ES2319425T3

ES2319425T3 - Acoplamiento coaxial.

Info

Publication number: ES2319425T3
Application number: ES04732855T
Authority: ES
Inventors: Christiaan Arnold Schutz
Original assignee: Holmatro Industrial Equipment BV
Current assignee: Holmatro BV
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2024-05-13
Also published as: EP1789717B1; PT1789717E; US20070289645A1; ATE423942T1; US8602056B2; AU2004319611B2; WO2005111492A1; DE602004019706D1; EP1789717A1; AU2004319611A1; JP4454662B2; JP2007537412A

Abstract

Un acoplamiento coaxial que comprende una parte hembra y una parte macho que se pueden acoplar entre sí, teniendo la parte hembra y la parte macho cada una un paso interior y un paso exterior concéntrico, en el que el paso interior de la parte hembra está conectado para el paso fluidos con el paso interior de la parte macho y el paso exterior de la parte hembra está conectado para el paso de fluidos con el paso exterior de la parte macho en el estado acoplado del acoplamiento, comprendiendo además una de las partes una válvula de by-pass (3) que guía al fluido para que fluya internamente desde el paso interior hasta el paso exterior de éste en un estado no acoplado del acoplamiento, comprendiendo la otra parte un activador (22) para activar la válvula de by-pass (3) durante el acoplamiento de las dos partes, caracterizado porque la válvula de by-pass (3) está adaptada para guiar el fluyo de fluido desde el paso interior de una parte hasta los pasos exteriores de ambas partes durante el acoplamiento de las dos partes.

Description

Acoplamiento coaxial.

Esta invención se refiere a un acoplamiento coaxial, es decir, a un acoplamiento que tiene una configuración concéntrica, y especialmente a un acoplamiento coaxial de conexión rápida.

Acoplamientos similares son conocidos a partir de diversas patentes, tales como la US 6,179,001. Están diseñados para permitir la conexión rápida o la desconexión de dos líneas de fluido separadas, transportando por ejemplo un gas o un líquido, con un mínimo derramamiento de fluido. Estos acoplamientos son usados típicamente en sistemas hidráulicos de doble efecto en los que se aplican líneas flexibles (mangueras) para transferir el fluido desde un elemento de accionamiento, tal como una bomba hidráulica, a un elemento operativo, tal como una herramienta hidráulica. Para los elementos operativos hidráulicos de doble acción, tales como los cilindros hidráulicos de doble acción, se requieren como mínimo dos líneas de fluido separadas para transportar el fluido desde el elemento operativo (bomba) hasta el cilindro a la vez que al mismo tiempo el fluido residual presente en el cilindro debe ser transportado de vuelta al elemento operativo (bomba) para lograr un movimiento del pistón del cilindro hidráulico. Se aplica una válvula entre el elemento de accionamiento y el elemento operativo para dirigir el flujo del fluido a través de las líneas y alterar la dirección del flujo de fluido para lograr un movimiento opuesto del pistón del cilindro hidráulico. Las líneas de fluido tendrán ambas que transportar fluido a presión dependiendo de la posición de la válvula.

Se conoce una configuración concéntrica a partir de la patente US 6,179,001 que comprende una parte macho conectada a un primer y a un tercer conducto y una parte hembra conectada a un segundo y a un cuarto conducto para la conexión entre sí que se pueda volver a desconectar, comprendiendo, cada una, una carcasa exterior de una pieza, unos canales de conexión y una cara final en un extremo de ésta. Como mínimo unas porciones de los canales de conexión en tanto la parte macho como la hembra son concéntricas y las caras finales de los elementos de ambas partes están situadas en un único plano.

Para ciertas aplicaciones específicas, tal equipo de rescate hidráulico portátil en el que el sistema hidráulico de doble efecto comprende una válvula de control en el elemento operativo (herramienta) propiamente dicho para controlar las direcciones del fluido fluye dentro de los puertos del cilindro, el acoplamiento de la patente US 6,179,001 no es adecuado. La operación y la secuencia de las partes de la válvula interna en ese acoplamiento con la intención de conectar los canales de fluido entre sí son demasiado complicadas y pueden provocar presión atrapada, lo que no es deseable en el campo específico de aplicación. Además el diseño incluye muchas partes móviles/casquillos móviles o deslizantes (ocho en total), sellos u obturadores (ocho en total) y muelles (nueve en total), todas para ser actuadas por la inserción de las partes de acoplamiento dentro una de otra, dando como resultado mucho rozamiento y haciendo por tanto casi imposible acoplar las partes a mano.

El objeto de la presente invención es evitar los problemas antes indicados.

Este objeto se logra con un acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1. Después el diseño está simplificado usando sólo menos partes móviles (cuatro en total), menos sellos u obturadores para las funciones de la válvula (cinco en total) y menos muelles (cinco en total).

Durante el acoplamiento los diferentes pasos provocarán diferentes acciones de la válvula de by-pass en la parte hembra y de más válvulas en la parte macho.

El objeto de los diferentes pasos y de las acciones relacionadas es minimizar la fuerza requerida para el acoplamiento y evitar la aparición de presión no deseada en cámaras de fluido encerrado.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1 vista de una sección longitudinal de una parte hembra de un acoplamiento de acuerdo con la invención conectado a un conjunto de manguera coaxial,

Figura 2 vista de una sección longitudinal de la parte hembra de la figura 1 conectada a un bloque de conexión,

Figura 3 vista de una sección longitudinal de una parte macho de un acoplamiento de acuerdo con la invención conectada a un conjunto de manguera coaxial,

Figura 4 vista de una sección longitudinal de la parte macho de la figura 3 conectada a un bloque de conexión,

Figura 5 vista de una sección longitudinal de la parte hembra y de la parte macho de las figuras 1 y 3 respectivamente, parcialmente acopladas,

Figura 6 vista de una sección longitudinal de la parte hembra y de la parte macho de las figuras 1 y 3 respectivamente, completamente acopladas.

Breve descripción de las abreviaturas y de las referencias numéricas

S indica los diversos tipos de elementos sello u obturadores

L.P. significa "Low Pressure" (Baja Presión) y se refiere al paso exterior es decir, la línea de retorno

H.P. significa "High Pressure" (Alta Presión) y se refiere al paso interior, es decir, línea de presión

1	Manguito hembra	14	Casquillo interno

2	Vástago de la válvula	15	Casquillo externo

3	Válvula de by-pass	16	Manguera de alta presión

4	Manguito esferoidal	17	Manguera de baja presión

5	Cuerpo hembra	18	Retenedor de bola

6	Manguito de bloqueo	19	Bloque de conexión

7	Bola de bloqueo	20	Cuerpo del macho

8	Junta	21	Válvula de baja presión macho

9	Muelle de torsión	22	Manguito macho

10	Acoplamiento de la manguera	23	Válvula de alta presión macho

11	Junta tórica	24	Adaptador macho

12	Adaptador de la manguera	25	Acoplamiento de baja presión macho

13	Pasador de bloqueo	26	Junta tórica

		27	Bloque de conexión

		28	Adaptador hembra

Descripción detallada de las figuras y de la realización preferente

La Fig. 1 muestra una vista de una sección longitudinal de una realización preferente de una parte hembra no acoplada de una acoplamiento coaxial, en la que la parte hembra está conectada a un conjunto 16, 17 de manguera coaxial por medio de un conector 12, 13 de manguera de alta presión libre de torsión y un acoplamiento 10 de manguera de baja presión roscado atornillado sobre el cuerpo 5 hembra. El fluido desde el paso de presión fluye de vuelta al contenedor (tanque) del elemento de accionamiento (bomba) como se muestra con flechas debido a la posición de la válvula 3 de by-pass.

La Fig. 2 muestra la misma parte hembra no acoplada montada a un bloque 19 de conexión de un elemento (bomba) de accionamiento sin usar ningunas piezas adicionales.

La Fig. 3 muestra una vista de una sección longitudinal de la contrapieza macho no acoplada del acoplamiento en la que la parte macho está conectada a un conjunto 16, 17 de manguera coaxial por medio de un conector 12, 13 de manguera a alta presión libre de torsión y un acoplamiento 25 de manguera a baja presión roscado atornillado con el acoplamiento 25 de manguera de baja presión roscado atornillado en el cuerpo 20 macho. En el punto D hay una forma cóncava especial para facilitar la inserción y proporcionar un guiado cuando se inserta la parte macho dentro de la parte hembra. En el punto E se muestra la ranura que es parte del mecanismo de bloqueo cuando ambas partes están completamente acopladas.

La Fig. 4 muestra la misma parte macho no acoplada conectada a un bloque 27 de conexión de un elemento operativo (herramienta).

La Fig. 5 muestra ambas partes hembra y macho durante el paso A. La parte macho está insertada parcialmente dentro de la parte hembra. El manguito 1 hembra de la parte hembra empuja a la válvula 21 macho de baja presión hacia dentro. Esto conecta los pasos exteriores de ambas partes en el punto F. El manguito macho 22 a su vez gira empujando la válvula 3 de by-pass en la parte hembra hacia fuera de su asiento (mostrado en G) permitiendo que el fluido del paso de presión interior fluya hasta tanto el paso exterior de la parte macho así como al paso de retorno exterior de la parte hembra. Puesto que ambos pasos de retorno están conectados entre sí y también están conectados al paso de presión interior, no se produce presión en el sistema de acoplamiento.

La Fig. 6 muestra el mismo acoplamiento a medio camino de su acoplamiento en el paso B. La parte macho se inserta más dentro de la parte hembra. La válvula de by-pass 3 ha abierto ahora el paso de fluido hasta el paso macho interior. Los pasos de retorno exteriores están todavía conectados entre sí y también con el paso de presión interior. Todos los pasos están conectados entre sí y de nuevo no aparece presión en el sistema de acoplamiento.

La Fig. 7 muestra ahora las mismas partes ahora completamente acopadas en el paso C. La parte macho ha alcanzado su posición final. La válvula de by-pass 3 está ahora en su otro asiento y ha cerrado el paso de fluido en el punto G, que significa que el flujo de fluido desde el paso interior sólo fluirá hasta dentro del paso interior macho. Al mismo tiempo los pasos de retorno exteriores están todavía conectados entre sí.

Puesto que no hay circulación de fluido en el elemento (herramienta) operativo de los sistemas de rescate hidráulicos mientras no estén acoplados, la parte macho unida a tal elemento operativo (herramienta) no requiere una válvula de by-pass integral. Este principio también permite el diseño de un acoplamiento coaxial y un sistema de acoplamiento menos complicado y mucho más compacto.

De acuerdo con la realización preferente la parte hembra está siempre unida a la conexión de la línea saliente desde el elemento (bomba) de accionamiento y la contrapieza macho del acoplamiento de conexión rápida está siempre unida a las conexiones de la línea entrante desde el elemento operativo (herramienta hidráulico), tal como un difusor o cilindro.

Los conductos flexibles (mangueras) de una variedad de longitudes con una parte hembra montada en un extremo y una parte macho en el otro extremo proporcionarán la conexión entre el elemento de accionamiento (bomba) y el elemento operativo (herramienta).

Preferentemente en el caso del equipo de rescate hidráulico de doble efecto portátil, el paso concéntrico interior será la línea de presión, mientras que el paso que rodea formará la línea de retorno, es decir, la línea de retorno de no presión al contenedor de fluido (tanque). Este ajuste proporcionará muchas ventajas para el sistema en comparación con los sistemas de acoplamiento de la técnica anterior. Típicamente los cilindros de estas herramientas de rescate de doble efecto usan su fuerza principal cuando el pistón avanza lo que da como resultado ratios de área superficial grandes. Ratios de 3,5: 1 no son poco comunes lo que significa que 3,5 veces más fluido es retornado al contenedor de fluido (tanque) cuando se retrae un pistón de estos cilindros. Un sistema de acoplamiento coaxial con un paso de presión interior compacto y un paso exterior de retorno de mayor tamaño ofrece automáticamente estas ventajas de capacidad de fluido con los mínimos efectos dimensionales.

Además, un sistema de acoplamiento coaxial ofrece más seguridad para los usuarios. En caso de un fallo de la línea de presión, se evita el derramamiento de fluido y/o la eyección de fluido peligrosa a través de la línea de retorno que hay fuera rodeando.

El equipo de rescate hidráulico de doble acción portátil es usado con diversas longitudes de líneas de conexión (mangueras). Los acoplamientos de la técnica anterior, sin una válvula de by-pass integrada, unida a los dos conductos (mangueras) flexibles separados, requieren que los usuarios retornen al elemento (bomba) de accionamiento para detener el flujo de fluido por medio de una válvula en el elemento de accionamiento (bomba) antes de que sea capaz de desconectar tal acoplamiento de la técnica anterior de un elemento operativo (herramienta) para conectar otro elemento operativo (herramienta). Esta acción lleva tiempo y no cumplir el procedimiento propio dará como resultado definitivamente el daño en el equipo y/o el equipo inoperativo. Cuando hay vidas en riesgo, esto no es aceptable.

Usando el acoplamiento coaxial y el sistema de acoplamiento de acuerdo con la invención, no hay que conectar una válvula en el elemento de accionamiento (bomba) para detener el flujo de fluido a través del sistema. Esto significa que el usuario puede desconectar rápidamente un elemento operativo (herramienta) y conectar otro elemento operativo (herramienta) sin necesidad de retornar al elemento de accionamiento para desactivar y reactivar el flujo de fluido a través del sistema.

De acuerdo con la realización preferente ambas partes hembra y macho están provistas además de un adaptador 28 y 24 respectivamente, para permitir la fijación a un cuerpo, es decir, un bloque de conexión 19, 27 en un elemento operativo o de accionamiento, o a un conducto flexible tal como un conjunto 16, 17 de manguera coaxial sin la necesidad de piezas adicionales. La conexión de adaptador típica es requerida para proporcionar un montaje libre de torsión del conector roscado de la manguera 17 exterior de baja presión ("L.P."). El adaptador 28, 24 está bloqueado en posición en el adaptador 12 de manguera por medio de dos pasadores 13 de bloqueo radial. Los pasadores 13 de bloqueo pueden estar conectados entre sí dentro de un elemento sustancialmente en forma de U.

Claims

1. Un acoplamiento coaxial que comprende una parte hembra y una parte macho que se pueden acoplar entre sí, teniendo la parte hembra y la parte macho cada una un paso interior y un paso exterior concéntrico, en el que el paso interior de la parte hembra está conectado para el paso fluidos con el paso interior de la parte macho y el paso exterior de la parte hembra está conectado para el paso de fluidos con el paso exterior de la parte macho en el estado acoplado del acoplamiento, comprendiendo además una de las partes una válvula de by-pass (3) que guía al fluido para que fluya internamente desde el paso interior hasta el paso exterior de éste en un estado no acoplado del acoplamiento, comprendiendo la otra parte un activador (22) para activar la válvula de by-pass (3) durante el acoplamiento de las dos partes, caracterizado porque la válvula de by-pass (3) está adaptada para guiar el fluyo de fluido desde el paso interior de una parte hasta los pasos exteriores de ambas partes durante el acoplamiento de las dos partes.

2. El acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en la reivindicación 1, comprendiendo además un canal de by-pass situado entre el paso interior y el paso exterior en una parte y dos asientos a ambos lados del canal de by-pass, en el que el activador (22) mueve la válvula de by-pass (3) desde el primero hasta el segundo asiento durante el acoplamiento de las dos partes.

3. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó 2, en el que una parte se puede conectar vía un conjunto de manguera coaxial que consiste en una manguera (16) interna y una manguera (17) exterior concéntrica hasta un elemento de accionamiento, tal como una bomba.

4. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en una de las reivindicaciones 1-3, en el que la otra parte se puede conectar por medio de un conjunto de manguera coaxial de una manguera interior (16) y una manguera exterior (17) concéntrica hasta un elemento operativo hidráulico, tal como una herramienta de rescate hidráulica.

5. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en una de las reivindicaciones 1-4, en el que una parte es la parte hembra.

6. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en una de las reivindicaciones 1-5, en el que la parte hembra y/o la parte macho comprende un elemento (12) de conexión de la manguera interior, un elemento de conexión (10; 25) de manguera exterior concéntrica y un medio de conexión rotacional (13) para conectar el elemento (14) de conexión de manguera interior con la manguera (16) interior del conjunto de manguera coaxial.

7. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en la reivindicación 6, en el que el elemento (10; 25) de conexión de la manguera exterior comprende una parte roscada para la conexión con la manguera exterior (17) del conjunto de manguera coaxial.

8. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en una de las reivindicaciones 1-7, en el que la superficie exterior de la parte hembra y/o macho está provista de una ranura para sujetar la junta tórica (11; 26).

9. Acoplamiento coaxial tal como se ha reivindicado en una de las reivindicaciones 1-8, en el que la parte macho tiene una forma externa cilíndrica cónica o cóncava.