ES3036199T3 - Quick coupling for connection - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un acoplamiento rápido con un conducto de fluido (FK) configurado en forma de un espacio anular para la conexión indirecta o directa de dos líneas (L1, L2) que transportan un fluido, que comprende una primera pieza de acoplamiento configurada como manguito (1) y una segunda pieza de acoplamiento configurada como boquilla (2), donde el manguito (1) y la boquilla (2) están configurados de plástico y tienen una configuración rotacionalmente simétrica al menos en regiones con respecto a un eje central (M) y están dispuestos coaxialmente con respecto al eje central (M) en el uso previsto, donde el manguito (1) tiene una carcasa (10) para la inserción de la boquilla (2), donde la carcasa (10) es hueca y tiene una superficie interior (100) y una superficie exterior (106), y la boquilla (2) tiene una carcasa (20) para su inserción en el manguito (1), donde la carcasa (20) es hueca y tiene una superficie interior (200) y una superficie exterior (204), donde un primer cuerpo de válvula (12) es Dispuestos en el manguito (1), y un segundo cuerpo de válvula (22) y, en cada caso, un elemento elástico (124, 224) en la boquilla (2), los respectivos cuerpos de válvula (12, 22) pueden desplazarse axialmente, y el elemento elástico (124, 224) puede pretensarse axialmente. El acoplamiento rápido se pretende ensamblar y mantener de forma fiable y, por lo tanto, sencilla, para su uso con ácidos y bases fuertes. Para ello, el cuerpo de válvula (12, 22) y el elemento elástico (124, 224) forman una sola pieza. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Acoplamiento rápido para conexión

La invención se refiere a un acoplamiento rápido para medios agresivos, como ácidos y bases fuertes. Estos acoplamientos rápidos se utilizan para la conexión directa o indirecta de dos líneas que transportan un medio a través de un canal de fluido que atraviesa el acoplamiento rápido. El acoplamiento rápido consta de una primera pieza de acoplamiento diseñada como manguito y una segunda pieza de acoplamiento diseñada como boquilla, conformando el manguito y la boquilla una carcasa hueca dispuesta, al menos parcialmente, de forma rotacionalmente simétrica respecto a un eje M central para su acoplamiento. Se disponen un primer cuerpo de válvula dentro del manguito y un segundo cuerpo de válvula dentro de la boquilla, así como un elemento elástico adyacente al cuerpo de válvula respectivo en dirección axial. El canal de fluido discurre, al menos parcialmente, por fuera y/o al menos parcialmente por dentro del elemento elástico en dirección radial. El cuerpo de válvula puede desplazarse y precargarse en dirección axial mediante el elemento elástico, abriéndose o cerrándose el canal de fluido entre la carcasa y el cuerpo de válvula. El cuerpo de válvula y el elemento elástico forman una sola pieza, presentando el elemento elástico una espiral que discurre concéntricamente alrededor del eje central, con una cavidad dispuesta en el interior de la espiral.

Ya se conoce un acoplamiento rápido descrito en el documento DE 2826344 A1, en el que se introduce una boquilla en un manguito y un cuerpo de válvula precargado por elementos de resorte se coloca dentro de cada uno de estos dos componentes. Se incluyen varios elementos de sellado y espaciadores para crear un sello entre la superficie interior del manguito y la superficie exterior de la boquilla, que se mueven con respecto al manguito y la superficie interior del manguito cuando el acoplamiento se cierra y se abre.

En el documento DE 36 18 233 C2 se describe un acoplamiento rápido en el que un resorte de compresión para el elemento de la válvula se inserta en la sección cilíndrica del elemento de resorte, y un extremo del resorte de compresión se aloja en un soporte elástico. El elemento de la válvula y el resorte de compresión forman dos componentes.

El documento WO 95/24584 describe un inserto de válvula diseñado como un componente de una sola pieza. El inserto de válvula consta de un elemento de retención, un resorte de válvula y un asiento de válvula. Una extensión en forma de casquillo, que soporta el asiento de válvula, está fijada al resorte de válvula. La extensión tiene una rosca interna en donde se enrosca un tapón roscado estanco al gas. El componente que funciona como cuerpo de válvula es bicomponente y está compuesto por el inserto de válvula y el tapón roscado necesario a nivel funcional para sellar la cavidad. El cuerpo de válvula está completamente sellado, estando formada la cavidad como un resorte neumático.

El documento US 2012/031515 A1 da a conocer un acoplamiento rápido genérico con cuerpos de válvula y elementos elásticos, siendo los elementos elásticos huecos, actuando como canales de fluido y transportando el fluido en dirección radial. Si los resortes de espiral actúan como elementos elásticos, incluso en el estado de máxima compresión de los resortes de espiral, el elemento elástico proporciona una distancia entre las espirales que actúan como canal de fluido en dirección radial.

En el documento US 2006/260699 A1 se describe un acoplamiento rápido genérico con cuerpos de válvulas y elementos elásticos, estando los elementos elásticos diseñados en forma de meandro y fluyendo el fluido a su alrededor.

El objetivo de la invención es diseñar y disponer un acoplamiento rápido para su uso con ácidos fuertes y bases fuertes de tal forma que sea más seguro y, por tanto, también más fácil de montar y mantener.

El objetivo según la invención se resuelve mediante las características de la reivindicación 1.

El diseño de una sola pieza elimina la necesidad de alinear en dirección axial y radial el elemento elástico y el cuerpo de válvula. Esto es esencial en un diseño de dos piezas, ya que, de lo contrario, el elemento elástico podría ejercer una fuerza excéntrica y descentralizada sobre el cuerpo de válvula, impidiéndole centrarse y con el riesgo de desviarse y atascarse. Esto resulta en la inevitable necesidad de que el diseño de dos piezas guíe al menos en dirección axial el cuerpo de válvula, o mejor aún, el cuerpo de válvula y el elemento elástico. La invención elimina esta necesidad porque el elemento elástico, al ser una sola pieza con el cuerpo de válvula, siempre ejerce una fuerza central sobre el cuerpo de válvula.

Dado que la carcasa elimina la necesidad de guía forzada, la guía axial ya no es necesaria. Esto elimina la necesidad de fabricar un ajuste complejo entre el cuerpo de válvula y la carcasa, y no requiere componentes de guía adicionales. La holgura en dirección radial del cuerpo de válvula, que se consigue gracias a la ausencia de ajuste, ofrece la ventaja adicional de permitir el diseño del elemento elástico con una constante elástica más baja, ya que no se generan fuerzas de fricción entre el cuerpo de válvula y la carcasa u otros componentes innecesarios.

El diseño de una sola pieza, junto con las consiguientes ventajas descritas anteriormente, garantiza un cierre seguro de la válvula, ya que el cuerpo de la válvula no se queda atascado en la posición abierta. Esto se traduce en la ventaja adicional de que, al ensamblar el acoplamiento rápido, solo se inserta un componente en la carcasa y se fija con un anillo de retención.

De este modo, además de un medio de sellado insertado en el manguito, es posible reducir el número de componentes individuales que se deben insertar en la carcasa respectiva, independientemente de un elemento de retención, a un solo componente.

El cuerpo de válvula con el elemento elástico está fabricado preferiblemente de un plástico fluorado o un polímero compuesto de flúor y carbono, en particular de polímeros de perfluoroalcoxi (PFA) o politetrafluoroetileno (PTFE). Estos plásticos son resistentes a ácidos y bases. Gracias al plástico, el elemento elástico presenta una constante elástica relativamente baja. Por lo tanto, la carrera y, por consiguiente, la deflexión de las dos piezas de cierre se seleccionan con la amplitud necesaria para que, dependiendo de la dirección del flujo, el cuerpo de válvula correspondiente cierre de forma fiable y rápida contra la presión dinámica del medio al separarse el manguito y la boquilla. Como se desprende de la descripción de las figuras, la carrera también afecta considerablemente a la sección transversal de flujo del canal de fluido, que se cuantifica mediante la relación de diámetros entre la superficie interior del manguito y la superficie exterior. A diferencia del metal, el plástico es resistente a ácidos y bases, lo que garantiza una constante elástica y una fuerza elástica estables a largo plazo, lo que se traduce en un mejor sellado. De manera más preferida, la carcasa, el cuerpo de válvula, el elemento elástico y el dispositivo de bloqueo completo que comprende un casquillo, un soporte con garras y un elemento de resorte están hechos de plástico, en particular de polímeros de perfluoroalcoxi (PFA) o de politetrafluoroetileno (PTFE).

Sin embargo, es importante tener en cuenta que, para acoplamientos rápidos genéricos utilizados en medios agresivos, como ácidos y bases fuertes, es imprescindible que sean herméticos y completamente resistentes a la corrosión al cerrarse y abrirse y, debido a los bajos caudales másicos para estos medios, que funcionen de forma fiable incluso con secciones transversales de línea pequeñas y, por lo tanto, con tamaños reducidos. Las juntas y los huecos son especialmente desventajosos debido a los depósitos cristalinos de los ácidos y bases. Las características de la invención proporcionan suficiente seguridad incluso con secciones<transversales dentro de la carcasa de entre 7 mm>2<y 30 mm2. Debe tenerse en cuenta que las secciones>transversales de flujo dentro de la carcasa se reducen hasta en un 80 % debido a los cuerpos de válvula y los elementos elásticos, de modo que, basándose en las áreas transversales dentro de la carcasa para el canal de fluido, se pueden obtener secciones transversales de flujo inferiores a 5 mm2.

Desde una perspectiva de fabricación, resulta ventajoso que el cuerpo de válvula y el elemento elástico formen un único componente del mismo material. El diseño de una sola pieza permite mecanizar una pieza bruta producida, por ejemplo, mediante moldeo por inyección, en un solo proceso de trabajo. Esto es especialmente cierto para piezas brutas de plástico, en concreto, las fabricadas con polímeros de perfluoroalcoxi (PFA) o politetrafluoroetileno (PTFE).

Para lograr la mayor sección transversal de flujo posible, resulta ventajoso que el cuerpo de válvula o el elemento elástico cuenten con una apertura en dirección radial orientada hacia el eje M central, que actúa como canal de fluido. Esta apertura en el cuerpo de válvula se encuentra en la zona de transición entre la zona cerrada del cuerpo de válvula y el elemento elástico. La apertura en el elemento elástico puede estar dispuesta en cualquier punto axial a lo largo del elemento elástico y alrededor del eje M central alrededor del elemento elástico. El fluido puede fluir a través de la apertura desde el canal anular, pasando por el cuerpo cerrado de la válvula, hacia el centro de la carcasa, hacia el elemento elástico, y posteriormente en dirección axial hacia el exterior de la carcasa, y en dirección opuesta, en la dirección de flujo opuesta. La sección transversal de flujo es mayor en el centro de la carcasa.

Debido a una geometría simple y a un sello no redundante en el asiento de válvula del cuerpo de válvula, resulta ventajoso que el cuerpo de válvula se centre exclusivamente a través de un asiento de válvula en la carcasa. Preferiblemente, se proporciona una superficie de sellado cónica que permite el autocentrado con la válvula en estado cerrado. Esto se apoya en la guía axial descrita anteriormente y se logra mediante el diseño de una sola pieza. El cuerpo de válvula, preferiblemente de una sola pieza, cuenta con una pieza de cierre a la que se aplica un elemento de sellado, que puede colocarse sobre una superficie de sellado cónica respecto al eje M central o a la superficie interior respectiva de la carcasa del manguito o boquilla, desplazando el cuerpo de válvula al menos en dirección axial, cerrando el medio de sellado el canal de fluido de forma hermética. La sección cónica forma el asiento de la válvula.

La posición fija del elemento de sellado en el cuerpo de válvula también contribuye a reducir el desgaste y, gracias a la ausencia de movimiento entre el medio de sellado y el cuerpo de válvula, aumenta la estanqueidad. En la válvula según la invención, una pieza de cierre (por ejemplo, una placa, un cono, una bola o una aguja) se mueve, como es habitual, prácticamente en paralelo a la dirección del flujo del fluido. El flujo se interrumpe al cerrar la válvula presionando la pieza de cierre con su superficie de sellado contra una apertura con forma adecuada: el asiento de la válvula. La fuerza de presión la aplica el elemento elástico correspondiente.

El cuerpo de válvula de una sola pieza presenta una zona adyacente a la pieza de cierre y opuesta al elemento elástico, diseñada como vástago de válvula. Los dos vástagos de válvula pueden colocarse directa o indirectamente en dirección axial uno contra el otro al cerrar el acoplamiento rápido y abrir el canal de fluido. La longitud del vástago de válvula, o la suma de las longitudes de ambos vástagos de válvula en dirección axial, se selecciona de modo que, al insertar la boquilla en el manguito, los vástagos de válvula entren en contacto en cuanto la superficie exterior de la boquilla entre en contacto hermético con el medio de sellado fijado en el manguito. Esta geometría permite que los dos cuerpos de la válvula se empujen en dirección axial contra la precarga de sus elementos elásticos y que el canal de fluido solo se abra cuando el acoplamiento rápido esté sellado al exterior por el contacto de la boquilla con el medio de sellado fijado en el manguito.

Para el funcionamiento seguro del acoplamiento rápido, resulta ventajoso que, al cerrar el cuerpo de válvula, el cuerpo de válvula sobresalga en dirección axial en la carcasa una dimensión Ma con respecto a la apertura de carcasa de la carcasa. Esto evita que el cuerpo de válvula se abra accidentalmente si se toca la boquilla o el manguito en el extremo abierto. El cuerpo de válvula cerrado se ajusta herméticamente al interior de la carcasa. Desde esta posición cerrada, el cuerpo de válvula se aleja de la apertura de la carcasa y se introduce en la carcasa al abrirse el canal de fluido. La dimensión Ma depende del diámetro interior de la carcasa en la apertura de la carcasa, en función del nivel de seguridad deseado. Preferiblemente, la dimensión Ma es de al<menos>0,1<mm o al menos la longitud axial de un chaflán en la apertura de la carcasa.>

Para lograr la mayor sección transversal de flujo posible, resulta ventajoso que el canal de fluido esté limitado en dirección radial hacia fuera en al menos el 50 % de la longitud axial del elemento elástico, entre la superficie de revestimiento exterior del elemento elástico y la superficie interior de la carcasa. Esto significa que se utiliza el diámetro interior máximo de la carcasa para el canal de fluido. En otra sección de flujo, el canal de fluido también puede discurrir dentro del elemento elástico, dependiendo de la geometría del elemento elástico. Para acoplamientos rápidos pequeños, resulta ventajoso que el canal de fluido rodee tanto el cuerpo de válvula como el elemento elástico en toda la longitud axial del cuerpo de válvula y en toda la longitud axial del elemento elástico. El canal de fluido forma preferiblemente un espacio anular entre la pared interior de la carcasa, el cuerpo de válvula y los elementos elásticos.

Con respecto a una gran sección transversal de flujo, resulta ventajoso que el elemento elástico tenga una espiral que rodee concéntricamente el eje M central, con una cavidad dentro de la espiral. Según la invención, esta cavidad forma parte del canal de fluido. En esta región axial, el medio fluye alrededor y a través del elemento elástico en espiral. El medio fluye en dirección radial hacia fuera y hacia dentro a través de la espiral.

Para un funcionamiento seguro, es ventajoso que la apertura entre las espirales se mantenga cuando el elemento elástico esté completamente comprimido. Esto crea una apertura forzada que garantiza un canal de fluido a través del cual el fluido pueda fluir en dirección radial a través del elemento elástico, incluso con la compresión máxima del elemento elástico. Para un funcionamiento seguro, se prevé un medio de sellado en dirección radial entre la superficie interior de la carcasa del manguito y la superficie exterior de la boquilla, y el medio de sellado se fija al manguito o boquilla en dirección axial, siendo así, cuando la válvula está cerrada, la distancia en dirección axial entre el primer cuerpo de válvula y el plano central del medio de sellado al menos la dimensión Ma.

Además, puede resultar ventajoso proporcionar una ranura en la superficie interior del manguito para fijar el medio de sellado. Esto permite que el medio de sellado se apoye en dirección axial contra los flancos de la ranura y el medio de sellado pueda aumentar al mismo tiempo su diámetro interior.

Puede resultar ventajoso que la superficie exterior de la boquilla forme una superficie de sellado para el medio de sellado, dispuesta coaxialmente al eje M central. Esta superficie de sellado actúa en dirección radial y sella cuando el acoplamiento se cierra con el medio de sellado en el manguito, antes de que los dos cuerpos de válvula entren en contacto. La zona de la carcasa de la boquilla se denomina ojal, que posee la superficie de sellado circunferencial exterior. El ojal atraviesa el medio de sellado al enchufarse, sellando así las dos carcasas. Esta geometría permite que los dos cuerpos de válvula se separen en dirección axial contra la precarga de sus elementos elásticos y que el canal de fluido solo se abra cuando el acoplamiento rápido sea hermético o las dos carcasas estén selladas entre sí por el contacto del medio de sellado con el ojal. El mismo principio, en orden inverso, se aplica al abrir y separar el acoplamiento rápido.

La distancia requerida entre el primer cuerpo de válvula y el plano central del medio de sellado garantiza que los cuerpos de la válvula o sus vástagos de válvula solo se toquen cuando el acoplamiento rápido esté cerrado, cuando la boquilla ya esté en contacto hermético con el medio de sellado.

<Respecto a la seguridad requerida para secciones transversales en el interior de la carcasa entre 7 mm>2<y 30 mm>2<se prefiere que el diámetro interior de la carcasa en la zona del ojal esté comprendido entre 2 mm y>6<mm. El vástago de válvula de la boquilla se coloca y guía en el ojal dentro de la carcasa. El espacio anular>alrededor del vástago de la válvula en la carcasa de la boquilla suele proporcionar la sección transversal de flujo más pequeña debido al menor diámetro de la boquilla en comparación con el manguito.

También puede ser ventajoso que se proporcione un conector para conectar un extremo de una línea en la carcasa del manguito y la carcasa de la boquilla, y que el elemento elástico se precargue en dirección axial mediante un anillo de retención que se fija en el conector. Esto permite combinar la conexión de la línea y la precarga del elemento elástico. Preferiblemente, se proporciona una rosca interna en el conector para fijar el anillo de retención. Además, el elemento elástico se centra mediante el conector.

Además, puede resultar ventajoso prever un mecanismo de bloqueo entre el manguito y la boquilla, compuesto por un manguito y un elemento de resorte, así como garras que se unan en dirección axial al elemento de resorte, fijando o bloqueando las garras la boquilla en el manguito por unión positiva gracias a la precarga del elemento de resorte. Dado que el mecanismo de bloqueo solo puede liberarse moviendo manualmente las garras contra la precarga del elemento de resorte, se evita la liberación o apertura involuntaria del acoplamiento rápido. Para ello, se disponen hasta ocho garras en un soporte, precargando en dirección axial el elemento de resorte las garras a través del soporte.

Otra característica particularmente ventajosa es que el manguito cuenta con varias aperturas, cada una con una garra que se extiende desde el exterior del manguito hacia el interior. Las garras se insertan a través de la carcasa del manguito en una ranura de la carcasa de la boquilla, bloqueando la boquilla automáticamente en dirección axial en el manguito gracias a la precarga elástica de las garras en dirección radial hacia dentro. El soporte y las garras se fabrican como una sola pieza del mismo material. El polieteretercetona (PEEK), perteneciente al grupo de las poliariletercetonas, se utiliza como plástico para el soporte, las garras y el elemento de resorte.

La superficie exterior de la boquilla está diseñada para formar una rampa que se extiende en dirección radial hacia fuera, lo que permite que las garras se extiendan en dirección radial al empujarlas sobre la rampa. Posteriormente, para una mayor interacción, la superficie exterior de la boquilla debe formar una ranura en dirección axial después de la rampa, en donde las garras se acoplan en dirección radial. Para fijar las garras en la ranura, el soporte se precarga mediante el elemento de resorte.

Para operar el mecanismo de bloqueo, es conveniente contar con un casquillo que libere el mecanismo de bloqueo de la boquilla y se ajuste al elemento de resorte o a las garras y se pueda mover en dirección axial. El casquillo facilita la liberación del mecanismo de bloqueo.

El acoplamiento rápido está diseñado de tal manera que la fuerza del resorte de los elementos elásticos y de las garras es superada únicamente por una fuerza axial aplicada al insertar la boquilla en el manguito, los cuerpos de la válvula se abren y la boquilla se bloquea automáticamente en el manguito.

Se explican más ventajas y detalles de la invención en las reivindicaciones de la patente y en la descripción, y se ilustran en las figuras. Se muestra en las:

Figuras 1-4 una vista en sección de un acoplamiento rápido en diferentes posiciones de un manguito a una boquilla;

Figura 3a una vista detallada según la Figura 3;

Figura 5 una vista despiezada del manguito según las Figuras 1 a 4;

<Figura>6 una vista despiezada de la boquilla según las Figuras 1 a 4;

Figura 7 una vista detallada del manguito según la Figura 1;

<Figura>8 una vista detallada de la boquilla según la Figura 1;

Figura 9a una primera vista detallada en perspectiva de un cuerpo de válvula con elemento elástico como componente de una sola pieza;

Figura 9b una segunda vista detallada en perspectiva de un cuerpo de válvula con elemento elástico como componente de una sola pieza.

En principio, las direcciones radial y axial especificadas se refieren al eje central. El término axial se refiere a una o ambas direcciones. Las mangueras o tuberías se denominan líneas; las tuberías de metal o plástico pueden fabricarse de una sola pieza o como un compuesto. En particular, las mangueras o tuberías de plástico de polietileno (PE), polipropileno (PP) u otros plásticos o mezclas de plásticos se denominan líneas. El medio adecuado para estos acoplamientos rápidos es un fluido. Además de los gases agresivos, los ácidos y las bases en estado líquido son especialmente adecuados.

Con una excepción, todas las Figuras muestran acoplamientos rápidos idénticos con los mismos componentes. Las ilustraciones de las Figuras 1 a 4 difieren principalmente en la posición relativa entre el manguito 1 con sus componentes y la boquilla 2 con sus componentes. La excepción se muestra en las Figuras 1 y 2. En comparación con las ilustraciones de las Figuras 3 a 5, la sección transversal del perfil de la espiral del elemento 33 de resorte es rectangular y significativamente mayor. El plástico utilizado para este ejemplo de realización requiere una sección transversal mayor para lograr una fuerza elástica suficientemente alta. En los ejemplos de realización de las Figuras 3 a 5, el elemento 33 de resorte es de metal, presentando el metal desventajas debido a su baja resistencia a la corrosión, pudiendo sin embargo ser ventajoso en términos de fuerza elástica.

En la Figura 1, la dirección axial se indica con "A" y la dirección radial con "R" con respecto al eje M central. Los componentes idénticos llevan los mismos signos de referencia. Para mayor claridad, los componentes idénticos que se muestran en diferentes Figuras no siempre tienen asignado un signo de referencia con una línea de referencia.

El acoplamiento rápido consta básicamente de dos piezas del acoplamiento: un manguito 1 y una boquilla 2. La boquilla 2 se inserta en el manguito 1 para conectar el acoplamiento rápido (Figura 1). En la posición final mostrada en la Figura 4, el manguito 1 queda herméticamente conectado a la boquilla 2 y asegurado<mecánicamente contra el aflojamiento o desprendimiento accidental del manguito>1<de la boquilla>2<.>

El manguito 1 cuenta con una carcasa 10 y un conector 11 adyacente a la carcasa 10 en dirección axial. La carcasa 10 está diseñada para presentar simetría rotacional con respecto al eje M central con una superficie 100 interior y una superficie 106 exterior, de modo que el manguito 1 es completamente hueco por dentro. El<conector>11<también es hueco por dentro y presenta en su interior una rosca>110<interna para la fijación de un>anillo 14 de retención. La carcasa 10 y el conector 11 están fabricados en una sola pieza y conforman el límite exterior, en dirección radial, de un canal FK de fluido para el fluido.

Una estructura similar a la del manguito 1 se encuentra también en la boquilla 2, que también cuenta con una carcasa 20 y un conector 21 adyacente a la carcasa 20 en dirección axial. La carcasa 20 está delimitada en dirección radial por una superficie 200 interior y una superficie 204 exterior y es hueca por dentro.

El conector 21 hueco tiene en su lado interior una rosca 210 interna para la fijación de un anillo 23 de retención. La carcasa 20 y el conector 21 también están fabricados en una sola pieza y conforman el límite exterior del canal FK de fluido en dirección radial.

Los conectores 11, 21, así como las roscas 110, 210 internas, respectivamente, también sirven para conectar las líneas L1, L2, como se muestra en la Figura 4. Ambas líneas están interconectadas por los dos canales FK de fluido del manguito 1 y la boquilla 2. La dirección del flujo en el acoplamiento rápido es arbitraria, ya que el fluido puede ser líquido o gaseoso.

Un primer cuerpo 12 de válvula está montado en el manguito 1 y un segundo cuerpo 22 de válvula está montado en la boquilla 2, cada uno de los cuales es móvil en dirección axial con respecto a la carcasa 10, 20. El cuerpo 12, 22 de válvula puede cerrar el canal FK de fluido en el manguito 1 o en la boquilla 2. El cierre evita que el fluido suministrado a través de la línea L1, L2 escape del manguito 1 o la boquilla 2. El principio de apertura y<cierre de los dos cuerpos>12<,>22<de válvula es el mismo para ambas piezas de acoplamiento, es decir, el>manguito 1 y la boquilla 2. En el manguito 1, el cuerpo 12 de válvula se sella contra la superficie 100 interior de<la carcasa>10<mediante un primer elemento>121<de sellado que discurre alrededor del cuerpo>12<de válvula.>Para este propósito, se proporciona una superficie 101 de sellado que es cónica en la superficie 100 interior. La forma cónica por sí sola centra el cuerpo 12 de válvula en la carcasa 10 cuando está cerrado, ya que El<elemento>121<de sellado se apoya contra la superficie>100<interior.>

En la boquilla 2 se dispone un segundo elemento 221 de sellado, que rodea el segundo cuerpo 22 de válvula y sella contra la superficie 200 interior de la carcasa 20. En la boquilla 2, la superficie 200 interior forma también<una superficie>201<de sellado cónica, que también garantiza el centrado en el estado cerrado del cuerpo>22<de>válvula.

La fuerza necesaria para acoplar el elemento 121, 221 de sellado se genera mediante un elemento 124, 224 elástico ubicado en el cuerpo 12, 22 de válvula y soportado por el anillo 14, 23 de retención. El elemento 124, 224 elástico está centrado en el anillo 14, 23 de retención. El diseño de una sola pieza elimina la necesidad de alinear axial y en dirección radial el elemento 124, 224 elástico con el cuerpo 12, 22 de válvula. Por lo tanto, no es necesario forzar la guía de la unidad compuesta por el cuerpo 12, 22 de válvula y el elemento 124, 224 elástico a través de la carcasa 10, 20. Por el contrario, la distancia entre el cuerpo 12, 22 de válvula y la carcasa 10, 20, así como la distancia entre el elemento 124, 224 elástico y la carcasa 10, 20, pueden aumentarse hasta alcanzar el canal FK de fluido necesario para el fluido. Al mismo tiempo, la holgura del cuerpo 12, 22 de válvula, proporcionada por la distancia, permite una constante elástica más baja para el elemento 124, 224 elástico, ya que no se generan fuerzas de fricción directa entre el cuerpo de válvula y la carcasa.

El cuerpo 12, 22 de válvula consta esencialmente de tres secciones en dirección axial: una pieza 122, 222 de cierre, un vástago 123, 223 de válvula adyacente a la pieza 122, 222 de cierre, y el elemento 124, 224 elástico adyacente a la pieza 122, 222 de cierre, opuesto a la pieza 122, 222 de cierre. El elemento 121,221 de sellado está dispuesto en una ranura 125, 225 que rodea la pieza 122, 122 de cierre y está diseñado como una junta tórica.

Los dos cuerpos 12, 22 de válvula cierran el canal FK de fluido por su superficie exterior, por lo que no son huecos ni presentan ningún canal. Según la invención, forman cuerpos de válvula cerrados. Para abrir los dos<cuerpos>12<,>22<de válvula, los dos cuerpos>12<,>22<de válvula se unen en dirección axial entre sí al insertar la>boquilla 2 en el manguito 1. Para ello, el vástago 123, 223 de válvula tiene la longitud correspondiente. Al<introducir la boquilla>2<en el manguito>1<, los dos cuerpos>12<,>22<de válvula entran en contacto y se desplazan>en dirección axial hacia el conector 11, 21 contra la fuerza elástica de los dos elementos 124, 224 elásticos. Esta característica mecánica se ilustra en las Figuras 2 a 4. Al mover los cuerpos 12, 22 de válvula, se libera el sistema de sellado y el canal FK de fluido se amplía tras la apertura en su sección transversal de flujo, de<modo que el elemento>121,221<de sellado se aleja de su superficie>101,201<de sellado.>

El elemento 124, 224 elástico está hecho del mismo plástico que el cuerpo 12, 22 de válvula. Sin embargo, el plástico utilizado aquí, politetrafluoroetileno (PTFE), no se puede moldear por inyección como los termoplásticos convencionales, por lo que el cuerpo 12, 22 de válvula y el elemento 124, 224 elástico se fabrican mediante mecanizado por arranque de viruta.

La longitud en dirección axial de los vástagos 123, 223 de válvula o la suma de las longitudes en dirección axial de ambos vástagos 123, 223 de válvula, se selecciona de tal manera que, al insertar la boquilla 2 en el manguito 1, los vástagos 123, 223 de válvula solo se toquen cuando la boquilla 2, con su superficie 204 exterior, esté en contacto hermético con el medio 5 de sellado fijado en el manguito 1. Para ello, se forma una superficie 205 de sellado para el medio 5 de sellado en la superficie 204 exterior de la boquilla 2, dispuesta coaxialmente al eje M central. La zona de la carcasa 20 de la boquilla 2, donde se encuentra la superficie 205 de sellado, se denomina ojal, y presenta la superficie 205 de sellado circunferencial exterior. Debido a la interacción de la boquilla con el medio 5 de sellado, es posible que, al cerrar el acoplamiento rápido, los dos cuerpos 12, 22 de válvula solo abran el canal FK de fluido una vez sellado el acoplamiento rápido al exterior. En la Figura 2, esta posición de sellado está prácticamente alcanzada. El medio 5 de sellado está prácticamente asentado sobre la superficie 205 de sellado de la boquilla. Al abrir el acoplamiento rápido, el canal FK de fluido se cierra primero mediante los cuerpos 12, 22 de válvula antes de que el medio 5 de sellado libere el sello entre las dos carcasas 10<y>20<.>

<El principio se ilustra en las Figuras 7 y>8<. El sellado entre la superficie 205 de sellado y el medio 5 de sellado>en la carcasa 10 solo se logra cuando el ojal de la boquilla 2 se introduce a través del medio 5 de sellado lo suficiente como para que el medio 5 de sellado se asiente sobre la superficie 205 de sellado cilíndrica en la zona de su plano 51 central. Para garantizar que los dos cuerpos 12, 22 de válvula solo se toquen entre sí a través de sus vástagos 123, 223 de válvula cuando el acoplamiento rápido está cerrado y el sellado se asegura mediante el medio 5 de sellado y el ojal, la distancia Am entre el vástago 123 de válvula del primer cuerpo 12 de válvula y el plano 51 central del medio 5 de sellado se ajusta a la geometría del ojal y a la posición del vástago 223 de válvula en la apertura 208 de la carcasa del ojal. La distancia Am es al menos igual a la longitud Fb axial del chaflán 209 en la apertura 208 de la carcasa del ojal. Esto se aplica al caso ilustrado aquí, en el que el vástago 223 de válvula sobresale solo una pequeña dimensión Ma y, por lo tanto, no significativamente<detrás de la apertura 208 de la carcasa hacia la carcasa>20<o hacia el ojal.>

Debido a la ausencia de guía forzada del elemento 124, 224 elástico en la carcasa 10, 20 y a la distancia resultante en la dirección axial, el canal FK de fluido está diseñado como un canal anular entre la superficie 127, 227 de revestimiento del elemento 124, 224 elástico y la superficie 100, 200 interior de la carcasa 10, 20. El fluido fluye a través de la válvula abierta, pasando por la pieza 122, 122 de cierre, hacia el canal anular. Desde allí, el fluido fluye a través de las espirales de los elementos 124, 224 elásticos diseñados como resortes de espiral, y a través de una apertura 128, 228 adyacente a las espirales en dirección axial. El fluido entra en una cavidad 126, 226 cilíndrica dentro de la espiral respectiva, indicada en la Figura 2 y mostrada en las Figuras 9a y 9b. Desde allí, el fluido fluye a través de una apertura central en el anillo 14, 23 de retención a través del anillo 14, 23 de retención y hacia las líneas L1, L2 conectadas. Alternativamente, el fluido fluye en sentido contrario y en orden inverso a través de los componentes individuales. En el manguito 1 y la boquilla 2, en la misma dirección de flujo en el acoplamiento rápido, el fluido fluye a través de los componentes respectivamente en orden inverso.

Para garantizar que el fluido pueda fluir a través del elemento 124, 224 elástico incluso cuando el elemento 124, 224 elástico está completamente comprimido, es decir, cuando las espirales están en contacto entre sí, se proporcionan las aperturas 128, 228 como aperturas forzadas (Figuras 9a y 9b). Las aperturas 128, 228 están dispuestas en dirección axial en el extremo de la espiral respectiva. Los dos

elementos 124, 224 elásticos utilizados para el manguito 1 y para la boquilla 2 difieren únicamente en sus tamaños, por lo que las características descritas en las Figuras 9a y 9b se aplican a ambos elementos 124, 224 elásticos. La distinción no es relevante en este caso. El elemento 124 elástico del primer cuerpo 12 de válvula tiene un diámetro exterior mayor y/o una constante elástica mayor que el elemento 224 elástico del segundo cuerpo 22 de válvula. Esto permite que ambos cuerpos 12, 22 de válvula se muevan de forma diferente al alejarse entre sí.

Un aspecto clave de la solución inventiva se logra mediante la geometría del elemento 124, 224 elástico. La separación promedio de las espirales en estado relajado del elemento 124, 224 elástico no cambia hacia los extremos de cada espiral. Esto resulta en una apertura forzada al comprimir el elemento 124, 224 elástico. Esta ventaja se logra particularmente cuando el elemento 124, 224 elástico se mecaniza por arranque de viruta a partir de un cuerpo de plástico. El espacio entre las espirales se crea mediante una herramienta de fresado. La herramienta de fresado fresa el espacio hasta el final de la espiral, por lo que la separación resultante entre las espirales no cambia. Corresponde al diámetro de la herramienta de fresado.

Tras insertar la boquilla 2 en el manguito 1, un mecanismo 3 de bloqueo establece una conexión mecánica entre el manguito 1 y la boquilla 2. Los componentes del mecanismo 3 de bloqueo, mostrados en sección en las Figuras 1 a 4 y en perspectiva en la Figura 5, constan de cuatro garras 32 fijadas a un soporte 31. Este soporte 31, con las garras 32, rodea el manguito 1 o se fija al manguito 1 y se precarga mediante un elemento 33 de resorte, también fijado al manguito 1. Las garras 32 encajan en una ranura 207 en el exterior de la boquilla 2 para su fijación. Esto se muestra claramente en la sección IIIa de la Figura 3, ampliada en la Figura 3a.

El manguito 1 cuenta con varias aperturas 13, a través de cada una de las cuales se introduce una garra 32 y la garra 32 tiene un ángulo tan plano, que la garra 32 sobresale parcialmente en la carcasa 10 del manguito 1 en dirección axial. Esto se aprecia con mayor claridad en las Figuras 1 a 4 que en la Figura 3a. Para insertar las garras 32, la superficie 204 exterior de la boquilla 2 forma una rampa 206 relativamente plana que se extiende hacia fuera en dirección radial, mediante la cual las garras 32 se pueden extender hacia fuera en dirección radial. Las superficies de guía de las garras 32, necesarias para el deslizamiento sobre la rampa 206, discurren paralelas a la rampa 206. Después de la rampa 206, las garras 32 se introducen en la ranura 207 en dirección radial gracias a la precarga radial generada por la rampa 206. Para fijar las garras 32 en la ranura 207, el soporte 31 se precarga mediante el elemento 33 de resorte.

Las garras 32 angulares, junto con la ranura 207 y las aperturas 13, forman un mecanismo de autobloqueo si se intenta separar el manguito 1 de la boquilla 2 en el estado bloqueado. En este caso, la garra 32 se presiona a través de la apertura 13 con su lado interior contra el flanco de la ranura 207 y se empuja en dirección axial debajo de la carcasa 10 (véanse las Figuras 1 a 4). La carcasa 10, que se superpone a las garras 32, impide que las garras 32 se extiendan hacia fuera. El mecanismo de autobloqueo se ve reforzado tanto en cuanto la garra 32 presenta en su lado 320 posterior un perfil relativamente pronunciado, que dificulta su deslizamiento fuera de la ranura 207 en el flanco de la ranura 207.

Para asegurar el mecanismo de bloqueo, se coloca un casquillo 34 sobre el soporte 31, las garras 32 y el elemento 33 de resorte. El casquillo 34 tiene un resalte 341, como se muestra en la Figura 3, contra el cual se apoya en dirección axial el soporte 31. A través de este resalte 341, el soporte 31 con las garras 32 puede retroceder contra la fuerza elástica del elemento 33 de resorte para liberar el mecanismo de bloqueo, levantando así las garras 32 de la ranura 207.

Además, la carcasa 10 del manguito 1 presenta un resalte 15 contra el cual el casquillo 34 se apoya en una<dirección axial y queda así fijado a la carcasa>10<.>

<Todos los componentes relevantes se muestran en las vistas en perspectiva de las Figuras 5 y>6<. El manguito>1 y la boquilla 2, incluidos los cuerpos 12, 22 de válvula, los anillos 14, 23 de retención y los tres elementos de sellado diseñados como juntas tóricas, es decir, los medios 5 de sellado y el primer y segundo elemento 121, 221 de sellado, y el mecanismo 3 de bloqueo, constan de un total de tan solo doce componentes.

Los ejemplos de realización muestran un acoplamiento rápido con un canal FK de fluido diseñado en forma de un espacio anular para la conexión directa o indirecta de dos líneas L1, L2 que transportan un fluido, que<comprende una primera parte de acoplamiento diseñada como un manguito>1<y una segunda parte de acoplamiento diseñada como una boquilla>2<,>

<a) estando el manguito>1<y la boquilla>2<hechos de plástico y siendo simétricos rotacionalmente al menos en>algunas áreas con respecto a un eje M central y dispuestos coaxialmente al eje M central cuando se utilizan según lo previsto,

<b) presentando el manguito>1<una carcasa>10<para insertar la boquilla>2<, siendo la carcasa>10<hueco y teniendo una superficie>100<interior y una superficie 106 exterior y>

<c) presentando la boquilla>2<una carcasa>20<para su inserción en el manguito>1<, siendo la carcasa>20<hueco y>teniendo una superficie 200 interior y una superficie 204 exterior,

d) habiendo un primer cuerpo 12 de válvula dispuesto en el manguito 1 y un segundo cuerpo 22 de válvula dispuesto en la boquilla 2, así como un elemento 124, 224 elástico en cada caso, y pudiendo el respectivo cuerpo 12, 22 de válvula desplazarse en dirección axial y pudiendo el elemento 124, 224 elástico precargarse en una dirección axial, habiendo un medio 5 de sellado dispuesto en dirección radial entre la superficie 100 interior del manguito 1 y la superficie 204 exterior de la boquilla 2, y estando el medio 5 de sellado fijado en<dirección axial al manguito>1<o a la boquilla>2<.>

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Acoplamiento rápido para medios agresivos para la conexión directa o indirecta de dos líneas (L1, L2) que transportan un medio a través de un canal (FK) de fluido que pasa por el acoplamiento rápido, que comprende<una primera parte de acoplamiento diseñada como un manguito (>1<) y una segunda parte de acoplamiento diseñada como una boquilla (>2<),>

<a) presentando el manguito (>1<) y la boquilla (>2<) en cada caso una carcasa (>10<,>20<) hueca dispuesta al menos>parcialmente de forma simétrica rotacionalmente con respecto a un eje (M) central para su inserción;

<b) disponiéndose un primer cuerpo (>12<) de válvula dentro del manguito (>1<) y un segundo cuerpo (>22<) de válvula>dentro de la boquilla (2), así como un elemento (124, 224) elástico conectado en cada caso en dirección axial<al respectivo cuerpo (>12<,>22<) de válvula,>

c) discurriendo el canal (FK) de fluido en dirección radial al menos parcialmente por fuera y al menos parcialmente por dentro del elemento (124, 224) elástico, y

d) pudiéndose desplazar y pretensar el cuerpo (12, 22) de válvula en dirección axial mediante el elemento (124, 224) elástico, con lo que se abre o se cierra el canal (FK) de fluido entre la carcasa (10, 20) y el cuerpo (12, 22<) de válvula,>

e) constituyendo el cuerpo (12, 22) de válvula y el elemento (124, 224) elástico un componente de una sola pieza, comprendiendo el elemento (124, 224) elástico una espiral que discurre concéntricamente alrededor del eje (M) central con una cavidad (126, 226) dispuesta en el interior de la espiral,

caracterizado por que

f) el elemento (124, 224) elástico comprende una apertura (128, 228) forzada dirigida en dirección radial hacia el eje (M) central que sirve como canal (FK) de fluido cuando hay un elemento (124, 224) elástico completamente comprimido, en el que las espirales quedan adyacentes entre sí.

2. Acoplamiento rápido según la reivindicación 1, caracterizado por que el cuerpo (12, 22) de válvula y el elemento (124, 224) elástico constituyen un componente de material idéntico.

3. Acoplamiento rápido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo<(>12<,>22<) de válvula está centrado exclusivamente a través de un asiento (>101<,>201<) de válvula en la carcasa (>10<,>20<).>

4. Acoplamiento rápido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, en el caso<de un cuerpo (>12<,>22<) de válvula cerrado del manguito (>1<) y de la boquilla (>2<), el cuerpo (>12<,>22<) de válvula está>retraído en la carcasa (10, 20) en una dimensión Ma de al menos 0,1 mm en dirección axial con relación a una<apertura (108, 208) de la carcasa de la carcasa (>10<,>20<).>

5. Acoplamiento rápido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el canal (FK) de fluido está delimitado en dirección radial hacia fuera en al menos un 50 % de la longitud axial del elemento (124, 224) elástico entre una superficie (127, 227) de revestimiento exterior del elemento (124, 224) elástico y<la superficie (>100<,>200<) interior de la carcasa (>10<,>20<).>

6<. Acoplamiento rápido según la reivindicación 5, caracterizado por que, en un estado completamente>comprimido del elemento (124, 224) elástico, la apertura (128, 228) se mantiene entre las espirales.

<7. Acoplamiento rápido según la reivindicación>6<, caracterizado por que, en una posición final en la que el manguito (>1<) y la boquilla (>2<) están conectados de forma hermética y asegurados mecánicamente contra la>liberación o movimiento involuntario del manguito 1 fuera de la boquilla 2, los elementos (124, 224) elásticos están completamente comprimidos.

8<. Acoplamiento rápido según la reivindicación 4, caracterizado por que un medio (5) de sellado está dispuesto>en dirección radial entre la superficie (100) interior de la carcasa (10) del manguito (1) y la superficie (204) exterior de la boquilla (2) y el medio (5) de sellado está fijado en dirección axial en el manguito (1) o en la boquilla (2), siendo la distancia (Am) entre el primer cuerpo (12) de válvula y el plano (51) central del medio (5) de sellado al menos igual a la dimensión Ma en dirección axial cuando la válvula está cerrada.

9. Acoplamiento rápido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que entre el manguito (1) y la boquilla (2) se dispone un mecanismo (3) de bloqueo, que comprende un manguito (1) y un elemento (33) de resorte, así como garras (32) que se unen al elemento (33) de resorte en dirección axial, fijando o bloqueando las garras (32) por unión positiva la boquilla (2) en el manguito (1) mediante la precarga del elemento (33) de resorte.

10. Acoplamiento rápido según la reivindicación 9, caracterizado por que para liberar el mecanismo (3) de bloqueo de la boquilla (2) se prevé un casquillo (34), que se coloca sobre el elemento (33) de resorte y/o las garras (32) y se puede desplazar en dirección axial.

11. Sistema que comprende un acoplamiento rápido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un sistema de líneas.