工具，带有一体成型的四个不可拆卸的刀片。通过减少需要模制的部件的数量，省略装配，这种工具成本更低、更简单。当把工具900合拢到管上时，除了压在管上的小半圆面934之外，基本上成六面体轮廓。(这种几何形状也适用于此处所描述的其他工具500、800)。与完全为圆形的轮廓相比，这种轮廓确保管200外部形状的异常影响在不靠近刀片910的区域，基本不会改变刀片910的深度(当刀片在切口内时)。小半圆形表面934还提供了一个承载区域，以分散施加于工具900上的压力，从而减少外护套208的变形(当平的表面被压向管200的切线外径时，可能引起变形)。根据护套材料的弹性模型和预期的夹紧力，本领域的技术人员可以设置这一区域。对于典型的手动加载来说，这一区域可以在0.05平方英寸到0.25平方英寸之间。
类似于工具800，工具900利用在工具900一端的两个刀片切穿并剥离所有的覆盖层，同时利用在工具900相对端的两个刀片仅切穿并剥离外层。工具900可以包括闩锁936，它可以封闭工具900以便保存(从而为用户屏蔽刀片810的刀刃)，或者当工具900在使用时可以扣住工具900的侧面。
优选的，工具500、800、900允许使用者压紧工具500、800、900，旋转工具500、800、900以切割一个或多个护套层，并轴向牵拉工具500、800、900以从管的端部剥离一个或多个护套层。在一些实施方式中，工具500、800、900可以制造得较厚，以提供额外的扭矩。此外或作为一种选择，可以在工具500、800、900的外表面设置各种几何形状、覆盖层、包覆模制件、滚花和/或外形，以提高使用者的舒适、适合把持等等。
在一些实施方式中，工具500、800、900可以包括一个弹簧，该弹簧经调整和配置可以打开工具500、800、900至轴向牵拉位置，在该位置刀片810仍接合护套层，但位于下方不锈钢波纹管外径的外侧。这样的实施方式允许一只手操作，而无需手动调整工具500、800、900。使用者可以简单地应用工具500、800、900；挤压工具500、800、900，以将刀片压入护套；旋转工具500、800、900，减少工具500、800、900的压力，并轴向牵拉工具500、800、900。
刀片布置
如本文所描述的，刀片510、810、910基本垂直于管的中轴线。在一些实施方式中，如图10中所示，可以通过调整和配置，使得工具500、800、900和/或刀片支架720、820，以相对于管202中轴线1002成角度θ固定刀片510、810、910。当工具500、800、900被轴向拉向管200的端部时，这样的角度会“咬”进将要被剥离的护套层。此外，当用来牵拉护套层时，这样的角度将会减少刀片510、810、910弯曲的可能性。相对于工具/管的中轴线，合适的角度范围为大约45°至大约89.9°。例如，相对于工具/管的中轴线，刀片510、810、910可以安装的角度在约45°和约50°之间、约50°和约55°之间、约55°和约60°之间、约60°和约65°之间、约65°和约70°之间、约70°和约75°之间、约75°和约80°之间、约80°和约85°之间，约85°和约86°之间、约86°和约87°之间、约87°和约88°之间、约88°和约89°之间、约89°和约89.9°之间，等等。
“钝”刀片的使用
工具500、800、900的实施方式中可以使用刀片510、810、910，它们沿刀片510、810、910的长度方向具有钝刃而不是锋刃。这样的刀片特别适合于完全切入铝箔206的外部树脂层208，接触铝箔206但不会切割箔206。例如，如果外部护套厚度是0.025+/-0.002英寸，可以将工具500、800、900的刀片510、810、910设置为切割至0.027英寸的深度，不会损坏箔。
图11描绘了钝刀片1110的典型几何形状。切面1138a、1138b位于刀片1110的两侧。切面1138之间可以形成多种角度。例如，角度可以在约10°和约11°之间、约11°和约12°之间、约12°和约13°之间、约13°和约14°之间、约14°和约15°之间、约15°和约16°之间、约16°和约17°之间、约17°和约18°之间、约18°和约19°之间、约19°和约20°之间，等等。
刀片1110还可以包括一个平面1140，而不是常见的切面1138交汇于一点。在一个实施方式中，平面1140具有约0.001英寸至约0.006英寸的横截面宽度。可以在形成切面1138后，通过研磨的方式形成平面1140。或者，可以将切面1138设置在较浅的深度，从而在切面1138之间形成平面1140。
尽管刀片510、810、910仍然应该保持在一个预定的深度，但是使用“钝”刀片确实可以使刀片510、810、910对深度的公差要求更为宽松，而使其可能更容易制造。
等同方案
虽然使用特定的术语描述了本发明的优选实施方式，但是这些描述仅用作说明目的，在不背离权利要求的精神或范围的情况下，可以对本发明进行改变和变形。
引用加入
通过引用，本文所引用的所有专利、公开的专利申请以及其它参考文献的全部内容均以其全文被明示地并入在本文之中。

Claims (43)

1.一种护套剥离工具，包括：
基准挡块，其形状适合接触不锈钢波纹管的一端；以及
一个或多个切割刀片，基本垂直于工具中轴线设置，其形状适合产生一个或多个贯穿不锈钢波纹管一个或多个外护套层的切口，所述一个或多个切割刀片中至少有一个相对于基准挡块定位，使得一个或多个切割刀片中至少有一个到基准挡块的距离是不锈钢波纹管相邻波谷间距的数倍。
2.根据权利要求1所述的工具，所述一个或多个刀片中的至少一个设置成切割刀片的刀刃成角度的远离基准挡块。
3.根据权利要求1所述的工具，所述基准挡块将该工具分为第一工具端和第二工具端，所述一个或多个切割刀片中至少有一个定位在每一个第一工具端和第二工具端。
4.根据权利要求1所述的工具，该工具包括两个基本为半圆形的半部。
5.根据权利要求4所述的工具，所述两个基本上半圆形的半部，分别包括至少一个所述一个或多个切割刀片。
6.根据权利要求4所述的工具，所述大体上半圆形的半部由铰链连接。
7.根据权利要求6所述的工具，所述铰链是活动铰链。
8.根据权利要求1所述的工具，所述一个或多个切割刀片中至少有一个的两个切面之间包括基本平的表面。
9.一种护套剥离工具，包括：
具有基本圆柱形内腔的主体；
分隔所述内腔而使其形成第一工具端和第二工具端的基准挡块，所述基准挡块的形状适合与不锈钢波纹管的一端接触；
第一组一个或多个切割刀片，其中至少一个：
——基本垂直于工具的中轴线、设置在所述第一工具端中；
——相对于所述基准挡块设置，使得所述第一组一个或多个切割刀片中的至少一个到基准挡块的距离数倍于所述不锈钢波纹管相邻波谷之间的距离；以及
——从所述主体凸出到所述内腔中，这样当将一段末端在波谷处切断的不锈钢波纹管插入所述第一工具端并且所述主体围绕该不锈钢波纹管施压并旋转时，所述第一组一个或多个切割刀片中的至少一个在另一波谷处切穿该段管材的所有护套层；
以及第二组一个或多个切割刀片，基本垂直于工具的中轴线、设置在第二工具端中，所述第二组切割刀片的两个切面之间包括基本平的表面。
10.根据权利要求9所述的工具，所述第二组切割刀片从所述主体凸出到所述内腔中，这样当该段不锈钢波纹管插入所述第二工具端并且所述主体围绕所述不锈钢波纹管施压并旋转时，所述第二组一个或多个切割刀片中的至少一个切穿外护套层，但未切穿中间导电层。
11.根据权利要求9所述的工具，所述工具包括两个基本半圆形的半部。
12.根据权利要求11所述的工具，所述基本半圆形的半部由铰链连接。
13.一种套件，包括：
权利要求1到12中任一权利要求所述的工具；以及
操作说明书：
——在波谷处切断一段不锈钢波纹管；
——将所述工具置于所述不锈钢波纹管的末端，使得所述不锈钢波纹管的末端接触所述工具的基准挡块；
——紧压所述工具并使其旋转，切穿所述不锈钢波纹管的一个或多个护套层；以及
——将所述工具沿轴向往所述不锈钢波纹管末端牵拉，以剥离所述一个或多个护套层。
14.根据权利要求13所述的套件，所述操作说明书进一步包括这一步骤：在所述牵拉步骤之前，使所述工具部分展开。
15.一种从不锈钢波纹管剥离一个或多个外护套层的方法，所述方法包括：
将一段不锈钢波纹管置于权利要求1到12中任一权利要求所述的工具中，使得一个或多个切割刀片接触所述不锈钢波纹管的最外护套层；
使所述工具相对于所述不锈钢波纹管旋转；
将所述不锈钢波纹管置于所述工具中，使得一个或多个内部环形肋状物插入一个或多个切口；以及
沿着轴向牵拉所述工具，从而剥离一个或多个外护套层。
16.一种护套剥离工具，包括：
基本垂直于工具中轴线的一个或多个切割刀片，其形状适合产生一个或多个贯穿管或线的一个或多个外护套层的切口；以及
一个或多个内部环形肋状物，其形状适合插入所述一个或多个切口，并且当所述工具相对于管或线沿轴向牵拉时，其形状适合剥离由一个或多个切割刀片切割下来的一个或多个护套层。
17.根据权利要求16所述的工具，所述一个或多个刀片和一个或多个内部环形肋状物位于工具上大体相对的两端。
18.根据权利要求17所述的工具，所述一个或多个切割刀片是剃刀刀片。
19.根据权利要求16所述的工具，所述一个或多个切割刀片以可拆卸的方式安装在一个或多个狭缝内。
20.根据权利要求16所述的工具，所述一个或多个切割刀片由盖子可拆卸地保持在适当的位置。
21.根据权利要求20所述的工具，所述盖子由一个或多个凸片可拆卸地保持在适当的位置。
22.根据权利要求21所述的工具，所述一个或多个凸片从该工具伸出，设置它们的形状使其在插入到盖子上的一个或多个插槽时，适合于弯曲。
23.根据权利要求16所述的工具，所述工具包括两个基本为半圆形的半部。
24.根据权利要求23所述的工具，所述两个基本为半圆形的半部中分别包括切割刀片。
25.根据权利要求23所述的工具，所述两个基本为半圆形的半部中分别包括内部环形肋状物。
26.根据权利要求23所述的工具，所述基本为半圆形的半部由铰链连接。
27.根据权利要求26所述的工具，所述铰链是活动铰链。
28.根据权利要求23所述的工具，所述两个基本为半圆形的半部组成小于180°的弧形，这样可以通过施压所述基本为半圆形的半部，以适应偏小的管或线。
29.根据权利要求28所述的工具，所述两个基本为半圆形的半部组成的弧形大于或等于177.5°，但小于180°。
30.根据权利要求28所述的工具，所述两个基本为半圆形的半部组成的弧形大于或等于179.5°，但小于180°。
31.根据权利要求16所述的工具，所述工具还包括隔板，所述隔板位于所述一个或多个切割刀片和一个或所述多个内部环形肋状物之间。
32.根据权利要求31所述的工具，所述一个或多个切割刀片和所述一个或多个内部环形肋状物与所述隔板间隔相等的距离。
33.根据权利要求16所述的工具，所述一个或多个切割刀片包括四个切割刀片。
34.根据权利要求16所述的工具，所述工具包括至少两个切割刀片，相对于所述工具的中轴线，所述至少两个切割刀片安装在至少两个安装距离。
35.根据权利要求34所述的工具，所述工具在所述至少两个切割刀片中的一个刀片毗连处的内径不同于另一个刀片毗连处的内径。
36.根据权利要求16所述的工具，通过设定所述工具的尺寸以便剥离管的一个或多个外护套层，管的直径选自下组，包括：3/8英寸、1/2英寸、3/4英寸、1英寸、11/4英寸、11/2英寸和2英寸。
37.根据权利要求16所述的工具，所述管是不锈钢波纹管。
38.根据权利要求16所述的工具，所述工具包括至少两个内部肋状物，其中一个内部肋状物的内径不同于另一个内部肋状物的内径。
39.根据权利要求16所述的工具，其中至少一个所述一个或多个切割刀片和所述工具在刀片毗连处内径之间的距离基本等于管或线的所述一个或多个外护套层的厚度。
40.一种套件，包括：
权利要求16至39中任一权利要求所述的工具，以及
操作说明书：
——在所述工具中放置一段管或线，使得所述一个或多个切割刀片接触所述管或线的最外护套层；
——相对于所述管或线转动所述工具；
——将所述管或线放置在所述工具中，使得所述一个或多个内部环形肋状物插入所述一个或多个切口；
——轴向牵拉所述工具，以剥离所述一个或多个外护套层。
41.一种剥离管或线的一个或多个外护套层的方法，该方法包括：
将一段管或线放置权利要求16至39中任一权利要求所述的工具中，使得所述一个或多个切割刀片接触所述管或线的最外护套层；
相对于所述管或线转动所述工具；
将所述管或线放置在所述工具中，使得所述一个或多个内部环形肋状物插入所述一个或多个切口；
沿轴向牵拉所述工具，以剥离所述一个或多个外护套层。
42.一种刀片，包括：
两个切面；以及
两个切面之间的基本平的表面。
43.根据权利要求42所述的刀片，所述基本平的表面的截面距离宽度在约0.001英寸和约0.006英寸之间。
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