可膨胀连接器

摘要

本申请公开一种可膨胀连接器，其包含：囊状体，其具有至少两个管件固定区域，所述至少两个管件固定区域在所述囊状体中分别形成为至少两个分开的圆柱形孔洞，其中所述至少两个分开的圆柱形孔洞被所述囊状体的一部分完全分开且被配置为分别至少部分地包围至少两个管件部分，其中所述囊状体被配置为在收缩时使能所述至少两个管件部分分别插入所述至少两个管件固定区域内，并且其中所述囊状体被配置为在膨胀时将所述至少两个管件部分分别固定在所述至少两个管件固定区域内。

权利要求

1.一种可膨胀连接器，其特征在于所述可膨胀连接器包含：囊状体，其具有至少两个管件固定区域，所述至少两个管件固定区域在所述囊状体中分别形成为至少两个分开的圆柱形孔洞，其中所述至少两个分开的圆柱形孔洞被所述囊状体的一部分完全分开且被配置为分别至少部分地包围至少两个管件部分，其中所述囊状体被配置为在收缩时能使所述至少两个管件部分分别插入所述至少两个管件固定区域内，以及其中所述囊状体被配置为在膨胀时将所述至少两个管件部分分别固定在所述至少两个管件固定区域内。

2.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，还包含系带，所述系带被配置为将所述囊状体与所述至少两个管件部分围绕在一起，以便将所述囊状体与所述至少两个管件部分固定在一起。

3.根据权利要求2所述的可膨胀连接器，其中所述系带包含网状物。

4.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，进一步包含膨胀管接头。

5.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件固定区域均是基本圆柱形的。

6.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件固定区域基本平行，使得当所述囊状体被膨胀时，所述至少两个管件部分基本彼此平行地被固定。

7.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件固定区域是非平行的，使得当所述囊状体被膨胀时，所述至少两个管件部分彼此不平行地被固定。

8.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件固定区域包含至少三个管件固定区域。

9.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件固定区域包含至少四个管件固定区域。

10.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件部分是鱼笼的边沿。

11.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述至少两个管件部分是支架。

12.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述囊状体由弹性材料制成。

13.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述囊状体被填充气体。

14.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述囊状体被填充液体。

15.根据权利要求1所述的可膨胀连接器，其中所述囊状体在被膨胀时有浮力。

说明书

可膨胀连接器

技术领域

[0001] 本发明涉及可膨胀连接器的领域。

背景技术

[0002] 在组装各种结构构件中，在该领域期望的是这些结构构件被快速且容易地组装。有时也有利地是构件之间的连接是柔性的，以允许一些相对运动并减少载荷。

[0003] 当今，HDPE(高密度聚乙烯)管件被用于多种应用，例如，水产养殖和其它结构。经常需要将这些管件连接在一起，这一般通过使用绳索、金属或塑料夹具和托架等将它们彼此捆扎来实现。有时，通过一个或多个轮箍进行捆扎，所述轮箍被布置在管件之间以防止或缓冲动态条件下(即当海上有风浪时)管件之间的碰撞和摩擦。这种方式的捆扎是多次繁琐的、允许管件未知的运动、难以实现和撤销的并且对管件产生应变和损坏。

[0004] Daniels的美国专利US 3,473,829公开了一种用于夹持中空导管上的相对的外围凸角的可膨胀连接器，该连接器包含细长弹性主体、夹持部分和阀门结构，所述细长弹性主体在横截面中包括基座部分，所述夹持部分包括相对延伸的凸缘部分和可动且可变形的钳口部分，所述钳口部分与凸缘部分隔开以形成用于接收所述凸角的相对延伸的插槽，并且所述插槽彼此隔开且与基座部分隔开以形成可膨胀的腔室，并且所述阀门结构用于使用流体扩大和填充所述腔室，以便使所述钳口部分移动并变形分开且围绕所述凸角，从而关闭所述插槽并且将所述凸角夹持于其中。

[0005] 相关技术的前述示例和与之相关的限制旨在进行解释说明而非穷举。在阅读说明书和研究附图后，相关技术的其它限制对本领域技术人员来说将变得明显。

发明内容

[0006] 结合系统、工具和方法描述并说明以下的实施例及其各个方面，其中所述系统、工具和方法是示例性的和说明性的，而不对范围进行限制。

[0007] 根据一个实施例，在此提供一种可膨胀连接器，其包含：囊状体，其具有至少两个管件固定区域，所述至少两个管件固定区域在所述囊状体中分别形成为至少两个分开的圆柱形孔洞，其中所述至少两个分开的圆柱形孔洞被所述囊状体的一部分完全分开且被配置为分别至少部分地包围至少两个管件部分，其中所述囊状体被配置为在收缩时使能所述至少两个管件部分分别插入所述至少两个管件固定区域内，并且其中所述囊状体被配置为在膨胀时将所述至少两个管件部分分别固定在所述至少两个管件固定区域内。

[0008] 在一些实施例中，所述系带包含网状物。

[0009] 在一些实施例中，所述可膨胀连接器进一步包含膨胀管接头。

[0010] 在一些实施例中，所述至少两个管件固定区域都是基本圆柱形的。

[0011] 在一些实施例中，所述至少两个管件固定区域基本平行，使得当所述囊状体被膨胀时，所述至少两个管件部分基本彼此平行地被固定。

[0012] 在一些实施例中，所述至少两个管件固定区域是非平行的，使得当所述囊状体被膨胀时，所述至少两个管件部分彼此不平行地被固定。

[0013] 在一些实施例中，所述至少两个管件固定区域包含至少三个管件固定区域。

[0014] 在一些实施例中，所述至少两个管件固定区域包含至少四个管件固定区域。

[0015] 在一些实施例中，所述至少两个管件部分是鱼笼的边沿。

[0016] 在一些实施例中，所述至少两个管件部分是支架。

[0017] 在一些实施例中，所述囊状体由弹性材料制成。

[0018] 在一些实施例中，所述囊状体被填充气体。

[0019] 在一些实施例中，所述囊状体被填充液体。

[0020] 在一些实施例中，所述囊状体在被膨胀时有浮力。

[0021] 除了上面描述的示例性方面和实施例之外，进一步的方面和实施例将通过参考附图并研究如下详细说明而变得明显。

附图说明

[0022] 示例实施例在所参考的附图中示出。附图中示出的组件的尺寸和特征通常为了方便和清楚地呈现而进行选择，且不一定按比例示出。附图在下面列出。

[0023] 图1A根据一个实施例示出示例性可膨胀连接器的前视等距图；

[0024] 图1B根据一个实施例示出示例性可膨胀连接器的后视等距图；

[0025] 图2根据一个实施例示出连接两个圆形管件的示例性可膨胀连接器的俯视图；以及

[0026] 图3根据一个实施例示出使用膨胀连接器连接的支架的示图。

具体实施方式

[0027] 本文公开了一种可膨胀连接器，其用于将一个或多个管件、杆、支架和/或其他细长元件(不管是中空的还是实心的，以下统称为“管件”)的多个节段彼此连接。有利地，可膨胀连接器可以是一种易于使用的、紧凑的且轻便的装置，其被配置为允许被连接元件之间的一些相对运动以便降低载荷，和/或被配置为在动态条件下阻滞管件的各节段之间的运动、冲击和/或振动。

[0028] 为了将多个节段彼此连接，可膨胀连接器可以包括囊状体，所述囊状体可以使用一种或多种气体和/或液体材料来膨胀。囊状体可以包括多个管件固定区域，诸如两个、三个、四个或更多个固定区域。这些管件固定区域中的每一个可以通过至少部分地包围管件(相同的管件或两个或更多个不同的管件)的一个节段来固定该节段。

[0029] 为了将管件的节段插入管件固定区域，该囊状体可以被收缩或至少部分被膨胀。然后，在这些节段已经插入其管件固定区域之后，该囊状体可以被膨胀，以便为它提供至少一些刚度。在一些实施例中，通过膨胀获得的刚度足够用于将这些节段固定至囊状体。在一些实施例中，可以通过使用进一步将这些节段固定在其管件固定区域内的附加固定元件诸如系带(harness)来增强固定。例如，该系带可以是网状物(mesh)，其延伸经过囊状体的至少一部分外表面，以便将囊状体和管件的节段围绕在一起。作为另一示例，该系带可以是一种或多种金属线、织物片、钩环紧固件和维可牢(Velcro)紧固件和/或类似物。

[0030] 管件固定区域或者其中的至少一些可以具有相同的尺寸(宽度、长度、直径、横截面和/或类似量)或不同的尺寸。管件固定区域或者其中的至少一些可以在囊状体内彼此平行地延伸，或者可替代地，不平行地延伸。

[0031] 可膨胀连接器可以适合于各种用途。例如，它可以适用于在海洋环境中管件(多个管件)的两个或更多个节段之间的连接，在该环境中连接器暴露于水、湿度和可能的恶劣环境条件诸如波浪、风和/或类似物。无论是单独使用或与其系带组合，囊状体在膨胀时都可以是有正浮力、负浮力或中性浮力的。

[0032] 连接器的示例性用途是鱼笼的两个相邻边沿(rim)之间的连接。在鱼笼内养鱼是近些年日益流行的水产养殖的一种形式。这种方法利用设置在湖泊、池沼、池塘、河流或海洋中的鱼笼来容纳且保护鱼，直到鱼可以被收获。在有着悠久水产养殖传统的国家中，如日本和挪威，开始将小型漂浮鱼笼安装在港湾、海湾、潟湖等的更多保护区域内。但是，氧气的缺乏、高的温度起伏、残留物浓度、海藻的露头(outcrop)等已经逐渐引起对更开放且更深的区域的探索，并且鱼笼被设计为能经受待使用的缺乏保护的区域的动态影响。这种特殊类型的鱼笼培养经常被称为“离岸培养”。

[0033] 在水产养殖更发达的国家中可以观察到的趋势包括使用越来越大的鱼笼、远离保护区域将鱼笼设置在越来越多地暴露于波浪的动态影响的区域。这是由于如下的事实，即保护区域具有较小的水流、较浅且海湾的衰变影响培养系统，随着硫化氢的生产剥夺它的氧气并且使它中毒；温度波动非常高，随之而来的是疾病风险。在这些国家可以发现，养鱼场逐年被转移到更深的区域。

[0034] 在离岸培养的领域，存在包含大的漂浮平台的已知养鱼场，从所述漂浮平台悬挂一个或多个容纳被养殖的鱼的鱼笼且将所述鱼笼浸入水中。鱼笼通常通过结网而获得。这些漂浮平台常见地是具有正浮力的中空管件，其用作鱼笼的顶部边沿。通常，一系列鱼笼通过其边沿彼此连接，以构造较大的养鱼场。有利地，使用当前的可膨胀连接器连接每两个相邻的鱼笼可以实现以下一种或多种益处：首先，连接器可以被容易地部署；其可以在处于收缩形式时被运输到安装点，方便地部署在相邻鱼笼的边沿上并且被膨胀，例如，使用简单的电动泵或手动泵和/或通过压缩气体罐如潜水储气罐来膨胀，甚至用嘴使其膨胀。在一些实施例中，对于成功安装不一定需要额外的机械工具。其次，连接器的可膨胀性也赋予其一定的弹性，因此它可以抑制通常由波浪和水流引起的鱼笼之间的相对运动。

[0035] 参照附图，本公开内容可以更好地被理解。现在参考图1A和图1B，其分别示出示例性可膨胀连接器(或简称“连接器”)100的前视和后视等距图。连接器100可以至少部分地包围且固定两个管件102和104。连接器100可以包括椭圆柱形囊状体106，椭圆柱形囊状体106可以一种或多种材料诸如弹性体制成，其被密封隔开某些流体。

[0036] 弹性体可以是具有粘弹性的聚合物，与其它材料相比，其一般具有低杨氏模量(弹性材料的刚度的量度)和高失效应变。从“弹性聚合物”衍生的术语经常与术语“橡胶”互换使用，虽然当提及硫化产品时后者是优选的。链接形成聚合物的每种单体通常可以由碳、氢、氧和/或硅组成。弹性体可以是在高于它们的玻璃化转变温度下存在的无定形聚合物，从而相当大的分段运动是可能的。因此在环境温度下，橡胶是相对柔软的(E～3MPa)且可变形的。它们的主要用途是用于密封件、胶粘剂和模制柔性部分。弹性体的分子结构可以被想象成为“意大利面条和肉丸(spaghetti and meatball)”结构，其中肉丸象征交联(cross-linkages)。弹性源于长链重新配置它们自身以分布所施加应力的能力。共价交联可以确保当应力被去除时该弹性体可以返回到其原始构型。由于该极大的弹性，弹性体可以可逆地延伸5％-700％，其取决于具体材料。如果没有交联或者具有短的难以重构的链，所施加应力将导致永久变形。弹性体可以是高度耐用的。弹性体中的一些可以在(-55℃)～(+150℃)的温度范围内发挥作用，并且可以经受约20MPa的拉伸强度。所述弹性体可以是但不限于如下之一：天然聚异戊二烯：顺式-1，4-聚异戊二烯天然橡胶(NR)和反式1，4-聚异戊二烯杜仲胶(gutta-percha)、合成聚异戊二烯(IR代表异戊二烯橡胶)、聚丁二烯(BR代表丁二烯橡胶)、氯丁二烯橡胶(CR)、聚氯丁二烯、氯丁橡胶、拜耳平等，丁基橡胶(异丁烯和异戊二烯的共聚物，IIR)，卤化丁基橡胶(氯丁基橡胶：CIIR；溴丁基橡胶：BIIR)，苯乙烯-丁二烯橡胶(苯乙烯和丁二烯的共聚物，SBR)，丁腈橡胶(丁二烯和丙烯腈的共聚物，NBR)，也称为布纳N橡胶(Buna N rubbers)，氢化丁腈橡胶(HNBR)Therban和Zetpol，EPM(乙烯丙烯橡胶，乙烯与丙烯的共聚物)和EPDM橡胶(乙烯丙烯二烯橡胶，乙烯、丙烯和二烯组分的三元共聚物)，表氯醇橡胶(ECO)，聚丙烯橡胶(ACM，ABR)，硅橡胶(SI，Q，VMQ)，氟硅橡胶(FVMQ)，氟橡胶(FKM和FEPM)Viton、Tecnoflon、Fluore、Afas和Dai-El，全氟橡胶(FFKM)Tecnoflon PFR、Kalrez、Chemraz和Perlast，聚醚嵌段酰胺(PEBA)，氯磺化聚乙烯(CSM)，(海帕伦)，乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)。

[0037] 在不同的实施例中(未示出)，囊状体可以具有不同的一般形状，例如圆柱形、抛物柱面形、双曲柱面形、矩形、多面体形和/或类似形状。囊状体可以被形成为不同的尺寸和形状，这取决于应用、固定管的尺寸、环境条件等。例如，用于形成鱼笼的顶部边沿的管件的直径可能达到几十厘米。

[0038] 连接器100可选地包括系带108，该系带108可以包含被配置为围绕囊状体106的网状物。一个或多个膨胀管接头(nipple)如膨胀管接头110可以用于膨胀和收缩囊状体106。

[0039] 囊状体106还可以包括两个或更多个细长开口，诸如开口112和114，其被定形为允许插入(多个)管件的至少两个节段。

[0040] 当囊状体106被收缩且系带108没有系在囊状体106上时，管件102和104可以通过开口112和114(分别地)被插入到囊状体106至管件固定区域116和118(分别地)，以此方式，管件102和104以并行的方式至少部分地被囊状体106包围。

[0041] 如图1A-B所示，在囊状体106内，管件固定区域116和118可以被形成为两个分开的圆柱形孔洞，其沿囊状体的整个长度延伸。管件固定区域116和118可以通过囊状体106的一部分彼此完全地分开，所述部分总体上由附图标记120标示。也就是说，形成固定区域116和118的孔洞可以彼此完全地分开，使得当囊状体106膨胀时，部分120在固定区域之间且因此在管件102和104之间提供膨胀分隔件。

[0042] 管件102和104被插入到囊状体106后，系带108可以被系到囊状体106上且被系紧。然后，囊状体106可以被膨胀至特定压力，该特定压力可以使囊状体106变硬以便一方面允许管件102和104的牢固紧握，但是另一方面也可以允许囊状体106保持足够的弹性以吸收和缓冲管件102和104的运动。当囊状体106被膨胀时，系带108可以紧紧保持囊状体106的结构，以防止管件102和104发生错位。

[0043] 囊状体106可以使用气体(例如，空气、氦气等)或液体(例如，水、油等)来膨胀，这取决于囊状体106的应用和期望的柔韧性。一般地，不同的填充材料因它们的粘度而改变，因此导致不同的柔韧性。通过将膨胀管接头110连接到加压气体和/或水源，诸如泵和/或加压气罐，可以实现膨胀。如果使用气体来膨胀，囊状体106可以是有浮力的。囊状体106和/或系带108可以使用突出的颜色来着色，以便当在水中部署时容易被区别。

[0044] 现在参考图2，其示出连接两个圆形管件的可膨胀连接器的俯视图。如图所示，连接器100可以固定管件102和104，管件102和104可以是圆形的(例如，用以形成鱼笼的顶部边沿)。由于被固定的管件部分相对于整个管件的周界可以是较短的，因此可以假设被固定的管件部分可以基本上彼此平行。

[0045] 在另一实施例中，需要被连接器固定的管件的数量可以多于2个，例如位于多个管件结构之间的中部的“枢纽(hub)”连接器。在这种情况下，不同的连接器(未示出)可以被形成为不同的结构，其包含更多的管件固定区域。如可以从该示例中获知，固定区域和固定管件可以彼此不平行。另外，管件固定区域可以是非圆柱形的，以便支持各种管件形状。

[0046] 膨胀连接器可以具有各种应用。现在参考图3，其示出与膨胀连接器连接的支架的示意图。膨胀连接器300(通过本文示例，它的囊状体可以被形成为类似球形的形状)可以在一些或所有支架交叉点处包围支架302。连接器300的管件固定区域和开口可以被形成以适配交叉和垂直的支架，以实现支架的牢固握紧。连接器300可以被形成为不同的构型，以适配支架结构中的不同位置(即中间、侧边、拐角等)。

[0047] 在本申请的说明书和权利要求书中，每个词语“包含”、“包括”和“具有”以及它们的形式不一定局限于可能与所述词语相关的列表中的成员。另外，在本申请和通过引用并入的任何文件之间存在不一致的情况下，在此声明以本申请为准。