ES2340388T3 - Acoplamiento de baja presion. - Google Patents
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Abstract
Un acoplamiento (12) para conexión de un miembro macho (16) a un miembro hembra (14), que comprende: un receptáculo que tiene una pared interna que forma el miembro hembra (14), teniendo la pared interna un espaldón (44'') y un tramo plano conectado (42'') que están adyacentes a una abertura del receptáculo, en donde el espaldón (44'') y el tramo plano conectado (42'') son móviles con respecto a la pared interna del miembro hembra (14); el miembro macho (16) recibido en el miembro hembra (14) con un huelgo entre estos, teniendo el miembro macho (16) una ranura abierta hacia fuera (56), y una junta toroidal (18) situada entre la ranura abierta hacia fuera en el miembro macho (16) y el espaldón (44'') y el tramo plano conectado (42'') del receptáculo para impedir la separación del miembro macho (16) del receptáculo; en donde el espaldón (44'') y el tramo plano conectado (42'') se configuran como una tuerca roscada (80) que tiene un espaldón radial (86), que se rosca al receptáculo que forma el miembro hembra (14) de modo que el espaldón radial (86) incide en un extremo (88) del miembro hembra (14), con lo que el espaldón (44'') y el tramo plano conectado (42'') son separables del receptáculo permitiendo que el miembro macho (16) se separe del receptáculo y en donde el espaldón radial (86) forma una pared externa del miembro hembra (14).
Description
Acoplamiento de baja presión.
El presente invento se refiere a acoplamientos
de baja presión. Mas particularmente el presente invento se
refiere a acoplamientos de baja presión tal como conexiónes de baja
presión y válvulas de baja presión.
Existe una necesidad constante de acoplamientos
utilizados para conducir y contener fluidos. Puesto que existen
millones de estos acoplamientos utilizados en millones de
dispositivos, es deseable configurar estos acoplamientos de modo
que sean de bajo coste y fiables. Ejemplos de estos acoplamientos
son acoplamientos de conexión rápida de baja presión, que han
sustituido acoplamientos roscados en miles de aplicaciones, y
válvulas que airean dispositivos tales como contendores de aire a
presión y proporcionan drenajes de líquido para contenedores. Con
respecto a mantener los costos de mantenimiento de estos
acoplamientos tan bajos como sea posible existe necesidad de
diseños que puedan mecanizarse, moldearse o formarse finalmente. Es
también deseable disponer de componentes que sean de fácil y
económica fabricación y que no requieran cambios sustanciales en el
know-how de fabricación.
En la configuración de dispositivos
relativamente simples es también deseable utilizar componentes y
materiales que hayan sido probados extensivamente y que tengan
capacidades que se entienda que comprenden los límites de
fiabilidad y facilidad. Esto permite a un diseñador y fabricante
evitar componentes de sobrediseñado con el fin de minimizar costos
de fabricación y posiblemente gastar dólares de fabricación en otros
aspectos del dispositivo que utiliza el acoplamiento.
Los documentos de patentes estadounidenses nº
US-A-4978147 y
US-A-3637239 describen un
acoplamiento que comprende: un receptáculo que tiene una pared
interna que forma un miembro hembra, teniendo la pared interna un
espaldón y un tramo plano. Un miembro macho es recibido en el
miembro hembra con un huelgo entre ambos. Se proporciona una ranura
abierta hacia fuera en el miembro macho y una junta toroidal
asentada entre la ranura abierta hacia fuera en el miembro macho y
el espaldón y el tramo plano del receptáculo para impedir la
separación del miembro macho del receptáculo, en donde la ranura
abierta hacia fuera, el espaldón y el tramo plano se configuran de
modo que la compresión de la junta toroidal es suficiente para
impedir la separación del miembro macho del miembro hembra.
La WO 00/34704 A2 que es considerado como el
siguiente documento del arte anterior, describe un acoplamiento
para conexión de un miembro macho en un miembro hembra que
comprende: un receptáculo que tiene una pared interna que forma el
miembro hembra, teniendo la pared interna un espaldón adyacente a
una abertura del receptáculo, siendo el espaldón móvil con respecto
a la pared interna del miembro hembra; el miembro macho es recibido
en el miembro hembra con un huelgo entre ambos, teniendo el miembro
macho una ranura abierta hacia fuera, y una junta toroidal situada
entre la ranura abierta hacia fuera en el miembro macho y el
espaldón del receptáculo para impedir la separación del miembro
macho del receptáculo; en donde el espaldón se configura como una
tuerca roscada que se rosca en el receptáculo que forma el miembro
hembra, con lo que el espaldón es separable del receptáculo
permitiendo que el miembro macho sea extraído del receptáculo.
El acoplamiento del invento se define en la
reivindicación 1. Varias otras características del presente invento
se apreciarán de forma mas completa cuando sean mejor entendidas al
considerarse en conexión con los dibujos que se acompañan, en donde
caracteres de referencia similares designan las mismas partes o
similares a través de las diversas vistas, y en donde:
La figura 1 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, de componentes hembra y macho de una primera
modalidad de un acoplamiento de conexión rápida antes del
acoplamiento de los componentes;
La figura 2 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, del conexión de conexión rápida de la figura 1
mostrando los componentes unidos;
La figura 3 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, del acoplamiento de conexión rápida de las
figuras 1 y 2 acoplados.
La figura 4 es un es un alzado lateral, en
sección transversal parcial, de otra modalidad de un conexión de
conexión rápida de conformidad con el presente invento;
La figura 5 es un es un alzado lateral, en
sección transversal parcial, del acoplamiento de conexión de
conexión rápida de la figura 4 pero mostrando los componentes macho
y hembra después de la desconexión;
La figura 6 es una vista en perspectiva de los
componentes de un acoplamiento de conformidad con el presente
invento configurado como una válvula;
La figura 7 es una vista lateral, parcialmente
en elevación, de una válvula de conformidad con el presente invento
mostrando los componentes de la válvula antes del montaje final;
La figura 8A es un alzado lateral mostrando los
componentes montados con la válvula abierta;
La figura 8B es un alzado lateral orientado 90
respecto de la figura 8A;
La figura 9A es un alzado lateral mostrando la
válvula en una posición intermedia en donde se está cerrando;
La figura 9B es un alzado lateral orientado a 90
respecto de la figura 9A;
La figura 10A es un alzado lateral mostrando la
válvula cerrada;
La figura 10B es un alzado lateral orientado a
90 respecto de la figura 10A;
La figura 11 es una vista lateral de una
modalidad adicional de la válvula de las figuras
6-10, en donde la válvula es influenciada a una
posición cerrada por un resorte;
La figura 12 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, de componentes hembra y macho de conformidad
con otra modalidad de un conexión de conexión rápida antes del
conexión de los componentes;
Las figuras 13-15 son
elevaciones laterales, en sección transversal parcial, del conexión
de conexión rápida de la figura 12 mostrando los componentes
unidos;
La figura 16 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, del acoplamiento de conexión rápida de las
figuras 12-15 acopladas entre sí;
La figura 17 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, de componentes hembra y macho de conformidad
con otra modalidad de un acoplamiento de conexión rápida;
La figura 18 es una vista en perspectiva de una
tuerca de seguridad para uso en el conexión de conexión rápida de
la figura 17; y
La figura 19 es un alzado lateral, en sección
transversal parcial, del acoplamiento de conexión rápida de la
figura 17 acoplado.
Con referencia ahora a la figura 1 se muestra
una primera modalidad 12 de un acoplamiento de conexión rápida de
conformidad con el presente invento que tiene como componentes un
receptáculo o miembro hembra 14, un miembro macho 16, una junta
toroidal de bloqueo 18 y junta toroidal 20 de sellado primario.
Inicialmente el miembro hembra 14 tiene la junta
toroidal 18 posicionada axialmente en su estado relajado en una
ranura abierta hacia dentro 22. La ranura 22 tiene un piso 26 que
se extiende radialmente a las paredes laterales 28 y 30, terminando
la pared 30 en un borde anular 31. La pared 28 empieza mas próxima
al eje 32 del miembro hembra 14 y tiene un área de superficie mas
ancha que la pared 30. En el interior de la pared 28 se encuentra
una superficie de tope troncocónica 34 que se extiende desde el
tramo plano cilíndrico interno 36 del miembro hembra 14 hasta un
miembro o porción tubular 40, que puede ser un tubo formado
solidariamente o unitariamente con el miembro hembra 14.
Extendido hacia adelante de la pared frontal 30
de la ranura abierta hacia dentro 22 se encuentra un segundo tramo
plano cilíndrico 42 que tiene un diámetro mayor que el primer tramo
plano cilíndrico 42 y una extensión axial sustancialmente inferior
al primer tramo plano cilíndrico. El segundo tramo plano cilíndrico
42 se une a una superficie troncocónica 44 que se extiende
radialmente hacia dentro hacia el eje 32 del miembro hembra 14. El
espaldón troncocónico 44 se une a una superficie de entrada
cilíndrica 46 que tiene un diámetro interno sustancialmente igual
que el diámetro interno del primer tramo cilíndrico 36.
El miembro macho 16 tiene una porción de morro
troncocónica 50 y una ranura abierta hacia fuera (o exteriormente)
52 en donde se asienta la junta tórica de sellado primario 20. La
ranura 52 está unida mediante una porción cilíndrica 54 a una
segunda ranura abierta hacia fuera 56. La segunda ranura abierta
hacia fuera 56 tiene un piso cilíndrico 58 y primera y segunda
paredes troncocónicas 60 y 62 que hacen la ranura 56 cóncava
abocardándose desde el piso cilíndrico 56. El miembro macho 16
continua luego como un tubo 66 que puede ser solidario o unitario
con el miembro macho 16, y en una aplicación usual, tiene un
diámetro igual al diámetro del tubo 40 al que está unido el miembro
hembra 14.
Con referencia ahora a la figura 2 en donde el
miembro macho 16 se muestra insertado en el miembro hembra 14, se
aprecia que el morro 50 del miembro macho 16 dilata la junta
toroidal 18 permitiendo que el miembro macho 16 se deslice en el
miembro hembra 14 hasta que el morro troncocónico 50 apoya en la
superficie troncocónica 34 sobre el miembro hembra. En este punto
la junta toroidal 18, que se ha expandido contra su elasticidad en
la ranura abierta hacia dentro 22, se contrae luego de modo que
asienta en la ranura abierta hacia fuera 56 en el miembro macho
16.
Con la presurización el tubo 40 conectado al
miembro hembra 14, o con la presurización el tubo 66 conectado al
miembro macho 16 de modo que exista presión dentro de los tubos, la
presión de fluido sobre la junta toroidal primaria 20 fuerza el
miembro macho 16 a moverse con respecto al miembro hembra en la
dirección de la flecha 70. Debido a que la junta toroidal 18 es
constreñida por la ranura abierta hacia fuera 56, la junta toroidal
es forzada por la superficie troncocónica 60 a deformarse contra el
borde 31 que une el tramo plano cilíndrico 42 a la segunda pared
del miembro hembra 14. Esto hace que la junta toroidal 18 se
comprima a través de un espacio 72 entre el borde 31 del miembro
hembra 14 y la superficie troncocónica 60 de la ranura 56 del
miembro macho 16.
Como se aprecia en la figura 3, la junta
toroidal de cierre 18 empeña luego el espaldón troncocónico 44
extendiéndose desde la superficie cilíndrica 42 a la superficie
interna cilíndrica 46, que impide el movimiento axial adicional del
miembro macho 16 en la dirección de la flecha 70. El miembro macho
16 se bloquea luego de forma permanente dentro del miembro hembra
14.
Debido a que la junta toroidal de bloqueo 18 es
elástica y deformable, constituye un sello secundario que sella el
espacio 74 entre el miembro macho 16 y el miembro hembra 14. Así
pues, la junta 18, para por lo menos algunas aplicaciones, es
suficiente para bloquear y sellar la conexión 12, en cuyo caso el
sello 20 puede suprimirse o considerarse como una junta toroidal de
sellado adicional que suplementa la acción sellante de la junta
toroidal 18.
Si bien utilizando presión dentro de las
porciones tubulares 40 y 66 para efectuar el conexión de los
miembros macho y hembra 14 y 16, debe tenerse en cuenta que el
bloqueo debe efectuarse también de modo sencillo traccionando el
miembro macho 16 y el miembro hembra 14 en direcciones opuestas para
moverse desde la posición de la figura 2 a la posición de la figura
3.
Con referencia ahora a las figuras 4 y 5, donde
se muestra una segunda modalidad 12' de acoplamiento de conexión
rápida, la superficie radial 30', tramo plano cilíndrico 42',
espaldón troncocónico 44' y entrada cilíndrica 46' forman parte de
una tuerca de seguridad 80 que tiene filetes externos 82 que roscan
en filetes internos 84 sobre el miembro hembra 14'. La tuerca de
seguridad 80 tiene un espaldón radial 86 que empeña un extremo 88
sobre el miembro hembra 14'. De preferencia el conexión del miembro
hembra 14' y el miembro macho 16 se lleva a cabo de igual modo que
se ilustra en las figuras 1-3. Si bien la conexión
como se ilustra en las figuras 1-3 es preferible,
es también posible efectuar el conexión insertando el miembro macho
16 en el miembro hembra 14 antes de roscar la tuerca de seguridad
80 en el extremo del miembro hembra.
El acoplamiento de conexión rápida de las
figuras 1-3 es permanente, mientras que el
acoplamiento de las figuras 4 y 5 puede desacoplarse separando la
tuerca de seguridad 80 de modo que la junta toroidal 18 deje de
estar restringida axialmente por el espaldón troncocónico 44'.
El miembro hembra 14, que puede configurarse
como un receptáculo o puerto así como un tubo, puede mecanizarse o
moldearse como es el caso con el miembro macho 16. Opcionalmente el
miembro hembra 14 y miembro macho 16 pueden formarse mediante
estampado. El material puede ser metal o plástico dependiendo de su
aplicación.
Con referencia ahora a las figuras
6-10 en donde se muestra una segunda modalidad, se
aprecia que el accesorio está configurado ahora como un conjunto de
válvula 100 que comprende tres partes principales, o sea, un vástago
de válvula 102, un cuerpo de válvula 104 y una junta toroidal 106.
El vástago de válvula 102 comprende un miembro macho en forma de un
tapón mientras que el cuerpo de válvula 104 comprende un
receptáculo o miembro hembra.
Como se aprecia en las vistas en alzado el
cuerpo de válvula 104 tiene un orificio 110 pasante definido por
una pared interna cilíndrica. El orificio 110 tiene un primer
extremo 112 y un segundo extremo 114. El segundo extremo 114 tiene
un rebaje para proporcionar una cavidad 116 que tiene un espaldón
118. El espaldón 118 es ligeramente troncocónico. El cuerpo de
válvula 104 tiene filetes exteriores 120 que roscan sobre un
contendor u otro dispositivo, que tiene fluido, tal como, pero sin
limitación, aire a presión o un líquido. Una aleta de tuerca
hexagonal 124 que tiene una cara extrema 126 es solidaria con el
cuerpo de válvula 104.
El vástago de válvula o miembro macho 102 tiene
una aleta extrema 130 que se proyecta radialmente y una porción de
espiga 132. La porción de espiga 132 tiene una ranura abierta hacia
fuera 134 en su segundo extremo 135 y una abertura longitudinal 138
en forma de una ranura abierta hacia fuera. De preferencia existen
dos ranuras 138 dispuestas a 180 entre sí. Las ranuras 138 tienen
primer extremo 140, que se dispone próximo a la ranura anular 135 y
un segundo extremo 142 que comunican con una ranura radial 144 en la
aleta extrema 130. Con el fin de montar el conjunto de válvula 100
el vástago de válvula 102, cuerpo de válvula 104 y junta toroidal
106 se alinean como en la figura 6 y se montan parcialmente como en
la figura 7 insertando el vástago de válvula 102 a través del
orificio 110 del cuerpo de válvula. Como se aprecia en las figuras
8A y 8B la junta toroidal 16 se expande luego sobre el extremo 136
del vástago de válvula 104 y se asienta en la ranura anular 135.
El conjunto de válvula 100 mostrado en las
figuras 8 A y 8B se rosca luego en una pared 150 mostrada en línea
de trazos) de un contenedor u otro dispositivo que contiene fluido.
En caso que el flujo sea un fluido a presión, tal como aire
comprimido, la presión contra la cara extrema 136 del vástago de
válvula 102 forzará el vástago de válvula a moverse a través de la
posición intermedia de las figuras 9A y 9B a la posición de las
figuras 10A y 10B en donde la válvula toroidal 106 asienta contra el
espaldón troncocónico 118 de la cavidad anular 116. La junta
toroidal sella el espacio entre el vástago de válvula 102 y la pared
del orificio 110 mediante apoyo y deformación contra el espaldón
troncocónico 118 y la superficie cilíndrica 119 y la cavidad anular
116. En adición la junta toroidal 106 es presionada contra la
superficie 137, que define la ranura 135 de modo que el fluido tras
la pared 150 no escapa a través del extremo 140 del espacio 138.
Cuando se desea aliviar la presión detrás de la
pared 150 la aleta extrema 130 de la válvula es simplemente
presionada hacia atrás contra la cara 126 del cuerpo de válvula 104
de modo que el espacio formado por la ranura 138 comunique con el
espacio del lateral opuesto de la pared 150. Esto permite que fluya
aire en la cavidad anular 116 en el cuerpo de válvula 114 y a
través de la ranura axial 138 en la espiga 132 y ranura radial 144
del miembro macho 102 (véase la figura 6) para expulsar aire de
detrás de la pared 150 para rebajar la presión, tal como de la
atmósfera circundante. Con la represurización el vástago de válvula
102 se moverá de nuevo desde posición de la figura 8A y 8B a la
figura 10A y 10B para cerrar la válvula.
Con referencia ahora a la figura 11 en donde se
muestra una modalidad adicional del conjunto de válvula 100' el
acoplamiento es similar al de las figuras 6-10 a
excepción de que se dispone un resorte helicoidal 160 en un
bolsillo anular 162 formado en el cuerpo de válvula 104. El resorte
helicoidal 160 presiona contra la aleta 130 solicitando la aleta a
apartarse de la cara extrema 126 del cuerpo de válvula 104 para
solicitar el conjunto de válvula 100' a la posición cerrada similar
a la posición cerrada de las figuras 10A y 10B. Por consiguiente la
válvula 100' está automáticamente en la posición cerrada. En caso
que el contenedor se llene con agua o un fluido de baja presión que
puede no ejercer suficiente presión contra el vástago de válvula
102 para solicitar el vástago de válvula desde su posición abierta
de las figuras 8A y 8B a su posición cerrada de las figuras 10A y
10B, el resorte 160 suministra la fuerza necesaria para cerrar la
válvula 100'. En caso de que se desee airear a través de la válvula
100' entonces se presiona hacia atrás el vástago de válvula 102 de
nuevo contra la cara extrema 126 del cuerpo de válvula 104 de modo
que se abre la ranura 138 al espacio rebasando el cuerpo de válvula
104 y el fluido puede escapar a través de la ranura axial 138 y
ranura radial 144 al ambiente circundante.
Con referencia a las figuras
12-16 se muestra un acoplamiento de conformidad con
otra modalidad del presente invento que es sustancialmente similar
a las modalidades ilustradas en las figuras 1-5 del
presente invento con por lo menos una excepción, o sea, un miembro
macho 16'' del acoplamiento 12'' no incluye una junta toroidal
sellante. Por contra una junta toroidal 20' sellante es recibida en
una ranura abierta hacia dentro 22'' en un miembro hembra 14''. Con
la provisión de la junta toroidal sellante 20' en el miembro 14'' se
faculta el uso de una junta toroidal sellante de mayor diámetro que
de otro modo no ajustaría dentro de la ranura 52 del miembro macho
16 mostrado en las figuras 1-5. Adicionalmente, la
separación de la junta toroidal sellante del miembro macho 16''
permite la eliminación de la ranura 52 del miembro macho 16'', que
faculta un diámetro de orificio mayor en el miembro macho 16''.
Además, con la separación de la junta toroidal sellante del miembro
macho 16'' se reduce la fuerza de inserción requerida para acoplar
el acoplamiento 12'', puesto que la junta toroidal sellante 20' no
precisa pasar a través de una junta toroidal de bloqueo 18' durante
el montaje. Situando la junta toroidal sellante 20' dentro de la
ranura abierta hacia dentro 22'' del miembro hembra 14'' también se
mejora la capacidad del acoplamiento 12'' para soportar una carga
lateral.
Con referencia a la figura 13 en donde el
miembro macho 16'' se muestra insertado en el miembro hembra 14'',
se aprecia que un morro 50'' del miembro macho 16'' empuja la junta
toroidal de bloqueo 18' contra la junta toroidal sellante 20',
centra la junta toroidal de bloqueo 18' y luego dilata la junta
toroidal de bloqueo elástica 18' permitiendo que el miembro macho
16'' deslice en el miembro hembra 14''. Como se muestra en la
figura 14 tanto la junta toroidal sellante 18' como la junta
toroidal sellante 20' se expanden contra su elasticidad
adicionalmente en la ranura abierta interiormente (o hacia dentro)
22''. Antes de que el morro troncocónico 50'' del miembro 16'' se
aplique contra una superficie troncocónica 34'' dentro del miembro
hembra 14'', la junta toroidal de bloqueo 18' se contrae para
asentarse en una ranura abierta hacia fuera 56'' en el miembro macho
16''. Como se muestra en la figura 16 la junta toroidal de bloqueo
18' se comprime entre un espaldón 44'' y un tramo plano 42'' cuando
se aplica una fuerza longitudinal para separar los miembros. Si bien
el espaldón 44'' y tramo plano 42'' se muestran en las figuras
12-16 como contenidos en una tuerca de seguridad
80', se apreciará que el espaldón 44'' y tramo plano 42'' pueden
estar contenidos dentro del cuerpo del propio miembro hembra 14'',
como se muestra en las figuras 1-3.
Como se muestra en la figura 12, la ranura
abierta hacia fuera 56'' incluye un piso cilíndrico 58' y primera y
segunda paredes troncocónicas 60' y 62', que forman la ranura 56''
cóncava abocardándose a partir del piso cilíndrico 58'. En una
modalidad un ángulo A de las paredes troncocónicas 60' y 62' es
aproximadamente de 60 grados con respecto al piso 58'; sin embargo
el ángulo A no se limita necesariamente a este valor. La ranura
abierta hacia fuera 56'' puede incluir radios de esquina entre las
paredes 60' y 62' y el piso 58' de alrededor de la mitad del
diámetro de la junta toroidal 18' de bloqueo. De modo análogo la
profundidad de la ranura abierta hacia fuera 56'' puede ser de
alrededor de la mitad del diámetro de la junta toroidal 18' y el
ancho de la ranura abierta hacia fuera 56'' puede ser de alrededor
la misma dimensión que el diámetro de la junta toroidal 18' de
bloqueo. Las dimensiones del espaldón 44'' y tramo plano 42'' en el
miembro hembra 14'' puede ser sustancialmente similar a las
dimensiones antes indicadas con respecto a la ranura abierta hacia
fuera 56'' en el miembro macho 16''.
En una modalidad la dureza de la junta toroidal
18' está entre alrededor de 70 y 90 durómetros (Shore A) pero no se
limita necesariamente a esta cifra. En una junta toroidal de
polímero no reforzado esta dureza resulta en una compresión de
entre aproximadamente 10-25%, dependiendo del
diámetro de la junta toroidal de bloqueo 18' y las dimensiones
correspondientes de la ranura de abertura hacia fuera 56'', el
espaldón 44'' y tramo plano 42''. La presión de trabajo del
acoplamiento (o sea la presión predeterminada bajo la presión que
causa que los miembros macho y hembra se separen) se determina
generalmente por la resistencia a la cizalladura de la junta
toroidal de bloqueo 18', que puede ser mejorada mediante la
compresión de la junta toroidal de bloqueo. Esta característica es
particularmente útil cuando se utilizan juntas toroidales de
polímero no reforzado, tal como juntas toroidales de polímero
elástico. Así pues, la ranura abierta hacia fuera 56'', el espaldón
44'' y el tramo plano 42'' se configuran de modo que la compresión
de la junta toroidal de bloqueo 18' sola es suficiente para impedir
la separación del miembro macho 16'' del miembro hembra 14''.
Como la modalidad mostrada en las figuras
1-11, la junta toroidal de bloqueo 18' forma un
sello secundario que sella un huelgo entre el miembro macho 16'' y
el miembro hembra 14'' e inhibe el ingreso de contaminantes, tal
como suciedad y otros escombros, en la ranura abierta hacia dentro
22'' del miembro hembra 14''. Así pues, para por lo menos algunas
aplicaciones, la junta toroidal 18' es suficiente para cerrar y
sellar el acoplamiento 12'', en cuyo caso la junta toroidal 20'
puede suprimirse o ser considerado como una junta toroidal de
sellado adicional que complementa la acción sellante de la junta
toroidal de bloqueo 18'. La elasticidad de la junta toroidal de
cierre 18' en el estado comprimido mejora también la resistencia a
la vibración del acoplamiento 12'', particularmente cuando se
compara con los acoplamientos del arte anterior que utilizan un
anillo de bloqueo metálico dividido o anillo toroidal de caucho
reforzado por resorte.
Con referencia a las figuras
17-19, se muestra un acoplamiento 12'' de
conformidad con otra modalidad del presente invento que es
sustancialmente similar a las modalidades mostradas en las figuras
12-16. En adición a las características mostradas
en las figuras 12-16, un miembro hembra 14'' y un
miembro macho 16'' del acoplamiento 12''' incluye un seguro 90
inhibidor de giro apto para inhibir la rotación del miembro macho
16'' respecto del miembro hembra 14'''. En una modalidad, el
seguro 90 inhibidor de giro incluye una abertura de forma poligonal
92 en el miembro hembra 14'' y un saliente en forma poligonal
correspondiente 94 sobre el miembro macho 16''' que está
dimensionado para coincidir con la abertura en forma poligonal 92
cuando el miembro macho 16''' o el miembro hembra 14''' se hace
girar hasta una posición angular predeterminada. El miembro hembra
14''' puede incluir también una cavidad 96 posicionada entre la
abertura de forma poligonal 92 y la junta toroidal de bloqueo 18'',
que está dimensionada para recibir el saliente de forma poligonal 94
independientemente de la orientación angular del miembro macho
14'''.
En la modalidad ilustrada la cavidad 96 es
ligeramente mayor en diámetro que la distancia a través de las
esquinas de la abertura en forma poligonal 92, que permite que el
miembro macho 16''' gire libremente. La posición de la cavidad 96
corresponde también con la posición de la junta toroidal de bloqueo
18'' dentro de la ranura abierta hacia dentro 22'' para permitir
que el saliente en forma poligonal 94 gire cuando se asienta la
junta toroidal de bloqueo 18'' en la ranura abierta hacia fuera 56''
del miembro macho 16'''. La cavidad 96 permite también el
desmontaje de la tuerca de seguridad 80'' sin girar el miembro macho
16''' empujando el miembro macho 16''' en el miembro hembra 14'''
antes de separar la tuerca de seguridad 80''. Si bien la abertura de
forma poligonal 92 y la cavidad 96 están provistas dentro de la
tuerca de seguridad 80'' en la modalidad mostrada en las figuras
17-19, se apreciará que la abertura de forma
poligonal y la cavidad pueden proporcionarse también en el cuerpo
de miembro hembra 14''' cuando el miembro hembra no incluye una
tuerca de seguridad (véase, por ejemplo, las figuras
1-3).
La recepción del saliente en forma poligonal 94
en la abertura en forma poligonal 92 proporciona también una
indicación visual y táctica de que el acoplamiento 12''' está
bloqueado y puede estar bajo presión. Esta característica impide
que un usuario desmonte el acoplamiento 12''' antes de eliminar la
presión. Un borde interior 99 (figuras 18 y 19) de la cavidad 96
puede utilizarse como una superficie de bloqueo, que elimina la
necesidad de una superficie de bloqueo troncocónica (tal como la
superficie 34 en la figura 1) y reduce la complejidad de fabricación
del miembro hembra 14'''. Esta característica es particularmente
útil cuando el miembro hembra 14''' se mecaniza directamente para
formar un componente, tal como una bomba o colector, en oposición a
ser fijado a un componente utilizando la interfase fileteada
mostrada en las figuras 12-19.
El miembro hembra 14''' ilustrado en las figuras
17-19 puede configurarse también para que coincida
con los miembros macho que no incluyen necesariamente un seguro
inhibidor de giro 90. Por ejemplo, si el seguro inhibidor de giro
90 no se requiere, la tuerca de seguridad 80'' puede fabricarse sin
la abertura de forma poligonal 92, mientras que conserva la cavidad
96 dimensionada para recibir el saliente de forma poligonal 94 en el
miembro macho 16'''. Esto permite el uso de la misma configuración
de miembro macho para todas las aplicaciones se utilice o no el
seguro antigiro. Alternativamente el miembro macho 16''' puede
fabricarse sin el saliente de forma poligonal 94 para permitir que
el miembro macho 16''' gire cuando coincide con el miembro hembra
14''' ilustrado en las figuras 17-19 o el miembro
hembra 14'' ilustrado en las figuras 12-16.
Se apreciará que el seguro
anti-giro 90 no se limita a la abertura de forma
poligonal 92 y el saliente de forma poligonal 94 mostrado en las
figuras 17-19. Alternativamente el seguro antigiro
90 puede incluir otras interfases inhibidoras de giro, incluyendo,
sin limitación, superficies estriadas cooperantes sobre los miembros
macho y hembra.
El presente invento se ha mostrado y descrito
particularmente con referencia a las modalidades
preceden-tes, que son meramente ilustrativas de las
mejores formas de llevar a cabo el invento. Se entenderá por los
expertos en el arte que en la puesta en práctica del invento pueden
utilizarse varias alternativas a las modalidades del invento aquí
descritas sin apartarse el espíritu y alcance del invento como se
define en las reivindicaciones siguientes. Se pretende que las
reivindicaciones que siguen definan el alcance del invento y que el
método y aparato dentro del alcance de estas reivindicaciones y sus
equivalentes quedan cubiertos por estas. Esta descripción del
invento debe entenderse que incluye una combinación de elementos
aquí descritos nueva y no obvia, y pueden presentarse
reivindicaciones en esta o una solicitud posterior para cualquier
combinación nueva y no obvia de estos elementos. Además las
modalidades que preceden son ilustrativas y ninguna característica
o elemento es esencial para todas las posibles combinaciones que
puedan reivindicarse en esta solicitud o posterior.
Claims (23)
1. Un acoplamiento (12) para conexión de un
miembro macho (16) a un miembro hembra (14), que comprende:
un receptáculo que tiene una pared interna que
forma el miembro hembra (14), teniendo la pared interna un espaldón
(44') y un tramo plano conectado (42') que están adyacentes a una
abertura del receptáculo, en donde el espaldón (44') y el tramo
plano conectado (42') son móviles con respecto a la pared interna
del miembro hembra (14);
el miembro macho (16) recibido en el miembro
hembra (14) con un huelgo entre estos, teniendo el miembro macho
(16) una ranura abierta hacia fuera (56), y
una junta toroidal (18) situada entre la ranura
abierta hacia fuera en el miembro macho (16) y el espaldón (44') y
el tramo plano conectado (42') del receptáculo para impedir la
separación del miembro macho (16) del receptáculo;
en donde el espaldón (44') y el tramo plano
conectado (42') se configuran como una tuerca roscada (80) que
tiene un espaldón radial (86), que se rosca al receptáculo que forma
el miembro hembra (14) de modo que el espaldón radial (86) incide
en un extremo (88) del miembro hembra (14), con lo que el espaldón
(44') y el tramo plano conectado (42') son separables del
receptáculo permitiendo que el miembro macho (16) se separe del
receptáculo y en donde el espaldón radial (86) forma una pared
externa del miembro hembra (14).
2. El acoplamiento de la reivindicación 1, en
donde la ranura abierta hacia fuera (56), el espaldón (44') y el
tramo plano conectado (42) se configuran de modo que la compresión
de la junta toroidal (18) es suficiente para impedir la separación
del miembro macho (16) del miembro hembra (14) en donde el espaldón
(44') y el tramo plano conectado (42') son separables con respecto
a la pared interna del miembro hembra (14).
3. El acoplamiento de la reivindicación 1, en
donde los miembros macho y hembra (16, 14) son tubulares y en donde
la junta toroidal (18) se extiende completamente a través del huelgo
entre los miembros macho y hembra (16,14) para formar entre ambos
un sello impidiendo el paso de fluido a través del huelgo.
4. El acoplamiento de la reivindicación 1, en
donde la junta toroidal (18) está inicialmente dentro del miembro
hembra (14) y en donde el miembro hembra (14) incluye una ranura
abierta hacia dentro (22) posicionada detrás del espaldón (44);
teniendo el miembro macho (16) un morro (50) recibible a través de
la junta toroidal (18), en donde cuando el miembro macho (16) se
inserta en el miembro hembra (14) la junta toroidal (18) asienta en
la ranura abierta hacia fuera (56) del miembro macho (16) para
empeñar el espaldón (44') del miembro hembra (14) cuando se aplica
fuerza longitudinal para separar los miembros.
5. El acoplamiento de la reivindicación 3, que
incluye además una junta toroidal adicional (20') recibida dentro
de la ranura abierta hacia dentro (22'') del miembro hembra
(14'').
6. El acoplamiento de la reivindicación 3, que
incluye además una junta toroidal adicional (20) para el sellado
entre la pared interna y el miembro macho (16).
7. El acoplamiento de la reivindicación 6, en
donde la junta toroidal adicional (20) se sitúa sobre el miembro
macho (16).
8. El acoplamiento de la reivindicación 7, en
donde la junta toroidal adicional (20) se sitúa sobre el miembro
macho (16) adyacente a un morro (50) del miembro macho (16).
9. El acoplamiento de la reivindicación 6, en
donde la junta toroidal adicional (20') es recibida en una ranura
abierta hacia dentro (22'') del miembro hembra (14'').
10. El acoplamiento de la reivindicación 1, en
donde la junta toroidal (18) está constituida por un polímero
elástico no reforzado.
11. El acoplamiento de la reivindicación 1, en
donde el miembro macho (102) es un tapón móvil axialmente entre una
primera posición en donde el huelgo se mantiene y una segunda
posición en donde el huelgo se cierra.
12. El acoplamiento de la reivindicación 1, en
donde por lo menos uno del miembro hembra (14''') y el miembro macho
(16''') incluye un seguro inhibidor de giro (90) apto para inhibir
el giro del miembro macho (16''') respecto al miembro hembra
(14''').
13. El acoplamiento de la reivindicación 12, en
donde el seguro inhibidor de giro (90) incluye una abertura en forma
poligonal (92) en el miembro hembra (14''') y un saliente de forma
poligonal correspondiente (94) sobre el miembro macho (16''') que
está dimensionado para coincidir con la abertura en forma poligonal
(92) cuando el miembro macho (16''') o el miembro hembra (14''') se
gira hasta una posición angular predeterminada.
\newpage
14. El acoplamiento de la reivindicación 13, en
donde el miembro hembra (14''') incluye una cavidad (96) posicionada
entre la abertura en forma poligonal (92) y la junta toroidal
(18''), que se dimensiona para recibir el saliente en forma
poligonal (94) independientemente de la orientación angular del
miembro macho (16'').
15. El acoplamiento (12'') de la reivindicación
1, en donde
el miembro hembra (14'') incluye una ranura
abierta hacia dentro (22') posicionada detrás del espaldón (44') y
el tramo plano conectado (42''), en donde el diámetro del tramo
plano conectado (42'') es inferior al diámetro de la ranura abierta
hacia dentro;
la junta toroidal (18') sellante y de bloqueo es
recibida en la ranura abierta hacia dentro (22'');
el miembro macho (16'') es recibido en el
miembro hembra (14'') con un huelgo entre ambos.
16. El acoplamiento de la reivindicación 15, en
donde el miembro macho y el miembro hembra (16'', 14'') son
tubulares y en donde la junta toroidal de cierre (18') se extiende
completamente a través del huelgo entre los miembros macho y hembra
(16'', 14'') para formar un sello entre ambos impidiendo el paso de
fluido a través del huelgo.
17. El acoplamiento de la reivindicación 15 en
donde la junta toroidal de cierre (18') está constituida por un
polímero elástico no reforzado.
18. El acoplamiento de la reivindicación 15, en
donde por lo menos uno del miembro hembra (14'') y el miembro macho
(16'') incluye un seguro inhibidor de giro (90) apto para inhibir el
giro del miembro macho (16''') respecto del miembro hembra
(14''').
19. El acoplamiento de la reivindicación 18 en
donde el seguro (90) inhibidor de giro incluye una abertura de forma
poligonal (92) en el miembro hembra (14''') y un saliente de forma
poligonal correspondiente (94) en el miembro macho (16''') que está
dimensionado para coincidir con la abertura de forma poligonal (92)
cuando el miembro macho (16''') se gira hasta una posición angular
predeterminada.
20. El acoplamiento de la reivindicación 15 en
donde el miembro hembra (14''') incluye una cavidad (96) posicionada
entre la abertura en forma poligonal (92) y la junta toroidal
(18''), que se dimensiona para recibir el saliente de forma
poligonal (94) independientemente de la orientación angular del
miembro macho (16''').
21. El acoplamiento de la reivindicación 1 en
donde:
el miembro hembra (14''') incluye el receptáculo
y el receptáculo incluye además un primer miembro inhibidor de giro
(92); y
el miembro macho (16''') comprende un segundo
miembro inhibidor de giro (94) empeñado de forma selectiva con el
primer miembro inhibidor de giro (92) del miembro hembra (14''')
para inhibir el giro de los miembros macho y hembra (16''', 14''')
uno respecto del otro.
22. El acoplamiento de la reivindicación 21 en
donde el primer miembro inhibidor de giro (92) incluye una abertura
de forma poligonal en el miembro hembra (14''') y el segundo miembro
inhibidor de giro (94) incluye un saliente de forma poligonal
correspondiente en el miembro macho (16''') que está dimensionado
para coincidir con la abertura de forma poligonal cuando el miembro
macho (16''') o el miembro hembra (14''') gira hasta una
orientación angular predeterminada.
23. El acoplamiento de la reivindicación 22 en
donde el miembro hembra (14''') incluye una cavidad (96) situada
entre la abertura de forma poligonal y la junta toroidal (18''), que
está dimensionada para recibir el saliente de forma poligonal
independientemente de la orientación angular del miembro macho
(16''').
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