[发明专利]具有间隔的几何单元层的抗扭结软管系统以及制造方法

说明书

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请No.61/787,749的利益，上述申请的公开内容通过引用全部合并于此。

技术领域

本公开涉及流体导管，更具体地涉及柔性软管。

背景技术

柔性软管被广泛地应用于各种工业、家庭和商业应用中。软管的一个商业应用是家庭或工业用途的花园或水软管。例如，软管用于浇灌草地、树木、灌木、花卉、蔬菜植物、藤本植物和其它类型的植物，清洁房屋、建筑物、船只、设备、车辆和动物，或者在流体源与器械之间转接。例如，器械可以是提供冷水或热水的盥洗台、水龙头等。软管的另一商业应用是用于燃料输送、汽油和其它以石油为基料的产品的汽车软管。软管的另一应用是家用或商业用途的真空吸尘器软管。例如，软管与用于收集杂物或分配空气的真空吸尘器、电动工具或其它设备一起使用。流体(例如饮料、燃料、液体化学品、流体食品、气体和空气)也经常通过柔性软管从一个位置输送到另一个位置。

几十年来，柔性软管由聚合物材料(例如天然橡胶、合成橡胶、热塑性的弹性体、增塑的热塑性材料)制造。传统的柔性软管通常具有层状结构，所述层状结构包括内管状导管、包裹管状导管的螺旋形的、编织的或针织的加固物以及外盖。

通常与柔性软管相关联的问题是扭结和压扁。例如，扭结是对折或扭转软管时发生的现象。扭结的后果是穿过软管的流体流要么严重受限，要么被完全阻断。扭结是麻烦的事情并且造成用户确定软管的扭结部分的位置和解除软管的扭结部分的不必要的负担。

以前曾试图通过把漩涡形的或螺旋状的加固带子整合到软管的外管状层中来使软管更能抵抗扭结、挤压、压扁和/或胀破。然而，这种结构往往使这些增强的软管过分僵硬，因为嵌入的螺旋结构缺乏自由弯曲的能力。这种结构在某些情况下往往需要更厚和更硬的内管状层。因此，所需要的是一种强化的流体导管，其中结构上的增强是便捷地可定制的，以适应用户的不同的性能需求。

发明内容

在一个实施例中，流体导管包括具有管状壁的柔性元件和多个几何区段，所述柔性元件配置用以输送流体，所述管状壁限定穿过柔性元件延伸的中心轴线，所述多个几何区段邻近管状壁放置，所述几何区段关于中心轴线圆周地且沿着中心轴线纵向地放置，并且相对彼此间隔开以在所述几何区段之间限定间隔，所述间隔的尺寸适于通过柔性元件的预定弯曲部上的相邻的几何区段之间的接触而闭合。

在另一个实施例中，流体导管包括具有管状壁的柔性元件和多个几何区段，所述柔性元件配置用以输送流体，所述管状壁限定穿过柔性元件延伸的中心轴线，所述多个几何区段邻近管状壁放置，所述几何区段由第一多个间隔的螺旋形槽和第二多个间隔的螺旋形槽限定，第一多个间隔的螺旋形槽以相对于中心轴线的第一角度形成于管状壁中，第二多个间隔的螺旋形槽以相对于中心轴线的第二角度形成于管状壁中，第一角度和第二角度相对于中心轴线互相相对。

一种形成流体导管的方法，包括形成具有管状壁的柔性元件和形成多个几何区段，所述管状壁限定穿过柔性元件延伸的中心轴线，所述多个几何区段邻近管状壁，所述几何区段关于中心轴线圆周地且沿着中心轴线纵向地设置，并且相对彼此间隔开以在所述几何区段之间限定间隔，所述间隔的尺寸适于通过柔性元件的预定弯曲部上的相邻的几何区段之间的接触而闭合。

附图说明

图1是穿过具有根据本公开形成的结构层的柔性流体导管的一部分的截面；

图2是图1的结构层的立体图；

图3是图1的结构层的侧面视图；

图4是形成结构层的多个几何单元中的一个几何单元的辅助视图；

图5是沿着线A-A穿过图4的几何单元截取的截面；

图6至图8是穿过具有图1的结构层的导管的三个实施例的截面，其中在每个实施例中结构层被不同地放置。

图9至图13是前视图，所述前视图示出可替换的方法以改变导管的中间层来形成结构层的几何单元；

图14示出通过将几何单元放置在网衬上而形成的结构层的立体图；

图15示出通过将几何单元放置在导管上而形成的结构层的前视图；

图16是示出图12的网衬中的两个的前视图，所述的两个网衬分别被置于中间层的内表面和外表面上以形成结构层；

图17至图21是穿过图1的导管的截面，绘出了导管弯曲时结构层的相邻几何单元之间的相互作用；

图22至图26是穿过图1的导管的截面，示出对结构层的特征的尺寸改变如何在导管弯曲时影响导管的柔性；