ГИБКИЙ ИЗНОСОСТОЙКИЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ РУКАВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FLEXIBLE, ABRASION RESISTANT TEXTILE SLEEVE AND METHOD FOR CONSTRUCTION THEREOF

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] В настоящей заявке испрашивается конвенционный приоритет на основании патентной заявки US 13/831,136, поданной 15 марта 2013, полное содержание которой вводится здесь ссылкой.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится в целом к текстильным рукавам, предназначенным для защиты протяженных объектов и, более конкретно, к тканым рукавам.
2. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Как известно, провода и кабели, используемые в автомобилях, а также в воздушных и космических летательных аппаратах, прокладывают в защитных рукавах, которые обеспечивают защиту проводов от истирания, от действия текучих сред и тепла. Чтобы обеспечить необходимую защиту, такой рукав может иметь несколько слоев, причем некоторые слои специально предназначены для защиты от разных типов внешних воздействий. Например, один слой может обеспечивать водонепроницаемость, например, это может быть слой пластмассы, а другой слой может обеспечивать износостойкость, и еще один слой может обеспечивать термозащиту, например, это может быть слой нетканого материала. К сожалению, хотя вышеуказанные многослойные рукава могут обеспечивать необходимую защиту от различных внешних воздействий, однако они обычно громоздки и, соответственно, требуют больше пространства для прокладки, сравнительно тяжелы и недостаточно гибки, в результате чего возникают деформации на сгибах и раскрытия рукавов вдоль кромок. Кроме вышеуказанных многослойных рукавов известны тканые рукава 1, которым также присущи проблемы, связанные с прочностью в местах крепления хомутами или муфтами и с деформациями рукавов, когда их сгибают на углах и формируют из них обычную U-образную конфигурацию, как это показано на фигуре 7, в результате чего защищаемый объект 2 может подвергаться загрязнению в полости 3 рукава 1. Это происходит в результате того, что при сгибании рукава 1 сравнительно негибкие жесткие кромки 4 расходятся. Соответственно, применение известных обертывающихся рукавов в некоторых ситуациях может быть проблематичным, особенно в тех случаях, когда необходима прокладка через тесные и извилистые проходы, а также в тех случаях, когда имеются ограничения по весу, например, на воздушных и космических летательных аппаратах.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В настоящем изобретении предлагается тканый рукав для прокладки и защиты протяженных объектов от истирания и других внешних воздействий, таких как, например, загрязнения. Рукав имеет гибкую, износостойкую, самообертывающуюся протяженную стенку, сформированную переплетенными мононитями и комплексными нитями. Стенка имеет противолежащие кромки, проходящие параллельно центральной оси рукава. Стенку формируют переплетением текстильных нитей основы, проходящих параллельно оси, и текстильных нитей утка, проходящих поперечно к нитям основы. Нити основы обеспечиваются по меньшей мере частично в форме первых мононитей, и нити утка обеспечиваются в форме вторых мононитей и вторых комплексных нитей. Диаметр вторых мононитей больше диаметра первых мононитей, что способствует увеличению силы, скручивающей стенку в трубку в процессе горячего формования.
[0005] В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения текстильные нити основы также включают первые комплексные нити, которые проходят в зонах кромок, прилегающих к противолежащим кромкам, и способствуют предотвращению расхождения кромок, когда рукав перегибают вокруг угла, причем первые мононити проходят в промежуточной зоне, расположенной между зонами кромок, для обеспечения повышенной износостойкости, при этом в зонах кромок отсутствуют первые мононити, в результате чего улучшается способность стенки рукава удерживать трубчатую конфигурацию, сформированную в процессе горячего формования.
[0006] В настоящем изобретении предлагается еще один тканый рукав для прокладки и защиты протяженных объектов от истирания и других внешних воздействий, таких как, например, загрязнения. Рукав включает протяженную стенку с противолежащими кромками, проходящими параллельно центральной оси рукава. Стенку формируют переплетением текстильных нитей основы, проходящих параллельно оси, и текстильных нитей утка, проходящих поперечно к нитям основы. Нити основы обеспечиваются в форме первых мононитей и первых комплексных нитей, и нити утка обеспечиваются в форме вторых мононитей и вторых комплексных нитей. Первые комплексные нити проходят в зонах кромок, прилегающих к противолежащим кромкам, для содействия поддержанию противолежащих кромок в заданном положении наложения друг на друга, когда рукав перегибают вокруг угла, и первые мононити проходят в промежуточной зоне, расположенной между зонами кромок. Зоны кромок не содержат первые мононити, а промежуточная зона не содержит первые комплексные нити.
[0007] В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения диаметр вторых мононитей больше диаметра первых мононитей, в результате чего повышается скручиваемость стенки рукава в трубчатую конфигурацию для поддержания противолежащих кромок в их заданном положении наложения друг на друга, когда рукав перегибают вокруг угла.
[0008] В настоящем изобретении также предлагается способ изготовления текстильного рукава, который может скручиваться в трубчатую конфигурацию вокруг центральной оси. Способ включает: обеспечение первых мононитей, имеющих первый диаметр; обеспечение вторых мононитей, имеющих второй диаметр, который больше первого диаметра, для повышения скручиваемости рукава; и обеспечение вторых комплексных нитей. Способ включает также: формирование протяженной обертывающейся стенки с противолежащими кромками, проходящими параллельно центральной оси, путем переплетения первых мононитей в качестве текстильных нитей основы, проходящих параллельно центральной оси, и вторых мононитей и вторых комплексных нитей в качестве текстильных нитей утка, проходящих поперечно к нитям основы.
[0009] В соответствии с другим вариантом способ также включает: обеспечение первых комплексных нитей; и переплетение первых комплексных нитей в качестве нитей основы, проходящих в зонах кромок, прилегающих к противолежащим кромкам, для содействия поддержанию противолежащих кромок в заданном положении наложения друг на друга, когда рукав перегибают вокруг угла.
[0010] В настоящем изобретении также предлагается еще один способ изготовления текстильного рукава, который может скручиваться в трубчатую конфигурацию вокруг центральной оси. Способ включает: обеспечение первых мононитей; обеспечение первых комплексных нитей; обеспечение вторых мононитей; и обеспечение вторых комплексных нитей. Способ включает также: формирование протяженной скручивающейся стенки с противолежащими кромками, проходящими параллельно центральной оси, причем первые мононити и первые комплексные нити формируют текстильные нити основы, проходящие параллельно центральной оси, и вторые мононити и вторые комплексные нити формируют текстильные нити утка, проходящие поперечно к нитям основы. Первые комплексные нити проходят в зонах кромок, прилегающих к противолежащим кромкам, для содействия поддержанию противолежащих кромок в заданном положении наложения друг на друга, когда рукав перегибают вокруг угла, и первые мононити проходят в промежуточной зоне, расположенной между зонами кромок. Зоны кромок не содержат первые мононити, а промежуточная зона не содержит первые комплексные нити.
[0011] В соответствии еще с одним вариантом также обеспечивают вторые мононити, диаметр которых больше диаметра первых мононитей, в результате чего улучшается скручиваемость стенки рукава в трубчатую конфигурацию для поддержания противолежащих кромок в их заданном положении наложения друг на друга, когда рукав перегибают через угол.
[0012] Рукав, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, не только улучшает защиту протяженных объектов, находящихся в рукаве, но он также экономичен в производстве, и обладает повышенной способностью сохранять свою трубчатую конфигурацию вокруг этих протяженных объектов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Эти и другие аспекты, признаки, достоинства и преимущества настоящего изобретения станут понятными специалистам после ознакомления с нижеприведенным подробным описанием вариантов осуществления изобретения, которые являются предпочтительными в настоящее время, и его наилучшего варианта, а также с нижеприведенной формулой и прилагаемыми чертежами.
[0014] Фигура 1 - схематический вид в перспективе тканого самообертывающегося рукава, внутри которого проходят защищаемые протяженные объекты, сконструированного в соответствии с одним из вариантов изобретения.
[0015] Фигура 2 - увеличенный частичный вид в плане стенки рукава, показанного на фигуре 1.
[0016] Фигура 3 - схематический вид в перспективе тканого самообертывающегося рукава, внутри которого проходят защищаемые протяженные объекты, сконструированного в соответствии с другим вариантом изобретения.
[0017] Фигура 3А - вид сбоку рукава, показанного на фигуре 3, который согнут для получения U-образной формы.
[0018] Фигура 4 - вид в плане рукава, показанного на фигуре 3, на котором показана стенка рукава в развернутом состоянии.
[0019] Фигура 5 - увеличенный вид части 5, выделенной окружностью на фигуре 4.
[0020] Фигура 6 - увеличенный вид части 6, выделенной окружностью на фигуре 4.
[0021] Фигура 7 - вид сбоку обертывающегося рукава, который согнут для получения U-образной формы, сконструированного в соответствии с известными техническими решениями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] На фигуре 1 приведен схематический вид тканого самообертывающегося текстильного рукава, указываемого далее как рукав 10, который изготовлен в соответствии с одним из вариантов изобретения. Рукав 10 имеет самообертывающуюся протяженную стенку 12 для прокладки и защиты удлиненных объектов, таких как провода или кабели 14, например, от истирания и от попадания на них загрязняющих материалов, мусора и т.п. Протяженная стенка 12 имеет противолежащие кромки 16, 17, проходящие в целом параллельно центральной продольной оси 18, причем кромки 16, 17 предпочтительно смещаются таким образом, что они накладываются друг на друга подобно свертыванию сигареты, так что протяженные объекты 14 полностью заключены в центральной полости 20 рукава. В полость 20 обеспечивается легкий доступ по всей продольной оси 18, так что протяженные объекты 14 могут быть легко помещены в полость 20 путем их перемещения в радиальном направлении, и аналогичным образом могут быть извлечены из полости 20, например, для проведения технического обслуживания. Для обеспечения защиты протяженных объектов 14 от истирания стенка 12 соткана из текстильных нитей 22 основы, обеспечиваемых в форме мононитей, и из текстильных нитей 24 утка, также обеспечиваемых в форме мононитей, причем мононити 24 утка обеспечивают дополнительную защиту протяженных объектов 14 от истирания и в то же время обеспечивают закручивание противолежащих кромок 16, 17 для их наложения друг на друга. Смещение обеспечивается термоусаживанием мононитей 24 утка, в результате которого стенка 12 рукава сворачивается вокруг центральной оси 18. В дополнение к мононитям 24 утка стенка 12 содержит комплексные нити 26 утка. Комплексные нити 26 утка обеспечивают дополнительное покрытие площади поверхности стенки 12 для закрытия протяженных объектов 14 и препятствуют проникновению загрязняющих материалов, мусора и т.п. в полость 20, в результате чего улучшается защита объектов 14. Кроме того, комплексные нити 26 удерживают мононити 22 основы в положении, задаваемом схемой переплетения, за счет дополнительного трения, и в то же время обеспечивают рукав 10 достаточной гибкостью, обеспечивающей, например, его прокладку вокруг углов.
[0023] В соответствии с требованиями конкретных применений стенка 12 может быть изготовлена любого подходящего размера, включая длину и диаметр. Когда самообертывающаяся стенка 12 принимает свою трубчатую форму, в общем случае, в отсутствии каких-либо внешних действующих сил, кромки 16, 17 предпочтительно накладываются друг на друга по меньшей мере слегка для полного закрытия полости 20 и, соответственно, для улучшенной защиты проводов 14, расположенных в полости 20. Кромки 16, 17 легко могут быть разведены в стороны под действием внешней силы, величина которой достаточна для преодоления смещения, создаваемого мононитями 24 утка, и по меньшей мере частичного раскрытия полости 20. Соответственно, провода 14 могут быть легко помещены в полость 20 при сборке или извлечены из нее для технического обслуживания. После того как действие внешней силы прекращается, кромки 16, 17 автоматически возвращаются в их естественное положение, в котором они перекрываются под действием смещающей силы, создаваемой термоусадочными мононитями 24 утка.
[0024] Текстильные мононити 22, 24 могут обеспечиваться из любого подходящего термоусадочного полимерного материала, такого как, например, полифениленсульфид или полиэтилентерефталат. В одном из вариантов конструкции рукава по настоящему изобретению мононити 22, 24 диаметром примерно 0,22 мм состояли из полиэтилентерефталата. В этом случае сформированная стенка 12 имела ширину примерно 42 мм (расстояние между кромками 16, 17, когда стенка 12 развернута на плоскости), и количество концов мононитей 22 основы было равно 48. Пары мононитей 24 утка с комплексными нитями 26 утка расположены с плотностью, равной 10 пар/дюйм, однако для целей настоящего изобретения вполне могут использоваться плотности порядка 8-12 пар/дюйм. При такой низкой плотности в стенке 12 формируются пустоты 28. Соответственно, мононити 24 и комплексные нити 26 утка обеспечивают дискретные пары нитей, проходящих по окружности рукава и разделенных в продольном направлении вдоль продольной оси 18 промежутками 28 между ними. Комплексные нити 26 имели тонину примерно 1250 денье. Текстильные нити 22, 24, 26 были сотканы с использованием полотняного переплетения, в результате чего был получен рукав 10 с толщиной стенки, равной примерно 0,6 мм. В другом варианте рукава количество концов мононитей 22 основы было равно 52, и при этом другие характеристики остались такими же, как и в предыдущем варианте. Необходимо отметить, что характеристики используемых текстильных нитей, такие как размеры и количество, могут быть изменены специалистом в данной области техники без отклонения от сущности и объема изобретения, однако при этом текстильные нити 22 основы должны быть мононитями, а текстильные нити 24, 26 должны быть сочетанием мононитей и комплексных нитей.
[0025] В случае текстильных нитей 22 основы, представляющих собой исключительно мононити, повышается износостойкость рукава 10. Также, в том случае, когда некоторые текстильные нити 24 утка представляют собой мононити, обеспечивается дополнительная защита от истирания. Кроме того, в случае использования текстильных нитей 26 утка, представляющих собой комплексные нити, обеспечивается дополнительное покрытие площади стенки 12, в результате чего дополнительно улучшается защита полости 20 от попадания в нее загрязняющих материалов, и, кроме того, комплексные нити лучше удерживают мононити 22 основы на их местах, даже в случае внешних абразивных воздействий.
[0026] На фигуре 3 иллюстрируется тканый самообертывающийся текстильный рукав, указываемый далее как рукав 110, изготовленный в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, причем одинаковые элементы на фигуре 3 указываются такими же ссылочными номерами, как и на фигурах 1, 2. увеличенными на 100.
[0027] Рукав 110 состоит из самообертывающейся термоусадочной стенки 112, сотканной из текстильных нитей 122 основы, состоящих из первых мононитей 122' и первых комплексных нитей 122'', а также текстильных нитей 124 утка, состоящих из вторых мононитей 124', и вторых комплексных нитей 126. Как уже указывалось, вторые мононити 124' утка обеспечивают дополнительную улучшенную защиту протяженных объектов 14 от истирания и в то же время обеспечивают смещение противолежащих кромок 116, 117 стенки для их наложения друг на друга после термоусадки мононитей 124' для их скручивания вокруг центральной оси 118 рукава 110. Вторые комплексные нити 126 обеспечивают дополнительную площадь покрытия и удерживают первые мононити 122' основы в заданных местах тканого рукава 110, и в то же время обеспечивают рукав 110 достаточной гибкостью, обеспечивающей, например, его прокладку вокруг углов, как это уже указывалось в отношении рукава 10.
[0028] Первые и вторые мононити 122, 124 могут обеспечиваться из любой подходящего термоусадочного полимерного материала, такого как, например, полифениленсульфид или полиэтилентерефталат.В одном из вариантов конструкции рукава по настоящему изобретению первые 122' и вторые 124' мононити получены из полиэтилентерефталата и имеют диаметр, соответственно, примерно 0,22 мм и 0,38 мм. Таким образом, диаметр вторых мононитей 124', проходящих в направлении утка, больше по сравнению с диаметром первых мононитей 122', проходящих в направлении основы. Предпочтительно диаметр вторых мононитей 124' примерно на 40% больше диаметра первых мононитей 122'. В одном из вариантов сформированная стенка 112 имела ширину W (размер между кромками 116, 117, когда стенка 112 развернута на плоскости, как показано на фигуре 4), равную примерно 42 мм, и общее количество концов нитей основы было равно 52. Общее количество концов основы делится на три дискретные зоны: две зоны 30 кромок, прилегающие к противолежащим кромкам 116, 117 и проходящие вдоль них, и промежуточная зона 32, проходящая между противолежащими зонами 30 кромок. Нити 122 основы в зонах 30 кромок включают только первые комплексные нити 122'', и нити основы в промежуточной зоне 32 включают только первые мононити 122'. Соответственно, противолежащие зоны 30 кромок не содержат мононити, которые, как было обнаружено, улучшают способность кромок 116, 117 сохранять их исходную конфигурацию при прокладке рукавов вокруг углов, и промежуточная зона 32 не содержит комплексные нити, в результате чего улучшается стойкость рукава к истиранию. В рассматриваемом варианте общее количество концов нитей в каждой зоне кромок было равно 6, и общее количество концов нитей в промежуточной зоне было равно 40, то есть, общее количество концов нитей было равно 52.
[0029] Как и в случае рукава 10, пары вторых мононитей 124' со вторыми комплексными нитями 126 расположены с плотностью, равной 10 пар/дюйм, однако для целей настоящего изобретения вполне могут использоваться плотности порядка 8-12 пар/дюйм. При такой низкой плотности в стенке 112 формируются пустоты 128. Соответственно, вторые мононити 124' и вторые комплексные нити 126 утка формируют дискретные пары мононитей 124' и комплексных нитей 126 утка, проходящие по окружности рукава и разделенные в продольном направлении вдоль продольной оси 124 промежутками 128 между ними. Первые 122'' и вторые 126 комплексные нити имели тонину примерно 1250 денье. Нити 122 основы и нити 126 утка были сотканы с использованием полотняного переплетения, в результате чего был получен рукав 10 с толщиной стенки, равной примерно 0,9 мм. Необходимо понимать, что характеристики используемых нитей, такие как размеры и количество, могут быть изменены специалистом в данной области техники без отклонения от сущности и объема изобретения.
[0030] Для специалистов будет очевидно, что возможны различные модификации настоящего изобретения, не выходящие за рамки его существа, раскрытого в описании. Поэтому необходимо понимать, что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения оно может быть реализовано в таких формах, которые отличаются от описанных выше конкретных вариантов реализации.