CN105378363A - 用于增压流体的快装式液压或液力耦合器 - Google Patents

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Abstract

用于增压流体的快装式耦合器(1)包括阀体(3)，该阀体沿着纵轴线(L)延伸且具有轴向空腔(4)，在该轴向空腔中开闭器杆(5)能够相对于阀体与至少一个弹性元件(6)的作用相对地以及借助于该至少一个弹性元件的作用而在用于打开流体通过所述空腔(4)的轴向通道的位置和用于闭合该轴向通道的位置之间轴向地移动，杆(5)构造为由于存在于空腔(4)中的流体而受到至少在轴向方向上具有大致零分量的合力。

Description

用于增压流体的快装式液压或液力耦合器
技术领域
本发明涉及用于增压流体的快装式液压或液力耦合器，其能够用于农业和工业方面的应用。更具体地，本发明涉及一种快装式耦合器，包括阀体，阀体具有轴向空腔，开闭器杆被延伸加压从而实施在用于打开流体经过所述空腔的轴向通道的位置和用于闭合流体经过所述空腔的轴向通道的位置之间相对于阀体的相对运动。
背景技术
快装式耦合器可以分别是阳接的或阴接的，并且其能够分别与阴接耦合器或阳接耦合器啮合，其往复运动锁定通常是通过阴接耦合器带有的环形螺母来实现的。
在断开连接状态下，耦合器通常使开闭器处于用于闭合通道的位置上，其仅通过耦合器相互啮合的效应而打开。
这种类型的耦合器设计成防止开闭器由于流反向以及流中出现峰值而部分闭合。
为安全地实施阳接耦合器和阴接耦合器的啮合，作为预备步骤，阴接耦合器通常通过开闭器的受控开口来释放流体的压力。
然而，由于担心操作者的安全，该操作不能免于风险，而且该操作产生了流体废物，流体废物进而必须进行回收和处置。
该操作还必然伴有空气被俘获在流体中的风险。
发明概述
因此，本发明所提出的技术任务是实现用于增压流体的快装式液压或液力耦合器，其使得可以消除如上所述的现有技术的技术缺陷。
在该技术任务的范围内，本发明的一个目的是实现使能进行安全啮合而不损失流体且没有导致流体污染空气的风险的用于增压流体的快装式液压或液力耦合器。
本发明的另一目的是实现可实现的优化最大流速、同时确保在使用过程中操作者的高的安全标准结合足够的操作可靠性的用于增压流体的快装式液压或液力耦合器。
根据本发明的技术任务以及所陈述的和其他目的是通过实现这样一种用于增压流体的快装式耦合器来实现的，该用于增压流体的快装式耦合器包括阀体，该阀体沿着纵轴线延伸且具有轴向空腔，开闭器杆与至少一个弹性元件在用于打开流体通过所述空腔的轴向通道的位置和用于闭合流体通过所述空腔的轴向通道的位置之间的作用相对地以及借助于该作用而能够在该轴向空腔内相对于阀体轴向地运动，其特征在于，所述杆构造为由于存在于所述空腔中的流体而受到至少在轴向方向上具有大致零分量的合力作用。
由于杆的特征化构造，耦合器的啮合能够手动地实施，而不释放流体的压力，前提是流体的压力不与杆相对于阀体的相对轴向滑动对抗，这确定了通道的开口。
结果，消除了与流体被释放以实施啮合有关的常规问题。
开闭器杆和阀体的特殊构造还使能通过耦合优化流，最小化在通过时影响流体的头部损失。
如此构造的耦合优选地是阳接耦合，但是在一些实施例中，还可以是阴接耦合。
本发明还公开了在多连接板中使用这些耦合器，多连接板具有两个对置的一个相对于另一个相互约束平移的板元件，第一板元件支撑多个这种阳接耦合器，第二板元件支撑多个阴接耦合器，每一个阴接耦合器能够由对应的阳接耦合器啮合，进一步提供用于往复运动以及将板元件锁定在阳接耦合器啮合在对应的阴接耦合器中的位置上的操作杆。
而且，本发明的进一步的特征由下文的权利要求来限定。
附图说明
本发明的进一步的特征和优点将通过附图中近似的、非限制实施例所图示的根据本发明的快装式耦合器的优选的而非排他性的实施方案的描述中变得更加清晰，在附图中：
图1至图4示出了在从解耦状态到完全啮合状态所逐渐呈现的构造中快装式阳接耦合器和快装式阴接耦合器的轴向剖面。
图5和图6分别示出了在解耦状态下和完全啮合状态下快装式阳接耦合器和快装式阴接耦合器的变型例的轴向剖面。
图7是根据本发明的适合于支撑多个耦合器的多连接板的立体图。
图8是图7中出现的板的剖面，示出了在相互连接之前阳接耦合器和对应的阴接耦合器。
发明详述
参考上文所引用的图，示出了快装式液压或液力阳接耦合器1和快装式液压或液力阴接耦合器2。
阳接耦合器1包括：阀体3，其沿着纵轴线L延伸且具有在阀体的整个长度上轴向地延伸的空腔4；以及开闭器杆5，其与轴线L同轴地定位在空腔6中并且能够沿着轴线L相对于阀体3与至少一个弹性元件6的作用相对地以及借助于至少一个弹性元件6的作用在用于打开流体通过空腔4的轴向通道的位置和用于闭合流体通过空腔4的轴向通道的位置之间移动。
在用于闭合通道的位置上，杆5的头端和阀体3的头端通过密封件21沿着周边液压密封接触。
在通过杆5与阀体3之间的相对运动的效应来打开通道的位置上，杆5的头端被拆除且相对于阀体3本身的头端向后设置。
杆5有益地构造为由于存在于空腔4中的流体而受到至少在轴向方向上具有大致零分量的合力。
杆5优选地构造为由于存在于空腔4中的流体而受到至少在径向方向上具有大致零分量的合力。
阀体3的界定空腔4的内表面具有大致凸形构造，并且构成其的各部分之间的连接器具有宽的曲率半径从而优化流头部损失。
杆5的由增压流体浸洗的外横向定界表面7的至少全部或部分有益地为筒状的。
杆5的由增压流体浸洗的外定界表面7可以具有任何其他使立体压力能够产生在轴向方向上具有大致零分量的合力的几何结构。
杆5的直接暴露于流体压力的横向定界表面7可以为例如棱柱形的，但是由于与流体动力学相关的问题，显然柱形构造是优选的，柱形构造是最小化增压流体流的头损失的一种构造。
阀体3具有导向元件8，在导向元件8中杆5与弹性元件6的插入物滑动啮合。
杆5具有内轴向空腔9，在该内轴向空腔9中定位有弹性元件6，并且弹性元件6具体由螺旋弹簧10构成。
空腔9在杆5的整个轴向长度上延伸，并且空腔9在杆5的头端处借助罩11闭合。
罩11具有与杆5的头端平齐布置的平坦外表面，罩11可以借助螺纹耦合系统精确地应用于空腔9中。
引导元件8包括：第一套筒13，其与轴线L同轴地取向；第二套筒14，其与第一套筒13同轴且在第一套筒13之外，通过第二套筒，引导元件8界定中空空间15，在该中空空间中滑动地引导杆5；以及多个凸片16，用于引导元件8在阀体3中居中定位，所述凸片16从第二套筒14的基底12沿径向延伸，使流体流能够通过。
凸片16与第二套筒14制成为单一件，而第一套筒13被制成为不同的分离件并且具有基底23，基底23沿轴线L的方向延伸且通过密封件31液压密封在第二套筒14的基底12中的中央通孔24中。
将基底23锁定在孔24中的紧固环25锁定在第一套筒13的基底23上。
凸片16紧固在存在于阀体3的基底的内表面上的槽26与接合器28上的内槽27之间，接合器28通过螺纹连接到阀体3的基底的外螺纹29上且具有密封件30，确保其与阀体3液压密封。
第一套筒13的外横向表面和杆5的内横向表面具有相应的突起17和18，突起17和18能够相互啮合从而防止杆5的基底从中空空间15中抽出。
螺旋弹簧10定位在由界定杆5的空腔的壁和界定第一套筒13的空腔的壁限定的可变容积腔室19中。更具体地，螺旋弹簧10与轴线L同轴地布置，一端抵靠罩11的内部框架，另一端抵靠第一套筒13的空腔的底部。
第一套筒13具有至少一个校准的通孔22，用于在腔室19中存在的空气的体积变化时补偿腔室19中存在的空气的体积。
孔22旨在防止内残留压力的出现，该内残留压力会阻碍耦合器的构成零件的拆卸。
沿着杆5的外表面的周边位于环形槽中的特殊的密封件20确保杆5和第二套筒14通过液压密封。
作为已经类型的阴接耦合器2具有伸缩式结构，包括：由固定部分33构成的中空阀体32，在该中空阀体32中一个部分34能够与弹簧35的作用相对地以及借助弹簧35的作用轴向地滑动；中空外主体36，用于收容阀体32；开闭器37，其同轴地定位在阀体32中；以及套管38，其同轴地锁定到阀体32上且能够与弹簧39的作用相对地以及借助弹簧39的作用轴向地滑动。
开闭器37在其基底处固定到阀体32的固定部分33上并且其具有平头40。
在用于闭合流体通过阀体32的空腔的通道的位置上，开闭器37的头40沿周边与阀体32的头端相接触且通过密封件41液压密封。
在用于打开流体通过阀体32的空腔的通道的位置上，通过开闭器37与阀体32之间的相对运动的效应，头40被拆除且相对于阀体32的头端向前设置。
套管38能够在设置于阀体32与外收容主体36之间的中空空间42中滑动，在该中空空间42中，还定位有弹簧35和39。
弹簧35介于阀体32的固定部分33与阀体32的可动部分34之间，而弹簧39介于阀体32的固定部分33与套管38之间。
阀体32的可动部分34具有妨碍套管38从外干涉表面43汲取运动的外干涉表面43。
外收容主体36在基底处具有接合器44且在头部处具有环形螺母45，用于将阴接耦合器2与阳接耦合器1的连接锁定。
在图1至图4所示的方案中，环形螺母45能够螺纹连接到阳接耦合器1的阀体3的外螺纹48上，而在图5和图6所示的方案中，环形螺母45可以轴向平移，以便锁定，该锁定是通过将滚珠轴承46插入阳接耦合器1的阀体3的外周边座圈47中来确定的。
参考图1-4所示的方案，可以为环形螺母45提供锁定元件，环形螺母45能够容易地向操作者表明，已经达到正确的最终位置。
再次参考图5和图6，收容主体36具有锥形贯通底座49，其中滚珠46自由地容纳在锥形贯通底座49中。然而，环形螺母45在内部具有能够与锥形底座49对准的周向周边座圈50，并且其能够与介于环形螺母45与收容主体36之间的螺旋弹簧51的作用相对地以及借助于介于环形螺母45与收容主体36之间的螺旋弹簧51的作用而被致动。
快装式阳接耦合器1和快装式阴接耦合器2的啮合以如下方式发生。
在啮合之前，快装式阳接耦合器1处于这样的构造：开闭器5通过弹簧5保持抵靠阀体3，从而闭合流体通过阀体3的轴向通道。
在啮合之前，阴接耦合器2处于这样的构造：弹簧35将阀体32的延伸而抵靠开闭器27的头40的可动部分34保持在用于闭合流体通过阀体32的轴向通道的位置上，并且其中弹簧39将延伸的套管38保持在与开闭器27的头40平齐的位置上。
在操作者轴向推而啮合的过程中，阳接耦合器1的阀体3的头端与阴接耦合器2的套管38的头端相对且推阴接耦合器2的套管38的头端，使其相对于阀体32后退。在其后退过程的某点处，套管38截住阀体32的可动部分34，阀体32的可动部分34依次相对于固定的开闭器37后退，从而打开流体通过阀体32的轴向通道。
而且，在操作者轴向推动而啮合的过程中，阳接耦合器1的开闭器5的头端与阴接耦合器2的固定开闭器37的头端40相对，由此开闭器的头端被推且因此后退到阀体3中，从而打开流体通过阀体3的轴向通道。
应当注意的是，操作者施加用来啮合耦合器的轴向推力不会以任何方式受流体压力阻碍，因为开闭器5不具有从其接收轴向推力的暴露于流体的表面。操作者施加用来啮合耦合器的手动力仅为超过弹簧10、35、39的弹性反作用力以及结果能够在压力下通过流体安全地实施啮合所需的力。
由于无需释放流体压力，所以不具有流体损失或者流体暴露于空气的风险。
所提供的用于根据本发明的快装式耦合器的结构经证明特别有利之处在于，因为阀体和开闭器杆表面的构造，该结构最大化流体的流速，最小化负荷损失，其中开闭器杆表面暴露于流体压力，这使得能够沿着流体通过的所有部分维持层流。
环形螺母45被致动而锁定阳接耦合器1和阴接耦合器2的啮合。
参考图1-4，当环形螺母45紧固到螺纹48上(图1)时，已经实现了锁定安全，前提是该操作防止阳接耦合器1和阴接耦合器2的突然断开，从而保护操作者免于任何危险。
参考图5和图6，座圈50最初与底座49对准，在底座49中通过套管38所施加的限制来锁定滚珠46。滚珠46将环形螺母45保持在适当位置上。阳接耦合器1随后插入阴接耦合器2中使得套管38移动，直到座圈47与底座49对准。在该耦合构造中，滚珠46伸入座圈47中且释放环形螺母45，通过弹簧51的松弛效应，环形螺母45朝向阳接耦合器1延伸。环形螺母45的延伸使得座圈50从底座49移位，结果是滚珠46保持被俘获在座圈47内，滚珠46不再能从座圈47中移出，除非环形螺母45后退从而使座圈50再次与底座49对准。
参考图7和图8，其中出现的多连接板100设有根据本发明教导的多个耦合器1，为简要起见，在图7中仅显示出一个。
板100包括固定板元件101和可动板元件102，两者均具有彼此相对的平行主面。
可动板元件102具有多个阳接耦合器1，具体地但不一定是，六个阳接耦合器1，每个阳接耦合器均穿过相应的支撑孔103来布置，支撑孔103的式样为穿过可动板元件102的厚度的通孔。
固定板元件101具有针对每个阳接耦合器1的对应的同轴的阴接耦合器2，该阴接耦合器2穿过对应的支撑孔104布置，支撑孔104的式样为穿过固定板元件101的厚度的通孔。
可动板元件102由固定板元件101以能垂直于其主面而在阳接耦合器1与对应的阴接耦合器2分离的位置和阳接耦合器1与对应的阴接耦合器2啮合的位置之间平移的方式支撑。
可动板元件102运动以及锁定在阳接耦合器1啮合在对应的阴接耦合器2中的位置上是通过操作杆105以及具有凸轮107来确保的，操作杆105在106中枢转到固定板元件101，凸轮107用来驱动和锁定销108，销108被牢固地限制到可动板元件102上。
图8所示的阳接耦合器1的变化形式明显不同于那些在先前针对用于锁定与阴接耦合器2的啮合的系统所图示的阳接耦合器，与阴接耦合器2的啮合现在通过操作杆105来确定，不再由环形螺母确定。而且，由于实际的问题，在该情况下杆5由彼此固定的两个管状的、同轴元件5a、5b构成。最后，在该情况下，提供了防止杆5从阀体3完全逐出的安全系统。该安全系统包括阀体3的内台肩109，其适合截住杆5的外周边凸起110，如果由于任何原因杆5的抽出行程延伸而超过所确立的最大限值，则外凸起110通常从台肩109拆除。当然，同样在该情况下，杆5的外表面的构造例如使杆5受到至少在轴向方向上具有大致零分量的合力。换言之，杆5的暴露于沿杆5从阀体3中抽出方向的流体压力的外表面的范围基本等于杆5的暴露于沿杆5后退到阀体3中的方向的流体压力的外表面的范围。
如此构思的快装式耦合器易于进行若干改进和变型，所有这些改进和变型均落在发明构思的范围内。而且，所有细节可以由技术等同的元件来替代。根据要求和技术现状，所使用的材料以及尺寸实际上可以为任何类型。

Claims (15)

1.用于增压流体的快装式耦合器(1)，包括阀体(3)，所述阀体沿着纵轴线(L)延伸且具有轴向空腔(4)，在所述轴向空腔中开闭器杆(5)能够相对于所述阀体与至少一个弹性元件(6)的作用相对地以及借助所述至少一个弹性元件(6)的作用在用于打开流体通过所述空腔(4)的轴向通道的位置和用于闭合流体通过所述空腔(4)的轴向通道的位置之间轴向地移动，其特征在于，所述杆(5)构造为由于存在于所述空腔(4)中的流体而受到至少在轴向方向上具有基本零分量的合力。
2.根据前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述杆(5)构造为由于存在于所述空腔(4)中的流体而受到在径向方向上具有基本零分量的合力。
3.根据任一前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述杆(5)的至少直接暴露于所述流体的压力的横向定界表面(7)是筒状的。
4.根据任一前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述杆(5)具有内轴向空腔(9)，所述弹性元件(6)定位在所述内轴向空腔(9)内。
5.根据任一前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述空腔(9)在所述杆(5)的头端处由罩(11)闭合。
6.根据任一前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述阀体(3)具有引导元件(8)，在所述引导元件中所述杆(5)与所述弹性元件(6)的插入物滑动啮合。
7.根据任一前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述弹性元件(6)包括螺旋弹簧(10)。
8.根据权利要求6或7所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述引导元件(8)包括：第一套筒(13)，其与所述轴线(L)同轴地取向；第二套筒(14)，其与所述第一套筒(13)同轴且在所述第一套筒(13)之外，所述引导元件通过所述第二套筒界定中空空间(15)，在所述中空空间中滑动引导所述杆(5)；以及多个凸片(16)，用于所述引导元件(8)在所述阀体(3)中居中定位，所述凸片(16)从所述第二套筒(14)的基底(12)沿径向延伸。
9.根据前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述凸片(16)与所述第二套筒(14)制成为单一件，并且所述第一套筒(13)制成为不同的分离件且具有基底(23)，所述基底(23)沿所述轴线(L)的方向延伸且通过液压密封在所述第二套筒(14)的所述基底(12)中的中央通孔(24)中。
10.根据前述权利要求所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述螺旋弹簧(10)定位在由界定所述杆(5)的空腔的壁和所述第一套筒(13)的空腔的壁所限定的可变容积腔室(19)中。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的用于增压流体的快装式耦合器，其特征在于，所述凸片(16)紧固在所述阀体(3)上的内槽和螺纹连接到所述阀体(3)的外螺纹上的接合器上的内槽之间。
12.根据前述任一权利要求所述的快装式阳接耦合器(1)以及具有能够与所述阳接耦合器(1)的阀体(3)啮合的环形螺母(45)的快装式阴接耦合器(2)的组合用于锁定往复运动连接。
13.根据前述权利要求所述的组合，其特征在于，所述环形螺母(45)能够螺纹连接到所述阳接耦合器(1)的所述阀体(3)的外螺纹(48)上。
14.根据权利要求12所述的组合，其特征在于，所述环形螺母(45)能够平移，用于将至少一个滚珠轴承(46)锁定在所述阳接耦合器(1)的所述阀体(3)的外周向座圈(47)中。
15.多连接板，具有两个对置的一个相对于另一个相互约束平移的板元件(101，102)，第一板元件(102)支撑根据权利要求1至11中任一项的多个阳接耦合器(1)，第二板元件(101)支撑多个阴接耦合器(2)，每一个阴接耦合器(2)能够由对应的阳接耦合器(1)啮合，进一步提供用于往复运动以及将所述板元件(101，102)锁定在所述阳接耦合器(1)啮合在对应的阴接耦合器(2)中的位置上的操作杆(105)。
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