CN110858507B - 具有嵌入式特征结构的线缆软管 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种适用于焊接或切割系统的线缆软管包括一个或多个导体以及在所述一个或多个导体周围和之间延伸的整体式管道。整体式管道限定用于所述一个或多个导体的一个或多个离散通道，所述一个或多个离散通道提供用于所述一个或多个导体的、从线缆软管的第一端部到线缆软管的第二端部的闭合路径。整体式管道还限定内导管，所述内导管构造成允许气体从线缆软管的第一端部流动到线缆软管的第二端部。可以通过以特定构造布置所述一个或多个导体并且将绝缘体包覆模制到所述一个或多个导体上从而以特定构造固定所述一个或多个导体来形成所述线缆软管。本公开还涉及一种焊接或切割系统以及一种形成线缆软管的方法。

Description

具有嵌入式特征结构的线缆软管
技术领域
本公开涉及线缆软管，并且特别地涉及具有电导体和/或光导体的线缆软管。
背景技术
诸如等离子切割系统的焊接和切割系统通常包括多个互连的部件。例如，等离子切割系统可以包括气体源、焊炬组件和夹具，它们均连接到与这些部件互连的电源。这些部件中的至少一些通过线缆软管(也称为引线、焊接线缆等)连接到电源，所述线缆软管可以将焊接或切割资源(包括气体和电力)引导到其预期目的地。也就是说，线缆软管能够传输气体和电力。为了实现这一点，线缆软管通常包括用于气体的第一导管或通道和用于导体的第二导管或通道。
图1示出了现有技术中的线缆软管100的一个示例。线缆软管100包括具有内表面103和外表面104的环形内管102以及具有内表面107和外表面108的环形外管106。内管102的内表面103限定气体通道120，并且内管102的外表面104与外管106的内表面107配合以限定环形隔室110。被包括在线缆软管100中的任何导体140(例如，导线)填充在内管102和外管106之间的环形隔室110中。然后，将填料130填充在导体140周围(有时填充在导体之间)以试图将导体140保持在适当位置。遗憾的是，该填料并不是完全在填充到由环形隔室110提供的公共空间中的各种导体140之间延伸。因此，每个导体140具有其自身的绝缘体142。此外，随着时间的推移，填料130可能会压缩或移位，这可以允许导体140移动和/或允许线缆100的横截面形状变形。鉴于上述情况，需要更小、更简单和结构更可靠的线缆软管。
发明内容
本公开涉及用于焊接或切割系统的线缆软管及其形成方法。根据一个实施例，一种适用于焊接或切割系统的线缆软管包括一个或多个导体以及在所述一个或多个导体周围和之间延伸的整体式管道。所述整体式管道限定用于所述一个或多个导体的一个或多个离散通道，并且所述一个或多个离散通道提供用于所述一个或多个导体的、从所述线缆软管的第一端部到所述线缆软管的第二端部的闭合路径。所述整体式管道还限定内导管，所述内导管构造成允许气体从所述线缆软管的第一端部流动到所述线缆软管的第二端部。因此，与现有的解决方案(例如图1所示的现有技术)相比，本文所提出的线缆软管可以减小引线的直径(原因是不需要两个管和填料)并且减少引线中包括的材料的量(同样地，原因是不需要两个管和填料)。而且，至少由于导体被固定在离散的通道中，因此导体不需要各自进行绝缘处理。因此，与现有的解决方案(例如图1所示的现有技术)相比，本文提出的线缆软管可以消除与涂覆每个导体相关联的时间和成本。
在这些实施例的至少一些中，所述一个或多个导体是多个导体，并且通过在所述多个导体上模制绝缘体而在所述多个导体周围和之间形成所述整体式管道。这可以简化线缆软管的形成，并且因此进一步降低制造成本。附加地或替代地，所述一个或多个导体可以是电导体，并且所述闭合路径是绝缘路径，所述绝缘路径防止在所述第一端部或所述第二端部处引入所述线缆软管中的电流径向地离开所述线缆软管。如上所述，所述一个或多个电导体甚至可以是未经绝缘处理的电导体。此外，所述一个或多个导体可以是光导体，并且所述闭合路径可以防止在所述第一端部或所述第二端部处引入所述线缆软管中的光信号径向地离开所述线缆软管。由于至少上述特征结构，本文提出的线缆软管可以是可定制的，以便满足各种规范。例如，可以容易地选择任何特定导体，包覆模制可以允许容易地增大或减小内导管的尺寸而不影响线缆软管的外径，线缆软管的厚度可以容易地扩大或缩小以容纳更多或更少的导体和/或增大或减小导体之间的绝缘量等。
在至少一些实施例中，所述一个或多个导体包括第一组导体和第二组导体。在至少一个实例中，所述第一组导体可以围绕第一圆周布置，并且所述第二组导体可以围绕第二圆周布置，所述第一圆周和第二圆周均布置在所述整体式管道内。附加地或替代地，所述第一组导体和所述第二组导体都可以在所述整体式管道内形成围绕单个圆周的图案。将不同组的导体嵌入线缆软管中可以允许单个线缆软管处理各种功能，例如输送电流、基于电的信号和/或基于光的信号，同时还通过内导管传输气体、液体、导线(例如，焊丝)和/或其他这样的焊接或切割资源。
在至少一些实施例中，所述一个或多个导体在从所述线缆软管的第一端部到第二端部的所述一个或多个离散通道内固定就位。附加地或替代地，所述整体式管道的内壁可以限定所述内导管，并且所述整体式管道的外壁可以限定所述线缆软管的外表面，并且所述一个或多个导体可以布置在所述内壁和所述外壁之间。因此，保护导体免受通过内导管的气体以及布置在线缆软管外部的污垢和碎屑的影响。这些特征结构还可以为管道提供刚性以防止线缆软管塌陷并且加强管道以抵抗爆破压力。而且，管道构造成承受通过内导管的一种或多种工作气体或流体的压力，并且因此，当导体输送电流和/或信号时可以保护导体。
在这些实施例的一些中，所述一个或多个离散通道是围绕所述内导管编织所述一个或多个导体的螺旋通道。这可以在内导管周围形成保护网，以增加线缆软管和/或内导管的结构稳定性。在内导管周围编织导体还可以改善线缆软管的弹性。
更进一步地，在一些实施例中，所述整体式管道的内壁限定所述内导管，并且所述内壁包括将湍流引入所述内导管中的气体流中的一个或多个脊。附加地或替代地，所述线缆软管可以包括内部部件，所述内部部件布置在所述内导管内并且将湍流引入所述内导管中的气体流中和/或将所述内导管分成两个或更多个子导管。在这些实施例的至少一些中，所述整体式管道限定所述内部部件。(利用脊、内部元件或上述两者)引入湍流可以减少或消除边界层，这相应地可以减少或消除压力损失和/或降低嵌入管道内的任何导体的温度。
在至少一些实施例中，所述线缆软管构造成将用于焊接或切割系统的电源连接到用于所述焊接或切割系统的焊炬组件，使得所述电源可以向所述焊炬组件供应气体和电流。在这些实施例的一些中，所述一个或多个导体是未经绝缘处理的电导体，并且所述闭合路径是防止电流径向地离开所述线缆软管的绝缘路径。
根据一个实施例，一种形成线缆软管的方法包括以特定构造布置一个或多个导体并且将绝缘体包覆模制到所述一个或多个导体上。所述包覆模制形成整体式管道，所述整体式管道在所述一个或多个导体周围和之间延伸从而以所述特定构造固定所述一个或多个导体并且限定内导管，所述内导管构造成允许气体从所述线缆软管的第一端部流动到所述线缆软管的第二端部。所述整体式管道提供用于所述一个或多个导体的特定构造的、从所述第一端部到所述第二端部的闭合路径。在这些实施例的至少一些中，所述一个或多个导体是未经绝缘处理的电导体，并且所述闭合路径是防止电流径向地离开所述线缆软管的绝缘路径。
附图说明
图1是现有技术中的线缆软管的正视截面图。
图2是包括气体源、电源和焊炬组件的切割系统的透视图，其中的至少两个经由根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管连接。
图3A和3B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第一实施例的透视图和正视截面图。
图4A和4B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第二实施例的透视图和正视截面图。
图5A和5B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第三实施例的透视图和正视截面图。
图6A和6B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第四实施例的透视图和正视截面图。
图7A和7B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第五实施例的两个截面透视图。
图7C是第五实施例的正视图。
图8A和8B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第六实施例的两个截面透视图。
图8C是第六实施例的正视图。
图9A和9B是根据本公开的示例性实施例形成的线缆软管的第七实施例的两个透视截面图。
图10是高级别流程图(high-level flow chart)，示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成具有嵌入元件的线缆软管的方法。
在所有附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
具体实施方式
本文提出了一种改进的线缆软管及其形成方法。线缆软管是一体式或整体式(即，单件式)线缆软管，其通过将电导体和/或光导体(例如，电线和/或光纤)嵌入到一体式或整体式管道内而形成。也就是说，本文提出的线缆软管将导体(例如光导体或电导体)嵌入整体式管道中，所述整体式管道可以由任何期望的绝缘材料形成。附加地或替代地，线缆软管可以形成有内部部件，例如形成在内导管/内部导管内的气流部件。例如，本文提出的线缆软管可以包括嵌入绝缘材料中的电导体和布置在内导管(例如，中心的气流通道)中的气流部件，所述内导管在电导体(和绝缘材料)的径向内部。在至少一些实施例中，管道(例如，绝缘体)可以包覆模制到导体上并且也被模制用以形成内部部件。
有利地，由于本文提出的线缆软管由整体式管道形成，因此与典型的线缆软管(例如图1所示的现有技术，其在形成于两个独立且离散的管之间并填充有填料的隔室中容纳经过绝缘处理(例如，经过涂覆)的导体)相比，本文提出的线缆软管可以减小线缆软管的直径并减少线缆软管中所包括的材料的量。而且，由于导体被嵌入到整体式管道中，因此导体：(1)被保持在适当位置；并且(2)彼此间绝缘且与用户绝缘。因此，导体不需要包括个体绝缘部(individualized insulation)；导体可以是未经绝缘处理的，并且可以消除与用绝缘体涂覆每个导体相关联的时间和成本。此外，本文提出的线缆软管可以易于定制以满足各种规范，其原因至少在于线缆软管是以数量最少的步骤形成并且不需要顺序地组装多个管和填料。
图2示出了可以利用本文提出的线缆软管的切割系统150的示例性实施例。在高级别上，所示出的切割系统150包括向焊炬组件170供电的电源160。电源160还控制从气体源180到焊炬组件170的气体流动(然而，在其他实施例中，电源160自身可以供应气体)。气体源180经由线缆软管182连接到电源，并且电源160经由线缆软管172连接到焊炬组件170。切割系统150还包括具有接地夹具190的工作引线192。尽管这些线缆软管被图示为相对较短，但线缆软管172、线缆软管182和/或线缆软管192均可为任意长度。为了连接上述部件，线缆软管172、线缆软管182和/或线缆软管192的相对端部均能够以现在已知或以后开发的任何方式(例如，可释放的连接方式)联接到电源160、焊炬组件170、气体源180或夹具190。而且，尽管未示出，但是本文提出的线缆软管还可以用于焊接系统、自动切割系统和/或焊接或切割资源可能需要在两个部件之间流动的任何其他系统。
图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A-7C、8A-8C、9A和9B示出了具有嵌入元件的线缆软管的各种实施例。这些实施例中的每一个可以用作线缆软管172(例如，用以在电源和焊炬组件之间传输信号、电流、气体等)、线缆软管182(例如，用以在电源和气体源之间传输信号和气体)和/或线缆软管192(例如，用以在电源和夹具之间传输信号和电流)。然而，这些实施例不旨在限制。相反地，这些图所示的任何实施例的任何特征结构都可以与任何其他实施例相组合或并入其中或者与任何实施例的任何特征结构相组合(例如，构建出未图示的实施例)。
通常，图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A-7C、8A-8C、9A和9B所示的每个线缆软管200从第一端部202(例如，可以连接到电源的端部)延伸到第二端部204(例如，可以连接到焊炬组件的端部)。第一端部202和第二端部204之间的长度“L”可以是任何期望的长度，例如在大约三(3)英尺至大约一百五十(150)英尺的范围内的长度。而且，每个线缆软管200由一体式或整体式管道210形成，所述管道为环形并且从内表面或内壁212延伸到外表面或外壁216。内壁212限定可以适合用以将气体(例如，保护气体、工艺气体等)、流体(例如，冷却剂、水等)和/或导线(例如，焊丝)从第一端部202引导到第二端部204的内导管212。在所示出的实施例中，内壁212和外壁216具有同心且对称或规则的几何形状；然而，在其他实施例中，内壁212和/或外壁216不需要是对称的，相反可以是不规则的、偏心的、和/或具有任何期望的构造。例如，外壁216可以为椭圆形，并且内壁212可以是邻近椭圆形外壁216的一个端部布置的圆形壁。
在至少一些实施例中，管道210是电绝缘体，例如氯化聚乙烯(PE)、氯丁橡胶、聚氯乙烯、硅树脂、聚烯烃、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)共混物、或其组合，其适于防止电流从线缆软管径向泄漏和/或用于防止电信号或光信号径向地离开线缆软管200。形成管道210的材料还可以承受从形成于线缆软管200内的内导管220通过的一种或多种工作气体或流体(或物体，例如焊丝)的压力，并且因此可以保护(例如，绝缘)被嵌入到管道210内的任何电导体和/或光导体250。
正如下文进一步详细讨论的那样，在至少一些实施例中，管道210通过在一个或多个导体250上包覆模制诸如电绝缘体的材料而形成。因此，管道210在导体250周围和之间延伸，将每个导体250固定在线缆软管200的长度L上的离散位置。也就是说，管道210形成了用于每个导体250的、从线缆软管200的第一端部202到线缆软管200的第二端部204的闭合路径，使得导体250不能从线缆软管200的径向外部的位置触及。相反地，导体250仅可从第一端部202或第二端部204触及。这样能够防止信号或电流径向地离开线缆软管200，并且改为使电流和信号(以及在内导管220中行进的气体、流体等)端对端地(例如，从第一端部202到第二端部204)穿越线缆软管200。而且，由于管道210限定沿着线缆软管200的长度L(从第一端部202到第二端部204)以特定位置或特定构造固定每个导体250的离散通道，因此线缆软管200不包括且不需要包括填料(所述填料因其随着时间的推移而变形或隆起，所以可能会产生弯曲或稳定性的问题)。
仍然总体上参考图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A、6B、7A-7C、8A-8C、9A和9B，导体250可以包括能够传递电流和信号的电导体和/或能够传递光学图像和/或光学信号的光导体。例如，导体250可以是铝、铜包铝、或铜电导体和/或光纤类光导体。值得注意的是，由于导体250均固定在形成于管道210内的离散通道中，因此导体250不需要包括个体绝缘部。也就是说，导体250不需要进行涂覆。然而，如果需要，导体250仍然可以包括这样的绝缘。例如，如果在线缆软管200中所包括的导体250已经涂覆有绝缘体并且将需要额外的步骤来移除绝缘体，则经过绝缘处理的导体可以简单地与其个体绝缘部一起嵌入到管道210中(而不再消耗时间来去除绝缘体)。具有个体绝缘线的线缆软管的示例在下面结合图5A和5B进行讨论。无论包括在线缆软管200中的导体250的具体类型如何，电导体和/或光导体250都可以为管道210提供刚性以防止线缆软管200塌陷并加强管道210以抵抗爆破压力。
在图3A和3B中，线缆软管200包括围绕管道210的中心部分等距地间隔开的九个嵌入导体250。更具体地，导体250围绕大致二等分管道210的厚度“T1”的圆周“C1”等距地间隔开。然而，在其他实施例中，导体不需要等距地间隔开，并且圆周C1不需要二等分管道210的厚度T1。在所示实施例中，厚度T1由外径“OD1”和内径“ID1”之间的差值限定，并且在不同的实施例中可以通过改变内径ID1、外径OD1或上述两者来进行调节，以便针对任何规范来定制线缆软管200。例如，在一些情况下，可能期望扩展厚度T1，使得管道210可以容纳更多导体250和/或在导体250之间提供更多绝缘而不影响内导管220的尺寸。在这些情况下，外径可以增加(到大于OD1)而不从ID1改变内径。另一方面，如果线缆软管200的总周长需要保持尽可能小，则内径可以减小(到小于ID1)，同时外径保持恒定(例如，保持在OD1)。
图4A和4B示出了一种方式，其中与图3A和3B所示的实施例相比，线缆软管200可以容纳更多数量的导体。在该实施例中，与图3A和3B所示的实施例相比，线缆软管的尺寸保持恒定(例如，厚度保持为T1、外径保持为OD1且内径保持为ID1)；然而，此时在圆周C1周围包括十八个导体。更具体地，导体250现在包括两种不同类型的导体：第一导体254(在图4A的透视截面图中示出为延伸超出管道210第一距离)和第二导体256(在图4A的透视截面图中示出为延伸超出管道210大于第一距离的第二距离)。一组第二导体256在一组第一导体254之间形成图案，以使得导体围绕圆周C1交替。
在一些实施例中，第一组导体254可以传导要使用的电流(例如，用于电离气体以进行等离子体切割操作)，并且第二组导体256可以用于沿着线缆软管200传输信号(例如，在焊炬组件和电源之间)。因此，第一组导体254可以是电导体，并且第二组导体256可以是光导体或电导体。如果导体254和256都是电导体，则导体254可以是第一类型的电导体(例如铜)，并且导体256可以是第二类型的电导体(例如铝)。替代地，导体254和256可以是相同类型的电导体，并且可以简单地专用于不同的操作(例如，传导信号和传导电流)。更进一步地，在一些实施例中，导体254和256可以是相同类型的导体，并且可以协作以完成一项或多项任务。
由于与图3A和3B所示的线缆软管200相比，图4A和4B所示的线缆软管200包括两倍数量的导体250，因此在每个导体250之间包括较小的间隔，并且确切的减小量取决于导体250的厚度。例如，如果导体都具有相同的厚度并且均在相同的圆周上对准，则相邻导体之间的间距可以等于
Figure BDA0002176605370000101
其中C是导体在其上对准的圆的周长(例如C1)，N是导体的数量(例如九或十八)，并且D是每个导体的直径。作为更具体的实例，取决于整体式管道210的介电强度，图3A和3B所示的线缆软管200可以在相邻导体250的边缘之间提供大约0.04英寸的空间，并且图4A和4B所示的线缆软管200可以在相邻导体250的边缘之间提供大约0.125英寸的空间。
仍然参考图4A和4B，尽管管道210通常限定线缆软管200的外壁，但在一些实施例中，管道210还可以包括盖218(例如电磁屏蔽件)，其限定线缆软管200的外壁。在一些实施例中，在管道210包覆模制到导体250上之后，可以将盖218添加到线缆软管200。替代地，盖218可以在包覆模制期间形成、嵌入管道210中或以其他方式被包括在线缆软管200中。然而，值得注意的是，由于本文提出的线缆软管200的管道210在导体250中和导体250周围延伸，因此线缆软管200不需要包括由与管道210相同的材料形成的盖218。也就是说，与典型的线缆软管(例如图1所示的现有技术)相比，本文提出的线缆软管不需要由相同材料形成的内管和绝缘外管/盖/护套。因此，本文提出的线缆软管消除了与典型的线缆软管(例如图1所示的现有技术)相关联的多余材料。
图5A和5B示出了线缆软管200的另一实施例，其基本上类似于图3A和3B所示的实施例；然而，此时导体250包括个体绝缘部。也就是说，在图5A和5B所示的实施例中，导体250包括涂层252。由于管道210可以在导体250之间提供绝缘，因此不一定需要涂层252；然而，图5A和5B示出了根据本文提出的技术形成的线缆软管200如何在需要的情况下仍然可以包括具有个体绝缘部252的导体250(即经过涂覆的导体)。因此，线缆软管200可以容纳被制造成具有涂层252的导体250，而不需要从导体250剥离涂层252。
值得注意的是，如果线缆软管200类似于图5A和5B所示的实施例包括经过涂覆的导体和/或类似于图4A和4B所示的实施例包括盖218，则在至少一些实施例中线缆软管200的厚度可以至少稍微变大。因此，在图4A、4B、5A和5B所示的实施例中，线缆软管200具有的外径“OD2”大于图3A和3B所示实施例的外径OD1。然而，内径ID1在所有这三个实施例中都是恒定的，这导致图4A、4B、5A和5B的线缆软管200具有的厚度“T2”大于图3A和3B所示的实施例的厚度T1。
图6A和6B示出了包括嵌入元件的线缆软管的又一实施例。在该实施例中，线缆软管200具有的厚度“T3”大于图3A和3B所示的线缆软管200的厚度T1以及图4A、4B、5A和5B所示的线缆软管200的厚度T2这两者。通过使管道210形成为具有小于内径ID1的内径“ID3”以及大于外径OD1和外径OD2这两者的外径“OD3”来产生厚度T3。该厚度允许线缆软管沿着两个不同的圆周容纳两组导体250。特别地，线缆软管200包括沿着第一圆周C2形成图案的一组第一导体254，并且包括沿第二圆周C3形成图案的一组第二导体256。也就是说，第一导体254在第一环中围绕内导管220形成图案，并且第二导体256在与内环同心的外环中围绕内导管220(和第一导体254)形成图案。在所示实施例中，所述的一组第一导体254包括九个导体，并且所述的一组第二导体256包括十八个导体。然而，在其他实施例中，每组导体可以包括以任何对准或构造方式对准的任何数量的导体。正如上面结合图4A和4B所讨论的那样，第一导体254和第二导体256可以是不同类型的导体、专用于不同操作的相同类型的导体、专用于相同操作的相同类型的导体、或任何其他组合。
现在转向图7A-7C，这些图示出了导体250以螺旋方式围绕内部通道220编织或交织的实施例。该编织导致导体250在内导管220周围形成保护“网”，与其他解决方案(例如，具有直导体250的解决方案)相比，这样可以改善线缆软管200的柔韧性和弹性，同时与其他解决方案(例如，具有直导体250的解决方案)相比，还可以增加结构完整性。事实上，在至少一些实例中，所述的网能够确保线缆软管200可以根据需要而弯曲、挤压或大体变形，并且随后恢复到其原始几何形状。
而且，在图7A-7C所示的实施例中，管道210的内壁212(其限定内导管220)包括与导体250对准的脊214，以使得脊214在内导管220内螺旋地延伸。这些脊214环绕内导管220，同时穿越线缆软管的长度L。脊214也从内壁210向内突出，并且因此提供了纵向和径向地延伸通过内导管220以使内导管220的边缘变粗糙的脊214。在一些实施例中，通过沿着内管的延伸有导体250的部分向内(例如，从内径ID1向内)模制内管210的部分而形成脊214。替代地，可以通过去除布置在导体250之间的材料以在导体250之间形成(从内径ID1向外延伸的)凹槽(例如，限定脊214的凹槽)而形成脊214。无论哪种方式，脊214都不会将导体250暴露给内导管220；在导体250和内导管220之间仍存在来自管道210的材料。替代地，脊214改变了内导管220的边缘的几何形状。
沿着内导管的边界提供脊214可以向流过内导管220的气体或液体引入湍流。事实上，在至少一些实施例中，脊214可以在线缆软管200的整个长度L上引入并维持近似湍流或完全湍流的气流。通过保持湍流，边界层(且因此压力损失)将随着流动的混合而减小。这还可以减小线缆软管220内部的热边界层，这相应地可以降低嵌入到线缆软管200的管道210内的任何导体250的温度。除了其他优点之外，降低导体250的温度可以例如通过针对指定的操作电流增加用作导体250的特定线规所用的安全系数而增加线缆软管200的安全系数。附加地或替代地，脊214可以减小管道210和穿过导管220的物体(例如焊丝)之间的摩擦量，这也可以降低管道210和/或导体250的温度。
图8A-8C示出了具有脊214的另一实施例；然而，在该实施例中，脊214沿着线缆软管220纵向延伸而没有任何弯曲。也就是说，在图8A-8C所示的实施例中，脊214大致是直的并且平行于线缆软管220的长度L。尽管存在该差异，脊214仍然可以向流过内导管220的气体引入湍流以实现(可能在较小程度上实现)前文结合图7A-7C所示的实施例描述的优点。
现在转向图9A和9B，作为脊214的附加或替代，本文提供的线缆软管200可以包括形成在内导管220内的内部元件230。在至少一些实施例中，内部元件230可以形成有管道210(例如，在向导体250上包覆模制管道210时形成)。替代地，内部元件230可以独立于管道210形成，并且在向导体250上包覆模制管道210之后再将内部元件230插入管道210中。而且，在至少一些实施例中，内部元件230可以跨越内导管，并且因此，可以在内导管220的大致相对两侧的两个或更多个连接点处连接到内壁212。替代地，内部元件230可以构造成在内导管220内浮动(或近似浮动)(值得注意的是，如果内部元件230形成有管道210，则内部元件230将在至少一个位置连接到管道210)。在图9A和9B所示的实施例中，内部部件230成形为螺旋形或螺线形元件，并且在管道210的形成期间形成(例如，内部部件230与管道210成一体)并且跨越内导管220的横截面区域。
无论内部元件230如何形成或成形，内部元件230都可以像脊214一样将湍流引入流过内导管220的气体以实现前文结合图7A-7C所示实施例描述的优点(可能在比脊214更大的程度上实现)。附加地或替代地，内部元件230可以将内导管分段成子导管或通道，例如子导管220A、220B和220C。这些子导管可以允许线缆软管为用于不同目的的气体(例如，等离子气体、保护气体、后流气体等)和/或为不同的气体提供通道，可以允许对气体源上游位置处的气体混合进行微调控制。而且，内部元件230可以增加线缆软管200的抗弯性，这可以改善线缆软管200的结构完整性。
图10示出了高级别流程图，其中示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成具有嵌入元件的线缆软管的方法300。最初，在302，以特定构造布置一个或多个导体。例如，一组未经绝缘处理或已进行过绝缘处理的导体可以围绕横截面区域的圆周以直的平行构造对准(分别类似于图3A和3B或图5A、5B、以及图8A-8C)。替代地，两组直的未经绝缘处理的导体可以围绕单个圆周或两个圆周以直的平行构造对准(分别类似于图4A和4B或图6A和6B)。更进一步地，一组导体能够以环绕特定圆周的螺旋构造对准(类似于图7A-7C)。
在304，将绝缘体包覆模制到一个或多个导体上以形成整体式管道，所述整体式管道在所述一个或多个导体周围和之间延伸从而以特定构造固定所述一个或多个导体并限定内导管。如本文所述，内导管构造成允许气体从线缆软管的第一端部流动到线缆软管的第二端部。同时，整体式管道提供用于一个或多个导体的特定构造的从第一端部到第二端部的闭合路径。在至少一些实施例中，包覆模制还可以形成布置在内导管内的内部元件和/或在限定内导管的整体式管道的内壁上的脊。除了其他优点之外，这些特征结构可以将湍流引入流过较细导管的气体中，以减少流动中的边界层。
总之，在一种形式中，本文提出了一种适用于焊接或切割系统的线缆软管，所述线缆软管包括：一个或多个导体；以及整体式管道，所述整体式管道在所述一个或多个导体周围和之间延伸以限定：(1)用于所述一个或多个导体的一个或多个离散通道，所述一个或多个离散通道提供用于所述一个或多个导体的、从所述线缆软管的第一端部到所述线缆软管的第二端部的闭合路径；以及(2)内导管，所述内导管构造成允许气体从所述第一端部流动到所述第二端部。
在另一种形式中，本文提出了一种焊接或切割系统，所述焊接或切割系统包括：电源；焊炬组件；以及在所述电源和所述焊炬组件之间延伸的线缆软管，所述线缆软管包括整体式管道，所述整体式管道在一个或多个导体周围和之间延伸以限定：(1)用于所述一个或多个导体的一个或多个离散通道，所述一个或多个离散通道提供所述导体在所述电源和所述焊炬组件之间延伸的闭合路径；以及(2)内导管，所述内导管构造成允许气体从所述电源流动到所述焊炬组件。
在又一种形式中，本文提出了一种形成线缆软管的方法，所述方法包括：以特定构造布置一个或多个导体；以及将绝缘体包覆模制到所述一个或多个导体上以形成整体式管道，所述整体式管道在所述一个或多个导体周围和之间延伸从而以特定构造固定所述一个或多个导体并限定内导管，所述内导管构造成允许气体从所述线缆软管的第一端部流动到所述线缆软管的第二端部，并且其中所述整体式管道提供用于所述一个或多个导体的特定构造的、从所述第一端部到所述第二端部的闭合路径。
尽管本文中图示并描述了在一个或多个具体示例中实施的技术，但是示例的具体细节并不旨在限制本文所提出的技术的范围，原因是可以在本发明的范畴和范围内进行各种变型和结构修改。例如，根据本文提出的技术所形成的线缆软管可以包括以任何期望的构造布置在任何形状的管道内的任何数量的嵌入导体。
另外，来自本文所讨论的示例之一的各种特征结构可以并入任何其他的示例中。例如，图7A-7C、8A-8C、9A和9B所示的脊214和内部元件230可以被包括在任何其他附图所示出的任何实施例中，任何附图中示出的导体构造(例如，图6A和6B所示的双环构造、图4A和4B所示的单圈交替图案、或者图7A-7C所示的螺旋布置)可以并入具有或不具有盖218的实施例、具有或不具有脊214的实施例、以及任何厚度、内径、外径等的实施例中。作为一个具体示例，至少在图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A和6B中示出的任何一个实施例都可以修改成包括螺旋导体250、脊214和/或内部元件230。因此，所附权利要求应当被广泛地解释并且以与本公开的范围相一致的方式进行解释。

Claims (20)

1.一种适用于焊接或切割系统的线缆软管，其包括：
一个或多个导体；
整体式管道，所述整体式管道在所述一个或多个导体周围和之间延伸以限定：(1)用于所述一个或多个导体的一个或多个离散通道，所述一个或多个离散通道提供用于所述一个或多个导体的、从所述线缆软管的第一端部到所述线缆软管的第二端部的闭合路径；以及(2)内导管，所述内导管构造成允许气体从所述第一端部流动到所述第二端部；以及
螺旋形的内部部件，所述螺旋形的内部部件布置在所述内导管内并且延伸通过所述内导管的长度，以使所述螺旋形的内部部件在气体流沿着所述内导管的长度移动时将湍流引入所述内导管中的气体流中并且将所述内导管分成沿着所述内导管的长度延伸的两个或更多个子导管。
2.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述一个或多个导体是多个导体，并且通过在所述多个导体上模制绝缘体而在所述多个导体周围和之间形成所述整体式管道。
3.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述一个或多个导体是电导体，并且所述闭合路径是绝缘路径，所述绝缘路径防止在所述第一端部或所述第二端部处引入所述线缆软管中的电流径向地离开所述线缆软管。
4.根据权利要求3所述的线缆软管，其中所述一个或多个电导体是未经绝缘处理的电导体。
5.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述一个或多个导体是光导体，并且所述闭合路径防止在所述第一端部或所述第二端部处引入所述线缆软管中的光信号径向地离开所述线缆软管。
6.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述一个或多个导体包括第一组导体和第二组导体。
7.根据权利要求6所述的线缆软管，其中所述第一组导体围绕第一圆周布置，并且所述第二组导体围绕第二圆周布置，所述第一圆周和第二圆周均布置在所述整体式管道内。
8.根据权利要求6所述的线缆软管，其中所述第一组导体和所述第二组导体都在所述整体式管道内形成围绕单个圆周的图案。
9.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述一个或多个导体在从所述线缆软管的第一端部到第二端部的所述一个或多个离散通道内固定就位。
10.根据权利要求9所述的线缆软管，其中所述一个或多个离散通道是围绕所述内导管编织所述一个或多个导体的螺旋通道。
11.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述整体式管道的内壁限定所述内导管，所述整体式管道的外壁限定所述线缆软管的外表面，并且所述一个或多个导体布置在所述内壁和所述外壁之间。
12.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述整体式管道的内壁限定所述内导管，并且所述内壁包括将湍流引入所述内导管中的气体流中的一个或多个脊。
13.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述整体式管道限定所述螺旋形的内部部件。
14.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述线缆软管构造成将用于焊接或切割系统的电源连接到用于所述焊接或切割系统的焊炬组件，使得所述电源可以向所述焊炬组件供应气体和电流。
15.根据权利要求1所述的线缆软管，其中所述螺旋形的内部部件延伸所通过的所述内导管的长度大致从所述线缆软管的第一端部跨越到所述线缆软管的第二端部。
16.一种焊接或切割系统，其包括：
电源；
焊炬组件；
在所述电源和所述焊炬组件之间延伸的线缆软管，所述线缆软管包括整体式管道，所述整体式管道在一个或多个导体周围和之间延伸以限定：(1)用于所述一个或多个导体的一个或多个离散通道，所述一个或多个离散通道为所述导体提供在所述电源和所述焊炬组件之间延伸的闭合路径；以及(2)内导管，所述内导管构造成允许气体从所述电源流动到所述焊炬组件；以及
螺旋形的内部部件，所述螺旋形的内部部件布置在所述内导管内并且延伸通过所述内导管的长度，以使所述螺旋形的内部部件在气体流沿着所述内导管的长度移动时将湍流引入所述内导管中的气体流中并且将所述内导管分成沿着所述内导管的长度延伸的两个或更多个子导管。
17.根据权利要求16所述的焊接或切割系统，其中所述一个或多个导体是未经绝缘处理的电导体，并且所述闭合路径是防止电流径向地离开所述线缆软管的绝缘路径。
18.一种形成线缆软管的方法，其包括：
以特定构造布置一个或多个导体；以及
将绝缘体包覆模制到所述一个或多个导体上以形成整体式管道，所述整体式管道在所述一个或多个导体周围和之间延伸从而以所述特定构造固定所述一个或多个导体并限定内导管，所述内导管构造成允许气体从所述线缆软管的第一端部流动到所述线缆软管的第二端部，所述内导管具有螺旋形的内部部件，所述螺旋形的内部部件延伸通过所述内导管的长度，以使所述螺旋形的内部部件在气体流沿着所述内导管的长度移动时将湍流引入所述内导管中的气体流中并且将所述内导管分成沿着所述内导管的长度延伸的两个或更多个子导管，并且其中所述整体式管道提供用于所述一个或多个导体的所述特定构造的、从所述第一端部到所述第二端部的闭合路径。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述一个或多个导体是未经绝缘处理的电导体，并且所述闭合路径是防止电流径向地离开所述线缆软管的绝缘路径。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括将所述螺旋形的内部部件与所述整体式管道一起形成，或者将所述螺旋形的内部部件插入所形成的整体式管道的内导管内。
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