ES2206118T3 - Acoplamiento. - Google Patents
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Abstract
Un acoplamiento para acoplarse con cierre hermético, bien con una junta tórica (86) o una empaquetadura (88), un miembro (60) que tiene una superficie de pared exterior cilíndrica (64) que se extiende a lo largo de un eje (A) que comprende: (a) una tuerca (70) para circundar dicho miembro (60), teniendo dicha tuerca roscas dirigidas hacia al exterior (74), un extremo de acoplamiento (72) y una esquina externa (75) a dicho extremo de acoplamiento; (b) un cuerpo (52) que tiene roscas dirigidas hacia al interior (51) acopladas con las roscas dirigidas hacia al exterior (74) de dicha tuerca (70), incluyendo dicho cuerpo una superficie de pared dirigida hacia al interior que circunda dicho miembro (60), un apoyo (84) que se extiende hacia al exterior de dicha superficie de pared dirigida hacia al interior, una primera parte ahusada de pared (823) que se extiende desde dicho apoyo hacia las citadas roscas dirigidas al interior, y una segunda parte ahusada de pared (80) entre dicha primera parte ahusada de pared y las citadas roscas dirigidas hacia al interior (51), de modo que dicha segunda parte ahusada de pared (80) está dispuesta con un mayor ángulo respecto a dicho eje (A) que la citada primera parte ahusada de pared (82), teniendo la esquina externa (76) de dicha tuerca (70) un tamaño apto para acoplarse con dicha segunda parte ahusada de pared (80) cuando hay una junta tórica (86) cerrando de manera hermética entre la pared externa de dicho miembro cilíndrico y la primera parte de pared ahusada del cuerpo (82) para evitar que dicha tuerca (70) fuerza dicha junta tórica contra el citado apoyo del cuerpo (84).
Description
Acoplamiento.
El presente invento hace referencia a un
acoplamiento para conectar varios elementos de un sistema de paso de
fluido y que se caracteriza por el hecho de que puede utilizarse
bien con una junta tórica o bien con una empaquetadura para sujetar
una junta de cierre que evita el paso de líquido a través de la
misma.
En el pasado ha sido necesario utilizar un tipo
de diseño para el acoplamiento de miembros cuando se pretendía usar
una empaquetadura para obtener una junta de cierre y otro diseño
cuando se utilizaba una junta tórica para realizar dicho cierre
hermético. Como consecuencia de ello, un usuario que necesitase
válvulas u otros elementos que requirieran acoplamiento con juntas
de cierre por empaquetadura para ciertas aplicaciones y juntas de
cierre tipo junta tórica para otras aplicaciones, debía mantener
existencias por separado de piezas en función de si la junta de
cierre del acoplamiento se efectuara con una empaquetadura o una
junta tórica. Se describen varias formas de realización de
acoplamientos o grupos de válvula de este tipo en las patentes
DE-965.838 C,
US-A-3.712.644,
US-A-5.388.805 y WO/A/9.967.501. De
tales documentos, el DE-965.838 representa una
junta roscada que comprende un manguito de tuerca que circunda un
tubo cilíndrico y tiene roscas dirigidas hacia al exterior y un
extremo de acoplamiento. Un cuerpo preparado para recibir un
extremo de dicho tipo posee roscas dirigidas hacia al interior que
se acoplan con las citadas roscas dirigidas hacia al exterior de
dicho manguito roscado. Un anillo de junta, con una porción saliente
que se extiende axialmente en uno de sus extremos, se acopla
formando junta hermética entre la superficie de la pared exterior
cilíndrica del tipo adecuado y una porción de pared ahusada de dicho
cuerpo. En esta junta no puede utilizarse ningún tipo de junta
tórica convencional.
Tal como define la reivindicación 1, el presente
invento utiliza un diseño que permite utilizar los mismos
componentes de acoplamiento con un material de empaquetadura para
formar un cierre de junta cuya aplicación final requiera dicho tipo
de junta de cierre y utilizar también una junta tórica cuando la
aplicación final requiera una junta tórica para formar la junta de
cierre. El presente invento es especialmente útil para
acoplamientos empleados para válvulas en instalaciones de aire
acondicionado; sin embargo, también tiene amplia aplicación en
otros tipos de montajes para el paso de otros tipos de fluido.
La figura 1 es una vista esquemática en sección
que muestra los componentes de acoplamiento de técnica anterior para
utilizar con un material de empaquetadura;
La figura 2 es una vista similar a la figura 1,
pero mostrando los componentes de acoplamiento de técnica anterior
para usar con juntas tóricas;
La figura 3 es una vista en alzado, parcialmente
en sección, mostrando el acoplamiento del presente invento utilizado
con una junta tórica para formar el cierre de junta;
La figura 4 es una vista similar a la
representada en la figura 3, pero mostrando los mismos componentes
utilizados con un material de empaquetadura;
La figura 5 es una vista en alzado, en sección,
del miembro cuerpo de una válvula de aire acondicionado que
incorpora la característica de acoplamiento del presente
invento;
La figura 6 es una vista parcial ampliada del
miembro cuerpo representado en la figura 5; y
La figura 7 es una vista en alzado, parcialmente
en sección, de una válvula de aire acondicionado montada con la
incorporación de la característica de acoplamiento del presente
invento.
Haciendo referencia a la figura 1 se muestra un
acoplamiento de técnica anterior 10, de un tipo utilizado como
parte de una válvula que tiene un vástago 12 que se extiende a lo
largo de un eje, pudiéndose girar dicho vástago entre una posición
abierta y una posición cerrada. La válvula incluye un cuerpo 14 que
circunda el vástago 12 y una tuerca de empaquetadura 16 roscada al
cuerpo 14. El cuerpo 14 tiene una pared interna 18 y un apoyo 20
que se extiende exteriormente seguido por un escalón 22 que se
extiende axialmente uniéndose con roscas dirigidas hacia al
interior 28 que llegan hasta el final 15 del cuerpo 14. La tuerca
de empaquetadura 16 tiene una sección de pared cilíndrica 30
dirigida hacia al interior, la cual se extiende desde un extremo
externo 17 a un extremo de acoplamiento con material de
empaquetadura definido por una sección de pared ahusada 32, que se
abocina exteriormente en una dirección separada del extremo exterior
17. La tuerca de empaquetadura 16 también tiene roscas dirigidas
hacia al exterior 34 que se acoplan con las roscas dirigidas hacia
al interior 28 del cuerpo 14.
El cuerpo 14 y la tuerca de empaquetadura 16
cooperan con el vástago 12 para definir una cavidad en la cual se
coloca el material de empaquetadura 36. Al atornillar la tuerca de
empaquetadora 16 dentro del cuerpo 14, reduciendo el tamaño de la
cavidad en que está colocado el material de empaquetadura 36,
comprime el material de empaquetadora 36 contra el apoyo 20 mientras
la sección ahusada de pared 32 de la tuerca de empaquetadura 16
fuerza axialmente la porción adyacente del material de empaquetadura
36 hacia el apoyo radial 20, y también interiormente en el
acoplamiento de cierre hermético con el vástago 12. Dicha compresión
también fuerza exteriormente el material de empaquetadura 36 en
acoplamiento de cierre con el escalón que se extiende al exterior
22 y las roscas 28 del cuerpo 14.
La figura 2 muestra la construcción de un tipo de
acoplamiento de técnica anterior para utilizar con juntas tóricas.
En la figura 2 puede verse un cuerpo 38 que circunda el vástago 12
y que tiene una tuerca de empaquetado 40 acoplada al mismo. La
tuerca de empaquetadura 40 va roscada al cuerpo 38 y se extiende de
un extremo externo 41 a un extremo de acoplamiento de la junta
tórica 42. La tuerca de empaquetado 40 tiene una ranura anular
dirigida al exterior 44 en que va alojada una primera junta tórica
45. El cuerpo 38 tiene una superficie de pared cilíndrica 39 a poca
distancia del vástago 12, un apoyo radial 46 y una sección de pared
cilíndrica dirigida al interior 48 que se extiende axialmente del
mismo.
Extendiéndose axialmente desde el extremo de
acoplamiento de la junta tórica 42 de la tuerca de empaquetadura, en
su extensión radial externa, hay una corta pared cilíndrica 43 que
tiene un extremo que hace tope con el apoyo radial 46 del cuerpo
38. El extremo de acoplamiento de la junta tórica 42 de la tuerca de
empaquetadora 40 coopera con el apoyo radial 46 del cuerpo 38, para
definir, a lo largo de la superficie interna de la corta pared
cilíndrica 43 y el vástago 12, una cavidad en que va colocada una
segunda junta tórica 50. La primera junta tórica 45 va acoplada con
cierre hermético a la sección de pared cilíndrica 48 del cuerpo y
la segunda junta tórica 50 se halla acoplada con cierre hermético
con el apoyo radial 46 del cuerpo 38, el extremo de acoplamiento de
la junta tórica 42 de la tuerca de empaquetadura 40 y el vástago
12.
Haciendo referencia a las figuras 3 a 7, en las
mismas se muestran detalles del acoplamiento del presente invento
como parte de una válvula 50 de un tipo empleado en instalaciones
de aire acondicionado. La válvula 50 incluye un cuerpo superior 52
y un cuerpo inferior 53 soldados o unidos de otro modo uno al otro
que se extienden juntos desde un primer extremo 54 a un segundo
extremo 55. El cuerpo inferior 53 se extiende desde el segundo
extremo 55 a un extremo interior 61 dispuestos en el cuerpo
superior 52. Los cuerpos superior e inferior 52, 53 se extienden a
lo largo de un eje A y definen un paso en que va colocado un
vástago rotativo de válvula 60 para controlar el paso de
refrigerante entre una abertura de paso definida por el segundo
extremo 55 y una puerta radial 56. El vástago de válvula 60 tiene
una cabeza ensanchada 62 y una parte cilíndrica alargada 64. Se
suelda un primer tubo de cobre 57 en la abertura del segundo extremo
55 y un segundo tubo de cobre 58 se suelda en la abertura definida
por la puerta radial 58. Los tubos 57 y 58 pueden fijarse a otros
miembros de una instalación de refrigeración. El cuerpo superior 52
también está provisto de un miembro de cambio de puerta 59 para
introducir refrigerante.
El vástago de válvula 60 va montado roscado en el
cuerpo superior 52 y puede hacerse girar en el mismo para realizar
un movimiento axial entre una posición abierta, como la
representada en la figura 7, y una posición cerrada en que su cabeza
ensanchada 62 se acopla con el extremo interior 61 del cuerpo
inferior 53.
Montada roscada al cuerpo superior 52, en su
primer extremo 54, hay una tuerca de empaquetadura 70 que circunda
una parte cilíndrica 64 del vástago de válvula 60, a corta
distancia del mismo, a fin de permitir el movimiento libre de giro y
axial del vástago de válvula 60 en su interior. La tuerca de
empaquetadura 70 se extiende desde un primer extremo 71 a un
extremo de acoplamiento 72 dispuesta en ángulos sustancialmente
recto respecto al eje AS. Tiene una pared cilíndrica dirigida al
interior 73, algo separada de la superficie externa de la parte
cilíndrica 64 y roscas dirigidas al exterior 74 que se acoplan con
las roscas dirigidas al interior 51 de la parte superior del cuerpo
52.
A partir de las roscas 51, el cuerpo superior
lleva interiormente una corta superficie de pared cilíndrica
dirigida al interior 78 seguida por una sección ahusada de pared 80
que va dispuesta con un ángulo respecto al eje A, del orden de 30 a
60º, y preferiblemente de unos 45º. La sección de pared 80 se
inclina interiormente hacia al eje A en una dirección que se separa
del primer extremo 54. Esto, seguido por una superficie ahusada
alargada 82 que forma un ángulo respecto al eje A, del orden de 7 a
20º, y preferiblemente de unos 10º. La superficie ahusada alargada
82 se inclina interiormente hacia al eje A y se extiende desde la
sección ahusada de pared 80 hasta un apoyo radial que se extiende
al interior 84. Tal como puede verse fácilmente en las figuras 3 y
4, la superficie de pared cilíndrica 78, la sección ahusada de pared
80, la superficie ahusada alargada 82 y el apoyo radial 84 del
miembro del cuerpo superior 52 cooperan con la parte cilíndrica 64
del vástago de válvula 60 y el extremo de acoplamiento 72 de la
tuerca de empaquetadura 70 para definir una cavidad en la cual puede
colocarse una junta tórica convencional 86, tal como indica la
figura 3, o bien un material de empaquetadura 88, como en la figura
4.
La tuerca de empaquetadura 70 tiene una corta
sección cilíndrica dirigida al exterior 75 que se une con el
extremo de acoplamiento 72 a fin de formar una esquina aguda 76. La
corta sección cilíndrica 75 tiene un diámetro tal que la esquina 76
hará tope con la sección ahusada de pared 80 suponiendo que la
tuerca 70 esté atornillada lo suficiente dentro del cuerpo superior
52 para conseguir tal acoplamiento. Esta es la posición
representada en la figura 3 cuando hay una junta tórica 86 colocada
en dicha cavidad. Aun cuando el extremo de acoplamiento 72 de la
tuerca de empaquetadura 70 contactará y forzará la junta tórica 86
en acoplamiento de cierre hermético entre la larga pared ahusada 82
y la superficie exterior 64 del vástago de válvula 60,
preferiblemente la junta tórica 86 no será forzada en contacto con
el apoyo 84 al girar la tuerca de empaquetadura 70 puesto que
conviene dejar un espacio entre la junta tórica 86 y el apoyo 84 a
fin de permitir la expansión de la junta tórica 86 durante el uso
de la válvula 50. Sin embargo, es importante conseguir un cierre
adecuado para la junta tórica 86 entre la larga pared ahusada 82 y
la parte cilíndrica 64 del vástago de válvula 60. La disposición de
la larga superficie ahusada 86 con un ángulo del orden de 7 a 20º,
permite conseguir fácilmente dicho cierre hermético. El
acoplamiento de la esquina 76 de la tuerca de empaquetadura 70
contra la sección ahusada de pared 80 del cuerpo superior 52 evita
daños a la junta tórica de una excesiva compresión mientras deja
espacio para la expansión. El contacto entre la esquina 76 y la
sección ahusada de pared 80 impida la formación de un espacio a
través del cual la junta tórica 86 puede apretarse si se forma una
presión.
Haciendo referencia a la figura 4, se muestra un
acoplamiento idéntico utilizado con la empaquetadura 88. La
empaquetadura puede ser de un tipo conformado previamente de
acuerdo con la configuración general de la cavidad definida por las
superficies 78, 80, 82 y 84 del cuerpo superior 52, la parte
cilíndrica 64 del vástago 60 y el extremo de acoplamiento 72 de la
tuerca de empaquetadura 70, o bien puede ser un tipo de
empaquetadura más económico que, al fabricarla, tiene una sección
transversal rectangular y se deforma para adaptarse a la forma de
la cavidad cuando la tuerca de empaquetadura 70 va siendo apretada
en el cuerpo superior 52 con la empaquetadura 88 colocada en su
interior. Se observará, en la figura 4, que es preferible utilizar
una empaquetadura que tenga una sección transversal de tamaño
suficiente para conseguir el cierre hermético antes de que la
tuerca de empaquetadura 70 sea roscada a una posición en que la
esquina 76 se acople con la sección ahusada de pared 80. Así, tal
como puede verse en la figura 4, la esquina 76 queda separada de la
superficie ahusada 80. No es necesario que exista espacio para la
expansión de la empaquetadura 88.
Los entendidos en la materia se darán cuenta de
que hay posibilidad de llevar a cabo muchas modificaciones. Por
consiguiente, el ámbito de la presente solicitud debe determinarse
únicamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Un acoplamiento para acoplarse con cierre
hermético, bien con una junta tórica (86) o una empaquetadura (88),
un miembro (60) que tiene una superficie de pared exterior
cilíndrica (64) que se extiende a lo largo de un eje (A) que
comprende:
(a) una tuerca (70) para circundar dicho miembro
(60), teniendo dicha tuerca roscas dirigidas hacia al exterior
(74), un extremo de acoplamiento (72) y una esquina externa (75) a
dicho extremo de acoplamiento;
(b) un cuerpo (52) que tiene roscas dirigidas
hacia al interior (51) acopladas con las roscas dirigidas hacia al
exterior (74) de dicha tuerca (70), incluyendo dicho cuerpo una
superficie de pared dirigida hacia al interior que circunda dicho
miembro (60), un apoyo (84) que se extiende hacia al exterior de
dicha superficie de pared dirigida hacia al interior, una primera
parte ahusada de pared (823) que se extiende desde dicho apoyo hacia
las citadas roscas dirigidas al interior, y una segunda parte
ahusada de pared (80) entre dicha primera parte ahusada de pared y
las citadas roscas dirigidas hacia al interior (51), de modo que
dicha segunda parte ahusada de pared (80) está dispuesta con un
mayor ángulo respecto a dicho eje (A) que la citada primera parte
ahusada de pared (82), teniendo la esquina externa (76) de dicha
tuerca (70) un tamaño apto para acoplarse con dicha segunda parte
ahusada de pared (80) cuando hay una junta tórica (86) cerrando de
manera hermética entre la pared externa de dicho miembro cilíndrico
y la primera parte de pared ahusada del cuerpo (82) para evitar que
dicha tuerca (70) fuerza dicha junta tórica contra el citado apoyo
del cuerpo (84).
2. Un acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en que segunda parte ahusada de pared (80) va
dispuesta con un ángulo respecto a dicho eje (A) mayor de 20º.
3. Un acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 2, en que dicha segunda parte ahusada de pared va
dispuesta con un ángulo respecto a dicho eje (A) del orden de 30 a
60º.
4. Un acoplamiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes en combinación con un miembro de
cierre, siendo dicho miembro de cierre hermético un miembro
seleccionado de un grupo que consiste en una junta tórica (86) y una
empaquetadura (88).
5. Un acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 2 ó 3, en que dicha primera parte ahusada de pared
(82), que se extiende desde el citado apoyo hacia dichas roscas
dirigidas al interior, va dispuesta con un ángulo de 7 a 20º
respecto a dicho eje (A).
6. Un conjunto de válvula que comprende un
acoplamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,
en que:
(a) dicho cuerpo (52) se extiende a lo largo del
citado eje (A) desde un primer extremo (54) a un segundo extremo y
tiene un paso axial, teniendo dicho cuerpo roscas dirigidas al
interior (51) que se extienden interiormente desde dicho primer eje
(54), de manera que el citado apoyo (84) está separado axialmente de
las mencionadas roscas y colocado más cerca de dicho eje (A) que
dichas roscas; y
(b) dicho miembro es un vástago de válvula
colocado en dicho cuerpo (52).
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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|---|---|---|---|
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