[0001] 本发明属于电机配套设备技术领域，具体涉及一种通气管制备方法以及通过该方法制备得到的通气管。

[0002] 水下电机是专门使用在各种水环境中的电机，用于为各种水下设备提供动力。在水下电机运转一段时间后，由于电机本身的发热，电机壳体内部的气体产生热胀冷缩，导致电机内部的气压发生变化。为避免电机内部气压变化对电机内部的零部件的正常运作造成影响甚至致其损坏，需要及时对电机内部的气压进行调整。一种方式是在电机的壳体上开设电机通气孔，并通过电机通气孔以及相应的通气管将电机壳体内部与外部空气连通，从而实现电机内部气压自适应的调整。

[0003] 然而，现有的电机用通气管仍存在一些不足之处，而导致电机内部气压不能得到很好的、及时的调整。

[0004] 其中一些通气管硬度较低，在水压的作用以及水流冲击下，通气管易产生形变，而导致通气量严重减小甚至出现阻塞情况。

[0005] 另一些通气管硬度相对更高，虽然不易因水压等原因而出现通气管内壁贴合情况，但在通气管弯折处易出现通气管内壁贴合情况，同样会导致通气量严重减小甚至出现阻塞情况。

[0029] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明的通气管制备方法以及通气管作具体阐述。

[0030] <实施例一>

[0031] 本实施例提供一种通气管制备方法以及相应的通气管，该通气管用于将电机内部与电机外部的空气连通，以调节电机内部的气压。本实施例中，电机的壳体上开设有电机通气孔，电机通气孔为圆形通孔，本实施例提供的通气管一端用于连接该电机通气孔，另一端用于与电机外部的空气连通，例如另一端可延伸至水面上方。

[0032] 图1是本实施例中通气管制备方法的流程图。

[0033] 如图1所示，本实施例的通气管制备方法包括以下步骤：

[0034] 步骤S1‑1，在金属内管中穿入用于对其进行支撑的支撑件；

[0035] 步骤S1‑2，在穿入有支撑件的金属内管的外周成型胶管；

[0036] 步骤S1‑3，将包含胶管、金属内管以及支撑件的整体设置在硫化模具中，通过硫化工艺形成包覆金属内管的橡胶外管，得到穿入有支撑件的半成品通气管；

[0037] 步骤S1‑4，将穿入有支撑件的半成品通气管从硫化模具中取出，并从金属内管中移除支撑件；

[0038] 步骤S1‑5，对半成品通气管中的橡胶外管进行精加工，从而得到成品通气管。

[0039] 以下将详细说明上述各步骤。

[0040] 步骤S1‑1，在金属内管中穿入用于对其进行支撑的支撑件。

[0041] 图2是本实施例中金属内管以及支撑件的立体图，图3是本实施例中金属内管端部的立体图，图4是本实施例中金属内管端部的侧视图。

[0042] 如图2至图4所示，金属内管120为直径均匀的金属弹簧，具有多个依次连接的线圈121，每个线圈121呈开口环状，直径和线径均基本相同。当金属内管120在不受外力的初始拉直状态下时，其相邻两个线圈121相互贴合。

[0043] 本实施例中，金属内管120为不锈钢弹簧，该弹簧的内径d1为1.5mm，其中单根线圈121的直径(线径)d2为0.5mm，多个线圈121的节距d3为0.5mm，即节距d3与线径d2一致，从而使得相邻两个线圈121相互贴合。金属内管120的长度可根据需要设置，例如根据从电机通气孔到水面的距离设置。

[0044] 其中，弹簧的内径d1根据所需要的通气量计算得到。具体地，管道气流量与所需的通气量相对应，管道气流量＝气体流速×管道横截面面积，具体的计算公式为：

[0045] V＝π/4×(d/100)2ω×3600

[0046] 式中，V为管道气流量，更准确地来说，为气体在标准状态下在管道中的体积流量，2
其单位为m/h；d为管道内径，其单位为mm；ω为管道中气体在标准状态下的流速，其单位为m/s。

[0047] 根据上述公式，即可计算出所需要的通气量对应的管道内径，由于本实施例的弹簧的相邻两个线圈相互贴合，因此管道内径也即弹簧内径。

[0048] 在替代方案中，弹簧的内径也可以为1mm～1.5mm，单根线圈121的线径也可以为0.25mm～0.5mm，多个线圈121的节距与单根线圈121的线径相一致。

[0049] 从上述尺寸数据以及图2可以看出，本实施例的金属内管120是整体很细、线径也很细、线圈数较多的弹簧，在这样的弹簧发生弯曲时，弹簧弯曲部分的线圈中，相邻两个线圈的一端相抵接，与该一端相对的另一端因前后的其他线圈的限位作用，也无法相互分开较远的距离，因此这样的弹簧的弯曲部分将呈较为圆润的曲线状。

[0050] 基于金属内管120的结构，支撑件200为与之相适配的直径均匀的圆柱状金属棒。支撑件200的外径与金属内管120(弹簧)的内径相匹配，支撑件200的长度大于金属内管120在拉直状态下的长度。当支撑件200穿入在金属内管120中时，支撑件200的外周面(圆柱面)与金属内管120的所有多个线圈121的内圈均大致相抵接，从而对金属内管120进行支撑，支撑件200的两端位于金属内管120的外部，从而便于后续步骤中将支撑200从金属内管120内部拔出。

[0051] 本实施例中，支撑件200为不锈钢棒，其外径也为1.5mm。在替代方案中，根据弹簧的内径，支撑件200的外径也可相应为1mm～1.5mm。

[0052] 步骤S1‑2，在穿入有支撑件的金属内管的外周面设置胶管。

[0053] 其中，按照设计尺寸裁切出片状的橡胶原料片，并在金属内管120的外周上缠绕上裁切出的橡胶原料片并对其进行简单压制固定，使橡胶原料片边缘贴合，在金属内管120外侧形成管状，即可。

[0054] 本实施例中，橡胶原料片的材料包括丁腈橡胶，其具体类型为JSR240S，其中丙烯腈含量为24.5％～27.5％。具体的原料配方如下：

[0055] JSR240S：100份；氧化锌：5份；补强剂(N330炭黑)：25份；N550炭黑：20份；硬脂酸：1份；增塑剂：10份；防老剂RD/4010NA：1.5/1.5份；硫磺：1份；促进剂TMTD/DM：1/1.5份。

[0056] 橡胶原料片通过将上述各原料进行混合、密炼、压延后制得，具体工艺过程和参数采用现有技术，在此不再赘述。

[0057] 作为替代方案中，上述配方中的丁腈橡胶也可以采用氟橡胶(FKM)或三元乙丙橡胶(EPDM)等替代，同时其他原料也可以替换为现有技术中的同类常用成分。

[0058] 步骤S1‑3，将包含胶管、金属内管以及支撑件的整体设置在硫化模具中，通过硫化工艺形成包覆金属内管的橡胶外管，得到穿入有支撑件的半成品通气管。

[0059] 本实施例中，通过平板硫化机来硫化橡胶外管。

[0060] 图5是本实施例中步骤S1‑3的流程图。

[0061] 如图5所示，步骤S1‑3具体包括以下子步骤：

[0062] 步骤S1‑3‑1，将具有管状型腔的硫化模具安装在平板硫化机上，进行预热。

[0063] 步骤S1‑3‑2，将包含胶管、金属内管及其内部的支撑件的整体放入硫化模具的型腔内。

[0064] 步骤S1‑3‑3，合模，根据预定的硫化参数对胶管进行硫化成型，使其成为包覆金属内管且具有预定外形的橡胶外管。

[0065] 本实施例中的硫化参数是：温度为155℃，时间为200秒。

[0066] 作为替代方案，在其他实施例中，根据所需要的橡胶外管的性能参数，也可以对橡胶外管进行二次硫化。

[0067] 图6是本实施例中橡胶外管的立体图，图7是本实施例中通气管的立体图。

[0068] 如图6和图7所示，经硫化后得到的橡胶外管110紧密包覆在金属内管120外周，金属内管120对橡胶外管110起到支撑作用。

[0069] 橡胶外管110包括外管主体111以及两个凸缘112。

[0070] 其中，外管主体111呈直径均匀的管状，外管主体111内侧为用于进行通气的贯通的通气孔110b。根据成型工艺，显然通气孔110b的侧壁的形状是与金属内管120的外周形状相匹配的形状。

[0071] 两个凸缘112形成在外管主体111的一端上且相互间隔一定距离，凸缘112处的橡胶外管110的截面也都呈圆环状，且两个凸缘112处的截面的直径相同。在两个凸缘112之间形成一圈环槽110a，用于将橡胶外管110的该一端与电机壳体上的电机通气孔连接，环槽110a周向的截面呈“凵”字形。电机通气孔为圆形通孔，环槽110a的槽底呈圆环状，且槽底处的直径略大于电机通气孔的孔径，使得电机通气孔的边缘可与环槽110a的槽底相嵌合，实现一定的气密连接。此外，环槽110a的槽宽大于电机通气孔处电机壳体的壳体厚度，以便可在环槽110a中设置密封垫片、固定件等。

[0072] 对于像金属内管120这样的细弹簧，若在不设置支撑件的情况下在金属内管120的外周硫化形成橡胶外管110，则金属内管120容易因橡胶外管的收缩压力而产生变形，并且必定会被橡胶糊住内部而导致其不能实现预定的功能。而通过采用上述支撑件200，就可有效解决上述问题。

[0073] 本实施例中，通过硫化工艺制备得到的丁腈橡胶的橡胶外管110的邵氏硬度为60A2
左右，拉伸强度为14N/mm 左右，并且具有很好的气密性、耐磨性和化学稳定性。橡胶外管
110的外管主体111的外径为3.5mm，厚度约为0.5mm；凸缘112处的外径为5.5mm，也即环槽
110a的槽深为1mm，环槽110a的槽宽为10mm。

[0074] 步骤S1‑4，将穿入有支撑件的半成品通气管从硫化模具中取出，并从金属内管中移除支撑件。

[0075] 如上所述，支撑件200的两端位于金属内管120的外部，因此可以通过相应的夹具夹紧支撑件200露出的一端并将支撑件200从金属内管120中拔出。

[0076] 步骤S1‑5，对半成品通气管中的橡胶外管进行精加工，从而得到成品通气管。

[0077] 其中，在移除支撑件200之后，通过相应工具去除橡胶外管上的飞边。

[0078] 在步骤S1‑5之后，还可以对成品通气管进行视觉检测、气密性检测以及整体硬度、拉伸强度等参数的检测等，以保证通气管的质量。

[0079] 本实施例中，成品通气管整体的邵式硬度为60A左右，拉伸强度为14N/mm2以上，气密性等级/防水等级可达到IP68，最小弯曲直径约为橡胶外管110(即不设置有弹簧的橡胶通气管)的最小弯曲直径的10倍。

[0080] 在标准气压下，对于气流量为1m3/h的空气，根据上述公式V＝π/4×(d/100)2ω×3600进行计算，可得出成品通气管中的气流速度ω为：1.573m/s。

[0081] 实施例一的作用与效果

[0082] 根据本实施例提供的通气管制备方法以及通气管，该方法包括在金属内管中穿入支撑件的步骤、在金属内管外周形成橡胶外管的步骤、以及从金属内管中移除支撑件的步骤，根据该方法制备得到的通气管包含橡胶外管以及金属内管，因此能够通过硬度相对更高的金属内管来对橡胶外管进行支撑，避免橡胶外管因水压或弯折等原因而产生橡胶外管内壁贴合的情况，保持通气管畅通，从而保障电机内部的气压能够及时得到调整，避免影响电机正常工作甚至损坏电机部件。并且，由于在方法步骤中采用支撑件来对金属内管进行支撑，因此在形成橡胶外管的过程中，橡胶外管以及金属内管不易因高温等原因而产生形变，能够更为容易地制造出具有预定形状尺寸的通气管。

[0083] 实施例中，橡胶外管的材料为丁腈橡胶，金属内管为不锈钢弹簧，因此橡胶外管具有理想的硬度及拉伸强度，在水下环境中不易变形又能够根据需要进行一定弯曲，并且橡胶外管具有很好的气密性、耐磨性和化学稳定性，有利于长期使用，可减少更换维护通气管的频次。

[0084] 进一步，金属内管(弹簧)的线径较细，线圈数较多，使得橡胶外管在得到很好支撑的同时，通气管整体仍具有较好的柔性，可进行一定程度的弯曲，从而使得通气管可适用于更多应用场景。然而，这样的细弹簧在硫化橡胶外管的过程中易因外管压力产生变形，并且会被硫化过程中融化的橡胶糊住内部而影响其功能，通过采用圆柱状金属的支撑件，可有效解决上述问题，避免细弹簧在硫化工艺中变形或被橡胶糊住。并且支撑件的结构简单，易于制备，在金属内管内设置支撑件以及从中移除支撑件的操作也十分方便。

[0085] 进一步，由于金属内管为线圈数较多的细弹簧，并且金属内管在拉直状态下，相邻两个线圈相互贴合，因此金属内管还能够通过相抵接的线圈对通气管的整体弯曲进行一定限位，使得通气管不会出现较为尖锐的弯折部分，并且即使在通气管的弯曲部分，相邻的线圈一端相抵接，另一端因前后其他线圈的限位作用也无法分开较大距离，因此在弯曲部分，通气管的内壁也不会出现明显的靠近或贴合现象，能够保持大致与其他部分一样的管径，从而能够保证电机壳体内部始终与外部空气连通，并且能够保障通气管的通气量。

[0086] 实施例中，通气管一端还具有两圈凸缘以及形成在两圈凸缘之间的环槽，通过凸缘及环槽能够方便地将通气管的该一端与电机壳体上的电机通气孔气密连接，使得通气管的装配更为方便。

[0087] <实施例二>

[0088] 本实施例提供一种通气管制备方法以及通过该方法得到的通气管，本实施例中，对于与实施例一相同的构成要素赋予相同的符号并省略相应的说明。

[0089] 图8是本实施例中通气管制备方法的流程图。

[0090] 如图8所示，本实施例的通气管制备方法包括以下步骤：

[0091] 步骤S2‑1，在金属内管中穿入用于对其进行支撑的支撑件；

[0092] 步骤S2‑2，将热缩橡胶管套设在穿入有支撑件的金属内管外周；

[0093] 步骤S2‑3，对热缩橡胶管进行加热，使其热收缩包紧在金属内管上，成为包覆金属内管的橡胶外管；

[0094] 步骤S2‑4，从金属内管中移除支撑件，从而得到成品通气管。

[0095] 其中，金属内管120、支撑件200以及橡胶外管110的结构都与实施例一中基本相同。步骤S2‑1与实施例一中的步骤S1‑1相同，步骤S2‑4与实施例一中的步骤S1‑4相同。

[0096] 也即，本实施例中，仅用于形成橡胶外管的步骤S2‑2至步骤S2‑3与实施例一中不同，因此以下将仅对这两个步骤进行详细说明。

[0097] 步骤S2‑2，将热缩橡胶管套设在穿入有支撑件的金属内管外周。

[0098] 本实施例中，热缩橡胶管套的材料为氟橡胶(FKM)，其具体类型为二元或三元氟橡胶。在替代方案中，热缩橡胶管套的材料也可以为其他热缩橡胶材料。

[0099] 在未经加热的初始状态下，热缩橡胶管的内径略大于金属内管120(弹簧)的外径，因此能够方便地将热缩橡胶管套装到金属内管120外周。

[0100] 本实施例中，在未经加热的初始状态下，热缩橡胶管的外径为3.5mm，内径为1.5mm，其主体部分的厚度为0.5mm。

[0101] 步骤S2‑3，对热缩橡胶管进行加热，使其成为包覆金属内管的橡胶外管。

[0102] 其中，采用热风机以预定温度对热缩橡胶管进行周向均匀的加热，以使其尽量均匀地周向收缩，并加热预定时长，使得热缩橡胶管成为紧密包覆在金属内管120外周的橡胶外管110。

[0103] 本实施例中，加热的温度为300℃，时长为15s。经加热收缩后，橡胶外管110的外径为3.5mm，外管主体111的厚度为0.5mm，收缩率约为50％。

[0104] 本实施例中，成品通气管整体的邵式硬度为70A左右，拉伸强度为13N/mm2以上，气密性等级/防水等级可达到IP68，最小弯曲直径为橡胶外管110的最小弯曲直径的10倍。

[0105] 同样地，在标准气压下，以气流量为1m3/h的空气，根据上述公式可计算得到本实施例的成品通气管中的气流速度为1.573m/s。

[0106] 实施例二的作用与效果

[0107] 根据本实施例提供的通气管制备方法以及通气管，由于该方法同样包括在金属内管中穿入支撑件的步骤、在金属内管外周形成橡胶外管的步骤、以及从金属内管中移除支撑件的步骤，因此具有与实施例一相同的作用与效果。

[0108] 进一步，本实施例中，由于采用预制的热缩橡胶管，在制备方法中只需要对热缩橡胶管进行加热使其紧密包覆在金属内管上形成橡胶外管，因此工艺步骤更为简单，操作更为方便快捷，能够进一步提高通气管的制备效率。

[0109] 上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。