旋绕涂层编织软管组件及其制造方法技术

一种无缝旋绕软管组件。所述组件包括管形内衬，其具有外表面、内表面和其间的限定有通道的内衬壁。所述组件还包括螺旋线圈或多个环形环，其在所述管形内衬在加热和压力下被强制通过所述螺旋线圈或多个环时在所述管形内衬的所述外表面中产生旋绕。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及软管组件。更具体地，本专利技术涉及用于通过其输送流体的软管组件，优选在汽车应用中，例如输送燃料、制动液等。
技术介绍
用于传输燃料和其它腐蚀性材料的软管组件在本领域是公知的。除了暴露于极端温度之外，这种组件还暴露于各种各样的燃料混合物、燃料添加剂和腐蚀性材料。因此，由于化学品接触、环境暴露于热、以及因弯曲和反复运动或施加至该组件的力而产生的物理降解，所以这种软管组件必须耐化学、耐环境和物理降解。氟碳聚合物材料(例如，聚四氟乙烯)对大多数燃料软管应用具有所需的耐化学和温度特性。不幸的是，氟碳聚合物材料展现了较差的拉伸和箍强度。因此，这种氟碳材料易于扭结。容易变成永久性的扭结给通过软管组件的流体流带来了持续地阻力。给软管提供抗扭结的一种公知方法是含有如菲力普斯等人的美国专利No. 3，023，787中所示的回旋。菲力普斯等人的专利公开了一种具有氟碳内衬的旋绕软管组件， 其中所述氟碳内衬由多层螺旋缠绕的聚四氟乙烯(Teflon) RTM带构成。菲力普斯等人的专利中描述的这类旋绕软管组件具有几个固有的缺陷。旋绕软管通常具有较强的伸长趋势；也就是说，当压力流体运动通过时，其旋绕会变平，该变平会引起软管沿纵向方向增长。更具体地，因为菲力普斯等人的软管组件中的内衬通过氟碳带的螺旋缠绕层形成，所以该缠绕产生的接缝本质上薄弱，在内部压力和延长运动下容易泄漏和爆裂。另外，所述接缝在内衬中产生波浪形，引起其中流体流动的混乱，会给软管中增多的电荷积累带来提升。制造旋绕软管的已知方法中还具有很大的缺点。现有方法会极大地浪费昂贵的氟碳材料。在菲力普斯等人的专利中公开的类型中，其旋绕通过卷曲一定长度的直软管形成， 产生更短的软管作为最终产品。由重叠缠绕的带产生管还在重叠区域浪费了昂贵的材料， 需要复杂的耗时和劳动力密集步骤。最终，菲力普斯等人所公开的这类软管无法使它们本身以单一、连续和集成的工艺容易地制造。因此，期望一种具有超越现有旋绕软管的耐扭转、爆裂和伸长特性的旋绕软管组件。另外，期望一种以简单连续工艺而不引入内部裂缝、同时最小化昂贵氟碳的使用及制造工艺劳动强度来制造这种旋绕软管组件的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种无缝旋绕软管组件，包括管形内衬，其具有外表面、内表面和其间的限定有通道的内衬壁。所述组件还包括螺旋线圈或多个环形环，其在所述管形内衬在加热和压力下被强制通过所述螺旋线圈或多个环时在所述管形内衬的所述外表面中产生旋绕。还提供了一种形成无缝旋绕软管组件的方法，包括如下步骤向可熔化可膨胀管形内衬的内表面施加径向向外的压力并加热；限制所述管形内衬的内衬壁的第一多个节段的向外膨胀，同时允许管形内衬的内衬壁的第二多个节段向外膨胀，所述第一多个节段的每个构件都与所述第二多个节段的构件相邻，从而所述第一多个节段变成多个旋绕的波谷，所述第二多个节段变成所述多个旋绕的波峰，这样来形成旋绕。附图说明结合附图，参考下面的详细描述可更好地理解本专利技术的其它优点，其中 图1为在形成旋绕之前软管组件的纵向截面图2为通过向后膨胀形成旋绕之后软管组件的纵向截面图； 图3为通过向内膨胀形成旋绕之后软管组件的纵向截面图； 图4为本专利技术优选实施方式的透视图；以及图5为本专利技术另一实施方式的透视图具体实施例方式提供了一种用于制造旋绕软管的新方法。所述旋绕不是通过卷曲直壁软管产生， 也不是通过由螺旋缠绕带产生旋绕来产生。相反，旋绕是通过应用热和压力来膨胀直壁管的壁来产生，同时限制预计成为旋绕波谷的壁段的向外膨胀。该限制可通过旋绕产生装置来完成，例如旋绕产生线圈或在应用热和压力之前缠绕所述管的一系列环圈。当应用热和压力时，管壁的被线圈或环限制的段保持其初始直径，以变成旋绕的波谷。管壁的未被线圈或环限制的段向外膨胀，形成旋绕的波峰，如图2所示。优选地，压力从管形内衬12中的通道20径向向外引导。该压力可通过使用惰性气体(例如，氮气)增压通道20而产生；或者， 在抽空腔室中进行膨胀。可选地，压力可朝着通道20径向向内地施加，例如，通过在通道20 内拉出真空，或者在增压腔室中进行膨胀。这样，通过将壁向内膨胀进通道20中形成旋绕， 如图3中所示。图1和2示出了所述工艺的实例，描述了正被膨胀或通过径向向外指向的压力向外形成的软管组件10的内衬12，螺旋线圈提供了产生旋绕的回环22。优选地，内衬12包括可熔化、可膨胀的聚合物氟碳材料，并且螺旋线圈包括玻璃丝、塑料、金属线或这些材料中至少两种的组合。无论膨胀是向内还是向外，膨胀都会引起各旋绕波峰中内衬壁18的壁的变薄，而不是如同通过卷曲软管产生旋绕的现有工艺一样引起软管组件变短，。旋绕波峰的膨胀可通过控制施加在内衬壁18上的热、通过控制施加到内衬壁18 上的气体压力、通过控制内衬壁18暴露于升高温度和/或压力的时间量、或通过控制热、压力或时间的任意组合来限制。优选地，通过具有在应用热量和压力之前应用于内衬12和旋绕产生装置36的外加强层30来限制膨胀，外加强层包括被有机聚合物外涂层34涂覆的辫状或编织纤维13。有机聚合物可为泡沫状，即，由例如Martucci的美国专利5，613，524中所公开的闭孔氟碳聚合物泡沫组成。泡沫状外涂层34具有降低材料的重量和使用的优点。 外涂层34还根据需要增加了在膨胀工艺期间薄弱的旋绕波峰的强度。本专利技术的方法允许以单一、简单、连续的工艺构造旋绕软管组件，无需成本高且耗劳力的卷曲带工艺来形成旋绕。另外，由于不像在需要将直软管卷曲成更短的旋绕软管的工艺中缩短软管，所以最小化了昂贵氟碳材料的浪费。本专利技术的产品是具有在旋绕软管中迄今未见特性的旋绕软管组件10。所述旋绕本身不仅抑制扭结。它们还提供环绕强度、拉伸强度以及耐爆裂。这是因为在旋绕本身中直接包含了产生旋绕的装置，例如玻璃丝或金属丝编织层构成的螺旋线圈。所述软管组件的另一优点是，内衬内壁光滑无缝，降低了挥发性流体通过时引起紊乱的风险，以及缝隙故障引起爆裂的危险。因为所述旋绕粘粘至加强外层，所以整个软管组件抑制旋绕软管的常见趋势，以在压力下伸长，其中加强外层的加强编织层优选处在中性编织角度(neutral braid angle)，一种中性化拉伸的布置。因为粘结加强层的中性编织角度还抑制了直径的增长 ，并因此抑制了穿过软管的流体压力引起的向外膨胀，所以该组件还显示了相对于以前旋绕软管的不寻常的爆裂强度。这允许软管以更高的工作压力输送流体而不会爆裂。所述层到内衬的粘结还阻止了内衬、外加强层的移动。制造软管组件10的优选方法如下。提供了一种有机聚合物内衬12。具体地，氟碳聚合物的内管状构件12被挤出。软管组件12包括有机聚合物内衬12。所述衬12优选是挤出的，并具有在0. 001到0. 120英寸之间的壁厚。内衬12优选由可熔化氟碳聚合物制成。 通过熔化可挤出的氟碳聚合物材料，意味着在适当条件下(例如升高温度)可使该材料熔化或流动，或者变形，使得其在压力下膨胀和/或流入软管组件的其它层。优选地，内衬由四氟乙烯(PTFE)的聚合物、氟化乙烯丙烯(FEP)的聚合物、全氟化合物树脂(PFA)的聚合物或乙烯-四氟乙烯(ETFE)的聚合物制成。氟碳聚合物PTFE、FEP和PFA在Dupont的TEFLON 旗下有售。聚合物ETFE在Du本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无缝旋绕软管组件，包括：管形内衬，其具有外表面、内表面和其间的限定有通道的内衬壁；和旋绕产生装置，用于在所述管形内衬在热和压力下被强制通过所述旋绕产生装置时在所述管形内衬的所述外表面中产生旋绕。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺曼·S·马尔图奇，迈克尔·A·马尔图奇，
申请(专利权)人：诺曼·S·马尔图奇，迈克尔·A·马尔图奇，
类型：发明
国别省市：US