水管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水管(1)，包括：第一管(2)，由彈性材料制成，其中，該第一管(2)能夠在受壓時沿縱向和橫向伸長，在未受壓時收縮；第二管(3)，由基本無彈性但具有柔性的材料制成；其中，該第一管(2)位于該第二管(3)內，且該第一管(2)在該第二管(3)的遠端與該第二管(3)附接；該第一管(2)和第二管(3)還在至少一個其它位置彼此附接，其中附接部(4)限制該第一管(2)在該附接部(4)處的橫向伸長，以保持該第一管(2)內的壓力。本發(fā)明還涉及一種用于使水管(1)自動伸長的方法。由此，水管不僅耐用，同時還能被儲存在有限空間內。
【專利說明】水管

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自伸長水管。具體地，本發(fā)明涉及一種室外使用的自伸長水管，例如在花園中使用或在馬路上洗車。

【背景技術】
[0002]用于不同用途的管子在工業(yè)和私家領域早已廣為人知。在私家領域中，管子通常多用于在花園內為植物澆水或在馬路上戶外洗車。
[0003]通常，管子是由橡膠或其他具有彈性和柔性的材料制成，并用于將液體，通常為水，從一處導引至另一處。因此，具有彈性和柔性的材料使得管子耐用。然而，使用具有彈性和柔性的材料也會導致管子難以儲存，特別是難以以壓縮的形式儲存于有限空間內。為此，制造商頻繁嘗試尋求耐用性與柔性之間的調和。但是，如果管子由過薄的材料制成，且不具有一定程度的剛性，則管子容易嚴重的絞纏且容易被刺破。反之，如果管子由厚的材料制成從而具有耐用性，則管子的儲存非常麻煩。
[0004]US6, 209, 800中示出了第一種方式以克服上述問題，其記載了一種花園澆水系統(tǒng)，其包括伸長的柔性管，柔性管構造為具有相對端的可伸縮的螺旋圈。圈狀的管允許澆水系統(tǒng)在使用時能夠大范圍地伸長。然而，盡管上述澆水系統(tǒng)相比于普遍已知的管子占用較小的空間，但是管運用起來仍十分笨重。
[0005]US3，861，424記載了一種柔性管，當未受壓時，管子自身為收縮的，所以其在儲存時占用較小空間。其中，上述柔性管包括薄管部和螺旋加強部。在加強部的兩個相鄰螺旋環(huán)之間，薄管部的厚度在縱向上為變小的，使得管子可向內彎曲并形成皺褶，在壓縮狀態(tài)下，皺褶朝管子的軸線傾斜，并且沿著加強部的內表面推進。因此，上述的管子在不使用時易于儲存，且運用起來十分容易。然而，上述的柔性管具有以下缺點:當其穿過花園或在馬路上拖拽時，污物會進入螺旋結構之間并可能損壞薄管。如果對管進行加強以避免上述情況發(fā)生，則管子將不再具有柔性，上述優(yōu)點將喪失。


【發(fā)明內容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種水管，其不存在上述缺點。因此，水管不僅耐用，同時還能被儲存在有限空間內。
[0007]上述目的由根據本發(fā)明獨立權利要求1的水管以及根據獨立權利要求15的方法實現。
[0008]因此，根據本發(fā)明的水管，包括第一管，其由彈性材料制成，其中，該第一管適于在受壓時沿縱向和橫向伸長，在未受壓時收縮。彈性材料為由于材料的性質可以沿縱向和橫向伸長的材料。因此，第一管的長度和直徑不是固定的。第一管的縱向伸長由第一管從第一長度至第二長度的長度擴張限定，其中，第二長度大于第一長度。此外，橫向伸長由第一管從第一直徑至第二直徑的直徑擴張限定，其中，第二直徑大于第一直徑。第一管的長度和直徑的擴張是由于第一管受壓，即第一管內部的壓力增大引起的。例如，當沒有水被引入管內時，第一管具有其第一長度和第一直徑；當水被弓I入第一管內時，第一管可具有其第二長度和第二直徑。向第一管內引入水使得第一管內的壓力增大，其隨之向第一管的內表面施力。如果由壓力施加的力足夠大以克服制成第一管的彈性材料的復位力(reset force)，則第一管的長度和直徑將擴張。此外，根據本發(fā)明的水管還包括第二管，其由基本無彈性但具有柔性的材料制成，其中，第一管位于該第二管內。基本無彈性的材料是指由于材料的性質而限制伸長的材料。因此，第二管具有基本固定的長度和直徑。柔性材料是允許變形的材料，例如，其能夠變皺或緊縮。由于第一管和第二管的材料的差異且由于第一管位于第二管內，因此，當第一管受壓且直徑擴張時，由于第二管由基本無彈性的材料制成，此擴張受第二管的基本固定的直徑的限制。此外，該第一管在該第二管的遠端與該第二管附接。因此，當第一管受壓且長度擴張時，由于第二管由基本無彈性的材料制成，此擴張也受第二管的固定的長度的限制。當第一管被減壓時，第一管收縮回至其第一直徑和第一長度，并且由于第一管連接于第二管的遠端，第二管也收縮，使得水管的總長度減小至第一管的第一長度。由此，例如通過堵住一端并將另一端連接于壓力水源，能夠在第一管內形成壓力。然而在正常使用過程中，水不僅被引入水管內，也同時從水管內排出。為了確保在此情況下第一管仍保持受壓從而縱向和橫向地伸長，第一管不僅在第二管的遠端與第二管附接，第一管和第二管還在至少一個其它位置彼此附接，其中附接部限制第一管在該附接部處的橫向伸長，以保持該第一管內的壓力。第一管和第二管在除了遠端以外的至少一個其它位置的附接防止了第一管在該其它位置的直徑的擴張，這會對引入的水形成障礙，隨之導致形成沖壓，使得即便水流過其中，在第一管與第二管未附接的其余位置，壓力也足夠大以使第一管沿縱向和橫向伸長。因此，能夠選擇橫向伸長的限制，以使第一管內形成沖壓，該沖壓足夠大以克服制成第一管的彈性材料的復位力。一旦第一管例如由于與壓力水源分離而被減壓，第一管將收縮，這意味著直徑和長度縮短，第一管將回到其未擴張時的長度和直徑。由于第一管和第二管在第二管的遠端附接，第二管的長度也將縮短，這使得水管能儲存在有限空間內。
[0009]由根據本發(fā)明的水管提供的方案具有以下優(yōu)點:由于第二管為內管提供了耐用的外殼，因此使得水管耐用。此外，由于水管在不使用時(即未受壓時)自身收縮，因此水管可易于儲存。此外，由于第一管和第二管還在除遠端以外的其它位置附接而使得管內的壓力增大，因此，第一管內的壓力始終足夠使第一管的縱向和橫向伸長，從而，即便水正在流過其中或者來自壓力水源的水壓不足(例如在使用簡單的花園水泵時)，第一管仍始終保持處于伸長狀態(tài)。第一管內保持一定壓力還具有這樣的優(yōu)點:根據本發(fā)明的水管不容易發(fā)生絞纏。
[0010]在本發(fā)明的一個優(yōu)選方案中，水管還包括連接于該第一管的一個遠端的公接合部或母接合部，其中，該接合部適于將該第一管流體接合于壓力水源。該第一管的另一個遠端可連接于相應的另一公接合部或母接合部。其中，接合部可為公知的、用于普通的園藝水管的接合部，且能夠連接于其他花園用具，例如噴灌噴嘴，或連接于洗車刷。接合部可膠合于遠端，例如，膠合于第二管的外表面，通過接合部的便利性將第二管附接于第一管。作為代替或附加的，接合部可通過裝配在遠端的螺紋或卡扣的便利性固定。然而，本領域技術人員也可想到其他裝置來將接合部固定于遠端。
[0011]在又一方案中，未連接于壓力水源的其它接合部可包括止水件，用于保持該第一管內的水直至該止水件被松開。當水管的一端已連接于壓力水源但其另一端卻未被連接時，這是特別有利的。在這種情況下為了避免漏水，可使用止水件。止水件可相應被手動的松開并且可具有閥的形式，或者當接合部與用具連接時其可以被自動的松開。此外，在第一管內形成預設壓力且第一管伸長之前，不可將止水件松開，這樣有助于第一管內壓力的增大并額外確保第一管在縱向和橫向始終完全地伸長。為此，止水件可包括壓力致動閥，其僅在第一管內的壓力足夠大時松開。
[0012]在又一方案中，第一管由橡膠制成，因此為彈性體形式的聚合物，其中，在聚合物被拉伸(伸長或擴張)或以任意其他方式或形式變形之后，聚合物有能力恢復到其原始形狀。這種橡膠材料允許第一管沿縱向和橫向伸長，但同時還能提供相當的耐用性和抗熱性。此外，第一管的材料的選擇限定了第一管縱向和橫向的伸長。優(yōu)選地，使用的材料允許第一管在受壓時伸長至其長度的至少三倍。然而，本領域技術人員也可想到其他比例和材料。
[0013]在又一方案中，該第二管的無彈性但具有柔性的材料為織物材料，其在縱向和橫向基本無彈性。例如由聚酯或尼龍制成的織物材料的優(yōu)點為具有柔性，但同時還非常耐用，且一旦制成其直徑和長度基本為固定的。因此，第二管不僅為受壓時的第一管相對于其縱向和橫向的伸長提供限制功能，而且為第一管提供了耐用的外殼。第二管及使用的材料由此能夠適于禁受水管將要使用的環(huán)境狀態(tài)。例如，在水管被更加頻繁用于洗車的情況下，第二管應由能夠承受水管在堅硬的馬路上被拖拽的材料制成，而當水管經常在花園中使用時，例如當水管被拽過花園土地時，可優(yōu)選使用易于清洗的材料。對于第二管的基本固定的直徑和基本固定的長度，因此，必須考慮:第二管的長度小于或等于第一管能夠擴張的最大長度，第二管的直徑小于或等于第一管能夠擴張的最大直徑，否則第一管必然會破裂。因此，第二管的與其基本固定的直徑和基本固定的長度有關的性質限定第一管的與其縱向和橫向的伸長有關的最大伸長性質。此外，由于第一管位于第二管內且能在第二管內相對于第二管自由活動，第二管的內表面可包覆材料，當第一管擴張時，該材料可減小第一管與第二管之間摩擦并可減小可能發(fā)生的任意剪切。
[0014]在又一方案中，水管還包括周向限制部，其位于該第一管與第二管附接的至少一個其它位置，該周向限制部可位于該第二管的外表面，以限制該第一管和/或第二管的任何橫向伸長。該周向限制部可由此膠合于該第二管的外表面。周向限制部具有以下優(yōu)點:一方面其使第一管和第二管的附接部的位置固定，同時，其還對于從第一管內施加到附接部上的力產生反向支承(counter bearing)。由于第一管在附接部處的橫向伸長被限制,從第一管內會周向施加較大的力。周向限制部通過對這些力的反向支承。因此，周向限制部優(yōu)選為可由金屬制成，但也可由塑料或其他本領域技術人員可想到來承受所施加的力的其它類型的不同材料制成。
[0015]在又一方案中，第一管在附接部膠合于第二管。因此，使用的膠在變硬時為不可壓縮的。例如，可使用環(huán)氧樹脂。這樣使得附接部能夠可靠地確保對于第一管在附接部處的橫向伸長的限制。因此，膠可填充該第一管與第二管之間的空間，其中，該空間在縱向由預設長度限定，該空間在橫向由該第一管被限制的直徑與該第二管的基本固定的直徑之間的差限定。附接部的縱向延伸可為至少幾厘米。然而，也可想到其他附接手段，例如，可通過熱焊或本領域技術人員所想到的其他適合的手段(這些手段被認為適合對第一管提供橫向伸長的限制)將第一管連接于第二管。
[0016]在又一方案中，連接該第一管與第二管的附接部位于與遠端之一有距離地設置，該距離小于處于伸長狀態(tài)下的該第一管的總長度的四分之一。這樣使得即便水流過水管或水源未提供足夠大的壓力，仍允許在水管內的其余部分形成足夠的壓力以使第一管縱向伸長。此外，通過使附接部接近一個遠端，可以確保即便水正流過水管，也使水管的大部分一直完全伸長。
[0017]根據本發(fā)明的用于使水管自動伸長的方法，該水管包括:第一管，由彈性材料制成，其中，該第一管適于在受壓時沿縱向和橫向伸長而在未受壓時收縮；第二管，由基本無彈性但具有柔性的材料制成；其中，該第一管位于該第二管內，且該第一管在該第二管的遠端與該第二管附接，其中，該第一管和第二管還在至少一個其它位置彼此附接，其中附接部限制該第一管在該附接部處的橫向伸長，以保持該第一管內部的壓力，該方法包括:將該第一管的一個遠端連接于壓力水源；堵住該第一管的另一遠端；以及在該第一管內充水。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過以下配合附圖的詳細說明，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，其中:
[0019]圖1示出了根據本發(fā)明的水管的實施例的示意圖，該水管處于收縮狀態(tài)；及
[0020]圖2示出了圖1所示的根據本發(fā)明的水管的實施例的局部透視圖，該水管處于伸長狀態(tài)。

【具體實施方式】
[0021]圖1示出了處于收縮狀態(tài)的根據本發(fā)明的水管I的實施例。其中，第一管2位于第二管3內部。第一管2由彈性材料制成，其在未受壓狀態(tài)具有第一長度，該第一長度等于實施例中示出的U。第一管2和第二管3在它們的遠端連接，使得第二管3也收縮，從而第二管3的總長度也為U。由于L1小于完全伸長時的第二管3的總長度，而第二管3的材料因為是由非彈性但具有柔性的材料制成，而起褶。此外，在圖1所示的實施例中，第一管2在沿著長度L1上的至少另一位置處附接至第二管3，兩條黑虛線之間的空間表示該附接部4及其縱向延伸部分。附接部4限制第一管2在第二管3內的橫向伸長，如圖2所示。第一管2和第二管3在其余位置未附接，并能夠相對于彼此自由地運動。此外，圖1中示出了周向限制部5，其位于第二管3的外表面，且恰好位于附接部4的上方，從而能夠對于從第一管2內部施加于附接部4上的力提供反向支承。其中，周向的限制部5可由金屬或塑料制成，并能夠例如膠合于第二管3的外表面
[0022]第一管2可通過堵塞第一管2的一端而受壓，例如，通過將其連接于具有止水件功能的接合部、并將另一端例如通過另一接合部連接于壓力水源，例如連接于水龍頭。當水被填充進第一管2中時，將在第一管2內形成壓力。這樣使得第一管2在直徑方向和長度方向均擴張。由于第一管2連接于第二管3的遠端，因此，第一管2的長度方向的擴張還將由第二管3承受，這意味著第二管3材料上的皺褶將被變平并且水管I的長度將從收縮狀態(tài)下的L1擴大至伸長狀態(tài)下的L2 (如圖2所示)。其中，第一管2的長度方向的擴張由第二管的基本固定的長度限制。第一管2的直徑方向的擴張相應由第二管的基本固定的直徑限制。當第一管2的堵塞端打開并且水將從第一管2排出時，第一管2內的壓力將減小。而壓力的減小還意味著第一管2將再次收縮。為了避免此(直徑方向和長度方向的)收縮，當水從一端排出時，如圖2所示使用附接部4。
[0023]圖2示出了圖1所示的水管I的實施例的局部透視圖，而水管I處于伸長狀態(tài)。其中，局部透視的部分示出了附接部4處的第二管3的內部。在伸長狀態(tài)下，第一管2由于正在受壓，其長度擴大至L2。由于第一管2和第二管3在它們的遠端附接，因此第二管3內的皺褶變平且水管I擴大至全長度L2,該長度由第二管3的基本固定的長度預設，由于第二管3的材料優(yōu)選為長度基本不可擴張，因此第二管3在縱向不伸長。如圖2所示，第一管2與第二管3的附接部4限制第一管2在附接部4處的橫向伸長為直徑屯。例如通過在第一管2與第二管3之間引入由黑色半球狀區(qū)域示出的膠來實現，即使水從一端(這里為上端)排出，預設直徑Cl1仍需保持第一管2內的壓力。由于附接部4限制了第一管2在附接部4的位置處的橫向伸長，因此，當第一管2的一端連接于壓力水源且水從另一端排出時，第一管2內的其余部分形成沖壓。該沖壓使得第一管2膨脹至直徑d2，同時使得第一管2縱向伸長至長度L2。優(yōu)選為，附接部4靠近排出水的一端定位，從而在附接部4的前方(這里為下端)能夠形成足夠的壓力以使第一管2擴張，但是附接部4仍應與排出水的一端有足夠距離而不會使其喪失柔性。
[0024]由于在附接部4處的直徑被限制于Cl1,因此會從第一管2內部對附接部4施力。為了反向支承此力，在此處所示的實施例中，第二管3還包圍有周向限制部5，其定位于第二管3的外表面，圍繞附接部4或至少附接部4的長度方向延伸部的一部分。此周向限制部5還限制第二管3在附接部4處的橫向伸長，當力過大使得第二管3的基本非彈性的材料在受到來自第一管2內部的力的情況下也將橫向伸長時，可能額外需要周向限制部5。
【權利要求】
1.一種水管(1)，包括: 第一管(2),由彈性材料制成,其中，該第一管(2)能夠在受壓時沿縱向和橫向伸長,在未受壓時收縮； 第二管(3)，由基本無彈性但具有柔性的材料制成； 其中，該第一管(2)位于該第二管(3)內，且該第一管(2)在該第二管(3)的遠端與該第二管⑶附接； 該第一管(2)和第二管(3)還在至少一個其它位置彼此附接，其中附接部(4)限制該第一管(2)在該附接部(4)處的橫向伸長，以保持該第一管(2)內的壓力。
2.根據權利要求1所述的水管(I)，其中，該第一管(2)的一個遠端連接于公接合部或母接合部，該公接合部或母接合部能夠將該第一管(2)流體接合于壓力水源。
3.根據權利要求2所述的水管(I)，其中，該第一管(2)的另一個遠端連接于止水件，用于保持該第一管(2)內的水直至該止水件被松開。
4.根據上述權利要求任一項所述的水管(I)，其中，該第一管(2)的彈性材料為橡膠。
5.根據上述權利要求任一項所述的水管(I)，其中，該第二管(3)的無彈性但具有柔性的材料為織物材料。
6.根據上述 權利要求任一項所述的水管(I)，其中，該水管(I)還包括: 周向限制部(5)，其位于該第一管(2)與第二管(3)附接的至少一個其它位置，該周向限制部(5)位于該第二管(3)的外表面，以限制該第一管(2)和/或第二管(3)的任何橫向伸長。
7.根據權利要求6所述的水管(I)，其中，該周向限制部(5)由金屬制成。
8.根據權利要求6至7中任一項所述的水管(1)，其中，該周向限制部(5)膠合于該第二管⑶。
9.根據上述權利要求中任一項所述的水管(I)，其中，該第一管(2)在受壓時伸長其長度的至少三倍。
10.根據上述權利要求中任一項所述的水管(I)，其中，該第一管(2)在至少一個其它位置膠合于該第二管(3)。
11.根據權利要求10所述的水管(I)，其中，膠在變硬時為不可壓縮的。
12.根據權利要求10至11中任一項所述的水管(I)，其中，膠填充該第一管(2)與第二管(3)之間的空間，其中，該空間在縱向由預設長度限定并且在橫向由該第一管(2)被限制的直徑(Cl1)與該第二管(3)的直徑(d2)的差限定。
13.根據上述權利要求中任一項所述的水管(I)，其中，連接該第一管(2)與第二管(3)的附接部(4)與所述遠端之一有距離地設置，該距離小于處于伸長狀態(tài)下的該第一管(2)的總長度(L2)的四分之一。
14.根據上述權利要求中任一項所述的水管(I)，其中，連接該第一管(2)與第二管(3)的附接部(4)具有至少幾厘米的預設的縱向延伸。
15.一種用于使水管(I)自動伸長的方法，該水管(I)包括:第一管(2)，由彈性材料制成，其中，該第一管(2)能夠在受壓時沿縱向和橫向伸長而在未受壓時收縮；第二管(3)，由基本無彈性但具有柔性的材料制成；其中，該第一管(2)位于該第二管(3)內，且該第一管(2)在該第二管(3)的遠端與該第二管(3)附接，其中，該第一管(2)和第二管(3)還在至少一個其它位置彼此附接，其中附接部(4)限制該第一管(2)在該附接部(4)處的橫向伸長，以保持該第一管(2)內部的壓力，該方法包括: 將該第一管(2)的一個遠端連接于壓力水源； 堵住該第一管(2)的另一遠端；及 在該第一管(2)內充水。
【文檔編號】F16L11/00GK104048117SQ201310203803
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】J·R·托雷斯馬丁 申請人:亞克特維思有限公司