TW202323710A - 可吹式撓性內管 - Google Patents

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Abstract

可吹式撓性內管含有一外部內管結構及一內部內管結構。該外部內管結構含有至少一個由至少一個織物形成之外部縱向腔室。該內部內管結構含有至少一個內部縱向腔室，其中各內部縱向腔室位於一外部內管織物腔室內且該至少一個內部縱向腔室含有一可充氣管。該可充氣管具有小於約0.5 mm之一壁厚。該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之一空氣滲透率，外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之一空氣滲透率，且該外部縱向織物腔室及該內部縱向織物腔室一起具有小於約1 cfm之一空氣滲透率。

Description

可吹式撓性內管
發明領域
本發明係關於可吹式織物內管結構，尤其針對我們用於導管系統。
發明背景
撓性內管結構具有腔室且用於導管內以有助於將個別電纜隔離至內管內之隔室或通道中，以最大化可定位於導管中之電纜之數量，及藉由防止電纜與電纜之間的摩擦且在內管之各隔室內提供帶子或繩子來促進將電纜插入至導管中。
為了在內管結構中形成超過一個腔室，通常使用接縫將層附接在一起(此可為多件織物、摺疊至本身上之織物或兩者之組合)。在一些應用中，拉動電纜穿過內管腔室，但在其他應用中，較佳將電纜吹至腔室中。為了能夠吹至內管中，腔室需要不透氣(或基本上不透氣)且足夠堅固以在吹氣壓力下不爆裂。
期望具有可吹式撓性內管，其允許內管及/或內管中之電纜除了能夠拉動或推送至導管/內管之外亦使用空氣或另一壓縮氣體吹至導管中。
發明概要
在一個實施例中，本發明係關於可吹式撓性內管，其含有外部內管結構及內部內管結構。該外部內管結構含有至少一個由至少一個織物形成之外部縱向腔室。該內部內管結構含有至少一個內部縱向腔室，其中各內部縱向腔室位於外部內管織物腔室內且至少一個內部縱向腔室含有可充氣管。該可充氣管具有小於約0.5 mm之壁厚。該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之空氣滲透率，外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之空氣滲透率，且外部縱向織物腔室及內部縱向織物腔室一起具有小於約1 cfm之空氣滲透率。
在另一實施例中，本發明係關於含有導管及定位於導管內之可吹式撓性內管之導管系統。該可吹式撓性內管含有外部內管結構及內部內管結構。該外部內管結構含有至少一個由至少一個織物形成之外部縱向腔室。該內部內管結構含有至少一個內部縱向腔室，其中各內部縱向腔室位於外部內管織物腔室內且至少一個內部縱向腔室含有可充氣管。該可充氣管具有小於約0.5 mm之壁厚。該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之空氣滲透率，外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之空氣滲透率，且外部縱向織物腔室及內部縱向織物腔室一起具有小於約1 cfm之空氣滲透率。
在另一實施例中，本發明係關於形成可吹式撓性內管之方法，其含有形成包含至少一個內部縱向腔室之內部內管結構，其中至少一個內部縱向腔室包含可充氣管。該方法亦包括以下步驟：形成含有至少一個由至少一個織物形成之外部縱向腔室之外部內管結構且同時形成外部內管結構；將至少一個內部縱向腔室插入至外部縱向腔室中之至少一者中。該可充氣管具有小於約0.5 mm之壁厚。該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之空氣滲透率，該外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之空氣滲透率，且該外部縱向織物腔室連同位於外部縱向織物腔室內之內部縱向腔室具有小於約1 cfm之空氣滲透率。
較佳實施例之詳細說明
圖1展示導管系統10。內管結構插入至其中之導管200 (諸如圖1所展示)可具有任何適合大小(內部或外部直徑)、材料及長度。導管亦可稱為管、管道、伸長圓柱形元件及其他。通常，導管200由聚合物製成，但亦可使用諸如金屬之其他材料。
在一個實施例中，導管200為極小導管，其具有小於約75 mm、更佳小於約60 mm、更佳小於約50 mm、更佳小於約40 mm、更佳小於約35 mm、更佳小於33 mm、更佳小於30 mm之內部直徑。在另一實施例中，導管200為中等至較大導管，其具有大於約100 mm、更佳在約1與3吋之間、更佳在約3與10吋之間的內部直徑。
可吹式內管結構310含有外部內管結構100及內部內管結構115。外部內管結構100含有至少一個外部縱向織物腔室。內部內管結構115含有至少一個內部縱向腔室110 (在圖1中)，其中將定位拉帶、電纜及類似者且各內部縱向腔室115位於外部內管織物腔室100內。
可吹式撓性內管310具有縱向長度及橫截面區域。在有益於較小導管之一個實施例中，可吹式撓性內管310具有小於約100 mm、更佳小於約75 mm、更佳小於約50 mm之寬度。織物內管之寬度藉由平坦化織物內管結構(由於有時內管之自然橫截面狀態為圓形或葉片稍微為圓形且因此寬度呈現較小)來量測且接著將跨橫截面區域之最大量測界定至該寬度。在一個實施例中，織物內管結構之寬度小於約35 mm、更佳小於約30 mm。
外部內管結構100含有配置之至少一個織物，使得外部內管結構100含有至少一個外部縱向腔室。外部內管結構100之形狀及結構可為任何適合形狀只要其由織物形成且含有至少一個外部縱向腔室即可。
參考圖1，展示外部內管結構100為無縫織物管(展示於導管系統10中之導管200中)之一個實施例。舉例而言，可使用圓形編織或針織來形成無縫織物管。無縫管可以任何適合寬度形成。在較小導管之一個實施例中，無縫管之寬度小於約60 mm、更佳小於約50 mm、更佳小於約40 mm。在一些實施例中無縫管可為較佳的，此係由於一旦形成管以使得其至外部內管結構100中且管可以較小寬度形成，則織物可不需要進一步處理。在另一實施例中，織物可為梭織編織織物。
較小無縫管可如圖1中所展示單個使用或多個使用。多個單獨無縫管可同步或依序置放於導管中，其中管不彼此附接(在一個實施例中，管可在安裝期間為了易於插入至導管中臨時與其他附接在一起)。在另一實施例中，圖3中所展示，多個(至少二個)無縫管可在插入至導管中之前接合在一起。圖3展示含有使用附接件300沿著管之側面中之一者連接之三個無縫管之外部內管結構100。
可使用任何適合方法來形成附接件300。在一個較佳實施例中，附接件300為藉由將織物層縫合在一起而製得之縫合接縫。形成附接件之其他方法包括沿著長度以間隔釘合或鉚接織物、超音焊接或用熱熔或溶劑類黏著劑固定織物。織物亦可具有相對低溫度溶化纖維，其可溶化且允許其冷卻，藉此在附接件處將結構融合在一起。
附接件300可位於諸如圖3中所展示之內管之側面中之一者，或其可更朝向管之中間，此將用於將各管劃分成二個腔室。附接件亦可在各管之不同位置中。圖3中之三個外部內管結構形成三個外部縱向腔室。在彼等外部縱向腔室中之各者中為形成內部縱向腔室110、120及130之內部內管縱向結構115。若附接件300位於圖3之內管結構100之中心，則將形成6個腔室(雖然各腔室將較小)。外部內管結構及內部內管結構可為不同大小且附接件可位於可吹式撓性內管中之不同點。
在另一實施例中，如圖4中所展示，展示可吹式撓性內管作為導管系統10之部分之另一實施例，其中外部內管結構100為由沿著縱向長度具有一個接縫以形成管之織物製備之接縫管。接縫管含有形成內部縱向腔室110之一個內部內管結構115且由條形織物材料形成，該條形織物材料接著製成沿著管之縱向長度具有接縫350之管。此接縫350可縫接、超音焊接、溶化或任何其他適合附接方法。
由條形織物材料而非無縫管(例如，使用圓形編織或針織)來產生管具有許多益處。第一益處在於拼接。將扁平條形織物材料拼接在一起以產生更長長度，接著將條帶轉變成管比將無縫管拼接在一起更容易。其次，不同大小管可更容易以更少機械停工時間製造。在將其轉變成管之前簡單地將條形織物材料切成不同寬度可產生具有不同直徑之管。對於許多無縫管製造製程，為了改變所產生之管之直徑將必須重新進行經紗及/或緯紗之設置。
接縫管可按原樣使用，諸如圖4中所展示，或其可具有將管劃分成多個腔室之附接件300，諸如圖5中所展示。圖5之外部內管結構100含有產生二個外部縱向腔室之附接件300。彼等外部縱向腔室中之各者含有形成內部縱向腔室110、120之內部內管結構115。在一個實施例中，附接件300位於中心可吹式撓性內管，定義為與結構之二個邊緣大約等距。此較佳的產生具有所有大約相同大小之腔室。在另一實施例中，附接件300偏離中心，意謂其並不在結構之中心中。此產生大於另一側上之腔室之腔室。此可較佳的容納變化大小之電線、電纜800、拉帶900等。
在另一實施例中，如圖6中所展示，外部內管結構100包含由附接件300附接在一起之多個接縫織物管。接縫350可置放於管之圓周周圍之任何適合位置且甚至在附接件300本身之區域中。內管結構100內之各管上之接縫可位於不同位置。
在一個實施例中，附接件300位於中間區之中心，定義為與結構之二個邊緣大約等距。此較佳的產生具有所有大約相同大小之腔室。在另一實施例中，附接件501偏離中心，意謂其並不在結構之中心中。此使得界限區中之一者之腔室大於其他界限區中之腔室。此可較佳的容納變化大小之電線、電纜、拉帶等。
在圖7中，外部內管結構100在導管200內呈單一淚滴組態形式。對於單一淚滴，條形織物圍繞其縱向軸線摺疊且邊緣與附接件300附接在一起。此產生含有內部縱向腔室110之外部縱向腔室。腔室110內可置放拉帶、電纜、迷你電纜等。在一個實施例中，外部內管結構100之條形織物之邊緣摺疊以改良接縫強度及減小摩擦力。
在圖8中所展示之另一實施例中，外部內管結構100為多個腔室淚滴組態。圖8中之內管結構含有2個外部縱向腔室，但內管結構可含有任何適合數目個外部縱向腔室，諸如2個或更多個、3個或更多個、4個或更多個、5個或更多個或6個或更多個。在一個實施例中，多個腔室淚滴組態可由摺疊之織物之多個條形長度形成以產生接著附接在一起之個別隔室。外部內管結構100由共同接縫構成，其固定摺疊，以及沿著織物之長度摺疊之切開邊緣，以改良接縫強度及減小摩擦力。在另一實施例中，淚滴形狀及腔室可由摺疊多次之單一織物形成。此實施例為圖8中所展示之內容，其中一個條形織物摺疊且附接以形成二個外部縱向腔室。在此等腔室中之各者內為內部內管結構115。
參考圖9，展示導管200內之可吹式撓性內管之另一實施例。外部內管結構100含有三個區，第一區域、中間區域及第二區域。在圖9之外部內管結構100中，該結構100含有形成四個撓性外部縱向腔室之一個條形織物。外部腔室中之各者含有內部縱向腔室。
對於圖9中所展示之實施例，各條形織物具有第一邊緣及第二邊緣。第一邊緣及第二邊緣位於撓性內管結構之中間區域中。各織物條自中間區域朝外延伸至第一區域或第二區域二者且接著返回至中間區域從而形成外部縱向腔室。內管結構可含有2個或3個或更多個條形織物且彼等條形織物中之至少一者自第一區域延伸至第二區域。內管結構含有至少一個含有第一區域中之摺疊及第二區域中之摺疊兩者之條形織物。
在一個較佳實施例中，所有腔室由單一條形織物形成，諸如圖9中所展示，此係由於其能夠在該結構100之中間區中以最少數目個條形織物邊緣產生所要數目個腔室。
在一些實施例中，摺疊條形織物之邊緣。在製造、安裝及/或內管結構之使用期間此可為較佳的以防止織物之邊緣被其他材料纏住，且亦有助於防止條形織物之邊緣自附接件300鬆動。舉例而言，附接件300可為縫接線，且若條形織物之邊緣存在一些磨損，則織物中之一些可鬆動且腔室中之一或多者可不完全關閉。
較佳地，外部縱向結構之織物僅在附接件300處附接在一起且附近至自身，且不附接於第一區域、第二區域、第一邊緣或第二邊緣中。此允許腔室擴展且更好地填充導管。在圖9中所展示之結構中，當安裝至導管時，可吹式撓性內管之腔室擴展以填充導管且在橫截面上具有蜻蜓或蝴蝶狀外觀。
在一個實施例中，附接件300位於中間區之中心，定義為與結構之二個邊緣大約等距。此較佳的產生具有所有大約相同大小之腔室。在另一實施例中，附接部件300偏離中心，意謂其並不在結構之中心中。此使得區域中之一者之腔室大於其他區域中之腔室。此可較佳的容納變化大小之電線、電纜、拉帶等。
在一個較佳實施例中，外部內管結構100較佳地使用編織織物製得。編織織物具有沿編織織物之經紗方向運行之多個經紗。編織織物亦含有相對於織物之經紗方向在大致垂直方向上運行之多個緯紗。緯紗與經紗交織在一起，其中經紗在緯紗上方及下方以預定義交叉圖案延伸。在一個較佳實施例中，織物為平紋織物。織物可為包括斜紋及緞紋之任何其他適合編織圖案。在其他實施例中，非編織物或針織物可用作外部內管結構之織物。
編織織物中之紗線可為任何適合紗線。編織織物中之紗線中之各者之類型、大小之選擇及比較有助於編織織物之最終產品。在本申請案中，如本文所使用之「紗線」包括單絲伸長主體、多絲伸長主體(a multifilament elongated body)、絲帶(ribbon)、條帶(strip)、紗線(yarn)、帶子(tape)、纖維(fiber)及類似者。編織織物可含有一種類型之紗線或上述任一種或組合之多種紗線。紗線可為任何適合形式，諸如短纖紗、單絲或多絲、單一組分、雙組分或多組分，且具有任何適合截面形狀，諸如圓形、多葉形、正方形或長方形(帶子)及橢圓形。
織物可由單一多個或類型之紗線形成(例如，織物可單獨由包含纖維素纖維及合成纖維之摻合物之紗線形成，諸如聚醯胺纖維)，或織物可由若干多個或不同類型之紗線形成(例如，織物可由包含纖維素纖維及聚醯胺纖維之第一多個紗線及包含固有阻燃纖維之第二多個紗線形成)。紗線可由(但不限於)纖維素纖維(諸如，棉、人造絲、亞麻、黃麻、大麻、醋酸纖維素及其組合、混合物或摻合物)、聚酯纖維(例如，聚(對苯二甲酸乙二醇酯)纖維、聚(對苯二甲酸丙二醇酯)(poly(propylene terephthalate)；PET)纖維、聚(對苯二甲酸三亞甲基酯)(poly(trimethylene terephthalate))纖維)、聚(對苯二甲酸丁二醇酯)纖維及其摻合物)、聚醯胺纖維(例如，尼龍6纖維、尼龍6,6纖維、尼龍4,6纖維及尼龍12纖維)、聚乙烯醇纖維、彈性聚酯聚氨酯共聚物(SPANDEX®)、阻燃間位芳綸(NOMEX®)及其組合、混合物或摻合物。本發明之織物之某些實施例含有包含固有阻燃纖維之紗線。如本文中所用，術語「固有阻燃纖維」指代合成纖維，由於製得其之原材料之化學組分，在不需要額外阻燃處理之情況下表現出阻燃性。在此類實施例中，固有阻燃纖維可為任何適合固有阻燃纖維，諸如聚
Figure 111143814-A0101-12-01
二唑纖維、聚磺醯胺纖維、聚(苯并咪唑)纖維、聚(苯硫醚)纖維、間位芳綸纖維、對位芳綸纖維、聚吡啶并雙咪唑纖維、聚苯甲基噻唑纖維、聚苯甲基
Figure 111143814-A0101-12-01
唑纖維、三聚氰胺-甲醛聚合物纖維、苯酚-甲醛聚合物纖維、氧化聚丙烯腈纖維、聚醯胺-醯亞胺纖維及其組合、混合物或摻合物。在某些實施例中，固有阻燃纖維較佳選自由以下組成之群組：聚
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二唑纖維、聚磺醯胺纖維、聚(苯并咪唑)纖維、聚(苯硫醚)纖維、間位芳綸纖維、對位芳綸纖維及其組合、混合物或摻合物。
在較佳實施例中，經紗為單絲紗線。單絲紗線可為較佳的，此係由於編織織物中之其較低捲曲量(amount of crimp)(相比於多絲紗線)且因此單絲紗線具有低伸長率由於內管將拉動穿過導管。藉助於實例，經紗可選自以下：聚酯、聚烯烴(諸如聚丙烯、聚乙稀及乙烯-丙烯共聚物)及聚醯胺(諸如尼龍及芳綸，例如Kevlar®)。具有在峰值拉伸負載下峰值伸長率為45%或更小，較佳地30%或更小之紗線為較佳的。已發現包括雙及多組分紗線之單絲紗線特別適用於內管應用。已發現此等材料賦予編織織物所需特性。在一個實施例中，所有經紗之PET單絲紗線，此係由於PET單絲紗線具有良好性質與成本平衡。
藉由選擇具有在峰值拉伸負載下相對低伸長率之經紗，有可能在導管內之內管之安裝期間最小化內管結構之縱長伸長率，藉此避免內管之「聚集(bunching)」。另外，藉由減少在編織製程期間之經紗捲曲，可最小化併入至內管中之織物在經紗方向上之伸長率潛力。舉例而言，根據ASTM D3883-編織織物中紗線捲曲及紗線卷緊之標準測試方法(ASTM D3883 - Standard Test Method for Yarn Crimp and Yarn Take-Up in Woven Textiles)，藉由在編織期間增加經紗上之拉力以達成經紗捲曲小於5%可減小經紗捲曲。減少織物中之經紗捲曲(尤其平紋織物)導致緯紗(filling yarn)捲曲之增加，其具有增加沿著用於建構內管之織物部分之縱向邊緣之接縫強度之其他優點。
在一個實施例中，可採用具有自350至1,200，較佳地400至750之丹尼之經紗。經紗支數(end count) (經紗中每吋之紗線)通常為每吋25至75個經紗，較佳地每吋35至65個經紗。在本發明之一個實施例中，提供具有每吋35至65個經紗之400至750丹尼單絲聚酯經紗之平紋織物。
緯紗可為包括聚酯、聚烯烴(諸如聚丙烯、聚乙烯及乙烯-丙烯共聚物)及聚醯胺(諸如尼龍及芳綸，例如Kevlar®)及其混合物之任何適合紗線。具有在峰值拉伸負載下峰值伸長率為45%或更小，較佳地30%或更小之紗線為較佳的。
術語「緯紗(pick)」、「緯紗(picks)」、「吋緯」及「ppi」意欲指(a)穿過在編織製程期間形成之梭口且與經紗交織之一個緯紗；及(b)在編織製程期間分開或一起穿過梭口且與經紗交織之兩個或更多個緯紗。因此，出於判定編織織物之吋緯之目的，多個插入緯紗視為單一緯紗。
術語「多個插入」及「雙重插入」意欲包括(a)一起插入於織機之梭口中之多個緯紗；(b)分開插入之多個緯紗，同時織機之梭口保持相同；及(c)分開插入之多個緯紗，其中織機之梭口保持實質上相同，亦即，經紗之25%或更小之位置在紗線之插入之間改變。在一個較佳實施例中，緯紗之緯紗中之至少一部分多重插入。
其他適合編織圖案可用作第一編織區域中之編織圖案。術語「編織」及「交織」意謂包括任何結合互相接合形式條之建構。僅藉助於實例且非限制，經考慮緯紗可在轉移至一或多個鄰近經紗下方之位置之前通過兩個或更多個鄰近經紗100，藉此形成所謂斜紋編織。適合斜紋編織包括經面及緯面斜紋編織兩者，諸如2/1、3/1、3/2、4/1、1/2、1/3或1/4斜紋編織。編織亦可為例如緞紋、籃式編織、府綢、提花及皺編織織物。在一個實施例中，可含有編織織物。
織物可沿著織物之長度含有一個編織圖案或可沿著織物之機器方向具有不同編織圖案之不同區域。在織物含有多個區域之實施例中，第一編織區域可具有任何適合編織圖案。圖10展示一個可能編織圖案，其中第一編織區域內之經紗及緯紗為平紋，其中各緯紗通過經紗上方且其後在鄰接經紗下方以重複方式穿過織物之全部寬度。適合平紋包括但不限於藉由在形成期間在織物材料之經紗、緯紗或經紗及緯紗兩者中以規則間隔結合額外紗線或增強紗線而產生之防撕裂織物。平紋為較佳的，此係由於其為織物產生穩定性及結構。若第一編織區域太小或完全消除，則織物可太鬆散(其中經紗及緯紗相對於彼此太容易移動)且將不適合於內管結構。在一個實施例中，編織織品可為描述於專利10,254,498、10,829,874及11,008,680中之部分浮動編織織品，此等專利以引用的方式併入本文中。
在緯紗方向中，較佳的使用多種不同紗線以調適最終織物及結構之物理屬性。單絲紗線比多絲紗線更硬(保持丹尼且材料相同)。多絲紗線更撓性。使用單絲及多絲緯紗兩者在可撓性與硬度之間產生平衡。結合一些多絲紗線(由於其不太硬)，亦減少內管中之打開力，即推動電纜穿過個別單元所需之力的量。多個或雙插入之多絲紗線為較佳的，此係由於其具有較大丹尼且因此電纜沿著織物中之此等脊線「騎行」。由於織物與電纜接觸之表面積小，故摩擦減小且拉動電纜所需拉力通常將較低。
在一個實施例中，織物包含UV穩定劑。穩定劑可複合或另外形成於紗線中、塗佈於紗線上或塗佈於整個織物上。將UV穩定劑置放於管道地下之產品中為略微反常的，但已在安裝之前發現，內管卷可在安裝之前在元件及陽光下放置在外面長達一年。UV穩定劑用以保護織物及內管之物理屬性直至其安裝且保護免受UV源。UV穩定劑包括抑制光引發之材料(例如，UV吸收劑(UVA)及激發態淬滅劑)及抑制後續氧化製程之材料(例如，自由基清除劑及烷基氫過氧化物分解劑)。可使用任何適合UV穩定劑，例如碳黑、二氧化鈦及氫化二苯甲酮。
返回參考圖1，可吹式撓性內管310含有形成至少一個內部縱向腔室110之內部內管結構115。各內部縱向腔室110位於由外部內管結構形成之外部縱向腔室內。在圖1中所展示之實施例中，在外部縱向腔室內存在一個內部縱向腔室，但存在其中超過一個內部縱向腔室可位於單一外部縱向腔室中之實施例。在其中存在多個外部縱向腔室(諸如圖3中)之另一實施例中，並非所有外部縱向腔室必須含有內部縱向腔室，各至少一個外部縱向腔室不含有內部縱向腔室可為合乎需要的。
內部縱向腔室包含可充氣管。此管可為任何適合可充氣管，但較佳為空氣、蒸氣及水不可滲透、輕柔及撓性。在一個實施例中，可充氣管為由諸如吹氣擠出之製程形成之無縫。在另一實施例中，管由摺疊自身且其邊緣附接及密封在一起之狹窄塑料薄片形成。可密封邊緣使得邊緣對準形成管之淚滴形狀或邊緣可在彼此頂部上從而使得產生更加圓形橫截面形狀。此黏著力可由壓力敏感黏著劑、熱黏著劑、超音焊接或任何其他已知製造製程形成。
可充氣管可由包括任何熱塑性及熱固性聚合物之任何適合材料製造。較佳地，可充氣管包含熱塑性聚合物。在一個實施例中，聚合物選自以下組成之群組：低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚醯胺(PA)。在一個實施例中，熱塑性塑料為聚乙烯，較佳地中密度聚乙烯。形成可充氣管之材料較佳地為氣密(空氣不可滲透)、低重量良好強度、低摩擦及低成本。可充氣管可含有單一聚合物或聚合物之摻合物，可具有添加至聚合物中之額外填充劑及/或具有單層或共擠出且具有多層。
已發現聚乙烯具有低摩擦係數(與具有較高摩擦係數之材料(如一些聚氨酯彈性材料)相比，使電纜或其他伸長構件更容易滑入管中)。在一個實施例中，可充氣管具有約0.1與1 mm之間的壁厚，更佳小於約0.5 mm，更佳小於0.25 mm。已發現此厚度產生具有良好物理屬性且成本有效之可充氣管。具有此厚度之可充氣管亦被證明足以耐受(組合外部腔室)使用於電纜及內管吹氣系統之通常壓力(其通常比基於水之系統低得多)。
可吹式撓性內管之目標為具有撓性內管之強度及特性，同時大部分對空氣、蒸氣及水不可滲透，使得可吹式撓性內管及/或置放於內管結構內之電纜能夠被吹入。一些先前製造可吹式撓性內管結構之嘗試包括使用具有塗層之織物。使用經塗佈織物之原型傾向於在縫接(附接區域)處漏氣或在吹氣測試期間接縫/縫接失敗而失敗。將為可充氣管之提供空氣不滲透性之內部內管結構與為織物結構之提供強度之外部內管結構組合產生可吹式撓性內管。通常使用ASTM D737量測空氣滲透率。當組合至可吹式撓性內管中時，內部腔室及外部腔室呈現較佳的低空氣滲透率。
內部縱向腔室(為可充氣管)獨自具有空氣滲透率小於約2 cm 3/cm 2/s(在10吋水柱壓力下)或1 cfm，更佳小於約1 cm 3/cm 2/s，更佳小於約0.5 cm 3/cm 2/s(在10吋水柱壓力下)。在另一實施例中，內部縱向腔室(為可充氣管)獨自具有空氣滲透率在約0與0.5 cm 3/cm 2/s之間(在10吋水柱壓力下)，更佳在約0.001與0.5 cm 3/cm 2/s之間或更佳小於約0.2 cfm。
外部縱向腔室(為織物)較佳地具有極打開結構，意謂織物之表面之顯著部分為打開的或缺少紗線。此產生空氣、水及光可容易穿過之極多孔織物。織物獨自具有空氣滲透率大於約5 cm 3/cm 2/s(在10吋水柱壓力下)，更佳大於約10 cm 3/cm 2/s，更佳大於約25 cm 3/cm 2/s，較佳大於100 cfm，更佳大於200 cfm。在另一實施例中，外部縱向腔室(為織物)獨自具有空氣滲透率在約5與200 cm 3/cm 2/s之間(在10吋水柱壓力下)，更佳在約10與100 cm 3/cm 2/s之間。
當內部內管腔室及外部內管腔室組合以形成可吹式撓性內管(其中內部腔室位於外部腔室內)時，可吹式撓性內管具有空氣滲透率小於約2 cm 3/cm 2/s(在10吋水柱壓力下)，更佳小於約1 cm 3/cm 2/s，更佳小於約0.5 cm 3/cm 2/s(在10吋水柱壓力下)。在另一實施例中，組合以形成可吹式撓性內管(其中內部腔室位於外部腔室內)之內部內管腔室及外部內管腔室具有空氣滲透率在約0與0.5 cm 3/cm 2/s之間(在10吋水柱壓力下)，更佳在約0.001與0.5 cm 3/cm 2/s之間。在另一實施例中，組合以形成可吹式撓性內管(其中內部腔室位於外部腔室內)之內部內管腔室及外部內管腔室具有小於cfm之空氣滲透率，更佳小於約0.2 cfm。
爆裂測試使用自定義測試設置進行。按順序為空氣調節器、閥門、第一管道、待測試之內管結構，及第二管道，其中管道之末端與封端之內管相對。將內管結構夾持至管道上且添加加壓空氣，隨著時間推移緩慢增加直至內管破裂、漏泄或爆裂。在內管結構失敗(破裂、漏泄或爆裂)之前的最大值psi視為爆裂強度。當組合至可吹式撓性內管中時，內部腔室及外部腔室呈現較佳的高爆裂強度。
在一個實施例中，內部縱向腔室(為可充氣管)獨自具有小於約50 psi之爆裂強度，更佳小於約35 psi。在另一實施例中，內部縱向腔室(為可充氣管)獨自具有約5與40 psi之間的爆裂強度，更佳在約10與25 psi之間。在另一實施例中，內部縱向腔室(為可充氣管)獨自具有小於約75 psi之爆裂強度，更佳小於約70 psi。在另一實施例中，內部縱向腔室(為可充氣管)獨自具有約25與80 psi之間的爆裂強度，更佳在約40與70 psi之間。
外部縱向腔室(為織物)更堅固。當內部內管腔室及外部內管腔室組合以形成可吹式撓性內管(其中內部腔室位於外部腔室內)時，可吹式撓性內管具有大於約50 psi之爆裂強度，更佳大於約60 psi，且在另一實施例中在約55與100 psi之間。
在一個實施例中，形成可充氣管之聚合物具有較佳小於約50%之破裂伸長率，更佳小於約30%。此與可更有彈性且具有破裂伸長率為200至300%或更高之其他管形成對比。在其他實施例中，形成可充氣管之聚合物具有較佳地大於約50%之破裂伸長率，大於約100%，更佳超過約200%。
較佳地，內部內管腔室可在外部內管腔室內移動。此意謂內部內管腔室可相對於外部內管腔室移動而不永久附接或根本不附接至外部內管結構。
圖2A說明可吹式撓性內管310之一個實施例，其中為可充氣管之內部內管結構115置放於為無縫織物之外部內管結構100內。內部內管結構可摺疊、捲曲或以其他方式操作以使內管結構更容易插入至外部內管結構中。圖2B說明當空氣引入至內部內管結構115時可吹式撓性內管310的樣子。內部內管結構115擴增或打開以填充外部內管結構100且外部內管結構100限制內部內管結構115，從而為內部內管結構115提供爆裂強度且防止其爆裂。圖2C說明在氣壓自可吹式撓性內管310釋放之後的可吹式撓性內管310。在此情況下，內部內管結構115可抵靠外部內管結構100之內部或可自外部內管結構100收縮/縮小/向後摺疊。
由於外部內管結構100限制內部內管結構115且為內部內管結構115提供爆裂強度，故二個腔室之相對大小至關重要。若內部縱向腔室太小(具有太小直徑)，則內部縱向腔室將在到達外部縱向腔室之內部表面之前由於空氣壓力膨脹而爆裂或發生洩漏。縱向腔室之直徑量測為在腔室完全扁平時之直徑。在一個實施例中，內部縱向腔室之直徑介於外部縱向腔室之約50與200%之間，更佳在約60與100%之間，更佳在約70與95%之間，更佳在約75與90%之間。內部縱向腔室愈有彈性(可拉伸)使得其可相對於外部縱向腔室之直徑愈小，此係由於其能夠拉伸至外部縱向腔室之大小而不破裂。在另一實施例中，內部縱向腔室填充外部縱向腔室之橫截面區域之至少約60%。在較佳實施例中，內部縱向腔室填充外部縱向腔室之橫截面區域之至少約75%或外部縱向腔室之橫截面區域之約70與95%之間。
可以任何適合方式建構可吹式撓性內管。在一個實施例中，形成外部內管結構且接著來自內部內管結構之內部縱向腔室置放於外部縱向腔室內。此可較佳的使已經現有內管結構可吹式。可充氣管可拉動或吹入至現有內管結構(可吹入或不可吹入)或與第一電纜一起吹入或拉動至內管結構中。
在另一實施例中，當外部內管結構之材料(較佳織物)形成至至少一個外部縱向腔室中時，插入內部縱向腔室。在無縫管作為如圖1及圖3中所展示之外部縱向腔室之情況下，將在產生(針織、編織、圓織、梭織等)管時引入可充氣管。在形成外部內管結構同時，將至少一個內部縱向腔室插入至外部縱向腔室中之至少一者中。
在織品摺疊為諸如圖4至圖9)中所展示之外部內管結構之情況下，較佳地在織品摺疊且固定至腔室中時引入可充氣管。在形成外部內管結構同時，將至少一個內部縱向腔室插入至外部縱向腔室之至少一者中。
可吹式內管結構可拉動至導管、吹至導管或在製造導管時併入至導管中。可將置放於內管結構內之電纜或其他伸長構件吹入或拉動至腔中。
圖式亦說明其中具有電纜800及及/或拉帶或繩索900之一些實施例。為了抽取光纖、同軸或其他電纜穿過內管結構，在一個實施例中需要為此類目的提供拉線。拉線定位於內管之隔室內，較佳地在導管內安裝內管之前。藉助於實例，拉線可為緊密編織、相對扁平之材料或可為具有實質上圓形橫截面之絞繩或多層鋼繩。為拉繩之拉線展示為圖3、圖5、圖6、圖8及圖9中之元件900。在一個實施例中，內部腔室中之至少一者含有電纜。
較佳地，內管及拉線具有對於給定拉伸負載實質上相等之各別伸長率百分比值。若內管之伸長率實質上不同於拉線之伸長率，則當該等結構在安裝期間經由導管拉動在一起時，彼等結構中之一者可相對於另一者而滯後，從而導致內管聚集。拉線可由緊密編織之聚酯材料形成，其表現出約400磅與約3,000磅之間的拉伸強度。在一個實施例中，拉線為具有扁平橫截面形狀之拉帶。在另一較佳實施例中，拉線為具有圓形或橢圓形橫截面形狀之拉繩。拉繩為較佳的，此係由於內管結構(及其相關腔室)極小且拉索在導管內佔用小空間。較佳地，內管結構(本申請案內所有揭露之內管結構)在至少一個腔室內含有至少一個拉繩。在另一實施例中，內管結構之各腔室含有拉繩。
在一個實施例中，內管結構在置放於導管中之後(或在其他實施例中在置放於導管中之前)含有電纜800。較佳地，內管結構之腔室中之至少一者含有電纜。電纜800可為小或大直徑之任何適合電纜。在一個實施例中，電纜為具有比傳統電纜更小的直徑之迷你電纜。較佳地，迷你電纜具有小於約15 mm之直徑，更佳小於約11 mm。術語「電纜」意欲包括光纖電纜、電線、同軸及三軸電纜，以及用於傳輸電力及/或電磁信號之任何其他線。
圖中所展示之導管10可為任何適合導管，例如導管可由金屬、合成聚合物(諸如熱塑性聚合物、黏土或混凝土)製成。穿過導管之通道可具有圓形、橢圓形、長方形、多邊形或其他橫截面形狀。本發明可與幾乎任何導管系統結合使用。取決於內管中之通道之相對大小(通常計算為內部直徑)，所屬技術領域中具有通常知識者可選自內管之寬度、各內管中之隔室之數目及個別內管之數目以最大化導管之容量。 實例
根據本發明之一個態樣製造可吹式撓性內管。使用ASTM D737測試空氣滲透率。爆裂測試使用自定義測試設置進行。按順序為空氣調節器、閥門、第一管道、待測試之內管結構，及第二管道，其中管道之末端與封端之內管相對。將內管結構夾持至管道上且添加加壓空氣，隨著時間推移緩慢增加直至內管破裂、漏泄或爆裂。在內管結構失敗(破裂、漏泄或爆裂)之前的最大值psi視為爆裂強度。
外部內管結構：由經紗及緯紗製成之織品。經紗為48epi建構之520丹尼單絲聚酯紗線。緯紗為交替配置之350丹尼尼龍單絲紗線及600丹尼多絲變形聚酯紗線，採用每吋24緯紗之建構。織品以展示於圖9之說明及圖10之相片中之方式摺疊及縫接以製成具有約2.5吋之寬度且含有四個外部縱向腔室之外部內管結構。外部縱向腔室各自具有約1.2吋之直徑。在10吋水柱壓力下，編織織品之空氣滲透率在約10與100 cm 3/cm 2/s之間。
內部內管結構：由中密度聚乙烯(MDPE)製成之塑料管，且具有約7密耳(0.18 mm)之標稱壁厚及約1吋之平展寬度(在本申請案中定義為直徑)。塑料管之空氣滲透率在10吋水柱壓力下為約0 cm 3/cm 2/s。塑料管之爆裂強度為約18 psi。
將四個內部內管結構添加至外部內管結構使得各外部縱向腔室含有一個塑料管。內部管為外部腔室之直徑之大約87%。在10吋水柱壓力下，其內具有一個內部管之一個外部縱向腔室之空氣滲透率為約0 cm 3/cm 2/s。外部縱向腔室及塑料管之爆裂強度一起為90 psi。
如吾人可自以上資料看出，內部縱向腔室在外部縱向腔室內之組合產生具有如可吹式撓性內管所要之所要低空氣滲透率及高爆裂強度之可吹式撓性內管。
本文所引用之所有參考文獻(包括公開案、專利申請案及專利)特此以引用之方式併入，引用程度就如同個別及特定地指示各參考文獻以引用之方式併入且於本文中全文闡述一般。
除非本文另外指明或與上下文明顯抵觸，否則在描述本申請案之主題之上下文中(尤其在以下申請專利範圍之上下文中)使用術語「一(a)」及「一(an)」及「該」及類似指示物應理解為涵蓋單數與複數兩者。除非另外指示，否則術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」應解釋為開放式術語(亦即，意謂「包括但不限於」)。除非另外指示，否則本文中值範圍之列舉僅意欲充當單獨提及屬於範圍內之各獨立值的簡寫方法，且各獨立值併入至本說明書中，如同在本文中單獨列舉一般。除非本文另外指明或上下文另外明顯矛盾，否則本文所描述之所有方法可以任何適合順序進行。本文所提供之任何及所有實例或例示性語言(例如「諸如」)之使用僅意欲更好地闡明本申請案之主題，且除非另外主張，否則對主題之範圍不構成限制。本說明書中之任何語言均不應理解為表示任何未主張保護之要素為實施本文中所描述之主題必不可少的。
本文描述本申請案之主題之較佳實施例，包括本發明人已知用於實施所主張之主題之最佳方式。在閱讀前述描述之後，彼等較佳實施例之變化形式對於彼等所屬技術領域中具有通常知識者可變得顯而易見。本發明人期望所屬技術領域中具有通常知識者在適當時採用此類變化，且本發明人希望以不同於本文中特定描述之方式來實施本文中所論述之主題。因此，若適用法律允許，則本揭露內容包括在隨附於本文之申請專利範圍中所敍述之主題之所有修改及等效物。此外，除非本文中另有指明或與上下文明顯抵觸，否則本揭露內容涵蓋上述要素在所有可能變化形式中之任何組合。
10:導管系統,導管 100:(外部)內管結構 110,120,130:(內部縱向)腔室 115:內部內管結構,內部內管縱向結構 200:導管 300:附接件,附接部件 310:可吹式內管結構,可吹式撓性內管 350:接縫 501:附接件 800:電纜 900:拉帶
圖1說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構為無縫管。
圖2A至圖2C說明在安裝及使用期間外部內管結構與內部內管結構之間的關係。
圖3說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構為附接在一起之多個無縫管。
圖4說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構為具有接縫之管。
圖5說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構為具有接縫之管，使得形成兩個腔室。
圖6說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構為附接在一起之具有接縫之多個管。
圖7說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構具有帶一個腔室之淚滴組配。
圖8說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構具有帶多個腔室之淚滴組配。
圖9說明導管系統之一個實施例，其中外部內管結構具有由一個條形織物形成之多個腔室。
圖10為可吹式撓性內管之一個實施例之相片。
10:導管系統，導管
100:外部內管結構
110:內部縱向腔室
115:內部內管結構
200:導管
310:可吹式內管結構，可吹式撓性內管
800:電纜

Claims (24)

  1. 一種可吹式撓性內管，其包含： 一外部內管結構，其包含至少一個由至少一個織物形成之外部縱向腔室；以及 一內部內管結構，其包含至少一個內部縱向腔室，其中各內部縱向腔室位於一外部內管織物腔室內，其中該至少一個內部縱向腔室包含一可充氣管，其中該可充氣管具有小於約0.5 mm之一壁厚， 其中該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之一空氣滲透率，其中該外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之一空氣滲透率，且該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有小於約1 cfm的一空氣滲透率。
  2. 如請求項1之可吹式撓性內管，其中該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有大於約60 psi之一爆裂強度。
  3. 如請求項1之可吹式撓性內管，其中該內部縱向腔室填充該外部縱向腔室之橫截面區域之至少約75%。
  4. 如請求項1之可吹式撓性內管，其中該可充氣管具有大於約50%之一破裂伸長率。
  5. 如請求項1之可吹式撓性內管，其中該至少一個織物包含一編織織物。
  6. 如請求項1之可吹式撓性內管，其中該內部縱向腔室可在該外部縱向織物腔室內移動。
  7. 一種導管系統，其包含： 一導管及定位於該導管內之一可吹式撓性內管，其中該可吹式撓性內管包含： 一外部內管結構，其包含至少一個由至少一個織物形成之外部縱向腔室；以及 一內部內管結構，其包含至少一個內部縱向腔室，其中各內部縱向腔室位於一外部內管織物腔室內，其中該至少一個內部縱向腔室包含一可充氣管，其中該可充氣管具有小於約0.5 mm之一壁厚， 其中該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之一空氣滲透率，其中該外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之一空氣滲透率，且該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有小於約1 cfm的一空氣滲透率。
  8. 如請求項7之可吹式撓性內管，其中該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有大於約60 psi之一爆裂強度。
  9. 如請求項7之可吹式撓性內管，其中該內部縱向腔室填充該外部縱向腔室之橫截面區域之至少約75%。
  10. 如請求項7之可吹式撓性內管，其中該內部縱向腔室獨自具有小於約35 psi之一爆裂強度。
  11. 如請求項7之可吹式撓性內管，其中該外部內管結構包含具有二個縱向邊緣部分的一個條形織物，該條形織物圍繞一位於中心之縱向軸線摺疊且沿著該縱向邊緣部分鄰接以界定至少一個外部縱向腔室，且其中該織物圍繞一位於中心之縱向軸線摺疊且以縫接法鄰接。
  12. 如請求項7之可吹式撓性內管，其中該內部縱向腔室可在該外部縱向織物腔室內移動。
  13. 一種形成一可吹式撓性內管之方法，其包含： 形成包含至少一個內部縱向腔室之一內部內管結構，其中該至少一個內部縱向腔室包含一可充氣管； 形成一織物； 同時自具有至少一個外部縱向腔室之該織物形成一外部內管結構且將至少一個內部縱向腔室插入至所述外部縱向腔室之至少一者中，其中該可充氣管具有小於約0.5 mm之一壁厚， 其中該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之一空氣滲透率，其中該外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之一空氣滲透率，且該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有小於約1 cfm的一空氣滲透率。
  14. 如請求項13之方法，其中形成該外部內管結構包含圍繞一位於中心之縱向軸線摺疊具有織物之二個縱向邊緣部分的至少一個條形織物且鄰接其縱向邊緣部分以界定至少一個外部縱向腔室。
  15. 如請求項13之方法，其中形成該外部內管結構包含圍繞一位於中心之縱向軸線摺疊各自具有織物之二個縱向邊緣部分的至少二個條形織物且鄰接其縱向邊緣部分以界定至少二個外部縱向腔室。
  16. 如請求項13之方法，其中該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有大於約60 psi之一爆裂強度。
  17. 如請求項13之方法，其中該內部縱向腔室獨自具有小於約35 psi之一爆裂強度。
  18. 如請求項13之方法，其中該內部縱向腔室可在該外部縱向織物腔室內移動。
  19. 一種形成一可吹式撓性內管之方法，其包含： 形成包含至少一個內部縱向腔室之一內部內管結構，其中該至少一個內部縱向腔室包含一可充氣管； 同時形成具有至少一個外部縱向腔室之一外部內管結構且將至少一個內部縱向腔室插入至所述外部縱向腔室之至少一者中，其中該可充氣管具有小於約0.5 mm之一壁厚， 其中該內部縱向腔室獨自具有小於約1 cfm之一空氣滲透率，其中該外部縱向織物腔室獨自具有大於約100 cfm之一空氣滲透率，且該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有小於約1 cfm的一空氣滲透率。
  20. 如請求項19之方法，其中該外部縱向織物腔室連同位於該外部縱向織物腔室內之一內部縱向腔室具有大於約60 psi之一爆裂強度。
  21. 如請求項19之方法，其中該內部縱向腔室獨自具有小於約35 psi之一爆裂強度。
  22. 如請求項19之方法，其中該內部縱向腔室填充該外部縱向腔室之橫截面區域之至少約60%。
  23. 如請求項19之方法，其中多個所述內部縱向腔室經組配以包圍及攜載至少一個電纜。
  24. 如請求項19之方法，其中該內部縱向腔室可在該外部縱向織物腔室內移動。
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