Vòi cao su cơ bản là một ống dẫn cao su uốn dẻo với hai nhiệm vụ chủ yếu là chứa, vận chuyển lưu chất, chất rắn, ví dụ như vòi thổi cát, và vận chuyển năng lượng như thủy lực hoặc khí nén. Cũng như các sản phẩm cao su kỹ thuật khác, phần thiết kế dựa trên điều kiện hoạt động như kích thước hình học, nhiệt độ, áp suất, lực tác động; phần cao su dựa vào lưu chất được vận chuyển, những yêu cầu kết dính và nhiệt độ môi trường. Người ta phân loại vòi thành hai nhóm chính: vòi được gia cường và vòi không được gia cường. Ở đây, ta chỉ xem xét vòi được gia cường vì tính năng của nó nổi bật hơn. Nó được cấu tạo từ 3 thành phần chính: ống bên trong, phần khung gia cường và lớp phủ bên ngoài. Mỗi phần được thiết kế để đáp ứng những yêu cầu về tính năng và điều kiện hoạt động trong từng trường hợp đặc biệt với mục đích chính là kéo dài thời gian hoạt động vòi.
Ống bên trong phải duy trì được tính uốn dẻo ở nhiệt độ thấp và sự hư hỏng chấp nhận được ở nhiệt độ cao, đặc biệt phải có tính tương thích tốt với lưu chất vận chuyển. Nó được tạo nhẵn bề mặt để đảm bảo dòng chảy tốt. Hiện tại, có rất nhiều vật liệu cao su với các tính năng khác nhau giúp đáp ứng nhiều mục tiêu này.
Phần gia cường phải bền, chắc, giúp vòi không bị vỡ dưới áp suất cao hoặc xẹp lại dưới áp suất thấp, ổn định kích thước, tăng độ bền. Phần gia cường gồm các sợi tự nhiên hoặc tổng hợp, các sợi kim loại, hoặc sự kết hợp giữa chúng, được bện hoặc xoắn lại. Các sợi này quấn quanh ống bên trong theo cả hai hướng, góc quấn tối ưu giữa hai sợi là 54o44’, khi đó vòi tạo thành không thay đổi chiều dài và đường kính dưới áp suất. Vật liệu gia cường trong vòi trong một số trường hợp là không liên tục, các sợi tơ ngắn được sắp xếp theo một hướng, kỹ thuật này được dùng để sản suất các vòi của máy làm sạch không khí.
Lớp phủ bên ngoài giúp bảo vệ phần gia cường khỏi sự mài mòn, ăn mòn, điều kiện thời tiết. Các thông tin về vòi được thể hiện ở lớp phủ ngoài này như mã sản phẩm, các điều kiện hoạt động dự kiến. Các vòi khi chưa kết mạng cần một trục tâm để duy trì chính xác đường kính trong của vòi. Các dầu bôi trơn trục tâm, giúp tháo vòi ra dễ dàng, phải không tác động lên vật liệu cao su tạo vòi.
Tham khảo từ tài liệu Engineered Rubber Products - Introduction to Design, Manufacture and Testing, John G. Sommer, Hanser Publications, 2009, trang 91 - 92
(vtp-vlab-caosuviet)
