CN106468382A - 有环形褶皱的圆形编织物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有环形褶皱的圆形编织物。具体地,本披露的各个方面可被用于实施一种编织罩,其包括被编织为空心织物管的多个左旋的纤维和多个右旋的纤维。这种编织罩能够在被自伸展长度压缩至压缩长度时沿其纵向长度形成多个环形脊状物和环形下凹。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2014年8月8日提交的题为“Retractable Elastic Bungee Hose”的美国专利申请14/455,461的部分继续案,并要求其优先权,该美国专利申请本身是2013年8月10日提交的题为“Retractable Elastic Bungee Hose”的美国临时专利申请61/864,555的非临时申请,并要求其优先权。本申请文件还要求2014年10月29日提交的题为“PleatingMachine for Braided Covers”的美国临时专利申请62/069,831以及2014年11月11日提交的题为“Pleating Machine for Braided Tubes”的美国临时专利申请62/207,358的优先权。这些文件的所有的披露以引用方式整体加入于此。
技术领域
披露的技术能用于实施空心编织罩,更具体地,能用于实施当受到纵向伸展力时纵向延伸以及当受到纵向缩回力时纵向缩回的空心编织罩。
背景技术
线性可伸展及可缩回的软管的领域的现状包括了弹簧偏置软管和弹性偏置软管。见于美国专利No.8,291,941和No.8,479,776的现有技术的设计包括具有内弹性管和无弹性外罩的两个连接器端。外罩和内弹性管一端连接至进口连接器(源连接器),另一端连接至出口连接器。无弹性外罩大体上在两个连接器端之间同内弹性管不附接、不结合、不固定。外罩包括编织或纺织的尼龙、聚酯或聚丙烯、和/或其他编织或纺织的材料。编织的或纺织的外罩被设计为不在径向或纵向上扩张,从而外罩的实际长度和宽度决定了软管在其扩张状态下的最大长度和最大宽度。由此,无弹性外罩的这一最终长度和直径就是可伸展和可缩回软管处于其扩张状态时以及在使用状态下运输或传输流体时的最终直径和最终长度。这些现有技术中的弹性软管还具有在伸展位置和缩回位置下都保持同样壁厚的罩。这意味着,当软管缩回时外罩必定折叠。
发明内容
披露的技术可用于产生环形褶皱的圆形编织物,允许相较于标准的编织罩当前可行的大得多的伸展比。这是因为编织罩上的环形褶皱使得编织织物得以纵向压缩的更紧密。披露的环形皱褶的圆形编织物可被用于实施扩张比远超过6比1的弹力绳和自伸展软管。披露的技术还可被用于实施弹性可伸展和可缩回软管(弹力软管)和弹力绳,其可包括褶皱的像弹力绳的外罩,以提供更大的伸展比、更好的环境耐磨性能(即和地面的摩擦)和/或内弹性管和外罩之间的更低的应力。不像限定最大长度和最大宽度(直径)的现有技术的外罩,披露的外罩能在长度方向(纵向)伸展和收缩,还可在宽度方向(径向)扩张和收缩。
披露的弹性可缩回和可伸展压力软管在本文件中还可称为“可弹性地伸缩的压力软管”、“弹性可伸缩软管”、“可伸缩软管”、“弹性弹力软管”、“弹力软管”及可能的其他相似术语。这些弹力软管设计可用外罩实施,外罩具有同现有技术的外罩明显不同的性质和结构。例如外罩可以是编织的、针织的、纺织的和/或卷绕的,从而外罩能在纵向缩回时径向变宽以及在纵向变长时径向收缩。这意味着外罩可以既没有明确限定的最大长度,也没有明确限定的最大直径(宽度)。图2A-B中所见的外罩包括编织织物管,其可包括纤维(例如,高强度纤维,诸如尼龙纤维、聚酯纤维、聚丙烯、棉、不同纤维的组合,等等)或纤维制成的纱线。这样的外罩的长度和宽度可由来自软管内部和外部的施加于可伸缩软管上的张力和压力决定。因此,披露的可伸缩软管的长度和直径能根据使用者施加于软管外部的张力以及施加于软管内部的流体压力变化。因此,尽管现有技术的可伸缩软管可伸展至预先确定的最大长度和/或最大宽度,外罩可被设计为在使用期间可拉伸,并可适于即便在达到表观最大长度后仅由流体压力显著地拉伸。
外罩可具有和现在常见的现有技术的弹力绳或减震绳上的编织罩相似的结构。外罩和弹力绳罩可随着它们的内弹性芯(其可以是,例如弹性管或一组一个或更多个弹性绳)伸展和缩回,而无需外罩材料的显著折叠和展开,或弹性内芯和外罩之间的显著运动。但是,为取得在此披露的软管的出色的扩张比,可利用外罩的受控打褶。因此,外罩可被设计为在缩回时沿着其长度折叠并压缩为均匀间隔、尺寸相近的环形脊状物(褶皱)。相比于通常沿着其长度折叠成随意混乱折叠织物的现有技术的可伸缩弹性软管,这能提供缩回位置下弹性可伸缩软管改进的外观。与弹力绳相似,外罩可被设计为随其纵向缩回而增大直径和厚度,以提供伸展长度和缩回长度之间的平滑过渡。结果就是如在此公开的外罩能在完全缩回时为可伸缩软管提供大致平整光滑的外部,并为弹力绳提供精巧的且美学上让人满意的外观。
罩的外脊状物还可涂覆有耐磨材料以形成耐磨环。这能为罩提供更耐用的外表面,并还帮助罩始终如一地恢复至其褶皱的缩回形状。外罩还可具有可随罩缩回变厚、随罩在长度方向伸展(纵向伸展)变薄的壁厚。外罩的这些性质(在它们存在时)能使得可收缩软管在伸展和缩回时都具有弹力绳的感觉,并提供其他益处,例如缩回时更好的美学外观、更大的伸展缩回长度比以及利用较高旦尼尔的纱线来改善外罩的耐磨性的能力。外罩还可被实施为具有随着内弹性管移动并扩张的能力,这能减少弹性管的外表面上的磨损,从而提高软管的使用寿命。
目的和优点
由此,利用披露的技术的各个实施例可取得的一些优点及达到的一些目的为:
保护内弹性管
a)提供一种弹性可伸缩压力软管(弹力软管),其包括编织的、针织的、纺织的和/或卷绕的加强外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回,从而减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损。
b)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括空心编织加强外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回,从而减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损。
c)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括编织的、针织的、纺织的和/或卷绕的加强外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回以减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损,固体润滑剂施加于加强外罩内部和/或内弹性管的外表面。
d)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括空心编织外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回,从而减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损,固体润滑剂施加于加强外罩内部和/或内弹性管的外表面。
e)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括编织的、针织的、纺织的和/或卷绕的加强外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回以减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损,润滑剂施加于加强外罩内部和/或内弹性管的外表面。
f)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括空心编织外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回,从而减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损,软管还包括施加于加强外罩内部和/或内弹性管的外表面的固体润滑剂。
g)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括空心编织外罩,外罩能随内弹性管一起伸展和缩回,从而减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损,软管还包括施加于外罩内部和/或内弹性管的外表面的液体润滑剂。
h)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括编织的、针织的、纺织的和/或卷绕的加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩。
i)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括编织的、针织的、纺织的和/或卷绕的加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构在纵向压缩时直径增大并在纵向伸展时直径减小,由此外罩能随着内弹性管一起伸展和缩回从而减少内弹性管和加强外罩之间的摩擦和磨损。
j)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中可伸缩压力软管上限定有多个摩擦和/或结合点,其将内弹性管结合至外罩的内表面以使得内弹性管稳固并将内弹性管的局部过度拉伸和破裂减到最小。
k)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,内弹性管上具有多个突起(环形突起、肿块等等),用于在加强罩内使内弹性管稳固以防止内弹性管局部过度拉伸和破裂,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩。
l)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强罩和内弹性管,内弹性管和加强罩之间具有多个环形结合部,用于在加强罩内使内弹性管稳固以防止内弹性管局部过度拉伸和破裂,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩。
m)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中当软管塌缩时内弹性管具有和外罩的自然内径基本相同的自然外径,并且在软管缩回时内弹性管为外罩提供支撑,从而外罩缩回为光滑的外表面(外罩织物中仅有很少折叠)。
n)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中当软管纵向压缩时内弹性管具有和外罩的长度匹配的自然长度,从而外罩塌缩为光滑的外表面,而构成外罩的纤维被纵向紧密地堆叠,并且其中在软管缩回时内弹性管为外罩提供支撑,但在缩回时不同外罩相互约束。
结合的弹性管
o)提供一种弹性可伸缩压力软管(弹力软管),其包括管状加强外罩和内弹性管(内弹性软管),其中内弹性管提供回缩偏压以使得可伸缩压力软管缩回,其中内弹性管和加强外罩在多个分离的区域相结合以控制当线性可伸缩压力软管缩回时加强外罩的纵向塌缩和折叠,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩。
p)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括管状加强外罩和内弹性管,其中内弹性管提供回缩偏压以使得可伸缩压力软管缩回,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中内弹性管和加强外罩利用多个环形的环状结合部间歇地结合,用以在线性可伸缩压力软管回缩时纵向控制加强外罩的塌缩和折叠,并且其中可在多个环形的环状结合部之间向加强外罩的内表面和/或内弹性管的外表面上施加可选的润滑剂,以减小两个表面间的摩擦。
q)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括围绕内弹性管的加强外罩,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中内弹性管提供回缩偏压以使得可伸缩软管缩回,其中内弹性管利用其表面上的多个小结合地点或点结合到加强外罩之内,用以在线性可伸缩压力软管回缩时控制加强外罩的纵向塌缩和折叠,并且其中可在所述多个小结合地点或点之间向加强外罩的内表面和/或内弹性管的外表面施加可选的润滑剂,以减小两个表面间的摩擦。
r)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,其中内弹性管为大致呈圆柱形的管并提供回缩偏压以使得可伸缩软管回缩,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中内弹性管间歇地结合至加强外罩的内部,用以在线性可伸缩压力软管回缩时控制加强外罩的纵向塌缩和折叠,并且其中可在间歇结合部之间向加强外罩的内表面和/或内弹性管的外表面上施加可选的润滑剂,以减小两个表面间的摩擦。
s)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中内弹性管在其外表面上具有多个突起(例如脊状物、肿块等)并提供回缩偏压以使得可伸缩软管回缩,其中在软管塌缩时内弹性管具有和外罩的自然内径基本相同的自然外径,其中当软管回缩时内弹性管为外罩提供支撑以使得外罩回缩为光滑的外表面(外罩织物中仅有少量错位的或畸形的折叠)。
t)提供一种弹性可伸缩压力软管,其包括加强外罩和内弹性管,其中外罩的结构使其得以随着内弹性管纵向伸展和收缩,其中内弹性管在其外表面上具有多个突起(例如脊状物、肿块等)并提供回缩偏压以使得可伸缩软管回缩,其中在被纵向压缩时内弹性管具有和外罩的长度匹配的自然长度,从而外罩塌缩为光滑的外表面且构成外罩的纤维纵向紧贴着地堆叠,其中当软管回缩时内弹性管为外罩提供支撑但并不在回缩时与外罩相互约束。
u)提供如项目e)至t)所述的弹性可伸缩压力软管,其中诸如石蜡、聚四氟乙烯涂层和/或其他固体聚合物涂层的固体润滑剂被用于内弹性管和外罩之间。
v)提供如项目e)至t)所述的弹性可伸缩压力软管,其中诸如天然油、合成油、凝胶或其他油性液体的液体润滑剂被用于内弹性管和外罩之间。
w)提供如项目e)至t)所述的弹性可伸缩压力软管,其中内弹性管和外罩之间的润滑剂减少内弹性管外表面上的剐蹭(chaffing)和磨损。
x)提供一种弹性可伸缩压力软管,其具有缩回长度和取决于使用者提供至软管外表面的张力的大范围的伸展长度。
褶皱的圆形编织物
y)提供一种空心或圆形的编织管,其具有沿编织管的纵向长度形成的环形褶皱。
z)提供一种空心或圆形的编织管,其能够在缩短至收缩位置时沿其长度形成环形褶皱。
aa)提供一种具有环形褶皱的空心或圆形的编织管,环形褶皱被热定型到用于形成编织管的纱线中。
bb)提供一种具有环形褶皱的空心或圆形的编织管,环形褶皱被热定型到用于形成编织管的纱线中,其中热定型包括熔化褶皱的外部环形脊状物。
cc)提供一种具有环形褶皱的空心或圆形的编织管,环形褶皱被热定型到用于形成编织管的纱线中,其中热定型包括将环聚合物结合至环形褶皱的外部环形脊状物。
附图说明
图1A为现有技术的弹性可伸缩软管输入端(龙头连接器端)。
图1B为现有技术的弹性可伸缩软管输出端(喷嘴连接器端)。
图2A为具有可伸缩的编织外罩(缩回的)的弹性可伸缩拉伸软管。
图2B为具有可伸缩的编织外罩(扩张的)的弹性可伸缩拉伸软管。
图2C为具有双可伸缩的编织外罩(扩张的)的弹性可伸缩拉伸软管。
图3A为具有多个耐磨环的弹性可伸缩拉伸软管,多个耐磨环在缩回时形成的圆褶的脊状物处与编织外罩结合。
图3B为具有结合至编织外罩(扩张的)的耐磨环的弹性可伸缩拉伸软管。
图4A为弹性弹力绳,其包括围绕内弹性管的起褶的编织罩。
图4B为弹性弹力绳,其包括起褶的编织罩和实心的内弹性绳。
图5A为弹力软管30,其具有热定型的起褶的外罩36。
图5B为弹力软管30,其具有用熔化部分77热定型的起褶的外罩36。
术语的定义
完全缩回长度或缩回长度-其应被理解为,对于弹力软管(可伸缩软管)及沿其长度布置的组件(例如,外罩36、内弹性管34,等等),当软管或这些组件完全地缩回时(即,当在其弹性管内实质上没有流体压力并且弹力软管本身上的外张力量最小时),它们的长度。
伸展长度-其应被理解为,对于可伸缩软管及沿其长度布置的组件,当软管受到流体加压并且除流体压力外没有伸展被施加到软管时,软管或这些组件伸展达到的长度。
完全伸展长度-其应被理解为,对于可伸缩软管及沿其长度布置的组件,当(1)使软管拉伸至其最大拉伸长度(下文定义)的外部压力被移除并且(2)环境压力和软管内的流体压力之差足以将软管伸展至其伸展长度时,软管或组件恢复到的长度。总体上,由于软管的组件施加的阻止完全恢复至伸展长度的阻力,给定的软管或组件的完全伸展长度大于相同软管或组件的伸展长度。任何特定的软管的伸展长度和完全伸展长度的差很大程度上基于构成软管的组件之间的摩擦。对于润滑的软管,完全伸展长度可能仅仅比伸展长度长百分之几,但对于未润滑的软管,完全伸展长度可能比伸展长度长多达百分之十五(或更多)。
最大拉伸长度-其应被理解为,对于可伸缩软管及沿其长度布置的组件,当软管达到其可安全地被拉伸的近似最大长度时,软管(或组件)的长度。在大多数情况下,最大拉伸长度大大超出弹力软管的完全伸展长度(例如,最大拉伸长度可能超出伸展长度达25%或更多,而完全伸展长度通常仅仅比伸展长度长10-15%)。例如,在最新的弹力软管原型中,原型弹力软管具有4英尺的完全缩回长度,在仅有水压的作用下会增大到约12英尺的长度(其伸展长度)。在使用者拉原型软管的一端并释放后,原型弹力软管将保持略大于13英尺的长度(其完全伸展长度)。但是,使用者然后可拉住弹力软管的一端并用大约200牛顿(45磅)的力(张力)将其拉伸到20英尺。尽管原型软管的外罩的断裂强度大于2000牛顿(约500磅)而更大的力可被施加以将软管进一步拉长一点,但由于更大的张力可能导致软管施加回缩力,而回缩力可能高到对于使用者而言是危险的,因而这可以被认为是其最大拉伸长度。但是,施加超出200牛顿的张力仅会稍稍进一步增加软管的长度,因而这是产生最大拉伸长度的合理的力。
螺旋角-其应被理解为,外罩包含的纤维的纵向轴线和该外罩的横向(横向在图2A-C中显示为上下方向)之间的夹角。横向也可定义为,垂直于软管的纵轴的方向。在软管的外罩折叠为褶皱形状的情况下,当软管处于其缩回长度时,可通过顺着单根纤维自一个脊状物至下一个脊状物并找到这些脊状物绕着软管内切的角度来得到螺旋角。
具体实施方式
在图1A-B中,我们看到现有技术的可伸缩拉伸软管20(可伸缩压力软管)的透视截面图。图1A示出松弛状态(减压)的软管20,而图1B示出处于加压操作状态的软管20。可伸缩软管20包括内弹性软管24(内弹性管)、纺织加强外罩26、进口连接器22和出口连接器28。进口连接器22附接于内弹性管24和外罩26的一端,出口连接器28连接至内弹性管24和外罩26的另一端。内弹性管24和外罩26仅附接(固定)于连接器处,并且相对于彼此在连接器22和28之间纵向自由滑动。进口连接器22设计为附接至标准的住宅水龙头。出口连接器28设计为连接至喷洒喷嘴或其他园艺软管喷嘴,喷嘴作为限流装置以增大软管内的压力以扩张软管。出口连接器28还包括其自身的限流脊状物29以增大帮助扩张弹性管24的内压。当水压被释放,可伸缩软管20内的压力可恢复至大气压,而弹性管24的弹性性质将软管20拉回至图1A所示的缩回状态。
在图1A-B中,外罩26包括管状加强件,其由纺织的高强度纤维组成,并设计为具有预设的长度和宽度(直径),并支撑在内弹性管24内传导的操作压力。外罩26包括相对薄的纺织纤维壁,从而在缩回期间外罩26能折叠并变皱到更短的长度。当变皱到软管20的缩回长度时,外罩26保持基本相同的壁厚。出口连接器28包括限流脊状物29以在弹性管24的内部通道25内产生压力。内弹性管24延伸穿过加强外罩26,内弹性管24的自然长度大约为纺织外罩26的自然长度的三分之一。内弹性管24具有自然外径D1(无应力),加强外罩26具有自然内径D2(未变皱)。弹性管24的外径D1大约为外罩26的内径D2的一半。D1和D2的直径差允许在弹性管24被迫向上挤压外罩26的内表面前可伸缩软管20的显著纵向伸展。这帮助保护内弹性管不在受压时被扩张的外罩过度伸展。内弹性管24和外罩26为圆柱形,当弹性管24被液体和/或气体自内部加压时,弹性管24被迫抵靠外罩26在径向和纵向上扩大。在这一伸展位置,如图1B中所示,外罩26具有内径D2和外径D3。在现有技术的弹性可伸缩软管中,外罩26的厚度决定了直径D2和D3之间的差,采用更厚的外罩提供更好的耐磨性。当外罩26伸展和缩回时外罩26的厚度基本上是固定的,如图1A中所见的,当其缩回时外罩26折叠管状外罩26。现有技术的弹性可伸缩软管设计为具有外罩26,外罩26具有与被加压时的软管相对应的最大直径和固定的纵向长度(见美国专利No.8,291,941和No.8,479,776中的现有技术)。因此,当采用与弹性可伸缩软管20相似的现有技术的弹性可伸缩软管时,内管24内的内压能使得外罩26的折叠变直并将外罩26伸展至其最大长度(完全伸展长度)并使其径向扩张到其最大直径(平滑的圆柱形外表),如图1B中所见。一旦完全膨胀及伸展,外罩26被设计为具有预先确定的长度和宽度(直径)。为了为外罩26提供这一固定的最大直径和最大长度,现有技术的弹性可伸缩软管采用纺织或编织的织物罩,其具有沿纵向延伸的纵向纱线以为外罩提供最大长度,并具有与外罩的圆周基本对齐的一个或多个径向纱线以为外罩提供最大的直径。
在图2A和2B中,我们看到弹性可伸缩软管30(弹力软管),其包括进口连接器22、具有多个环形脊状突起33(可选的)的内弹性管34、可拉伸加强外罩36、出口连接器28、润滑剂37、以及用于将弹性管34结合至外罩36的一个或更多个结合环38(可选的)。图2A示出处于其松弛状态的弹力软管30,而图2B示出了处于其加压状态的弹力软管30。图2A示出弹力软管30的进口端,而图2B示出了软管30的出口端。内弹性管34被插入空心编织外罩36中。进口连接器22和出口连接器28被固定地连接至内弹性管34和外罩36的相对的两端。进口连接器22设计为连接至加压流体源或压缩气体源。进口连接器22设计为将流体(液体或气体)传输至弹性管34的内部通道35。出口连接器28设计为将流体(液体或气体)自内部通道35传输至外部喷嘴或其他设备。出口连接器28连接至内弹性管34和外罩36上与进口连接器22相对的一端,并设计为连接至各种喷嘴或施用器的连接物。出口连接器28设计为引导弹性管34内的流体或气体流动经过限流脊状物29并流出弹力软管30的一端(见图2B)。限流脊状物29帮助在弹性管34内建立压力以伸展软管30以备使用。
在图2A-B中,环形脊状物33(环形环)可以是内弹性管34的部分或是附接的组件。结合环38位于弹性管34和外罩36之间并将这两个组件结合到一起,以提供外罩沿弹性管34的均匀分布。这一均匀分布帮助在软管30因内压而伸展时防止弹性管34内的高压点。环形脊状物33和结合环38(粘性环)都可被分成更小的片段或点以提供同样的功能(例如,保持外罩36就位,从而罩36在弹性管34上具有适当分布;通过在软管30收缩时限制外罩36的结合部分向内折叠使得外罩36以规则的褶皱方式折叠;通过促进外罩在环形环33或其他突起结构上的部分向外折叠,使得外罩36以规则的褶皱样式折叠;等等)。较佳地,脊状物33或环38沿着弹力软管30的长度间歇地定位,其中当软管30处于其伸展长度时具有每2英尺或更近距离一个环。在披露的存在脊状物33和/或结合环38的技术的实施中,它们可被更宽地间隔开(即,当软管30处于其伸展长度时它们以超过2英尺的间隔隔开),但这会削弱这些结合环维持外罩36的位置的效果。
在图2A-B中,内弹性管34包括管状体,管状体具有沿其长度的多个可选的环形突起。没有突起33,弹性管34可类似于弹性管24和44。弹性管34和44可由任意许多不同弹性材料制成,比如天然橡胶、合成橡胶、热定型弹性体、弹性热塑料等等。在这些弹性体类别的每一个中,都可存在许多特定的聚合物和聚合物混合物。较佳地,可选择弹性管34的外径D1以使得弹性管34回缩时弹性管34和缓地将纱线36a-b支撑于外罩36的内部(例如,通过比回缩时外罩36的期望的内径稍小一点或者近似相等)。这给了管34空间在外罩36内滑动,同时仍能为外罩36提供内部支撑以使得在管34回缩时罩36的外部能具有相对光滑的圆柱形形状(例如,由规则的下凹和脊状物组成的褶状)。突起33为弹性管34的部分并包括环形环,环形环自主弹性管体径向向外突出。外罩36能轻微变形以适应突起33,当软管30回缩时这帮助将外罩保持在适当位置。突起33还可包括替代完整的环的突起点或突起片段。每种情况下突起都能通过在软管30回缩以及未使用时抵抗外罩36相对于弹性管34移位,而帮助减小作用于内弹性管34的应力。这种将外罩36相对于内弹性管34保持在适当位置还可通过利用粘合剂将管34和罩36结合到一起的结合环38实现。
如前所述,在图2A-B中,突起33和结合环都是可选地,已描述的这些组件的功能可被省略,或者这些功能可以无需包括突起33或结合环38的方式提供。为描述,可考虑,代替使用突起33和/或结合环38(或除此之外),外罩可被制造为通过选择弹性管直径D1、缩回的外罩直径D3、和纱线36a-b的旦尼尔(denier)自调节。例如,纱线36a-b的旦尼尔和外罩36的直径D3可相对于弹性软管的直径D1选取,以使得当软管30缩回时,外罩36趋于形成堆叠的圆形褶的纵列(环形脊状物36r和环形下凹36v),其具有松适配于内弹性管34周围的内表面。罩36的这种纵向压缩将在压缩的纱线36a-b中产生小的类似弹簧的力,若使用者将外罩36移出适当位置,这种力趋于使得外罩36在管34上均匀地间隔开。也就是,压缩的外罩36中的纵向力将趋于将外罩36移回适当位置。选取更小旦尼尔的纱线36a-b可允许更压缩的位置,因而允许软管30、40和50有更大的扩张长度与缩回长度比。
在图2A-B中,外罩36可包括高强度纤维和/或纱线36a-b,其被编织、针织、纺织和/或卷绕成管状加强件,其可支撑导入进口连接器22和内弹性管34或44中的压力。在这个例子中,外罩36上的纱线36a和36b以相反方向编织,纱线36a以左手方向绕罩36卷绕而纱线36b以右手方向绕罩36卷绕。在纱线36a-b绕罩36卷绕的同时,它们被以在彼此之间出入的方式纺织(编织),以产生空心编织结构,由于纱线36a-b的螺旋角,这一空心编织结构能在径向和纵向扩张和收缩。外罩36的空心性质使其得以将弹性管34和44接纳至其内部以装配成弹力软管。外罩36的编织性质还能使其得以在缩回时产生沿其长度均匀间隔的尺寸相近的环形脊状物36r,如图2A所示。这种压缩结构可具有接近切向的纱线,从而提供外罩36纵向拉伸或扩张的能力。
当弹力软管30处于其缩回位置,如图2A所示,纱线36a-b以大约10°的小螺旋角P1倾斜。螺旋角P1根据弹力软管需要的伸展比可在大约5°至20°的范围内变更。对于弹力软管30,这一螺旋角P1大约是相对于软管30的横向10°。因此,当使用时,外罩36被设计为,当纱线36a-b倾斜到各个更大的螺旋角(见图2B-C中螺旋角P2)时和/或随着外罩36展开而纵向伸展。纱线36a-b的这种增大的螺旋角意味着外罩36随同内弹性管34纵向扩张。由于空心圆柱形管(软管)内的流体压力在其表面内的横向产生的张力(周张力)两倍于其在纵向产生的张力,纱线的螺旋角在30°(tan30°=1/2)左右的螺旋角达到平衡。因此,当软管仅被内压拉伸时,纱线36a-b的螺旋角可能会停在稍小于30°的角度(伸展长度)。
当额外的拉力被加至弹力软管30、40或50上时(例如,因被使用者拉所致),纱线36a-b的螺旋角可增加到中间螺旋角P2并超过。螺旋角P2大于当弹力软管30、40或50仅被内压拉伸时(即,当伸展到其伸展长度时)可实现的大约为30°的螺旋角,但小于当这样的软管伸展到其最大拉伸长度时其所达到的角度。然后,即使纱线36a-b和弹性管34之间以及纱线36a-b自身之间的摩擦导致额外的拉力被释放(例如,使用者停止拉软管)之后,纱线36a-b也可被保持在中间螺旋(即,当伸展至完全伸展长度时)。例如,原型软管已经采用用于外罩36的圆形编织管制造,编织管由当缩回时具有约10°的螺旋角的纱线构成。利用10°的纱线螺旋角,原型软管能够扩张到约三倍于其缩回长度的完全伸展长度。其外罩进一步压缩(自横向的螺旋角更小)的原型能够实现在没有拉力作用于软管的情况下大于其缩回长度的四倍的完全伸展长度。当使用者连续拉(拉伸)软管时,这些原型软管在使用期间容易地达到其缩回长度的五到六倍。
随着软管30(及软管40及50)伸展,外罩36趋于从较大的直径D3变为较小的直径D4。直径D4可显著小于直径D3,从而内弹性管34在被加压时不必在径向上大幅扩张。由于当纱线被纵向地拉时纱线被拉直,纱线36a-b的角度致使发生这种直径的缩水。随着纱线36a-b的螺旋角增大,外罩36的直径减小。利用弹性管34内的流体压力,弹性弹力软管30、40和50可由使用者简单地拉住一端就能容易地拉伸。这个拉的动作会进一步使得外罩36的直径减小至直径D4以下。随着外罩直径的缩小,内弹性管34也必须减小其直径。由于弹性管34随着弹力软管的伸展而直径变小,弹性管34内的总应变与若外罩36的直径未变小的情况相比更小。因此,这类弹力软管能容易地达到高扩张比而不破裂。采用披露的技术,可实施一种弹力软管,其简单地通过拉就能够容易地相比于其完全伸展长度拉伸额外的30%。这可提供一种非常好的可拉伸感,与弹力绳相似。
在外罩36内,用于形成外罩的纱线的旦尼尔影响着纵向的极限压缩比,因为若纱线的截面更小纱线就能更容易地彼此堆叠。应注意,当纱线36a-b在纵向上被压缩时,其也趋于在径向上扩张。在这种径向扩张期间,对于特定的扩张和收缩范围,外罩36的径向厚度能保持相对地不变。随着纱线36a-b的角度更接近于横向(更小的螺旋角),纱线趋于在其外部限定较大的直径,而同时随着罩36被纵向压缩(缩回)纱线可限定较小的内径。在原型设计中,外罩的内径紧密匹配内弹性管的外径。在内弹性管和褶皱的外罩之间留出少量空间,使得外罩得以在弹性管上自由滑动。这种布置为原型软管提供了在缩回时有条理且光滑的外部。
可伸缩软管30、40和50可具有同外罩36及内弹性管34或44的适当维度相似的结构。利用内弹性管34和外罩36的正确尺寸,结合来自弹性管的和缓的纵向压缩力(弹性管34的长度被选择为匹配外罩的压缩长度),那么在外罩36上可形成光滑的外表面,其中弹性管34的外部在缩回时和缓地支撑外罩36的内表面。如图2A中所示的缩回位置还显示了,外罩36可压缩成沿其长度间隔均匀且尺寸相近的环形脊状物36r。利用管34和罩36的直径和长度的适当组合,可伸缩软管30、40和50能具有光滑平整的外部,其提供相较于现有技术的可伸缩软管卓越的视觉外观。当纵向缩回时,外罩36的编织的、针针的、纺织的和/或卷绕的结构趋于径向扩张,并在外罩纵向伸展时趋于径向收缩。
在图2B中,我们可看到,外罩36包括被编织为围绕一圆形路径进出彼此的纱线36a-b,以形成空心编织加强罩36。纱线36a以左手螺旋形路径前进穿过外罩36,而纱线36b沿着右手螺旋形路径前进。在图2A中,这些单独的纱线被纵向压缩,导致所有纱线具有接近竖直的角度(自竖直方向5-20°,螺旋角)。较佳地,在遵循图2A的实施方式中,外罩36中的编织纱线36a-b能够在外罩缩回时形成沿着可伸缩弹力软管30、40、50的外表面均匀间隔的环形脊状物36r。纱线36a-b较佳地由高强度材料制成,比如聚丙烯,尼龙,涤纶,棉等。纱线36a-b可包括多股材料或单股丝。多股纱线可为捻纱、无捻纱、多重多股纱等等。纱线36a-b还可包括扁平带、织纹带和其他各种截面的线,等等。不同的纱线类型可生产用于特定用途的、具有不同性质的不同外罩。例如,纱线36a-b可包括薄的矩形截面的单丝,或大旦尼尔的无捻多丝纱线。二者都可被编织为弹力绳样式以制造外罩36。这使得图2A所示的缩回软管具有整洁光滑的外观。
在图2B和2C所示的伸展位置,外罩36纵向伸展,可见单个纱线的角度自横向(垂直于软管的纵轴)接近45°。纱线在两个方向上卷绕并编织相互进出彼此以提供稳定的管状加强件,其能够在纵向和径向扩张和收缩。外罩36的构造可非常接近于中国指管,其中可将手指插入这种玩具的各端,纵向压缩径向扩张这种玩具,这样使用者的手指在管内滑动。当使用者试图拉出他们的手指时,他们拉伸管的编织结构使其在他们的手指上径向变紧。在此披露的弹力软管可被实施为以相似方式运作,但弹性管34和44能够较人的手指更容易地改变直径。由此,弹力软管30、40和50能响应软管上的张力和压力,以在长度上拉伸和收缩。
在图2A-B中,润滑剂37涂覆于外罩36的内表面。润滑剂37可在弹性管34插入以及连接器22或28连接至其端之前被涂覆于外罩36的内部。润滑剂37可通过外罩36注入以涂覆弹性管34和外罩36的内表面。润滑剂37设计为减少在软管30伸展和缩回期间当弹性管在罩36内滑动时弹性管34上的摩擦和磨损。在装配期间应当注意,以使得润滑剂37不被完全刮至可伸缩弹力软管30的一端。润滑剂37的均匀涂覆最好能沿着软管30的整个长度提供。润滑剂37可在装配前施加于弹性管34。各种固体和液体润滑剂可被用于减小弹性管34和外罩36之间的摩擦力。由于外罩36的多孔性质,安置在外罩36上的润滑剂在装配期间不容易被刮落或在可伸缩软管30内移位。许多其他施加润滑剂的方法可被用于将润滑剂置于弹性管34和外罩36之间。外罩36的纤维性性质趋于保持润滑剂不被散发到环境中。
在图2C中,我们看到弹性可伸缩拉伸软管40(弹力软管)的第二个例子,其包括进口连接器22、可拉伸外罩36、内弹性管44、第二可拉伸加强中罩、多个可选的结合环48以及出口连接器28。进口连接器22、外罩36和出口连接器28可与弹力软管30中所见的相同,并执行相同的操作功能。但是,弹力软管40还包括位于弹性管44和外罩36之间的第二可拉伸中罩46。中罩46可具有和外罩36基本相同的结构并由相近的纱线材料制成。在一些设计中,中罩46可由棉制成从而提供柔软的低摩擦表面,以供弹性管44在膨胀时靠在其上。若中罩46由相较于外罩36显著更细旦尼尔的纱线制成,其可具有所示的更紧密的编织样式,其能够提供更光滑的内表面以接触弹性管44。外罩36、中罩46和弹性管44被一个插入另一个以形成三层的软管,并且连接器22和28分别在弹力软管40的进口端和出口端结合至所有的三层。
在图2C中,中罩46被绘制为具有外罩36的大约两倍的纱线,并因采用的较小旦尼尔的纱线而可具有外罩36的大约一半的径向厚度。罩36中的纱线36a-b和构成罩46的纱线46a-b的螺旋角可在软管的所有长度(尽管在不同长度上有不同的角度)上具有基本相同的螺旋角,以帮助确保在缩回位置和伸展位置之间以及在伸展位置和缩回位置之间的平滑过渡。但是,由于中罩46利用较小直径的纱线46a-b(或纤维)可实现更大的压缩,因此若需要,中罩46的纱线46a-b的较小的旦尼尔可具有显著更小的螺旋角。图2C中所示的纱线46a-b具有大约30°的螺旋角,这意味着纱线46a-b接近其完全伸展长度,而外罩36的纱线36a-b示出具有大约45°的螺旋角,这意味着纱线36a-b已被拉伸明显超出其平衡长度(伸展长度,接近30°的螺旋角)。在替代设计中,对加强罩36和46可采用螺旋角和纱线旦尼尔的许多其他的组合,并可用以提供期望的弹力软管的属性。
在图2C中,中罩46的纱线46a-b的螺旋角大约为30°,而外罩36中的纱线36a-b的螺旋角约为45°。这种螺旋差意味着,中罩46刚好达到径向张力和纵向张力的平衡,而外罩36将抵制这一伸展长度。因此,罩36和46可能以他们想要自内部流体压力改变长度的方向而相互对抗。然而,若外罩36的内径在特定长度处稍稍大于中罩46的外径,则径向力和纵向力的大部分都将由中罩46而非外罩36承受。取而代之地,外罩36可松地静止围绕中罩46并为中罩46提供磨损保护。这能使得弹力软管40得以具有较外罩36上的螺旋角所表明的明显更长的完全伸展长度。中罩46可伸展至其伸展长度(纱线螺旋角大约30°),并使得外罩36伸展至相同长度。由于只有很小的径向力被施加到外罩36上,因而由中罩46产生的纵向伸展也使得外罩36伸展,并且其纱线36a-b被推过其大约30°的平衡螺旋角。
在图2C中,外罩36被示出通过结合环48结合至中罩46。这些结合环是可选的,并且在任何具体的弹力软管设计中都不必要采用。但是,当采用时,结合环48能较佳地将罩36和46一起锁定在间歇位置。并且,与结合环38类似的结合环可被用于结合弹性管44至中罩46,如果需要的话。这些结合环的宽度可相对狭窄,以使得弹性软管44能纵向自由伸展。由于弹性管44可在径向和纵向上伸展,结合环38和48可由弹性体粘合剂制成,以使得结合环能随着弹性管伸展。在替代设计中,结合环38和48可包括在其内外表面具有粘合剂的弹性体环。弹性体环内外表面上的这些粘合剂不必是相同的,并可以被特制为结合其将要附着的表面。
在图3A和3B中,我们看到弹性可伸缩拉伸软管50(弹力软管),其包括进口连接器22、内弹性管44、可拉伸加强外罩36、出口连接器28以及一个或更多个耐磨环39,耐磨环39用于保护外罩36不受外部表面例如地面的磨损,和/或其他功能,例如在此描述的控制软管50的收缩。连接器端22和28以及外罩36可同之前在弹力软管30和40中所见的基本相同。内弹性管44可构造为与本专利中所见的其他内弹性管相似,但在此示出为无突起或结合区域的纯管状。耐磨环39可包括固定地结合至外罩36的外表面的聚合物环。构成环39的聚合物材料可由硬或软聚合物制造以提供磨损保护。若耐磨环39包括弹性聚合物,那么环39可在软管50被拉伸或松弛时随外罩36伸展和收缩直径。若采用较硬的聚合物,例如聚丙烯,可采用较薄的涂层(薄的径向厚度)和/或分散的较厚的部分,使得环39得以在伸展和缩回期间屈曲。
图3A示出处于松弛状态的弹力软管50,而图3B示出处于承压及伸展状态的弹力软管50。内弹性管34被插入空心编织外罩36内。进口连接器22和出口连接器28被固定地连接至内弹性管34和外罩36的相对端。进口连接器22被设计为连接至加压流体源或压缩气体源,并接着将流体(液体或气体)输送至弹性管34的内部通道35。弹性管44可包括一些弹性材料中的任何一种或几种,例如胶乳橡胶、热塑性聚氨酯、合成橡胶、热固性弹性体、热塑性弹性体材料及其他弹性材料。外罩36可以与此前讨论的相同,并可包括高强度编织管,其能够折叠为径向褶皱,以提供大的伸展长度-缩回长度比。耐磨环39可包括耐磨弹性体或其他耐磨聚合物,其可结合至罩36的外表面于缩回外罩的外部脊状物36r上。
耐磨环39可为软管50提供尺寸稳定性,其趋于在一次又一次加压和减压时(例如,若耐磨环39的组合长度大于软管50在没有耐磨环的情况下减压达到的长度,那么环的组合长度能够限制软管的缩回能力,并且当软管50处于其缩回长度时,耐磨环的外表面能够在软管50的外罩36和周围环境间提供完整的屏障),使得外罩36恢复至相同的缩回配置。当软管伸展时,耐磨环39自外罩36的表面向外突起,以保护外罩36不受例如游泳池甲板、车道、人行道等等的表面的磨损。出口连接器28被设计为将流体(液体或气体)从内部通道35传输至外部喷嘴或对穿过软管50的流体流动提供限制的其他装置。出口连接器28连接至内弹性管34和外罩36于和进口连接器22相对的一端,并可设计为连接各种喷嘴或施用器连接设备。出口连接器28可设计为具有限流脊状物29,以限制流体(气体或液体)流出软管50,并帮助在弹性管34内建立压力以扩展软管50以备使用。
在图3B中,注意当弹力软管50缩回时以及伸展时,耐磨环39均自罩36向外突起。这提供了耐磨环同大多数平的表面的第一接触,从而保护外罩36所包含的较软的纱线。较佳地,可选择弹性管44的自然外径D1,以使得其在缩回时和缓地支撑外罩36的内部。这使得管44具有空间以在外罩36内滑动,同时为外罩36提供内部支撑。这使得外罩36的外部得以在缩回时具有相对有条理的圆柱形形状。耐磨环39趋于在缩回时为外罩36的外部脊状物提供支撑,以维持直径D3,直径D3显著大于弹力软管50的操作直径D4(见图3B)。直径D4的大小可根据作用于弹力软管上的纵向拉力有多大而改变。当软管50被拉伸,外罩36的外径D4变小,当这拉力被释放,弹力软管50趋于在直径上增大并恢复至直径D4。若环39由弹性材料制成,那么环39也将趋于从其较小的压缩直径(见图3B)弹性回复至其较大的存放直径(见图3A)。环39的这种弹性向外扩张帮助确保了外罩36的折叠是受控的,从而每次软管缩回时都会适当地形成相同的褶皱结构。最终,读者应当理解,在本专利中公开的润滑剂37(膜、层或涂层)、脊状物33、粘合带38和其他结构可被结合并同弹力软管50一起采用。
褶皱的外罩36还可被用作弹力绳罩,以使得里面的弹性绳被拉伸至超过其原始长度的6倍。在图4A-B中,我们可看到发明人发展的弹力型栓,用于在旅行中系紧或固定物件。在纵向褶皱编织发展之前,弹力绳被限制于大约2X(其缩回长度的2倍)。现在利用纵向褶皱编织,对于弹力型栓,6X或更大的扩张都是可能的。这使得采用披露的纵向褶皱技术制造的、一英尺长的弹性绳可拉伸至长达6英尺以系紧物件,例如弹力绳。在这类实施方案中可采用各个类型的内部弹性芯,图4A示出了用弹性软管34提供的弹性芯,图4B示出了由固体弹性绳44提供的弹性芯。在替代设计中,如弹力型绳制造中的常规,固体弹性绳44可由多个更小的弹性绳代替。
在图4A-B中,我们看到弹力绳60和63采用褶皱的罩36以得到高伸展-缩回长度比。弹力绳60包括之前讨论的弹性管34和褶皱编织罩36。弹性管34和编织罩36均是一端附接于弹力绳钩端62,另一端附接于相似的钩端。肋状物33和润滑剂37是可选的。弹力绳63包括之前讨论的褶皱编织罩36和固体芯弹性带64。弹力绳钩端62附接于编织罩36和弹性带64的一端,与钩端62相似的第二钩端(未示出)附接于编织罩36和弹性带64的另一端。
在图4A-B中,我们看到两根弹力绳60和63,分别包括钩端62、褶皱外罩36和包括弹性软管34或固体芯64的弹性芯。在图4A中可见弹力绳60包括弹性可伸缩软管30的软管部分(见图1A-B),其中软管端22和28由弹力绳端62代替。对于弹力绳60的功能运转,肋状物33、润滑剂37和结合环38都是可选的。编织罩36中的褶皱的采用使得外罩36得以具有实质上更大的回缩比,相比于现有技术的编织弹力绳罩。利用类似罩36的褶皱外罩,弹力绳可具有六比一的伸展比(原始长度的600%)。
图4B中,弹力绳63除了采用固体芯松紧带(elastic)64以外非常近似于弹力绳60。尽管固体芯松紧带被用于弹力绳,更通常地,多股松紧带被同编织外罩一起使用以提供更可靠的弹力绳。因单股绳64相比于可包括多股纵向的松紧带的典型的多股弹力绳芯更易于绘出,在此在图4B中示出单股绳64。读者应当理解,用于制造单绳褶皱罩的弹力绳的相同的编织过程也可以用于制造多股弹性弹力绳。端62在弹力绳的两端可以是相同的,或出于特定目的而变更。多种种类和类型的弹力绳端可见于现有技术中,几乎任何种类或类型的弹力绳端可被附接于这种褶皱罩类型的弹力绳并一起使用。
在图4A-B中,褶皱的脊状物36r已被热定型至外罩36内,以使得其在缩回时趋于形成如图所示的环形褶皱。设置褶皱的形状有助于褶皱编织罩36的稳定运转。在褶皱的下凹36v和/或脊状物36r未被稳固于罩36上的实施方式中,褶皱罩可能有更大的风险失去其规则形状并且无法适当地缩回。有几种方法可用于稳固褶皱,例如:1)将聚合物材料结合至罩36上的脊状物36r处的纤维和/或纱线36a-b(见图3A-B),2)用高温空气热定型纤维和/或纱线36a-b,3)用明火热定型纤维和/或纱线36a-b,4)用热表面(铁)热定型纤维和/或纱线36a-b,5)用辐射热(红外线、光等等)热定型纤维和/或纱线36a-b,6)用蒸汽热定型纤维和/或纱线36a-b,以及7)用其他较不常用的加热方法热定型纤维和/或纱线36a-b。可对单个罩一起采用这些稳固方法中的若干种。例如,高温空气可同红外加热器一同采用以实现期望的褶皱定型。相似的,高温空气可被用于定型褶皱,然后在脊状物上涂覆聚合物涂层以进一步稳固褶皱以备长期使用。
在图5A中,弹性软管70可同前面看到的可伸展可缩回软管30基本相同,但具有包括罩36的脊状物36r上的多个熔融表面部分77的热定型。在图5A中,褶皱外罩36如之前讨论地(见图5A右侧),处于转化为热定型褶皱外罩76(见图5A左侧)的过程中。来自多燃烧器喷嘴72的明火71用于将示出的环形褶皱部分77热定型到编织罩36内以及形成热定型编织罩76。燃烧器喷嘴72可被放置成完全围绕罩36(仅示出顶部和底部的燃烧器喷嘴72),从而热量被平均分散到罩36上的脊状物36r的整个表面上。在这个例子中,环形褶皱编织罩36从右向左移动经过燃烧器喷嘴72,伴随着罩36从其完全缩回位置稍稍伸展,以使得脊状物36r不被弹性管34强有力地迫使到一起。燃烧器喷嘴72可采用各种燃料来产生火焰71,例如丙烷、丁烷、甲烷、乙醇、甲醇和能产生稳定的火焰71的其他气体和液体燃料。随着编织罩36的暴露的表面经过燃烧器喷嘴72和火焰71,形成多个熔融表面部分77。火焰能将那些暴露的外表面加热到构成罩36的材料(即,聚丙烯,尼龙,聚酯,聚乙烯等等)的熔点,将纱线36a-b熔化到一起以在热定型褶皱编织物76上形成部分77。
当燃烧器喷嘴72将其火焰71对着褶皱罩36的整个外表面,来自高温火焰71的强热,可顷刻之间就熔化脊状物36r的外表面并在纱线36a-b的暴露部分上形成多个熔融表面77。在这一熔化过程期间,褶皱编织罩36的内部部分能相较于脊状物36r保持相对低温。在熔化过程期间,编织罩36可自其完全压缩(完全缩回的)位置稍稍纵向伸展,以使得脊状物36r不会明显触及他们任何一侧紧邻的脊状物。通过罩36以这种方式稍稍纵向伸展,火焰71趋于在它们经过褶皱间(脊状物36r间)的狭窄间隙时快速冷却,并趋于不提供充足的热将褶皱可能轻微相互接触的褶皱的侧面结合到一起。
纱线36a-b中的每个可包括许多单独的丝,其可能被捻在一起或未捻在一起。图5A中纱线36a-b的这种熔化和部分结合可主要发生在各纱线36a-b中的这些较小的丝之间。由此,利用正确的加热量,纱线36a-b的暴露表面可将它们的纱线丝熔化到一起在纱线36a-b的表面上脊状物36r处形成多个硬表面壳77。这些表面壳或熔化区域77可形成于特定的纱线上,并可以强结合或不强结合至另一纱线上与其相邻的表面壳77。在相邻表面壳之间的这种弱结合使得编织罩76得以保持相对的易弯曲性,即使脊状物的外表面被严重熔化。纱线表面的这种熔化避免了纱线36a-b在使用期间从它们的原始褶皱位置滑动太远,并因而提供了即便在大量使用后仍能保持其形状的稳定的褶皱编织物。
在图5B中,我们看到弹性软管70被加压并延伸从而同罩76及弹性管34一起使用,并呈现圆柱形软管形状。软管70包括同软管30基本相同的结构,但还限定了多个熔化部分77,多个熔化部分77形成沿软管70的长度方向均匀间隔的环形环。熔化部分77趋于阻止用剩余的皱褶罩76形成完美的圆柱形,并趋于在软管70被减压并恢复至其纵向缩回位置时恢复至其皱褶脊状物位置以便储藏。若具有熔化的脊状物部分77的编织罩76装于弹力绳60或63上(代替罩36),熔化部分77可起到和其在弹性软管70中基本相同的作用,并趋于使得脊状物36r在罩76伸展以便使用之后恢复至其原始缩回位置。
粘合剂
读者应从此前的讨论中理解,使用结合剂、结合结构和粘合剂来结合披露的弹力压力软管的特定组件,有助于软管的适当操作和耐用性。然而,这些结合材料的组成以及结合结构的定位、成型和应用可以非常多样化。例如,用于结合内弹性管34至外罩36的结合结构(结合环38)可呈现遵循螺旋形路径的结合带的形式,沿软管间歇定位的小片段(短带)的形式或小点的形式,或者甚至是结合片或结合垫的任意样式(未示出,见假设为分段的结合环38和48)。在制造期间,这些结合结构和/或粘合剂可首先被涂敷于内弹性管、或外罩、和/或其他组件,以形成诸如结合环38、结合环48、结合垫(未示出)、结合点(未示出)的结构。结合材料也可在构建可伸缩软管的特定部分之前、期间或之后涂敷。此外,结合结构也可在非粘合状态下涂敷于内弹性管和/或外罩,并且接着之后,在装配之后,被激活以将这些组件结合到一起以完成可伸缩软管。结合剂本身(加上任何支撑结构)可包括非常多种多样的材料,包括但不仅限于,胶粘剂、聚合物胶粘剂、紫外光固化胶粘剂、热固化胶粘剂、化学固化胶粘剂、柔性热聚合物、软性弹性体、泡沫聚合物和/或弹性体等。最终,结合结构和结合剂可包括实际的软管结构自身,在这种情形下,无需额外的结合结构或粘合剂(例如,线性弹性管热和/或机械结合至外罩)。
内弹性管构造
在图1A至3B及5A至5B中,弹性管24、34和44可由形成用于输送流体或气体的管状的弹性材料(弹性体)制成。若需要,弹性管34和44可具有和弹性管24相同的结构。内弹性管24、34、44被示出具有杰出的弹性性质,使其在应力作用下得以拉长达到其原始长度的7倍。弹性管34和44的壁厚和直径可根据外罩36而变化以提供可伸缩软管的所需操作(伸展和缩回)。用于制造管34和44的弹性材料可以为与现有技术的弹性管24所使用的相同的材料,并可包括一些目前可得的弹性体、橡胶和具有弹性性质的其他材料中的任何一种或多种。弹性管34和44可用包括但不限于以下的材料制成:天然乳胶、合成乳胶、热固性塑料、热固性弹性体、热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、丁橡胶等。采用的具体弹性体由具体的软管的特定用途及其具体的使用环境决定。弹性体自其自然长度的伸展比由可伸缩软管的具体用途决定。对于如园艺软管的用途,需要拉伸300%(3X)或更多。热定型聚合物材料相比于热塑性材料具有很大的优势,因为即使被拉伸很长的一段时间或经受较高的温度,热定型聚合物材料仍趋于恢复到与其一开始相同的形状。因此,热定型塑料的低蠕变使得披露的弹性可伸缩软管得以具有更长的有效寿命。热塑性弹性体在被拉伸和加热时趋于失去显著的一部分弹性,而可能不恢复至其原始缩回长度。
制造方法-图1A至5B
在图1A-B中我们看到现有技术的弹性偏置拉伸软管20(可伸缩软管),其可用多种方法制造。例如,弹性管24和外罩26可被分别制造,然后弹性管24在罩26内滑动,连接器22和28被结合至其各自的端。可替代地,弹性管24可被单独制造,而外罩26被围绕弹性管24编织以形成软管部分。弹性管24限定了内部通道25,用于传递流体或气体经进口连接器22进入并经出口连接器28离开,如图1B所示。可伸缩软管20可包括限流脊状物29,见于出口连接器28上。由于外罩26的自然长度较内弹性管24的自然长度明显更长,外罩26在软管20塌缩时会被纵向压缩,而弹性管24在伸展时会纵向伸展至外罩26的长度。可采用一芯轴系统促进这些装配过程。
在图2A至3B中,编织外罩36及内弹性管34和44被用于可伸缩软管30、40和50中,其可被以与上述拉伸软管20相似方式装配。其他方法也是可能的,其中加强外罩36可被直接编织至单独制成的弹性管34上。在弹性管34被拉动穿过罩36的内部通道管路35之前,可将润滑剂37涂覆于弹性管34的外部和/或外罩36的内表面。进口连接器22和出口连接器28然后可被连接至弹性管34和外罩36的两端。将润滑剂37引入弹性管34和罩36之间减小了它们的表面之间的摩擦,并提供了弹性管34上更小的摩擦力和更少的磨损。
在图3A和3B中,耐磨环39可采用多种方法形成于编织外罩36的脊状物上。这些方法中的一些包括,在罩36缩回时喷上液体聚合物,然后迅速部分地纵向拉伸罩以将这些液体分成环,在热聚合物浴中滚动外罩36,将热聚合物滚动到外罩36上以形成环39,将耐磨环39挤出到外罩36的脊状物上,当罩36完全缩回时在罩的整个外部涂覆耐磨聚合物、然后将其在脊状物之间切割以形成环39,等等。
润滑剂37可以是液体润滑剂、固体润滑剂和/或固体和液体润滑剂的混合物。固体聚合物粉末或小珠也可用作固体润滑剂。一些润滑剂的例子包括但不限于,油、石蜡、蜡的混合物、其他软聚合物、聚四氟乙烯、石墨、固体聚合物涂层、弹性体涂层,等等。这些润滑剂37可被涂覆于外罩36的内部、外罩36的纤维上、和/或内弹性管24、34、44的外部。因外罩的多孔性质,液体润滑剂可从外部施加经过外罩36以涂覆罩36的内表面。可被熔化的固体润滑剂(像石蜡)也可被涂敷于外罩36的外部并被允许以毛细作用穿过罩36的织物和/或以多种方法(例如,应用压缩气体)受迫穿过罩36至其内表面。
在现已测试的润滑剂中,蜡烛石蜡表现最佳。石蜡的软固体性质在两个表面之间提供了光滑的润滑,并且不会在使用或不使用时被冲走或流走。石蜡在被加热至其熔点时也容易地吸入罩36的织物中。石蜡和其他润滑聚合物,即使在数百次软管伸缩循环之后还可继续提供保护。石蜡还可结合其他成分或添加剂,从而使石蜡具有各种其他性质。通过添加额外成分或添加剂,石蜡或软聚合物可变得具有粘性和/或胶黏,从而其在软管缩回时,能够同内弹性管和/或外罩一起移位,并同时帮助将内软管保持在特定位置。这些具有粘性的和/或胶黏的聚合物可用作弱粘合剂,提供弹性管和外罩间的弱结合,以在操作期间维持其相对位置。这些具有粘性的和/或胶黏的聚合物可被定制为当被施加了小的恒定力时易于滑动(作用类似厚的润滑剂),并同时类似粘合剂作用抵抗强的快速的力。其他添加剂可被用于提高石蜡或软聚合物的熔化温度(更温热的气候),并在其他情况下被用于降低熔化温度(更冷的气候)。其他润滑的固体聚合物可包括能被结合至外罩36的纤维的聚合物,并形成同弹性管(即弹性管24、34和44)的外表面交界的低摩擦接触界面。润滑剂还可包括在编织或纺织外罩36之前涂覆于构成外罩36的纱线或纤维上的固体润滑剂。
褶皱罩36和76可通过以下方式制造,首先用圆形编织机或其他类似机器编织圆编织管,然后将编织管打褶为具有重复的环形褶皱并通过热定型、聚合物涂覆和/或利用其他形状保持方法定型为显示的褶皱形状。一旦褶皱罩36和76具有定型的形状,如图2A、3A、4A和5A所示,可将各种弹性材料插入罩内并附接于其适当端连接器以形成可伸缩软管(即30、40和70)或弹力绳(即60和63)。热定型罩36的一种特殊方法在图5A中示出,其中以明火烧灼外部脊状物36r以部分熔化纱线36a-b并形成褶皱罩76。熔化部分77提供了用于相对于彼此保持纱线36a-b在适当位置的手段,并为纱线提供在使用中被反复拉伸(见图5B)之后恢复至其如图5A的原始褶皱形状的强健能力。
如图5A-B所示的褶皱外罩76的制造可以几种方式实现。一种方法在图5A中示出,其中与可伸展可缩回软管30相似的完成的软管穿过包括燃烧器喷嘴72的燃烧器腔室,以使得火焰71接触罩36的外脊状物表面36r,加热这些表面至纱线36a-b的熔点。若软管端由塑料制成则可在软管端22和28上放置保护罩,这样当软管经过火焰71且多个熔化部分77产生于脊状物36r上时这些端不会被损坏。制造褶皱外罩76的第二种方法可以是,仅将褶皱罩36输送穿过包括燃烧器喷嘴72的燃烧器腔室,用火焰71制造熔化部分77。上面这些方法都可采用高温热空气和/或辐射加热器(红外和可见光加热器)替代燃烧器喷嘴72作为热源。
在试验中,极高温加热枪,产生超过1400华氏度的足够热的空气及辐射热来制造与罩36相似的褶皱罩上的熔化部分77,其和由丙烷火焰制造的熔化部分77几乎是无法分辨的。在一些设计中,快速加热罩36的外部对于适当地熔化部分77而不加热并导致罩的下凹部分缩水是重要的。较慢的加热可导致对褶皱罩36的下面的部分的过度加热,其可趋于导致纱线36a-b(及罩36)显著缩水,还会使得形成的褶皱编织物硬化。因此,可快速完成部分77的加热以避免纤维36a-b的缩水。热空气和燃烧的气体,在其经过罩36的小的紧密堆叠的纤维之间时迅速冷却,但若热量被施加超过半秒,热量就开始深入罩36内,并开始导致纤维的内部部分开始缩水。当这种内部缩水发生时,没有东西支撑外脊状物而整个罩36趋于在直径上缩水。若这种罩36的缩水没有被考虑到最终产品中,那么这种缩水会导致问题。理想地,仅有外脊状物被充分加热以使得纤维缩水和/或熔化,这样下面的纤维能支撑外脊状物并帮助阻止那里的纤维缩水。对于大约0.80英寸的外径的皱褶编织物,热空气或气体的停留时间应当保持在一秒以下以避免明显的缩水。理想地,对于大多数尼龙和聚酯纤维,半秒以下的加热时间可被用来将缩水保持在最小。然而,温度应当足够高以在此半秒或更短的加热期间内熔化外脊状物并形成熔化部分77。这可需要相对高的温度,高于约1500华氏度。因此,在许多情况中,熔化部分77的加热应当在热气体、火焰或辐射热有时间深入编织罩36内并造成过度缩水之前非常快速地完成。
在图5A-B中,熔化部分77由于其坚硬的性质具有阻碍响应于那些位置纤维的螺旋角的延伸力的通常变化的能力。因此,当测量纤维36a-b的螺旋角时,应当在由纤维36a-b未被熔化的纤维破坏和阻碍处的熔化部分77所形成的环之间进行测量。
操作说明-图1A至3B
图1A-B中,现有技术的可伸缩软管20可见具有内弹性管24,其具有相对厚的壁以提供强度抵抗水压以及抵抗同外罩26的摩擦力。弹性管24的外径D1约为外罩26的直径D2的一半,从而直到已经施加了明显的内压,弹性管24才开始显著地挤压外罩26的内表面。弹性管24较小的直径D1还使可伸缩软管20得以在扩张至直径D2(罩26的内侧表面,见图1B)之前在纵向方向显著伸展。这避免了显著的摩擦力形成于弹性管24和外罩26之间,直至可伸缩软管20部分伸展后。约束部29在弹性管24内产生背压以增加内压并使得软管完全伸展。可附接至出口连接器28的喷嘴附件(未示出)能提供额外的背压以使得软管20伸展。随着弹性管24内的压力增大,管24挤压外罩26的折叠部分并且软管继续纵向扩张。随着压力进一步增大,弹性管24挤压外罩26的内表面,这会造成外罩26形成折痕并且在罩26不在弹性管24的表面上滑动以达到其完全长度的情况下不达到其完全长度。这种表面的滑动产生磨损并减少了软管的使用寿命。当水压被移除时,弹性管24中的弹性偏置张力致使可伸缩软管20缩回并从弹性管24中排出水。
在我们继续讨论弹力软管30、40和50之前,请回顾本文件中标记为“术语定义”的部分,以知晓在描述弹力软管中使用的一些特定术语的定义。在图2A-B中,可伸缩软管30可见分别处于其塌缩状态及伸展状态。在其塌缩状态,如图2A所示,弹性管34基本松弛,伴随着罩36折叠并围绕管34纵向压缩。可制造可伸缩软管从而当外罩36处于其缩回状态时,趋于折叠并压缩(打褶)为沿其长度平均间隔且尺寸相近的环形脊状物36r。例如,将外罩36成形为期望的褶皱样式,然后对其进行热压以将褶皱形状固定至纱线纤维内(或者同在此描述的用于得到所述褶皱样式的其他方法组合,或者作为替代方案,例如设计内软管使其在缩回状态具有一定外径,其和缓地支撑外罩所呈现的褶皱形状中的下凹处)。在拉伸状态,如图2B所示,外罩36和内弹性管34被示出为由使用者拉伸至与可伸缩软管30相对应的长度,这一长度超出其“完全伸展长度”(见定义部分)。外罩36的性质可使其具有这样的能力,即在被纵向压缩(缩回)时能够基本平均地折叠为紧密堆叠、平均间隔且尺寸相近的环形脊状物,从而提供美学上更让人满意的相对光滑平整的外表面。纱线36a-b的一些部分趋于向内折叠形成下凹处36v,一些部分趋于向外折叠形成外脊状物36r。设计适当的空心圆编织物可在外罩36上形成均匀间隔的点,这些点自然地趋向于向内或向外折叠,由此外罩36可被设计为以围绕弹性管34和44的波浪形样式均匀塌缩而没有额外的结构。如图3A-B所示地添加耐磨环39,可进一步迫使外罩在缩回时呈现这种褶皱或波浪形状。
在图2A-B中,随着水压被引入连接器22和内部通道35中,弹性管34开始纵向和径向扩张。外罩36的内部容易地变形并开始呈现圆柱形。随着压力增大,弹性管34开始挤压外罩36,并最终使得外罩36变直为圆柱形管。当弹性管34被迫抵抗外罩36,润滑剂层37帮助减小外罩36上弹性管34的摩擦力和剐蹭(chaffing)。一旦内弹性管34和44将外罩36挤压为圆柱形,弹性管34和外罩36随后可在弹力软管30、40、50继续随内压增大而纵向伸展时一起扩张。在弹力软管达到其伸展长度之前很久,外罩36就能可趋于平滑并摊平靠在内弹性管34上。随着更大压力的施加,伴随外罩36分别同内弹性管34和44一起继续纵向变长,弹力软管30、40、50继续变长。一旦管34和外罩36之间实现完全接触,弹性管34和外罩36的进一步伸展产生管34相对于外罩36的很小滑动。但是,润滑剂37可提供管34和罩36之间低摩擦力的表面界面,从而使得它们得以相对于彼此滑动。润滑剂37可帮助在弹性管34相对于罩36滑动时通过减小管34上的应力来减少弹性管34的磨损。诸如石蜡的固体润滑剂尤其擅长于减少磨损以及也减小弹性管34和编织外罩36之间的摩擦力。在长期使用期间石蜡趋于留在罩36内,并且在试验中,随着石蜡掺入罩36的纤维内,石蜡实际上显示出越来越好的作用。
在图2C中,弹力软管40可以和可伸缩弹力软管30操作的基本相同的方式运转。中罩46的增加可相较于弹力软管30改变弹力软管40的“伸展长度”,但仍将和弹力软管30类似地随着弹性管44一起扩张和收缩。由于在外罩36和弹性管44之间设置有和外罩36类似的加强中罩46,因而在此未使用润滑剂37(膜、层或涂层)。中罩46可为弹性管44提供较软的接触表面以减小摩擦。中罩46也可在装配前预浸渍润滑剂以为弹性管提供额外的磨损保护。加强罩36和46可被设计为一起扩张和收缩,从而在扩张和收缩的过程中以及当完全扩张时外罩36能支撑外罩中罩。这么做的一种方式为提供在伸展时具有基本相同的纱线螺旋的加强罩36和46,这样它们彼此成比例地径向扩张并在软管的整个扩张中为彼此提供内压支撑。当然,罩36和46的适当的伸展直径可被用于使得它们得以在使用期间支撑彼此(在伸展时中罩46紧贴着适配于外罩36内)。外罩36也可被设计为与中罩46以这样一种方式相互作用,以支持外罩36在软管缩回时形成沿其长度均匀间隔且尺寸相近的环形脊状物36r(例如,通过在应当在软管缩回时呈现的褶皱形状中作为下凹处的位置连接外罩36至中罩46),并为弹力软管40提供视觉上让人满意的外表面。
在图3A-B中,弹力软管50可同和可伸缩弹力软管30和40操作的基本相同的方式运转,除了几个不同。多个耐磨环39的添加帮助在弹力软管50伸展和缩回时稳定软管罩36的折叠和展开(褶皱和变平)。因此,耐磨环39也趋于在缩回时保持罩36向外大约处于直径D3,而在软管50受到内部加压时变形。这使得软管50伸展,外罩36展开,罩36的直径缩小。若耐磨环39由弹性或柔韧的材料制成,环39的直径可被外罩36拉至显著地小于直径D3的直径。这种由罩36作用于环39的拉动,可由一相等且反向的力补偿,这个力趋于将环39抬起至高于罩36的外表面并帮助保护罩36不被损坏。在替代设计中,罩36和/或弹性管44还可在装配前预浸渍润滑剂以为弹性管提供额外的磨损保护。润滑剂还可通过允许外罩更容易地滑动成期望的形状,以及通过使各种组件不容易以会致使外罩以不同方式塌缩的方式不经意地相互结合,促进外罩收缩为褶皱形状。
在图4A-B中,弹力绳60和63能以和标准弹力绳基本相同的方式运转,并具有钩端62,其使得弹力绳得以附接至交通工具的各种地方用于系紧物件。弹力绳本身,包括褶皱罩36和弹性芯(即,弹性管34和弹性绳64),使其得以拉伸以将这些物件保持在适当位置。与通常的弹力绳不同,披露的弹力绳可拉伸至超过其原始长度的六倍,以卷绕抓紧需要固定的物品。
图5A-B中,弹力软管70能以可伸缩弹力软管30、40和50基本相同的方式运转,除了几个不同。即使类似在图5B所示的伸展位置下经过严苛的使用,硬的熔化部分77趋于使得褶皱罩70具有很强的倾向恢复至其原始褶皱位置(见图5A)。并且,熔化部分77能帮助保护纱线36a-b不在类似混凝土和砖头的粗糙表面被划破。熔化部分77还使得编织罩76在如图5B所示的使用时得以变得近似于圆柱形,但熔化部分77仍然记忆其环形褶皱位置并确保在使用后罩76恢复至这种褶皱形状(见图5A)。
在图5A-B中,褶皱罩76被示出起到如用于可伸展和可缩回软管的罩的作用。当施加了纵向伸展力和缩回力时,罩76的运转基本是自动的。这些纵向的力来自内力或外力,并可由软管组件及运转特征提供,包括(但不限于):弹性管、软管内外的液压差、螺旋弹簧、弹性绳,但其他内部或外部源(例如,软管使用者,其可通过拉软管提供外部伸展力)也可为软管提供伸展或缩回力。纵向的压缩/缩回力趋于将罩76压缩为一系列的环形褶皱,如图5A中左侧所示。纵向的伸展力(或张力)趋于把褶皱拉开并纵向展开罩76,如图5B所示。在图5A-B中,褶皱罩76正被用于可伸展可缩回弹力软管70中,其中压缩力来自内弹性管34。一旦被拉伸,弹性管34具有使得罩76被纵向压缩至图5A中所见的其缩回位置的潜能。当水压被供给至连接器22,与附接于输出连接器28的限流附件(喷雾喷嘴)相结合,弹性管34内部被加压,产生在端22和28之间形成张力的伸展力。这一伸展力使罩76伸展并还提供径向向外的压力以将罩76挤压为接近圆柱形。由熔化部分77形成的环趋于在使用期间保持其位置,由于一些纤维结合到了一起,这还可使得环得以用作不趋于容易地滑动经过彼此的硬形状。因此,当水压自软管70被释放时,弹性管34产生作用于褶皱罩76的净压缩力,并且熔化部分77趋于将罩76压缩回其图5A中所见的重复的一系列的环形褶皱。
衍生和范围
将径向可扩张和纵向可伸缩的外罩同内弹性管一起使用大大改变了可伸缩软管(弹力软管)的动力学和其运转性质。如在此披露的外罩,可通过将组成外罩的所有纱线定向为相对于弹力软管的纵轴为锐角(纱线既非纵向也非切向定向)来实施以促进纵向和径向的拉伸。
尽管上述说明包含许多具体的例子,但这些例子不应被看作是限制本专利或任何相关专利所规定的保护范围。相反,上述说明应当被认为描述了实施本发明的技术的各个方面的目前较优的方法中的一些。例如,许多可替代的固体和液体润滑剂可用,以及在外罩与内弹性管结合的实施方式中,许多不同的结合方式可被用于针对特定的弹力软管取得具体的性质。用于内弹性管和外罩的材料的选择是非常多样化的,并且可使用许多种天然和合成聚合物。并且,外罩、润滑剂、内弹性管、结合方法的许多其他组合也是可行的。最后,尽管对于弹力软管的外罩,空心圆形编织管是目前较优的结构,但许多其他纺织、编织类型和织法可被替换使用,其提供规则的重复皱褶样式,并允许软管在纵向伸展时径向缩回而在纵向缩回时径向扩张。
因此,本发明的保护范围不应被理解为限于上述例子,而应由权利要求书确定。
Claims (20)
1.一种管,包括多个左旋的纤维和右旋的纤维,其被编织以形成所述管内的通道,并能够响应于纵向伸展力自压缩长度纵向地伸展至伸展长度,其中:
a)所述管能够在自其伸展长度收缩至其压缩长度时压缩为多个环形褶皱,每个环形褶皱包括环形脊状物和环形下凹并具有在所述环形脊状物处大于在所述环形下凹处的内径;以及
b)对于每个环形褶皱,来自此环形褶皱的环形脊状物和来自此环形褶皱的环形下凹均以所述管内的通道的纵轴作为中心围绕;
其中,所述管能够基于所述多个左旋的纤维和右旋的纤维被热定型为包括所述多个环形褶皱的配置压缩成所述多个环形褶皱;并且
其中,来自所述多个环形皱褶的每个环形脊状物包括熔化于所述褶皱的配置中的多个区域。
2.根据权利要求1所述的管,其中,所述多个左旋的纤维和右旋的纤维在所述管处于压缩长度时限定在约5至20°之间的第一螺旋角。
3.根据权利要求2所述的管,其中,所述多个左旋的纤维和右旋的纤维在所述管处于伸展长度时限定约为30°的第二螺旋角。
4.根据权利要求1所述的管,其中,伸展长度至少四倍于压缩长度。
5.根据权利要求1所述的管,其中,所述管包括置于所述管内的通道中的中罩。
6.根据权利要求1所述的管,其中,所述管能够对于来自所述多个环形褶皱的每个环形褶皱来说基于聚合物材料被结合至此环形褶皱的环形脊状物而压缩成所述多个环形褶皱。
7.根据权利要求1所述的管,其中,来自所述多个左旋的纤维和所述多个右旋的纤维的纤维为纱线。
8.一种管,包括编织织物,所述编织织物包括形成为限定内部通道的圆形编织物的多个右旋和左旋纤维,其中所述编织织物能够:
a)响应于纵向伸展力从压缩长度纵向伸展到伸展长度;
b)响应于纵向压缩力从伸展长度压缩到压缩长度;和
c)在处于压缩长度时形成多个重复的环形褶皱;
其中,所述编织织物能够基于被热定型为包括所述多个环形褶皱的配置形成所述多个重复的环形褶皱;并且
其中,来自所述多个重复的环形褶皱的每个褶皱包括环形脊状物,其中所述编织管所包括的纤维熔化于来自所述多个重复的环形褶皱的环形脊状物处。
9.根据权利要求8所述的管,其中,所述编织织物能够基于聚合物材料结合至所述编织织物形成所述多个重复的环形褶皱。
10.根据权利要求9所述的编织管,其中:
a)来自所述多个重复的环形褶皱的每个环形褶皱包括环形脊状物;以及
b)所述聚合物材料结合至来自所述多个环形褶皱的所述环形脊状物。
11.一种管,包括:
a)管状罩,管状罩包括多个左旋的纤维和右旋的纤维,这些纤维被编织以形成所述管状罩内的通道,并能够响应于纵向伸展力自压缩长度纵向地伸展至伸展长度;
b)褶皱形成工具,用于在所述管状外罩自伸展长度收缩至压缩长度时沿所述管状外罩的长度形成多个环形褶皱,其中:
i)所述多个环形褶皱中的每个环形褶皱包括环形脊状物和环形下凹并具有在其环形脊状物处大于在其环形下凹处的内径;以及
ii)对于每个环形褶皱,来自此环形褶皱的环形脊状物和来自此环形褶皱的环形下凹均以所述管状罩内的通道的纵轴作为中心围绕;
其中,所述褶皱形成工具为所述多个左旋的纤维和右旋的纤维,所述多个左旋的纤维和右旋的纤维已经被热定型为包括所述多个环形褶皱的配置;并且
其中,所述多个左旋的纤维和所述多个右旋的纤维包括熔化部分。
12.根据权利要求11所述的管,其中,所述褶皱形成工具包括结合至所述多个环形褶皱的聚合物材料。
13.根据权利要求12所述的管,其中,所述聚合物材料包括结合至来自所述多个环形褶皱的环形脊状物的聚合物材料。
14.根据权利要求7所述的管,其中,熔化于所述褶皱的配置中的所述多个区域被充分熔化以使得纱线抵制滑动过彼此。
15.根据权利要求7所述的管,其中:
a)所述纱线包括各个纱线,各个纱线均包括多个丝;和
b)熔化于所述褶皱的配置的所述多个区域中的纱线部分地结合,其中结合主要位于各个纱线内的丝之间。
16.一种管,包括多个左旋的纤维和右旋的纤维,其被编织以形成所述管内的通道,并能够响应于纵向伸展力自压缩长度纵向地伸展至伸展长度,其中:
a)所述管能够在自其伸展长度收缩至其压缩长度时压缩为多个环形褶皱,每个环形褶皱包括环形脊状物和环形下凹并具有在所述环形脊状物处大于在所述环形下凹处的内径;以及
b)对于每个环形褶皱,来自此环形褶皱的环形脊状物和来自此环形褶皱的环形下凹均以所述管内的通道的纵轴作为中心围绕;
其中,所述管能够对于来自所述多个环形褶皱的每个环形褶皱来说基于聚合物材料结合至该环形褶皱的环形脊状物而压缩成所述多个环形褶皱。
17.一种管,包括编织织物,所述编织织物包括形成为限定内部通道的圆形编织物的多个右旋的纤维和左旋的纤维,其中所述编织织物能够:
a)响应于纵向伸展力从压缩长度纵向伸展到伸展长度;
b)响应于纵向压缩力从伸展长度压缩到压缩长度;和
c)在处于压缩长度时形成多个重复的环形褶皱;
其中,所述编织织物能够基于被结合到所述编织织物的聚合物材料形成所述多个重复的环形褶皱。
18.根据权利要求17所述的编织管,其中:
a)来自所述多个重复的环形褶皱的每个环形褶皱包括环形脊状物;和
b)聚合物材料结合到来自所述多个环形褶皱的环形脊状物。
19.一种管,包括:
a)管状罩,其包括多个左旋的纤维和右旋的纤维,这些纤维被编织以形成所述管状罩内的通道,并能够响应于纵向伸展力自压缩长度纵向地伸展至伸展长度,
b)褶皱形成工具,用于在所述管状外罩自伸展长度收缩至压缩长度时沿所述管状外罩的长度形成多个环形褶皱,其中:
i)所述多个环形褶皱中的每个环形褶皱包括环形脊状物和环形下凹并具有在其环形脊状物处大于在其环形下凹处的内径;以及
ii)对于每个环形褶皱,来自此环形褶皱的环形脊状物和来自此环形褶皱的环形下凹均以所述管状罩内的通道的纵轴作为中心围绕;
其中,所述褶皱形成工具包括结合至所述多个环形褶皱的聚合物材料。
20.根据权利要求19所述的管,其中,所述聚合物材料包括结合至所述多个环形褶皱的环形脊状物的聚合物材料。
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