ES2639913T3 - Acoplamiento rápido con sistema de compensación a presión - Google Patents

Abstract

Acoplamiento rápido que comprende un racor macho (100) y un racor hembra (200) para la conexión hidráulica de una tubería de fluido presurizado, comprendiendo dicho racor macho (100), dentro de un cuerpo principal del racor macho, una válvula principal (1) del racor macho para el cierre/apertura de la línea hidráulica de dicho racor macho y dicho racor hembra (200) que comprende, dentro de un cuerpo principal del acoplamiento hembra, una válvula principal (2) del acoplamiento hembra para el cierre/apertura de la línea hidráulica de dicho acoplamiento hembra, que comprende al menos una cámara de descompresión que, cuando el racor se conecta a la línea hidráulica y fluido presurizado flujo dentro, se llena por dicho fluido presurizado de manera que dicho fluido presurizado dentro de dicha cámara de descompresión crea un bloqueo hidráulico adaptado para mantener dichas válvulas principales (1, 2) de dichos acoplamientos macho y hembra en una posición abierta, y que comprende además un sistema para la compensación de los cambios en la presión del fluido residual que permanece contenido en dicha cámara de descompresión cuando el fluido presurizado ya no fluye dentro de dicho racor, caracterizado por que dicho sistema de compensación para cambios de presión comprende al menos un elemento compensador (18) que se mueve axialmente con respecto al cuerpo de dicho acoplamiento hembra adaptado para trasladar por efecto de un aumento de la presión del fluido dentro de dicha cámara de descompresión, aumentando el volumen de dicha cámara de descompresión, dicho sistema para la compensación de cambios en la presión del fluido contenido dentro de la cámara de descompresión que comprende además una microválvula (19) que está posicionada internamente en dicho elemento compensador en una posición axial y se mueve axialmente con respecto a dicho elemento y el cuerpo del acoplamiento hembra (200), el contacto entre dicha microválvula (19) y dicho compensador (18), creando así un sello hidráulico con respecto a dicha cámara de descompresión.

Description

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DESCRIPCION

Acoplamiento rapido con sistema de compensacion a presion

[0001] Esta invencion se refiere a un acoplamiento rapido equipado con un sistema de compensacion de presion. CAMPO TECNICO DE LA INVENCION

[0002] En el campo de los acoplamientos rapidos, particularmente en lo que se refiere a los acoplamientos rapidos utilizados en la industria agricola para conectar maquinas agricolas a los diversos dispositivos de trabajo, se utilizan dispositivos de conexion rapida hembra que se conectan a un acoplamiento hembra, incluso cuando hay fluido presurizado en el racor macho.

[0003] Dichos acoplamientos rapidos se utilizan en particular para conectar un circuito de placa hidraulica de una maquina en funcionamiento al circuito hidraulico de un equipo hidraulico extraible. El acoplamiento hembra esta generalmente conectado al circuito impreso hidraulico de la maquina mientras que el racor macho esta conectado al equipo o servicio.

[0004] Debe destacarse que en el sector, la expresion "acoplamiento rapido" se refiere a la unidad que comprende un acoplamiento hembra y el racor macho relevante, que se conectan formando de este modo un acoplamiento rapido.

[0005] En particular y como se ha mencionado previamente, en el sector se utilizan acoplamientos rapidos que tienen un racor macho que esta equipado con una valvula de cierre de fluido, que esta bloqueada por el propio fluido presurizado en una posicion cerrada avanzada, mientras que el acoplamiento hembra tiene un sistema hidraulico interno que, despues de la conexion y presurizacion del acoplamiento hembra, abre la valvula del racor macho, y un sistema adicional (mecanico o hidraulico) que bloquea tanto las valvulas macho como hembra en la posicion "abierta", garantizando asi el paso del flujo de aceite.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

[0006] Entre los acoplamientos rapidos que permiten el acoplamiento incluso en presencia de fluido presurizado en el racor macho, el Solicitante ha desarrollado en los ultimos anos y comercializado acoplamientos rapidos especiales que comprenden un sistema de bloqueo hidraulico de las valvulas principales de los acoplamientos macho y hembra.

[0007] De acuerdo con este sistema existente de la tecnica anterior, una vez que se ha presurizado el acoplamiento hembra y, por consiguiente, se ha abierto la valvula principal del racor macho, una micro-valvula bloquea automaticamente el paso de aceite dentro de una camara especifica dentro del acoplamiento hembra. El aceite atrapado en el acoplamiento hembra impide que la valvula hembra principal se mueva hacia atras.

[0008] El aceite atrapado en esta camara esta sometido (junto con todo el acoplamiento rapido) a cambios de temperatura, que a veces pueden ser marcados. Tomemos por ejemplo la aplicacion en paises frios, donde la temperatura de las maquinas varia entre -35 ° cuando no esta en uso y +80 °C en funcionamiento.

[0009] Los cambios de temperatura del aceite generan una presion aumentada dentro de la camara cerrada que tiene un acoplamiento hembra conocido en la tecnica anterior, lo que puede dar lugar a un fallo no deseado o mal funcionamiento del propio racor. Se muestra un acoplamiento similar, por ejemplo, en el documento US2002/0106920.

SUMARIO DE LA INVENCION

[0010] El principal aspecto de esta invencion es, por lo tanto, proporcionar un acoplamiento rapido, en particular para conectar la linea hidraulica de una maquina a un circuito hidraulico, que elimina o al menos reduce, este y otros inconvenientes que afectan a sistemas conocidos por la tecnica anterior.

[0011] En particular, dentro de este aspecto, el alcance de esta invencion es proporcionar un acoplamiento rapido equipado con un sistema de compensacion para la expansion del aceite resultante del cambio en la temperatura de funcionamiento del aceite.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

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[0012] Este objetivo y otro objeto se hara mas evidente a partir del resto del documento se consiguen mediante un acoplamiento rapido que comprende un racor macho y un acoplamiento hembra, caracterizado por que dicho acoplamiento hembra comprende un sistema de compensacion para los cambios de presion del fluido contenido dentro de una camara especial de descompresion, de acuerdo con lo expuesto en la reivindicacion 1.

[0013] Otras caracteristicas y ventajas de esta invencion se pondran de manifiesto en la siguiente descripcion detallada de una realizacion preferida de la invencion, que se proporciona a modo de ejemplo y se muestra en los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en seccion longitudinal de una primera realizacion del acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion, en su estado desacoplado, con los acoplamientos macho y hembra separados entre si;

la figura 2 muestra la seccion de la figura 1, con el racor macho y el acoplamiento hembra en un primer estado acoplado. El fluido presurizado, representado por las areas punteadas, esta presente dentro de cada uno de los racores;

la figura 3 muestra una etapa adicional de la insercion del racor macho en el acoplamiento hembra. Las valvulas principales de los racores estan todavia cerradas y los racores todavia contienen fluido presurizado;

la figura 4 muestra una etapa de conexion en la que el sistema de descarga de presion del acoplamiento hembra se abre por efecto de la accion de empuje que la valvula principal del racor macho ejerce sobre la valvula principal del acoplamiento hembra: la presion es descargada por el acoplamiento hembra pero permanece en el racor macho;

la figura 5 y la figura 6 ilustran etapas posteriores del acoplamiento con respecto a la figura 4. La valvula principal del racor macho esta todavia cerrada;

la figura 7 muestra la conexion real: el racor macho se ha insertado firmemente en el acoplamiento hembra pero permanece cerrado y contiene fluido presurizado;

la figura 8 muestra la fase de presurizacion del acoplamiento hembra una vez que ha sido acoplada: la introduccion de fluido presurizado dentro del acoplamiento hembra hace que se abra la valvula principal del racor macho;

la figura 9 muestra el acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion en el estado operativo en el que la linea hidraulica esta abierta y contiene fluido. Hay fluido presurizado en la camara de descompresion, cuya area representativa esta por lo tanto punteada; la figura 10 muestra la apertura del sistema de compensacion para los cambios de presion del fluido dentro de la camara de descompresion: la apertura del sistema permite que el fluido presurizado dentro de la camara sea descargado;

la figura 11 muestra el fluido presurizado dentro de la camara de descompresion en la que el racor esta desconectado: solo se muestra el acoplamiento hembra;

las figuras 12 a 17 muestran las etapas de desconexion posteriores del acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion;

las figuras 1m a 9m muestran una segunda realizacion del acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion en las mismas etapas mostradas por las figuras correspondientes 1 a 9 con referencia a una primera realizacion de la invencion;

las figuras 20 a 22 ilustran vistas del compensador que caracteriza el sistema de compensacion de presion

de acuerdo con la primera realizacion de esta invencion, mostrada en las figuras 1 a 17;

las figuras 23 a 26 ilustran vistas de la microvalvula que caracteriza el sistema de compensacion de presion

de acuerdo con la primera realizacion de esta invencion, mostrada en las figuras 1 a 17;

las figuras 27 a 30 ilustran vistas de la microvalvula que caracteriza el sistema de compensacion de presion

de acuerdo con la segunda realizacion de esta invencion, mostrada en las figuras 1m a 9m;

la figura 31 es una vista en seccion de la membrana que caracteriza el sistema de compensacion de

presion de acuerdo con la primera realizacion de esta invencion, mostrada en las figuras 1 m a 9m.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

[0014] De acuerdo con una realizacion preferida de esta invencion mostrada en los dibujos mencionados anteriormente proporcionados a modo de ejemplo, el acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion comprende un racor macho 100 y un acoplamiento hembra 200.

[0015] La figura 1 muestra los racores macho 100 y hembra 200 del acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion en un estado desacoplado.

[0016] Los racores macho 100 y hembra 200 que constituyen el acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion consisten en una parte frontal, o anterior, que esta bloqueada por una valvula principal, indicada respectivamente en los dibujos por los numeros 1 y 2. Para los fines de esta descripcion, los terminos "anterior", "posterior", "movimiento hacia delante", "movimiento hacia atras", etc., estan indicados en relacion con la parte

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anterior y posterior de cada acoplamiento macho y hembra. En particular, cuando un componente se mueve hacia delante sigue la direccion axial del racor hacia la parte delantera o anterior del propio racor, mientras que cuando se dice que un componente se mueve hacia atras, indica que se mueve axialmente hacia la parte posterior del racor, lejos de la parte delantera o anterior.

[0017] La figura 2 muestra los racores macho 100 y hembra 200 durante una primera etapa de conexion. En el escenario ilustrado por la figura 2, las areas internas punteadas de los racores representan fluido presurizado, dentro de cada uno de los racores. La figura 2 muestra un estado en el que la presion del fluido empuja las dos valvulas principales del racor macho 1 y del acoplamiento hembra 2, que entran asi en contacto reciproco como se muestra en la figura 2.

[0018] Los racores macho 100 y hembra 200 comprenden una pluralidad de partes moviles. Gracias al tamano adecuado de los sellos de junta 3 y 4 dentro del acoplamiento hembra 200, y en particular gracias al hecho de que dichas juntas funcionan con los mismos diametros, los empujes hidraulicos dentro del racor estan completamente equilibrados. El mismo metodo se utiliza para las juntas de descompresion 5 y 6. Por lo tanto, todos los empujes hidraulicos dentro del acoplamiento hembra se eliminan con la excepcion del empuje que actua sobre el vastago principal 2 del acoplamiento hembra.

[0019] La valvula principal 1 del racor macho 100 ejerce una accion de empuje sobre la valvula principal 2 del acoplamiento hembra y como resultado directo de la presion del fluido dentro del acoplamiento hembra se mueven los siguientes componentes del acoplamiento hembra cuando el racor macho esta acoplado al acoplamiento hembra: la carcasa de bolas 8 del acoplamiento hembra y las bolas 9 de dicha carcasa de bolas, la junta 10 que cierra la valvula principal 2, el cuerpo de guia de valvula 11, el cursor 12, la conexion de descompresion 13, la valvula de descompresion 14, el separador 15, las juntas de descompresion 5 y 6, el resorte 17, el compensador 18 y la microvalvula 19. Todas estas partes se mueven hacia atras cuando el racor macho 100 se inserta en el acoplamiento hembra 200. Como se ha mencionado anteriormente, esto es gracias a la presencia de presion dentro del acoplamiento hembra ya que el empuje ejercido sobre la valvula principal 2 hace que las partes internas del acoplamiento hembra se desplacen hacia atras, particularmente las juntas de descompresion 5 y 6.

[0020] La figura 4 muestra la condicion en la que, continuando con la insercion del racor macho 100 en el acoplamiento hembra 200, las juntas de descompresion 5 y 6 del acoplamiento hembra se encuentran cada una correspondiendo con una ranura especificamente prevista en la superficie externa del vastago 20, en el que dichas juntas de descompresion 5 y 6 forman un cierre hermetico. El vastago 20 esta fijado axialmente, por lo tanto, cuando las juntas de descompresion 5 y 6 se mueven hacia atras por efecto de la insercion del racor macho en el acoplamiento hembra y alcanzan dichas ranuras, el fluido dentro del acoplamiento hembra fluye a traves del vastago 20, el cuerpo interno 21, el adaptador 22 y el colector de aceite 23, hasta que alcanza el deposito del circuito hidraulico de la maquina a la que esta conectado el acoplamiento hembra.

[0021] De este modo, se elimina la presion dentro del acoplamiento hembra en cuyo punto el fluido presurizado permanece solamente dentro del racor macho 100. Este escenario se muestra en la figura 4, en el que las areas punteadas dentro del racor macho 100 son las unicas areas que todavia contienen fluido presurizado, generalmente aceite.

[0022] La figura 4 muestra tambien que la eliminacion de la presion dentro del acoplamiento hembra 200 hace que la valvula principal 2 del acoplamiento hembra se abra cuando el empuje ejercido por la valvula principal 1 del racor macho ya no es compensado por la presion del fluido, lo que contribuyo a mantener la valvula principal 2 en una posicion cerrada.

[0023] Veamos ahora la figura 5.

[0024] La figura 5 muestra una condicion en la que los componentes del acoplamiento hembra, que han sido hechos para moverse hacia atras por el empuje de insercion del racor macho, alcanzan la posicion de tope final.

[0025] En particular, la carcasa de bolas 8, el cursor 12, la conexion de descompresion 13, la valvula de descompresion 14, el separador 15, el compensador 18 y la microvalvula 19, alcanzan la posicion de parada. El tope mecanico que determina la condicion de parada final surge del contacto entre la conexion de descompresion 13 y el cuerpo interior 21.

[0026] La figura 5 tambien muestra, aun mas claramente, que en esta condicion las juntas de descompresion 5 y 6 no ejercen accion de sellado. Tambien muestra mas claramente la posicion abierta de la valvula principal 2 de la conexion hembra 200.

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[0027] La forma de la superficie externa del cuerpo principal de la conexion macho 24 comprende una ranura 24b para alojar las bolas 9 de la conexion hembra 200 y una etapa 24a que contribuye a definir dicha ranura 24b.

[0028] Continuando con la etapa de conexion del acoplamiento rapido, la figura 6 muestra como dicha etapa 24a empuja las bolas 9 hacia fuera en direccion radial. La superficie inclinada del cursor de tuerca anular 25 hace que esta se mueva en una direccion opuesta a la del racor macho.

[0029] El grupo de componentes del acoplamiento hembra 200 que comprende una valvula principal 2, la junta 10 de la valvula principal y la guia de valvula 11, entran en contacto con el cursor 12 dando como resultado un desplazamiento, especialmente un movimiento hacia atras.

[0030] La figura 7 muestra el acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion una vez conectado. Por lo tanto, la figura muestra la condicion en la que el racor macho 100 esta firmemente insertado dentro de la conexion hembra 200, las bolas 9 del acoplamiento hembra se empujan por el cursor de tuerca anular 25 a las ranuras 24b previstas en el cuerpo principal 24 del racor macho 100, y la carcasa de bolas 8 del acoplamiento hembra 200 contribuye a mantener dichas bolas en restriccion axial, mientras que el cursor de tuerca anular 25 las mantiene dentro de las ranuras 24b en forma radial.

[0031] Una vez conectado, el grupo de componentes que comprende la carcasa de bolas 8, la conexion de descompresion 13, la valvula de descompresion 14, el separador 15, las juntas de descompresion 5 y 6 y el compensador 18 se devuelven a sus posiciones originales, correspondiendo al escenario del racor desconectado y la valvula principal cerrada 2, debido a la accion del resorte de retorno 26.

[0032] De manera similar, el cursor de tuerca anular 25 es devuelto a su posicion original por el resorte de cursor 27.

[0033] Cuando la conexion ha sido conectada como se muestra en la figura 7, el cursor 12 del acoplamiento hembra esta en una posicion hacia atras debido al contacto con la guia de valvula 11.

[0034] El acoplamiento hembra comprende tambien, en posicion axial, una microvalvula 19 que es interna al mismo y esta posicionada axialmente con respecto a dicho compensador 18, que a su vez esta en su interior y esta situado axialmente con respecto a dicho cursor 12, con respecto al cual se desliza axialmente. Se identifica asi una camara de compensacion entre el cursor 12, la conexion de descompresion 13, la valvula de descompresion 14, las juntas de descompresion 5 y 6, el vastago 20, el compensador 18 y la microvalvula 19.

[0035] En la siguiente descripcion se hara referencia tambien a esta zona de descompresion haciendo referencia a las figuras, por lo tanto, el area de descompresion se indicara en los dibujos y se identificara mas facilmente.

[0036] Volviendo al escenario ilustrado en la figura 7, la microvalvula 19 esta tambien en una posicion abierta debido al contacto con la valvula principal 2 del acoplamiento hembra. La valvula principal 2, mantenida en una posicion hacia atras por la valvula principal 1 del racor macho 100, mantiene la microvalvula 19 en una posicion hacia atras mientras que el compensador 18 esta en una posicion delantera con respecto a la microvalvula 19, y por lo tanto esta abierta.

[0037] En esta etapa, las valvulas de descompresion 5 y 6 evitan que el fluido fluya hacia el deposito.

[0038] La figura 7 tambien destaca que el fluido presurizado esta todavia presente dentro del racor macho. La condicion de fluido presurizado se indica por puntos, ya que la valvula principal 1 del racor macho todavia no se ha abierto.

[0039] La etapa abierta de la valvula principal 1 del racor macho 100 se muestra en la figura 8.

[0040] Presurizando el acoplamiento hembra 200 por medio del adaptador 22, el aceite pasa a traves de un orificio de comunicacion 11a, y entra en dicha camara de descompresion definida entre el cursor 12, la conexion de descompresion 13, la valvula de descompresion 14, las juntas de descompresion 5 y 6, el vastago 20 y el compensador 18.

[0041] El aceite presurizado genera fuerza en virtud de la diferencia entre los diametros de obturacion de las juntas 28 y 29. Por lo tanto, la fuerza se transmite a la guia de valvula 11 y, por consiguiente, a la valvula principal 2 que, estando en contacto con la valvula principal 1 del racor macho, hace que se abra.

[0042] En este punto, el flujo principal de aceite, que se desplaza desde el acoplamiento hembra al racor macho, hace que la microvalvula 19 se apoye sobre el compensador 18, cerrando la camara de descompresion e impidiendo

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que el cursor 12 se mueva hacia atras. De hecho, observando la figura 9, puede verse como la camara de descompresion contiene fluido presurizado.

[0043] El bloqueo con un sistema hidraulico que comprende la camara de descompresion con microvalvula 19 del cursor 12 asegura tambien que la guia de valvula 11 y, por consiguiente, las valvulas principales 1 y 2 permanezcan en una posicion abierta garantizando siempre asi el flujo del aceite principal y permitiendo al operador utilizar la herramienta conectada a la maquina.

[0044] En esta etapa puede surgir el siguiente escenario: al finalizar el trabajo, el operador apaga la maquina, por ejemplo, el remolcador, y deja la conexion macho conectada al acoplamiento hembra.

[0045] Este escenario se ilustra en la figura 9.

[0046] La presion del fluido dentro del acoplamiento macho y hembra cae, a medida que el circuito hidraulico de la maquina se desconecta, sin embargo el fluido presurizado permanece en la camara de descompresion definida por el cursor 12, por la conexion de descompresion 13, por la valvula de descompresion 14, por las juntas de descompresion 5 y 6, por el vastago 20, por el compensador 18 y por la microvalvula 19, indicada por los puntos en la figura 9.

[0047] Cualquier cambio de temperatura de todo el sistema dara como resultado un cambio en la temperatura del aceite. En particular, un caso frecuente es que la maquina y la herramienta se dejan al sol al terminar el trabajo. Un aumento de la temperatura del sistema conduce asi a un aumento de la temperatura del aceite, y por lo tanto, a un aumento en el volumen del propio aceite.

[0048] En este punto interviene el sistema de compensacion de presion de acuerdo con esta invencion.

[0049] El compensador 18, que es una parte que se mueve axialmente, puede moverse en una direccion axial de tal manera que permita la expansion del aceite evitando asi que el aumento de volumen de como resultado un aumento de la presion.

[0050] Un aumento de presion de este tipo podria de hecho dar lugar a rotura o dano a uno o mas de los componentes del racor, dando como resultado un mal funcionamiento y un riesgo para el operador.

[0051] Con el fin de garantizar que el aceite se sella en la camara de descompresion, la junta se coloca en la camara de descompresion 30. De hecho, es necesario que la camara de descompresion este sellada a presion, ya que en caso de fugas, se corre el riesgo de que en la presurizacion inicial del cursor 12, la guia de valvula 11 y las valvulas 1 y 2 puedan desplazarse hacia atras evitando asi el paso del aceite.

[0052] A continuacion se describira con mayor detalle el funcionamiento del sistema de compensacion de presion que caracteriza el acoplamiento rapido segun esta invencion, con referencia particular a las condiciones ilustradas en las figuras 10 y 11.

[0053] Con particular referencia a la figura 10, debe observarse que el sistema de compensacion de presion de acuerdo con esta invencion comprende ademas un componente separador 2a que esta firmemente unido al cuerpo de la valvula principal 2 del acoplamiento hembra.

[0054] En particular, dicha valvula principal 2 comprendera una parte frontal que se utilizara para conseguir el cierre hermetico y asi cerrar el acoplamiento hembra y una parte posterior que se extiende hacia dicha microvalvula 19 con dicho separador 2a. En la realizacion preferida mostrada en los dibujos adjuntos proporcionados como un ejemplo no exhaustivo de esta invencion, dicho separador tiene forma de "pasador", es decir, tiene un cuerpo esencialmente cilindrico que se desarrolla en direccion axial principalmente longitudinal.

[0055] La presencia de este separador, o "pasador", constituye un elemento de seguridad en el caso en el que el operador debe presurizar el aparato varias veces; por ejemplo en dias diferentes alternando asi los periodos de funcionamiento y los periodos de inactividad del aparato sin descargar el aceite del racor, dando lugar de este modo a un aumento del volumen de aceite en el acoplamiento hembra que progresivamente da como resultado el aumento del volumen como se establece en la condicion anterior.

[0056] El compensador 18 y la microvalvula 19 axialmente por efecto del aumento de volumen del aceite contenido en la camara de descompresion, en particular estos se empujaran hacia la parte anterior del racor, es decir hacia la valvula principal del acoplamiento hembra 2.

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[0057] El compensador 18 y la microvalvula 19 se trasladan, empujados por la presion del fluido, hasta que entran en contacto con dicha microvalvula 19 y el pasador de separador 2a que se extiende detras de la valvula principal 2.

[0058] En este punto, la micro-valvula 19 esta bloqueada axialmente por el pasador separador 2a, mientras que el compensador 18 sigue siendo capaz de moverse hacia delante. De este modo, se abre un paso para el aceite entre el compensador 18 y la microvalvula 19, dando lugar de este modo a la descarga de la presion del aceite en la camara de descompresion.

[0059] Este escenario de valvula abierta se muestra en la figura 10, donde puede verse que la camara de descompresion ya no contiene fluido presurizado (no hay zona de puntos que indique fluido presurizado).

[0060] Por lo tanto, el separador o pasador 2a actua como un sistema de seguridad adicional.

[0061] Cuando un aumento de la temperatura del fluido deba dar lugar a un aumento del volumen del fluido hasta el punto en que deba hacer inadecuado el sistema de compensacion para el volumen de la camara de descompresion que comprende la posibilidad de que el compensador 18 se deslice axialmente junto con la microvalvula 19 eliminando el aumento de la presion del fluido mientras se aumenta proporcionalmente el volumen de las camaras en las que esta contenida, la carrera de la microvalvula 19 esta restringida por la presencia del separador o pasador 2a, que hace que la microvalvula 19 se abra cuando el compensador 18 ha alcanzado su movimiento axial maximo.

[0062] El estudio anterior del sistema de compensacion de presion, que comprende una camara de descompresion, un compensador que se desplaza axialmente, una microvalvula que se mueve con respecto a dicho compensador y un separador de seguridad o pasador, ha sido disenado para ser eficaz incluso si solo el acoplamiento hembra, desconectado del racor macho, debe presurizarse y, posteriormente, debe someterse a cambios de temperatura que produzcan un aumento en el volumen del fluido. Este escenario especifico se ilustra en la figura 11.

[0063] Las figuras 12 a 17 proporcionan una ilustracion detallada de las etapas de desconexion del acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion;

[0064] La figura 12 muestra el racor de acuerdo con esta invencion con el racor macho 100 y el acoplamiento hembra 200 conectado.

[0065] La figura 13 muestra una primera etapa de desconexion del racor macho desde el acoplamiento hembra cuando cada racor todavia contiene fluido presurizado.

[0066] En esta fase, el cuerpo del racor macho 24 arrastra un grupo de componentes que comprende la carcasa de bolas 8, las bolas 9, el cursor de tuerca anular 25, la conexion de descompresion 13, la valvula de descompresion 14, el separador para las juntas de descompresion 15, las juntas de descompresion 5 y 6, el cursor 12, el compensador 18, la microvalvula 19 y la valvula principal del acoplamiento hembra 2 hasta que alcanza un tope mecanico cuando el cursor de tuerca anular 25 entra en contacto con el anillo 31.

[0067] Observese que las juntas de descompresion estan descubiertas. Esto da como resultado que la presion dentro de los racores sea descargada y que el aceite se libere a traves del vastago 20, el cuerpo interior 21, el adaptador 22 y el colector de aceite 23 hasta que llega al remolcador de la misma manera que tiene lugar durante la conexion.

[0068] La figura 14 muestra una etapa de desconexion adicional, en la que se elimina la friccion que surge de la presion existente previamente entre los siguientes componentes: carcasa de bolas 8, bolas 9, cursor de tuerca anular 25 y cuerpo del racor macho 24, a medida que la presion ha sido descargada por el hecho de que no hay sello entre las juntas de descompresion 5 y 6 sobre el vastago 20.

[0069] La eliminacion de la friccion da como resultado el reposicionamiento del cursor de tuerca anular 25 por el resorte 27.

[0070] La figura 15 muestra como el cuerpo del racor macho 24 empuja las bolas 9 en una direccion radial. En este punto el racor macho ya no esta acoplado con la parte hembra.

[0071] La figura 16 muestra como, gracias al muelle 26, los componentes siguientes: carcasa de bolas 8, bolas 9, conexion de descompresion 13, separador para las juntas de descompresion 15, juntas de descompresion 5 y 6, valvula de descompresion 14, compensador 18, microvalvula 19 y cursor 12, regresan a su posicion. El resorte 16 al mismo tiempo devuelve la valvula 2 a una posicion cerrada.

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[0072] La figura 17 muestra los racores en un estado desacoplado.

[0073] Las figuras 1m a 9m, donde la letra "m" significa "membrana", como se vera mas adelante, muestran una segunda realizacion para el acoplamiento rapido con el sistema de compensacion de presion de acuerdo con esta invencion.

[0074] En esta segunda realizacion, el acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion comprende un sistema de compensacion de presion que comprende una membrana en un material elasticamente deformable que crea un cierre hermetico cuando entra en contacto con una microvalvula colocada en una posicion axial dentro del acoplamiento hembra. La microvalvula tiene caracteristicas que estan esencialmente en linea con las de la microvalvula que es parte del sistema de compensacion de presion mostrado en la primera realizacion de la invencion.

[0075] La figura 1m muestra el racor macho intercambiable 100 y el acoplamiento hembra 200 en un estado desacoplado.

[0076] La figura 2m muestra el racor macho y el acoplamiento hembra en una primera etapa de conexion. Ambos racores se consideran como sujetos a presion interna, como se muestra en las areas punteadas de las figuras. Las valvulas principales del racor macho 1 y del acoplamiento hembra 2 son empujadas por la presion hidrostatica, y estan en contacto reciproco durante esta etapa.

[0077] La figura 3m muestra una etapa de conexion adicional.

[0078] Las juntas 3 y 4 funcionan en los mismos diametros. Lo mismo se aplica a las juntas de descompresion 5 y 6. Esta caracteristica permite que todos los empujes hidraulicos dentro del acoplamiento hembra se eliminen con la excepcion del empuje que actua sobre el vastago principal 2 del acoplamiento hembra.

[0079] La valvula principal 1 del racor macho ejerce una accion de empuje sobre la valvula principal 2 del acoplamiento hembra y la presion dentro del acoplamiento hembra hace que los componentes a continuacion se muevan: carcasa de bolas 8, bolas 9, junta 10 de la valvula principal 2, guia de valvula 11 de la valvula principal 2, cursor 12, conexion de descompresion 13, valvula de descompresion 14, separador para las juntas de descompresion 15, juntas de descompresion 5 y 6, resortes 16 y 31, resorte 17, guia de valvula 18' de la microvalvula 19', la microvalvula 19 y la membrana 30.

[0080] La figura 4m muestra que las juntas de descompresion 5 y 6 del acoplamiento hembra estan descubiertas eliminando asi la presion dentro del acoplamiento hembra. El aceite se libera a traves del vastago 20, el cuerpo interior 21, el adaptador 22 y el colector de aceite 23 hasta llegar al deposito del remolcador o, en general, de la maquina que comprende el circuito hidraulico que presuriza el aceite.

[0081] En esta etapa de conexion, solo el racor macho contiene fluido presurizado. El area que contiene el fluido presurizado se destaca por el area punteada.

[0082] La figura 5m muestra que los componentes siguientes han alcanzado la posicion de tope final: carcasa de bolas 8, cursor 12, conexion de descompresion 13, valvula de descompresion 14, separador para las juntas de descompresion 15, guia de valvula 18' de la microvalvula 19', membrana 30 y microvalvula 19. El tope mecanico que determina dicho tope final surge del contacto entre la conexion de descompresion 13 y el cuerpo interior 21.

[0083] En esta etapa, se puede ver claramente que las juntas de descompresion 5 y 6 no se han recuperado y que la valvula principal 2 del acoplamiento hembra comienza a abrirse.

[0084] La figura 6m muestra como el cuerpo del racor macho 24 empuja las bolas 9 en una direccion radial. La superficie inclinada del cursor de tuerca anular 25 hace que esta se mueva en una direccion opuesta a la del racor macho. El siguiente grupo de componentes:

[0085] valvula 2, junta 10 y guia de valvula 11, entran en contacto con el cursor 12, lo que da como resultado un movimiento hacia atras.

[0086] La figura 7m muestra el acoplamiento macho y hembra en un estado conectado. El siguiente grupo de componentes: carcasa de bolas 8, conexion de descompresion 13, valvula de descompresion 14, separador para las juntas de descompresion 15 y juntas de descompresion 5 y 6 estan de nuevo en sus posiciones originales gracias al resorte 26.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

[0087] De forma similar, el separador de tuerca anular 25 es devuelto a su posicion original por el resorte 27.

[0088] El cursor 12 esta en una posicion hacia atras debido al contacto con la guia de valvula 11 de la valvula principal 2.

[0089] En esta etapa, las valvulas de descompresion 5 y 6 evitan que el fluido fluya hacia el deposito. Debe observarse que el racor macho todavia contiene fluido presurizado y que el flujo de aceite ha sido bloqueado cuando la valvula principal 1 del racor macho esta todavia cerrada.

[0090] La figura 8m muestra la etapa abierta de la valvula principal 1 del racor macho.

[0091] Presurizando el acoplamiento hembra introduciendo aceite presurizado en el acoplamiento hembra a traves del adaptador 22, el aceite entra por un orificio 11a en la guia de valvula 11 de la valvula principal 2, mueve la microvalvula 19' y entra en una camara, conocida como camara de descompresion, presente en el racor y que se define por el espacio creado entre los componentes siguientes: cursor 12, conexion de descompresion 13, valvula de descompresion 14, juntas de descompresion 5 y 6, vastago 20 y guia de valvula 18' de la microvalvula 19'.

[0092] Dicha camara de descompresion es la misma que la camara descrita en la primera realizacion de esta invencion. Como puede verse, hay una diferencia marcada entre los dos sistemas de compensacion de presion ya que mientras que la primera realizacion mostro el uso de un compensador 18 capaz de realizar un movimiento axial con respecto al cuerpo del acoplamiento hembra 200, la segunda realizacion indicada por el numero de referencia 18', indica la guia de valvula de la microvalvula 19'. Ambos componentes, es decir, el compensador 18 en la primera realizacion y la guia de valvula 18' en la segunda realizacion determinan el cierre hidraulico de la microvalvula 19, 19' respectivamente con la que estan en contacto. Sin embargo, como se vera mas adelante a continuacion, mientras que en la primera realizacion el compensador 18 era capaz de realizar un movimiento axial para determinar un cambio en el volumen de las camaras de descompresion y el sellado o apertura de la microvalvula 19 se determina por la capacidad relativa de desplazamiento de dicho compensador 18 con respecto a dicha microvalvula 19, en la segunda realizacion, la guia de valvula 18' entra en contacto con la microvalvula 19' a traves de la membrana, y es la elasticidad, y por lo tanto su capacidad para deformarse bajo la accion ejercida por la presion del fluido de dicha membrana 30 que determina la junta hidraulica o el flujo de aceite entre la membrana 30 y la microvalvula 19 cuando solo hay presion en la camara de descompresion, como se muestra en la figura 9m, que se ilustrara en detalle a continuacion.

[0093] Volviendo una vez mas a la descripcion del funcionamiento del acoplamiento rapido de acuerdo con la segunda realizacion de esta invencion, cuando el acoplamiento hembra es presurizado por la introduccion de aceite presurizado, dicho aceite presurizado genera una fuerza en virtud de la diferencia entre los diametros de las juntas 28 y 29.

[0094] Dicha fuerza se transmite a la guia de valvula 11 de la valvula principal 2 y, consecuentemente a la valvula principal 2, que esta en contacto con la valvula principal 1 del racor macho, hace que se abra.

[0095] En este punto, el flujo principal de aceite, desde el acoplamiento hembra al racor macho, hace que la micro- valvula 19' entre en contacto con la membrana 30, con la cual esta firmemente conectada a dicha guia de valvula 18' de dicha microvalvula 19', y se extiende desde la misma hacia dicha microvalvula 19', cerrando la camara de descompresion e impidiendo que el deslizador 12 se mueva hacia atras. El bloque, con sistema hidraulico, del cursor 12 asegura tambien que la guia de valvula 11 de la valvula principal 2 y consecuentemente las valvulas principales 1 y 2 permanezcan en posicion de avance garantizando siempre de este modo el flujo principal de aceite permitiendo al operador, cuando se aplica a la maquinaria agricola, por ejemplo, utilizar la herramienta conectada a la maquina.

[0096] Como se ha descrito anteriormente con referencia a la primera realizacion de esta invencion, puede darse el siguiente escenario: al finalizar el trabajo, el operador desconecta la maquina que tiene el circuito hidraulico, por ejemplo, el remolcador, y deja el racor macho conectado al acoplamiento hembra. La figura 9m ilustra este escenario.

[0097] La presion dentro de los racores cae y queda solamente dentro de la camara de descompresion, definida por los siguientes componentes: cursor 12, conexion de descompresion 13, valvula de descompresion 14, juntas de descompresion 5 y 6, vastago 20, guia de valvula 18' de la microvalvula 19', membrana 30 y microvalvula 19'.

[0098] Cualquier cambio de temperatura que afecte a todo el sistema (remolcador + tuberias + racores) tambien tendra repercusion sobre el aceite en la camara de descompresion, lo que tendera a la expansion en volumen debido al aumento de temperatura.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

[0099] En este punto interviene la membrana 30 que, creada en un material elastico, preferiblemente poliuretano, puede deformarse bajo el efecto del fluido presurizado, en la medida en que permite extraer una pequena cantidad de aceite alcanzando una presion preestablecida evitando al mismo tiempo que dicha expansion se transforme en un aumento de presion. Dicho aumento de presion podria provocar roturas o danos en uno o mas componentes del racor, dando como resultado un funcionamiento defectuoso y riesgo para el operador, y por lo tanto, dichos riesgos se evitan.

[0100] La figura 9m proporciona una ilustracion detallada del funcionamiento del sistema de membrana. La microvalvula 19' se apoya sobre el cursor 12 por el empuje ejercido por la presion en la camara de descompresion. En este escenario, la membrana 30 sella la microvalvula 19'. Cuando la presion dentro de la camara de descompresion debe aumentar, por ejemplo, debido a un aumento de la temperatura del fluido, la membrana 30 comienza a deformarse, en la medida en que, habiendo alcanzado un diferencial de presion preestablecido, se pierde el cierre hermetico entre la microvalvula 19' y la membrana 30. En este punto, se extraera una pequena cantidad de aceite hacia la camara principal del acoplamiento hembra hasta que se iguale la diferencia de presion entre las dos camaras.

[0101] Pueden crearse una o mas fresas en dicha microvalvula 19', en particular, en el ejemplo ilustrado en las figuras adjuntas 27-30, hay dos fresas, para permitir el flujo de la cantidad de aceite mencionada anteriormente entre la microvalvula 19' y el cursor 12, con el fin de evitar que la membrana cree un cierre hermetico durante un periodo de tiempo mas largo de lo previsto por la etapa de proyecto, lo que podria dar como resultado el problema mencionado anteriormente.

[0102] La figura 31 es una vista en seccion de la membrana 30 de acuerdo con la segunda realizacion de esta invencion.

[0103] Las figuras 20 a 22 muestran varias vistas del compensador 18 de acuerdo con la primera realizacion de esta invencion.

[0104] Las figuras 23 a 26 muestran varias vistas de la microvalvula 19 de acuerdo con la primera realizacion de esta invencion.

[0105] El sistema de acuerdo con esta segunda realizacion de la invencion asegura tambien la presencia continua de una cantidad dada de aceite en la camara de descompresion, que sirve para evitar que el separador 12, la guia de valvula 11 y las valvulas principales 1 y 2 que desplacen hacia atras impidiendo asi el flujo de aceite en la primera presurizacion. Debe observarse que este sistema de descompresion, basado en la presencia de una membrana, que crea un cierre hidraulico en una microvalvula, ha sido disenado y creado de tal manera que asegure la eficacia incluso en el caso de que solo el acoplamiento hembra desacoplado este presurizado y debe experimentar cambios de temperatura.

[0106] La desconexion del racor macho del acoplamiento hembra a traves del sistema de membrana tiene lugar exactamente de la misma manera que se ha ilustrado anteriormente con referencia a la primera realizacion preferida de esta invencion. Por lo tanto, no es necesario repetir la descripcion detallada de las etapas individuales de desconexion.

[0107] Se ha mostrado asi que el acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion supera los inconvenientes no resueltos de los racores conocidos en la tecnica anterior.

[0108] De las otras ventajas, se ha mostrado en particular como el acoplamiento rapido equipado con un sistema de compensacion de presion de acuerdo con esta invencion evita los problemas relacionados con un aumento en el volumen del aceite dentro de la conexion cuando se ve afectado por un cambio en la temperatura, causado, por ejemplo, por el hecho de que la maquina se deja conectada al equipo y expuesta al sol cuando no esta en uso.

[0109] El acoplamiento rapido de acuerdo con esta invencion evita un aumento de temperatura del aceite atrapado dentro del racor, un aumento de temperatura que se traduce en un aumento del volumen del mismo, de generar un nivel de presion que podria danar el propio racor.

[0110] Una serie de cambios pueden ser realizados por la profesion del sector sin apartarse del ambito de proteccion segun esta invencion.

[0111] Por lo tanto, el alcance de la proteccion de las reivindicaciones no debe limitarse a los dibujos o a las realizaciones preferidas proporcionadas a titulo de ejemplo, de hecho las reivindicaciones deben incluir todas las nuevas caracteristicas de esta invencion que pueden ser patentadas, incluyendo todas aquellas caracteristicas que un tecnico del sector considere equivalentes.

Claims (5)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   REIVINDICACIONES

   1. Acoplamiento rapido que comprende un racor macho (100) y un racor hembra (200) para la conexion hidraulica de una tuberia de fluido presurizado, comprendiendo dicho racor macho (100), dentro de un cuerpo principal del racor macho, una valvula principal (1) del racor macho para el cierre/apertura de la linea hidraulica de dicho racor macho y dicho racor hembra (200) que comprende, dentro de un cuerpo principal del acoplamiento hembra, una valvula principal (2) del acoplamiento hembra para el cierre/apertura de la linea hidraulica de dicho acoplamiento hembra, que comprende al menos una camara de descompresion que, cuando el racor se conecta a la linea hidraulica y fluido presurizado flujo dentro, se llena por dicho fluido presurizado de manera que dicho fluido presurizado dentro de dicha camara de descompresion crea un bloqueo hidraulico adaptado para mantener dichas valvulas principales (1, 2) de dichos acoplamientos macho y hembra en una posicion abierta, y que comprende ademas un sistema para la compensacion de los cambios en la presion del fluido residual que permanece contenido en dicha camara de descompresion cuando el fluido presurizado ya no fluye dentro de dicho racor, caracterizado por que dicho sistema de compensacion para cambios de presion comprende al menos un elemento compensador (18) que se mueve axialmente con respecto al cuerpo de dicho acoplamiento hembra adaptado para trasladar por efecto de un aumento de la presion del fluido dentro de dicha camara de descompresion, aumentando el volumen de dicha camara de descompresion, dicho sistema para la compensacion de cambios en la presion del fluido contenido dentro de la camara de descompresion que comprende ademas una microvalvula (19) que esta posicionada internamente en dicho elemento compensador en una posicion axial y se mueve axialmente con respecto a dicho elemento y el cuerpo del acoplamiento hembra (200), el contacto entre dicha microvalvula (19) y dicho compensador (18), creando asi un sello hidraulico con respecto a dicha camara de descompresion.
2. 2. Acoplamiento rapido de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado por que dicha camara de descompresion esta definida, dentro de dicho acoplamiento hembra (200), por una pluralidad de componentes internos del racor y por dicho sistema para la compensacion de los cambios de presion del fluido contenido en dicha camara de descompresion.
3. 3. Acoplamiento rapido de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado por que dicha valvula principal (2) de dicho acoplamiento hembra comprende un separador posterior (2a) que se extiende axialmente desde la porcion de dicha valvula que mira hacia el interior del cuerpo de dicho acoplamiento hembra, entrando en contacto dicho separador con dicha microvalvula (19) para crear un tope final para dicha microvalvula (19) cuando dicha valvula se traslada, empujada por la presion del fluido dentro de dicha camara de descompresion.
4. 4. Acoplamiento rapido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho sistema de compensacion para cambios de presion comprende una guia de valvula (18') de la microvalvula (19), situada axialmente dentro de dicho acoplamiento hembra (200), cada una de las cuales se mueve axialmente en relacion con el cuerpo de dicho cuerpo hembra, estando dicha microvalvula (19) colocada dentro de dicha guia de valvula (18') y siendo libre de trasladarse por efecto del empuje del fluido guiado por dicha guia de valvula (18'), con respecto al cual se desplaza axialmente, y por el hecho de que comprende tambien una membrana deformable (30) que es integral a dicha guia de valvula (18') y es adecuada para entrar en contacto con dicha microvalvula (19) creando asi un sello hidraulico para dicha camara de descompresion.
5. 5. Acoplamiento rapido de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado por que dicha membrana (30) ha sido creada a partir de un material elastico y adecuadamente disenada para deformarse por el empuje del fluido presurizado dentro de la camara de descompresion, permitiendo que el fluido presurizado sea extraido y reduciendo la presion del fluido en la camara de descompresion.