台湾专利TW201305476A 可擴展及可收縮軟管

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专利摘要:
本發明揭露一種當施加液體壓力時自動地縱向擴展和自動地橫向擴展的軟管，該軟管可自動地縱向擴展至其未擴展或收縮的長度的六倍，當該軟管內的該液體壓力釋放時，該軟管將自動地收縮至收縮狀態，該軟管包括由彈性材料製成的內管和由非彈性材料製成的外管，無論是在收縮狀態還是在擴展狀態下，該內管均同心地位於該外管內。該外管僅在該內管的第一端和該外管的第一端處以及該內管的第二端和該外管的第二端處固定至該內管，當該內管在收縮狀態與擴展狀態之間轉變時，該外管相對於該內管橫向和縱向地運動。
公开号:TW201305476A
申请号:TW101110174
申请日:2012-03-23
公开日:2013-02-01
发明作者:Michael Berardi
申请人:Blue Gentian Llc；
IPC主号:F16L11-00

专利说明:
可擴展及可收縮軟管
本發明涉及一種用於運送液體材料的軟管。具體地，本發明涉及一種軟管，當軟管內不存在任何加壓液體時，軟管自動地收縮至收縮狀態，當加壓液體被引入到軟管中時，軟管自動地擴展至延伸狀態。在收縮狀態下，軟管因其相對較短的長度和其相對較輕的重量而相對較易於貯藏並較易於操縱，而在延伸狀態下，軟管可位於任何需要液體的位置。軟管係由具彈性的內管和與該內管分離且獨立的非具彈性的外管所構成，其中外管位於內管的外周周圍，並且外管僅在兩端處與內管附接和連接，而外管沿第一端與第二端之間的整個軟管長度與內管分離、未附接、未結合和未連接。
用於運送各種液體的軟管在本領域中是已知的。這些軟管所遇到的問題之一是當軟管不用於輸送液體時軟管的貯藏。儘管目前的軟管是可撓的且可捲繞在圓筒或捲筒上以貯藏和運輸，但是無法減少軟管的長度和寬度。捲繞或盤繞的軟管所遇到的另一問題是軟管在展開或捲開時易於扭結。一般的屋主在使用花園軟管以對他們的草地、植物澆水或清洗他們的車輛時通常會遇到該問題。
消防隊員有解決扭結問題的方案。當液體從他們所使用的軟管去除之後，軟管崩塌成相對較扁平的狀態。然後將這些軟管以疊層式貯藏，這些疊層由軟管自身來回疊置形成。當消防隊員使用如此貯藏的軟管時，他們僅須在軟管的一端拉動，軟管即展開成直線而不發生扭結。這對於解決屋主的軟管貯藏問題而言並非為實際的方案，因為相較於消防軟管，花園軟管的直徑較小，並且當軟管中的水清空時，幾乎所有的花園軟管都不崩塌成扁平的狀態。本領域已知的軟管的另一問題在於其笨重，且置於地上時難以散開，並且在其填充有液體時難以操縱和拖曳到需要液體的地方，且當軟管為空的且需要放回到原來的貯藏位置時同樣地難以操縱和拖曳。而且，如果使用者不具有捲繞軟管的裝置，那麼他必須嘗試以使軟管不糾纏在一起的方式將軟管放置於地上，因為如果軟管自身確實糾纏在一起的話，那麼這使得在下一次使用軟管時解開軟管變得困難和令人煩躁。
因此，本領域需要一種軟管，其在不使用時可自動地收縮和縮短長度以及可自動地擴展和延伸至實用長度，並且在不使用時自動地回復至縮短的長度。而且，一種重量相對較輕且當從貯藏取出並填充有液體以使用時不扭結的軟管。
R.H.Vansickle等人的美國專利第3,481,368號揭露了一種可撓軟管，其包括：由多個金屬線加固層和外罩圍繞的彈性體襯墊管；內加固層，其包括單一厚度的螺旋纏繞金屬絲，金屬絲通過織物紗線交織在一起，金屬絲位於平滑的圓筒結構上，所有交織捲曲都在織物紗線中。一個或多個附加的金屬絲加固層螺旋纏繞而無需交織的織物紗線，每個加固層之間具有彈性體隔絕層。一層編織的金屬絲可設置在其他加固層之上以及外罩之下。
J.C.Hamrick的美國專利第3,520,725號揭露了一種真空清潔系統，在該真空清潔系統內一可彎但具剛性彎曲性的真空軟管通常貯藏在抽吸導管內，而當軟管在導管內移動至延伸或收縮的貯藏狀態時，該軟管幾乎不具有或根本不具有拉伸性以便於軟管通過導管內的彎曲，其中該軟管20上的活塞可變形以穿過導管外端上的出口容器承載的對接接頭，並且其中活塞與對接接頭之間的相互接合在某些情況下可能限制軟管相對於導管的延伸和收縮。
Buhrmann等人的美國專利第3,682,202號揭露了一種改進的由可撓性聚合材料製成的抗崩塌的加固軟管，其包括半剛性的大致地周邊佈置的支撐結構，該結構包括較佳的單個織物纖維加固層，其主要部分由經過處理的聚酯或尼龍纖維構成。該聚酯或尼龍纖維係用有機聚異氰酸酯進行處理，該有機聚異氰酸酯在一非反應溶劑內較佳地為至少2%的一溶液。該軟管具有在實質上改進的破裂強度並且不需要附加的抗真空崩塌支撐物，例如金屬絲嵌入物。該發明對在自動車輛冷卻系統中使用的可撓散熱器軟管特別有用。
Sullivan的美國專利第4,009,734號揭露了可撓的自身收縮的捲繞式管狀物，該管狀物具有期望的重捲繞強度和彈性記憶。捲繞式管狀物特別適合作為在壓力下將液體輸送至氣動設備的自身收縮氣管。捲繞式管狀物包括擠出的無接縫塑膠管，該無接縫塑膠管是通過擠出包括化學擴展地聚酯和約10%到約50%的聚對苯二甲酸丁二酯聚合物的混合物製備的。
Logan的美國專利第4,091,063號揭露了一種使用模具製作的軟管結構和製造該軟管結構的方法，這種軟管結構具有軸向間隔的迴旋以及由交替的峰和谷定義的可控撓性，該軟管結構具有彈性體內層、彈性體外層和由編織材料製成的中間加固層，該中間加固層具有定義編織材料之協作的線之間實質上開放的空間，這些層通過延伸穿過該實質上的空間的彈性體材料的穿透柱狀物結合成整體結構，該空間具有交替的峰和谷，這些峰和谷具有整體控制地管壁厚度以確保控制地可撓性，這些峰和谷係由半硬化狀態的彈性體層形成以確保其可控的管壁厚度。
Horne的美國專利第4,276,908號揭露了一種熱塑性軟管，其中加固層係由紗線和單絲的結合製成以提供立體間隙，在該處可建立軟管的加固層與其相鄰元件之間的機械性結合。
Piccoli等人的第4,553,568號美國專利揭露了一種可撓軟管，該軟管由於一新型的螺旋編織加固層而適於在壓皺之後回復到其原始形狀，該加固層包含一個相對堅硬且不糾纏的單絲編織構件和在螺旋編織層中每個堅硬單絲周圍的接觸點處捲曲並且為可撓編織材料的第二個編織構件。編織的螺旋賦予軟管結構改進的抗壓皺性和抗扭結性。該軟管特別用作在服務中受到車輪頻繁碾壓的汽油泵配給軟管。
Champleboux的美國專利第4,895,185號揭露了具有一種可撓軟管，該軟管且特別用於可擴展包裝機，其中，軟管通過由螺旋佈置的可撓線纜製成的電樞層進行加固並且在至少一端處因相對於剛性部件壓縮該等層而附接，軟管的特徵在於支撐元件和夾緊元件，這兩元件是同軸的且具有非黏性圓錐壓縮表面，壓縮表面通過設置有縫隙且在加固層之間驅動的至少一個楔形朝向端部發散以確保壓縮。
Walton等人的美國專利第4,989,643號揭露了一種高性能複合軟管，該複合軟管具有增強的耐用性、可靠性和耐久性，適用於高壓、高溫和/或振動的環境，諸如渦輪增壓的卡車、公車、汽車、船舶和發動機。該複合軟管包括一層或多層的平衡編織物，該編織物具有黏附至每個編織物層的內表面和外表面的高性能彈性體。
Mercer的美國專利第5,023,959號揭露了一種用於延伸和收縮用於廢物處理系統的排污軟管的系統，廢物處理系統通常位於露營車上並且包括電力或曲柄驅動的軟管延伸裝置，軟管延伸裝置使可崩塌的軟管從其貯藏在露營車上的崩塌模式延伸至用於將廢棄物從露營車收集槽傾倒到露營車廢物丟棄站的入口的延伸形態。
Whaley的美國專利第5,036,890號公開了一種可插入傳統花園或水管的水龍頭端之裝置，該裝置用於對軟管易於在使用中因施加在軟管上的張力導致在水龍頭端的軟管的局部彎曲而引起的扭結和破裂的部分進行加固。該加固裝置包括一段盤繞的回彈性材料，其一端安裝可隨意插入軟管或從軟管移除的回彈性墊圈。
LoJacono，Jr.等人的美國專利第5,246,254號揭露了一種與花園類水管結合使用的抗扭結裝置，該裝置包括由管狀主體定義的外殼，該管狀主體具有連接元件，該連接元件可旋轉地安裝至管狀主體以連接至水龍頭，該管狀主體的另一端通過螺紋連接至花園類軟管，該裝置還包括可撓伸長地尼龍線纜，該尼龍線纜牢固地固定至形成於管狀主體內壁上的軸套元件，該線纜以一定的長度形成以隨時地放置於軟管的全部長度內。
Igarashi的美國專利第5,264,262號揭露了一種冷媒輸送軟管，該冷煤輸送軟管具有層狀結構，包括由至少一層構成的內管、與內管同軸且徑向地設置在內管外面的外管、以及介於內管與外管之間的加固編織物層。該內管包括由樹脂組合物形成的樹脂層。
Mezzalira的美國專利第5,477,888號揭露了一種軟管10，該軟管10包括：由塑膠或橡膠材料製成的至少一個管狀層3；直鏈型網狀網路4，該網狀網路4纏繞在內層外表面上且呈現出具有管狀的網狀線5和網狀排6；可能存在的外層7；該軟管10的特徵在於該網狀排相對於軟管縱軸的傾斜。根據較佳的實施方式，網狀線5沿與網狀排6的方向相反的方向並且相對於軟管縱軸Y傾斜。
Kanao的美國專利第5,555,915號揭露了一種清潔器軟管，該清潔器軟管包括：軟管主體；連接氣缸，該連接氣缸分別連接至清潔器操作管和清潔主體，清潔器操作管和清潔器主體分別連接至軟管主體的端部；以及加固金屬絲材料，螺旋地纏繞在軟管主體中並且在軟管主體的整個長度上連續地纏繞。加固金屬絲材料在接近軟管主體一端或兩端的預定長度部分像陡峭傾斜的螺旋一樣成形，從而加固金屬絲材料的相鄰的螺旋部分彼此接近，而軟管主體的軟管壁朝向內圓周表面鬆開。另一方面，加固金屬絲材料在除了軟管主體的一端或兩端之外的中間部分像平緩傾斜的螺旋一樣成形，從而加固金屬絲材料的相鄰的螺旋部分沿管軸方向彼此分離。
Grieve等人的美國專利第5,607,107號揭露了一種由一片記憶設置聚酯形成的可收縮管狀物。為了製造記憶設置條，將聚酯片纏繞成期望的盤繞位置。然後將其加熱和冷卻以記憶設置盤繞形式的片。在該過程之後，聚酯片在展開之後會自動回到盤繞狀態。在一種形式中，適合做潑濺阻隔物，聚酯片的遠端比可附接至下向流管的端部寬。在另一形式中，聚酯片被護套在伸長地聚乙烯管內以形成可收縮的軟管。在較佳的形式中，軟管的遠端支撐在捲軸上，該捲軸隨著軟管纏繞和展開時沿著地面滾動以進一步確保軟管適當地縮回。如果需要，管狀物還能夠設置孔洞以作為噴灑器。
Carter的美國專利第5,816,622號揭露了一種用於花園軟管的保護性套筒，其包括具有大致管狀的主體之保護性殼體部，該管狀主體具有內孔，該內孔形成為在其中緊密接收花園軟管的聯結器。可撓張力釋放部可拆卸地附接至殼體部，可撓張力釋放部具有大致管狀的主體。可撓張力釋放部的鎖定構件將可撓張力釋放部可拆卸地附接至殼體部分的主體。鎖定構件可接收在形成於殼體部的主體中的開口內。鎖定構件可從鬆懈狀態回彈性地移動至向內收縮的位置，在鬆懈狀態中，鎖定構件通過開口延伸並與殼體部分的主體接合以防止可撓張力釋放部的軸向遠離殼體部，在向內收縮的位置，該鎖定構件離開開口向內收縮並與殼體部的主體分離以允許殼體部與可撓張力釋放部之間的相對軸向移動。可撓張力釋放部具有外表面，外表面定義用於方便將花園軟管與另一花園軟管附接的夾持表面。
Horst等人的美國專利第5,894,866號揭露了一種花園軟管組件，該花園軟管組件包括保持裝置，該保持裝置包括軟管組件的至少一部分，保持裝置和該部分適於盤纏在適當的支撐部件上以將該部分保持在期望位置，從而在不使用手的情況下使用軟管組件。
Fujimoto的美國專利第6,024,132號揭露了一種可撓管，該可撓管包括伸縮軟管壁1，該軟管壁1由內壁2和外壁3以及介於內壁2與外壁3之間的硬螺旋加固物4構成，其中內壁2和外壁3均由軟樹脂製成。當軟管收縮時，螺旋槽7形成於軟管內。內壁2不與外壁3和硬螺旋加固物4部分地結合或融合，以形成未結合的位置或碎片8。當軟管收縮時，未結合的碎片8與外壁3和硬螺旋加固物4分離並且向軟管的內部方向移動，關閉螺旋槽7。因此，即使液體流到任何縱向方向，可撓管減少了流動阻力。
AKedo等人的美國專利第6,024,134號揭露了一種疊層帶狀物，該疊層帶狀物包括：聚酯系列熱塑性聚氨基甲酸酯樹脂構成的主要層；以及由與螺旋地纏繞的主層的至少一個表面融合的軟氯乙烯樹脂形成的遮蓋層，其相鄰邊緣彼此結合以形成軟管壁。
Wells等人的美國專利第6,098,666號揭露了一種的管狀物組件，該管狀物組件用於在受壓狀態下將液體從車輛中的空氣壓力的來源傳送至車輛的氣閘系統。該組件包括可撓的第一管狀物元件和第二管狀物元件，每個管狀物元件皆具有外表面並且從前向遠端沿軸向地延伸至後向遠端。
Ericksen的美國專利第6,568,610號揭露了一種可撓噴灑棒，該噴灑棒連接至標准的花園軟管，具有下端可連接至花園軟管的外殼，該外殼的上端可連接至可撓管狀物組件，可撓管狀物組件的另一端連接至噴嘴。手槍式握把殼體包括水流控制閥(例如觸發機構)，水流控制閥可操作地連接至水閥以控制水從噴灑棒噴嘴的流動。
Ragner等人的美國專利第6,948,527號揭露了一種用於輸送液體(液體、氣體、固態顆粒和這三種物質的組合物)的線性自驅動的軟管。軟管30和30b具有沿整個長度延伸的偏壓彈簧36，並且能夠包括單個或多個彈簧和/或多個直徑彈簧圈。彈簧36在外側覆蓋有軟管覆蓋材料32以及在內側覆蓋有軟管覆蓋材料34以形成密封的軟管，並且根據軟管30和30B所需的用途在單獨的彈黃圈之間徑向地向內或向外弓起，以當軟管收縮且彈簧圈36被迫靠近時給覆蓋材料空間以讓出空間。
Weyker的美國專利第6,955,189號揭露了一種花園軟管組件，該花園軟管組件包括伸長地可撓管狀元件，管狀元件包括開放的第一端、開放的第二端以及在第一開放端與第二開放端之間延伸的外圍壁。當管狀元件未填充有液體時，相對於管狀元件的縱軸橫切得到的橫截面具有大致長方形的形狀。管狀元件具有塗有螢光色的外表面。帶陰螺紋的聯接器與第一端液體地連通，帶陽螺紋的聯結器與第二端液體地連通。
Ragner的美國專利第7,549,448號揭露了一種用於輸送液體(液體、氣體、固態顆粒和這三種物質的組合物)的線性自驅動的軟管。軟管30和30b具有沿整個長度延伸的偏壓彈黃36，並且能夠包括單個或多個彈簧和/或多個直徑彈簧圈。彈簧36在外側覆蓋有軟管覆蓋材料32以及在內側覆蓋由軟管覆蓋材料34以形成密封的軟管，並且根據軟管30和30b所需的用途在單獨的彈簧圈之間徑向地向內或向外弓起，以當軟管收縮且彈簧圈36被迫聚在一起時給覆蓋材料空間以讓出空間。
本發明揭露了一種當施加液體壓力時自動地縱向擴展和自動地橫向擴展的軟管。該軟管可自動地縱向擴展至其未擴展或收縮的長度的六倍且可自動地橫向擴展至其未擴展寬度的六倍。當軟管內的液體壓力釋放時，該軟管將自動地收縮至收縮狀態。軟管包括由彈性材料製成的可擴展內管和由非彈性材料製成之分離且不同的外管，外管繞內管的外周和長度設置，並且僅在第一端和第二端處固定至內管而沿第一端與第二端之間的整個軟管長度不附接、不連接、不結合和不固定至內管，並且外管能夠沿第一端與第二端之間的整個軟管長度相對於內管自由運動。
由此，本發明的目的是提供一種當在軟管內施加液體壓力時自動地縱向擴展和橫向擴展的軟管。
本發明的又一目的是提供一種當軟管內的液體壓力釋放時自動收縮的軟管。收縮長度是擴展長度的六分之一。
本發明的又一目的是提供一種相對於非擴展/非收縮的軟管係較輕的軟管。
本發明的又一目的是提供一種在使用中不會扭結和糾纏自身的軟管。
本發明的又一目的是提供一種在外管或套筒上包括標記例如文字的軟管。
本發明的又一目的是提供一種能夠容易地與水源例如房子上的水龍頭聯結和分離的軟管。
本發明的其他目的和優點將藉由下面結合附圖的描述而變得顯而易見，其中藉由圖示和示例給出了本發明的某些實施方式。本文中所包含的任何附圖均構成本說明書的一部分並包括本發明的示例性實施方式並且說明瞭本發明的各種目的及其特徵。
儘管本發明能夠容許各種形式的實施方式，但是在附圖中表示出且在下文中描述的是目前較佳的但非限制性的實施方式，應如此理解，此處揭露的是本發明的一示範實施例而不是用於將本發明限制於所說明的具體實施方式。
此處參考的第1圖至第8圖說明了本發明及其組裝方式。第1圖和第3圖說明了本發明之可自動擴展和收縮的軟管的較佳實施方式。軟管在軟管內的液體壓力和增加的液體容量的施加下自我擴展。軟管還在軟管內的流體壓力和液體容量的釋放下自我收縮。軟管10由兩個分離且不同的外管12和內管14構成。內管14由伸長率為6：1的彈性材料形成，並且在加壓的液體被引入到彈性的內管14時能夠擴展至其鬆懈或未擴展長度的四到六倍。用於內管14的較佳的材料是天然乳膠橡皮。然而，還可以使用與天然乳膠橡皮具有相似的彈性的其他合成材料。彈性的內管14相對於其長度徑向地向外或橫向擴展。內管14的徑向擴展受到非彈性外管12的最大直徑的限制。外管12由非彈性、相對軟、可彎曲的管狀編織材料形成。用於形成非彈性的外管12的較佳的材料是編織或紡織的尼龍、聚酯、聚丙烯。還可採用其他編織或紡織的材料來形成外管12。對外管12的材料的要求是軟、可彎曲、非彈性並且足夠堅固以承受高達250磅/平方英吋(磅每平方吋，psi)的內部壓力。
軟管10還包括位於其一端處的陰螺紋聯結器18和位於其另一端處的陽螺紋聯結器16。陽螺紋聯結器16包括陽螺紋部20、中間部22、以及內管14、外管12和擴展限制器套管26皆固定於其上的部分24。內管14、外管12和擴展限制器套管26皆固定至陽螺紋聯結器16，其方式將在下面進行描述。
陰螺紋聯結器18包括位於陰螺紋聯結器18內部的陰螺紋部28，如第1圖、第3圖和第8圖所示。陰螺紋部28係構造為接收陽螺紋部20並且使一個軟管10能夠連接至另一個軟管10。陰螺紋部28還係構造為連接至房子或住宅外部或內部的水龍頭或出水口。家裏或住宅的大部分水龍頭都設有標准尺寸的陽螺紋聯結器16或接頭，陽螺紋聯結器16或接頭使軟管10與水龍頭或出水口接合和連接。內管14、外管12和擴展限制器套管27係固定至陰螺紋聯結器18，該方式將在下面進行描述。在較佳的實施方式中，陰螺紋聯結器18還包括墊圈29、30，墊圈29、30有助於在陽螺紋聯結器16與陰螺紋聯結器18之間或任何其他陽螺紋聯結器16或陰螺紋聯結器18之間提供液體地密封連接。在組裝過程中，非彈性的外管12僅在第一端和第二端處藉由陽螺紋聯結器16和陰螺紋聯結器18附接和連接至內管14。外管12沿第一端與第二端之間的整個內管14長度不附接、不連接、不結合和不固定至彈性內管14，從而當軟管10擴展或收縮時，外管12能夠沿內管14的整個長度相對於內管自由地運動。
第1圖、第2圖、第6圖和第8圖說明了本發明處於收縮狀態時的軟管10。在該狀態下，彈性的內管14處於鬆懈的收縮狀態，沒有力施加至內管14以使其擴展或拉伸。而且應該注意到，當軟管10處於收縮狀態時外管12不與內管14接觸。內管14與外管12之間存在空間15(第6圖)。如第6圖所示，處於收縮狀態的內管14的管壁的厚度相對大於處於擴展狀態的內管14的厚度(第5圖)。彈性內管14的橫向擴展是內管14內的液體的壓力和容量增加的結果。內管14內的液體壓力和容量的增加還導致彈性內管14的長度的擴展。內管14的橫向和縱向擴展均導致內管管壁厚度的減少以及內管直徑的增加，從而增加能夠流過內管14的液體的容量。管壁厚度的這種減少在第5圖中清晰示出，其中內管的內直徑已經因內管14內的液體壓力和容量的增加而擴展和延伸。
外管12較佳係由非彈性的、軟的管狀編織物構成。編織物由堅固編織或紡織的尼龍、聚酯或聚丙烯編織物、或任何其他管狀編織或紡織的、非彈性的且能夠承受高達250 psi內部壓力的織物製成。在本發明的軟管10的擴展或延伸狀態中(第3圖至第5圖)，內管被擴展或被拉伸。在該擴展狀態中如第3圖和第5圖所示，非彈性外管12約束內管14的橫向擴展。參見第3圖和第5圖，外管12在該延伸狀態中沿其長度也係張緊、平滑且相對平坦。由於外管12不會橫向和縱向擴展，因此，外管12的實際長度和寬度決定擴展狀態的軟管10的最大長度和最大寬度。因而，外管12的直徑和長度決定本發明的軟管10在彈性的內管14的內部被施加流體壓力時的直徑和長度。非彈性外管的直徑和長度是軟管10在其處於其擴展狀態和用於輸送或傳送液體時的最終直徑和最終長度。
在本發明的較佳實施方式中，軟管10自動擴展為其收縮長度的四至六倍。因此，當液體在受壓狀態下供給至軟管10的內管12內部時，收縮狀態的10英呎軟管10將自動擴展至40英呎到60英呎。藉由在受壓狀態下將液體引入軟管10的一端並限制液體流出軟管10的另一端來實現軟管10內的液體壓力。例如，當本發明的軟管10用作圍繞房子的花園軟管時，陰螺紋聯接器18固定至房子外牆上的水龍頭或出水口。擰開或打開水龍頭使得水在受壓狀態下能夠進入軟管10。水在房子內的相對正常的壓力為60psi。然而，水在軟管10內的壓力可根據各種環境而廣泛地變化，例如，由自來水公司供給的水的壓力，當水從井等供給時由幫浦供給和由氣囊支撐的水的壓力等。噴嘴或其他液體分配器在軟管10的另一端處固定至陽螺紋聯結器16。噴嘴可以是傳統的噴嘴，傳統的噴嘴可改變離開噴嘴的水的速度和噴射形式。許多噴嘴是L型的，以能夠被個人舒適地抓握和使用。這些噴嘴還具有對內部閥進行操作的樞轉開關手柄。該內部閥允許、限制和停止通過噴嘴的水的流動。
噴嘴根據噴嘴的開口大小在軟管10的端部處提供不同量的液體限制。噴嘴的開口越小，噴嘴對液體在軟管10端部處的釋放的限制就越大，軟管10內的壓力和液體容量也越大。噴嘴的開口越大，噴嘴對液體在軟管10端部處的釋放的限制就越小，軟管10內的壓力和液體容量也越小。來自一般房子的壓力近似為60 psi。如果本發明的另一端處的液體的流動被關閉或被完全限制，那麼內管14內的psi與來自房子的壓力60 Psi相同。在該高壓下，本發明的內管14和外管12將擴展至其50英呎的最大長度。當液體在軟管10的端部釋放時，軟管10內的壓力降低並且軟管10開始收縮。然而，甚至當另一端處的壓力降低到來自房子的普通壓力60 psi之下時，本發明仍然完全擴展。在一個實施例中，來自房子的水壓是60 psi，在軟管10的另一端處離開噴嘴的水壓是35 psi。彈性內管14內的psi壓力足夠大以使內管14橫向和縱向擴展直到其橫向和縱向擴展受到非彈性外管12的限制且擴展至非彈性外管12的最大長度和寬度。在較佳的實施方式中，軟管10從其收縮狀態的10英呎長度擴展至其擴展狀態的50英呎長度。
第7圖和第8圖顯示了陽螺紋聯結器16和陰螺紋聯結器18如何分別固定至本發明的較佳實施方式的軟管10。在第7圖中，陽螺紋聯結器16包括多個螺紋20。陽螺紋聯結器16還包括管狀延伸部32，該管狀延伸部延伸至內管14、外管12和擴展限制器套管26的內部。管狀延伸部32具有能使液體流過的中空內部34。固定裝置40包圍擴展限制器套管26、外管12和內管14，並將這些元件固定至管狀延伸部36。在聯結器16中顯示了分離的流動限制器37。還可採用其他類型的流動限制器，例如軟管噴嘴、噴射器等。可採用限制液體在軟管10內流動的任何物體。如第7圖所示，與較厚的收縮狀態相比，外管12相對平滑，內管壁相對薄，擴展限制器套管26在中空內部34的接合處限制內管和外管的擴展。在沒有擴展限制器套管26的情況下，內管將立即以階梯函數方式向外擴展並且可能破裂。擴展限制器套管26允許內管14逐漸向外擴展變成錐形，從而防止內管在該接合處破裂。還可採用其他類型的連接法(例如，夾緊和鍛造)將陽螺紋聯結器16固定至內管14、外管12和擴展限制器套管26。通過使用其他類型的連接法，即可能不需要擴展限制器套管26。
第8圖顯示出固定至本發明的軟管10的陰螺紋聯結器18。第8圖中的軟管10處於收縮狀態。陰螺紋聯結器18設置有多個陰螺紋部28。陰螺紋部28被設計為與陽螺紋聯結器16上的陽螺紋部20相互作用和協作以在陽螺紋聯結器16與陰螺紋聯結器18之間提供液體地密封連接。陰螺紋聯結器18還包括管狀延伸部36，管狀延伸部36延伸到內管14、外管12和擴展限制器套管27的內部。管狀延伸部36具有能使液體流過的中空內部38。固定裝置40包圍擴展限制器套管27、外管12和內管14並將這些元件固定至管狀延伸部36。從第8圖可見，軟織物的外管12不平滑，但是折疊、壓縮並緊密聚集在內管14外周的周圍，內管14管壁與其擴展狀態相比較厚，擴展限制器套管27不限制固定裝置40的接合處的內管14和外管12的擴展。在沒有擴展限制器套管27的情況下，內管14將在液體壓力施加到軟管10內部時立即以階梯函數方式向外擴展並且可能破裂。擴展限制器套管27允許內管14逐漸向外擴展和變成錐形，從而防止內管14在該接合處的破裂。還可採用其他類型的連接法(例如，夾緊和鍛造)將陰螺紋聯結器18固定至內管14、外管12和擴展限制器套管27。通過使用其它類型的連接，即可能不需要擴展限制器套管27。
本發明的另一特徵是軟管10重量的節省。收縮狀態的軟管10相對較輕，在軟管10擴展四到六倍之後，軟管10的重量不會增加。而且，因為軟管10在陽螺紋聯結器16與陰螺紋聯結器18之間的整個軟管10長度上不包含任何金屬部件(例如彈簧、金屬絲網或其他金屬零件)，10英呎的收縮軟管10可以僅僅不到2磅重，在擴展狀態下，(不算擴展的軟管10內的液體的重量)50英呎的軟管10也將僅僅不到2磅重。然而，反之，傳統的1/2吋直徑50英呎橡膠軟管重達12磅。重量的節省使得任何使用軟管的人特別是沒有超常體力的或不想拖曳、搬運或拉笨重、龐大的傳統橡膠軟管的個人容易搬運、容易拖曳、容易操作和容易使用的本發明之軟管10。
本發明的另一特徵是當內管14內沒有壓力時外管12的長度會減短或縮短。在彈性的內管14中沒有壓力或容量的情況下，內管14自動收縮。當內管14處於收縮狀態時，外管12的狀態如第1圖、第2圖和第6圖所示。因為外管12沿著第一端與第二端之間的整個軟管10長度不連接、不附接、不固定或不結合至內管14，所以外管12的軟編織物材料能夠相對於內管14自由地運動。外管12能夠沿整個軟管10長度相對於內管自由地運動的事實使得當內管14內沒有液體壓力時，外管12在收縮狀態下能夠沿其長度折疊、壓縮和緊密聚集到內管外周的周圍。外管12的這種折疊、壓縮和緊密聚集狀態防止軟管10扭結並有助於防止其自身糾纏在一起。因而，處於收縮狀態的空軟管10容易貯藏而不需要擔心軟管10像大多數傳統軟管那樣扭結或糾纏。軟管10的不扭結和不糾纏的傾向使得使用者能夠將軟管10貯藏在非常小的空間內而不需要擔心在將軟管10移出貯藏處並使用時的展開或解開。本發明的使用者能夠將軟管10從貯藏狀態取出，將噴嘴或其他液體限制器固定在軟管10的一端，將軟管10固定至水龍頭，並且開水，而不用害怕軟管10糾纏或扭結且不需要展開或解開軟管10。
傳統的花園軟管通常在使用之後被搬運或拖曳回到它們的貯藏地，並且它們被貯藏在捲筒上或被捲起來並放置在平坦表面上。這需要時間來搬運和拖曳軟管並適當地貯藏軟管，還需要錢來購買軟管捲筒。本發明的軟管10自動並快速地收縮至其最初的貯藏地，然後能夠容易地折疊、捲起或盤起並且貯藏在任何容器內(甚至是非常小的容器)或任何表面上，從而為軟管10的所有者節省時間和費用。
第5圖和第6圖顯示出本發明較佳的實施方式。在較佳的實施方式中，在軟管10的組裝過程中，將處於鬆懈或收縮狀態的10英呎彈性的內管14插入50英呎非彈性外管12的中空內部。然後將10英呎內管14和50英呎外管12和擴展限制器套筒27在第一端處全部附接並一起固定至陰螺紋聯結器18。然後10英呎內管通過外管12的中空內部拉伸和擴展直到彈性的內管14擴展至其鬆懈或收縮長度的五倍。在此刻的組裝過程中，擴展的彈性的內管14和非彈性的外管12都被夾住，內管12和外管都是50英呎長。然後在軟管10仍然處於擴展狀態的同時將內管14、外管12和擴展限制器套筒27在第二端處一起附接並固定至陰螺紋聯結器18。如上所述，彈性的內管14和非彈性外管12僅在第一端和第二端處附接並連接在一起。內管14和外管12沿第一端與第二端之間的整個軟管10長度不附接、不結合、不連接和不固定。這允許非彈性外管沿第一端與第二端之間的整個軟管10長度相對於內管自由地運動。
當夾具在第二端處從擴展的50英呎彈性內管14和50英呎非彈性外管12移除時，擴展的彈性內管14自動地收縮回至其初始的鬆懈的10英呎長度。50英呎的非彈性外管12的長度也縮短至收縮狀態的僅10英呎，因為當拉伸和延伸的彈性內管14開始從其擴展長度收縮時，未附接、未結合、未連接和未固定的軟編織物非彈性的外管12卡在橡膠彈性內管14的材料上，使得外管12自動折疊、被壓縮和緊密聚集到收縮內管14的整個長度的外周的周圍。因而，因為50英呎非彈性的外管12具有圍繞10英呎收縮和鬆懈的內管14壓縮和緊密聚集的褶皺，所以折疊的、壓縮的和緊密聚集的50英呎外管12有與10英呎收縮的內管14相同的10英呎長度。
當加壓液體被引入處於收縮和鬆懈狀態的彈性的內管14內時，彈性的內管14開始橫向和縱向擴展，外管12開始在彈性的內管14外周的周圍展開並解壓縮。結果，當內管14擴展至其最大50英呎長度時，外管12沿內管的整個長度展開並解壓縮直到其達到與處於擴展狀態的內管14的相同的50英呎長度。而且，因為內管14縱向和橫向地擴展並且其擴展受到非彈性的外管12的限制，所以內管14填充非彈性的外管12內的所有可用空間15，因此展開和解壓縮的外管12的表面在擴展狀態變得平滑，如第5圖所示。
在受壓的液體已經被引入軟管10並且液體的壓力和容量在內管14內增加之後，第5圖中的軟管10處於擴展狀態。軟管10的擴展的長度現在是50英呎、600英吋或15.24米。軟管10內液體的容量是0.943加侖、120盎司、3569公升或3180.64立方釐米。軟管10的外周長是2.12英吋或5.39釐米。外管12的直徑是0.68英吋或1.73釐米。內管14的直徑是0.64英吋或1.63釐米。內管14的管壁厚度是0.031英吋或0.079釐米。外管12的厚度是0.031英吋或0.079釐米。外管12的厚度仍然保持與擴展和收縮狀態相同。形成內管14的材料可以是任何顏色。第6圖中的軟管10處於其收縮狀態，並且其尺寸如下。軟管10的長度是10英呎、3.33碼或3.05米。軟管10內液體的容量是0.025加侖、3.2盎司、0.094公升或94.635立方釐米。軟管10的外周長是2英吋或5.08釐米。外管12的直徑是0.4英吋或1.02釐米。內管12的內徑(inner diameter，ID)是0.25英吋或0.635釐米。內管的直徑是0.375英吋。內管14的管壁厚度是0.125英吋或0.317釐米。外管12的厚度是0.031英吋或0.079釐米。
從第3圖和第5圖可見，外管12在擴展狀態相對平滑。該平滑表面使軟管10能夠相對容易地使用和操縱。此外，擴展的彈性的內管14和外管12的平滑表面防止軟管10扭結。而且，該平滑表面使標記能夠被設置於外表面上。該標記的實施例如第5圖所示，文字“Magic Hose(魔術軟管)”。可以在外管12的外表面上設置所有類型的標記，例如字母、數字、圖案、設計和/或圖片。可使用可貼在外管12上的任何類型的標記，標記可以是包括黑色和白色的任何顏色。形成外管12的材料也可以是任何顏色。
本發明較佳的實施方式利用水填充和擴展軟管10。然而，本發明也可使用其他液體。例如，可將氣體引入軟管10中並通過軟管10輸送。在本發明中也可採用對內管14無腐蝕性的液體。可流動的半固體也可以與本發明一起使用。在本發明中採用的液體的溫度低於將會改變在本發明的軟管10中使用的材料的物理和化學性質的溫度。而且，因為內管14是具彈性的，所以如果水在管內凍結，那麼內管14能夠擴展。例如，如果本發明的花園軟管在冬天留在外面，那麼包含在軟管10內的水將會凍結。普通的花園軟管將裂開，但當水變成冰時，本發明會擴展，因為內管14是具彈性的。
在本說明書中提到的所有專利和申請表示與本發明有關的領域的技術人員的水準。所有專利和公開文章藉由引用併入本文，就像單個公開文章具體和單獨地藉由引用併入。
可理解的是，儘管顯示出本發明的某個形式，但是不限於本文描述和顯示出的特定形式或配置。對本領域技術人員顯而易見的是，可對本發明進行各種改變而不背離本發明的範圍，本發明不能被認為限於本文中所包括的說明書和附圖中所示出和描述的內容。
本領域技術人員將容易理解到，本發明非常適於實現本文的目的並獲得所描述的以及其隱含的結果和優點。本文中描述的實施方式、方法、過程和技術目前代表的實施方式，是示例性的並不對範圍進行限制。本領域技術人員已知且包含在本發明的精神內的本文中的變化和其他用途通過所附申請專利範圍的範圍定義。儘管在具體較佳實施方式中描述了本發明，但是可理解所要求的發明不應該適當地限於具體的實施方式。本發明的目標的確是將對技術人員顯而易見的用於本發明所描述的模式的各種實施方式涵蓋在申請專利範圍內。
2‧‧‧內壁
10‧‧‧軟管
12‧‧‧外管
14‧‧‧內管
15‧‧‧空間
16‧‧‧陽螺紋聯結器
18‧‧‧陰螺紋聯結器
20‧‧‧陽螺紋部
22‧‧‧中間部
24‧‧‧部分
26‧‧‧擴展限制器套管
27‧‧‧擴展限制器套管
28‧‧‧陰螺紋部
29‧‧‧墊圈
30‧‧‧墊圈
32‧‧‧管狀延伸部
34‧‧‧中空內部
36‧‧‧管狀延伸部
38‧‧‧中空內部
40‧‧‧固定裝置
第1圖是本發明處於收縮位置的縱向側視圖；第2圖是本發明沿第1圖的2-2線截取的截面圖；第3圖是本發明處於擴展位置的縱向視圖；第4圖是本發明沿第3圖的4-4線截取的截面圖；第5圖是本發明沿第3圖的4-4線截取的軟管的一部分的截面圖和立體圖；第6圖是本發明沿第1圖的2-2線截取的軟管的一部分的截面圖和立體圖；第7圖是當本發明的軟管處於其擴展狀態時固定至的軟管的端部的陽螺紋聯結器的立體圖；以及第8圖是當本發明的軟管處於其收縮狀態時固定至的軟管的端部的陰螺紋聯結器的立體圖。
2‧‧‧內壁
10‧‧‧軟管
12‧‧‧外管
14‧‧‧內管
16‧‧‧陽螺紋聯結器
18‧‧‧陰螺紋聯結器
24‧‧‧部分
26‧‧‧擴展限制器套管
27‧‧‧擴展限制器套管
28‧‧‧陰螺紋部
29‧‧‧墊圈
30‧‧‧墊圈

权利要求:
Claims (22)
[1] 一種軟管，包括：一可撓伸長的外管，具有一第一端和一第二端，該外管的內部實質上為中空的；一可撓伸長的內管，具有一第一端和一第二端，該內管的內部實質上為中空的，該內管由一彈性材料形成；一第一聯結器，固定至該內管的該第一端和該外管的該第一端；以及一第二聯結器，固定至該內管的該第二端和該外管的該第二端，且該第一聯結器將該軟管液體地聯結至加壓液體的一來源，該第二聯結器將該軟管聯結至一液體流動限制器，由此，該液體流動限制器使該軟管內的該第一聯結器與該第二聯結器之間的液體壓力增加，該液體壓力的增加使該伸長的內管沿該內管的長度縱向地擴展並沿該內管的寬度橫向地擴展，從而使該軟管的長度增加至一擴展狀態，當該第一聯結器與該第二聯結器之間的液體壓力降低時，該軟管收縮至一縮短的長度。
[2] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該外管係由當一力被施加至該外管的內部時不會縱向延伸和橫向延伸的材料製成。
[3] 依據申請專利範圍第2項所述的軟管，其中該外管係由從選自尼龍、聚酯或聚丙烯的組合的材料製成。
[4] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該內管由具有高達6：1的伸長比、能擴展至其收縮或未擴展長度的六倍的彈性材料製成。
[5] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，進一步包括：一擴展限制器套筒，固定至該內管的該第一端和該外管的該第一端；以及一另一擴展限制器套筒，固定至該內管的該第二端和該外管的該第二端，由此，當該第一聯結器與該第二聯結器之間的液體壓力增加時，該另一擴展限制器套筒提供該內管橫向向外擴展的一逐漸轉變。
[6] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該內管和該外管係由當該內管和該外管處於它們的擴展狀態時不會扭結和糾纏自身的材料製成。
[7] 依據申請專利範圍第5項所述的軟管，進一步包括：一固定裝置，將該擴展限制器套筒、該外管和該內管固定至該第一聯結器；以及一另一固定裝置，將該另一擴展限制器套筒、該外管和該內管固定至該第二聯結器。
[8] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，進一步包括位於該外管上的一標記。
[9] 依據申請專利範圍第8項所述的軟管，其中該標記在該軟管處於該擴展狀態時是能識別的，並且該標記在該軟管處於該收縮狀態時是不能識別的。
[10] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該液體流動限制器與該第二聯結器一體形成。
[11] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該液體流動限制器係可拆卸地固定至該軟管的一液體噴嘴。
[12] 依據申請專利範圍第7項所述的軟管，其中該固定裝置在該軟管的一外周的周圍延伸。
[13] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該軟管是一花園軟管。
[14] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該軟管係由消防隊員使用的一消防軟管。
[15] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該加壓液體是一氣體。
[16] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該加壓液體是半固態物質。
[17] 依據申請專利範圍第1項所述的軟管，其中該內管和該外管係由當該內管和該外管處於它們的收縮狀態時不會扭結的材料製成。
[18] 一種輸送液體的方法，包括：將一液體引入一軟管，該軟管包括一非彈性且可彎曲伸長的外管，該外管具有一第一端和一第二端，該外管的內部實質上為中空的，該軟管還包括一可擴展且具彈性伸長的內管，該內管具有一第一端和一第二端，該內管的內部實質上為中空的，該內管係由一彈性材料所製成；將一第一聯結器固定至該內管的該第一端和該外管的該第一端；將一第二聯結器固定至該內管的該第二端和該外管的該第二端；該內管和該外管僅在該第一端和該第二端處固定在一起，而在該第一端和該第二端之間不固定在一起；將該第一聯結器連接至加壓液體的來源；將該第二聯結器連接至一液體流動限制器；使該軟管內的該第一聯結器與該軟管內的該第二聯結器之間的液體壓力增加，該液體壓力的增加使該內管自動地沿該內管的一長度縱向擴展和自動地沿該內管的一寬度橫向擴展，從而使該軟管的長度和寬度增加至一擴展狀態；以及藉由消除該第一聯結器與該第二聯結器之間的液體壓力差，使該軟管自動地收縮至一減少的長度和寬度；由此，當該第一聯結器與該第二聯結器之間不存在液體壓力差時，該內管相對於該外管自由地運動。
[19] 依據申請專利範圍第18項所述的輸送液體的方法，其中該內管係伸長至高達其收縮或未擴展的長度之六倍。
[20] 依據申請專利範圍第18項所述的輸送液體的方法，進一步包括：將一擴展限制器套筒固定至該內管的該第一端和該外管的該第一端；以及將另一擴展限制器套筒固定至該內管的該第二端和該外管的該第二端；由此，當該液體壓力的增加使該內管擴展時，該擴展限制器套筒和該另一擴展限制器套筒限制該內管和該外管的擴展並防止該內管的直徑以一階梯函數增加。
[21] 依據申請專利範圍第18項所述的輸送液體的方法，包括在該外管上提供標記並且使該外管沿該外管的一長度縱向地擴展直到該標記係能識別的。
[22] 依據申請專利範圍第18項所述的輸送液體的方法，其中當該軟管內的該第一端與該軟管內的該第二端之間的液體壓力增加時，該外管限制該內管的橫向或徑向擴展以及縱向擴展。

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