ES2260397T3 - Adaptador de celda de combustible para herramienta de combustion y herramienta de combustion que comprende el adaptador. - Google Patents
Adaptador de celda de combustible para herramienta de combustion y herramienta de combustion que comprende el adaptador.Info
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Abstract
Un adaptador de la celda de combustible (16) para una herramienta de combustión configurado para la conexión a una celda de combustible (14) la cual se engancha con una válvula de medición de combustible (13) de una herramienta de combustión (10), que comprende: un cuerpo del adaptador (18) que tiene una base (22) configurada para engancharse con la celda de combustible (14) y una tobera (20) conectada a dicha base (22); dicha tobera (20) teniendo un extremo lobulado libre (24) configurado para facilitar el enganche con la válvula (13).
Description
Adaptador de celda de combustible para
herramienta de combustión y herramienta de combustión que comprende
el adaptador.
Está invención se relaciona con mejoras en los
sistemas de adaptadores de celda de combustible para el uso en
herramientas de combustión. Como es ejemplificado en las Patentes de
Nikolich U.S. Nos. 4,403,722, 4,483,474, 4,522,162, y 5,115,944,
todas las cuales están incorporadas como referencia, es conocido
usar un dispensador para dispensar el combustible hidrocarburo a una
herramienta de combustión propulsada por gas, tal como, por ejemplo,
una herramienta clavadora de combustión propulsada por gas. En
particular, una celda de combustible apropiada es descrita en la
Patente de Nikolich U.S. No. 5,115,944, listada anteriormente.
Un sistema estándar para conectar una celda de
combustible a una herramienta de combustión es conocido, es decir
colocando la celda de combustible en la herramienta de combustión
con una unidad de medición, y no teniendo ningún adaptador. Este
sistema tiene la ventaja de ser compacto, sin embargo este no
protege la entrada de la unidad de medición hembra de la suciedad y
otros desechos. También, cuando no se está usando un adaptador, un
gorro protector o empaque ampolla es necesario para transportar la
celda de combustible.
Existe otro sistema de conexión de la celda de
combustible conocido para herramientas de combustión, donde un
soporte de sellado se conecta a la celda de combustible y crea un
sello para la unión del vástago de la celda de combustible y un
conector macho de la herramienta de combustión. Sin embargo, este
sistema de adaptador no protege a la celda de combustible de la
suciedad y otros desechos. Otra desventaja es que la presencia de
este adaptador solo se cree disminuye la vida y la capacidad de la
celda de combustible. Aún otra característica no deseada de este
adaptador es que puede ser removido de su celda de combustible
actual y re-usado con una celda de combustible
genérico.
Una desventaja de las celdas de combustible de
las herramientas de combustión convencionales es que las estructuras
de alineamiento convencionales empleadas para alinear los vástagos o
pasajes correspondientes de la celda de combustible y de la válvula
de medición de combustible de la herramienta no proporcionan un
alineamiento coaxial consistente de estos pasajes, lo cual puede
conducir a consumo de combustible, acortamiento de la vida de la
celda de combustible y rendimiento de la herramienta por debajo del
óptimo.
Otra desventaja de las celdas de combustible de
las herramientas de combustión convencionales es que en algunos
casos, los usuarios pueden ser tentados a rellenar las celdas de
combustible gastados con combustible genérico. Esto puede perjudicar
la operación de la herramienta. De está manera, existe la necesidad
de un adaptador para una celda de combustible de las herramientas de
combustión que sea configurada de manera que no estimule el
relle-
nado.
nado.
Correspondientemente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un sistema de conexión de una celda de
combustible mejorado que proteja a la celda de combustible de la
suciedad y otros desechos mientras está en uso.
Otro objeto es proporcionar un adaptador de la
celda de combustible que proteja el vástago de la celda de
combustible durante la transportación, eliminando de esta manera la
necesidad de un gorro protector o empaque ampolla.
Un objeto adicional es proporcionar un adaptador
de la celda de combustible que es capaz de proporcionar
identificación visual de si la celda de combustible está usada o
no.
Aún otro objeto de la presente invención es
proporcionar una herramienta de combustión mejorada que presenta un
cerrojo dentro de la herramienta de combustión que sostenga a la
celda de combustible de manera que pueda ser liberada en una
posición de enganche.
Aún otro objeto de la presente invención es
proporcionar un adaptador mejorado para una celda de combustible que
no puede ser removido de la celda de combustible y
re-usado con una celda de combustible genérico.
Un aún otro objeto de la presente invención es
proporcionar un adaptador mejorado para una celda de combustible que
inhibe el rellenado de las celdas de combustible existentes
gastadas.
Un objeto más de la presente invención es
proporcionar un sistema de bloqueo mejorado para una herramienta que
recibe de manera bloqueadora al adaptador de la celda de combustible
y bloquea al adaptador de manera que pueda liberarse en la posición
operacional apropiada dentro de la herramien-
ta.
ta.
Lo objetos listados anteriormente son
satisfechos o excedidos por el adaptador de la reivindicación 1 y la
herramienta de combustión de la reivindicación 12 y de las
reivindicaciones dependientes de estas.
Además de proteger la celda de combustible
durante la transportación, el presente adaptador también protege la
celda de combustible de la suciedad y los desechos mientras está en
uso en la herramienta de combustión. Los lóbulos localizados en la
superficie frontal del adaptador de la celda de combustible evitan
una superficie de contacto totalmente a ras entre la superficie
frontal del adaptador de la celda de combustible y la superficie de
la celda de combustible para permitir la eliminación de la suciedad,
los desechos, y otras impurezas desde la colocación de enganche.
Adicionalmente, la membrana frangible sobre el adaptador indica
visualmente si la celda de combustible está usada o no.
Otra ventaja de la presente invención es que, si
se realiza un intento de remover el presente adaptador de la celda
de combustible, los nervios de conexión del adaptador de la celda de
combustible experimentan una falla por corte, provocando que la
porción delantera del adaptador de la celda de combustible se separe
o de otra manera se debilite estructuralmente desde la porción base
del adaptador de la celda de combustible, el cual se mantiene
mecánicamente sujeto a la celda de combustible. Después de una falla
de corte de los nervios, el adaptador de la celda de combustible no
puede ser re-usado en otra celda de combustible.
Está característica reduce la posibilidad de la introducción de
suciedad, desechos, o impurezas que pueden interferir con la
conexión
durante el re-uso.
durante el re-uso.
Otra característica de la presente invención es
un mecanismo de bloqueo en la herramienta el cual recibe al
adaptador y lo bloquea en el lugar de manera que pueda liberarse en
la posición operacional apropiada. Una vez que la celda de
combustible está vacía, en la realización preferida, el usuario
meramente rota la celda de combustible para superar la fuerza del
bloqueo, y extrae fácilmente a la celda de combustible de la
herramienta.
La presente invención también proporciona una
base agrandada la cual conecta el adaptador de la celda de
combustible al borde del recipiente de la celda de combustible.
Cuando el adaptador de la celda de combustible es mecánicamente
presionado para ajustarlo dentro del recipiente de la celda de
combustible, una cuña periférica en la base del adaptador de la
celda de combustible se acopla con un labio en la parte inferior de
la junta enrollada localizada en el diámetro interior del recipiente
de la celda de combustible.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una
herramienta de combustión de la presente invención;
La Fig. 2 es una vista en perspectiva explotada
en fragmentos del presente adaptador y de la celda de
combustible;
La Fig. 3 es una vista en perspectiva explotada
en fragmentos del presente adaptador, el sello de
entre-dos moldeado y la celda de combustible;
La Fig. 4 es una vista seccionada vertical en
fragmentos del presente adaptador de la celda de combustible
representando al adaptador y al sello de entre-dos
moldeado enganchados con la celda de combustible, y el cerrojo
sosteniendo al adaptador y la celda de combustible en la herramienta
de combustión;
La Fig. 5 es una vista seccionada tomada a lo
largo de la línea 5-5 en la Fig. 4 en la dirección
generalmente indicada, mostrando el cerrojo en la posición
cerrada;
La Fig. 6 es una vista seccionada tomada a lo
largo de la línea 5-5 en la Fig. 4 en la dirección
generalmente indicada, mostrando el cerrojo en la posición
abierta;
La Fig. 7 es una vista en elevación del
entre-dos moldeado;
La Fig. 8 es una vista seccionada tomada a lo
largo de la línea 8-8 de la Fig. 7 y en la dirección
generalmente indicada,
La Fig. 9 es una vista en perspectiva frontal de
una realización alternativa del presente adaptador;
La Fig. 10 es una vista seccionada vertical en
fragmentos de la realización de la Fig. 9 representando al adaptador
enganchado con la celda de combusti-
ble;
ble;
La Fig. 11 es una vista en perspectiva explotada
de una realización alternativa de la presente herramienta que exhibe
un mecanismo de bloqueo del adaptador; y
La Fig. 12 es una vista ensamblada de la
realización de la Fig. 11.
Con referencia ahora a la Fig. 1, una
herramienta propulsada por combustión del tipo apropiada para el uso
con la presente invención es generalmente designada con el número
10. La herramienta 10 incluye un alojamiento 11 que encierra una
válvula de medición de combustible 13, y una cámara de la celda de
combustible 12 la cual aloja de manera que pueda liberarse una celda
de combustible 14. La operación y construcción de la herramienta 10
es muy bien conocida por un experto en el arte.
En las Figs. 2 y 3, un adaptador de la celda de
combustible, generalmente designado con el número 16, es configurado
para la conexión a la celda de combustible 14, y facilita el
enganche de la celda de combustible en la cámara de la celda de
combustible 12. Un cuerpo del adaptador 18 tiene una tobera
generalmente cilíndrica 20 y una base 22 configurada para enganchar
con la celda de combustible 14, y la tobera está conectada a la
base. La tobera 20 tiene un extremo libre 24 y define un pasaje 26,
con una membrana frangible 28 que bloquea el pasaje 26. Esta
membrana frangible 28 tiene un orificio 29 que permite que el aire
escape, y está preferiblemente dispuesta en o adyacente al extremo
libre 24 de la tobera 20 para indicar visualmente que se intentó
forzar cuando esté rota. Sin embargo, otras localizaciones a lo
largo del pasaje 26 están contempladas para la membrana 28. En una
realización preferida, el diámetro del orificio 29 mide alrededor de
0.25 mm, sin embargo el tamaño del diámetro puede variar dependiendo
de la aplicación. En el cuerpo del adaptador 18, la tobera 20 tiene
una pluralidad de orejas 32, y una pluralidad de nervios de soporte
34. Las orejas 32 cada una tiene una configuración en forma de
rampa, que se extiende en una configuración inclinada desde el
extremo libre 24 hacia la base 22, y cada una tiene un extremo de
la oreja truncado 36. Los nervios de soporte de forma generalmente
en L 34 tienen cada uno un extremo del nervio truncado 38, y están
configurados para conectar la tobera 20 a la base 22. En la
realización preferida, las orejas individuales 32 y los nervios de
soporte 34 están espaciados uno con respecto al otro de manera
circunferencial, y el espaciamiento de las orejas en relación con
los nervios de soporte 34 es escalonado, de manera que las orejas y
los nervios de soporte no estén en alineamiento axial uno con
respecto al
otro.
otro.
En la realización preferida, el adaptador 16
está provisto con una formación de agarre 40 la cual está
configurada para ser enganchada por un cerrojo dispuesto en la
cámara de la celda de combustible 12 del alojamiento 11. Esta
formación de agarre 40 puede tener una variedad de formas. En la
realización representada en las Figs. 2-4, los
extremos de las orejas 36 y los extremos de los nervios 38 truncados
correspondientes de las orejas 32 y los nervios de soporte 34
definen una ranura 40 que está dispuesta en la tobera 20. Aunque es
preferido que el cuerpo del adaptador 18 tenga una formación de
agarre 40 en forma de ranura como se acaba de describir, también
está contemplado que la formación de agarre sea alternativamente un
nervio o protuberancia, extendiéndose generalmente de manera radial
desde el cuerpo del adaptador 18. Tales protuberancias pueden formar
un nervio anular o pueden también ser segmentos de nervios u orejas
individuales, espaciadas.
También en una realización preferida, las orejas
32 están espaciadas de manera radial una con relación a la otra, y
los nervios de soporte están espaciados de manera radial uno con
relación al otro. Las orejas 32 están también asimétricas de manera
axial, en otras palabras, no están alineadas de manera axial en
relación con los nervios de soporte 34 opuestos correspondientes.
Así, como es representado en las Figs. 2 y 3, una relación
escalonada es definida entre las orejas 32 y los nervios de soporte
34.
Existe al menos una punta 30 formada en la base
22 configurada para enganchar con fricción la celda de combustible
14. En una realización preferida, existe una pluralidad de puntas 30
dispuestas de una forma radial que se extiende alrededor del
exterior de la base 22.
Como es mostrado en las Figs. 3, 7, y 8, el
cuerpo del adaptador 18 aloja un sello de entre-dos
moldeado 44 el cual ajusta en el pasaje 26. El sello de
entre-dos moldeado 44 define un pasaje axial 46 (es
mejor observado en la Fig. 8), y tiene un primer extremo 48
configurado para recibir un vástago de la celda de combustible 50, y
un segundo extremo 52 provisto con un par de anillos de sellado
internos 54 que están localizados en el pasaje axial. Será observado
que, en la realización preferida, el primer extremo 48 tiene un
diámetro más grande que el segundo extremo 52.
Para colocar el adaptador 16 en la celda de
combustible 14, el entre-dos moldeado 44 es ajustado
dentro del cuerpo del adaptador 18 donde está acomodado el pasaje
26. El adaptador 16 está colocado en el vástago de la celda de
combustible 50 de manera que un extremo 56 del vástago de la celda
de combustible (Figs 2, 3 y 4) se deslice dentro del
entre-dos moldeado 44 y descanse entre el par de
anillos de sellado internos 54. Para conectar de manera segura el
adaptador 16 en la celda de combustible 14, la base 22 es
mecánicamente comprimida y empujada hacia abajo sobre una junta
enrollada 58 (Figs. 2 y 3) de la celda de combustible, de manera que
la cuña 30 en la base se enganche con fricción a la junta enrollada.
Como es observado en la Fig. 4, el adaptador 16 está ajustado de
manera segura sobre la celda de combustible 14 con la cuña 30 bajo
el labio de la junta enrollada 58.
Con el adaptador 16 en su lugar sobre la celda
de combustible 14 y antes que el sistema sea colocado en una
herramienta de combustión 10, la membrana frangible 28 está aún
intacta (no perforada) lo que ofrece al adaptador la ventaja de
proteger la celda de combustible durante la transportación. Debido a
esta ventaja, no existe necesidad de un gorro protector para la
celda de combustible. Otra ventaja es que la membrana frangible
intacta 28 ofrece la identificación visual de que la celda de
combustible 14 no está usada.
Con referencia ahora a las Figs. 1, 4, 5 y 6, la
celda de combustible 14 está provista con el adaptador 16 y está
configurada para ser acomodada en el alojamiento 11 para estar en
comunicación de fluido con la válvula de medición de combustible 13.
La válvula de medición de combustible 13 que es mostrada es
solamente una de varías realizaciones que son conocidas en el arte.
Una característica del presente sistema es un cerrojo 60, que puede
ser observado en las Figs. 4, 5 y 6 que está dispuesto en el
alojamiento 11 para asegurar el adaptador 16 de manera que pueda
liberarse en comunicación de fluido con la válvula de medición de
combustible 13.
El cerrojo 60 incluye un cuerpo del cerrojo 62
que tiene al menos una y preferiblemente dos lengüetas de bloqueo 64
que son movibles entre una posición cerrada (Fig. 5) y una posición
abierta (Fig. 6). En la posición cerrada, las lengüetas 64 aseguran
el adaptador 16 en el alojamiento 11. También incluido está un
miembro de liberación 70 para mover las lengüetas de bloqueo 64 para
liberar el enganche con el adaptador 16 y permitir el retiro de la
celda de combustible 14 de la herramienta 10. En la realización
preferida del cerrojo 60 mostrada en las Figs. 5 y 6, las lengüetas
de bloqueo 64 están presionadas hacia una posición cerrada, aunque
está también contemplado que las lengüetas de bloqueo pudieran estar
dispuestas para estar presionadas en la posición abierta. Es también
preferido que las dos lengüetas de bloqueo 64 en el cerrojo 60 estén
dispuestas para estar en una relación opuesta una con respecto a la
otra.
Aún con referencia a las Figs. 5 y 6, la
realización preferida del cerrojo 60 es tener un botón pulsador 72
como el miembro de liberación 70, con el botón pulsador teniendo un
buje levantado generalmente circular 74 para enganchar las lengüetas
de bloqueo 64. El buje 74 está asegurado al botón pulsador 72 por un
ajuste de fricción con una oreja 75, adhesivo, u otros sujetadores
que son bien conocidos en el arte. También en el cerrojo 60
preferido, cada lengüeta de bloqueo 64 tiene un extremo de contacto
76 con una superficie inclinada 78 para ser progresivamente separada
cuando el buje 74 se mueve de manera axial contra una fuerza de
presión que presiona las lengüetas hacia la posición cerrada. En la
realización preferida, la fuerza de presión es proporcionada por un
par de resortes de compresión 80 localizados en una cámara 81
separando el cuerpo del cerrojo 62 y el botón de presión 72 para
presionar el botón a una posición hacia fuera. Está contemplado que
el número, disposición y resistencia de los muelles puede variar
para ajustarse a la aplicación.
En el cerrojo 60, cada lengüeta de bloqueo 64
tiene un borde exterior 82 que define un resalte 84. También existe
un borde interior 86 que forma una superficie 88 para enganchar la
ranura 40 del adaptador 16. En la realización preferida, la
superficie 88 es de forma arqueada para sujetar mejor la tobera 20
generalmente circular. Sin embargo, está contemplado que la forma de
la superficie 88, y/o del borde 86 puede cambiar para enganchar de
manera positiva configuraciones alternativas de la formación de
agarre 40 como se describió anteriormente.
En las Figs. 5 y 6, las lengüetas de bloqueo 64
tienen un extremo pivotante 90 que está opuesto al extremo de
contacto 76. El extremo pivotante 90 tiene un orificio 92 donde un
pasador pivotante 94 está unido a las lengüetas de bloqueo 64, que
los mantiene dentro del cuerpo del cerrojo 62 y permite que las
lengüetas de bloqueo se muevan de manera pivotante entre las
posiciones cerrada y abierta. También en está realización, el botón
pulsador 72 está provisto con un par de pasadores sostenedores 96
que cada uno engancha y colinda con los resaltes 84 de las lengüetas
de bloqueo 64 para presionarlas hacia la posición cerrada como es
observado en la Fig. 5. Estos pasadores sostenedores 96 también
retienen el botón pulsador 72 de escapar del alojamiento 11 bajo la
fuerza del resorte 80. Los pasadores sostenedores 96 también actúan
como un tope para las lengüetas de bloqueo 64. Como es observado en
la Fig. 6, a las lengüetas de bloqueo 64 se les permite solamente
abrirse de manera pivotante hasta que el extremo pivotante 90
colinde con el pasador sostenedor 96. Tanto los pasadores pivotantes
94 como los pasadores sostenedores 96 están dispuestos generalmente
de forma paralela unos con respecto a los otros, y están
generalmente de manera normal con respecto al plano definido por las
lengüetas de bloqueo 64.
En operación, la celda de combustible 14
ensamblada y el adaptador 16 están colocados en la cámara de la
celda de combustible 12 de la herramienta 10. Una vez adentro de la
cámara de la celda de combustible 12, la tobera 20 entrará en
contacto con el cerrojo 60, y el operador presionará entonces la
celda de combustible 14 hacia adentro. La configuración en forma de
rampa de las orejas 32 aparta las lengüetas de bloqueo 64. Cuando
los extremos de las orejas truncados 36 pasan por las lengüetas de
bloqueo 64 presionadas, las lengüetas de bloqueo se cerraran, y el
borde interior 86 enganchará la ranura 40 u otras configuraciones de
una formación de agarre del adaptador 16, de manera que los
extremos de los orejas estén posicionados por encima de las
lengüetas de bloqueo y los extremos de los nervios trucados 38 estén
posicionados por debajo de las lengüetas de bloqueo. En está
posición, el adaptador 16 es sostenido de manera segura dentro de la
herramienta 10 (es mejor observado en la Fig. 4).
La cámara de la celda de combustible 12 es
observada en la Fig. 4, donde la celda de combustible 14 y el
adaptador 16 están bloqueados en el cerrojo 60. Como el adaptador 16
es bloqueado en el cerrojo 60, el vástago de la válvula de medición
de combustible 98 perfora la membrana frangible 28 de manera que el
vástago de la válvula de medición de combustible sea alineado con, y
preferiblemente colinde con el vástago de la celda de combustible 50
entre el par de anillos de sellado internos 54. Este arreglo permite
la comunicación sellada de fluidos entre la celda de combustible 14
y la válvula de medición de combustible 13.
Mientras está en uso, la membrana frangible 28
tiene la ventaja de proteger la celda de combustible 14 de la
suciedad y otros desechos. Ya que el cerrojo 60 sostiene al
adaptador 16 y la celda de combustible 14 en una posición enganchada
con la válvula de medición de combustible 13, el sistema completo
del adaptador es muy compacto y no es necesario una puerta trasera
para la cámara de la celda, o un gorro para el extremo, como es
encontrado en algunos modelos de herramientas de combustión.
Cuando un usuario necesita remover la celda de
combustible 14 de la herramienta 10, el simplemente presiona le
botón 72 hacia adentro contra los resortes 80, de manera que cuando
el buje 74 sea movido hacia adentro presionando contra las
superficies inclinadas 78 de las lengüetas de bloqueo 64,
progresivamente separa las lengüetas de bloqueo hasta que los
extremos pivotantes 90 colindan con los pasadores sostenedores 96, y
las lengüetas de bloqueo se desenganchen de la ranura 40. En esta
posición abierta 68 (es mejor observada en la Fig. 6), los bordes
interiores 86 de las lengüetas de bloqueo 64 forman una abertura lo
suficientemente grande de manera que las orejas 32 del adaptador 16
sean capaces de pasar libremente, y la celda de combustible 14 pueda
ser removida de la cámara de la celda de combustible 12. Cuando el
adaptador 16 es extraído de la cámara de la celda de combustible 12
con la celda de combustible gastada 14, el vástago de la válvula de
medición de combustible 98 deja la membrana frangible 28 perforada,
la cual muestra visualmente que la celda de combustible 14 ha sido
usada.
El diseño del cerrojo 60 es tal que la
instalación y remoción de la celda de combustible 14 es fácil de
realizar para el usuario, y es comparable a instalar y remover una
batería de tales herramientas de combustión. Otra ventaja es que el
adaptador 16 no puede ser removido desde la celda de combustible 14
sin fracturar los nervios de soporte 34, y por lo tanto no puede ser
re-usado en otra celda de combustible.
Con referencia ahora a las Figs. 9 y 10 una
realización alternativa del presente adaptador es generalmente
designado con el número 100. El adaptador 100 es similar al
adaptador 16, y los componentes compartidos son designados con
números de referencia idénticos. Está contemplado que el adaptador
100 incorpore todas las características del adaptador 16. Una
característica del adaptador 100 es que el extremo libre 24 de la
tobera 20 está equipado con una pluralidad de lóbulos 102 que
facilitan el enganche operacional con el vástago de la válvula 98.
En la realización preferida, existen tres lóbulos 102, sin embargo
está contemplado que cualquier número de lóbulos mayor que 2 será
apropiado.
Cada uno de los lóbulos 102 tiene un extremo
superior 104, una pared exterior 106, una pared interior 108 y un
par de paredes laterales 110. Para ahorrar material y evitar el
atascamiento de las superficies opuestas del adaptador 100 y del
vástago de la válvula 98, los lóbulos 102 están espaciados de manera
circunferencial alrededor del extremo libre 24. Aunque no es
requerido, en la realización preferida, cada uno de lo lóbulos 102
está asociado con una oreja 32 correspondiente. También, las paredes
interiores 108 de los lóbulos 102 son biseladas para que ellas estén
inclinadas hacia la membrana 28 para facilitar el enganche coaxial
apropiado entre el vástago de la válvula 98 y la tobera 20. En
otras palabras, las paredes internas realizan una función de
localización para facilitar el enganche. Finalmente, el pasaje 26 y
un orificio pasante 112 del vástago de la válvula 98 están en un
alineamiento coaxial para permitir la transferencia de combustible
desde la celda de combustible 14 a la válvula de medición 13.
Otra característica de los lóbulos 102 es que
cada uno de ellos preferiblemente tiene la misma longitud
proyectándose de manera axial desde la tobera 20, o la distancia
desde la membrana frangible 28 hasta el extremo superior 104.
Después del ensamblaje, los extremos superiores 104 enganchan una
superficie opuesta 114 de la válvula de medición 13 (Fig. 10). De
está manera, el alineamiento apropiado de la celda de combustible 14
y la válvula de medición 13 es obtenido, mientras se crea un
espaciamiento entre los dos componentes que el usuario puede
fácilmente limpiar de desechos o suciedad por medio de vacío,
soplado, etc. Es también preferido que los lóbulos 102 estén cada
uno alineado con o asociado con una correspondiente de las orejas
32, y en la realización representada, hay un lóbulo 102 asociado con
cada otra oreja 32.
Otra característica del presente adaptador 100,
que puede también ser encontrada en el adaptador 16, es que los
nervios de soporte espaciados 34 son los puntos de sujeción de la
tobera 20 a la base 22 y están configurados para proporcionar una
acción de ruptura si un usuario intenta remover el adaptador de la
celda de combustible 14. Después de la falla por corte de los
nervios 34, el adaptador de la celda de combustible 100, 16 no puede
ser re-usado en otra celda de combustible 14,
eliminando la introducción de suciedad, desechos, o impurezas que
pueden interferir con la conexión durante el re-uso.
Está naturaleza de un uso por sólo una vez del presente adaptador
16, 100 también inhibe el uso de celdas de combustible genérico o
rellenada lo que puede impedir la operación óptima de la herramienta
10. Está contemplado que la falla por corte de los nervios de
soporte 34 puede ser provocada por la variación de la forma, el
tamaño, el grosor, y la composición del material de los nervios, o
por adición de ranurado y otras uniformidades a la estructura de los
nervios. La estructura que soporta los nervios 34 debe incluir
cualquier otro medio conocido por alguien del arte que provoque la
falla del material en la localización del nervio al removerse
mientras mantiene una resistencia suficiente para soportar el choque
de la combustión y la presión del gas propulsor mientras está en
uso.
El parámetro de diseño básico para el adaptador
es que los nervios 34 estén configurados de manera que la base 22
asegure el adaptador 16, 100 a la celda de combustible 14 de manera
más segura que la forma en que los nervios 34 espaciados de manera
radial aseguran la tobera a la base 22. Así, con un intento por
desenganchar el adaptador de la celda de combustible, y una fuerza
de torsión ejercida sobre la tobera 20, la tobera se rompe y se
libera de la base. Un factor en asegurar la base 22 a la celda de
combustible de manera más rígida que la forma en que la tobera 20
está sostenida a la base es configurar la periferia de la base para
que tenga al menos una punta o cuña 30 formada en dicha base y
configurada para enganchar por fricción la celda de combustible. En
la realización preferida, la cuña 30 está dispuesta en la periferia
del exterior de la base 22 y es de un diámetro ligeramente mayor que
el diámetro interior de la celda de combustible 14. Después de la
compresión y la colocación mecánica, la cuña 30 ajusta en una
configuración estrecha con la celda de combustible por debajo de la
junta enrollada 58 enganchado de manera fija la base a la celda de
combustible 14. Si es deseado, los extremos expuestos del vástago de
la válvula de medición 98 y el extremo de la celda de combustible 56
pueden ser provistos con un sello 116 tal como un aro tórico. El
sello 116 esta retenido por el vástago 98 o el extremo 56 por una
formación de captura 118 u otra tecnología de sujeción conocida.
Con referencia ahora a las Figs. 11 y 12, una
realización alternativa del alojamiento de la herramienta 11 está
generalmente designada con el número 120 la cual esta contemplada
como compatible con el adaptador 16, 100 anteriormente descrito y
otros aspectos operacionales de la herramienta 10, y caracteriza un
mecanismo de bloqueo que puede liberarse 122 el cual retiene de
manera segura al adaptador de la celda de combustible 16, 100 en
posición operacional en relación con la válvula de medición de
combustible 13. Al mismo tiempo, el mecanismo de bloqueo 122 está
configurado para permitir una inserción y retiro fácil de la celda
de combustible por el usuario.
Más específicamente, el mecanismo de bloqueo 122
forma un cerrojo para asegurar de manera que pueda liberarse el
adaptador 16, 100 en comunicación de fluido con la válvula de
medición de combustible 13. Incluido en el mecanismo de bloqueo está
un soporte 124 configurado para recibir la porción de perfil no
circular del adaptador 16, 100, la cual incluye la tobera 20 y las
orejas 32. El soporte 124 está hecho de un material rígido apropiado
tal como metal o plástico y está asegurado dentro del alojamiento 11
por medio de un ajuste a presión, soldadura ultrasónica, adhesivos
químicos, una ranura apropiada o cualquier otra tecnología de unión
convencional. También, será entendido que el soporte 124 está
posicionado dentro del alojamiento 120 de manera que al engancharse
con el adaptador 16, 100, una comunicación de fluido y un
alineamiento apropiado sea logrado entre el adaptador y la válvula
de medición de combustible 13.
En la realización preferida, el soporte 124
tiene una configuración en forma de plato que define una abertura
126 con una pluralidad de lengüetas o dientes espaciados que se
proyectan de manera radial hacia adentro 128. Las lengüetas 128
están construidas y dispuestas de manera que los orejas 32 del
adaptador 16, 100 pueda pasar entre las lengüetas adyacentes cuando
el adaptador es insertado o retirado. Con la rotación axial del
adaptador 16, 100 por el usuario, las lengüetas 128 se enganchan a
las orejas 36, preferiblemente a los extremos de las orejas 36, para
evitar el retiro del adaptador del alojamiento 120 o del enganche
con la válvula de medición de
combustible 13.
combustible 13.
Una característica adicional del mecanismo de
bloqueo es al menos un miembro de bloqueo presionado 130 para
retener de manera que pueda liberarse al adaptador 16, 100
enganchado con la válvula de medición de combustible 13 una vez que
el adaptador ha sido enganchado en el soporte 124. Más
específicamente, el mecanismo de bloqueo 130 está construido y
dispuesto para evitar el retiro o rotación no deseada del adaptador
16, 100 durante la operación de la herramienta. Igualmente, el
mecanismo de bloqueo 130 está configurado para permitir la
liberación y remoción del adaptador 16, 100 y la celda de
combustible 14 cuando sea necesario, tal como cuando la celda de
combustible necesita reemplazo.
Como es observado en las Figs. 11 y 12, el
miembro de bloqueo 130 está asegurado en el alojamiento 120, al ser
insertado en un ajuste con fricción a través de una abertura
correspondiente 132. Medios adicionales pueden ser usados para
asegurar el miembro de bloqueo 130 en el alojamiento, incluyendo,
pero no limitado a, contratuercas, adhesivos químicos, soldadura
ultrasónica y similares. El miembro de bloqueo 130 está orientado
para enganchar el adaptador 16, 100 una vez que ha sido insertado a
través de la abertura 126 y ha sido rotado suficientemente para
proporcionar el enganche entre las orejas 32 y las lengüetas 128. En
la realización preferida, el miembro de bloqueo 130 engancha el
adaptador entre las orejas adyacentes 32.
La construcción preferida del miembro de bloqueo
130 es un cilindro o tubo 134 en el cual un extremo 136 reciproca
bajo una fuerza de presión, tal como una proporcionada por un
resorte (no mostrado). Con la inserción del adaptador 16, 100 a
través de la abertura 126, el extremo 136 es deprimido por las
orejas 32 que superan la fuerza de presión. Una vez el adaptador 16,
100 es rotado, los orejas se mueven y el extremo puede extenderse
entre el espacio entre las orejas adyacentes (es mejor observado en
la Fig. 12). Está también contemplado que el miembro de bloqueo 130
pudiera estar construido de manera que el pasador fuera conectado a
un botón 138 (mostrado en líneas discontinuas en la Fig. 12) el cual
es accesible por un usuario para lograr la liberación manual del
miembro de bloqueo antes del retiro de la celda de
combustible 14.
combustible 14.
En operación de la realización de las Figs. 11 y
12, el usuario meramente presiona la celda de combustible 14 con el
adaptador 16, 100 dentro del alojamiento de manera que la tobera 20
enganche la abertura 128 de una forma que las orejas 32 pasen entre
las lengüetas 128. El usuario entonces rota la celda de combustible
14 de manera que las orejas 32 enganchen las lengüetas 128 y el
adaptador 16, 100 se encuentra entonces en posición operacional. La
fuerza de presión del miembro de bloqueo 130 es tal que el
movimiento del adaptador 16, 100 es evitado durante la operación
normal de la herramienta. Una vez el usuario rota la celda de
combustible 14 para la remoción, la fuerza de presión es superada y
el extremo 136 es
retractado.
retractado.
Así, será observado que el adaptador de la celda
de combustible 16 y el cerrojo 60 presentes proporcionan un sistema
de adaptador de la celda de combustible mejorado que protege al
vástago de la celda de combustible 50 durante la transportación, y
también protege la celda de combustible 14 de la suciedad y otros
desechos mientras la herramienta 10 está en uso. Este sistema de
adaptador de la celda de combustible mejorado también mantiene todo
el sistema de manera compacta y hace la instalación y la remoción de
la celda de combustible 14 fácil de realizar para el usuario.
Adicionalmente, la presente invención identifica si la celda de
combustible esta usada o no, y también el adaptador no puede ser
re-usado sobre una celda de combustible
genérico.
Claims (20)
1. Un adaptador de la celda de combustible (16)
para una herramienta de combustión configurado para la conexión a
una celda de combustible (14) la cual se engancha con una válvula de
medición de combustible (13) de una herramienta de combustión (10),
que comprende:
un cuerpo del adaptador (18) que tiene una base
(22) configurada para engancharse con la celda de combustible (14) y
una tobera (20) conectada a dicha base (22);
dicha tobera (20) teniendo un extremo lobulado
libre (24) configurado para facilitar el enganche con la válvula
(13).
2. El adaptador de la reivindicación 1 donde
dicho extremo lobulado libre (24) incluye una pluralidad de lóbulos
espaciados de manera circunferencial (102) cada uno teniendo un
extremo interior bisela-
do.
do.
3. El adaptador de la reivindicación 2 donde
cada uno de dichos lóbulos (102) tiene igual longitud que se
proyecta de manera axial desde dicha tobera (20).
4. El adaptador de la reivindicación 2, donde
dicha tobera (20) además incluye una pluralidad de orejas espaciadas
de manera circunferencial (32), y dichos lóbulos (102) están cada
uno asociados con una correspondiente de dichas orejas (32).
5. El adaptador de la reivindicación 1 donde
dicha tobera (20) define un pasaje (26), y adicionalmente incluye
una membrana frangible (28) que bloquea dicho pasaje.
6. El adaptador de la reivindicación 5, donde
dicha membrana frangible (28) tiene un orificio (29) para el escape
de aire y está dispuesta en dicho extremo libre (24) de dicha tobera
para indicar que se intentó forzar cuando está rota.
7. El adaptador de la reivindicación 1 donde
dicha tobera (20) está asegurada a dicha base (22) por una
pluralidad de nervios (34) que aseguran dicha base (22) a dicha
tobera (20) en una relación espaciada de manera radial.
8. El adaptador de la reivindicación 7 donde
dichos nervios (34) están configurados de manera que dicha base (22)
asegure dicho adaptador a la celda de combustible (14) de manera más
segura que la forma en que los nervios (34) aseguran dicha tobera
(20) a dicha base (22), de manera que con un intento por
desenganchar dicho adaptador (16) de la celda de combustible (14), y
una fuerza de torsión ejercida sobre dicha tobera, dicha tobera (20)
se rompe y se libera de dicha base (22).
9. El adaptador de la reivindicación 8,
adicionalmente comprendiendo al menos una cuña (30) formada en dicha
base (22) y configurada para engancharse con fricción a la celda de
combustible (14) para asegurar dicho adaptador a la celda de
combustible de manera más segura que la forma que dicha tobera está
asegurada a dicha base.
10. El adaptador de la reivindicación 1,
adicionalmente comprendiendo:
dicha tobera (20) teniendo una pluralidad de
orejas (32), una pluralidad de dichos lóbulos (102), y una
pluralidad de nervios de soporte (34);
dichas orejas (32) cada una teniendo una
configuración en forma de rampa, que se extiende desde dicho extremo
libre (24) hacia dicha base (22), y teniendo un extremo de las
orejas truncado (36);
dichos lóbulos (102) cada uno teniendo una
configuración biselada, que se extiende desde dicho extremo libre
(24) y estando separados de manera circunferencial; y
dichos nervios de soporte (34) cada uno cada uno
teniendo un extremo de nervio truncado (38), y configurado para
conectar dicha tobera a dicha base.
11. El adaptador de la celda de combustible como
el definido en la reivindicación 10, donde dichas orejas (32) están
espaciadas de manera circunferencial una en relación con la otra,
dichos lóbulos (102) están espaciados de manera circunferencial uno
en relación con el otro, y dichos nervios de soporte (34) están
espaciados de manera circunferencial uno en relación con el
otro.
12. Una herramienta de combustión que
comprende:
un alojamiento (11) que encierra una válvula de
medición de combustible (13);
una celda de combustible (14) provista con un
adaptador (16; 100) como el reivindicado en la reivindicación 1 y
configurado para ser acomodado en dicho alojamiento en comunicación
de fluido con dicha válvula de medición de combustible; y
un cerrojo (60) dispuesto en dicho alojamiento
(11) para asegura de manera que pueda liberarse dicho adaptador en
dicha comunicación de fluido con dicha válvula de medición de
combustible.
13. La herramienta de la reivindicación 12 donde
dicho adaptador (100) tiene una porción de perfil no circular, y
dicho cerrojo (60), incluye un soporte (124) configurado para
acomodar dicha porción de perfil no circular al insertar o remover
dicho adaptador, y al rotar dicho adaptador (100), dicho soporte
(124) está configurado para evitar la remoción de dicho adaptador de
la herramienta.
14. La herramienta de la reivindicación 13 donde
dicha porción de perfil no circular incluye una pluralidad de orejas
espaciadas de manera circular (32), y dicho soporte (124) define una
abertura (126) con una pluralidad de lengüetas espaciadas que se
proyectan de manera radial hacia adentro (128), dichas lengüetas
estando construidas y dispuestas de manera que dichas orejas (32)
puedan pasar entre ellas cuando dicho adaptador es insertado o
retirado, y con la rotación de dicho adaptador, dichas lengüetas
enganchan dichos orejas para evitar el retiro de dicho
adaptador.
15. La herramienta de la reivindicación 12 donde
dicho cerrojo (60) incluye al menos un miembro de bloqueo presionado
(130) para retener de manera que pueda liberarse dicho adaptador
enganchado con dicha válvula de medición de combustible (13).
16. La herramienta de la reivindicación 15,
donde dicho cerrojo (60) incluye un soporte (124) configurado para
recibir y retener dicho adaptador en un movimiento de empujar y
rotar, dicho miembro de bloqueo (130) está construido y dispuesto
para enganchar dicho adaptador y evitar la rotación de dicho
adaptador.
17. La herramienta de la reivindicación 16,
donde dicho adaptador (100) tiene una pluralidad de orejas
periféricas espaciadas (32), y dicho miembro de bloqueo (130)
engancha dicho adaptador entre las orejas adyacentes (32).
18. La herramienta de la reivindicación 16 donde
dicho miembro de bloqueo (130) ejerce una fuerza de presión contra
dicho adaptador la cual puede ser superada por el torcido manual de
dicha celda de
combustible.
combustible.
19. La herramienta de la reivindicación 16 donde
dicho miembro de bloqueo (130) es manualmente liberado para permitir
la liberación de dicha celda de combustible (14).
20. La herramienta de la reivindicación 12 donde
dicho cerrojo (60) incluye un cuerpo del cerrojo (62) que tiene al
menos una lengüeta de bloqueo (64) que se mueve entre una posición
cerrada y una posición abierta; y
un miembro de liberación (70) para mover dicha
al menos una lengüeta de bloqueo (64) para liberar dicho enganche
con dicho adaptador y permitir el retiro de dicha celda de
combustible (14) de dicha
herramienta.
herramienta.
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