[发明专利]高压紧凑的螺旋液压软管

说明书

软管(100)包括从其中穿过限定中心纵向轴线(102)的内管(104)，并且由硫化橡胶和多个与该中心纵向轴线(102)基本上平行取向的棒状颗粒、以及其他典型材料形成。该内管(104)具有在约0.5mm至约1.5mm之间的管壁厚度(t)，并且将该多个棒状颗粒以按重量计10％或更少的量掺入。该软管(100)进一步包括直接围绕该内管(104)的结系层(110)，围绕该结系层(110)的第一增强层(130a)，以及围绕该第一增强层(130a)的至少第二增强层(130b)。中间层(150a)插入在该第一增强层(130a)与该第二增强层(130b)之间，并且该中间层(150a)将该第一增强层(130a)粘合到该第二增强层(130b)上。外侧覆盖层(140)围绕该第二增强层(130b)以及任何附加的层。

技术领域

本披露总体上涉及的领域是用于低、中、或特别是高压应用的柔性橡胶软管，并且更特别涉及其具有紧凑的设计的构造。

背景技术

本部分提供背景信息以便于更好地理解本披露的各个方面。应当理解，本文件的此部分中的陈述将从这个角度阅读，并且不作为承认现有技术。

柔性橡胶软管在各种液压流体传输应用和其他流体传输应用中使用用于输送流体压力，用于“高”压应用的这些流体压力的范围通常为从约4000psi(28MPa)至8000psi(55MPa)或更大。在基本构造中，本文典型地涉及的类型的软管被成形为具有被编织的或螺旋卷绕的增强材料的一个或多个外层围绕的管状的内管或芯，该增强材料可以是金属丝或金属合金丝或者天然纤维或合成纤维。增强层进而由围绕的最外层护套或覆盖层保护，该最外层护套或覆盖层可以具有与内管相同或不同的材料。该覆盖层还提供了具有增加的耐磨性的软管。

在相对于热塑性塑料的“橡胶”软管构造的情况下，内管可以提供为由可硫化天然橡胶材料、或更典型地合成橡胶材料(如丁腈橡胶或氯丁橡胶)形成。可以将此种材料或共混物常规地挤出并冷却或固化以形成内管。在一些情况下，管可以在心轴上十字头挤出用于支撑，或者以其他方式在随后的成形操作中使用空气压力和/或降低的加工温度来支撑。

内管可以从挤出机输送通过编织机和/或螺旋卷绕机以用于用丝和/或纤维材料或共混物，如单丝、纱线、帘线、纱线-丝复合材料、或粗纱的一个或多个围绕层对其增强。此类增强层经常在张力下施加并且典型地可以由尼龙、聚酯、聚亚苯基苯并双噁唑、聚乙酸乙烯酯或芳族聚酰胺纱线或高拉伸钢或其他金属丝的交织编织或螺旋卷绕形成。可硫化橡胶的相对薄的粘合中间层或其他中间层可以在每个增强层之间挤出或以其他方式施加以将每一层粘合到下一层。

在增强层和中间层的编织、卷绕、或其他施加之后，任选地可以施加外覆盖层或护套。可以形成为十字头挤出物、湿气固化的或基于溶剂的浸渍的涂层、或螺旋卷绕的包裹物的此种覆盖层典型地包含耐磨的合成橡胶、或热塑性塑料如聚氨酯。在该覆盖层的施加之后，加热如此形成的软管构造以使橡胶层硫化并且由此将该构造固结成一体的软管结构。

在正常使用中，如在移动或工业液压应用中，本文涉及的类型的软管可以暴露于不能总被预测的各种环境因素和机械应力。对于软管的完整性和性能最重要的是使得在其构成零件之间实现强粘合。然而，虽然将这些零件粘合在一起是重要的，但同样重要的是不使软管过硬以致于使其易于扭结或疲劳，或者以其他方式可用于某些应用。

当前的紧凑的螺旋软管设计使用多层材料。软管通常以橡胶内管开始，并且纺织编织物或纱罗织物的层覆盖该管，这阻止丝的末端在螺旋过程期间穿透该管。橡胶结系胶(tie gum)覆盖纺织编织物或纱罗织物以发展管与丝的第一层之间的粘附性，并且将丝的多个层围绕着软管螺旋卷绕，其中橡胶摩擦层在丝的每个层之间施加。最后软管被耐候且耐磨的橡胶的外层覆盖。因此，常规的内管化合物需要纺织编织物或纱罗织物以在丝螺旋过程期间保护柔软的未固化的管。纺织编织物或纱罗织物在螺旋丝过程期间防止丝的末端穿透到生坯管中。此保护性层对于制造此类软管是昂贵的增加的成本和过程。