ES2909569T3 - Acoplamiento y procedimiento para la transferencia de fluidos - Google Patents

Abstract

Acoplamiento (10) para la transferencia de fluidos, con un canal de fluido (20) central y una válvula (30) dispuesta en el mismo, cuyo empujador de válvula (32) está acoplado en el movimiento a un manguito de válvula (31) pretensado por fuerza de resorte en la dirección de flujo (D) del fluido, y con un mecanismo de enclavamiento (40) para enclavar de manera liberable el acoplamiento (10) a una boca de depósito (50), y un mecanismo de aseguramiento (60) para bloquear de manera liberable la válvula (30) cerrada, en donde el mecanismo de enclavamiento (40) y el mecanismo de aseguramiento (60) están acoplados en el movimiento a través de un manguito deslizante (70) pretensado por fuerza de resorte en contra de la dirección de flujo (D) del fluido, de modo que, en una primera posición de control (A) del manguito deslizante (70), el mecanismo de enclavamiento (60) está desenclavado y la válvula (30) cerrada y, en una segunda posición de control (B) del manguito deslizante (70), el mecanismo de aseguramiento (60) desenclava el manguito de válvula (31), de modo que la válvula (30) queda desbloqueada y al menos parcialmente abierta, y el manguito de válvula (31) se puede mover, sujeto a presión, en contra de la dirección de flujo (D) del fluido, en donde el mecanismo de aseguramiento (60) enclava el manguito deslizante y abre completamente la válvula (30), y en el que el mecanismo de enclavamiento (40) comprende un manguito de enclavamiento (41) pretensado por fuerza de resorte en la dirección de flujo (D) del fluido, elementos de enclavamiento (42) dispuestos de manera móvil radialmente con respecto al canal de fluido (20) central, así como un mecanismo de bloqueo (43) para bloquear de manera liberable el manguito deslizante (70), en donde el mecanismo de bloqueo (43), el manguito deslizante (70) y los elementos de enclavamiento (42) están acoplados entre sí en el movimiento a través del manguito de enclavamiento (41) de tal modo que, en una primera posición de carrera del manguito de enclavamiento (41), el manguito deslizante (70) está bloqueado en su primera posición de control (A), siendo retenidos los elementos de enclavamiento (42) en una posición radial externa, y, en una segunda posición de carrera del manguito de enclavamiento (41), el manguito deslizante (70) está liberado y se encuentra en su segunda posición de control (B), estando los elementos de enclavamiento (42) presionados hacia una posición radial interna por el manguito deslizante (70) y quedando retenidos en la misma, y estando el acoplamiento (10) caracterizado por que el mecanismo de bloqueo (43) comprende al menos una bola (44) que puede encajar alternativamente en correspondientes ranuras (45) o bien en el manguito deslizante (70) o bien en el manguito de enclavamiento (41).

Description

DESCRIPCIÓN

Acoplamiento y procedimiento para la transferencia de fluidos

Estado de la técnica

La invención se refiere al campo técnico de la tecnología del repostaje y, en particular, a un acoplamiento para la transferencia de fluidos según la reivindicación 1, a un procedimiento para la transferencia de fluidos según la reivindicación 19 y a un uso preferido de este acoplamiento según la reivindicación 22.

Al repostar con hidrógeno vehículos de pila de combustible, el vehículo se conecta al surtidor de una estación de servicio a través de un acoplamiento de llenado y una manguera conectada al mismo. A este respecto, debe asegurarse que no se escape nada de medio si el acoplamiento, estando sujeto a presión, no está conectado o no está correctamente conectado a la válvula de repostaje del vehículo. Además, se debe evitar que el acoplamiento, estando sujeto a presión, salte de la válvula de repostaje si no está correctamente conectado a la misma. Además, no debe ser posible una desconexión del acoplamiento de depósito cuando la presión interna existente es mayor que una presión residual baja permitida.

La solicitud de patente US 2015/0377398 A1 divulga un elemento de acoplamiento con un elemento de válvula que abre y cierra un canal de fluido, y con un elemento indicador que permite reconocer desde el exterior un estado abierto o cerrado del elemento de válvula a través de una ventana.

La solicitud de patente EP 2 273 177 A1 divulga elementos de acoplamiento de tubos adecuados para manipular fluidos a alta presión, como, por ejemplo, hidrógeno gaseoso. En particular, la solicitud se refiere a un elemento de acoplamiento hembra y a un elemento de acoplamiento macho.

Objetivo de la invención

Es un objetivo de la invención proporcionar un acoplamiento para la transferencia de fluidos que pueda conectarse de manera fiable y segura en cuanto a la estanqueidad, pero que sea particularmente fácil de manejar para un usuario.

Resolución del objetivo

Este objetivo se resuelve mediante un acoplamiento para la transferencia de fluidos con un canal de fluido central y una válvula dispuesta en el mismo, cuyo empujador de válvula está acoplado en el movimiento a un manguito de válvula pretensado por fuerza de resorte en la dirección de flujo del fluido, y con un mecanismo de enclavamiento para enclavar de manera liberable el acoplamiento a una boca de depósito, y un mecanismo de aseguramiento para bloquear de manera liberable la válvula cerrada, en donde el mecanismo de bloqueo y el mecanismo de aseguramiento están acoplados en el movimiento a través de un manguito deslizante pretensado por fuerza de resorte en contra de la dirección de flujo del líquido, de modo que, en una primera posición de control del manguito deslizante, el mecanismo de enclavamiento está desenclavado y la válvula cerrada y, en una segunda posición de control del manguito deslizante, el mecanismo de aseguramiento desenclava el manguito de válvula, de modo que la válvula queda desbloqueada y al menos parcialmente abierta, y el manguito de válvula se puede mover, sujeto a presión, en contra de la dirección de flujo del fluido, en donde el mecanismo de aseguramiento enclava el manguito deslizante y abre la válvula. La apertura inicialmente al menos parcial de la válvula garantiza que el acoplamiento pueda purgarse completamente en el lado de salida a través de la bomba de combustible o del surtidor.

Un punto esencial del acoplamiento según la invención es, a este respecto, que solo tiene que ser empujado sobre una boca de depósito para la conexión y luego se encastra automáticamente. Para la desconexión solo es necesario tirar de una palanca. La combinación de un mecanismo de enclavamiento acoplado en el movimiento y un mecanismo de aseguramiento asistido por presión garantiza que el acoplamiento se bloquee automáticamente a la boca de depósito cuando se enchufa a la misma. Además, cuando se somete a presión, evitan que el acoplamiento se libere de la boca de repostaje y solo pueda soltarse de la misma cuando la presión residual vuelve a caer por debajo de un nivel bajo permitido. Esto significa que el acoplamiento se puede conectar y desconectar de manera fiable y segura en cuanto a la estanqueidad. Precisamente la integración funcional del mecanismo de enclavamiento y el de aseguramiento a través del manguito deslizante facilita a este respecto un manejo del acoplamiento especialmente sencillo por parte del usuario.

Formas de realización preferidas

Formas de realización preferidas de la presente invención se especifican en las respectivas reivindicaciones dependientes.

En el acoplamiento según la invención está previsto que el mecanismo de enclavamiento comprenda un manguito de enclavamiento pretensado por fuerza de resorte en la dirección de flujo del fluido, elementos de enclavamiento dispuestos de manera móvil radialmente con respecto al canal de fluido central, así como un mecanismo de bloqueo para bloquear de manera liberable el manguito deslizante, en donde el mecanismo de bloqueo, el manguito deslizante y los elementos de enclavamiento están acoplados entre sí en el movimiento a través del manguito de enclavamiento, de tal modo que, en una primera posición de carrera del manguito de enclavamiento, el manguito deslizante está bloqueado en su primera posición de control, siendo retenidos los elementos de enclavamiento en una posición radial externa, y, en una segunda posición de carrera del manguito de enclavamiento, el manguito deslizante está liberado y se encuentra en su segunda posición de control, estando los elementos de enclavamiento presionados hacia una posición radial interna por el manguito deslizante y quedando retenidos en la misma. La integración funcional del mecanismo de enclavamiento y el de bloqueo a través del manguito de enclavamiento que se mueve en la boca de depósito contribuye igualmente, a este respecto, a un manejo sencillo y fiable del acoplamiento por parte del usuario.

En el acoplamiento según la invención está previsto, a este respecto, que el mecanismo de bloqueo comprenda al menos una bola que puede engranar alternativamente en correspondientes ranuras o bien en el manguito deslizante o bien en el manguito de enclavamiento. Esto crea una solución constructiva especialmente sencilla y fiable para el encajado de la bola en el manguito deslizante y el manguito de enclavamiento, que permite que el manguito deslizante se libere o bloquee en función de la posición de carrera del manguito de enclavamiento.

En un perfeccionamiento preferido del acoplamiento según la invención está previsto que el mecanismo de bloqueo comprenda al menos una ranura de bloqueo cuya profundidad se elige de tal modo que la carrera del manguito deslizante quede bloqueada entre la primera y la segunda posición de control. Cuando el manguito de enclavamiento se mueve sin una boca de depósito, la al menos una bola entra primero en esta ranura de aseguramiento. Dado que la profundidad de la ranura de aseguramiento es demasiado pequeña y el manguito deslizante no puede pasar por al menos una bola, el manguito deslizante es bloqueado por al menos una bola. Esto impide que el manguito deslizante se libere en contra de la dirección de flujo del fluido y que la válvula se abra.

En otro perfeccionamiento preferido de esta forma de realización también está previsto que los elementos de enclavamiento estén realizados como segmentos de bloqueo circulares, dispuestos radialmente con respecto al canal de fluido, los cuales permiten un diseño especialmente sencillo y fiable del mecanismo de enclavamiento. Esto se debe a que, por un lado, los segmentos de bloqueo pueden diseñarse de tal modo que se enganchen por detrás de la boca de depósito a través de una sección circunferencial especialmente ancha y creen así una unión especialmente estable entre el acoplamiento y la boca de depósito. Dado que estos segmentos de bloqueo se presionan radialmente hacia dentro únicamente mediante el movimiento del manguito deslizante, tampoco es necesaria una correspondiente pretensión por resorte. En principio, sin embargo, también es posible configurar los elementos de enclavamiento como simples pasadores radiales que se guían en correspondientes perforaciones si los requisitos específicos para el acoplamiento lo permiten.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está previsto que el mecanismo de aseguramiento comprenda elementos de aseguramiento dispuestos de manera móvil radialmente con respecto al canal de fluido central para bloquear de manera liberable el manguito de válvula contra elementos de retención, en donde los elementos de aseguramiento están acoplados entre sí en el movimiento a través del manguito deslizante y el manguito de válvula de tal modo que, en la primera posición de control del manguito deslizante, los elementos de aseguramiento están encastrados en una posición radial interna en el manguito de válvula, y la válvula cerrada está bloqueada, y, en la segunda posición de control del manguito deslizante, los elementos de aseguramiento están presionados por el manguito de válvula hacia una posición radial externa en la que el manguito de válvula está liberado y la válvula está al menos parcialmente abierta. De esta forma, solo se garantiza una apertura de válvula completa de manera sencilla y fiable desde el punto de vista constructivo cuando el acoplamiento está conectado de manera segura a una boca de depósito.

En un perfeccionamiento preferido de esta forma de realización está previsto, a este respecto, que el manguito de válvula presente al menos un escalón circunferencial para el encastre de los elementos de aseguramiento, por lo que siempre se garantiza un encajado fiable de los elementos de aseguramiento incluso en caso de posible giro del manguito de válvula alrededor de su eje longitudinal. En particular, también resulta superfluo un correspondiente guiado axial del manguito de válvula.

En otro perfeccionamiento preferido de esta forma de realización también está previsto que el manguito deslizante esté acoplado en el movimiento al manguito de válvula a través de al menos un pasador de control guiado axialmente con respecto al canal de fluido central. A este respecto, en una posición de control previamente establecida, el manguito deslizante arrastra consigo el pasador de control, que a su vez mueve el manguito de válvula en contra de su pretensión por resorte y, a este respecto, presiona los elementos de aseguramiento alejándolos radialmente hacia fuera al interior de un alojamiento del manguito deslizante. De este modo es posible un control especialmente sencillo del mecanismo de aseguramiento.

En otro perfeccionamiento preferido más de esta forma de realización, también está previsto que la longitud del pasador de control guiado axialmente con respecto al canal de fluido central esté dimensionada de tal modo que, para enclavar el mecanismo de enclavamiento y posteriormente desbloquear el mecanismo de aseguramiento, ha de superarse un recorrido de desfase antes de que la válvula (30) se abra al menos parcialmente. El manguito de válvula se desplaza, a este respecto, este recorrido de desfase en contra de su pretensión por resorte hasta el punto de que el empujador de válvula, que está acoplado al mismo en el movimiento, puede levantar un émbolo de estanqueidad y la válvula se abre al menos parcialmente. Esto proporciona una mayor seguridad contra una apertura completa inmediata de la válvula, que solo puede tener lugar cuando se somete a presión.

En otro perfeccionamiento preferido más de esta forma de realización también está previsto que el al menos un pasador de control guiado axialmente con respecto al canal de fluido se apoye contra el manguito de válvula a través de una arandela de presión anular. Esto crea una superficie de actuación más grande para el pasador de control, que también garantiza una distribución más uniforme de la presión por la circunferencia del manguito de válvula. Debido a la arandela de presión circunferencial, tampoco se requiere nuevamente una guía axial del manguito de válvula, que siempre se sitúa exactamente contra el pasador de control.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está previsto que la válvula esté diseñada de tal modo que su ancho de apertura pueda variarse en función de una variación de presión del fluido. Este ancho de apertura dependiente de la presión asegura que la válvula solo se abra completamente cuando la presión de llenado se ha acumulado por completo, pero, al disminuir la presión de llenado o en caso de presión residual, vuelve a retroceder a su posición solo parcialmente abierta.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está previsto que se elija una pretensión por resorte del manguito de válvula de tal modo que la válvula solo pueda cerrarse y bloquearse cuando la presión del fluido cae por debajo de un cierto nivel, moviendo el manguito de válvula y el manguito deslizante. De este modo, solo es posible desconectar el acoplamiento de una boca de depósito cuando se alcanza una presión residual, lo que impide de manera segura la fuga indeseable de un fluido al desconectar el acoplamiento de una boca de depósito.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está previsto que se elija una pretensión por resorte del manguito de válvula de tal modo que la válvula solo pueda abrirse completamente cuando la presión de fluido supera un cierto nivel, moviendo el manguito de válvula y el manguito deslizante, bloqueando así el manguito deslizante. En particular, a este respecto está previsto que la válvula solo se pueda abrir cuando se supere una presión de llenado de 5 bar, por lo que se proporciona una seguridad adicional frente a condiciones de llenado inestables o un acoplamiento que aún no se ha purgado por completo.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está previsto que la válvula esté diseñada de tal modo que su ancho de apertura sea fijo a partir de una presión de fluido definida, con lo cual se descartan igualmente condiciones de llenado inestables y, en particular, no se puede producir una transferencia de fluido indefinida en caso de exceso de presión.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está previsto un mecanismo de palanca manual mediante el cual el manguito deslizante se puede desplazar de la segunda posición a la primera posición para desacoplar el acoplamiento de una boca de depósito. Esto significa que para conectar de manera segura y fiable el acoplamiento a una boca de depósito, solo es necesario deslizarlo por encima y, para desconectar el acoplamiento, solo se necesita una única operación de desacoplamiento, lo que hace que el manejo del acoplamiento sea extremadamente fácil para el usuario, a pesar de las altas presiones de llenado, por ejemplo de un fluido gaseoso.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está prevista una interfaz de datos, en particular una interfaz de datos intercambiable manualmente, para proporcionar información de repostaje. Una interfaz de datos de este tipo, que idealmente funciona por infrarrojos, se encuentra preferiblemente en el extremo delantero del acoplamiento y es responsable de la comunicación entre un vehículo y una estación de servicio y de lograr un nivel de llenado óptimo. Hasta la fecha, el acoplamiento completo tenía que enviarse a reparar en caso de daño o mal funcionamiento. Sin embargo, la interfaz de datos intercambiable se puede intercambiar fácil y rápidamente en el sitio, por lo que se reducen los tiempos de inactividad.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención está prevista una pantalla LED, preferiblemente una pantalla a color OLED, para mostrar información de repostaje, en particular acerca del desarrollo de la operación de repostaje. El usuario puede así leer lo que debe hacer a continuación, lo que facilita la operación de repostaje y al mismo tiempo aumenta su seguridad. La pantalla está idealmente diseñada para ser bastante brillante y tiene un gran ángulo de visión. A este respecto, la pantalla no tiene que influir en las funciones mecánicas del acoplamiento, por lo que también es posible conectar el acoplamiento, efectuar el repostaje y desconectarlo sin pantalla. En particular, el acoplamiento también puede funcionar por tanto con una pantalla dañada, por lo que aún es posible repostar.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención, en el propio acoplamiento está previsto un botón de inicio para indicar una solicitud de inicio de repostaje a un surtidor. Esto significa que la operación de repostaje se puede iniciar directamente en el acoplamiento una vez conectado el acoplamiento. El botón de inicio únicamente comprende, a este respecto, una función de inicio, mientras que la estación de servicio efectúa una parada automática cuando el depósito está lleno, por ejemplo al repostar por una cantidad de dinero previamente establecida.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención, una zona de agarre está aislada contra el frío y está realizada preferiblemente con aislamiento a vacío. Esto significa que siempre tiene una temperatura agradable para sujetar el acoplamiento, lo que se garantiza mejor mediante el aislamiento a vacío incorporado en la zona de agarre.

En otra forma de realización preferida del acoplamiento según la invención, todo el mecanismo está recubierto por una funda de plástico continua a partir de un material resistente a la intemperie, de modo que se evita de manera segura que los dedos/manos de un usuario sean pellizcados o aplastados.

El objetivo anterior también se resuelve mediante un procedimiento para la transferencia de fluidos con un acoplamiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, en el que, en una primera posición de control del manguito deslizante, el mecanismo de enclavamiento está desenclavado y la válvula cerrada y, en la transición a una segunda posición de control del manguito deslizante, el mecanismo de aseguramiento desenclava el manguito de válvula, de modo que la válvula se desbloquea y se abre al menos parcialmente, y el manguito de válvula se mueve, sujeto a presión, en contra de la dirección de flujo del fluido, en donde el mecanismo de aseguramiento enclava el manguito deslizante y la válvula se abre completamente.

Un punto esencial del procedimiento según la invención es que, a este respecto, la integración funcional de los diferentes componentes permite una conexión y desconexión significativamente simplificada del acoplamiento de una boca de depósito. Además de una manejabilidad mejorada del acoplamiento por parte del usuario, también aumenta significativamente la seguridad y la fiabilidad frente a conexiones incorrectas, condiciones de llenado inestables al repostar y fugas de líquido indeseables al desconectar el acoplamiento. La integración funcional del mecanismo de enclavamiento y el de aseguramiento a través de la funda deslizante desempeña a este respecto un papel particularmente importante, ya que simplifica considerablemente el procedimiento y lo hace menos susceptible a alteraciones o a un uso incorrecto.

En el procedimiento según la invención está previsto que, para desacoplar el acoplamiento de una boca de depósito, se disminuya la presión del fluido, el manguito de válvula, impulsado por la fuerza de resorte, supere una presión de llenado del fluido y el manguito de válvula y el manguito deslizante se empujen entonces en la dirección de flujo del fluido a través de un mecanismo de palanca manual, en donde la válvula se cierra, el mecanismo de aseguramiento bloquea el manguito de válvula y libera el manguito deslizante, y el manguito deslizante se desplaza entonces a su primera posición. Mediante el establecimiento de una fuerza de resorte del resorte de manguito de válvula 37 se asegura que el acoplamiento solo se pueda desconectar de una boca de depósito cuando la presión residual cae por debajo de un nivel previamente establecido, al igual que la válvula solo se puede abrir cuando se excede una presión de llenado, en particular una presión de llenado de hasta 5 bar. Esto hace que el procedimiento de conectar y desconectar el acoplamiento de una boca de depósito sea considerablemente más fiable y seguro.

En una forma de realización preferida del procedimiento según la invención está previsto que en una pantalla LED del acoplamiento se muestre un desarrollo de la operación de repostaje, con lo cual se guía de forma segura a un usuario del acoplamiento a través de la operación de repostaje.

En otra forma de realización preferida del procedimiento según la invención está previsto que se envíe una solicitud de inicio de repostaje a través de un botón de inicio del acoplamiento a un surtidor. Un usuario del acoplamiento puede así controlar todo el proceso de repostaje desde el acoplamiento, lo que lo hace considerablemente más fácil, rápido y también más seguro.

Debido a la manejabilidad especialmente sencilla, así como a la fiabilidad y seguridad del acoplamiento según la invención, este está destinado a utilizarse preferiblemente para el repostaje de vehículos con fluidos gaseosos, en particular con hidrógeno.

Breve descripción de las figuras

Ejemplos de realización preferidos de la invención están representados en los dibujos y se explican con más detalle en la siguiente descripción, en donde las mismas referencias se refieren a componentes idénticos o similares o equivalentes. Muestran:

la Figura 1a una vista lateral en sección longitudinal de un acoplamiento según la invención, que se coloca sobre una boca de depósito;

la Figura 1 b la vista lateral en sección longitudinal del acoplamiento según la invención de la figura 1 a, enclavado en la boca de depósito, y

la Figura 1c la vista lateral en sección longitudinal del acoplamiento según la invención de la figura 1b, en el que la válvula está completamente abierta.

La figura 1a muestra una vista lateral en sección longitudinal de un acoplamiento 10 según la invención, colocado sobre una boca de depósito 50. Este presenta un canal de fluido 20 con una válvula 30 dispuesta en el mismo y se conecta a la boca de depósito 50 a través de un mecanismo de enclavamiento 40. La válvula 30 puede desbloquearse y el mecanismo de bloqueo bloquearse a través de un mecanismo de aseguramiento 60. Al conectar el acoplamiento 10, un manguito de enclavamiento 41, que retiene los elementos de enclavamiento 42 en la posición abierta, es empujado hacia atrás por la boca de repostaje 50 hasta que los elementos de enclavamiento 42 se mueven radialmente hacia dentro en una muesca de la boca de repostaje 50. Los elementos de enclavamiento 42 son presionados, a este respecto, hacia dentro por un bisel en un manguito deslizante 70 que está pretensado por un resorte de manguito deslizante 74. El manguito deslizante 70 se compone de dos manguitos parciales que están conectados entre sí a través de pasadores deslizantes 73. Como resultado, ambos manguitos parciales se mueven desde la posición de control A del manguito deslizante 70 mostrada en este caso, alejándose de la boca de depósito 50. Además, a partir de una determinada carrera del manguito deslizante 70, una arandela de presión 72 y, por lo tanto, también el manguito de válvula 31 se alejan de la boca de depósito 50 por medio de pernos de control 71. De este modo se activa el mecanismo de aseguramiento 60, cuyos elementos de aseguramiento 61 son empujados radialmente hacia fuera al interior de una ranura de alojamiento 63 del manguito deslizante 70. Como resultado, el empujador de válvula 32 es arrastrado por un tornillo ranurado montado en el manguito de válvula 31, como resultado de lo cual se abre el canal de fluido 20. El canal de fluido 20 solo se abre después de que la boca de depósito 50 se haya conectado de manera segura con el acoplamiento 10. Cuando se somete a presión, el manguito de válvula 31, que está pretensado por el resorte de manguito de válvula 37, se desplaza en contra de una dirección de flujo D del fluido. Esta pretensión por resorte garantiza que el acoplamiento 10 solo pueda soltarse de la boca de depósito 50 cuando haya una presión residual baja admisible. Desplazando el manguito de válvula 31 se cierra la abertura entre el manguito de válvula 31 y un manguito embridado 38 y, mediante elementos de retención 62 y elementos de aseguramiento 61, se bloquea un empuje del manguito deslizante 70 y, por lo tanto, también el desenclavamiento del acoplamiento 10 de la boca de depósito 50. El acoplamiento 10 solo puede soltarse de nuevo de la boca de depósito 50 cuando la presión haya vuelto a caer por debajo de la presión residual baja admisible.

La figura 1b muestra la vista lateral en sección longitudinal del acoplamiento 10 según la invención de la figura 1a, enclavado en la boca de depósito 50. El usuario ha presionado, a este respecto, el acoplamiento 10 sobre la boca de depósito 50 de tal manera que el manguito de enclavamiento 41 se ha empujado en contra de su pretensión por resorte. Como resultado, el manguito de enclavamiento 41 comprime un resorte de manguito de enclavamiento 46 y activa un mecanismo de bloqueo 43, cuyas bolas 44 caen radialmente en ranuras 45, 46 del manguito de enclavamiento 41. Como resultado, el manguito deslizante 70 es liberado y empujado por el resorte de manguito deslizante 74 a la segunda posición de control B mostrada en este caso. La ranura de bloqueo 45, menos profunda, sirve a este respecto como material de protección contra un empuje del manguito de enclavamiento 31 cuando no hay insertada ninguna boca de depósito 50. Los pasadores deslizantes 73 transmiten el movimiento descrito del manguito deslizante 70 desde su manguito parcial izquierdo a su manguito parcial derecho. Durante este movimiento, la mitad izquierda del manguito deslizante 70 entra en contacto aproximadamente al 50 % de su camino con pasadores de control 71 que transmiten su movimiento a una arandela de presión 72, como resultado de lo cual el manguito de válvula 31 es empujado de nuevo. Junto con el manguito embridado 38, el manguito de válvula 31 inicia el movimiento de los elementos de aseguramiento 61 desde su posición de encastre en un escalón 33 del manguito de válvula 31, de modo que son empujados radialmente hacia fuera al interior de una ranura de alojamiento 63 del manga deslizante 70. El manguito de válvula 31 también empuja a este respecto un tornillo ranurado 39 que se enrosca en el manguito de válvula 31 y levanta el empujador de válvula 32 de un émbolo de estanqueidad 36 de modo que se logra un primer ancho de apertura 34 de la válvula 30. Solo cuando el acoplamiento 10 está conectado de esta manera y se encuentra bajo una presión de llenado de más de 7 bar, se cierra una ranura de alojamiento 63, en la que se encuentran los elementos de aseguramiento 61 en la segunda posición de control B del manguito deslizante 70, moviendo el manguito de válvula 31 en contra de la dirección de flujo D del fluido. Al cerrarse la ranura de alojamiento 63, los elementos de aseguramiento 61 ya no pueden ser empujados radialmente hacia dentro por el manguito deslizante 70 y bloquean así el manguito deslizante 70 junto con los elementos de retención 62, ya que estos últimos están atornillados a la carcasa del acoplamiento 10.

La figura 1 c muestra la vista lateral en sección longitudinal del acoplamiento 10 según la invención de la figura 1 b, en el que la válvula 30 está completamente abierta y el fluido está siendo transferido. A este respecto, el usuario ha iniciado la operación de repostaje, por lo que la presión acumulada ha empujado el manguito de válvula 31 en contra de su resorte de manguito de válvula 37. El manguito de válvula comprime así el resorte de manguito de válvula 37 y empuja el tornillo ranurado, que a su vez empuje el empujador de válvula 32 y abre la válvula 30 por completo para que se utilice su ancho de apertura 34 máximo. El manguito deslizante 70 todavía se encuentra en este caso en su posición de control B. La estabilidad del acoplamiento 10 está diseñada a este respecto con una presión calculada de 1050 bar, por lo que un aumento inesperado de la presión en una estación de servicio no puede suponer un riesgo para el acoplamiento 10. El acoplamiento 10 también presenta, a este respecto, un caudal más alto que los acoplamientos convencionales, lo que reduce el tiempo de repostaje. En general, el acoplamiento 10 se diseñó para una alta frecuencia de ciclo, es decir, el repostaje de varios vehículos en poco tiempo uno tras otro. En la entrada del acoplamiento 10 (no visible en las figuras) también hay dispuesto para ello un filtro, en particular un filtro de malla de 5 x 10-6 m integrado, en el canal de fluido 20, para proteger el acoplamiento 10 y también los sistemas aguas abajo frente a impurezas importantes, el cual también se puede cambiar en caso de mantenimiento.

Cuando se completa el repostaje, el acoplamiento 10 se purga a través del surtidor en una estación de servicio. El resorte de manguito de válvula 37 empuja el manguito de válvula 31 nuevamente en la dirección de flujo D del fluido, en donde un resorte de válvula 35 apoyado en el manguito de válvula 31 transmite este movimiento al empujador de válvula 32. La válvula 30 está entonces cerrada aproximadamente al 90 %. Cuando el acoplamiento 10 está conectado y ya no está bajo presión de llenado, se puede desenclavar accionando un mecanismo de palanca manual 80, ya que el manguito de válvula 31 ya no cierra la ranura al interior de la cual se empujaron los elementos de aseguramiento 61 durante el enclavamiento. El usuario entonces activa el mecanismo de palanca manual 80, que mueve el manguito deslizante 70 hacia la izquierda, mueve el manguito de válvula 31 con él por medio del resorte de manguito de válvula 37 y presiona el empujador de válvula 32 sobre el émbolo de estanqueidad 36 por medio del resorte de válvula 35. La válvula 30 queda así cerrada y los elementos de aseguramiento 61 se mueven radialmente hacia dentro nuevamente.

Ambos manguitos parciales del manguito deslizante 70 se mueven desde su posición de control B hacia la izquierda de vuelta a su posición de control A y el usuario retira el acoplamiento 10 de la boca de depósito 50, moviéndose los elementos de enclavamiento 42 radialmente hacia fuera. El manguito de enclavamiento 41 es entonces empujado por el resorte de manguito de enclavamiento 46 en la dirección de flujo D del fluido, moviéndose las bolas 44 también radialmente hacia fuera y los elementos de enclavamiento 42, al igual que las bolas 44 mediante bloqueo, bloquean el manguito deslizante 70 en su primera posición de control.

En conjunto, el manejo de un acoplamiento, en particular cuando se reposta con fluidos gaseosos a alta presión, como el hidrógeno, se simplifica significativamente, garantizándose además un repostaje extremadamente fiable y seguro.

Lista de referencias

10 acoplamiento

30 válvula

31 manguito de válvula

32 empujador de válvula

33 ranura en forma de escalón

34 ancho de apertura de la válvula

35 resorte de válvula

36 émbolo de estanqueidad

37 resorte de manguito de válvula

38 manguito embridado

39 tornillo ranurado

40 mecanismo de enclavamiento

41 manguito de enclavamiento

42 elemento de enclavamiento

43 mecanismo de bloqueo

44 bola

45 ranuras de bloqueo

46 resorte de manguito de enclavamiento

50 boca de depósito

60 mecanismo de aseguramiento

61 elementos de aseguramiento

62 elementos de retención

63 ranura de alojamiento

70 manguito deslizante

71 pasador de control

72 arandela de presión

73 pasador deslizante

74 resorte de manguito deslizante

80 mecanismo de palanca manual

A primera posición de control del manguito deslizante

B segunda posición de control del manguito deslizante

Ċ

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Acoplamiento (10) para la transferencia de fluidos, con un canal de fluido (20) central y una válvula (30) dispuesta en el mismo, cuyo empujador de válvula (32) está acoplado en el movimiento a un manguito de válvula (31) pretensado por fuerza de resorte en la dirección de flujo (D) del fluido, y con un mecanismo de enclavamiento (40) para enclavar de manera liberable el acoplamiento (10) a una boca de depósito (50), y un mecanismo de aseguramiento (60) para bloquear de manera liberable la válvula (30) cerrada, en donde el mecanismo de enclavamiento (40) y el mecanismo de aseguramiento (60) están acoplados en el movimiento a través de un manguito deslizante (70) pretensado por fuerza de resorte en contra de la dirección de flujo (D) del fluido, de modo que, en una primera posición de control (A) del manguito deslizante (70), el mecanismo de enclavamiento (60) está desenclavado y la válvula (30) cerrada y, en una segunda posición de control (B) del manguito deslizante (70), el mecanismo de aseguramiento (60) desenclava el manguito de válvula (31), de modo que la válvula (30) queda desbloqueada y al menos parcialmente abierta, y el manguito de válvula (31) se puede mover, sujeto a presión, en contra de la dirección de flujo (D) del fluido, en donde el mecanismo de aseguramiento (60) enclava el manguito deslizante y abre completamente la válvula (30), y en el que el mecanismo de enclavamiento (40) comprende un manguito de enclavamiento (41) pretensado por fuerza de resorte en la dirección de flujo (D) del fluido, elementos de enclavamiento (42) dispuestos de manera móvil radialmente con respecto al canal de fluido (20) central, así como un mecanismo de bloqueo (43) para bloquear de manera liberable el manguito deslizante (70), en donde el mecanismo de bloqueo (43), el manguito deslizante (70) y los elementos de enclavamiento (42) están acoplados entre sí en el movimiento a través del manguito de enclavamiento (41) de tal modo que, en una primera posición de carrera del manguito de enclavamiento (41), el manguito deslizante (70) está bloqueado en su primera posición de control (A), siendo retenidos los elementos de enclavamiento (42) en una posición radial externa, y, en una segunda posición de carrera del manguito de enclavamiento (41), el manguito deslizante (70) está liberado y se encuentra en su segunda posición de control (B), estando los elementos de enclavamiento (42) presionados hacia una posición radial interna por el manguito deslizante (70) y quedando retenidos en la misma, y estando el acoplamiento (10) caracterizado por que el mecanismo de bloqueo (43) comprende al menos una bola (44) que puede encajar alternativamente en correspondientes ranuras (45) o bien en el manguito deslizante (70) o bien en el manguito de enclavamiento (41).

2. Acoplamiento (10) según la reivindicación 1, en el que el mecanismo de bloqueo (43) comprende al menos una ranura (46) cuya profundidad se elige de tal modo que la carrera del manguito deslizante (70) quede bloqueada entre la primera y la segunda posición de control (A, B).

3. Acoplamiento (10) según la reivindicación 1 o 2, en el que los elementos de enclavamiento (42) están realizados como segmentos de bloqueo circulares, dispuestos radialmente con respecto al canal de fluido (20).

4. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el mecanismo de aseguramiento (60) comprende elementos de aseguramiento (61) dispuestos de manera móvil radialmente con respecto al canal de fluido (20) central para bloquear de manera liberable el manguito de válvula (31) contra elementos de retención (62), en donde los elementos de aseguramiento (61) están acoplados entre sí en el movimiento a través del manguito deslizante (70) y el manguito de válvula (31) de tal modo que, en la primera posición de control (A) del manguito deslizante (70), los elementos de aseguramiento (61) están encastrados en una posición radial interna en el manguito de válvula (31), y la válvula (30) cerrada está bloqueada, y, en la segunda posición de control (B) del manguito deslizante (70), los elementos de aseguramiento (61) están presionados por el manguito de válvula (31) hacia una posición radial externa en la que el manguito de válvula (31) está liberado y la válvula (30) está al menos parcialmente abierta.

5. Acoplamiento (10) según la reivindicación 4, en el que el manguito de válvula (31) presenta al menos un escalón circunferencial (33) para el encastre de los elementos de aseguramiento (61).

6. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el manguito deslizante (70) está acoplado en el movimiento al manguito de válvula (31) a través de al menos un pasador de control (71) guiado axialmente con respecto al canal de fluido (20) central.

7. Acoplamiento (10) según la reivindicación 6, en el que la longitud del pasador de control (71) guiado axialmente con respecto al canal de fluido (20) central está dimensionada de tal modo que, para enclavar el mecanismo de enclavamiento (40) y posteriormente desbloquear el mecanismo de aseguramiento (60), ha de superarse un recorrido de desfase antes de que la válvula (30) se abra al menos parcialmente.

8. Acoplamiento (10) según la reivindicación 6 o 7, en el que el al menos un pasador de control (71) guiado axialmente con respecto al canal de fluido (20) se apoya contra el manguito de válvula (31) a través de una arandela de presión (72) anular.

9. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la válvula (30) está diseñada de tal modo que su ancho de apertura (34) puede variarse en función de un cambio de presión del fluido, de modo que la válvula solo se abre completamente cuando la presión de llenado se ha acumulado por completo, pero, al disminuir la presión de llenado o en caso de presión residual, vuelve a retroceder a su posición parcialmente abierta.

10. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se elige una pretensión por resorte del manguito de válvula (31) de tal modo que la válvula (30) solo puede cerrarse y bloquearse cuando la presión del fluido cae por debajo de un cierto nivel, moviendo el manguito de válvula (31) y el manguito deslizante (70).

11. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se elige una pretensión por resorte del manguito de válvula (31) de tal modo que la válvula (30) solo puede abrirse completamente cuando la presión del fluido supera un cierto nivel, moviendo el manguito de válvula (31) y el manguito deslizante (70), bloqueando así el manguito deslizante (70).

12. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la válvula (30) está diseñada de tal modo que su ancho de apertura (34) es fijo a partir de una presión de fluido definida.

13. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un mecanismo de palanca manual (80), por medio del cual puede desplazarse el manguito deslizante (70) de la segunda posición (B) a la primera posición (A) para desacoplar el acoplamiento (10) de una boca de depósito (50).

14. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está prevista una interfaz de datos, en particular una interfaz de datos intercambiable manualmente, para proporcionar información de repostaje.

15. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está prevista una pantalla LED, preferiblemente una pantalla a color OLED, para mostrar información de repostaje, en particular acerca del desarrollo de la operación de repostaje.

16. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un botón de inicio en el propio acoplamiento (10) para indicar una solicitud de inicio de repostaje a un surtidor.

17. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que una zona de agarre está realizada aislada del frío y preferiblemente con aislamiento a vacío.

18. Acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que todo el mecanismo está recubierto por una funda de plástico continua a partir de un material resistente a la intemperie.

19. Procedimiento para la transferencia de fluidos con un acoplamiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que, en una primera posición de control (A) del manguito deslizante (70), el mecanismo de enclavamiento (40) está enclavado y la válvula (30) cerrada y, en la transición a una segunda posición de control (B) del manguito deslizante (70), el mecanismo de aseguramiento (60) desenclava el manguito de válvula (31), de modo que la válvula (30) se desbloquea y se abre al menos parcialmente, y el manguito válvula (31) se mueve, sujeto a presión, en contra de la dirección de flujo del fluido, en donde el mecanismo de aseguramiento (60) enclava el manguito deslizante (70) y abre completamente la válvula (30), caracterizado por que, para desacoplar el acoplamiento (10) de una boca de depósito (50), se disminuye la presión del fluido, el manguito de válvula (31), impulsado por fuerza de resorte, supera una presión de llenado del fluido y el manguito de válvula (31) y el manguito deslizante (70) son entonces empujados a través de un mecanismo de palanca manual (80) en la dirección de flujo (D) del fluido, en donde la válvula (30) se cierra, el mecanismo de aseguramiento (60) bloquea el manguito de válvula (31) y libera el manguito deslizante (70), y el manguito deslizante (70) se desplaza entonces a su primera posición (A).

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que el desarrollo de la operación de repostaje se muestra en una pantalla LED del acoplamiento (10).

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 19 o 20, en el que se envía una solicitud de inicio de repostaje a un surtidor a través de un botón de inicio en el acoplamiento (10).

22. Uso de un acoplamiento (10) según una de las reivindicaciones 1 a 18 para el repostaje de vehículos con fluidos gaseosos, en particular con hidrógeno.