CN112888889A

CN112888889A - 软管装置

Info

Publication number: CN112888889A
Application number: CN201980064781.1A
Authority: CN
Inventors: 大卫·罗德
Original assignee: Exel Industries SA
Current assignee: Exel Industries SA
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2039-10-30
Also published as: WO2020095026A1; EP3877684A1; ES2933965T3; EP4130536A1; PL3877684T3; GB2578757A; CN112888889B; EP3877684B1; DE202019005802U1; PT3877684T; GB2578757B; AU2019375035A1; GB201818132D0

Abstract

一种软管装置包括柔性材料的外管(11)和用于运送流体通过软管装置的弹性材料的内管(12)，其中，由于弹性内管的作用，软管装置在弹性内管内部不存在流体压力的情况下在收缩状态下具有较短的长度，并且当流体压力施加到弹性内管的内部时在膨胀状态下具有较长的长度，并且外管在软管装置处于收缩状态时具有起伏状态，并且在软管装置处于膨胀状态时用于控制和容纳内管的膨胀。外管的柔性材料包括由两种类型的纱线织造的织造织物，第一类型的纱线(9a)是第一材料，并且第二类型的纱线(9b)是第二材料，第二材料不同于第一材料。

Description

软管装置

技术领域

本发明涉及软管装置。

背景技术

本说明书中的构思通常适用于不同类型的软管，包括工业软管(例如，用于喷涂应用中的软管)以及包括家用软管的浇水软管(比如说，花园软管)。这些构思所涉及的软管的一个示例是如下这种类型的花园供水软管：当由于水流过而被加压时，这种软管具有膨胀的增大长度，而在没有这种压力的情况下，软管具有收缩状态。虽然在花园软管领域中使用这种软管受到特别关注，但是在其它情况下使用类似的膨胀软管的情况下，这些构思也可以是相关的。

GB 2490276A中描述了一种这样的现有可膨胀软管。该软管具有由非弹性和柔性材料形成的外管和由弹性材料构成的内管。外管和内管具有通过第一联接器附接在一起的第一端和通过第二联接器附接在一起的第二端。软管在非水流动收缩状态下具有较短的长度，而在水压施加到弹性管内部的膨胀状态下具有较长的长度。水流动路径穿过内弹性管，而外管用于控制并容纳内管在膨胀状态下的膨胀。在收缩状态下，外管处于褶皱或起伏状态，而在膨胀状态下，外管相对绷紧并限制内管进一步膨胀。

虽然这种软管可以令人满意地起作用，但是通常期望提供具有甚至更大的可能膨胀程度和/或更好的耐磨性的软管。特别地，现有的软管在重复使用之后-即在重复的膨胀和收缩周期之后可能具有失效的趋势。失效模式可以变化，但是通常失效是内弹性管的失效，其中，内弹性管在沿着其长度的某一点处破裂，或者内弹性管与一个联接件之间的连接失效。

发明内容

本说明书中的至少一些实施例的目的是解决这些问题中的至少一些。

根据本发明的一个方面，提供了一种软管装置，包括：柔性材料的外管和弹性材料的内管，内管用于运送流体通过软管装置，其中，由于弹性内管的作用，软管装置在弹性内管内部不存在流体压力的情况下在收缩状态下具有较短的长度，并且当流体压力被施加到弹性内管的内部时在膨胀状态下具有较长的长度，并且外管在软管装置处于收缩状态时具有起伏状态，并且在软管装置处于膨胀状态时用于控制和容纳内管的膨胀，其中，外管的柔性材料包括由两种类型的纱线织造的织造织物，第一类型的纱线是第一材料，并且第二类型的纱线是第二材料，第二材料不同于第一材料。

这可以便于关于外管的特性进行特定选择，并且可以例如允许在纵向上增加弹性，同时保持对径向膨胀的控制。

柔性材料可以使得外管在纵向上比在横向上具有更大的弹性。

外管的柔性材料可以在纵向上比在横向上具有更大的弹性。

第一类型的纱线可以纵向地布置在管中。第二类型的纱线可以横向地布置在管中。

第一类型的纱线可以具有第一弹性，并且第二类型的纱线可以具有可以低于第一弹性的第二弹性。

关于这些类型的装置可令人惊讶的是，已经发现可以实现更长的产品寿命，即产品可以经受更多次的膨胀和收缩周期。认为这可能是因为磨损可趋于减小，因为由于起伏部的展开而引起的膨胀量成比例地减小和/或具有更渐进的过程达到最大膨胀的益处-即，当达到最大膨胀时在装置中存在更大的“伸展性(give)”和/或在有助于收缩的初始阶段的纵向弹性方面存在益处。

第一类型的纱线可以比第二类型的纱线更软。这可以使得织物比现有的用于这种软管中的织物磨损更少。这可以进一步有助于耐磨性。

我们使用更大的弹性来意指如果主体受到预定的应力，则表现出的应变(每单位长度的长度增加)更大。

由此，在此特别地，管中的更大的弹性意指如果管在纵向上经受预定的非破坏性应力，则表现出的应变(每单位长度的长度增加)大于在横向上施加相同应力时的情况。实际上，在相关的膨胀状态下，在起作用的软管中将经受应力类型的弹性。

在织造织物时，第一类型的纱线可以被布置为经纱，而第二类型的纱线可以被布置为纬纱。

第一材料可以具有比第二材料的固有弹性大的固有弹性。这意味着如果考虑各自是相同厚度和长度的单股的两根纱线，每种材料一根，则第一材料的纱线在预定的非破坏性应力下将比在相同应力下的第二材料的纱线表现出更大的应变。由此，第一纱线可以由比第二纱线的材料更有弹性的材料制成。

第一类型的纱线可以是聚酰胺纱线、特别是尼龙纱线。特别优选是尼龙66。

第二类型的纱线可以是聚酯纱线。

第一类型的纱线优选为多股纱线。已经发现，使用多股纱线提高了可靠性。在单股纱线用于第一类型的纱线且具有足够厚度的情况下，发现该纱线在织造期间具有增加的故障风险，即增加的折断倾向。

第一类型的纱线优选包括至少4股，更优选确切地为4股。

4股可以包括两个绞合对。这些对可以是自身彼此绞合或者彼此并排地延伸。

第二类型的纱线可以是单股纱线。

第二类型的纱线优选地具有比第一类型的纱线更大的厚度(更高的旦尼尔)。第二类型纱线的厚度可以是第一类型纱线厚度的两倍。在一个示例中，第一类型纱线的厚度可以是400旦尼尔，其优选包括4股，每股100旦尼尔，并且第二类型纱线的厚度可以是800旦尼尔。

外管的柔性材料可以在织造之后熨烫(ironed)以最小化突出(herniation)的风险，其是在织造中打开的孔，弹性内管可能在压力下穿过该孔突出。已经发现，在使用包括两种类型纱线的织物的情况下，在仔细控制的温度范围内进行熨烫是特别重要的。

由此，外管可以由熨烫的织造织物制成。

软管装置可以包括：第一软管端部，用于接收外管的第一端和弹性内管的第一端，以用于将管的第一端联接在一起；和第二软管端部，用于接收外管的第二端和弹性内管的第二端，以用于将管的第二端联接在一起。

外管和内管可以在第一软管端部和/或第二软管端部处连接在一起。第一软管端部和/或第二软管端部可以包括用于限制通过软管装置的水流的缩窄部。

外管和内管可以在第一软管端部和第二软管端部内部的至少一个位置处的接合件处连接在一起。

外管可以焊接、比如说声波焊接或热焊接到第一软管端部、第二软管端部和接合件中的至少一个。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造上述软管装置的方法，方法包括以下步骤：

将两种类型的纱线织造在一起以产生作为织造织物外管的外管；

熨烫织造织物外管以对齐织造的纱线；以及

将弹性内管安装在织造织物外管内以形成软管装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造软管装置的方法，软管装置包括：柔性材料的外管和弹性材料的内管，内管用于运送流体通过软管装置，其中，由于弹性内管的作用，软管装置在弹性内管内部不存在流体压力的情况下在收缩状态下具有较短的长度，并且当流体压力被施加到弹性内管的内部时在膨胀状态下具有较长的长度，并且外管在软管装置处于收缩状态时具有起伏状态，并且在软管装置处于膨胀状态时用于控制和容纳内管的膨胀，其中，外管在纵向上比在横向上具有更大的弹性，方法包括以下步骤：

熨烫织造织物外管以对齐织造的纱线；以及

将弹性内管安装在织造织物外管内以形成软管装置。

方法可以包括以下步骤：在熨烫过程期间监测织物和用于进行熨烫的熨烫工具中的至少一个的温度，并且控制熨烫工具以便将监测的温度维持在预定阈值之间。

方法可包括以下步骤：将外管声波焊接或热焊接到第一软管端部、第二软管端部和接合件中的至少一个。方法可包括以下步骤：选择声波焊接或热焊接的参数，该参数考虑到两种类型纱线的特性，其中，外管由两种类型的纱线织造而成。用于声波焊接的频率和持续时间中的至少一个可以被选择为处于用于第一类型的纱线的织物的最优值与用于第二类型的纱线的织物的最优值之间的中间值处。

选择参数的步骤可以包括以下步骤：使用用于预定类型的织造织物的第一试验组的参数来尝试声波焊接或热焊接，测试所得到的焊缝，基于测试结果来调整试验组的参数以产生第二试验组的参数，使用第二试验组的参数来尝试焊接，测试所得到的焊缝并且重复这些步骤，直到实现令人满意的焊缝，在该阶段，可以选择相应的试验组的参数以在关于该预定类型的织造织物的主制造方法中使用。

根据本发明的另一方面，提供了一种软管装置，包括：柔性材料的外管和弹性材料的内管，内管用于运送流体通过软管装置，其中，由于弹性内管的作用，软管装置在弹性内管内部不存在流体压力的情况下在收缩状态下具有较短的长度，并且当流体压力施加到弹性内管的内部时在膨胀状态下具有较长的长度，并且外管在软管装置处于收缩状态时具有起伏状态，并且在软管装置处于膨胀状态时用于控制和容纳内管的膨胀，其中，外管在纵向上比在横向上具有更大的弹性。

这可以允许外管控制弹性内管的径向膨胀，同时允许外管并因此软管装置在处于膨胀状态时的期望的纵向增长。这又意味着可以实现更大的总纵向膨胀。

根据本发明的另一方面，提供了一种软管装置，包括：柔性材料的外管和弹性材料的内管，内管用于运送流体通过软管装置，其中，由于弹性内管的作用，软管装置在弹性内管内部不存在流体压力的情况下在收缩状态下具有较短的长度，并且当流体压力施加到弹性内管的内部时在膨胀状态下具有较长的长度，并且外管在软管装置处于收缩状态时具有起伏状态，并且在软管装置处于膨胀状态时用于控制和容纳内管的膨胀，其中，外管的柔性材料在纵向上比在横向上具有更大的弹性。

外管的柔性材料可以包括织造织物。

织造织物可由两种类型的纱线织造而成，第一类型纵向布置在管中，具有第一弹性，第二类型横向布置，具有可以低于第一弹性的第二弹性。

第一类型的纱线可以由第一材料制成，并且第二类型的纱线可以由不同于第一材料的第二材料制成。

注意，通常，在本发明的上述各个方面之后的各个可选特征同样可用作本发明的各个其它方面的可选特征，并且可以在各个方面之后通过措辞上的任何必要改变来重写。仅仅为了简洁，并非所有这种可选特征都在各个方面之后重写。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1示意性地示出了处于收缩状态的花园供水软管装置；

图2示意性地示出了处于伸展状态的图1的软管装置的一部分；

图3是图2所示的软管装置的一部分的截面视图；

图4是图1至图3所示的软管装置的软管组件的一部分的示意性详细视图；以及

图5示意性地示出了在图4所示的软管组件的织造外管中构成纵向延伸的经线的纱线。

具体实施方式

图1至图3示意性地示出了包括软管组件1的软管装置，该软管组件在各个端部处设置有相应的软管端部部件2(在图2和图3中仅能看到其中的一个)。软管装置是一种花园浇水软管装置，用于例如家庭花园中浇灌植物和/或清洗表面。图1示出了处于收缩状态的软管装置，当软管组件中没有水时，往往将采用该收缩状态。另一方面，图2和图3示出了处于伸展状态的图1的软管装置的一部分，当水流过软管组件时，往往将采用该伸展状态。

虽然本说明书涉及这种类型的花园浇水软管，但是再次注意到，本说明书中的构思比这更普遍地适用。它们可以用在例如非家用情况下的其它类型的水软管中，而且用在其它应用中，例如包括喷涂的工业应用。

在本实施例中，各个软管端部部件2为软管配件的形式，该软管配件布置成允许软管装置连接到其它部件。特别地，例如，一个软管配件可以连接到水龙头或另一水源，并且另一个软管配件可以连接到喷枪、喷嘴或其它出口装置。在本实施例中，各个软管配件是工业标准的凹形推入配合软管配件，该配件被布置成允许连接到设置在另一部件上的互补的凸形配件。当然，可以提供其它类型的软管配件，特别在标准是不同类型的软管配件的国家中使用。

软管配件2包括配合部分3和连接器部分4。配合部分3布置成用于连接到设置在另一部件上的互补的凸形配合部分。由于配件2的该部分是花园浇水设备的标准件，并且对于本发明不是特别重要，因此省略对其的进一步描述。连接器部分4用于连接到软管组件1的端部。再次，其具有标准构造，该构造包括软管组件1安装到其上的插口(spigot)41和通过夹紧螺母43夹紧到软管组件1上的夹紧指部42。

如上所述，不同形式的软管端部部件2可用在软管装置中。由此，例如，图2和图3所示的软管配件2的类型与图1所示的软管配件的类型略有不同。此外，软管端部部件2可以是喷嘴、喷枪、浇水喷头(watering lance)或一些其它部件。只要该软管端部部件2具有用于连接到软管的连接器部分4，它就可以连接到软管组件。换句话说，本实施例的软管组件1适于与许多不同的软管端部部件一起使用。

软管组件1包括织造材料的第一外管11和用于运送水通过软管组件1并因此通过整个软管装置的第二弹性内管12。外管11和内管12安装在适配器5上，该适配器5又被捕获在软管端部部件2的连接器部分4中，以使得外管11和内管12被安装到软管端部部件2。在软管组件1的相对端处可以设置类似或相同的装置。

软管组件1不但包括内管12和外管11，而且包括两个弹性体套管部分6(在附图中仅能看到其中一个)。这些套管部分6中的第一个设置在软管装置的第一端处，如图3所示，而另一个弹性体套管部分6设置在软管装置的相对端处。

各个套管部分6在内管12与外管11之间设置在软管组件中。如将理解的，套管6是另一个管部分。在本实施例中，外管11、套管6和内管12都通过金属套圈51安装在适配器5上。

套管部分6在适配器5与设置在软管组件1上的向内位置处的相应接合构件8之间延伸。朝向软管组件1的各个端设置有相应的接合构件8，尽管在附图中也只能看到其中的一个。外管11、内管12和套管6都在接合构件8处彼此接合。在本实施例中，外管11被热焊接或声波焊接到接合构件8的外曲面上，同时弹性体套管和内管12(使用粘合剂)黏合到接合构件8。

在本实施例中，弹性体套管6延伸超过接合构件8，以便比接合构件8所处的位置进一步纵向向内延伸到外管11中。由此，在本实施例中，在弹性体套管6中在接合构件8的区域中设置缺口或孔口，以便于内管12与接合构件8之间的黏合。

在该普通类型的膨胀软管的现有示例中，外管由柔性但非弹性的材料形成。这对于容纳内管在其充满水时的径向膨胀以使软管装置适应其膨胀状态是有用的。然而，当使用无弹性外管时，该外管也用于约束软管装置的纵向膨胀。也就是说，当该外管无弹性时，一旦起伏已经通过软管装置的膨胀而从外管展开，则外管的织物停止进一步膨胀。

为了改善这种软管装置在其膨胀和寿命方面的性能，本发明人已经认识到，如果使用不同形式的外管11，则可以实现优点。由此，在本实施例中，外管11由织造织物形成，但是其由两种类型的纱线形成。第一类型的纱线用于纵向排列的经纱9a，第二类型的纱线用于横向排列的(并且在管11中沿周向排列的)纬纱9b，如图4例示。在本示例中，纵向排列的经纱9a由聚酰胺材料、特别是尼龙并且在一个特定的实施例中是尼龙66制成。另一方面，横向排列的纬纱9b由聚酯材料制成。

纵向排列的纱线9a比横向排列的纬纱9b更柔软且更有弹性。

这产生了外管11，该外管11在纵向上比在横向上更有弹性，并且也比这种类型的常规外管更有弹性，这种类型的常规外管对于纵向纱线和横向纱线都典型地由诸如聚酯纱线之类的无弹性纱线织造而成。

在本实施例中，该纵向弹性管11的弹性仍然显著小于弹性内管12，但是可以允许整个软管装置的超过所有起伏都已经从外管11展开的状态的显著额外膨胀。

在特定的示例中，具有6.7米收缩长度的软管装置可以在5巴至10巴的内部压力的情况下延伸到15至16米的长度，其中外管11是更无弹性类型的常规外管。然而，当该外管被本类型的两类纱线弹性外管11代替时，6.7米的软管可以在5巴至10巴的内部压力下延伸至比如说17至18米长。由此，可以实现额外的两米的可用软管长度。注意这是一个显著的额外延伸(或应变)量，其代表大概所获得的20％的膨胀增加。优选地，提供至少10％的膨胀增加，更优选地至少15％的增加。

同时，两个纱线结构确保了对径向膨胀的充分控制。

此外，如引言中提及的，已经确定具有这种类型的构造的软管装置具有比具有无弹性外管的软管装置显著更长的工作寿命，从而承受显著更大数量的膨胀和收缩周期。

在具体的示例中，纵向纱线9a可以由总厚度为400旦尼尔(denier)的尼龙66制成。优选的是，如图5例示，纵向纱线9a是由例如四股组成的多股纱线，该四股被使得作为一根纱线一起延伸。这可以通过以下方式来实现：将两股绞合为相应的对，并且将另两股绞合为另一相应的对，然后将这两对绞合在一起形成总的纱线9a。在替代方案中，两个绞合的纱线对可以并排延伸以充当具有类似的结果的一根纵向经纱9a。

已经发现，对于纵向纱线9a，使用多股纱线比使用单股纱线显著更有效。如果在本类型的外管11中使用有足够厚度的单股纱线，则在织造期间出现显著更高数量的故障，因为该纱线易于折断。使用多股纱线克服了该问题。由此，在该特定实施例中，每股100旦尼尔的4股绞合在一起以形成一根纵向纱线9a。在该具体示例中，各根横向纬纱9b具有800旦尼尔的厚度，并且由聚酯制成。

注意，尽管已经发现提供多材料外管11在更大的整体膨胀和更好的软管寿命方面提供了益处，但是提供这种两种材料的外管11并不是没有困难。

首先，如上所述，为了提高可靠性，优选使用多股纵向纱线9a。

此外，已经发现这种多材料外管11在实际的膨胀软管中更容易受到突出(herniation)的影响。即，这种多材料管容易受到在织物中的相邻股之间出现的小孔的影响，当在压力下时，膨胀的内管12可能倾向于穿过这些小孔突出。

已经确定，在织造后使织造外管11经受熨烫过程(ironing process)可以显著地减少这种突出的发生率。此外，为了使突出风险的该降低最大化，该熨烫过程最好在对熨烫过程的仔细的温度控制的情况下进行。

由此，在优选的制造方法中，在熨烫期间监测织造材料管11的温度或熨烫过程中使用的熨烫工具的温度，并且通过控制熨烫工具来控制该监测的温度，以便将温度保持在预定阈值内。对于上述纱线的特定组合，已经发现用于熨烫的合适温度范围大约为80℃。更一般地，对于本两种材料的管，在操作期间，熨烫温度可以在70℃至90℃的范围内选择，并且可以在所选温度的+/-5℃或+/-2℃内控制。

此外，使用这种两种材料的外管11可能增加将外管11有效焊接在接合构件8上的难度。实际上，考虑到外软管11中存在的不同材料的特性，需要找到将织物11成功地焊接到接合构件8(由塑料材料制成)的一组参数。实际上，这意味着通过选择参数的试验值然后测试所得到的焊接的有效性，来经验性地确定将实现有效焊接的一组参数。作为示例，对于上述特定纱线组合，已经发现，频率为20kHz、焊接能量为375J、焊接时间为0.17秒以及保持时间为0.5秒的声波焊接是有效的。优选地，焊接过程在这些参数值中以+/-5％、更优选+/-1％的公差操作，因此例如优选地，频率为20kHz+/-5％或20kHz+/-1％等。

Claims

1.一种软管装置，包括：柔性材料的外管和弹性材料的内管，所述内管用于运送流体通过所述软管装置，其中，由于弹性内管的作用，所述软管装置在所述弹性内管的内部不存在流体压力的情况下在收缩状态下具有较短的长度，并且当流体压力被施加到所述弹性内管的内部时在膨胀状态下具有较长的长度，并且所述外管在所述软管装置处于所述收缩状态时具有起伏状态，并且在所述软管装置处于所述膨胀状态时用于控制并且容纳所述内管的膨胀，其中，所述外管的所述柔性材料包括由两种类型的纱线织造的织造织物，第一类型的纱线是第一材料，并且第二类型的纱线是第二材料，所述第二材料不同于所述第一材料。

2.根据权利要求1所述的软管装置，其中，所述柔性材料使得所述外管在纵向上比在横向上具有更大的弹性。

3.根据权利要求1或2所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线纵向地布置在所述管中，并且所述第二类型的纱线横向地布置在所述管中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线具有第一弹性，并且所述第二类型的纱线具有低于所述第一弹性的第二弹性。

5.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线比所述第二类型的纱线更软。

6.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述第一纱线由比所述第二纱线的材料更有弹性的材料制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线是聚酰胺纱线、特别是尼龙纱线。

8.根据权利要求7所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线是尼龙66。

9.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述第二类型的纱线是聚酯纱线。

10.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线是多股纱线。

11.根据权利要求10所述的软管装置，其中，所述第一类型的纱线包括两个绞合股对。

12.根据前述权利要求中任一项所述的软管装置，其中，所述外管由熨烫的织造织物制成。

13.一种制造根据前述权利要求中任一项所述的软管装置的方法，所述方法包括以下步骤：

将两种类型的纱线织造在一起以产生外管作为织造织物外管；

熨烫所述织造织物外管以对齐所织造的纱线；以及

将所述弹性内管安装在所述织造织物外管内以形成所述软管装置。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：在熨烫过程期间监测所述织物和用于进行所述熨烫的熨烫工具中的至少一者的温度，并且控制所述熨烫工具以将所监测的温度维持在预定阈值之间。

15.根据权利要求13或14所述的方法，还包括以下步骤：将所述外管声波焊接或热焊接到第一软管端部、第二软管端部和接合构件中的至少一者，并且选择用于所述声波焊接或所述热焊接的参数，所述参数考虑到所述两种类型的纱线的特性。