專利名稱：軟管和用覆層制造軟管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開從總體上講涉及一種軟管，更具體地說，涉及一種有覆層的軟管。
背景技術(shù)：
通常人們所知的提供的軟管由內(nèi)部管狀件組成，在管狀件上面纏有一層或多層柔性材料，以增加所述管的強度和性能特征。然而，許多這些現(xiàn)有設(shè)備都存在一種或更多種問題。例如，在一層或多層被纏繞的部分之間經(jīng)常會出現(xiàn)縫隙，使內(nèi)部管狀部分可能通過該縫隙伸出來。為避免這種問題，普通的做法是將這些層粘在所述管上，并且層與層之間也互相粘結(jié)，以此阻止這些層在管子受到壓力時產(chǎn)生獨立移動。通常，當(dāng)這些被粘結(jié)的管子用于動態(tài)工作時，在層與層之間趨向分裂管層的壓力的作用下，其壽命相當(dāng)短。
因此，需要一種由多層纏繞層構(gòu)成且可以避免上述問題的軟管。


圖1和圖2為根據(jù)一個實施例的一部分軟管的局部等距視圖；圖3和圖4分別為沿圖1的3-3和4-4線截取的截面圖；圖5和圖6為上述實施例整個軟管的局部等距視圖；圖7為沿圖6的7-7線截取的截面圖；和圖8為與圖4所示相似的視圖，不過所表示的是依據(jù)本發(fā)明的一個可選實施例。
具體實施例方式
圖1和圖2所示是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的一根軟管的一部分，該軟管通常用附圖標(biāo)記10表示。管10包括1個含壓力的內(nèi)護套，或1個障壁，其形式為具有層14的管12，層14為以螺旋方式螺旋纏繞在管12上的柔性材料。層14可以由抗拉元件構(gòu)成，且最好做成相對寬的有一個矩形截面的鋼帶的形式。
層14以一個角度纏繞，僅為舉例起見，如與管12的縱軸大約成52°角纏繞。層14的螺旋形纏繞形成多個部分14a、14b、14c和14d，它們沿管12的長度軸向間隔開，且纏繞的方式使相鄰部分之間的縫隙16相對較小。作為一個非限制性的例子，每條縫隙可以是該層寬度的5~10％。雖然管12的整個長度并未示于圖1和圖2，我們還是可以理解層14是沿其全長纏繞的，因此還會形成其它的部分。
如圖2所示，一個由可能與層14相同的柔性材料制成的層20，以螺旋方式按與層14相同的方向纏繞在層14上，且與層14的角度大致相同。(在本文中，由于層12和層14以略微不同的直徑被放置在管12上，所以其角度可能不相同。)層20的螺旋形纏繞形成多個部分20a、20b、20c和20d，它們沿管12的長度軸向間隔開；且纏繞的方式使相鄰部分之間的縫隙22相對較小。同樣，我們也可以理解層20是沿管12的全長纏繞的。
層20的纏繞使其各部分20a、20b、20c和20d與層14相鄰層之間的縫隙16重疊。這樣，層20的縫隙22也與層14的各部分14a、14b、14c和14d重疊。
如圖4所示，層14各直徑相對的部分向外徑向彎曲，從而在層20兩個相鄰部分之間的縫隙22中形成一些伸出的凸出部14t。與此類似，層20各直徑相對的部分向內(nèi)徑向彎曲，在層14的兩個相鄰部分之間的縫隙16中形成一些伸出的凸出部20t。這些凸出部14t和20t可以阻止層14和層20間的任何相對移動，否則，特別是在管10受到大幅度彎曲的情況下，這些移動是可能發(fā)生的。而且其還可以使每條縫隙16隨管10的彎曲而擴大和收縮。
如圖5所示，一個由可以與層14相同的柔性材料制成的層30，以螺旋方式按相同角度纏繞在層20上，但與層14和層20的纏繞方向相反。層30的螺旋形纏繞形成多個部分30a、30b、30c和30d，它們沿管12的長度軸向間隔開，且纏繞的方式使相鄰各部分之間的縫隙32相對較小。同樣可以理解，層30是沿管12的全長纏繞的。
如圖6和圖7所示，一個可以選擇的由與層14相同的柔性材料制成的層40，其可能以螺旋方式按與層30相同的角度和方向被纏繞在層30上，并因此在方向上與層14和層20相反。層40的螺旋形纏繞形成了多個部分40a、40b、40c和40d，它們沿管12的長度軸間隔開，且纏繞的方式使相鄰各部分之間的縫隙42相對較小。同樣可以理解，層40是沿管12的全長纏繞的。
層40的纏繞可能使其各部分40a、40b、40c和40d與層30相鄰層之間的縫隙32重疊；層40的縫隙42與層30的各部分30a、30b、30c和30d重疊。
雖然為了清楚起見并未示于圖上，但可以理解，在層30上可以設(shè)置一個或更多的與上述實施例的凸出部14t相同的凸出部，其在層40相鄰部分之間的縫隙42中徑向向外伸出。同樣，在層40上可能有一個或更多的與上述實施例的凸出部20t相同的凸出部，其在層30兩個相鄰部分之間的縫隙32中徑向向內(nèi)伸出。層30和層40上這些凸出部的作用方式與14t和20t一樣。
當(dāng)流體被引入管12時，內(nèi)部的流體壓力相對層14、20、30和40徑向向外壓迫該管，并使層內(nèi)的張力增大，該張力在管12上產(chǎn)生反作用負(fù)載。由于層14、20、30和40的重疊關(guān)系，管12的整個外表面都受到了支持，而且在層間沒有管子可能通過伸出來的縫隙。此外，層30和層40還在與層14和20相反的方向上提供一個扭矩，它抵銷了在產(chǎn)生內(nèi)部壓力時層14和20對管12施加的力矩。這樣，層30和40有助于平衡管10負(fù)載的縱向和圓周分量。結(jié)果，無論是管10的直徑還是長度都很少隨內(nèi)部壓力的變化而變化。
在上述每個實施例中，可以在外層上設(shè)置一個可選的保護層，以便為上述抗拉元件提供環(huán)境保護。
變體和等同物可以理解，凸出部14t和20t(和層30、40上的相應(yīng)凸出部)可以不要，并將層14的外表面焊接或者粘接到直徑相對部分上的層的內(nèi)表面，以形成2個焊接結(jié)構(gòu)或者連接件50和52。焊接結(jié)構(gòu)50和52最好與層14各相鄰部分之間的縫隙16相鄰，其可以防止層14和層20之間的任何相對縱向移動。雖然為清楚起見并未示于圖上，但可以理解，所述焊接結(jié)構(gòu)也可以在層30和40之間形成和/或在層30和40之間以一種類似的方法形成。
可以理解，層40可以不要，并且如果將層30與層14和20的厚度相比，層30的尺寸可以被加倍。還有，層14和層20可以用一個單層替代，該層重疊纏繞在管12上。這樣將單純的層14和層20的功能整合到一個結(jié)構(gòu)有些類似的單層中。更進一步，層30和層40可以用一個單層代替，該層重疊纏繞在相鄰的內(nèi)層20上。此外，層14、20、30和40中的一個或多個可以由下列部件構(gòu)成多條相對較窄的并行排列的帶子；一條取向聚合物鏈的高強度帶；用纖維強化的帶子、強化聚合物的復(fù)合物或其它材質(zhì)的帶子；或含金屬加強物、包括鋼、鋁或銅合金的帶子。再進一步，上述各層、部分和縫隙的數(shù)量、尺寸和種類組成都可在本發(fā)明的范圍內(nèi)有所變化。再有，各層的纏繞角度也可以與上述角度不同，且每層的纏繞角度可以不同于同根管上的其它一層或多層的纏繞角度。不僅如此，構(gòu)成層的鋼帶可以不限于截面為矩形的，可以取其它形狀。還有，層14、20、30和40中的任何一層或所有層均可設(shè)有涂層。
因為在前述公開中有一些其它改進、變化和替代，因此可以理解，所附權(quán)利要求書應(yīng)做寬泛理解，并在某種意義上講與本發(fā)明的范圍一致。
權(quán)利要求
1.一種軟管，其包括管狀件，其限定一個適于容納一種流體的縱向通道；第一層，其由螺旋纏繞在管狀件外表面的柔性材料構(gòu)成，其纏繞方式可在該層相鄰的纏繞部分之間形成縫隙；第二層，其由纏繞在第一層上的柔性材料構(gòu)成，纏繞方向與第一層的纏繞方向相同，且第二層的纏繞部分與第一層的縫隙重疊；和第三層，其由纏繞在第二層上的柔性材料構(gòu)成，纏繞方向與第二層的纏繞方向相反。
2.按照權(quán)利要求1的一種管，其中第三層纏繞的方式使相鄰的纏繞部分之間形成了縫隙，還包括第四層，其由柔性材料按與第三層纏繞方向相同的方向纏繞在第三層上構(gòu)成，且第四層的纏繞部分與第三層的縫隙重疊。
3.按照權(quán)利要求1的一種管，其特征在于每層都從所述管的一端延伸至其另一端。
4.按照權(quán)利要求1的一種管，其特征在于至少在一層上形成有至少一個定位件，其伸入了相鄰層的縫隙中以防止層間的相對移動。
5.按照權(quán)利要求4的一種管，還包括至少一個定位件，其在相鄰層上形成且伸入所述一層的縫隙中。
6.按照權(quán)利要求5的一種管，其中所述定位件是在所述一層和相鄰層上形成的凸出部。
7.按照權(quán)利要求1的一種管，還包括用以將第一層固定到第二層以防止此二者之間的相對移動的裝置。
8.按照權(quán)利要求7的一種管，其中所述裝置是焊接結(jié)構(gòu)。
9.按照權(quán)利要求1的一種管，還包括一個由柔性材料構(gòu)成的第四層，該柔性材料按與第三層纏繞方向相同的方向纏繞在第三層上，且第四層的纏繞部分與第三層的縫隙重疊，和用以將第四層固定到第三層上以防止此二者之間的相對移動的連接方式。
10.按照權(quán)利要求9的一種管，所述連接方式是焊接結(jié)構(gòu)。
11.一種制作軟管的方法，包括將柔性材料制成的第一層纏繞在管狀件上，其纏繞方式使該層相鄰纏繞部分之間形成縫隙；將柔性材料制成的第二層纏繞在第一層上，纏繞方向與第一層的纏繞方向相同，且第二層的纏繞部分與第一層的縫隙重疊；將柔性材料制成的第三層纏繞在第二層上，纏繞方向與第二層的纏繞方向相反。
12.按照權(quán)利要求11的一種方法，其中，第三層纏繞的方式使得可以在相鄰纏繞部分之間形成縫隙，還包括將柔性材料制成的第四層纏繞在第三層的外表面上，纏繞方向與第三層的纏繞方向相同，且第四層的纏繞部分與第三層的縫隙重疊。
13.按照權(quán)利要求11的一種方法，其中每層都從所述管的一端纏繞至其另一端。
14.按照權(quán)利要求11的一種方法，還包括在至少一層上形成至少一個定位件伸入其相鄰層的縫隙中，以防止層間的相對移動。
15.按照權(quán)利要求14的一種方法，還包括在相鄰層上形成至少一個定位件伸入所述一層的縫隙中。
16.按照權(quán)利要求11的一種方法，還包括將第一層固定到第二層上以防止此二者之間的相對移動。
17.按照權(quán)利要求16的一種方法，其特征在于固定的步驟包括將第一層焊接到第二層上。
18.按照權(quán)利要求11的一種方法，其特征在于還包括將柔性材料制成的第四層纏繞在第三層的外表面上，纏繞方向與第三層的纏繞方向相同，且第四層的纏繞部分與第三層的縫隙重疊，并將第四層固定到第三層上以防止此二者之間的相對移動。
19.按照權(quán)利要求18的一種方法，其中固定的步驟包括將第四層焊接到第三層上。
20.一種軟管，其包括管狀件，其限定一個適于容納一種流體的縱向通道；第一層，其由螺旋纏繞在管狀件外表面的柔性材料構(gòu)成，且第一層的相鄰部分以一種重疊關(guān)系延伸；和第二層，其由纏繞在第一層上的柔性材料構(gòu)成，纏繞方向與第一層的纏繞方向相反。
21.按照權(quán)利要求20的一種管，其中第二層的相鄰部分以一種重疊關(guān)系延伸。
22.按照權(quán)利要求21的一種管，還包括用以防止至少一層的相鄰部分之間的相對移動的裝置。
23.按照權(quán)利要求22的一種管，其中所述裝置是在至少一個相鄰部分上形成的一個凸出部。
24.按照權(quán)利要求20的一種管，其特征在于每層都從所述管的一端延伸至其另一端。
25.一種制作軟管的方法，其包括將柔性材料制成的第一層纏繞在管狀件上，其纏繞方式使該層相鄰部分以重疊關(guān)系延伸，并將柔性材料制成的第二層纏繞在第一層上，纏繞方向與第一層的纏繞方向相反。
26.按照權(quán)利要求25的一種方法，第二層的相鄰部分以一種重疊關(guān)系延伸。
27.按照權(quán)利要求26的一種方法，還包括防止至少一層的相鄰部分之間的相對移動。
28.按照權(quán)利要求27的方法，其特征在于防止的步驟包括在至少一個相鄰部分上形成一個凸出部以伸到其它相鄰部分內(nèi)。
29.按照權(quán)利要求25的一種方法，其特征在于每層都從所述管的一端纏繞至其另一端。
全文摘要
一種方法和管狀部分(12)，該管狀部分限定一個適于容納被輸送流體的縱向通道，和多個由螺旋纏繞在管狀部分的柔性材料構(gòu)成的層(14、20、30)。
文檔編號F16L11/16GK1643287SQ03807163
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者D·J·弗拉塞爾 申請人:韋爾斯特里姆國際有限公司