专利名称：改进的导管系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的组合式塑料导管系统，用于电缆、流体导管及类似物。
本发明还涉及一种对现有已损坏的导管进行修理的系统。
从过去四十多年至今，人们作了很多努力设计组合式导管和接头，尤其是对在现场维修损坏的导管系统而言。
在市场上这种系统的短缺和寻求这种系统的专利数量的增加清楚地说明了它们的不可用性，无论是在功能的充分度方面，还是在制造成本方面。
澳大利亚专利申请No.18343/83和澳大利亚专利申请No.70072/91分别描述了多部件、纵向分开的塑料导管，它们容易在现场装配，并且避免了需要使电缆或电线穿过传统的单件式管形导管的麻烦。各申请描述了在其自由边上具有一个增大的卷边的纵向延伸凸缘和其横截面与该凸缘的横截面形状互补的纵向延伸的凹槽之间的一个榫舌和凹槽压入连接，该凹槽的自由边可弹性变形以容纳增大的卷边。
尽管对于它们要达到的用途而言比较有效，但是它们在接头方面，例如T形接头、弯曲接头、检查口接头等，不适用于机械或流体密封地啮合。
而且，上述的导管系统都不能用于现场修理已经损坏的导管，而且也不适用于现场维修、分线等，不能完整地移去并替换一个完整长度的损坏导管件。
美国专利No.4967800描述了另外一种由挤压的塑料材料制成的相同段组装起来的密封管。
半圆管部分的两相对边包括纵向延伸的带卷边的凸缘和具有互补形状的窄口的凹槽，其中至少一个包括一种共挤的弹性塑料材料，以便在相对的榫舌和凹槽接缝处提高流体密封能力。
这种密封管仅能用来在主管的平直长度上进行密封，以用于监视在主管和副管之间的泄漏。因此，没有接头例如T形接头、弯管等的密封。
澳大利亚专利No.236968、澳大利亚专利申请No.73044/81和美国专利Nos.3204668、3126035、4304267和4576846中描述了用于管道平直长度上的热保护套系统，它们可在现场装配到已有管道上。
除美国专利No.4304267涉及互锁的耐火材料元件外，其他的热保护套专利文献都公开了纵向延伸的榫舌和凹槽接缝，从而可在现场绕着管道的平直长度固定保护套。
而且，这些专利文献也没有公开作为管道中待隔离的T形接头、弯管和检查口的具有互补形状的接头。
澳大利亚注册设计No.117052描述了一种单件式模制T形接头，其沿纵向裂开但由一个一体形成的活页连接，从而其可闭合并通过螺栓或螺丝穿过在竖直和横向部分之间的结合处上的凸缘进行紧固。在一半部分的边缘上形成有直立的凸缘，当两半部分邻接时，它们位于另一半部分的边缘上的相应的槽内。
美国专利Nos.3944260、4109944、4260181、4374596、4652023和5443096中描述了管道接头和管道修理接头，它们形成在两纵向裂开的半个部分上，并设计用来密封泄漏的管道接头、损坏的直管道或者用于简化电子线槽系统。
美国专利3944260和4652023描述了带法兰的用螺栓连接的修理联接器，分别用于损坏的接头和平直的管道部。
美国专利4109944和4260181描述了用于粘结到塑料管路上的修理联接器。重叠的凸片和凹槽具有相互啮合的齿，从而当施用粘接剂后机械地锁定接头的两个半件。
电线导管接头包括纵向裂开的半件，它们公开在美国专利No.4374596中。一个半件包括在每一自由边上的一个非卷边不连续的凸缘，而另一半件包括在每一自由边上的平行侧边的不连续槽，以便与另一半上的凸缘相配合。从接头的外表面上伸出的弹性唇啮合在与接头端部啮合的导管的槽中。
美国专利No.5443096描述了一种用于直管的修理接头，该接头包括相似的两半件，它们通过相互啮合的带钩的唇而扣合在一起，从而在压力下机械作用地保持住接头，而粘接剂形成在接头和管道之间。
在美国专利No.5607666中描述了一种通过机械和粘结连接用于连接和/或修理热塑管道的带榫舌和凹槽的压配合管道接头。该专利公开了用于修理或连接塑料导管的直接头以及具有榫舌和凹槽边缘接缝的弯管、T形接头和十字形接头，其中榫舌可先收缩进入槽中，然后展开锁定在槽中。
在申请人本人的澳大利亚专利No.648818和澳大利亚专利申请No.68918/94中，描述了一种组合式导管系统，其中细长的导管件和导管接头件在相对的自由边上设置有带卷边的凸缘和可容纳该带卷边的凸缘的凹槽道。
尽管总的来说，对其用途而言，这些导管件还是满意的，但它们在实用方面还是有一些缺点。
尽管细长的导管件可被满意地挤压出来，但是在利用注入成形法生产导管接头件的经济性方面还是遇到很多困难。
从一开始，就必须使用单独的模具或模腔来制造相互啮合的接头半件，这是因为它们并不真正地彼此成镜像。
而且，导管件的卷边部分的结构要求用复合模具才能在模制后使凸缘部分脱模。由于脱模的障碍和干扰，以根切槽甚至是以复合模具组件也无法完全解决问题。这些问题由于在接头的相对的自由边上的小比例和靠近的卷边以及根切槽而被恶化了。
尽管现有技术中所有的导管、管道接头和修理接头对其想要的用途而言是满意的，但是它们都具有一个或多个缺点，这些缺点包括高加工成本、导管结构和接头结构的不兼容和缺乏模制性。换句话说，现有技术中没有一个可形成一个完整的导管系统，该系统包括一个可分开的导管和一套互补的可分开的接头，它们能够形成一个原始的导管装置，修理损坏的装置或者很容易修改已有的导管装置。
本发明的目的是克服或减少现有技术导管系统中的至少一些缺点，并提供一种能够应用于很广范围的组合式导管系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种组合式导管系统，包括沿纵向分开的部件，它们可啮合形成一个中空的导管，该导管具有一个光滑的孔，横截面大体为圆形，其中，所述部件具有一个或多个相互啮合的、互补的、沿着其相对的自由边的榫舌和凹槽结构，每一所述榫舌结构和凹槽结构都具有至少一个曲率半径，当相对的部件相互啮合时，曲率半径的半径原点相同，所述相对的部件克服施加于所述相对部件上的半径变形力而啮合或脱离啮合。
适当地，一个部件上的所述一个或多个榫舌结构具有一个楔形的前缘，其可容纳在一个相邻的、相互啮合的部件上的一个或多个凹槽结构中，每一所述一个或多个凹槽结构具有一个带互补楔形的底部。
优选地，形成一相应的凹槽结构的外侧壁的每一所述部件的外壁的一部分具有一个楔形的前缘，其适用于啮合在一互补的楔形槽部下面，该槽部邻近于一相邻的、相互啮合的部件上的一榫舌结构。
如果需要，形成一相应的凹槽结构的内侧壁的每一所述部件的内壁的一部分具有一个带肩的抵靠部，其适用于啮合在一具有互补形状的带肩的槽部内，该槽部邻近于一相邻的、相互啮合的部件上的一榫舌结构。
该组合式导管系统中的沿纵向分开的部件可选自细长的侧边平行的导管件、侧边平行的连接件、角弯曲件、T形结合件、十字形结合件等。
优选地，每一部件被构作成导管或导管连接件可通过相同的导管件或导管接头件的相对应的相互啮合而组装起来。
如果需要，该组合式导管系统的部件还可包括中空的带检查口的元件，其具有一个可移去的盖板，所述带检查口元件具有榫舌和凹槽结构，它们适用于与在所述导管件或所述导管接头件上的相应的凹槽和榫舌结构相互啮合，所述带检查口的元件上的各肢状部短于相应的导管件或所述导管接头件，以便用所述导管件或所述导管接头件的暴露部分上的导管件进行搭接啮合。
如果需要，该导管接头件可包括在其自由边上、位于相邻肢状部之间的结合部上的凸起的抵靠部。所述凸起的抵靠部可与相应的、带检查口的元件的自由边上的相应的槽部啮合。
细长的导管件和/或导管接头件可按比例与传统的导管直径符合，或者它们可形成一内部直径，以便与传统的细长的单件式导管和/或导管接头的外部直径相符合，从而它们可在导管系统的已有部分上啮合，用于进行修理或移入带分枝的结合部。
该细长的导管件和导管接头件可通过摩擦啮合而相互啮合，并通过半径变形阻力保持防止彼此脱离，从而该导管系统的部件可选择地脱离啮合。
作为替换，该细长的导管件和/或导管接头件通过在该榫舌和凹槽接缝处使用一种适当的粘接剂组合物而可被永久地相互啮合。
根据本发明的另一方面，提供了一种本发明第一方面所述的组合式导管系统的安装方法，其中沿纵向分开的导管和导管接头件啮合以形成一大体连续的槽形通道，电线或类似物被逐渐地引入槽形通道的凹槽中，而且该导管系统通过导管件与已经形成的槽形通道的相互啮合而逐渐闭合，从而形成了一个闭合的管形导管系统。
根据本发明的又一方面，提供了一种形成根据本发明第一方面所述的组合式导管系统中的一个带分枝的接头的方法，其中该组合式导管系统中的所选的最外的部件与内部部件脱离啮合，暴露的槽形通道部分被移去并被第一纵向分开的带分枝的导管件取代，第二相互啮合的带分枝的导管件连接到该第一件上以形成一个闭合的带分枝的接头，而且适当缩短的细长导管件重新与已有的槽形通道啮合以形成一个闭合的管形带分枝的通道。
为了本发明更容易理解并显示实际的效果，现在参照附图对本发明的优选实施例进行描述。
图1为相互啮合的导管件的横截面图。
图2为根据本发明导管件的榫舌与凹槽啮合的放大视图。
图3示出了根据本发明的弯导管接头件。
图4示出了根据本发明另一方面的T形接头。
图5示出了根据本发明的一组合式导管系统的一部分。
图1示出了一细长导管组件或一导管接头组件的肢状部，可以看到，两部分1和2相同，通过将1a和2a啮合进入相应的互补凹槽1b、2b中，两部分可以形成摩擦配合。
可以看出，对于挤压成形的细长导管件而言，仅需要单一的挤压模就可形成管形导管的互补的沿纵向分开的两部分。
在图2中清楚地示出了互补的榫舌和凹槽连接装置及其连接方式的放大图，其中，为了便于理解使用了相同的参考标号。
从图2中可以看出，部件1的榫舌部1a包括一弧形外表面3，其曲率半径的原点与部件1和2相应的内、外壁1c、1d和2c、2d的曲率半径的原点重合。
榫舌部1a有一楔形前缘4和在其内侧6上的带肩凹槽5。
在榫舌部1a的外表面3和部件1的外表面1d之间是一楔形的凹槽7。
部件2的自由边具有与部件1的自由边互补的轮廓，其中凹槽2b的底部8和凹槽2b的外壁部的前缘9具有互补的楔形边。当互补的自由边啮合时，在槽2b的内壁部上的带肩邻接部10嵌入部件1的带肩凹槽6中。同样，槽8的弯曲内壁13的曲率半径与榫舌1a的壁3的曲率半径相同。
可以看出，榫舌1a和凹槽2b的抵靠表面11和12为平面并且大体与具有共同起点的不同曲率半径相切。
当榫舌1a和凹槽2b装配时，榫舌1a的楔形边4部分地进入凹槽2b中，楔形前缘9的前端9a与榫舌1a弯曲壁部3的外表面抵靠。因此，榫舌1a不能自由的进入凹槽2b中，这是因为与壁3和壁13相应的半径原点在所示的分开位置时是不重合的，因此在导管件两侧的相互配合的榫舌和凹槽此时是错开的。
通过对相对的导管件施加压力，部件1和2的半圆形壁部以及榫舌1a和凹槽壁12、13通过将楔形榫舌表面4楔入槽壁12、13之间而产生弹性径向变形。
当榫舌1a的楔形表面4挤过带肩邻接部10后，榫舌1a则可以克服导管件径向弹性回复力进入凹槽2b。
一旦榫舌1a完全位于凹槽2b内，径向的弹性回复力即被释放，但是应注意的是，导管件1和2已经被紧紧地锁定在一起，要想拆开这两部分，必须克服同样大的径向弹性回复力。
根据本发明的导管件的榫舌与凹槽的相互啮合的优点是，细长的半个导管件容易挤压成形，而且在没有根切槽或球状凸缘的情况下，半个导管接头件很容易注入成形而不需要复杂且昂贵的具有可移动部件的复合注入成形模具。
图3示出了根据本发明的弯曲接头20。
该弯曲接头20包括两个相互成90°肢状部21、22，从而形成了一个半圆形横截面的直角渠形凹槽。
尽管必需在肢状部21的一自由边上有榫舌部21a，在相对的自由边上有凹槽部21b，但是根据本发明的接头件的区别在于，榫舌部21a和凹槽部21b不用象现有技术中的这种类型的接头那样沿整个的内、外自由边延伸。
在肢状部21、22的内、外自由边的接合部，榫舌部21a变为凹槽部22b，凹槽部21b变为榫舌部22a。
两个相同的弯曲接头20如描述的那样可相互啮合，形成一个中空的管形弯曲接头(未示出)，从而仅需要一个单一的模具或模腔用于注入成形，而现有技术需要单独的模具以形成组装的接头。
图4示出了根据本发明的导管接头一个替换实施例。
尽管参照图3所示的实施例，T形、十字形和其他分枝形式的结合部可用相同的半个接头来形成将变得很清楚，但是图4所示的实施例示出了替换的可选特征。
在图4中，半个T形接头30包括三个肢状部31、32和33分别具有相对的榫舌和凹槽结构31a、31b、32a、32b和33a、33b。凸起的抵靠部34、35和36设置在肢状部31、32和33之间的结合处。这些抵靠部的用途将在下文描述。
在本实施例中，以一个相同的T形件(没有在本发明范围内的抵靠部34、35、36)代替相配的T形件30，设置了一个用于检查和维修的开口接头37。该开口接头37包括一个可移去的检修盖38，其用螺丝或类似物穿过相对准的孔39紧固到开口接头上。开口接头还包括可分别容纳凸起的抵靠部34、35、36的相对准的凹槽40、41、42。
在导管装置中，要将不同的导管件拉开并使其分离时，抵靠部34、35、36可阻止操作人员将尖锐的物体插入导管的结合区域以使各导管件分离，这是由于很脆或容易损坏的电缆结合部很有可能就位于这个区域。
图5示出了根据本发明的一个组合式导管装置的一部分。
在图5中，该装置包括一个组装好的如图4所示的T形接头，其与细长的导管半件50、51和52、53一起形成了管形的导管。
由于开口接头件37的外部肢状部37a、37b和37c分别比T形件30上相配的肢状部33、32、31短，因此肢状部31、32、33上暴露的榫舌和凹槽部可与外部导管半件51、52相互啮合，从而形成一体的导管系统。
如图5所示，T形接头(或根据本发明的其他分枝结合形式)可被作为初始装置的一部分来装配，或者很容易改型以形成一个连续的中空导管段。
本领域的技术人员将会很清楚，在不脱离本发明的精神和范围内，本发明可根据本发明的各个方面进行修正和变型。
例如，尽管出于简化的目的，所述导管系统是参照一个电导管进行说明的，但是，具有带胶接缝的该系统同样可用作一流体导管。
而且，尽管上述系统的优点是，在导管连接处或其他分枝部的区域没有形成台阶的间隔表面，这些都可能影响流体的流动或电缆的走线，但是，该系统或其部件也可重新改型或通过使其内径与现有导管和导管接头的外部尺寸相一致来修理现有的导管。
权利要求
1.一种组合式导管系统，包括沿纵向分开的部件，它们可啮合形成一个中空的导管，该导管具有一个光滑的孔，横截面大体为圆形，其特征在于，所述部件具有一个或多个相互啮合的、互补的、沿着其相对的自由边的榫舌和凹槽结构，每一所述榫舌结构和凹槽结构都具有至少一个曲率半径，当相对的部件相互啮合时，曲率半径的半径原点相同，所述相对的部件克服施加于所述相对部件上的半径变形力而啮合或脱离啮合。
2.根据权利要求1所述的组合式导管系统，其特征在于，一个部件上的所述一个或多个榫舌结构具有一个楔形的前缘，其可容纳在一个相邻的、相互啮合的部件上的一个或多个凹槽结构中，每一所述一个或多个凹槽结构具有一个带互补楔形的底部。
3.根据权利要求1或2所述的组合式导管系统，其特征在于，形成一相应的凹槽结构的外侧壁的每一所述部件的外壁的一部分具有一个楔形的前缘，其适用于啮合在一互补的楔形槽部下面，该槽部邻近于一相邻的、相互啮合的部件上的一榫舌结构。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，形成一相应的凹槽结构的内侧壁的每一所述部件的内壁的一部分具有一个带肩的抵靠部，其适用于啮合在一具有互补形状的带肩的槽部内，该槽部邻近于一相邻的、相互啮合的部件上的一榫舌结构。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，该组合式导管系统中的沿纵向分开的部件包括细长的侧边平行的导管件、侧边平行的连接件、角弯曲件、T形结合件、十字形结合件等。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，每一部件被构作成导管或导管连接件可通过相同的导管件或导管接头件的相应的相互啮合而组装起来。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，该组合式导管系统的部件包括中空的带检查口的元件，其具有一个可移去的盖板，所述带检查口元件具有榫舌和凹槽结构，它们适用于与在所述导管件或所述导管接头件上的相应的凹槽和榫舌结构相互啮合，所述带检查口的元件上的各肢状部短于相应的导管件或所述导管接头件，以便允许所述导管件或所述导管接头件的暴露部分上的导管件进行搭接啮合。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，该导管接头件包括在其自由边上、位于相邻肢状部之间的结合部上的凸起的抵靠部，所述凸起的抵靠部可与在相应的带检查口的元件的自由边上的相应的槽部啮合。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，细长的导管件和/或导管接头件可按比例与传统的导管直径符合，或者它们可形成一内部直径，以便与传统的细长的单件式导管和/或导管接头的外部直径相符合，从而它们可在导管系统的已有部分上啮合，用于进行修理或移入带分枝的结合部。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，该细长的导管件和导管接头件可通过摩擦啮合而相互啮合，并通过半径变形阻力保持防止彼此脱离，从而该导管系统的部件可选择地脱离啮合。
11.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的组合式导管系统，其特征在于，该细长的导管件和/或导管接头件通过在该榫舌和凹槽接缝处使用一种适当的粘接剂组合物而被永久地相互啮合。
12.一种根据权利要求1-11中任一权利要求所述的组合式导管系统的安装方法，其特征在于，沿纵向分开的导管和导管接头件啮合以形成一大体连续的槽形通道，电线或类似物被逐渐地引入槽形通道的凹槽中，而且该导管系统通过导管件与已经形成的槽形通道的相互啮合而逐渐闭合，从而形成了一个闭合的管形导管系统。
13.一种形成根据权利要求1-11中任一权利要求所述的组合式导管系统中的一个带分枝的接头的方法，其特征在于，该组合式导管系统中的所选的最外的部件与内部部件脱离啮合，暴露的槽形通道部分被移去并被第一纵向分开的带分枝的导管件取代，第二相互啮合的带分枝的导管件连接到该第一件上以形成一个闭合的带分枝的接头，而且适当缩短的细长导管件重新与已有的槽形通道啮合以形成一个闭合的管形带分枝的通道。
14.一种根据权利要求11所述的流体导管系统。
15.一种根据权利要求1-11中任一权利要求所述的电缆导管系统。
16.一种根据权利要求1-11中任一权利要求所述的导管修理系统。
全文摘要
一种组合式导管系统,包括细长的导管件50、51和导管接头件30、37,它们沿纵向分开并具有榫舌和凹槽接缝,其构作成相同的导管半件或相同的导管接头半件可被压配合在一起,并可通过接头件中的径向弹性回复力释放相互啮合。该可相互啮合的榫舌结构1a和相应的凹槽结构2b中的每一个具有至少一个曲率半径,当相对的部件相互啮合时,其半径原点相同。
文档编号H02G3/06GK1252180SQ98803950
公开日2000年5月3日 申请日期1998年4月8日 优先权日1997年4月8日
发明者迈克尔·约翰·麦克马洪 申请人:扎尔多兹有限公司