ES2213577T3 - Acoplamiento con valvulas. - Google Patents

Abstract

Un acoplamiento para interconectar dos cuerpos huecos, comprendiendo el acoplamiento miembros interconectables primero y segundo (10, 20) para la unión de cada uno de ellos a un orificio de un cuerpo respectivo, de manera que permita el flujo de fluido entre los interiores de los cuerpos cuando están interconectados por el acoplamiento, y selle los orificios cuando están desacoplados, comprendiendo el primer miembro (10) una columna hueca (12) cuyo interior se comunica con el interior del cuerpo al cual se encuentra unido el primer miembro (10), teniendo la columna hueca (12) un extremo cerrado (13) y, al menos, una abertura (14) detrás del extremo (13), comprendiendo adicionalmente el primer miembro (10), un manguito (15) alrededor de la columna (12), forzado a una posición en la cual sella la abertura (14), comprendiendo el segundo miembro (20) un pistón (25, 26) en una envoltura hueca (21, 24) cuyo interior se comunica con el interior del cuerpo al cual se encuentra unido el segundo miembro (20), estando forzado el pistón (25, 26) a una posición en la que cierra una abertura (28), estando configurados la columna (12), el manguito (15), el pistón (25, 26) y la envoltura (21, 24) de manera que, con la conexión de los miembros (10, 20), el extremo cerrado (13) de la columna (12) se extienda a través de la abertura (28) de la envoltura (21, 24), con lo cual entra en contacto con el citado pistón (25, 26) y lo desplaza en contra de su carga, desplazando al manguito (15) en contra de su carga hasta una posición, para descubrir la abertura (14) y permitir el flujo entre los interiores de la envoltura (21, 24) y de la columna (12), caracterizado porque, con la conexión de los miembros (10, 20), el área central de la superficie de la cabeza (26) de pistón entra en contacto inicialmente, justo con el área central de la superficie del extremo cerrado (13) de la columna (12), y porque el área de contacto establecida posteriormente se expande desde su centro, desplazando, de esta manera, el fluido que reside entre las citadas superficies.

Description

Acoplamiento con válvulas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un acoplamiento para interconectar dos cuerpos huecos, tales como un recipiente y un tubo, como se describe en el preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la invención

Se conoce un acoplamiento de este tipo, por ejemplo, por la solicitud de patente Europea 0 270 302, que describe un acoplamiento para un conjunto de envasado y dispensación de productos líquidos, en el cual el líquido se bombea desde un recipiente por medio del acoplamiento, a través de un tubo, hasta el punto de utilización. El acoplamiento tiene un primer miembro interconectable con una columna hueca y un manguito forzado que cierra aberturas en la columna hueca, y un segundo miembro interconectable con una envoltura hueca y un pistón forzado que cierra una abertura en el extremo de la envoltura. Las partes están configuradas de manera que, con la conexión, la columna retira del asiento al pistón mientras que la envoltura desplaza el manguito, con lo cual se permite el flujo de líquido.

En una forma, el recipiente puede ser plegable y se encuentra situado, preferiblemente, dentro de una caja durante el almacenamiento y el transporte, por conveniencia. El documento EP 0 270 302 menciona que un problema que se presenta con recipientes de este tipo reside en que, después de desacoplar el recipiente del tubo, se pueden verter residuos del líquido que ha estado circulando entre los mismos, a través del acoplamiento. Esto puede ser peligroso si el líquido es nocivo, por ejemplo, si el líquido es un producto muy alcalino, tal como liquido de lavado de platos mecánico industrial.

El acoplamiento de acuerdo con el documento EP 270 302 ciertamente tiene la ventaja de que, cuando se desconecta, ambos cuerpos huecos se encontrarán sellados, y porque reduce los vertidos. Sin embargo, parece que después de la desconexión, a menudo los residuos líquidos permanecen detrás, en el extremo de la columna hueca y/o de la cabeza de pistón. Por supuesto, estos residuos pueden ser dañinos a las personas que trabajan con el acoplamiento. Además, los citados residuos se solidifican y, con el tiempo, forman una costra en la cabeza de pistón, interfiriendo dicha costra con la estanqueidad del sellado entre la cabeza de pistón y su asiento.

La invención se orienta a proporcionar un acoplamiento del tipo que se ha mencionado más arriba, en el que se obvian de manera sustancial las desventajas que se han mencionado más arriba.

Definición de la invención

Con esta finalidad, el acoplamiento de la invención se caracteriza porque, al realizar la conexión de los miembros, el área central de la superficie de la cabeza de pistón entra en contacto inicialmente solamente con el área central de la superficie del extremo cerrado de la columna, y el área de contacto establecida se expande posteriormente desde su centro, desplazando de esta manera cualquier fluido que resida entre las citadas superficies.

Descripción detallada de la invención

Es preferido que la superficie de la cabeza de pistón sea convexa y que la superficie del extremo cerrado de la columna sea cóncava, siendo más pequeño el radio de curvatura de la cabeza de pistón que el radio de curvatura del extremo cerrado de la columna. Además, la cabeza de pistón y/o el extremo cerrado de la columna se fabrican, preferiblemente, de un material flexible.

Si el pistón es permeable a los gases e impermeable a los líquidos, se evitan las subpresiones sustanciales en el recipiente y los fallos que resultan de tales subpresiones, tales como la interrupción del flujo,

Generalmente será deseable que las distintas partes sean coaxiales, esto es, que la envoltura y el pistón sean coaxiales y que el manguito y la columna sean coaxiales, y, además, que los cuatro se encuentren en un eje común cuando se acoplen.

La invención se explicará adicionalmente con referencia a los dibujos, en los cuales se muestra esquemáticamente una realización de un acoplamiento de la invención.

la figura 1 muestra un corte transversal esquemático de un acoplamiento de acuerdo con la presente invención, en la primera etapa de establecimiento de una conexión.

las figuras 2 y 3 muestran un corte transversal esquemático del acoplamiento de la figura 1, respectivamente en la segunda y tercera etapas de establecimiento de una conexión.

La figura 1 muestra un acoplamiento para interconectar dos cuerpos huecos, tales como un recipiente, plegable o rígido, y un tubo. El acoplamiento comprende un primer miembro interconectable 10 que comprende un alojamiento 11, y, ajustada en el interior del alojamiento 11, una columna hueca 12 cuyo interior se comunica con el interior del cuerpo al cual se encuentra unido el primer miembro. La columna 12 tiene un extremo cerrado 13 y cuatro aberturas 14 situadas detrás del extremo cerrado 13. La columna 12 está rodeada por un manguito de sellado 15, que está forzado por un resorte 16 a una posición que cubre las aberturas 14, para impedir la descarga del interior de la columna 12. El alojamiento 11 está provisto de una chaveta cilíndrica 17, que posee ranuras espirales 18 en su lado interno, y que preferiblemente tiene un diámetro interno comprendido en un intervalo de 40 a 80 mm.

La figura 1 muestra, adicionalmente, un segundo miembro interconectable 20 que comprende una tapa 21 que tiene una porción o pared cilíndrica 22 que tiene un diámetro exterior menor que el diámetro interior de la chaveta 17, y que está provista de dos orejetas o salientes 23 en su lado exterior. Cada uno de los salientes 23 se encuentra situado a una distancia del extremo de la pared cilíndrica 22, de manera que se deba insertar el segundo miembro 20 en el primer miembro en una cierta longitud "L", por ejemplo 13 mm, antes de que los salientes 23 lleguen al inicio de las ranuras correspondientes 18. Dicha longitud "L" debe ser, preferiblemente, superior a 10mm (y por razones prácticas, debe ser, preferiblemente, menor de 25mm).

A la inversa, las ranuras pueden estar dispuestas en el lado exterior de la tapa 21. En ese caso, los salientes deben estar dispuestas en el lado interior de una pared cilíndrica del primer miembro, situado a una cierta distancia del extremo de la citada pared.

El paso de las ranuras 18 supera, preferiblemente, al radio interior de la chaveta 17, de manera que permita la conexión por medio de la rotación limitada de los miembros 10, 20.

Se ajusta una cesta 24 en el lado inferior de la tapa 21, comprendiendo dicha cesta 24 un pistón 25 que está provisto de una cabeza 26 de pistón. El pistón 25, 26 está forzado por medio de un resorte 27 a una posición en la que cierra una abertura 28 en la tapa 21. La tapa 21 comprende un borde anular elevado 29, que tiene un diámetro interior sustancialmente igual o ligeramente menor que el diámetro exterior del manguito de sellado 15 del primer miembro 10. Se ajusta una junta de caucho 30 en el interior del nervio anular 29, teniendo dicho anillo 30 una altura menor que la altura del nervio anular 29, y teniendo un diámetro interior sustancialmente igual o ligeramente mayor que el diámetro exterior de la columna 12 del primer miembro 10. El anillo 30 está provisto, en su superficie interior, de tres nervios anulares 31, que mejorarán el ajuste apretado, y después de la desconexión de los miembros 10, 20, barrerán la columna 12 cuando ésta se desliza a través del anillo 30.

La cabeza 26 de pistón está fabricada de un material flexible, por ejemplo, un elastómero, y su superficie es convexa. Además, la superficie del extremo cerrado 13 de la columna 12 es cóncava, seleccionándose el radio de curvatura de la cabeza 26 de pistón para que sea menor que el radio de curvatura del extremo cerrado 13 de la columna 12. De esta manera, cualquier fluido presente entre las citadas superficies se desplaza durante la conexión de los miembros 10, 20 y se evita la acumulación de fluido o las inclusiones entre las citadas superficies.

Además, el pistón 25 puede estar provisto de una membrana 41 permeable a los gases e impermeable a los líquidos, para reducir la subpresión en el recipiente, originándose dicha subpresión, por ejemplo, por la retirada de líquido del recipiente. Si se está utilizando una membrana 41 de este tipo, la cabeza 26 de pistón debe ser permeable a los gases. Esto se puede conseguir simplemente proporcionando una perforación u orificio 42 en la cabeza 26 de pistón. Para mejorar la comunicación gaseosa entre la membrana y el interior del recipiente, se pueden proporcionar una o más aberturas 43 en la pared del pistón 45.

Alternativamente, la citada membrana se puede situar en la tapa 21, permitiendo, de esta manera, la reducción de la subpresión, incluso cuando se conectan los miembros 10, 20.

La membrana está fabricada, preferiblemente, de una película o lámina de polímero microporoso, tal como PTFE estirado (biaxialmente).

La figura 1 muestra la primera etapa de establecimiento de interconexión entre los miembros 10 y 20. La tolerancia "T" entre la pared 22 y la chaveta 17 (es decir, la mitad de la diferencia entre el diámetro interior de la chaveta 17 y el diámetro exterior de la pared 22) es de 0,5mm, y, preferiblemente, se mantiene dentro del intervalo de 0,3 a 1,0 mm o, más generalmente, dentro de un intervalo del 0,5% al 2% del diámetro interior de la chaveta 17. Debido a esta tolerancia, la tapa se puede insertar fácilmente en la citada chaveta 17. Si la relación de esta tolerancia "T" con la longitud "L" con la que se deben insertar los segundos miembros en el primer miembro (es decir, "T/L") es menor que 0,10, el centrado de los miembros respectivamente entre sí se producirá efectiva y automáticamente, y se evita el riesgo de que cualquiera de los salientes 23 pierda el inicio de las ranuras 18. Además, la columna 12 y el pistón 24 también se centrarán automáticamente durante la siguiente etapa de establecimiento de la conexión.

Se debe hacer notar que el acoplamiento puede comprender dos o más de los citados salientes y ranuras correspondientes, siendo diferentes en forma y/o anchura, al menos, dos de los salientes y estando las citadas ranuras correspondientes adaptadas de manera consecuente. En un ambiente en el cual se están utilizando varios recipientes con diferentes contenidos, se puede evitar una mezcla de los miembros interconectables usando diferentes combinaciones de tales salientes diferentes. Las ventajas de utilizar acoplamientos que tengan la relación "T/L" en el intervalo que se ha mencionado con anterioridad, será más apreciable cuando el número de salientes (diferentes) se incremente en un acoplamiento particular.

Después de la inserción y del centrado, los miembros 10 y 20 son hechos girar respectivamente entre sí, como se muestra en las figuras 2 y 3, estableciéndose contacto de esta manera entre el manguito de sellado 15 y la junta de caucho 30. Durante una rotación adicional, la columna 12 empieza a moverse en relación con el manguito de sellado 15 forzado, debido a que este último está interrumpido por la citada junta 30.

Con esta acción, la columna 12 se encontrará ahora insertada y rodeada por la junta 30 y rodeada por ella, y la junta 30 estará comprimida (ligeramente) en la dirección axial por el manguito de sellado 15, como resultado de lo cual la junta 30 empieza a expansionarse (ligeramente) en dirección radial hacia la columna 12. En esta etapa, el rozamiento entre la columna 12 y la junta 30 es todavía relativamente bajo, de manera que permite que un operario efectúe la rotación fácil de los miembros. Además, el área central de la superficie de la cabeza 26 de pistón entrará ahora en contacto con el área central de la superficie del extremo cerrado 13 de la columna 12. El área de contacto establecida se expandirá posteriormente desde su centro, desplazando, de esta manera, cualquier fluido que resida entre las citadas superficies, y se evitará la contaminación o la formación de costras por dicho fluido durante, o después, de la desconexión del acoplamiento.

La figura 13 muestra la etapa final de establecimiento de la conexión. Los miembros 10, 20 han sido girados con un ángulo total de, aproximadamente, 45º, y la junta 30 es comprimida hasta un grado en el que selle completamente la columna 12. La forma del lado interior de la junta 30 está ahora adaptada a la forma de la columna 12, y se obtiene un ajuste apretado, incluso si la columna 12 ha sido sometida a un desgaste considerable después de varios años de utilización.

Uno de los miembros puede estar provisto de una leva 32, mientras que el otro miembro está provisto de un palpador 33 de plástico delgado. La leva 32 y el palpador 33 se sitúan de manera que, durante la rotación de los miembros 10, 20, la leva 23 pase por el palpador 33, haciendo que el palpador 33 se doble, y sustancialmente de manera simultánea con el establecimiento de una conexión adecuada, vuelva por salto elástico a su posición original para que produzca un sonido audible, por ejemplo un clic distintivo, y avise al operador de que ya no se requiere ninguna rotación adicional.

De manera alternativa, se puede proporcionar un palpador en la chaveta 17 en el extremo de, al menos, una de las ranuras 18. Una vez que los salientes 23 alcancen el extremo de sus ranuras respectivas y los miembros 10, 20 sean hechos girar un poco adicionalmente, el o los salientes 23 pasarán sobre el o los palpadores. De esta manera, se hace que el o los palpadores se doblen y vuelvan por salto elástico, de manera similar a la que se ha descrito más arriba, o, en el caso de un palpador rígido, el saliente sea detenido hasta que se deslice abruptamente y choque contra un tope situado detrás del palpador (como se aprecia en la dirección del movimiento del saliente).

En un desarrollo adicional de la invención, uno de los dos miembros incluye, o está conectado, a una cámara que tiene medios para detectar la presencia de líquido en la cámara.

Preferiblemente, éste será el miembro que está conectado a un tubo. Esta característica preferida es útil en sistemas que manejan un producto líquido, en los que es necesario, o deseable, detectar que el recipiente se haya vaciado, y, a continuación, desconectar una bomba y/o hacer sonar una alarma que pida que el recipiente sea reemplazado. Para detectar líquido en la cámara, la cámara puede contener un elemento Reed, o electrodos separados, de manera que cuando se encuentre presente líquido, se proporcione un trayecto conductor entre los electrodos. Con independencia de los medios que se utilicen para detectar la presencia de líquido, puede ser deseable que la cámara tenga una válvula que está cargada a la posición cerrada, pero que se encuentre dispuesta para abrirse y admitir aire a la cámara en el caso de que se origine una presión subatmosférica predeterminada en la cámara, por ejemplo, si una bomba que está aspirando de la cámara continua funcionando cuando el recipiente de suministro se encuentra vacío.

Aunque la forma del acoplamiento de acuerdo con la invención se ha descrito en particular para la aplicación que se ha indicado más arriba, también se puede utilizar en otras aplicaciones en las cuales sería ventajoso proporcionar un acoplamiento que impidiese las fugas de dos cuerpos huecos cuando los mismos se desconectan, y que también minimice los vertidos durante la citada desconexión.

Por lo tanto, la invención no está restringida a la realización que se ha descrito más arriba, que puede ser hecha variar de diversas maneras dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (6)

1. Un acoplamiento para interconectar dos cuerpos huecos, comprendiendo el acoplamiento miembros interconectables primero y segundo (10, 20) para la unión de cada uno de ellos a un orificio de un cuerpo respectivo, de manera que permita el flujo de fluido entre los interiores de los cuerpos cuando están interconectados por el acoplamiento, y selle los orificios cuando están desacoplados,

comprendiendo el primer miembro (10) una columna hueca (12) cuyo interior se comunica con el interior del cuerpo al cual se encuentra unido el primer miembro (10),

teniendo la columna hueca (12) un extremo cerrado (13) y, al menos, una abertura (14) detrás del extremo (13), comprendiendo adicionalmente el primer miembro (10), un manguito (15) alrededor de la columna (12), forzado a una posición en la cual sella la abertura (14),

comprendiendo el segundo miembro (20) un pistón (25, 26) en una envoltura hueca (21, 24) cuyo interior se comunica con el interior del cuerpo al cual se encuentra unido el segundo miembro (20), estando forzado el pistón (25, 26) a una posición en la que cierra una abertura (28),

estando configurados la columna (12), el manguito (15), el pistón (25, 26) y la envoltura (21, 24) de manera que, con la conexión de los miembros (10, 20), el extremo cerrado (13) de la columna (12) se extienda a través de la abertura (28) de la envoltura (21, 24), con lo cual entra en contacto con el citado pistón (25, 26) y lo desplaza en contra de su carga, desplazando al manguito (15) en contra de su carga hasta una posición, para descubrir la abertura (14) y permitir el flujo entre los interiores de la envoltura (21, 24) y de la columna (12), caracterizado porque, con la conexión de los miembros (10, 20), el área central de la superficie de la cabeza (26) de pistón entra en contacto inicialmente, justo con el área central de la superficie del extremo cerrado (13) de la columna (12), y porque el área de contacto establecida posteriormente se expande desde su centro, desplazando, de esta manera, el fluido que reside entre las citadas superficies.

2. Acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie de la cabeza (22, 26) de pistón es convexa, y la superficie del extremo cerrado (13) de la columna (12) es cóncava, siendo menor el radio de curvatura de la cabeza (26) de pistón que el radio de curvatura del extremo cerrado (13) de la columna (12).

3. Un acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la cabeza (26) de pistón y/o el extremo cerrado (13) de la columna (12) están fabricados de un material flexible.

4. Un acoplamiento de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el pistón (25, 26) es permeable a los gases e impermeable a los líquidos.

5. Un acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la cabeza (26) de pistón es permeable a los gases, preferiblemente por medio de un pequeño orificio (42), y en el que se proporciona una membrana (41) permeable a los gases e impermeable a los líquidos bajo la cabeza (26) de pistón.

6. Un acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la membrana (41) está fabricada de un polímero microporoso.