專(zhuān)利名稱(chēng)：用于剛性管路系統(tǒng)的單件式柔性膨脹環(huán)路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性管和管形導(dǎo)管，它們可以分類(lèi)在美國(guó)分類(lèi)138和子分類(lèi)118中。
背景技術(shù)：
多種類(lèi)型的管路材料將隨著承載的流體材料的溫度增加而膨脹，并同樣將在管路系統(tǒng)和材料的溫度冷卻時(shí)收縮。膨脹的量取決于管道材料的熱膨脹系數(shù)和傳送的流體材料的溫度變化。因此必須采取措施來(lái)適應(yīng)管道由于熱膨脹和收縮而引起的運(yùn)動(dòng)。必須適應(yīng)熱膨脹效應(yīng)的一種普通情況是在熱水傳送系統(tǒng)中。這包括例如將加熱的飲用水從熱水器傳送給在家庭、旅館、辦公室、工廠(chǎng)或其它建筑物中的管子附件的系統(tǒng)。必須解決熱膨脹效應(yīng)的另一普通用途是在熱水加熱系統(tǒng)中。在這樣的系統(tǒng)中，水或基于水的混合物從熱水加熱源輸送給釋放熱量用于建筑物加熱或其它目的的換熱器或其它裝置。然后，基于水的流體從散熱器返回，用于再循環(huán)和重新使用。熱水和/或基于水的流體也用于其它工業(yè)和商業(yè)系統(tǒng)。在這種應(yīng)用中，液體通常高于環(huán)境溫度80° F至120° F。因此，當(dāng)流體從環(huán)境溫度(當(dāng)沒(méi)有流體流過(guò)管道時(shí)通常將為環(huán)境溫度，例如當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉或者并不使用熱水時(shí))變化至高于環(huán)境溫度的明顯升高溫度(當(dāng)加熱的液體經(jīng)過(guò)管道時(shí))時(shí)，較長(zhǎng)延伸的管道進(jìn)行較大的膨脹和收縮。為了適應(yīng)在較長(zhǎng)的水平延伸剛性管道中的熱膨脹，已經(jīng)使用了膨脹環(huán)路。膨脹環(huán)路通常是一定長(zhǎng)度的管和配件的組件，它延伸成大致U形，并通常位于較長(zhǎng)的水平延伸管道的中點(diǎn)附近。膨脹環(huán)路的目的是在管道中提供更容易變形的部分，以便適應(yīng)隨著熱膨脹和收縮而產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化。膨脹環(huán)路的尺寸取決于多個(gè)因素，包括管道的材料特性、管道的總體延伸長(zhǎng)度以及需要適應(yīng)的溫度變化。普通的膨脹環(huán)路具有一些缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)包括需要空間來(lái)在管道延伸部分中包含膨脹環(huán)路。具體地說(shuō)，膨脹環(huán)路必須相對(duì)于管道的縱向軸線(xiàn)橫向延伸足夠距離，以便允許產(chǎn)生膨脹和收縮帶來(lái)的變形，而不會(huì)在膨脹環(huán)路的部件上設(shè)置不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力。在一些情況下 (例如在空間寶貴和管道延伸部分必須在有限的建筑區(qū)域內(nèi)延伸的建筑物中)，可能沒(méi)有足夠的空間用于合適尺寸的膨脹環(huán)路。這可能導(dǎo)致故障和泄露。還一缺點(diǎn)是與安裝膨脹環(huán)路相關(guān)聯(lián)的成本。這包括例如形成U形膨脹環(huán)路所需的四個(gè)90°配件和在該配件之間的管道部分。而且，(每2個(gè)配件)必須包含的接頭各自是潛在的故障和泄露源。在用于允許由熱膨脹和收縮引起的較大變形的膨脹環(huán)路中特別是這樣。失效的危險(xiǎn)通過(guò)施加在主管道部分上的側(cè)向力(由于通常用于膨脹環(huán)路的90°配件) 而進(jìn)一步增加。這些彎曲部可能在管道部分上施加側(cè)向力，該側(cè)向力施加應(yīng)力，并可能最終引起疲勞和故障。此外，在這些90°接頭上的水錘效果和振動(dòng)可能進(jìn)一步削弱連接和引起過(guò)早失效。因此，承載明顯高于環(huán)境溫度的熱液體的管路系統(tǒng)可以受益于改進(jìn)方式。

發(fā)明內(nèi)容
示例實(shí)施例的目的是提供一種用于管路系統(tǒng)中的膨脹環(huán)路。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種柔性膨脹環(huán)路，用于與剛性管路系統(tǒng)連接。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種膨脹環(huán)路，用于適應(yīng)剛性管路系統(tǒng)的熱膨脹效應(yīng)，該膨脹環(huán)路使用更少空間。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種用于與剛性管路系統(tǒng)連接的柔性膨脹環(huán)路，該膨脹環(huán)路適應(yīng)熱膨脹效應(yīng)，并更防失效。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種制造柔性熱膨脹環(huán)路的方法。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種制造柔性熱膨脹環(huán)路的方法，該熱膨脹環(huán)路用于與熱水供給系統(tǒng)連接。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種制造柔性熱膨脹環(huán)路的方法，該熱膨脹環(huán)路適用于在各種物理和熱環(huán)境中使用。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種制造用于傳送熱液體的系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括柔性熱膨脹環(huán)路。示例實(shí)施例的還一目的是提供一種制造用于供給升高溫度的液體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱膨脹環(huán)路，該熱膨脹環(huán)路更緊湊和防失效。在下面對(duì)示例實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明和附加權(quán)利要求中將清楚示例實(shí)施例的其它目的。在示例實(shí)施例中，前述目的通過(guò)一種膨脹環(huán)路來(lái)實(shí)現(xiàn)，該膨脹環(huán)路設(shè)置成使第一剛性流體管道部分和第二剛性流體管道部分流體連通。第一和第二剛性流體管道部分大致與公共軸線(xiàn)線(xiàn)性對(duì)齊，并水平延伸。第一和第二剛性流體管道部分用于承載溫度明顯高于環(huán)境溫度的液體，例如熱水。這例如可以是高于環(huán)境溫度80° F至120° F。第一和第二剛性流體管道部分中的至少一個(gè)與加熱水源(例如水加熱器)操作連接。在一些示例實(shí)施例中，第一和第二剛性流體管道部分包括由氯化聚氯乙烯(CPVC)構(gòu)成的管道。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，該材料是示例，在其它實(shí)施例中，可以使用其它類(lèi)型的剛性管道部分，例如銅、鐵或其它類(lèi)型金屬或剛性塑料的管道。在示例實(shí)施例中，第一剛性管道部分和第二剛性管道部分通過(guò)膨脹環(huán)路而流體連通，該膨脹環(huán)路由單個(gè)柔性材料本體構(gòu)成。該本體包括大致相對(duì)的第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口。端部開(kāi)口設(shè)置成用于分別與第一剛性管道部分和第二剛性管道部分操作的流體連通。在示例實(shí)施例中，第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口可以通過(guò)合適的連接件或其它流體連接器裝置而與剛性管道部分流體連通。膨脹環(huán)路的本體界定了在第一和第二開(kāi)口之間延伸的連續(xù)的封閉導(dǎo)管。本體由柔性塑料材料構(gòu)成，它包括至少一個(gè)彎曲部分，該彎曲部分離開(kāi)公共軸線(xiàn)橫向延伸。該至少一個(gè)彎曲部分充分地橫向延伸，以使得在剛性管道部分之間的熱膨脹效應(yīng)很容易地通過(guò)柔性膨脹環(huán)路的變形來(lái)適應(yīng)。此外，柔性膨脹環(huán)路允許振動(dòng)效應(yīng)和其它情況，例如水錘，而不在中間配件上施加過(guò)大應(yīng)力而引起疲勞或破裂。在示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路的本體包括一對(duì)相對(duì)的第一流體端部部分和第二流體端部部分，并分別包括第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口。這些端部部分與公共軸線(xiàn)大致對(duì)齊地延伸。這些端部部分各自分別與第一彎曲部分和第二彎曲部分鄰接，該第一彎曲部分和第二彎曲部分沿相對(duì)方向離開(kāi)公共軸線(xiàn)彎曲。在示例實(shí)施例中，第一彎曲部分和第二彎曲部分以一定角度延伸，以使得它們以超過(guò)90°的角度彎曲離開(kāi)軸線(xiàn)。
在示例實(shí)施例中，第一彎曲部分與第三彎曲部分鄰接，該第三彎曲部分沿第一彎曲部分相對(duì)的方向彎曲。同樣，第四彎曲部分與第二彎曲部分鄰接，并沿與第二彎曲部分相對(duì)的方向彎曲。此外，在示例實(shí)施例中，第三彎曲部分和第四彎曲部分相互鄰接。因此，膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例包括“燈泡”形狀。示例實(shí)施例的這種燈泡形狀是需要的，因?yàn)樗峁┝诉m應(yīng)由于熱膨脹和收縮而引起的明顯位置變化和變形的能力，而不會(huì)在端部部分上產(chǎn)生較高側(cè)向應(yīng)力或在任何中間配件上產(chǎn)生較大疲勞應(yīng)力。
不過(guò)，應(yīng)當(dāng)知道，在其它實(shí)施例中，膨脹環(huán)路可以使用其它形狀。這些形狀包括例如螺旋形環(huán)路或結(jié)構(gòu)，它們?cè)谝粋€(gè)或多個(gè)平面中相對(duì)于剛性流體管道部分的公共軸線(xiàn)彎曲ο
在示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路由交聯(lián)聚乙烯(PEX)管構(gòu)成。這樣的管將很好地適用于熱水環(huán)境中。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，可以使用其它材料。
在示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路由一定長(zhǎng)度的擠出或者其它方式形成的合適尺寸PEX 管而形成。PEX管在通過(guò)正常制造處理而形成之后最初為大致直的和相對(duì)柔性。在該示例實(shí)施例中，一定長(zhǎng)度的這種管布置在合適的形成結(jié)構(gòu)中，例如在一對(duì)加熱的模具板之間。模具板可以包括相對(duì)凹口，該相對(duì)凹口有膨脹環(huán)路的所需形狀。在示例實(shí)施例中，模具板被加熱至在125°C和175°C之間的升高溫度。大致直的PEX管部分布置在模具之間，并在升高溫度下保持合適時(shí)間。然后，模具被冷卻，并取出膨脹環(huán)路。將PEX材料加熱至這樣的溫度將使得膨脹環(huán)路的本體具有所需形狀的永久性變形(permanent set)。不過(guò)，在具有永久性變形之后，管繼續(xù)有它的所需柔性以及用作熱水導(dǎo)管的其它特性。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，該處理為示例性的，在其它實(shí)施例中可以使用其它方法。
在形成管路系統(tǒng)時(shí)，剛性流體導(dǎo)管(例如CPVC管道)布置成與熱水加熱器或明顯高于環(huán)境溫度的其它流體源操作連接。為了適應(yīng)熱膨脹效應(yīng)，包含在較長(zhǎng)水平延伸部分中的CPVC管設(shè)置成具有在管道部分之間的空間，以便通過(guò)延伸部分的大約一半來(lái)接收安裝的膨脹環(huán)路。
在示例實(shí)施例中，第一剛性管道中斷，且合適的連接件安裝在中斷的剛性管道部分的端部上。在示例實(shí)施例中，連接件包括CPVC管道連接件，該CPVC管道連接件成與第一剛性管道部分的端部膠合連接地附接。然后，連接器與連接件的另一端成膠合關(guān)系地安裝。 在示例實(shí)施例中，連接器包括由CPVC構(gòu)成的圓柱形插頭部分。圓柱形插頭部分包括模制于其中的有倒鉤金屬配件。有倒鉤金屬配件的尺寸設(shè)置成延伸到膨脹環(huán)路的第一端部開(kāi)口中。有倒鉤配件延伸至膨脹環(huán)路的第一端部開(kāi)口，且環(huán)路通過(guò)與有倒鉤配件成交疊關(guān)系地將銅環(huán)壓接在膨脹環(huán)路的外部而固定成與連接器接合。
類(lèi)似地，膨脹環(huán)路包括第二端部開(kāi)口的第二流體端部部分附接在相對(duì)的第二剛性管道部分上。而且，在一些示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路形成為使得一個(gè)或兩個(gè)流體端部部分有過(guò)大的線(xiàn)性長(zhǎng)度，使得可以切斷它的不需要部分，以便適應(yīng)在第一剛性管道部分和第二剛性管道部分之間的特殊距離。在示例實(shí)施例中，第二剛性管道部分包括與它膠合連接的塑料連接件以及具有有倒鉤配件的連接器，該連接器延伸到第二端部開(kāi)口中，并通過(guò)壓接的外部銅帶而固定在該第二端部開(kāi)口上。
當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，與示例實(shí)施例相關(guān)的特殊連接方法只是可以使用本發(fā)明原理的多種方法的示例。


圖1是用于供給升高溫度的流體的示例系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括示例實(shí)施例的柔性膨脹環(huán)路。圖2是連接第一剛性管道部分和第二剛性管道部分的示例膨脹環(huán)路的等距視圖；圖3是圖2中所示類(lèi)型的示例膨脹環(huán)路的平面圖。圖4是表示用于膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例的連接件和連接器的剖視圖；圖5表示了用于制造示例膨脹環(huán)路的管部分在形成所需形狀之前的情況。圖6是示例加熱模具板的等距視圖，該加熱模具板用于形成示例實(shí)施例的形狀的膨脹環(huán)路。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖，特別是參考圖1，圖中表示了管路系統(tǒng)的示意簡(jiǎn)化圖，該管路系統(tǒng)總體表示為10。該示例實(shí)施例的系統(tǒng)10是熱水供給系統(tǒng)，例如可以在建筑物中用于供給熱水。在該示例實(shí)施例中，水從供給源通過(guò)進(jìn)口管線(xiàn)12來(lái)供給。進(jìn)口管線(xiàn)12可以來(lái)自城市水源或其它合適水源。進(jìn)口管線(xiàn)12將水供給水加熱器裝置14中。水加熱器裝置14操作成將通過(guò)進(jìn)口管線(xiàn)12供給其中的水加熱至明顯高于環(huán)境溫度的溫度。例如，在一些實(shí)施例中，水加熱器裝置14可以將水加熱至高于環(huán)境溫度80° F至120° F的溫度。水通過(guò)出口管線(xiàn)16離開(kāi)水加熱器裝置。出口管線(xiàn)16通過(guò)一個(gè)或多個(gè)立管18來(lái)供給升高溫度的水。在該示例實(shí)施例中，立管18分別通過(guò)兩個(gè)水平的管道延伸部分20和 22來(lái)供給加熱的水。各水平管道延伸部分具有與它流體連通的水使用裝置對(duì)、26、觀(guān)、30、 32、34、36和38。在各個(gè)實(shí)施例中，水使用裝置可以包括利用升高溫度的水的裝置。這些裝置可以包括例如管子附件，例如與水槽、浴缸、淋浴器、洗衣盆、洗衣機(jī)、軟管出口或者其它類(lèi)型裝置(熱水可以通過(guò)該裝置供給)相連的出口。各水平管道延伸部分20和22包括這里所述類(lèi)型示例實(shí)施例的膨脹環(huán)路。水平管道延伸部分20包括膨脹環(huán)路40，而水平管道延伸部分22包括膨脹環(huán)路42。在示例實(shí)施例中，各水平延伸部分由大致剛性管道材料構(gòu)成，例如CPVC管(符合ASTM D2846的要求)。 在示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路大致沿水平管道延伸部分的長(zhǎng)度定位，并由連續(xù)的柔性導(dǎo)管構(gòu)成，該柔性導(dǎo)管設(shè)置成隨著相鄰剛性管道部分的熱膨脹和收縮而運(yùn)動(dòng)和變形。在示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路由單件PEX管構(gòu)成，該P(yáng)EX管通過(guò)后面所述方式的熱處理而成形，以便通過(guò)變形而允許相鄰剛性管道部分進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而沒(méi)有過(guò)大應(yīng)力或疲勞。應(yīng)當(dāng)知道，盡管結(jié)合由CPVC構(gòu)成的剛性管道以及由PEX管構(gòu)成的柔性膨脹環(huán)路來(lái)介紹了示例實(shí)施例，但是其它實(shí)施例可以使用其它材料。例如，其它實(shí)施例可以使用其它形式的大致剛性管道，例如銅、鐵或其它金屬或者剛性塑料材料。同樣，膨脹環(huán)路可以大致由柔性本體構(gòu)成，該柔性本體可與特殊系統(tǒng)的流體、壓力和溫度相容。還應(yīng)當(dāng)知道，盡管系統(tǒng)10的示例實(shí)施例是熱水供給系統(tǒng)，但是結(jié)合其它實(shí)施例可以使用其它類(lèi)型的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以包括例如加熱系統(tǒng)，該加熱系統(tǒng)利用基于水的流體， 用于住宅、商業(yè)或工業(yè)加熱。這些系統(tǒng)例如可以包括閉環(huán)系統(tǒng)，其中，工作流體被加熱和傳送給換熱器，用于供給熱量，然后通過(guò)收集單元而返回，用于重新加熱。也可選擇，這里所述的原理可以用于其它類(lèi)型的系統(tǒng)中，在該系統(tǒng)中，已經(jīng)加熱至高于環(huán)境溫度的各種類(lèi)型液體通過(guò)大致剛性管道來(lái)供給。圖2和3更詳細(xì)地表示了示例實(shí)施例的膨脹環(huán)路。因?yàn)榕蛎洯h(huán)路40和42大致相同，因此將只介紹膨脹環(huán)路42。在該示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路42在水平延伸部分22中延伸。水平延伸部分22包括第一剛性管道部分44和第二剛性管道部分46。第一剛性管道部分和第二剛性管道部分 44和46大致沿公共軸線(xiàn)(由48示意表示)延伸。應(yīng)當(dāng)知道，在示例實(shí)施例中，公共軸線(xiàn) 48大致水平延伸。不過(guò)，在其它實(shí)施例中，可以使用其它方法。而且，應(yīng)當(dāng)知道，為了說(shuō)明的目的，沿大致平行方向延伸較大距離的管道部分將被認(rèn)為沿公共軸線(xiàn)延伸，即使它們可以彼此稍微橫向偏移。本發(fā)明的膨脹環(huán)路能夠用于管路的水平延伸部分以及管路的豎直延伸部分，或者與水平方向成一定角度的管路延伸部分。還有，膨脹環(huán)路能夠用于以微小角度重新定向管路延伸部分。在示例實(shí)施例中，第一剛性管道部分44包括在它的端部處的連接件50。在示例實(shí)施例中，連接件50包括符合ASTM D2846要求的CPVC連接件。連接件50通過(guò)膠合連接而成流體密封關(guān)系地與剛性管道部分附接。類(lèi)似地，第二剛性管道46有附接在其上的類(lèi)似連接件52。各連接件50和52有與它連接的相應(yīng)的示例連接器M、56。各連接器有類(lèi)似結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)最好見(jiàn)圖4所示的連接器56的剖視圖。各連接器包括插頭部分58，該插頭部分58 的尺寸設(shè)置成通過(guò)流體密封膠合連接而接收于各連接件中。在示例實(shí)施例中，插頭部分由 CPVC構(gòu)成。連接器的插頭部分有與它模制連接的有倒鉤的金屬配件60，例如在圖4中所示。 在示例實(shí)施例中，有倒鉤的金屬配件可以為符合ASTMF1807要求的類(lèi)型。當(dāng)然，該結(jié)構(gòu)為示例性的，在其它實(shí)施例中，可以使用其它方法。在示例實(shí)施例中，連接器M的有倒鉤配件的尺寸設(shè)置成接收于膨脹環(huán)路42中的第一端部開(kāi)口 62內(nèi)。同樣，連接器56的有倒鉤金屬配件的尺寸設(shè)置成接收于膨脹環(huán)路42 的第二端部開(kāi)口 64中。而且，在示例實(shí)施例中，一旦有倒鉤金屬配件延伸到相應(yīng)端部開(kāi)口中，膨脹環(huán)路和連接器就通過(guò)銅壓接環(huán)(crimp ring) 66和68的交疊布置和變形而固定在一起。不過(guò)，應(yīng)當(dāng)知道，將膨脹環(huán)路附接和固定在相應(yīng)的第一剛性管道部分和第二剛性管道部分上的該方法是示例性的，在其它實(shí)施例中可以使用其它的流體連接器和方法。圖3中更詳細(xì)地表示了示例膨脹環(huán)路42。在該示例實(shí)施例中，膨脹環(huán)路42由大致圓形截面的單件式本體70構(gòu)成。該單件式本體由連續(xù)的柔性塑料材料構(gòu)成，它界定了在第一端部開(kāi)口 62和第二端部開(kāi)口 64之間延伸的連續(xù)的封閉導(dǎo)管。如后面詳細(xì)所述，該示例實(shí)施例由后制造成形的PEX管形成，該P(yáng)EX管進(jìn)行熱處理，以便在所示結(jié)構(gòu)中具有永久性變形。這種處理使得本體保持柔性和彈性，同時(shí)保持PEX管的柔性、強(qiáng)度和抗疲勞性(符合 ASTM F876)的所需特性。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，該方法是示例性的，在其它實(shí)施例中，可以使用其它方法。應(yīng)當(dāng)知道，示例膨脹環(huán)路設(shè)置成使得該膨脹環(huán)路包括一個(gè)或多個(gè)彎曲部分，該彎曲部分遠(yuǎn)離剛性管道部分的公共軸線(xiàn)48橫向延伸。這樣，彎曲部分設(shè)置成使得剛性管道部分能夠由于例如熱膨脹、水錘、振動(dòng)等情況而進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)對(duì)剛性管道部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成較大阻力以及不會(huì)在管道部分或膨脹環(huán)路中引起不合適的應(yīng)力或疲勞。應(yīng)當(dāng)知道，盡管膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例具有這里詳細(xì)所述的特殊結(jié)構(gòu)，但是其它實(shí)施例可以包括適合流體連通剛性管道部分、同時(shí)適應(yīng)該剛性管道部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的其它形狀。在膨脹環(huán)路42的示例結(jié)構(gòu)中，環(huán)路包括第一流體端部部分72。在安裝位置中，流體端部部分72與第一剛性管道部分成大致線(xiàn)性對(duì)齊關(guān)系延伸。類(lèi)似地，膨脹環(huán)路包括第二流體端部部分74，該第二流體端部部分74包括第二端部開(kāi)口 64，并與第二剛性管道部分大致成線(xiàn)性對(duì)齊關(guān)系延伸。在一英寸管道尺寸膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例中，流體端部部分大致延伸大約4英寸長(zhǎng)度。不過(guò)，可以使用其它結(jié)構(gòu)。膨脹環(huán)路的流體端部部分與相鄰剛性管道部分大致線(xiàn)性對(duì)齊的優(yōu)點(diǎn)是該方法幫助保證施加在各連接器上的力大致沿公共軸線(xiàn)線(xiàn)性作用，且當(dāng)有任何橫向部件時(shí)由環(huán)路施加或者施加在該環(huán)路上的力相對(duì)較小。通過(guò)使作用在流體連接器上的橫向力最小，在膨脹環(huán)路的連接器之間的流體密封連接的失效危險(xiǎn)減小。不過(guò)，應(yīng)當(dāng)知道，端部部分的長(zhǎng)度可以根據(jù)所涉及的特殊類(lèi)型膨脹環(huán)路和管路的特殊結(jié)構(gòu)而變化。再介紹圖3中的膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例，第一流體端部部分72與第一彎曲部分 (總體表示為76)鄰接。這里使用的術(shù)語(yǔ)“膨脹環(huán)路的特殊結(jié)構(gòu)與另一結(jié)構(gòu)鄰接”的意思是沒(méi)有位于這些結(jié)構(gòu)之間的、基本彎曲的膨脹環(huán)路中間部分。例如，這意味著膨脹環(huán)路的大致直的部分可以在所描述的相互鄰接的結(jié)構(gòu)之間延伸，而并不違反所述關(guān)系。在示例膨脹環(huán)路42中，第一彎曲部分76離開(kāi)公共軸線(xiàn)48橫向彎曲。此外，第一彎曲部分以大于90°的角度離開(kāi)公共軸線(xiàn)延伸。在示例實(shí)施例中，第一彎曲部分76的曲率角度近似為110°，或者換句話(huà)說(shuō)超過(guò)90°彎頭20°。當(dāng)然，該方法為示例性的，在其它實(shí)施例中可以使用其它方法。類(lèi)似地，第二流體端部部分74與第二彎曲部分78鄰接。第二彎曲部分78沿與第一彎曲部分76相反的角度方向彎曲。而且，在該示例實(shí)施例中，第二彎曲部分78也彎曲超過(guò)90°，并為第一彎曲部分的鏡像。此外，該示例實(shí)施例的第一彎曲部分和第二彎曲部分 76和78在單個(gè)平面中離開(kāi)公共軸線(xiàn)橫向延伸。這對(duì)于其它實(shí)施例并不是必須的情況，其它實(shí)施例可以包括在多個(gè)不同平面中沿橫向方向離開(kāi)公共軸線(xiàn)延伸的部分。在示例實(shí)施例中，第一彎曲部分76與第三彎曲部分80鄰接。第三彎曲部分80沿與第一彎曲部分76相反的方向彎曲。在示例實(shí)施例中，第三彎曲部分80延伸至離公共軸線(xiàn)的最大橫向位移點(diǎn)。在該示例實(shí)施例中，第四彎曲部分82與第二彎曲部分78鄰接地延伸。第四彎曲部分82沿與第二彎曲部分相反的方向彎曲，并為第三彎曲部分80的鏡像。第四彎曲部分 82與第三彎曲部分80鄰接地延伸，并與該第三彎曲部分80形成連續(xù)的弓形結(jié)構(gòu)。在用于一英寸管道直徑膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例中，在第三和第四彎曲部分之間的半徑R大致為大約3英寸。同樣，類(lèi)似的曲率半徑用于第一彎曲部分和第二彎曲部分。而且，在該示例實(shí)施例中，在第一彎曲部分和第二彎曲部分之間的最小距離為大約5英寸。第三和第四部分離開(kāi)公共軸線(xiàn)48延伸的最大距離近似為10英寸。而且，在該示例實(shí)施例中， 膨脹環(huán)路的流體導(dǎo)管長(zhǎng)度近似為35英寸，而膨脹環(huán)路在第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口之間的線(xiàn)性距離近似為21英寸。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，該結(jié)構(gòu)是示例性的，其它實(shí)施例可以使用其它結(jié)構(gòu)。
所示膨脹環(huán)路的示例實(shí)施例設(shè)計(jì)成適應(yīng)利用一英寸管道尺寸的CPVC管道的系統(tǒng)中的熱膨脹，該CPVC管道適用于與延伸大約100英尺的水平管道延伸部分連接。根據(jù)普通的工程實(shí)踐，對(duì)于該長(zhǎng)度的水平延伸部分，受到大約80° F溫度變化的膨脹環(huán)路將需要沿橫過(guò)管道部分的公共軸線(xiàn)的方向延伸大約19-1/2"的U形環(huán)路。因此，應(yīng)當(dāng)知道，示例實(shí)施例的膨脹環(huán)路只延伸普通膨脹環(huán)路的橫向距離的大約1半。這能夠?qū)⑴蛎洯h(huán)路定位在較小空間中。這例如包括在建筑物內(nèi)在相鄰支承件或其它結(jié)構(gòu)之間的情況。因此，示例膨脹環(huán)路能夠更容易用于較長(zhǎng)管道延伸部分中。示例實(shí)施例的還一優(yōu)點(diǎn)是，普通結(jié)構(gòu)的膨脹環(huán)路需要四個(gè)90°彎頭和三個(gè)中間管道部分來(lái)用于它們的結(jié)構(gòu)。這樣的缺點(diǎn)是需要8個(gè)膠合(cemented)或其它接頭來(lái)用于使得膨脹環(huán)路與水平管道部分連接。而且，普通膨脹環(huán)路的剛性結(jié)構(gòu)可能通過(guò)由熱膨脹、水錘、 振動(dòng)和其它力引起的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生應(yīng)力。這增加了失效和泄露的可能性。這些危險(xiǎn)通過(guò)使用示例實(shí)施例而減小。示例實(shí)施例的某些優(yōu)點(diǎn)能夠通過(guò)比較CPVC管道(由Lubrizol Corporation出售， 商標(biāo)為FlowGurardGold 和Corzail )所要求的膨脹環(huán)路尺寸而清楚。利用這些特殊類(lèi)型管道作為示例，下面的等式1介紹了怎樣計(jì)算普通膨脹環(huán)路的長(zhǎng)度。膨脹環(huán)路公式
[0059
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括膨脹環(huán)路，所述膨脹環(huán)路設(shè)置成使得剛性的第一流體管道部分與第二流體管道部分流體連通，其中，第一流體管道部分和第二流體管道部分沿公共軸線(xiàn)大致線(xiàn)性對(duì)齊，第一流體管道部分和第二流體管道部分中的至少一個(gè)與溫度明顯高于環(huán)境溫度的液體源操作連接；其中，膨脹環(huán)路包括單件式本體；所述本體包括大致相對(duì)的第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口，所述第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口設(shè)置成分別與第一流體管道部分和第二流體管道部分操作地流體連通；所述本體界定位于第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口之間的連續(xù)的封閉導(dǎo)管，本體由柔性塑料材料構(gòu)成，所述本體包括至少一個(gè)彎曲部分，所述至少一個(gè)彎曲部分在處于未變形狀態(tài)時(shí)離開(kāi)公共軸線(xiàn)橫向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中本體大致具有連續(xù)的圓形截面，本體還包括 第一流體端部部分，所述第一流體端部部分包括第一端部開(kāi)口 ；第二流體端部部分，所述第二流體端部部分包括第二端部開(kāi)口 ；其中，第一流體端部部分設(shè)置成與第一流體管道部分成線(xiàn)性對(duì)齊關(guān)系地延伸；第二流體端部部分設(shè)置成與第二流體管道部分成線(xiàn)性對(duì)齊關(guān)系地延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中本體被熱處理以便包含永久性變形部分，所述永久性變形部分包括所述至少一個(gè)彎曲部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中本體包括第一彎曲部分和第二彎曲部分，相應(yīng)的第一彎曲部分和第二彎曲部分中的每一個(gè)都離開(kāi)公共軸線(xiàn)橫向延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中第一彎曲部分和第二彎曲部分在包括公共軸線(xiàn)的公共平面中延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中第一彎曲部分和第二彎曲部分各自在不同的相應(yīng)平面中延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中第一彎曲部分和第二彎曲部分各自沿相對(duì)的彎曲方向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中第一彎曲部分與第一流體端部部分鄰接，第二彎曲部分與第二流體端部部分鄰接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中本體還包括 第三彎曲部分，所述第三彎曲部分與第一彎曲部分鄰接； 所述第三彎曲部分沿與第一彎曲部分相對(duì)的方向彎曲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中本體還包括 第四彎曲部分，所述第四彎曲部分與第二彎曲部分鄰接； 所述第四彎曲部分沿與第二彎曲部分相對(duì)的方向彎曲。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中第一彎曲部分和第二彎曲部分中的至少一個(gè)相對(duì)于相鄰的相應(yīng)第一流體端部部分和第二流體端部部分以超過(guò)90°的角度彎曲。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中第一彎曲部分和第二彎曲部分中的每一個(gè)都相對(duì)于相鄰的相應(yīng)第一流體端部部分和第二流體端部部分彎曲超過(guò)90°。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中第三彎曲部分與第四彎曲部分流體鄰接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中本體由交聯(lián)聚乙烯(PEX)構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中本體由大致線(xiàn)性的PEX導(dǎo)管構(gòu)成，所述線(xiàn)性的 PEX導(dǎo)管在制造后被熱處理，以便包括第一彎曲部分、第二彎曲部分、第三彎曲部分和第四彎曲部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中PEX包括紅色顏料，因此本體具有紅色的外觀(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中剛性的第一流體管道部分和剛性的第二流體管道部分中的至少一個(gè)由銅構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中剛性的第一流體管道部分和剛性的第二流體管道部分中的至少一個(gè)由剛性塑料管道構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中第一端部開(kāi)口和第二端部開(kāi)口中的至少一個(gè)設(shè)置成在其中接收有倒鉤的金屬配件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括連接器，其中，所述連接器包括圓柱形的插頭部分和有倒鉤的金屬配件；其中，所述插頭部分由塑料材料構(gòu)成，金屬配件與插頭部分模制連接，有倒鉤的金屬配件在膨脹環(huán)路的第一端部開(kāi)口中延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，還包括塑料連接件，其中，所述塑料連接件與剛性的第一流體管道部分和第二流體管道部分中的一個(gè)操作連接，塑料連接件包括圓柱形凹口，插頭部分膠合流體密封地連接在所述凹口中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中連接的第一流體管道部分和插頭部分各自由氯化聚氯乙烯(CPVC)構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，還包括熱水加熱器，其中，膨脹環(huán)路與熱水加熱器操作地流體連通。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中本體由PEX構(gòu)成。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中剛性的第一流體管道部分和第二流體管道部分中的至少一個(gè)由CPVC構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中本體由至少兩個(gè)相對(duì)的彎曲部分構(gòu)成。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的裝置，其中所述至少兩個(gè)相對(duì)的彎曲部分相對(duì)于公共軸線(xiàn)彎曲超過(guò)90°。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了用于明顯高于環(huán)境溫度(10)的基于熱水的流體的管路系統(tǒng)，包括至少一個(gè)水平管道延伸部分(20、22)。各水平管道延伸部分包括至少一個(gè)柔性膨脹環(huán)路(40、42)。各柔性膨脹環(huán)路由單件式柔性本體(70)構(gòu)成，該柔性本體包括相對(duì)的大致線(xiàn)性端部部分(72、74)。柔性膨脹環(huán)路的彎曲部分(76、78、80、82)離開(kāi)水平管道延伸部分的公共軸線(xiàn)(48)而橫向延伸和彎曲。柔性膨脹環(huán)路操作成適應(yīng)由于熱膨脹、水錘和振動(dòng)而引起的變化，同時(shí)比普通膨脹環(huán)路更緊湊。
文檔編號(hào)F16L51/04GK102472426SQ201080035374
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者A·J·米德里克, C·M·馬哈伯, C·P·博耶 申請(qǐng)人:路博潤(rùn)高級(jí)材料公司