專利名稱：有關(guān)軟管的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟管，特別是涉及具有增強(qiáng)的軸向強(qiáng)度的軟管。本發(fā)明尤其與能夠在低溫條件下使用的軟管有關(guān)。本發(fā)明同時(shí)也涉及軟管的端裝置以及制造軟管的方法。
背景技術(shù)：
有關(guān)軟管的典型應(yīng)用包括在一定壓力下從一液壓罐中泵取液體。例如向一鍋爐提供民用加熱油或液化石油氣；將開采的油田液體和/或油田氣由一個(gè)固定或浮置的開采平臺(tái)運(yùn)輸至輪船的油艙、或者由輪船的油艙運(yùn)輸至地面的存儲(chǔ)裝置；向賽車尤其是在對(duì)1級(jí)方程式賽車加油時(shí)提供燃料；以及輸送腐蝕性液體，如硫酸。
利用軟管在低溫情況下運(yùn)輸諸如液化氣一類的流體是公知的。這種軟管通常用于運(yùn)輸諸如液化天然氣(LNG)以及液化石油氣(LPG)一類的液化氣。
為了使得軟管具有足夠的柔性，任何給定長(zhǎng)度的軟管必須至少部分由柔性材料制成，例如非剛性材料。
這種軟管的結(jié)構(gòu)通常包括一個(gè)由柔性材料制成的管狀體，該管狀體位于內(nèi)側(cè)及外側(cè)螺旋纏繞固定線之間。兩層固定線一般以相同的螺距纏繞，但是彼此相錯(cuò)半個(gè)螺距寬度。管狀體通常包括具有一中間密封層的內(nèi)層以及外層。內(nèi)層以及外層使得軟管具有一定的強(qiáng)度以輸送其中的流體。通常，管狀體的內(nèi)層以及外層包括由諸如聚酰胺酯一類的聚酯形成的纖維層。中間密封層用于防止流體由軟管滲出，通常是一聚合層。
固定線一般通過拉伸而纏繞于管狀體的內(nèi)表面以及外表面的周圍。固定線主要用于維持管狀體的幾何形狀。此外，外部固定線可防止軟管在高壓下的過度變形。內(nèi)部以及外部固定線也用于防止軟管被擠壓。
公開號(hào)為0076540A1的歐洲專利披露了這種普通類型的軟管。在說明書中所描述的軟管包括一個(gè)雙軸向定向的聚丙烯中間層，該中間層據(jù)稱可以改善軟管由于重復(fù)彎曲而引起的疲勞。
英國(guó)專利GB-2223817A描述了另外一種軟管。其中所描述的軟管是一個(gè)復(fù)合軟管，該復(fù)合軟管包括一個(gè)內(nèi)部螺旋金屬芯，纏繞于金屬芯上的多層塑性材料纖維以及薄膜，彼此相鄰放置并纏繞于塑料材料上的至少一層玻璃布以及至少一層鋁箔，以及一外部螺旋金屬薄膜。這類軟管適用于運(yùn)輸易燃燃料以及油。
英國(guó)專利GB-1034956A描述了另外一種軟管。其中所描述的軟管是一個(gè)電氣軟管或?qū)Ч?，即所述軟管用于承載電線而不是用于輸送流體。因此，這種軟管設(shè)計(jì)中所包括的方案完全不同于歐洲專利EP0076540A1以及英國(guó)專利GB-2223817A所述軟管的方案。英國(guó)專利GB-1034956A所述的軟管包括(1)一布置在內(nèi)部的螺旋纏繞線；(2)一環(huán)繞內(nèi)部螺旋纏繞線的模壓的氯丁橡膠軟管；(3)一環(huán)繞氯丁橡膠軟管的網(wǎng)狀金屬套；(4)一螺旋纏繞于金屬套上的尼龍線；(5)一纏繞于尼龍線以及金屬套上的帆布；
(6)一環(huán)繞帆布包裹層的外部螺旋纏繞線。
在軟管的制造過程中，通過在金屬套上臨時(shí)再纏繞一層線而使得網(wǎng)狀金屬套與內(nèi)部線的旋繞相符。
許多有關(guān)軟管的申請(qǐng)需要軟管在其長(zhǎng)度方向上受到支承。這尤其適用于上述用于輸送所開采的液體和/氣體。如果沒有附加支承，傳統(tǒng)的軟管通常不能支承其自身的重量，或者軟管中流體的重量。
目前我們已發(fā)現(xiàn)了一種改進(jìn)軟管承載能力的方法，尤其是針對(duì)歐洲專利EP0076540A1所述類型的軟管，這種方法根本無需任何支承，或者只需較少的支承(對(duì)支承的需求大量減少)即可載送流體。這種軟管適用于低溫以及非低溫領(lǐng)域。
我們還發(fā)現(xiàn)了一種改進(jìn)上述類型軟管之密封層的方法。
在歐洲專利EP0076540A1所述的軟管中，纏繞線保持正確的位置是重要的。通常，內(nèi)部以及外部螺旋纏繞線彼此軸向錯(cuò)開大致等于半個(gè)螺距長(zhǎng)度的距離。這種布置可以提供最佳的結(jié)構(gòu)完整性。但是，這種類型軟管的一個(gè)問題是重復(fù)彎曲會(huì)導(dǎo)致纏繞線圈偏離正確的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及對(duì)上述類型軟管外部的改進(jìn)，即對(duì)管狀體外部之軟管部分的改進(jìn)。
歐洲專利EP0076540A1所述類型軟管通常通過以下方式形成內(nèi)部線纏繞于一管狀芯軸上而形成一內(nèi)部線圈；一內(nèi)部加強(qiáng)層纏繞于管狀芯軸以及內(nèi)部線圈上；一密封層纏繞于內(nèi)部加強(qiáng)層；一外部加強(qiáng)層纏繞于密封層；一外部線纏繞于外部加強(qiáng)層而形成一外部線圈；軟管的端部通過卷邊而固定；同時(shí)軟管由芯軸上移走。
本發(fā)明還涉及對(duì)軟管端部收尾的改進(jìn)。
概括的說，我們?yōu)檐浌芴峁┝艘环N軸向加強(qiáng)裝置，因此軟管能夠較先前承受更大的軸向拉伸，而不會(huì)削弱軟管的其它性能。
本發(fā)明一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部以及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，其中所述軟管還進(jìn)一步包括一個(gè)軸向加強(qiáng)裝置，當(dāng)管狀體承受軸向拉伸時(shí)，所述軸向加強(qiáng)裝置能夠減小管狀體的變形，并且當(dāng)軸向加強(qiáng)裝置承受軸向拉伸時(shí)，它能進(jìn)一步地在所述管狀體的至少一部分上產(chǎn)生一沿徑向向內(nèi)的力。
在一最佳實(shí)施例中，管狀體以及軸向加強(qiáng)裝置的失效應(yīng)變?cè)?％-10％的范圍內(nèi)。在室溫以及低溫時(shí)，失效應(yīng)變最好超過5％。
通過這種布置，所述軸向加強(qiáng)裝置提高了軟管克服軸向應(yīng)力的能力，同時(shí)能夠在軸向拉伸過程中，通過緊壓管狀體的至少一部分而保證軟管的結(jié)構(gòu)完整性。此外，管狀體以及軸向加強(qiáng)裝置的材料最好是可兼容的，從而當(dāng)操作時(shí)，它們以相似的方式工作，這樣一來，沒有一個(gè)部件會(huì)承受過量的應(yīng)力和應(yīng)變。這意味著管狀體以及軸向加強(qiáng)裝置的材料以相似的方式響應(yīng)應(yīng)變。本發(fā)明的軟管通常需至少3％的彎曲應(yīng)變(對(duì)于圓柱形部件)。同時(shí)，內(nèi)層的偏移以及對(duì)被螺旋定位的部件的拉直構(gòu)成一部分變形，還有作用于軟管壁的結(jié)構(gòu)部件上的1％量級(jí)的合成應(yīng)變。這與金屬0.2％的典型的屈服應(yīng)變不同。
所述軸向加強(qiáng)裝置最好由非金屬材料制成，特別是塑性材料，適合的材料將在下面予以討論。這是因?yàn)榻饘俨牧喜豢赡芫哂兴谕膽?yīng)變特性。
管狀體以及軸向加強(qiáng)裝置最好由相同的材料構(gòu)成，尤其最好是下面將予以詳述的超高分子重量的聚乙烯(UHMWPE)。
管狀體最好包括至少一個(gè)加強(qiáng)層以及至少一個(gè)密封層。更可取的是具有至少兩個(gè)加強(qiáng)層，在它們中間夾有密封層。
最好在外部固定件和軸向加強(qiáng)裝置之間具有另外一個(gè)加強(qiáng)層。
對(duì)一個(gè)200毫米直徑的軟管而言，加強(qiáng)層的最大強(qiáng)度最好在100千牛至700千牛(KN)之間。加強(qiáng)層損壞時(shí)的彎曲應(yīng)變最好在2％-15％的范圍內(nèi)。同時(shí)期望上述另外的加強(qiáng)層與軸向加強(qiáng)裝置采用相同的材料，最好是超高分子重量的聚乙烯(UHMWPE)。
軸向加強(qiáng)裝置最好包括一由片材形成的大致管形的套，當(dāng)受到軸向拉伸時(shí)，所述管套能夠保持其形狀的完整性。所述軟管可以具有兩個(gè)或多個(gè)管套以進(jìn)一步在受到軸向拉伸時(shí)改善軟管的性能。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，軸向加強(qiáng)裝置為一管狀的編織結(jié)構(gòu)。在此，術(shù)語“編織結(jié)構(gòu)”是指由兩種或多種纖維或紗線相互卷繞而形成的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。編織結(jié)構(gòu)的一個(gè)特征是在受到軸向拉伸時(shí)能夠伸長(zhǎng)。另外一個(gè)特征是當(dāng)形成管狀外形并且受到軸向拉伸時(shí)，其直徑將減小。因而在管狀編織結(jié)構(gòu)環(huán)繞管狀體或者位于管狀體中且受到軸向拉伸時(shí)，該編織結(jié)構(gòu)將在管狀體的至少部分上產(chǎn)生一個(gè)沿徑向向內(nèi)的力。
整個(gè)管套最好是編織結(jié)構(gòu)。然而只是管套長(zhǎng)度的一部分或多個(gè)部分為編織結(jié)構(gòu)也是可能的。
所述編織結(jié)構(gòu)最好一直沿管套的圓周方向延伸。然而只是管套圓周方向的一部分采用編織結(jié)構(gòu)也是可能的。
所述編織結(jié)構(gòu)可以是雙軸的(即編織層只由兩種相互卷繞的纖維或紗線形成)，或者是三軸的(即編織層還包括縱向延伸的纖維或紗線以增強(qiáng)軸向強(qiáng)度)。
盡管軸向加強(qiáng)裝置最好采用編織物結(jié)構(gòu)，但是也可采用符合上面提及的功能性需求的其它形式。這樣一來，軸向加強(qiáng)裝置以一適當(dāng)布置的、螺旋纏繞于管狀體上的繩或索而被提供。
軟管材質(zhì)的選擇應(yīng)當(dāng)使得軟管能夠在其預(yù)期的環(huán)境中工作。因此，需要軟管能夠輸送壓力流體，并且流體不會(huì)從軟管壁滲漏出來。還需要軟管承受重復(fù)彎曲，以及由軟管和流體重量共同導(dǎo)致的軸向應(yīng)力。同時(shí)，如果軟管需用于輸送低溫流體，軟管的材質(zhì)應(yīng)當(dāng)使得軟管能夠在相當(dāng)?shù)偷臏囟裙ぷ?，而不?huì)對(duì)其性能造成任何顯著的影響。
每一個(gè)加強(qiáng)層的主要作用是在輸送流體期間承受軟管受到的周向應(yīng)力。因此，任一加強(qiáng)層應(yīng)具有所需程度的柔韌性，并且能夠承受必要的應(yīng)力。同時(shí)，如果軟管用于輸送低溫流體，則每個(gè)加強(qiáng)層必須能夠承受低溫。
每一加強(qiáng)層最好采用片材，而且所述片材通過螺旋方式卷繞成一管狀外形。這意味著當(dāng)一軸向力意圖將加強(qiáng)層的卷繞部拉開時(shí)，加強(qiáng)層對(duì)于軸向拉伸不具有太大的抗力。上述或每一加強(qiáng)層可以包括一個(gè)一體的片材連續(xù)層，或者可以包括兩個(gè)或多個(gè)一體的片材連續(xù)層。但是，上述或每個(gè)片材加強(qiáng)層(取決于軟管的長(zhǎng)度)較為通常地由沿軟管長(zhǎng)度方向設(shè)置的多個(gè)獨(dú)立的片材形成。
在最佳實(shí)施例中，每一加強(qiáng)層由一種纖維織物構(gòu)成，最好是一種紡織(編織)纖維。每一加強(qiáng)層可以是一種天然的或合成的材料。所述每一加強(qiáng)層適宜采用一種合成聚合物，如聚酯、聚酰胺或者聚烯烴。所述合成聚合物可以采用能夠形成纖維制品的纖維或者紗線。
當(dāng)每一加強(qiáng)層由一種聚酯構(gòu)成時(shí)，那么它最好采用聚乙烯對(duì)苯甲酸酯。
當(dāng)每一加強(qiáng)層由一種聚酰胺構(gòu)成時(shí)，那么它可以采用脂肪族聚酰亞胺，如尼龍；或者可以采用芳族聚酰胺，如芳族聚酰胺組合物。例如，每一加強(qiáng)層可以是諸如KEVLAR(注冊(cè)商標(biāo))的一種亞苯基對(duì)二苯基化合物(p-phenyleneterephthalamide)。
當(dāng)每一加強(qiáng)層由一種聚烯烴構(gòu)成時(shí)，可以采用聚乙烯、聚丙烯或者聚丁烯均聚物，或其共聚物、三聚物，并且最好是單軸或雙軸定向。更可取的是，聚烯烴是一種聚乙烯，并且最好是一種高分子重量聚乙烯，特別是UHMWPE。
本發(fā)明所用的UHMWPE一般具有400,000以上的平均分子重量，標(biāo)準(zhǔn)的是在800,000以上，通常是在1,000,000以上。平均分子重量一般不會(huì)超出15,000,000。UHMWPE的分子重量最好在1,000,000-6,000,000之間。在本發(fā)明中最適用的UHMWPE被高度定向，并且通常在一個(gè)方向已被拉伸至少2-5倍，而在其它方向被拉伸至少10-15倍。
在本發(fā)明中最實(shí)用的UHMWPE通常具有大于80％的同向，更一般地具有大于90％的同向，最好具有大于95％的同向。結(jié)晶度一般大于50％，更一般地大于70％。結(jié)晶度上升至85％-90％也是可以的。
UHMWPE在以下專利文獻(xiàn)中均被描述，如美國(guó)專利USA4344908、US-A-4411845、US-A-4422993、US-A-4430383、US-A-4436689，歐洲專利EP-A-183285、EP-A-0438831以及EP-A-0215507。
每一加強(qiáng)層由一高度定向的UHMWPE構(gòu)成是特別有益的，例如可以從DSM High Performance Fibres BV(一家荷蘭公司)獲得，其商標(biāo)名為DYNEEMA，或者從Alliedsignal Inc.(一家美國(guó)公司)獲得，其商標(biāo)名為SPECTRA。
有關(guān)DYNEEMA的其它詳細(xì)描述在一題為“DYNEEMA，最高的纖維性能、特性及其應(yīng)用”的商標(biāo)手冊(cè)中公開，由DSM High PerformanceFibres BV發(fā)行，1998年2月出版。有關(guān)SPECTRA的其它詳細(xì)描述在一題為“SPECTRA性能材料”的商標(biāo)手冊(cè)中公開，由Alliedsignal Inc.發(fā)行，1996年5月出版。這些材料自80年代即可獲得。
在最佳實(shí)施例中，每一加強(qiáng)層由沿經(jīng)向和緯向排列的纖維形成的纖維制品構(gòu)成。如果每一加強(qiáng)層被布置成其經(jīng)向纖維與軟管軸向所成角度小于20°將是特別有用的；我們還建議這一角度大于5°。在最佳實(shí)施例中，每一加強(qiáng)層被布置成其經(jīng)向纖維與軟管軸向所成角度為10°-20°，最好大約是15°。
密封層的作用主要用于防止管狀體所輸送流體的滲漏。因此，密封層應(yīng)具有一定程度的柔韌性，并且應(yīng)具有所期望的密封特性。同時(shí)，如果軟管用于輸送低溫流體，則每個(gè)加強(qiáng)層必須能夠承受低溫。
密封層可以采用與每個(gè)加強(qiáng)層相同的原材料制成。作為替換，密封層可以采用含氟聚合物，如聚四氟乙烯(PFTE)；氟化乙丙烯共聚物，如六氟丙烷以及四氟丙烷的共聚物，該共聚物可以從杜邦的氟產(chǎn)品(DuPont Fluoroproducts)中獲得，商標(biāo)名為Teflon FEP；或者氟化烴-烷氧基全氟化合物(perfluoralkoxy)，其可以從DuPontFluoroproducts獲得，商標(biāo)名為Teflon PFA。這些薄膜可以通過擠壓或吹制而成形。
我們建議密封層由片材制成，所述片材通過螺旋方式卷繞成一管狀外形。如同加強(qiáng)層，這意味著當(dāng)一軸向力意圖將密封層的卷繞部拉開時(shí)，密封層對(duì)于軸向拉伸不具有太大的抗力。所述密封層可以包括一單獨(dú)的片材連續(xù)層，或者可以包括兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的片材連續(xù)層。但是，每個(gè)密封層(取決于軟管的長(zhǎng)度)較為通常地由沿軟管長(zhǎng)度方向設(shè)置的多個(gè)獨(dú)立的片材形成。如果需要，密封層可以包括一個(gè)或多個(gè)位于加強(qiáng)層內(nèi)側(cè)的熱收縮密封套(即呈管狀外形)。
我們建議密封層包括多層疊置的薄膜。最好有至少2層，更好地是至少5層，再好就是至少10層。在實(shí)際中，密封層可以包括20、30、40、50或者更多層薄膜。薄膜層數(shù)量的上限取決于軟管的整體尺寸，但是薄膜層超過100層也不大可能需要。通常最高50層就足夠了。每一薄膜層的厚度通常在50-100毫米之間。
當(dāng)然，密封層的數(shù)量超過一個(gè)也是可取的。
下面將對(duì)密封層的一個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行描述。
軸向加強(qiáng)裝置可以采用和加強(qiáng)層相同的材料形成。因此，很顯然軸向加強(qiáng)裝置、加強(qiáng)層以及密封層均可由同樣的基本化合物制成。但是，為了提供所需的功能，即軸向加強(qiáng)裝置提供一個(gè)軸向加強(qiáng)功能，加強(qiáng)層提供抵抗周向應(yīng)力的加強(qiáng)作用，密封層提供一個(gè)密封功能，化合物的結(jié)構(gòu)必須有所不同。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)UHMWPE材料是最適合的，尤其是DYNEEMA以及SPECTRA產(chǎn)品。這些材料在低溫情況下具有良好的工作性能。上面所討論的與加強(qiáng)層有關(guān)的UHMWPE的最佳參數(shù)對(duì)軸向加強(qiáng)裝置也是適合的。但是，關(guān)于這一點(diǎn)需要注意的是，軸向加強(qiáng)裝置所用UHMWPE的參數(shù)無需和加強(qiáng)層所用UHMWPE的參數(shù)相同。
軸向加強(qiáng)裝置位于管狀體的夾層中也是可能的。但是我們認(rèn)為軸向加強(qiáng)裝置位于管狀體和外部固定件之間更好。在另外一個(gè)最佳實(shí)施例中，軸向加強(qiáng)裝置位于管狀體的夾層中，同時(shí)另一個(gè)軸向加強(qiáng)裝置位于管狀體和外部固定件之間。
當(dāng)軟管在低溫情況下應(yīng)用時(shí)，期望為管狀體提供一個(gè)絕熱層。絕熱層位于外部線和管套之間和/或外部線的外側(cè)。絕熱層可以采用通常在低溫設(shè)備中提供絕熱的材料。軸向加強(qiáng)裝置最好圍繞絕熱層設(shè)置，以便于壓緊絕熱層并保持結(jié)構(gòu)的完整性。除了軸向加強(qiáng)裝置以外，圍繞絕熱層的軸向加強(qiáng)裝置最好位于外部固定件以及管狀體之間。絕熱層的一個(gè)特定適合的結(jié)構(gòu)將在下面進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部和外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，其中管狀體包括至少一個(gè)由纖維沿經(jīng)向和緯向排列而成的纖維制品加強(qiáng)層，其特征在于，每一加強(qiáng)層被布置成纖維的經(jīng)向與軟管的軸向之間的夾角小于20°，較好地是小于15°，最好是小于10°。按照本發(fā)明這一方面的軟管可以與按照本發(fā)明第一方面所述軟管的附加特征進(jìn)行任意組合。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造軟管的方法，該方法包括以下步驟
(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在管狀芯軸和內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)將一個(gè)管狀軸向加強(qiáng)套套在芯軸的自由端，從而使得芯軸在軸向加強(qiáng)套內(nèi)延伸，然后沿芯軸拉動(dòng)軸向加強(qiáng)套，以使其部分覆蓋管狀體；(d)在軸向加強(qiáng)套上繞線以形成一個(gè)外部線圈；(e)固定經(jīng)由步驟(d)而生產(chǎn)的軟管的端部；以及(f)從芯軸上將軟管移開。
線圈以及片材最好經(jīng)過拉伸起作用，從而為軟管提供良好的結(jié)構(gòu)完整性。
如上所述，步驟(b)的片材最好包括夾有一個(gè)密封層的兩個(gè)加強(qiáng)層。在最佳實(shí)施例中，呈片狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加強(qiáng)層螺旋纏繞于內(nèi)部線圈以及芯軸上；隨后片狀結(jié)構(gòu)的密封層螺旋纏繞于內(nèi)部加強(qiáng)層上；然后呈片狀結(jié)構(gòu)的外部加強(qiáng)層纏繞于密封層上。一般而言，多個(gè)密封層也可采用。
管狀軸向加強(qiáng)層可以和上述的軸向加強(qiáng)套相同，并且最好采用編織結(jié)構(gòu)。
內(nèi)部及外部線圈最好采用具有相同螺距的螺旋結(jié)構(gòu)，同時(shí)外部線圈的位置偏離內(nèi)部線圈半個(gè)螺距長(zhǎng)度。
本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體；管狀體用于輸送流體，并且防止流體自管狀體滲漏，其特征在于所述軟管還包括一個(gè)沿管狀體設(shè)置的通常為管狀的編織結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體；所述管狀體包括一個(gè)夾在內(nèi)部及外部加強(qiáng)層之間的密封層，其特征在于，所述密封層包括至少兩層聚合薄膜，一薄膜層由第一聚合物制成，另一薄膜層由不同于第一聚合物的第二聚合物制成。
在一最佳的實(shí)施例中，一聚合薄膜比另一聚合薄膜的剛性大，因此材料特性所帶來的屈服應(yīng)變的差異在操作溫度以及壓力下得以體現(xiàn)。外薄膜的剛性最好比內(nèi)薄膜的剛性大。其作用在于當(dāng)軟管湊巧發(fā)生破裂時(shí)，密封層具有一個(gè)失效控制，從而使得剛性較大的外部聚合物損壞的同時(shí)，韌性較大的聚合物能夠在一定時(shí)間內(nèi)支承內(nèi)部壓力，直至壓力逐漸消失。
在最佳實(shí)施例中，韌性較大的密封層在常溫下的最大失效應(yīng)力超過100％，對(duì)于其它密封層最大失效應(yīng)力要至少少20％。
構(gòu)成密封層的每一種聚合薄膜最好采用聚酰胺、聚烯烴或含氟聚合物。
當(dāng)密封層的聚合薄膜由聚酰胺構(gòu)成時(shí)，它可以是脂肪族聚酰亞胺，如尼龍，或者可以是芳族聚酰胺，如芳族化合物。
我們建議構(gòu)成密封層的一種聚合薄膜采用聚烯烴，另一聚合薄膜采用含氟聚合物。
適用的聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯或者聚丁烯均聚物，或其共聚物、三聚物。并且聚烯烴薄膜層最好是單軸或雙軸定位。更可取的是，聚烯烴是一種聚乙烯，并且最好是一種高分子重量聚乙烯，特別是上面已予以詳述的UHMWPE。上面已討論的與加強(qiáng)層相關(guān)的UHMWPE的最佳參數(shù)(如分子重量范圍等)同樣適用于密封層。但是，就這一方面而言需注意的是，密封層所用UHMWPE的參數(shù)無需和加強(qiáng)層所用UHMWPE的參數(shù)相同。
由于密封層提供密封作用，所以密封層應(yīng)當(dāng)采用不會(huì)造成被輸送流體滲漏的薄膜層。因此被高度定向的UHMWPE在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有令人滿意的密封特性。這些產(chǎn)品通常為一整塊，其可通過進(jìn)一步的加工而獲得所需的形狀。密封層的薄膜層可通過在所述整塊原料上切割一薄層而形成。另外密封層的薄膜層也可以是UHMWPE吹塑薄膜。
適用的含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)；氟化乙丙烯共聚物，如六氟丙烷以及四氟丙烷的共聚物，該共聚物可以從DuPontFluoroproducts獲得，商標(biāo)名為Teflon FEP；或者氟化烴-烷氧基全氟化合物(perfluoralkoxy)，其可以從DuPont Fluoroproducts獲得，商標(biāo)名為Teflon PFA。這些材料可以通過擠壓或吹塑成形。
所述密封層最好由多層聚合薄膜構(gòu)成。在一實(shí)施例中，第一和第二聚合物在密封層的厚度方向上交替排列。但是這并不是唯一可能的布置方案。在另一種布置方案中，所有第二聚合物層被所有第一聚合物層環(huán)繞，或者反之。
我們建議密封層的聚合薄膜采用片材，所述片材以螺旋方式卷繞成一管狀結(jié)構(gòu)。每一聚合薄膜可以包括一個(gè)單獨(dú)的連續(xù)層，所述連續(xù)層由軟管的一端至另一端卷繞在內(nèi)部加強(qiáng)層上。但是，更為普遍的是(取決于軟管的長(zhǎng)度)多個(gè)獨(dú)立長(zhǎng)度的聚合薄膜纏繞在內(nèi)部加強(qiáng)層上，每一薄膜層覆蓋一部分軟管。如果需要，密封層可以包括至少兩個(gè)位于內(nèi)部加強(qiáng)層上的熱收縮密封套(即呈管狀外形)。至少兩個(gè)密封套應(yīng)由不同材料制成。
所述密封層至少包括兩層最好疊置的不同薄膜。所述密封層最好包括至少5層疊置薄膜，更可取的是至少10層。實(shí)際上，密封層可以包括20、30、40、50或者更多層疊置薄膜。層數(shù)的上限取決于軟管的整體尺寸，但是薄膜層超過100層也不大可能需要。通常最高50層就足夠了。每一薄膜層的厚度通常在50-100毫米之間。薄膜層包括至少兩種不同類型的聚合薄膜。
當(dāng)然，密封層的數(shù)量超過一個(gè)也是可取的。
所述密封層最好還包括至少一個(gè)部分地或全部地由一種金屬、一種金屬氧化物或其混合物構(gòu)成的層。除非另作說明，本文中所指的金屬層是指金屬氧化物層。因此，金屬層可以是一金屬薄膜層(即一單獨(dú)的整體為金屬、金屬氧化物或其混合物的層)，或一覆蓋聚合物的金屬薄膜、或鍍有金屬的聚合物薄膜層。我們建議金屬層是一覆蓋聚合物的金屬薄膜。金屬可以例如是鋁氧化物。聚合物可以例如是聚酯。
適用的涂有聚合物的金屬薄膜包括可從英國(guó)Stevenage HiFi的Industrial Film獲得的，商標(biāo)名為MEX505，MET800，MET800B及MET852的產(chǎn)品；其中MET800B是最佳的。
密封層的外部還可設(shè)置另一金屬層。另一金屬層最好位于管狀體和外部固定件之間。在此也可提供一石棉層以改善絕熱性，石棉層最好位于密封層和外部金屬層之間，其目的是在兩個(gè)金屬層之間建立一個(gè)環(huán)形熱通道。
本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體；所述管狀體包括一個(gè)夾在內(nèi)部及外部加強(qiáng)層之間的密封層，其特征在于所述密封層由一種UHMWPE構(gòu)成。上面已討論的與加強(qiáng)層相關(guān)的UHMWPE的最佳參數(shù)(如分子重量范圍等)同樣適用于密封層。但是，就這一方面而言需注意的是，密封層所用UHMWPE的參數(shù)無需和加強(qiáng)層所用UHMWPE的參數(shù)相同。
就本發(fā)明的這一方面而言，如果密封層采取熱收縮套形式，則無需采用不同材料制成，但是必須采用UHMWPE。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，密封層包含由不同材料構(gòu)成的至少兩層聚合薄膜，并且至少其中一層薄膜采用超高分子重量聚乙烯。
密封層最好還包括至少一覆蓋聚合物的金屬薄膜、或鍍有金屬的聚合物薄膜。
本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，所述管狀體包括一個(gè)夾在內(nèi)部以及外部加強(qiáng)層之間的密封層，其特征在于所述密封層包括至少一金屬薄膜層(即一單獨(dú)的整體為金屬、金屬氧化物或其混合物的層)，或一覆蓋聚合物的金屬薄膜、或一鍍有金屬的聚合物薄膜。
金屬薄膜具有反射性，因而可以減少熱量損失或熱量獲取，這在低溫情況下是非常有用的。此外金屬薄膜可提供良好的屏障特性，因而可減少蒸汽傳遞-這可有效地防止在輸送氣體時(shí)材料的損失。
當(dāng)軟管應(yīng)用于低溫領(lǐng)域時(shí)，希望在管狀體周圍提供絕熱。絕熱層可位于外部線和管狀部件之間以及/或外部線的外側(cè)。所述絕熱層由在低溫設(shè)備中通常起到絕緣作用的材料構(gòu)成，如合成泡沫材料。下面將就一特別適合的絕熱結(jié)構(gòu)予以描述。
本發(fā)明一方面涉及對(duì)軟管彎曲能力的改進(jìn)。具體地說，本發(fā)明提供了一種裝置，該裝置可在無需損害軟管彎曲能力的情況下將外部線定位。
本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，具有一個(gè)圍繞管狀體設(shè)置的固化的樹脂基體，為了限制外部固定件和軟管其余部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，外部固定件至少部分嵌入樹脂基體中。
固化的樹脂基體必須具有足夠的柔性，其可以根據(jù)軟管的特定應(yīng)用場(chǎng)合而進(jìn)行一定程度的彎曲。很顯然，在某些情況下需要軟管更具彈性。
樹脂基體最好由一合成聚合物構(gòu)成，如聚氨基甲酸酯。樹脂基體最好由在固化之前能夠以液體形式敷著在軟管上的材料制成。未固化的樹脂通常以噴射、澆注以及上色的方式附著于軟管上。這就使得未固化的樹脂可位于管狀體以及外部固定件的外表面，并且以適當(dāng)?shù)姆绞焦袒梢蝗嵝酝庹?。固化機(jī)構(gòu)可以是光、濕氣等等。
樹脂基體可以位于外部固定件下方的層面上，也可位于在其外表面的任何層面上。緊鄰固化樹脂基體的至少一個(gè)層面最好能夠承受低溫，這樣一來，如果樹脂基體由于低溫而破裂，相鄰的層面可以借助于樹脂基體和相鄰層面之間的附著力而共同支承樹脂基體。當(dāng)樹脂基體的兩側(cè)均與相鄰層相連時(shí)，可以得到最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
我們已發(fā)現(xiàn)特定的材料尤其能夠在低溫情況下使軟管具有良好的絕緣特性。尤其是玄武玻璃纖維構(gòu)成的纖維制品能夠提供特別良好的絕緣特性。
因此，本發(fā)明另一方面提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，以及圍繞管狀體布置的絕緣層，其特征在于，絕緣層包括由玄武玻璃纖維構(gòu)成的纖維制品。
適用的玄武玻璃纖維可以從Sudaglass Fiber公司獲得，其產(chǎn)品名稱為BT-5，BT-8，BT-10，BT-11以及BT-13。所述纖維的最佳厚度為0.1毫米至0.3毫米。如果需要，可以采用多層玄武玻璃纖維。
我們還發(fā)現(xiàn)玄武玻璃纖維的絕緣特性在受壓時(shí)增強(qiáng)，因此建議設(shè)置一圍繞玄武玻璃纖維并用于壓縮玄武玻璃纖維層的壓縮層。
除了玄武玻璃纖維層外，絕緣層還可以包括由其它絕緣材料制成的層，如聚合體泡沫材料。
我們建議絕緣層還包括至少一個(gè)加強(qiáng)層。加強(qiáng)層可由合成聚合物構(gòu)成，如聚酯、聚酰胺或聚烯烴。加強(qiáng)層也可采用和上述管狀體之內(nèi)部及外部加強(qiáng)層相同的材料制成。所述絕緣層的加強(qiáng)層最好采用超高分子重量聚乙烯(UHMWPE)，如上所述的DYNEEMA或SPECTRA。
管狀體最好包括至少一加強(qiáng)層和至少一密封層。尤其最好具有至少兩個(gè)加強(qiáng)層，其中間夾有一密封層。所述管狀體最好與上述管狀體具有相同的特征。
管狀體還可以包括一層或多層由傳統(tǒng)的絕緣材料和/或上述玄武玻璃纖維制成的絕緣層。
所述軟管最好同時(shí)具有上述的軸向加強(qiáng)裝置。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造軟管的方法，其包括以下步驟(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在管狀芯軸和內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)在所述管狀體上繞線以形成一外部線圈；(d)將一種可固化的液體樹脂敷著在管狀體以及外部線圈的外表面上；(e)使得樹脂固化；(f)固定經(jīng)由步驟(e)而形成的軟管的端部；以及(g)從芯軸上將軟管移開。
所述方法最好還包括在固化樹脂上施加一絕緣層的步驟。所述絕緣層最好由如上所述的一種由玄武玻璃纖維形成的纖維制品構(gòu)成。
在步驟(c)中，所述管狀體可以是一如上所述的管狀體。所述管狀體還可以包括一層或多層由傳統(tǒng)的絕緣材料以及/或上述玄武玻璃纖維制成的絕緣層。
將覆蓋有涂層的軟管暴露于空氣中就可方便地實(shí)現(xiàn)固化，也可通過諸如加熱裝置一類的活性裝置實(shí)現(xiàn)或加速固化。
可固化的樹脂基體可以包括氣泡，這一點(diǎn)將在下面予以描述。
本發(fā)明另一方面涉及對(duì)軟管熱阻以及/或浮力的改善。具體地說，本發(fā)明涉及注有氣泡的塑性材料層的應(yīng)用。
按照本發(fā)明的另一方面，其提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，圍繞所述管狀部件的一塑性材料層，所述塑性材料中具有氣泡。
所述塑性材料最好是聚氨基甲酸酯。所述塑性材料最好以液體形式噴射于所述管狀體的表面，然后使其固化。再次，將覆蓋有涂層的軟管暴露于空氣中就可方便地實(shí)現(xiàn)固化，也可通過諸如加熱裝置一類的活性裝置實(shí)現(xiàn)或加速固化。
氣泡可以通過向噴射前仍處于液體狀態(tài)的塑性材料中注入氣體而結(jié)合形成。
包含有氣體的塑性材料合成層具有一些塑性材料自身有利的結(jié)構(gòu)特性，如良好的耐磨和耐擠壓性，同時(shí)還具有得以很大改善的絕緣特性。由于氣體的存在其還具有增大的浮力，這可用于制造能夠漂浮于水中、并且能夠沿其長(zhǎng)度具有相同浮力的軟管。
包含有氣體的塑性材料最好被又一層不包括氣泡的塑性材料所覆蓋。該層塑性材料最好被可靠地連接在包含有氣體的塑性材料層上。并且所述不包括氣泡的又一塑性材料層可以采用和包含有氣體的塑性材料層相同的材料制成。所述不包括氣泡的又一塑性材料層最好采用聚氨基甲酸酯。
兩個(gè)塑性材料層可以采用除噴射以外的其它技術(shù)形成，如澆注、上色或擠壓。
任何適合的氣體均可用于形成氣泡，這些氣體包括空氣、氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
在注氣之前，聚氨基甲酸酯的比重最好大約是1.2。
不包括具有氣泡的塑性材料層的軟管的比重通常為大約1.8。在涂敷包含氣體的層之后，所述軟管最好具有小于1的平均比重，最好小于0.8。PU覆蓋層的厚度可以例如是4-8毫米，最好是6毫米。氣泡的直徑最好小于約2毫米。
具有氣泡的塑性材料層也可用于上述的軟管實(shí)施例中。特別地，除了具有氣泡的塑性材料層之外，本發(fā)明可包括一具有如上所述的固化樹脂基體的層。在這種結(jié)構(gòu)中，具有氣泡的塑性材料層通常位于固化的樹脂基體的外部。該具有氣泡的塑性材料層取代固化的樹脂基體也是可能的，這樣一來，固定件就嵌入所述具有氣體的塑性材料層中以限制外部固定件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造軟管的方法，該方法包括以下步驟(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在管狀芯軸和內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)在所述管狀體上繞線以形成一外部線圈；(d)將一種可固化的且被注入氣體的液體樹脂施加在管狀體以及外部線圈的外表面；(e)使得樹脂固化而形成一具有氣泡的固態(tài)塑性材料覆蓋層；(f)固定經(jīng)由步驟(e)而形成的軟管的端部；以及(g)從芯軸上將軟管移開。
術(shù)語“注入氣體”是指樹脂中充滿一種氣體。因此，當(dāng)固化時(shí)，樹脂形成了一種其中包含有氣泡的固狀材料。如上所述，氣體可以是，但不必須是空氣。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于軟管端部收尾的端部裝置，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋線之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，所述端部裝置包括一個(gè)適于至少部分位于軟管中的內(nèi)部件；一個(gè)適于至少部分密封所述管狀體的密封件，所述管狀體位于所述密封件和所述內(nèi)部件之間；以及一個(gè)獨(dú)立的載荷傳遞裝置，所述裝置適于沿所述密封件傳遞作用于軟管上的軸向載荷，從而減少或消除位于所述密封件和所述內(nèi)部件之間的軟管上的軸向載荷。
所述密封件最好用于沿圓周方向至少部分密封在所述密封件和所述內(nèi)部件之間的管狀體。
所述內(nèi)部件最好是大致圓柱狀的，同時(shí)所述密封件最好呈適于接納所述內(nèi)部件的環(huán)狀，從而使得所述管狀體能夠卡在所述內(nèi)部件的外表面和所述環(huán)的內(nèi)表面之間。
所述密封件和所述內(nèi)部件之間的密封可以通過多種方式獲得。例如，在一實(shí)施例中，所述密封件可以是能夠被緊固的開環(huán)，以便于提供一充分的密封。在另外一個(gè)實(shí)施例中，所述密封件可簡(jiǎn)單地包括一個(gè)密封環(huán)，所述密封環(huán)與所述內(nèi)部件過盈配合。
但是，在最佳實(shí)施例中，所述密封件包括一個(gè)內(nèi)部密封環(huán)以及一個(gè)能夠被緊固的外部密封環(huán)，以便于促使所述密封環(huán)與所述管狀體及所述內(nèi)部件結(jié)合。在此實(shí)施例中，所述密封環(huán)最好與所述內(nèi)部件過盈配合，以進(jìn)一步提高密封性能。
所述內(nèi)部件、密封環(huán)以及所述開環(huán)可以采用任何適合的材料。通常，所述內(nèi)部件以及所述開環(huán)可以采用不銹鋼制成。所述密封環(huán)可以采用不銹鋼制成，但是最好采用聚四氟乙烯(PTFE)。
所述密封件最好具有下述密封件的特征。
所述載荷傳遞裝置最好包括一個(gè)軟管結(jié)合部件、一個(gè)載荷傳遞部件以及一個(gè)固定于所述內(nèi)部件上的端部部件。所述密封件位于所述載荷傳遞部件和所述端部部件之間，并且所述軟管結(jié)合部件及端部部件通過所述載荷傳遞部件相連。
所述軟管結(jié)合部件和所述軟管的結(jié)合方式使得軟管中的至少部分軸向力由軟管傳遞至軟管結(jié)合部件。所述軟管結(jié)合部件將這些力傳遞至所述載荷傳遞部件，所述載荷傳遞部件將這些力傳遞至端部部件。通過這種方式，軟管中的至少部分軸向力繞過所述密封件而被傳遞，從而提高了所述密封件的密封可靠性。
所述內(nèi)部件及所述載荷傳遞裝置最好包括一個(gè)用于接納軟管線的部分。所述內(nèi)部件可以具有用于接納內(nèi)部線的螺旋凹槽，所述載荷傳遞裝置可以具有用于接納外部線的螺旋凹槽。最好的是，所述載荷傳遞裝置的軟管結(jié)合部件具有螺旋凹槽。
所述載荷傳遞部件最好包括一個(gè)通常呈盤狀的載荷傳遞板，其具有一個(gè)使軟管穿過的孔，所述載荷傳遞板具有一個(gè)可與所述軟管結(jié)合部件結(jié)合的面，從而使得載荷能夠由所述軟管結(jié)合部件傳遞至該板。所述載荷傳遞部件最好還包括一個(gè)固定于所述板和所述端部部件之間的載荷傳遞桿，以便于將載荷由所述板傳遞至所述端部部件。所述載荷傳遞桿可以具有一個(gè)緊固件，如一螺母。
所述內(nèi)部件最好具有一個(gè)適于在所述軟管的一個(gè)端部?jī)?nèi)延伸的軟管端，以及一個(gè)遠(yuǎn)離所述軟管端的末端。所述端部部件位于所述密封件的一側(cè)，緊鄰該末端，同時(shí)所述軟管結(jié)合部件位于所述密封件的另一側(cè)，并緊鄰所述軟管端。
所述內(nèi)部件的外表面上最好具有至少一個(gè)位于所述密封件下方并和所述管狀部件的所述部分相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)用于提高所述管狀部件的密封性，并且使得所述管狀部件更難于由所述內(nèi)部件及所述密封環(huán)之間拉動(dòng)。所述每一結(jié)構(gòu)最好包括一個(gè)繞所述內(nèi)部件的外表面周向延伸的伸出部。最理想的是，所述結(jié)構(gòu)為兩個(gè)或三個(gè)。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造軟管的方法，其包括以下步驟(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在管狀芯軸和內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)在所述管狀體上繞線以形成一外部線圈；(d)將軟管由芯軸上移開；其特征在于，還包括以下步驟
(e)在所述軟管的開口端設(shè)置一內(nèi)部部件；(f)將一載荷傳遞裝置固定在所述軟管的外表面；以及(g)將一密封件固定在所述管狀體的外表面。
該方法最好在步驟(b)和步驟(c)之間還包括下列步驟(h)將一個(gè)管狀軸向加強(qiáng)部件套在芯軸的自由端，從而使得芯軸在軸向加強(qiáng)部件內(nèi)延伸，然后沿芯軸拉動(dòng)軸向加強(qiáng)套，以使其部分覆蓋管狀體。
所述軸向加強(qiáng)部件最好被所述載荷傳遞裝置固定，并且該方法在步驟(f)之后還包括以下步驟(i)將所述管狀軸向加強(qiáng)部件翻卷，使其與所述載荷傳遞裝置的一部分重疊。
為了使得軟管具良好的結(jié)構(gòu)完整性，所述線圈以及所述片材最好在受拉情況下應(yīng)用。
如上所述，步驟(b)中的片材最好包括夾有一密封層的兩個(gè)加強(qiáng)層。在最佳實(shí)施例中，一呈片狀的內(nèi)部加強(qiáng)層螺旋纏繞于所述內(nèi)部線圈以及芯軸上，然后呈片狀的所述密封層螺旋纏繞于所述內(nèi)部加強(qiáng)層上；隨后呈片狀的所述外部加強(qiáng)層纏繞于所述密封層周圍。通?？梢圆捎枚鄠€(gè)密封層。
所述內(nèi)部及外部線圈最好采用具有相同螺距的螺旋結(jié)構(gòu)，并且外部線圈的位置和內(nèi)部線圈的位置相錯(cuò)半個(gè)螺距長(zhǎng)度。
在所述端部裝置放置在所述軟管中之前，可以將所述軟管由所述芯軸上移開?；蛘?，使內(nèi)部芯軸向上滑動(dòng)至所述軟管的一端，從而使得所述端部裝置能夠處于所述軟管的其它部分，因此在所述端部裝置以及所述軟管的其它部分仍位于芯軸上的同時(shí)，可將所述軟管的其它部分與所述端部裝置固定。
當(dāng)然，所述軟管的每一端可采用一獨(dú)立的端部裝置。
本發(fā)明涉及對(duì)軟管端部密封的一種改進(jìn)。
按照本發(fā)明的另一方面，其提供了一種用于密封軟管一端部的端部裝置，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋卷繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，所述端部裝置包括一個(gè)至少部分位于所述軟管內(nèi)的內(nèi)部件；以及一個(gè)用于至少部分密封所述管狀體的密封環(huán)，所述管狀體位于所述密封環(huán)和所述內(nèi)部件之間；其中所述密封件包括一個(gè)密封環(huán)以及一個(gè)壓縮件，所述壓縮件用于壓縮所述密封環(huán)，使其與所述管狀體的所述部分密封配合，同時(shí)所述壓縮件可緊固地抵靠于所述密封件上，以便于有選擇地增大或減小壓縮件對(duì)密封件的壓縮力。
在一最佳實(shí)施例中，所述壓縮件可緊固地抵靠于所述密封件上，以便于有選擇地增大或減小壓縮件對(duì)密封件的壓縮力。
在另一最佳實(shí)施例中，所述壓縮件以及所述密封環(huán)以可移動(dòng)的方式安裝在所述軟管上。
因此，按照本發(fā)明，端部裝置中不存在不可回復(fù)的塑性變形。
所述壓縮件最好在所有方向均等地壓縮所述密封環(huán)。
所述壓縮件最好具有可調(diào)節(jié)的直徑，并且還包括一個(gè)緊固裝置，所述緊固裝置可施加一個(gè)使得所述壓縮件的直徑減小的力，從而壓縮位于所述壓縮件內(nèi)的密封環(huán)。我們建議所述壓縮件包括一個(gè)開環(huán)或一個(gè)小型卡箍。
在一最佳實(shí)施例中，所述壓縮件由受冷時(shí)收縮量小于所述密封環(huán)的一種材料制成。這為下面將要描述的軟管的制造提供了一種有利的方式。所述密封環(huán)和所述壓縮件可以采用任意適合的材料。有許多在受冷時(shí)具有所期望的不同收縮量的材料。我們建議所述壓縮件采用不銹鋼，所述密封環(huán)采用聚四氟乙烯(PTFE)。所述密封環(huán)最好包括加強(qiáng)的PTFE，如添加玻璃的PTFE，以防塑性變形。所述密封環(huán)最好包括10％-20％重量的玻璃填充物。
所述內(nèi)部件最好由受冷時(shí)收縮量小于所述密封環(huán)的一種材料制成。這一特征的作用在于當(dāng)端部裝置受冷時(shí)，所述密封環(huán)的收縮量大于所述內(nèi)部件的收縮量，從而將所述密封環(huán)緊固在所述內(nèi)部件上，提高了密封性。所述內(nèi)部件可由任何適合的材料制成。不銹鋼就是一種特別適合的材料。
所述內(nèi)部件的外表面上最好具有至少一個(gè)位于所述密封環(huán)下方并和所述管狀體的所述部分結(jié)合的結(jié)構(gòu)。所述每個(gè)結(jié)構(gòu)拉伸薄膜，用于提高所述管狀部件的密封性，并且使得所述管狀部件更難于由所述內(nèi)部件及所述密封環(huán)之間拉動(dòng)；拉伸操作可以使得薄膜表面在密封情形下更均衡且更平滑。所述每一結(jié)構(gòu)最好包括一個(gè)繞所述內(nèi)部件的外表面周向延伸的伸出部。適宜的是，所述結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)或三個(gè)。
所述密封環(huán)最好與所述內(nèi)部件過盈配合。
在一最佳實(shí)施例中，所述端部裝置還包括一個(gè)如上所述的載荷傳遞裝置。
按照本發(fā)明的另一方面，其提供了一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋卷繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，所述管狀體用于輸送流體，并防止流體由管狀體滲漏，其特征在于，所述軟管進(jìn)一步還包括一如上所述的端部裝置。
所述軟管結(jié)合部件可借助其和所述軟管之間的摩擦力而方便地自軟管傳遞載荷。但是，所述軟管結(jié)合部件最好用于固定部分翻卷至其外部的軟管。這種布置使得載荷由所述軟管的翻卷部傳遞至所述軟管結(jié)合部件成為可能。所述軟管翻卷部可以是所述管狀體的一部分，但是其最好是一呈編織結(jié)構(gòu)的軸向加強(qiáng)裝置，下面將對(duì)所述軸向加強(qiáng)裝置予以描述。
所述管狀體最好包括至少一加強(qiáng)層以及至少一密封層。較為理想的是包括至少兩個(gè)夾有密封層的加強(qiáng)層。所述管狀體最好與上面已討論過的管狀體具有相同的特征。
所述管狀體還可包括一個(gè)或多個(gè)絕熱層，所述絕熱層由傳統(tǒng)的絕熱材料以及/或上述的玄武玻璃纖維制品制成。
所述軟管最好還具有如上所述的軸向加強(qiáng)裝置。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造軟管的方法，其包括如下步驟(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在管狀芯軸和內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)在所述管狀體上繞線以形成一外部線圈；(d)將軟管由芯軸上移開；其特征在于，還包括以下步驟(e)在所述軟管的開口端設(shè)置一內(nèi)部部件；(f)在所述管狀體的外表面上設(shè)置一密封環(huán)；以及(g)在所述密封環(huán)上設(shè)置一壓縮件，所述壓縮件壓縮所述密封部件，使其與所述管狀體以及所述內(nèi)部部件密封配合。
所述壓縮件最好由受冷時(shí)收縮量小于所述密封環(huán)的一種材料制成。所述壓縮件最好還包括一個(gè)用于調(diào)節(jié)作用于所述密封環(huán)上壓縮力的裝置；一開環(huán)特別適于用作壓縮件。這種構(gòu)造使得一最佳的生產(chǎn)工序成為可能。
在這種生產(chǎn)工序中，所述壓縮件作用于所述密封件，并且被緊固，然后所述壓縮件以及密封環(huán)承受至少一個(gè)冷卻周期。這就使得所述密封部件相對(duì)于所述壓縮件收縮，藉此壓縮件施加的壓縮力減小。在冷卻繼續(xù)的同時(shí)，所述壓縮件施加的壓縮力被校正到和冷卻前大致相同的級(jí)別，然后溫度升高。這種周期可以根據(jù)需要多次實(shí)施。該冷卻周期最好實(shí)施至少兩或三次，并且每次所述端部裝置被冷卻到至少比所述軟管指定的工作溫度低5℃。這一技術(shù)具有三個(gè)重要的作用。
首先，如果軟管的工作溫度高于冷卻溫度，則所述密封件在冷卻排除之后產(chǎn)生熱膨脹，因此所述壓縮件將向所述密封環(huán)施加額外的壓縮力。
其次，所述軟管在至少和冷卻溫度一樣低的溫度下具有顯著的密封性能。當(dāng)軟管在低溫領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，這是非常重要的。這樣一來，所述軟管被冷卻的溫度最好與其被使用時(shí)的溫度一樣低。通常，我們建議冷卻溫度為-50℃或更低，較為理想的是-100℃或更低，更為理想的是-150℃或更低。冷卻最好通過液氮來實(shí)現(xiàn)，因此冷卻溫度能夠低至-196℃。
第三，所述壓縮件產(chǎn)生的流體靜應(yīng)力使得軟管變形損壞的可能性大大減小，甚至消除。
我們建議所述內(nèi)部件最好由受冷時(shí)收縮量小于所述密封環(huán)的一種材料制成。這樣一來，當(dāng)端部裝置受冷時(shí)，所述密封環(huán)能夠更牢固地卡緊所述內(nèi)部件，從而使得當(dāng)軟管在低溫工作時(shí)，端部裝置的密封性得以提高。
線圈以及片材最好經(jīng)過拉伸起作用，從而為軟管提供良好的結(jié)構(gòu)完整性。
如上所述，步驟(b)中的片材最好包括夾有一密封層的兩個(gè)加強(qiáng)層。在最佳實(shí)施例中，一呈片狀的內(nèi)部加強(qiáng)層螺旋纏繞于所述內(nèi)部線圈以及芯軸上，然后呈片狀的所述密封層螺旋纏繞于所述內(nèi)部加強(qiáng)層；隨后呈片狀的所述外部加強(qiáng)層螺旋纏繞于所述密封層。通?？梢圆捎枚鄠€(gè)密封層。
所述內(nèi)部及外部線圈最好采用具有相同螺距的螺旋結(jié)構(gòu)，并且外部線圈的位置和內(nèi)部線圈的位置相錯(cuò)半個(gè)螺距長(zhǎng)度。
在所述端部裝置放置在所述軟管中之前，可以將所述軟管由所述芯軸上移開?；蛘撸箖?nèi)部芯軸向上滑動(dòng)至所述軟管的一端，從而使得所述端部裝置能夠處于所述軟管的其它部分，然后在所述端部裝置以及所述軟管的其它部分仍位于芯軸上的同時(shí)，可將所述軟管的其它部分與所述端部裝置固定。
在上述的本發(fā)明中，每個(gè)固定件通常由一螺旋纏繞線構(gòu)成。螺旋線通常被布置成彼此偏離半個(gè)螺距。螺旋線用于牢固地卡緊位于其間的管狀體，以使得管狀體的各層保持相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)使得軟管保持結(jié)構(gòu)的完整性。內(nèi)部以及外部線可以例如是低碳鋼、奧氏體不銹鋼或鋁。如果需要，也可以鍍鋅或鍍一種聚合物。
應(yīng)當(dāng)理解盡管構(gòu)成固定件的螺旋線可能具有一相當(dāng)?shù)目估瓘?qiáng)度，但是線圈形式的螺旋線意味著當(dāng)固定件受到小的軸向拉伸時(shí)也能夠發(fā)生變形。線圈的任何顯著變形會(huì)很快地破壞軟管的結(jié)構(gòu)完整性。
按照本發(fā)明的軟管能夠在廣泛的溫度范圍下應(yīng)用，例如100℃以上的溫度，從0-100℃的溫度以及0℃以下的溫度。通過適當(dāng)?shù)倪x擇材料，軟管能夠在-20℃以下、-50℃以下，甚至-100℃以下使用。例如，在輸送液化天然氣(LNG)時(shí)，軟管可在低至-170℃，或者更低的的溫度下工作。此外，軟管也可用于輸送液氧(沸點(diǎn)-183℃)或液氮(沸點(diǎn)-196℃)，在這種情況下，軟管需要在-200℃或更低的溫度下工作。
按照本發(fā)明的軟管可以具有不同的工況。軟管的內(nèi)徑范圍一般可以從大約2英寸(51毫米)至大約24英寸(610毫米)，更一般的是從大約8英寸(203毫米)至大約16英寸(406毫米)。軟管的工作壓力范圍一般是從500千帕至2000千帕，或者可以超過2500千帕。這些與軟管的工作壓力有關(guān)的壓力不是爆裂壓力(爆裂壓力應(yīng)是工作壓力的幾倍)。體積流速取決于流體介質(zhì)、壓力以及內(nèi)徑。其范圍通常是從1000立方米/小時(shí)至1200立方米/小時(shí)。
按照本發(fā)明的軟管也可用于腐蝕性材料，如強(qiáng)酸。


下面將對(duì)附圖進(jìn)行說明，其中圖1是按照本發(fā)明的軟管在工作時(shí)理論上可能受到的應(yīng)力的示意圖；圖2是按照本發(fā)明的軟管的示意性剖面圖；圖3是按照本發(fā)明的軟管的一加強(qiáng)層的剖視圖；圖4A是按照本發(fā)明的軟管的一管狀軸向加強(qiáng)套的剖視圖，其中軸向加強(qiáng)套處于松弛狀態(tài)；圖4B是按照本發(fā)明的軟管的一管狀軸向加強(qiáng)套的剖視圖，其中軸向加強(qiáng)套處于張緊狀態(tài)；圖5A、5B、5C以及5D是按照本發(fā)明的軟管的四種使用狀況；圖6是按照本發(fā)明的軟管密封層的剖面圖；圖7是圖2所示軟管的絕熱層的更為詳盡的剖面圖；以及圖8是按照本發(fā)明的軟管的端部裝置的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一軟管H在使用時(shí)通常受到的應(yīng)力。箭頭HS表示周向應(yīng)力，該應(yīng)力沿軟管H圓周的切線方向作用。箭頭AS表示軸向應(yīng)力，該應(yīng)力沿軟管H的長(zhǎng)度方向軸向作用。箭頭FS表示彎曲應(yīng)力，當(dāng)軟管彎曲時(shí)，該應(yīng)力橫向作用于軟管H的縱軸。箭頭TS表示扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，該扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用于所述軟管的縱軸。箭頭CS表示擠壓應(yīng)力，該應(yīng)力源于徑向作用于軟管H外部的載荷。
周向應(yīng)力HS由軟管H中流體的壓力造成。軸向應(yīng)力AS由所述軟管中的流體產(chǎn)生，同時(shí)也由所述軟管中流體的重量以及所述軟管H自身的重量共同產(chǎn)生。彎曲應(yīng)力FS由使得軟管H正確定位所需的彎曲程度以及所述軟管H使用時(shí)的移動(dòng)造成。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力TS由所述軟管的扭轉(zhuǎn)造成。已有的軟管通常能夠承受周向應(yīng)力HS、彎曲應(yīng)力FS以及TS，但是很少能夠承受軸向應(yīng)力AS?；谶@一原因，當(dāng)已有的軟管受到很大的軸向應(yīng)力AS時(shí)，為了使所述軸向應(yīng)力AS最小化，其必須被支承著。
本發(fā)明解決了承受軸向應(yīng)力AS的問題。在圖2中，軟管通常用附圖標(biāo)記10表示。為了清楚起見，圖2以及其它圖中各層的繞線組未示出。
軟管10包括一個(gè)管狀體12，所述管狀體12包括一個(gè)內(nèi)部加強(qiáng)層14、一個(gè)外部加強(qiáng)層16、以及一個(gè)夾在加強(qiáng)層14、16之間的密封層18。一個(gè)起軸向加強(qiáng)作用的管狀套20沿所述外部加強(qiáng)層16的外表面設(shè)置。
所述管狀體12以及管狀套20位于一個(gè)內(nèi)部螺旋卷繞線22以及一個(gè)外部螺旋卷繞線24之間。所述內(nèi)部及外部螺旋卷繞線22、24彼此偏離半個(gè)螺距長(zhǎng)度。
一個(gè)絕熱層26圍繞所述外部螺旋線24設(shè)置。所述絕熱層可以采用已有的絕熱材料，如塑性泡沫材料，或者下面將要描述的與圖7相關(guān)的材料。
所述加強(qiáng)層14及16包括由一種合成材料制成的紡織纖維制品，如UHMWPE或芳香尼龍纖維。圖3示出了內(nèi)部加強(qiáng)層14，從中可明顯看出所述內(nèi)部加強(qiáng)層14包括沿經(jīng)向W設(shè)置的纖維14a以及沿緯向F設(shè)置的纖維14b。為了清楚起見，圖3只是示出了內(nèi)部加強(qiáng)層14。我們意外地發(fā)現(xiàn)，將所述加強(qiáng)層14的經(jīng)向W與所述軟管10的縱軸的夾角設(shè)置成一個(gè)小于20℃且通常為15℃的角度，軟管10的軸向強(qiáng)度能夠得以提高。這一角度在圖3以符號(hào)α表示。所述外部加強(qiáng)層16的結(jié)構(gòu)及方位和內(nèi)部加強(qiáng)層14的結(jié)構(gòu)及方位實(shí)質(zhì)上一樣。所述外部加強(qiáng)層16的角度α和所述內(nèi)部加強(qiáng)層14的角度α可以相同或不同。
所述密封層18包括多層卷繞于所述內(nèi)部加強(qiáng)層14的外表面上的塑性薄膜，其在所述內(nèi)部及外部加強(qiáng)層14和16之間提供了液密性的密封。
所述軟管10還包括一個(gè)位于所述管狀套20和外部螺旋線24之間的加強(qiáng)層(未示出)。所述加強(qiáng)層與所述管狀套20和外部螺旋線24具有相似的特性。
所述管狀套20是由兩組纖維20a和20b構(gòu)成的一管狀編織物。所述管狀套20示于圖4A以及圖4B，在這些圖中，為了清楚起見，只是示出了管狀套20。在兩組纖維20a和20b之間具有空間28，因而當(dāng)管狀套20受到軸向拉伸時(shí)，纖維20a和20b能夠收縮移動(dòng)至空間28。這在某種程度上可以減少所述管狀套20的直徑，使其緊固在所述管狀體12上，從而增強(qiáng)了軟管的結(jié)構(gòu)完整性，并且使得軟管10的破裂壓力增大。圖4B示出了處于張緊情形下的管狀套20。
圖6詳細(xì)示出了密封層18。所述密封層18的設(shè)置增大了所述軟管對(duì)彎曲應(yīng)力FS及周向應(yīng)力HS的抵抗力。
如圖6所示，密封層18包括多層18a，其中每一層由第一種聚合物(如一高度定向的UHMWPE)制成，并且和每層由第二種聚合物(如PFTE或FEP)制成的多層18b交替布置，兩種聚合物具有不同的硬度。所述多層18a以及18b卷繞于所述內(nèi)部加強(qiáng)層14的外表面，從而在所述內(nèi)部及外部加強(qiáng)層14和16之間提供了一種液密的密封。如上所述，所述多層18a及18b無需以交替的方式設(shè)置。例如，所有多層18a可以放置在一起，所有多層18b可以放置在一起。
圖7詳細(xì)示出了絕熱層26。所述絕熱層26主要用于提高軟管10對(duì)彎曲應(yīng)力FS的抵抗力以及軟管的隔熱。
所述絕熱層26包括一內(nèi)層26a，所述內(nèi)層26a由一種以噴射、澆注或其它方式施加于所述管狀體12以及外部螺旋線24上的聚氨基甲酸酯構(gòu)成。硬化后，聚氨基甲酸酯層26a形成了一個(gè)所述外部線24嵌入其中的固態(tài)基體。這有助于所述外部線24的定位。在最佳實(shí)施例中，所述內(nèi)層26a中具有氣泡。
所述絕熱層26包括位于內(nèi)層26a之上的一個(gè)層26b。所述層26b由玄武玻璃纖維形成的纖維制品構(gòu)成。所述層26b為軟管10提供了大部分的隔熱性能。
所述絕熱層26還包括位于層26b上的一層26c。所述層26c由UHMWPE構(gòu)成，如DYNEEMA或SPECTRA。所述層26c主要用于抵抗周向應(yīng)力以及彎曲應(yīng)力。
所述絕熱層26還包括一壓縮層26d。壓縮層26d起壓縮所述層26b的作用，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)玄武玻璃纖維層26b的隔熱特性在受到壓縮后得以大大地提高。所述壓縮層26d可以包括例如緊緊地纏繞于所述層26c上的一繩或索。所述壓縮層26d最好包括一和上述管狀套20相似的軸向加強(qiáng)套。
另外一具有氣泡的聚氨基甲酸酯層(未示出)可以位于壓縮層26d上，以進(jìn)一步改善軟管10的絕熱特性以及浮力。在包含氣泡的聚氨基甲酸酯層上可設(shè)置另一不包含氣泡的聚氨基甲酸酯層(未示出)。所述另外的聚氨基甲酸酯層可附加地或作為替代設(shè)置于所述壓縮層26d上。所述內(nèi)部層26a自身包括氣泡也是可能的。
所述軟管10可通過以下技術(shù)形成。為了獲得一具有理想螺距的螺旋構(gòu)造，第一步將內(nèi)部線22纏繞于一支撐芯軸上(未示出)。支撐芯軸的直徑和所期望的軟管10的內(nèi)徑相一致。然后內(nèi)部加強(qiáng)層14纏繞于所述內(nèi)部線22以及支撐芯軸上，使得其經(jīng)向W被設(shè)置成期望的角度α。
構(gòu)成密封層18的多層塑性薄膜18a以及18b隨后被纏繞于所述內(nèi)部加強(qiáng)層14的外表面上。薄膜18a以及18b的長(zhǎng)度通常小于軟管10的長(zhǎng)度，因而，多個(gè)單獨(dú)的薄膜18a以及18b必須纏繞于所述內(nèi)部層14上。薄膜18a以及18b最好沿密封層18的厚度方向交替布置。一般地，在密封層厚度方向上具有五層單獨(dú)的薄膜18a及18b。
然后所述外部加強(qiáng)層16纏繞于密封層18上，使得其經(jīng)向W被設(shè)置成期望的角度α(所述角度可以是α，或者接近α的其它角度)。所述管狀軸向加強(qiáng)套20被拉動(dòng)至所述外部加強(qiáng)層16的外側(cè)。另一加強(qiáng)層進(jìn)而纏繞于所述軸向加強(qiáng)套20上。
為了獲得一具有理想螺距的螺旋結(jié)構(gòu)，一外部線24纏繞于所述另一加強(qiáng)層20上。所述外部線24的螺距一般等于所述內(nèi)部線22的螺距，并且所述外部線24位于偏離所述內(nèi)部螺旋線22半個(gè)螺距長(zhǎng)度的位置；這在圖2得以示出，其中p表示螺距。
然后一種聚氨基甲酸酯樹脂被噴在所述加強(qiáng)層的外表面，從而在所述加強(qiáng)層以及外部線24上形成一層樹脂罩。所述樹脂硬化后可形成所述內(nèi)層26a。為了使得內(nèi)層中具有氣泡，可在所述樹脂硬化前(通常在噴射或上色之前)向其中注入氣體。隨后，所述玄武玻璃纖維層26b卷繞于所述聚氨基甲酸酯層26a上，所述UHMWPE層26c卷繞于所述玄武玻璃纖維層26b上。最后，所述壓縮層26d作用于所述層26c上。
通過將位于所述軟管10內(nèi)部的一插入件上的襯套翻卷，可以密封所述軟管10的端部。這一收尾步驟通常在所述軟管10已由所述芯軸上移開后實(shí)施。
如圖8所示的端部裝置200可以使得所述軟管10的端部被密封。在圖8中，為了清楚起見，軟管10未示出。端部裝置200包括一具有一軟管端202a和一末端202b的筒狀內(nèi)部件202。所述端部裝置202還包括一個(gè)密封件，所述密封件包括一個(gè)PTFE密封環(huán)204以及一個(gè)環(huán)繞PTFE密封環(huán)204的不銹鋼開環(huán)206。
所述端部裝置200還包括一個(gè)載荷傳遞裝置，所述載荷傳遞裝置包括一軟管結(jié)合部件208、一載荷傳遞部件210以及一圓盤狀端部件212。所述載荷傳遞部件包括一圓盤形板214以及至少一個(gè)載荷傳遞桿216。在圖2中具有兩個(gè)桿216，但是具有三個(gè)或更多數(shù)量的桿216也是可能的。所述每個(gè)桿216上具有一個(gè)緊固螺母218。所述板212以及214上分別具有安裝桿216的孔212a以及214a。
所述每個(gè)板212及214可以是一Simon板，所述軟管結(jié)合部件202可以是一Ged環(huán)，所述開環(huán)206可以是一Eric環(huán)。
所述板212還包括孔212b，同時(shí)所述內(nèi)部件202的末端202b具有孔202c。固定螺栓220位于孔202b以及212b中，以便將所述板212固定在所述內(nèi)部件202的末端202a。圖2中具有兩個(gè)固定螺栓220以及相關(guān)的孔，但是應(yīng)當(dāng)明白固定螺栓220以及相關(guān)孔的數(shù)量可多可少。
所述軟管結(jié)合部件208具有一個(gè)內(nèi)部螺旋凹槽208a，所述軟管10的外部線24穿過所述內(nèi)部凹槽。所述內(nèi)部件202具有一外部螺旋凹槽202d，所述內(nèi)部線22穿過所述外部凹槽。由圖2可看出，類似于所述內(nèi)部線以及外部線22和24，所述凹槽208a以及202d間隔半個(gè)螺距長(zhǎng)度p。
內(nèi)部件202具有兩個(gè)沿圓周方向的伸出部202e，所述伸出部位于所述密封環(huán)204的下方。伸出部202e用于增強(qiáng)位于所述內(nèi)部件202以及所述密封環(huán)204之間的所述管狀部件20的密封性，并且可以防止所述管狀件被意外地拉至不正確的位置。
所述軟管10如下所述被固定在端部裝置200上。所述內(nèi)部件202被擰到所述軟管10的端部，從而使得所述軟管10接近所述板212。所述內(nèi)部線22被放置在凹槽202d中，所述外部線24被放置在所述凹槽208a中。所述內(nèi)部線22以及外部線24被截?cái)?，以防其沿所述?nèi)部件202延伸而超出凹槽202d以及208a。所述絕熱層26在該處也被截?cái)?。所述?nèi)部加強(qiáng)層14在該處也被截?cái)?，或者在其到達(dá)所述密封環(huán)204之前的某處被截?cái)唷＿@就意味著所述密封層18直接與所述內(nèi)部件202的外表面結(jié)合。然而，所述管狀體12的其它部分可以在位于所述內(nèi)部件202以及所述密封環(huán)204之間的所述內(nèi)部件202上延伸。
然后所述軟管結(jié)合部件208受到緊固而卡緊在軟管10上，從而與所述軟管10形成牢固的結(jié)合。緊固所述螺母218，使得軟管10產(chǎn)生一些軸向拉伸，從而造成系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。這些力由所述軟管結(jié)合部件208傳遞至所述板214、所述桿216、所述板212以及所述內(nèi)部件202的末端202b。所述管狀部件20被拉至所述軟管結(jié)合部件208的上表面，并且被固定在沿所述軟管結(jié)合部件208之上表面延伸的伸出部208b上。
所述管狀體12在所述密封環(huán)204下方延伸。在所述軟管結(jié)合部件208以及所述螺母218被緊固后，緊固所述開環(huán)206，以使得所述密封環(huán)204作用于所述管狀體12上的力增大。
然后液氮將所述端部裝置200冷卻至一低溫。此時(shí)，所述密封環(huán)204的收縮量較所述開環(huán)206的收縮量大，因而所述開環(huán)206作用于所述密封環(huán)204上的壓縮力減小。在所述開環(huán)206以及所述密封環(huán)204處于一相對(duì)低的溫度的同時(shí)，所述開環(huán)206被再次緊固。隨后溫度升至環(huán)境溫度，此時(shí)，所述密封環(huán)204相對(duì)于所述開環(huán)206更大的膨脹使得作用于所述密封環(huán)上的壓縮力增大。
這就實(shí)現(xiàn)了所述軟管10的端部裝配。所述軟管結(jié)合部件208為所述軟管10的端部提供了一些密封，并且有助于沿所述密封環(huán)204在所述軟管10上產(chǎn)生軸向力。所述軟管10的其它密封由所述密封環(huán)204提供。
圖5A至圖5D示出了所述軟管10的三種應(yīng)用。在圖5A至圖5C中，一個(gè)漂浮的儲(chǔ)存及卸載箱(FPSO)102通過一個(gè)按照本發(fā)明的軟管10而與一個(gè)LNG運(yùn)載裝置104相連。所述軟管10將LNG由一個(gè)FPSO儲(chǔ)存箱102輸送至一個(gè)LNG運(yùn)載裝置104的儲(chǔ)存罐。在圖5A中，所述軟管10位于海平面106之上。在圖5B中，所述軟管10位于海平面106之下。在圖5C中，所述軟管10鄰近海平面。在每種情況下，軟管10無需任何中間支撐即可輸送LNG。在圖5D中，所述LNG運(yùn)載裝置通過軟管10與一陸地存儲(chǔ)設(shè)備108相連。
除了圖5A至圖5C所示的應(yīng)用外，所述軟管10可在多種其它場(chǎng)合下應(yīng)用。所述軟管可在低溫或非低溫情況下應(yīng)用。
很顯然，可以對(duì)上面所述的本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)。例如，所述管狀套20可以位于所述外部線24的外側(cè)。同時(shí)，所述軟管10可以包括輔助加強(qiáng)層14、18，密封層16以及/或管狀套20。所述密封層18a中的一層、或多層、或者所有層可以是敷有聚合物的金屬薄膜，或者是鍍有金屬的聚合物薄膜。類似地，所述密封層18b中的一層、或多層、或者所有層可以是敷有聚合物的金屬薄膜，或者是鍍有金屬的聚合物薄膜。
權(quán)利要求
1.一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋纏繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，所述管狀體用于輸送流體并防止流體滲漏，其包括兩個(gè)中間夾有一密封層的加強(qiáng)層，其特征在于所述軟管還包括一個(gè)軸向加強(qiáng)裝置，當(dāng)所述管狀體受到軸向拉伸時(shí)，所述軸向加強(qiáng)裝置能夠減小所述管狀體的變形，并且當(dāng)所述軸向加強(qiáng)裝置受到軸向拉伸時(shí)，其能夠在所述管狀體的至少一部分上產(chǎn)生一沿徑向向內(nèi)的力，所述管狀體和所述軸向加強(qiáng)裝置的失效應(yīng)變?cè)?％-10％的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的軟管，其特征在于，所述軸向加強(qiáng)裝置包括一由片材形成的管狀套，當(dāng)受到軸向拉伸時(shí)，所述管狀套能夠保持其管狀結(jié)構(gòu)的完整性。
3.如權(quán)利要求2所述的軟管，其特征在于，所述軸向加強(qiáng)裝置包括兩個(gè)或多個(gè)所述管狀套。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的軟管，其特征在于，所述軸向加強(qiáng)裝置通常為管狀編織結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的軟管，其特征在于，所述編織品為三維結(jié)構(gòu)。
6.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括一個(gè)位于所述軸向加強(qiáng)裝置和所述外部固定件之間的加強(qiáng)層。
7.如權(quán)利要求6所述的軟管，其特征在于，所述管狀體、所述軸向加強(qiáng)裝置以及所述加強(qiáng)層均由相同的聚合物材料制成。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述每個(gè)加強(qiáng)層包括一由沿經(jīng)向和緯向定向的纖維構(gòu)成的紡織制品，所述每個(gè)加強(qiáng)層的布置使得所述經(jīng)向與所述軟管的縱軸的夾角小于20℃。
9.如權(quán)利要求8所述的軟管，其特征在于，所述每個(gè)加強(qiáng)層的放置使得所述經(jīng)向與所述軟管的縱軸的夾角小于10℃。
10.如權(quán)利要求6、7、8或9所述的軟管，其特征在于，所述每個(gè)加強(qiáng)層由一種超高分子重量聚乙烯構(gòu)成。
11.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述軸向加強(qiáng)裝置由一種超高分子重量聚乙烯、芳香尼龍纖維或聚酯纖維構(gòu)成。
12.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述密封層由一種超高分子重量聚乙烯或六氟乙烯及四氟乙烯的共聚物構(gòu)成。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述密封層還包括至少一個(gè)部分或全部含有一種金屬或金屬氧化物的層。
14.如權(quán)利要求1-11中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述密封層包括至少兩種聚合薄膜，所述其中一種薄膜由第一聚合物制成，所述其中另一種薄膜由不同于所述第一聚合物的第二聚合物制成，所述其中一種聚合薄膜比所述另一種聚合薄膜的剛性大，從而由所述材料特性帶來的屈服應(yīng)變的差異在操作溫度以及壓力下得以體現(xiàn)。
15.如權(quán)利要求14所述的軟管，其特征在于，所述外部薄膜比所述內(nèi)部薄膜的剛性大。
16.如權(quán)利要求14或15所述的軟管，其特征在于，所述密封層的所述聚合薄膜由聚酯、聚酰胺、聚烯烴或含氟聚合物構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求14、15或16所述的軟管，其特征在于，所述密封層的其中一聚合薄膜由聚烯烴構(gòu)成，另一聚合薄膜由含氟聚合物構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求16或17所述的軟管，其特征在于，所述密封層的其中一聚合薄膜由一高度定向的超高密度聚乙烯構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求16、17或18所述的軟管，其特征在于，所述密封層的其中一聚合薄膜由六氟乙烯及四氟乙烯的共聚物構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求14-19中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述密封層包括多個(gè)含有聚合物薄膜的層，并且所述第一聚合物和第二聚合物沿所述密封層的厚度方向交替設(shè)置。
21.如權(quán)利要求14-20中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述金屬或金屬氧化物層是金屬薄膜層或金屬氧化物薄膜層，或者是覆有聚合物的金屬或金屬氧化物薄膜，或者是鍍有金屬或金屬氧化物的聚合物薄膜。
22.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括一絕熱層。
23.如權(quán)利要求1-20中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括一圍繞所述外部線設(shè)置的固化的樹脂基體，所述外部線至少部分嵌入所述樹脂基體，以限制所述外部線和所述軟管其它部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
24.如權(quán)利要求23所述的軟管，其特征在于，形成所述樹脂基體的未固化的樹脂可以以液態(tài)形式涂敷在所述管狀部件上。
25.如權(quán)利要求23或24所述的軟管，其特征在于，所述樹脂基體是聚氨基甲酸酯。
26.如權(quán)利要求23、24或25所述的軟管，其特征在于，還包括一絕熱層，所述絕熱層由一種由玄武玻璃纖維形成的纖維制品構(gòu)成。
27.如權(quán)利要求26所述的軟管，其特征在于，還包括一環(huán)繞所述玄武玻璃纖維制品的壓縮層，所述壓縮層用于壓縮所述玄武玻璃纖維制品。
28.如權(quán)利要求27所述的軟管，其特征在于，所述壓縮層由一種超高分子重量聚乙烯構(gòu)成。
29.如上述任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括一圍繞所述管狀部件的塑性材料層，所述塑性材料層中具有氣泡。
30.如權(quán)利要求29所述的軟管，其特征在于，所述塑性材料是聚氨基甲酸酯。
31.如權(quán)利要求29或30所述的軟管，其特征在于，通過將液態(tài)形式的塑性材料噴射在所述管狀體的表面，并使其固化，所述塑性材料即可涂敷在所述管狀體上。
32.如權(quán)利要求29、30或31所述的軟管，其特征在于，在所述塑性材料被噴射前，并仍處于液態(tài)的情況下，將氣體注入所述塑性材料中，從而包含有氣泡。
33.如權(quán)利要求29-32中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括另外一個(gè)塑性材料層，所述塑性材料層不包含氣泡，并且環(huán)繞所述含有氣泡的塑性材料層放置。
34.如權(quán)利要求33所述的軟管，其特征在于，所述另外一個(gè)塑性材料層是一種聚氨基甲酸酯。
35.如權(quán)利要求29-35中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述軟管的平均比重小于0.8。
36.如前任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括一個(gè)端部裝置，所述端部裝置包括一個(gè)適于至少部分位于所述軟管中的內(nèi)部件；一個(gè)適于至少部分密封所述管狀體的密封件，所述管狀體周向位于所述密封件和所述內(nèi)部件之間；以及一個(gè)獨(dú)立的載荷傳遞裝置，所述裝置適于沿所述密封件傳遞作用于所述軟管上的軸向載荷，從而減少或消除位于所述密封件和所述內(nèi)部件之間的所述軟管上的軸向載荷。
37.如權(quán)利要求36所述的軟管，其特征在于，所述內(nèi)部件基本成圓柱狀，同時(shí)所述密封件為一適于接納所述內(nèi)部件的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從而使得所述管狀體能夠卡在所述內(nèi)部件的外表面和所述環(huán)的內(nèi)表面之間。
38.如權(quán)利要求36或37所述的軟管，其特征在于，所述密封件包括一個(gè)內(nèi)部密封環(huán)以及一個(gè)外部開環(huán)，所述外部開環(huán)能夠被緊固，以增強(qiáng)所述密封環(huán)與所述管狀體及所述內(nèi)部件的結(jié)合。
39.如權(quán)利要求38所述的軟管，其特征在于，所述開環(huán)是不銹鋼，所述密封環(huán)是聚四氟乙烯。
40.如權(quán)利要求36-39中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述載荷傳遞裝置包括一個(gè)軟管結(jié)合部件、一個(gè)載荷傳遞部件以及一個(gè)固定于所述內(nèi)部件上的端部部件，所述密封件位于所述載荷傳遞部件和所述端部部件之間，并且所述軟管結(jié)合部件和所述端部部件通過所述載荷傳遞部件相連。
41.如權(quán)利要求40所述的軟管，其特征在于，所述軟管結(jié)合部件和所述軟管的結(jié)合方式使得所述軟管中的至少部分軸向力由所述軟管傳遞至所述軟管結(jié)合部件。
42.如權(quán)利要求40或41所述的軟管，其特征在于，所述內(nèi)部件及所述軟管結(jié)合部件各自包括一個(gè)用于接納所述軟管的內(nèi)部和外部線的結(jié)構(gòu)。
43.如權(quán)利要求40、41或42所述的軟管，其特征在于，所述載荷傳遞部件包括一個(gè)載荷傳遞板，其具有一個(gè)使所述軟管穿過其中的孔，所述載荷傳遞板具有一個(gè)可與所述軟管結(jié)合部件結(jié)合的面，從而使得載荷能夠由所述軟管結(jié)合部件傳遞至該板。
44.如權(quán)利要求43所述的軟管，其特征在于，所述載荷傳遞部件還包括一個(gè)固定于所述板和所述端部部件之間的載荷傳遞桿，以便于將載荷由所述板傳遞至所述端部部件。
45.如權(quán)利要求36-44中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述內(nèi)部件具有一個(gè)適于在所述軟管的一端部中延伸的軟管端，以及一個(gè)遠(yuǎn)離所述軟管端的末端，所述端部部件位于所述密封件的一側(cè)，并緊鄰該末端，同時(shí)所述軟管結(jié)合部件位于所述密封件的另一側(cè)，并緊鄰所述軟管端。
46.一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部以及外部螺旋纏繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，所述管狀體包括一個(gè)夾在所述內(nèi)部及外部加強(qiáng)層之間的密封層，其特征在于，所述密封層包括至少兩種聚合薄膜，一種薄膜由一第一聚合物制成，另一種薄膜由不同于所述第一聚合物的一第二聚合物制成，所述其中一種薄膜比所述另一種薄膜的剛性大，藉此材料特性所帶來的屈服應(yīng)變的差異在操作溫度以及壓力下得以體現(xiàn)。
47.如權(quán)利要求46所述的軟管，其特征在于，所述密封層還包括至少一個(gè)部分地或全部地由一種金屬或一種金屬氧化物構(gòu)成的層。
48.如權(quán)利要求46或47所述的軟管，其特征在于，所述外部薄膜的剛性大于所述內(nèi)部薄膜。
49.如權(quán)利要求46、47或48所述的軟管，其特征在于，所述聚合物薄膜由聚酯、聚酰胺、聚烯烴或含氟聚合物構(gòu)成。
50.如權(quán)利要求46、47、48或49所述的軟管，其特征在于，所述其中一種聚合物薄膜由一種聚烯烴構(gòu)成，所述另一聚合物薄膜由含氟聚合物構(gòu)成。
51.如權(quán)利要求49或50所述的軟管，其特征在于，所述聚烯烴由一高度定向的超高密度聚乙烯構(gòu)成。
52.如權(quán)利要求49、50或51所述的軟管，其特征在于，所述含氟聚合物由六氟乙烯及四氟乙烯的共聚物構(gòu)成。
53.如權(quán)利要求46-52中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述密封層包括多個(gè)含有聚合物薄膜的層，并且所述第一聚合物和第二聚合物沿所述密封層的厚度方向交替設(shè)置。
54.如權(quán)利要求46-53中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述金屬層是金屬薄膜層或金屬氧化物薄膜層，或者是敷有聚合物的金屬或金屬氧化物薄膜，或者是鍍有金屬或金屬氧化物的聚合物薄膜。
55.一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋纏繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，一圍繞所述管狀體設(shè)置的固化的樹脂基體，所述外部線至少部分嵌入所述樹脂基體中，以便限制所述外部線和所述軟管其它部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
56.如權(quán)利要求55所述的軟管，其特征在于，形成所述樹脂基體的未固化的樹脂可以以液態(tài)形式涂敷在所述管狀部件上。
57.如權(quán)利要求55或56所述的軟管，其特征在于，所述樹脂基體是聚氨基甲酸酯。
58.如權(quán)利要求55、56或57所述的軟管，其特征在于，還包括一絕熱層，所述絕熱層由一種由玄武玻璃纖維形成的纖維制品構(gòu)成。
59.如權(quán)利要求58所述的軟管，其特征在于，還包括一環(huán)繞所述玄武玻璃纖維制品的壓縮層，所述壓縮層用于壓縮所述玄武玻璃纖維制品。
60.如權(quán)利要求59所述的軟管，其特征在于，所述壓縮層由一種超高分子重量聚乙烯構(gòu)成。
61.如權(quán)利要求55-60中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述管狀體包括至少一個(gè)加強(qiáng)層以及至少一個(gè)密封層。
62.如權(quán)利要求61所述的軟管，其特征在于，所述管狀體包括兩個(gè)中間夾有所述密封層的所述加強(qiáng)層。
63.如權(quán)利要求61或62所述的軟管，其特征在于，所述每個(gè)加強(qiáng)層由一種超高分子重量聚乙烯構(gòu)成。
64.如權(quán)利要求61、62或63所述的軟管，其特征在于，所述密封層由一種超高分子重量聚乙烯或含氟聚合物構(gòu)成。
65.一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部固定件之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，一圍繞所述管狀部件的塑性材料層，所述塑性材料層中具有氣泡。
66.如權(quán)利要求65所述的軟管，其特征在于，所述塑性材料是聚氨基甲酸酯。
67.如權(quán)利要求65或66所述的軟管，其特征在于，通過將液態(tài)形式的所述塑性材料噴射在所述管狀體的表面上，并使其固化，所述塑性材料即可涂敷在所述管狀體上。
68.如權(quán)利要求65、66或67所述的軟管，其特征在于，在所述塑性材料被噴射之前，并仍處于液態(tài)的情況下，將氣體注入所述塑性材料中，從而包含氣泡。
69.如權(quán)利要求65-68中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，還包括另外一個(gè)塑性材料層，所述塑性材料層不包含氣泡，并且環(huán)繞所述含有氣泡的塑性材料層放置。
70.如權(quán)利要求69所述的軟管，其特征在于，所述另外一個(gè)塑性材料層是一種聚氨基甲酸酯。
71.如權(quán)利要求65-70中任一權(quán)利要求所述的軟管，其特征在于，所述軟管的平均比重小于0.8。
72.一種用于一軟管端部收尾的端部裝置，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋纏繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，其特征在于，所述端部裝置包括一個(gè)適于至少部分位于所述軟管中的內(nèi)部件；一個(gè)適于至少部分密封所述管狀體的密封件，所述管狀體周向位于所述密封件和所述內(nèi)部件之間；以及一個(gè)獨(dú)立的載荷傳遞裝置，所述裝置適于沿所述密封件傳遞作用于所述軟管上的軸向載荷，從而減少或消除位于所述密封件和所述內(nèi)部件之間的所述軟管上的軸向載荷。
73.如權(quán)利要求72所述的端部裝置，其特征在于，所述內(nèi)部件基本成圓柱狀，同時(shí)所述密封件為一適于接納所述內(nèi)部件的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從而使得所述管狀體能夠卡在所述內(nèi)部件的外表面和所述環(huán)的內(nèi)表面之間。
74.如權(quán)利要求72或73所述的端部裝置，其特征在于，所述密封件包括一個(gè)內(nèi)部密封環(huán)以及一個(gè)外部開環(huán)，所述外部開環(huán)能夠被緊固，以便增強(qiáng)所述密封環(huán)與所述管狀體及所述內(nèi)部件的結(jié)合。
75.如權(quán)利要求74所述的端部裝置，其特征在于，所述開環(huán)是不銹鋼，所述密封環(huán)是聚四氟乙烯。
76.如權(quán)利要求72-75中任一權(quán)利要求所述的端部裝置，其特征在于，所述載荷傳遞裝置包括一個(gè)軟管結(jié)合部件、一個(gè)載荷傳遞部件以及一個(gè)固定于所述內(nèi)部件上的端部部件，所述密封件位于所述載荷傳遞部件和所述端部部件之間，并且所述軟管結(jié)合部件和所述端部部件通過所述載荷傳遞部件相連。
77.如權(quán)利要求76所述的端部裝置，其特征在于，所述軟管結(jié)合部件和所述軟管的結(jié)合方式使得所述軟管中的至少部分軸向力由所述軟管傳遞至所述軟管結(jié)合部件。
78.如權(quán)利要求76或77所述的端部裝置，其特征在于，所述內(nèi)部件和所述載荷傳遞裝置各自包括一個(gè)用于接納所述軟管的所述內(nèi)部以及外部線的結(jié)構(gòu)。
79.如權(quán)利要求76、77或78所述的端部裝置，其特征在于，所述載荷傳遞部件包括一個(gè)載荷傳遞板，其具有一個(gè)使所述軟管穿過其中的孔，所述載荷傳遞板具有一個(gè)可與所述軟管結(jié)合部件結(jié)合的表面，從而使得載荷能夠由所述軟管結(jié)合部件傳遞至該板。
80.如權(quán)利要求79所述的端部裝置，其特征在于，所述載荷傳遞部件還包括一個(gè)固定于所述板和所述端部部件之間的載荷傳遞桿，以便于將載荷由所述板傳遞至所述端部部件。
81.如權(quán)利要求72-80中任一權(quán)利要求所述的端部裝置，其特征在于，所述內(nèi)部件具有一個(gè)適于在所述軟管的一端部?jī)?nèi)延伸的軟管端，以及一個(gè)遠(yuǎn)離軟管端的末端，所述端部部件位于所述密封件的一側(cè)，并緊鄰該末端，同時(shí)所述軟管結(jié)合部件位于所述密封件的另一側(cè)，并緊鄰所述軟管端。
82.一種軟管，所述軟管包括一布置在內(nèi)部和外部螺旋纏繞線之間的、由柔性材料制成的管狀體，所述管狀體用于輸送流體并防止流體滲漏，其特征在于，所述軟管還包括一個(gè)如權(quán)利要求82-91中任一權(quán)利要求所述的、安置于所述軟管一端部的端部裝置。
83.如權(quán)利要求82所述的軟管，當(dāng)從屬于權(quán)利要求76時(shí)，其特征在于，所述軟管結(jié)合部件適于固定翻卷至其外部的部分所述軟管。
84.一種如權(quán)利要求83所述的軟管，其特征在于，還包括一個(gè)環(huán)繞所述管狀體并呈一編織物結(jié)構(gòu)的軸向加強(qiáng)裝置，所述編織物是翻卷至所述管狀部件外部的軟管的一部分。
85.如權(quán)利要求82、83或84所述的軟管，其特征在于，所述管狀體在所述內(nèi)部件和所述密封件之間延伸。
86.如權(quán)利要求82、83、84或85所述的軟管，其特征在于，所述管狀體包括至少一個(gè)加強(qiáng)層以及至少一個(gè)密封層。
87.按照上述任一權(quán)利要求所述的軟管在低溫情況下用于輸送流體的用途。
88.一種制造軟管的方法，包括(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在所述管狀芯軸和所述內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)將一個(gè)管狀軸向加強(qiáng)套套在所述芯軸的一個(gè)自由端，從而使得所述芯軸在所述軸向加強(qiáng)套內(nèi)延伸，然后沿所述芯軸拉動(dòng)所述軸向加強(qiáng)套，以使其部分覆蓋管狀體，所述軸向加強(qiáng)套在所述管狀體受到軸向拉伸時(shí)可以減少所述管狀體的變形，同時(shí)在所述軸向加強(qiáng)套受到軸向拉伸時(shí)在所述管狀體的至少一部分上施加一個(gè)沿徑向向內(nèi)的力；(d)在所述軸向加強(qiáng)套上繞線以形成一個(gè)外部線圈；(e)固定經(jīng)由步驟(d)而制造的所述軟管的所述端部；以及(f)從所述芯軸上將所述軟管移開。
89.如權(quán)利要求88所述的方法，其特征在于，所述線圈以及所述片材在拉伸情況下起作用。
90.如權(quán)利要求88或89所述的方法，其特征在于，步驟(b)中的所述片材包括兩個(gè)加強(qiáng)層以及一個(gè)夾在所述兩個(gè)加強(qiáng)層中間的密封層。
91.如權(quán)利要求90所述的方法，其特征在于，一個(gè)呈片狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加強(qiáng)層螺旋纏繞于所述內(nèi)部線圈以及所述芯軸上，隨后呈片狀結(jié)構(gòu)的所述密封層螺旋纏繞于所述內(nèi)部加強(qiáng)層上，然后一個(gè)呈片狀結(jié)構(gòu)的外部加強(qiáng)層纏繞于所述密封層上。
92.如權(quán)利要求88-91中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)部及外部線圈具有基本相同的螺距，同時(shí)所述外部線圈的位置偏離所述內(nèi)部線圈半個(gè)螺距長(zhǎng)度。
93.如權(quán)利要求88-92中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟(g)在所述外部線上施加一可固化的注氣的液態(tài)樹脂；(h)使得所述樹脂固化而形成一個(gè)其中含有氣泡的固態(tài)塑性包覆層。
94.一種制造軟管的方法，包括(a)在一管狀芯軸上繞線以形成一個(gè)內(nèi)部線圈；(b)在所述管狀芯軸和所述內(nèi)部線圈上纏繞一片材，以形成一個(gè)管狀體；(c)在所述管狀體上繞線以形成一個(gè)外部線圈；以及(d)從所述芯軸上將所述軟管移開，其特征在于，還包括以下步驟(e)在所述軟管的一開口端放置一內(nèi)部件；(f)將一載荷傳遞部件固定在所述軟管的一外表面上；以及(g)將一密封件固定在所述管狀體的一外表面上。
95.如權(quán)利要求94所述的方法，其特征在于，在步驟(b)和步驟(c)之間還包括以下步驟(h)將一個(gè)管狀軸向加強(qiáng)部件套在所述芯軸的一自由端，從而使得所述芯軸在所述軸向加強(qiáng)部件內(nèi)延伸，然后沿所述芯軸拉動(dòng)所述軸向加強(qiáng)部件，以使其部分覆蓋所述管狀體。
96.如權(quán)利要求95所述的方法，其特征在于，所述軸向加強(qiáng)裝置被所述載荷傳遞裝置固定，并且在步驟(f)之后還包括以下步驟(i)將所述管狀軸向加強(qiáng)部件翻卷至所述軸向加強(qiáng)裝置的一部分上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軟管(10)，所述軟管包括一布置在內(nèi)部及外部螺旋纏繞線(22，24)之間的、由柔性材料制成的管狀體(12)。所述軟管(10)還包括一個(gè)軸向加強(qiáng)裝置(20)，當(dāng)所述管狀體(12)受到軸向拉伸時(shí)，所述軸向加強(qiáng)裝置(20)能夠減少所述管狀體(12)的變形，當(dāng)所述軸向加強(qiáng)裝置(20)受到軸向拉伸時(shí)，其能夠在所述管狀體(12)的至少一部分上施加一個(gè)沿徑向向內(nèi)的力。
文檔編號(hào)F16L11/04GK1818446SQ20061000371
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2001年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者雷蒙德·尼古拉斯·伯克, 埃里克·約瑟夫·戴維斯, 格拉爾德·安東尼·霍爾, 馬修·弗農(nóng)·里多爾菲, 西蒙·彼德·亞歷山大·索普, 喬爾·阿倫·維茨 申請(qǐng)人:Bhp比爾利頓石油私人有限公司