ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ
QUICK-ACTING COUPLER ACTUATOR

Изобретение относится к исполнительному устройству для быстродействующей соединительной муфты, служащей для переноса газообразных и/или жидких сред в соответствии с признаками, приведенными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
При использовании таких быстродействующих соединительных муфт должно обеспечиваться быстрое и надежное подключение для переноса среды из источника давления, например, газового резервуара АТС, в топливный бак автомобиля. Особую важность имеет при этом возможность простого и легкого пользования быстродействующей соединительной муфтой, с тем чтобы и при неблагоприятных условиях, таких как высокое давление при подключении или технически слабо подготовленный персонал, обеспечивалось обслуживание без трудностей.
Такая быстродействующая соединительная муфта описана в WO 98/04866 заявителя, при этом быстродействующая соединительная муфта содержит корпус с впускным и выпускным клапанами, а также несколько клапанов для обеспечения надежного уплотнения быстродействующей соединительной муфты до момента полного соединения. Эти клапаны включаются после установки быстродействующей соединительной муфты в определенной заданной последовательности, причем после насадки быстродействующей соединительной муфты на соединительный ниппель выпускной клапан открывается, и при дальнейшем движении управляющего рычага в качестве исполнительного устройства цанги смыкаются, и открывается впускной клапан. При этом управляющий рычаг через эксцентриковый вал входит в зацепление со скользящей втулкой нагружения цанг и с центральным уплотняющим поршнем, который после подключения штепсельного соединения обеспечивает впуск текучей среды. Хотя при этом и обеспечивается надежная возможность подключения, однако обращение с такой муфтой требует некоторого навыка, в частности, со стороны пользователей АЗС, привычных к заправочному пистолету, так как помимо насадки муфты требуется привести в действие управляющий рычаг, поэтому обслуживание только с помощью одной руки почти невозможно.
В основу изобретения положена поэтому задача создания исполнительного устройства быстродействующей соединительной муфты упомянутого выше типа, которое при простоте конструкции обеспечивает надежное и, в частности, простое пользование.
Эта задача решается посредством исполнительного устройства согласно признакам, указанным в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах.
Предложенное исполнительное устройство отличается особо простым и надежным обслуживанием. Согласно предпочтительному варианту выполнения при заправке автомобиля природным газом подключение и отключение быстродействующей соединительной муфты производится аналогично пистолету раздаточной колонки, привычному для пользователей АЗС, а именно простым обслуживанием с помощью одной руки. Это особенно важно по причинам рыночной приемлемости газонаполнительных станций, так как пользователям практически не приходится перестраиваться для обеспечения надежного подключения или отключения соединительной муфты при заправке.
Следует указать, что предложенное исполнительное устройство применимо для разных видов подключения или соединительных ниппелей. С помощью рычажного механизма, связанного с исполнительным устройством, и одного, предпочтительно двух, коромысел, установленных на одной или двух сторонах корпуса, достигается простое, надежное блокирование цанг или подобных блокировочных элементов. Особое значение имеет выполнение исполнительного устройства с применением ручного рычага, используемого в пистолете раздаточной колонки, в результате чего простым способом обеспечивается надежное и быстрое одноручное обслуживание быстродействующей соединительной муфты, причем пользователю АЗС порядок обращения в принципе известен.
Ниже подробнее поясняется и описывается пример выполнения с помощью приложенных чертежей. При этом изображено на:
фиг.1 - вид сбоку на быстродействующую соединительную муфту для подключения при заправке,
фиг.2 - быстродействующая соединительная муфта по фиг.1 в продольном разрезе,
фиг.3 - средняя часть быстродействующей соединительной муфты по фиг.1 в увеличении,
фиг.4 - вид в перспективе на изображение по фиг.3.
На фиг.1 показан предпочтительный пример выполнения исполнительного устройства 1 для быстродействующей соединительной муфты 10 для подключения к соединительному ниппелю 30 (см. фиг.2). Быстродействующая соединительная муфта 10 содержит трубчатый корпус 11 с выгибом и соединенные между собой части корпуса, причем в данном случае на правой стороне находится впускное отверстие 12, а на левой стороне - выпускное отверстие 13 для подачи текучей среды к соединительному ниппелю 30. Впускное отверстие 12 корпуса 11 оборудовано соединительным переходником 14, который может подключаться к шлангу или трубопроводу для подачи отбираемой текучей среды. Соединительный переходник 14 может быть выполнен с учетом отбираемой среды, в частности, требуемого угла подвода, пропускных сечений и пр.
На торцевой стороне, противоположной соединительному переходнику 14, а именно на стороне выпускного отверстия 13, предусмотрено несколько выполненных в виде трубы продольных цанг 15 в качестве блокировочных элементов (см. фиг.2), которые перед насаживанием на соединительный ниппель 30 разжаты радиально наружу, как это описано, например, в WO-A-93/20378 заявителя. Продольные цанги 15, количество которых составляет, как правило, три или шесть, своими концами, в данном случае правыми, вставлены в кольцевую канавку 11а корпуса 11 и предварительно напряжены кольцевой пружиной 16, в результате чего цанги 15 оказываются разжатыми радиально наружу. На конце, в данном случае на левом конце, на изогнутой внутрь поверхности цанги 15 содержат запирающие профили 17 с геометрическим замыканием, выполненные в соответствии с соединительным ниппелем 30.
Вокруг цанг 15 расположена наружная подвижная гильза 18, установленная на цилиндрической наружной поверхности корпуса 11 в виде вращающегося ввода и способная смещаться под действием исполнительного устройства 1 в осевом направлении к соединительному ниппелю 30, как это будет описано ниже. Подвижная гильза 18 имеет продолжение 20, которое обеспечивает осевое смещение подвижной гильзы 18 в направлении к исполнительному устройству 1 в средней части быстродействующей соединительной муфты 10, в результате чего цанги 15 стопорятся при их охвате подвижной гильзой 18 в положении подключения. Кроме того, этот, расположенный на стороне выпускного отверстия узел установлен с возможностью вращения по отношению к среднему переключающему или исполнительному узлу, что необходимо для подключения муфты 10 в любом положении после проворачивания.
Как показано на продольном сечении на фиг.2, на внутренней поверхности корпуса 11, расположенной на стороне выходного отверстия 13, предусмотрен уплотнительный поршень 22, прилегающий к уплотнительной поверхности соединительного ниппеля 30. Уплотнительный поршень 22 герметизирован по отношению к цангам 15 с помощью нескольких, расположенных на переднем конце корпуса 11 уплотнительных колец 24, в результате чего не может выходить наружу газообразная и/или жидкая среда, текущая по центральной оси быстродействующей соединительной муфты 10.
Большое значение имеет при этом выпускной клапан 25, расположенный в центральной части корпуса 11. При этом выпускной клапан 25 нагружен пружиной сжатия 28, установленной в корпусе 11. Выпускной клапан 25 служит для того, чтобы непосредственно перед подключением быстродействующей соединительной муфты 10 к соединительному ниппелю 30 подаваемая через соединительный переходник 14 среда не могла выйти наружу даже при открытом соединительном кране заправочной установки. При насадке быстродействующей соединительной муфты 10 на соединительный ниппель 30 выпускной клапан 25 смещается по оси уплотнительным поршнем 22 и при этом открывается. Однако впускной клапан 35 быстродействующей соединительной муфты остается все еще закрытым, он открывается лишь при последующих действиях быстродействующей соединительной муфты или ее толкателя 41, как это будет описано ниже.
Особое значение имеет расположенное по наружному периметру корпуса 11 подвижное кольцо 40, которое нагружается рычажным механизмом 42, дополнительно управляющим толкателем 41. Толкатель 41 расположен в корпусе 11 и нагружен пружиной сжатия. Как показано на изображении, подвижное кольцо 40 нагружено коромыслом 43, в результате чего оно может смещаться из положения открытия в положение подключения или блокировки. При подъеме вверх ручного рычага 50 (внутри ручной скобы 45) коромысло 43 вручную перемещается вниз вдоль торцевой поверхности подвижного кольца 40, при этом одновременно упорный рычаг 44 ручного рычага 50 защелкивается на ручной скобе 45. Внутри ручной скобы 45 выполнена ступенчатая фиксирующая впадина 44' для аретирования ручного рычага 50 в положении заправки. Для разобщения производят высвобождение из фиксирующей впадины 44' нажатием на упорный рычаг 44, после чего ручной рычаг 50 поворачивается вниз вокруг своей оси 51 (в данном случае по часовой стрелке) (см. фиг.4), причем связанные с ним элементы рычажного механизма 42 перемещаются совместно, т.е. коромысло 43 со своей косо выполненной передней поверхностью 43' снова поворачивается вверх вдоль подвижного кольца 40, как это можно видеть, сравнивая фигуры 3 и 4.
Кроме того, рычажный механизм 42 воздействует на ролик 46, связанный с толкателем 41, и содержит два, расположенных друг над другом рычага 47, 47', нижние концы которых связаны с ручным рычагом 50 через общий болт 48' в качестве шарнира. Наружный рычаг 47', изображенный на фиг.3 в несколько уменьшенном виде, своим верхним концом шарнирно связан с коромыслом 43 через болт 48, в результате чего последний поворачивается после приведения в действие ручного рычага 50 в плоскости чертежа (фигуры 1 и 3) и перемещает по оси подвижное кольцо 40. Одновременно с этим внутренний рычаг 47 смещается вверх по канавке на боковой поверхности корпуса 11 в виде кулисы 49 для нагружения ролика 46 в осевом направлении с помощью клиновидной поверхности 47а. В результате связанный с ним толкатель 41 прижимается к впускному клапану 35 и приводит его в положение открытия. При этом толкатель 41 нагружается пружиной сжатия (см. трехмерное изображение на фиг.4), вследствие чего ролик 46 прилегает к клиновидной поверхности 47а внутреннего рычага 47. Предпочтительно, чтобы толкатель 41 служил не только для управляемого открытия впускного клапана 35, но также и для приведения в действие промежуточно расположенного воздушного клапана 60. Этот клапан сообщен через сверление 61 в корпусе 11 (см. фиг.2) с вентиляционным соединительным элементом 70, в результате чего могут отводиться назад остатки газа или текучей среды из соединительной муфты 10. Воздушный клапан 60, приводимый в действие также толкателем 41, дополнительно облегчает разъединение, так как в этом случае может происходить заданное падение давления.
В отношении рычажного механизма 42 и нагруженного им ролика 46 с помощью толкателя 41 необходимо отметить, что показанный вариант выполнения может быть осуществлен также с помощью направляющей скольжения вместо ролика 46 или за счет рычагов 47, 47' с другими размерами для передачи значительного ручного усилия ручного рычага 50. Показанная здесь же клиновидная поверхность 47а, как и передняя поверхность 43' коромысла 43 со скосом, имеет то преимущество, что при подъеме во время движения ролика 48 или при смещении вдоль подвижного кольца 40 происходит передача большого усилия, в результате чего связанный с ним толкатель 41 и подвижное кольцо 40 способны оказывать очень большие усилия на впускной клапан 35 и воздушный клапан 60 или выпускной клапан 25. Этой передаче способствуют также длина рычагов 47 и 47' рычажного механизма 42 и соотношение плеч ручного рычага 50 (расстояние между точкой вращения 51 и шарнирной точкой болта 48'). При этом следует отметить, что на обеих выполненных плоскими боковых поверхностях средней части корпуса 11 симметрично расположено по одному такому рычажному механизму 42, которые через (общий) болт 48' шарнирно соединены с ручным рычагом 50. Этим достигается равномерность нагружения подвижного кольца 40. Кроме того, расположенные на обеих сторонах рычажные механизмы 42 закрыты показанной на фиг.3 обшивкой 81 для исключения их загрязнения или повреждений. К ней примыкает изображенная на фиг.2 облицовка 80, которая в своей центральной части может дополнительно служить ручкой.
Для отсоединения быстродействующей соединительной муфты 10 и отвода из положения подключения упорный рычаг 44 с помощью профилированного ручного рычага 50 вручную отводят несколько назад. После небольшого поворота ручной рычаг 50 деблокируется (движение вниз), в результате чего подвижная гильза 18 отходит назад. В результате этого цанги 15 могут снова разжиматься радиально наружу, причем одновременно толкатель 41 смещается в данном случае влево посредством рычажного механизма 42 до момента движения коромысла 43 вверх, что необходимо для осевого смещения подвижного кольца 40 вправо. Прежде чем в этом случае будет нарушен герметичный контакт между уплотнительным поршнем 22 и соединительным ниппелем 30, происходит закрытие выпускного клапана 25 в виде последовательного управления. В результате таких, практически одновременно происходящих действий достигается очень быстрое закрытие впускного и выпускного клапанов 35, 25 и исключается выход наружу текучей среды.
Коромысло 43 вместе с рычажным механизмом, обеспечивающим передачу усилия, позволяет произвести с уменьшенным усилием подключение быстродействующей соединительной муфты 10 к соединительному ниппелю 30, причем цанги 15 смыкаются только в том случае, когда будет достигнут герметичный контакт, так как в открытом положении цанги 15 (или другие блокировочные элементы, например, шарики) поддерживаются до тех пор, пока в результате осевого смещения уплотнительного поршня 22 и подвижного кольца 40 в прямой очередности цанги 15 не займут положение открытия, необходимое для соединения. На фиг.4 в трехмерном виде представлено изображение на фиг.3, причем соответствующие элементы отмечены одинаковыми позициями, использованными на фиг.1 и 2. Изображенный здесь важный рычажный механизм 42 имеет одинаковую конструкцию, при этом приводимый им в действие толкатель 41 и подвижное кольцо 40 изображены схематически. Благодаря осевому смещению толкателя 41 (в данном случае направо) обеспечивается пропускание газа, а при смещении подвижного кольца 40 (в данном случае влево) происходит открытие выпускного клапана 25 в заданной последовательности, описанной выше.