优先权
本专利申请案要求2016年4月27日提交的第15/140,011号美国非临时专利申请案的优先权，所述美国非临时专利申请案要求2015年4月27日提交的第62/153,399号美国临时专利申请案的优先权。此类申请案的全部内容以引用方式并入本文中。
本发明总体上涉及一种经配置以将低温流体输送到容器(例如，燃料箱)的快速连接耦合器。
背景技术：
低温(例如小于-150℃)下的低温流体会造成特殊的处理问题，主要是因为此类流体的温度可快速冷却它们所流过的任何阀或耦合器。当此类耦合器用于转移低温流体时，如果转移发生在潮湿或高湿度的环境中，那么可能会发生冻结问题。耦合器内部或紧邻外部的水可能冻结，由此阻碍耦合器内的机械部件的后续移动。从单个耦合器到多个容器的连续转移可能会使问题复杂化。
另外，当耦合器与容器解耦时，需要将一定量的流体排放到环境中。如果所排放的流体处于高压下，那么排放可能导致耦合器从容器中有力地弹出。
技术实现要素：
本申请案是由所附权利要求界定。所述描述总结了实施例的方面，且不应用于限制权利要求。根据本文中所描述的技术可考虑其它实施方案，这将在查看以下附图及详细描述时显而易见，且此类实施方案旨在属于本申请案的范围之内。
本发明的实施例提供了一种快速连接耦合器，其包含排放止动组合件，所述排放止动组合件包含释放杠杆、释放弹簧、闩锁棘爪、闩锁弹簧、卡扣及复位凸轮。闩锁棘爪可经配置以与探针的探针凸缘接合，以实施对平移于快速连接耦合器内的探针的硬止动。卡扣可经配置以将闩锁棘爪保持在“向上”位置。
根据一些实施例，揭示了一种包含壳体主体、探针、手柄组合件及止动排放组合件的快速连接耦合器。探针可经配置以在壳体主体内平移。手柄组合件可耦合到壳体主体及探针，且手柄组合件可经配置以使探针在壳体内平移。止动排放组合件可经配置以使得快速连接耦合器能够在没有硬止动的情况下从解耦配置转变到耦合配置，且经配置以使得快速连接耦合器能够在从解耦配置转变到耦合配置之间转变到排放配置。
快速连接耦合器可进一步包含排放止动装置，其经配置以允许快速连接耦合器的耦合头从解耦配置无障碍地转变到耦合配置。排放止动装置可进一步经配置以当耦合头从耦合配置转变到解耦配置时在排放位置处提供硬止动。
根据一些实施例，符合本发明的快速连接耦合器可包含：壳体；探针，其经配置以在壳体内平移；保持物体；可滑动套筒，其经配置以引起保持物体的径向平移；位于探针内部的提升阀及阀座，所述提升阀经配置以相对于探针平移；手柄组合件，其经配置以使探针在壳体主体内平移；止动组合件，其经配置以选择性地阻止探针的平移。止动组合件可包含：棘爪，其经配置以占据活动位置及不活动位置两者，其中不活动位置阻止探针的平移；卡扣，其固定到壳体且经配置以将探针保持在不活动位置中；杠杆，其经配置以接合棘爪；弹簧，其固定到壳体及杠杆两者且经配置以经由杠杆将棘爪偏置到不活动位置；及凸轮，其经配置以使棘爪与卡扣脱离且使棘爪占据活动位置。
根据一些实施例，符合本发明的快速连接耦合器包含：壳体；探针，其经配置以在壳体内沿纵向方向平移；手柄组合件，其经配置以使探针在壳体内平移，其中手柄组合件可在第一位置与第二位置以及第三位置之间移动，所述第一位置对应于其中流体贮槽与容器断开的解耦位置，所述第二位置对应于其中流体贮槽连接到容器的耦合位置，所述第三位置对应于其中流体贮槽连接到容器且使得能够排放流体的排放位置；及止动组合件，其经配置以当手柄组合件从第二位置移动到第三位置时，选择性地阻止探针沿第一平移方向的平移。
根据额外实施例，符合本发明的快速连接耦合器包含：壳体主体；探针，其经配置以在壳体主体内平移；多个保持物体；可滑动套筒，其经配置以使多个保持物体相对于壳体主体径向平移；位于探针内部的提升阀及阀座，所述提升阀经配置以相对于探针平移；手柄组合件，其经配置以使探针在壳体主体内平移；及止动组合件，其经配置以选择性地阻止探针的平移，所述止动组合件包含：棘爪，其经配置以占据活动位置及不活动位置两者，其中不活动位置阻止探针的平移；卡扣，其固定到壳体主体且经配置以将探针保持在不活动位置；杠杆，其经配置以接合棘爪；弹簧，其固定到壳体主体及杠杆两者，且经配置以经由杠杆将棘爪偏置到不活动位置；及凸轮，其经配置以使棘爪与卡扣脱离且使棘爪占据活动位置。
为了更好地理解本发明，可参考附图中所示的实施例。附图中的组件不一定按比例绘制，且可省略相关的元件以便强调并清楚地说明本文中所描述的新颖特征。另外，如所属领域中已知的，系统组件可进行不同布置。在附图中，除非另有规定，否则相同的附图标记可指代全部不同图中的相同部分。应当理解，在某些横截面视图中为了清楚起见，未在横截面中展示某些元件，因为展示出来并不会有助于理解本发明。
附图说明
图1是快速连接耦合器的俯视图，其描绘了三个手柄位置。
图2是图1的快速连接耦合器的顶部横截面视图。
图3是图1的快速连接耦合器的顶部横截面视图，其中手柄处于第二位置。
图4是图1的快速连接耦合器及示范性容器的侧视横截面视图。
图5是沿图1的5-5的图1的快速连接耦合器的横截面侧视图，其中手柄处于第一位置。
图6是类似于图5的横截面侧视图，其中手柄处于第二位置。
图7是类似于图5的横截面侧视图，其中手柄处于第三位置且止动件处于第一位置。
图8是类似于图7的横截面侧视图，其中止动件处于第二位置。
图9是图1的快速连接耦合器的耦合头的横截面视图，其展示了保持球的细节。
具体实施方式
虽然本文中所描述的特征、方法、装置及系统可以各种形式具体体现，但是在附图中展示且在下文中将描述一些示范性及非限制性实施例。然而，并非本发明中描述的所有所描绘的组件均是必需的，且一些实施方案可包含除本发明中明确描述的组件之外的额外组件、不同组件或更少组件。在不脱离本文中所阐述的权利要求的精神或范围的情况下，可变化组件的布置及类型。如上文所阐述，在某些横截面视图中为了清楚起见，未在横截面中展示某些元件，因为展示出来并不会有助于理解本发明。
图1是具有耦合器头部区段101及耦合器主体区段102的快速连接耦合器100的俯视图。快速连接耦合器100的组件可被认为是第一结构及/或第二结构的部分，其中第一结构及第二结构的组件经配置以相对于彼此移动，如本文中进一步描述。第一结构可包含套筒205、一或多个驱动销210及探针组合件215，所述探针组合件包含耦合端220。一或多个驱动销210延伸穿过保持架225中界定的相应驱动槽140。驱动销210将套筒205连接到探针组合件215。在各种实施例中，驱动销210经由相对的保持环655a及655b固定到探针组合件215。如图2中所示，保持环655a及655b抵压在探针组合件215的外圆周上。第二结构包含保持架225，所述保持架界定耦合孔230并包含一或多个球245。
第一提升阀组合件235驻留在耦合孔230内且可被提升阀组合件弹簧280偏置。第一提升阀组合件235进一步包括保持器240及密封组合件260。第二结构可进一步包含一或多个导销250及壳体筒255。在实施例中，一或多个导销250使探针组合件215沿壳体筒255的纵向中心轴居中。另外，在实施例中，第二结构或其部分可为可移除的且经配置以用于由于损坏或维护需要而可能需要的轻松快捷移除及更换。本文中描述的设计的某些部分类似于共同拥有的第9,194,524号美国专利中揭示的某些部分，所述专利的全部内容以引用方式并入本文。
快速连接耦合器100进一步包含第一手柄130a及第二手柄130b。图1说明了快速连接耦合器100的三种不同配置中的第一手柄130a及第二手柄130b的位置：(1)配置a对应于快速连接耦合器100的解耦状态；(2)配置b对应于快速连接耦合器100的耦合状态；及(3)配置c对应于快速连接耦合器100的实现排放的半耦合状态。如下文所讨论，排放止动组合件经配置以在配置c中提供硬止动。
图2是当将手柄130a及130b全部或基本上全部从耦合器头部区段101原路拉回时，配置a中的快速连接耦合器100的顶部横截面视图。手柄130a及130b经由第一筒凸缘270a及第二筒凸缘270b可旋转地耦合到壳体筒255。另外，第一连杆组合件275a及第二连杆组合件275b分别可旋转地附接到第一手柄130a及第二手柄130b。第一连杆组合件275a及第二连杆组合件275b也可旋转地附接到探针组合件215。更具体地，每个连杆组合件275的一端可固定到手柄130。每个连杆组合件275的另一端可经由底座605固定到探针组合件215。在一些实施例中，底座605直接附接到探针组合件215。在其它实施例中，底座605经由环610所递送的压缩力固定到探针组合件215。
当手柄130a及130b旋转而使得快速连接耦合器100能够在a配置与b配置之间转变时，第一结构沿中心轴x相对于第二结构纵向平移。更具体地，手柄130a及130b从它们在配置a中的位置旋转到它们在配置b中的位置经由连杆组合件275将纵向力递送到探针组合件215。此纵向力与探针弹簧265的反向偏置力相反，使得探针组合件215能够在壳体筒255中进行纵向平移。套筒205借助于驱动销210与探针组合件215一起纵向地平移。在图2中，套筒205相对于保持架225纵向缩回。在图3中，套筒205相对于保持架225纵向延伸。探针弹簧265的一端可搁置在固定到凸缘290的弹簧座625上。下文详细地描述凸缘290。探针弹簧265的另一端可搁置在弹簧阻挡件620上，所述弹簧阻挡件经由销、螺钉或螺栓615固定到壳体筒255。
图4是沿中心轴x对准的快速连接耦合器100及燃料加注容器400的侧视横截面视图。燃料加注容器400包含耦合主体410，其包含唇缘420及唇缘420后面的凹部425。耦合主体410界定第二提升阀孔430。第二提升阀组合件440安置在第二提升阀孔430内且被弹簧450偏置关闭。
快速连接耦合器100经配置以与燃料加注容器400耦合。参考图4，耦合主体410滑入第一耦合孔230，使得保持器240能够滑入第二提升阀孔230。当保持器240滑入第二提升阀孔230时，弹簧密封件260密封在耦合主体410的内径上。另外，第一提升阀组合件235顶在第二提升阀组合件440上。来自第二提升阀组合件440的力与弹簧280的反向偏置力相反，使得第一提升阀组合件235能够纵向平移，直到抵达硬止动650(标记在图9中)为止。当第一提升阀组合件235纵向平移时，提升阀组合件235的密封表面640从保持器240的阀座645缩回。流体现在可从耦合端220通过探针组合件215流入第二提升阀孔430。
一旦第一提升阀组合件235顶在硬止动650(标记在图9中)上，第一提升阀组合件235就会将增强的纵向力转移到第二提升阀组合件440。增强的力与弹簧450的反向偏置力相反且使得第二提升阀组合件440能够从阀座(未示出)纵向缩回。应当明白，第二提升阀组合件440可根据与第一提升阀组合件235相同的一般原理来进行操作。
在配置a中，当耦合主体410容纳在第一耦合孔230内时，唇缘420将一或多个球245径向向外推动到它们的狭槽910(参见图9)中，直到唇缘420纵向平移经过球245为止。然后，用户接合配置b，如图3中所示。在配置b中，套筒205覆盖狭槽910，所述狭槽将球245锁定在唇缘420后面的凹部425中。耦合主体410现在被锁定在第一耦合孔230内。
在配置b中，第二提升阀组合件440及第一提升阀组合件235可操作以使得流体能够从快速连接耦合器100流入耦合主体410。如上文所讨论，密封件260密封在第二提升阀孔430内的耦合主体410的内圆周上。在实施例中，密封组合件260是包含激励弹簧的两件式密封件。
当快速连接耦合器100从燃料加注容器400中释放时，流体(例如，液体天然气)可随着与燃料加注容器400的连接断开而从快速连接耦合器100中排出。流体通过容器400中的狭槽635及耦合器100中的狭槽630排出。在一些实施例中，当密封件260纵向缩回经过狭槽635时，发生排放，从而将第二提升阀孔430暴露于周围环境。
期望在快速连接耦合器100与燃料加注容器400完全脱离之前允许快速连接耦合器100排放，这是因为排放可在耦合器100及容器400中的一或多者上产生显著的推进力。在实施例中，快速连接耦合器100在配置c中施加正止动，使得快速连接耦合器100能够在其与燃料加注容器400完全脱离之前进行排放。
图7展示了快速连接耦合器100的配置c。一般来说，探针组合件215在边缘523上进行硬止动。在此位置中，套筒205覆盖球245(且更具体地，球槽910)。因此，套筒205将球245压入凹槽425中。在此位置中，容器400无法与耦合器100拆离。提升阀组合件不再接触，且因此闭合。另外，密封件260已经纵向地缩回到排放槽635后面，使得流体能够经由排放槽635及630从孔430中排放到周围环境。
在完成排放之后，用户可启动排放止动组合件以使探针组合件215(且因此套筒205)完全缩回。现在唇缘420在球245上施加径向力，使球245径向平移并与凹槽425脱离。一旦发生此情况，用户可将接合器100从容器400中缩回。在各种实施例中，球245是球形的，由金属制成，且大小适于狭槽910内的干涉配合。球245的球形形状有利地比其它形状更高效地从凹槽425中释放。另外，球形球245倾向于高效地释放冰。
如上文所讨论，快速连接耦合器100经配置以经由排放止动组合件在配置c处产生正止动。图5描绘了排放止动组合件，且还展示了对应于配置a的解耦状态的快速连接耦合器100。排放止动组合件包含释放杠杆501、杠杆弹簧502、杠杆弹簧连接器503、闩锁棘爪520、卡扣510、闩锁销522及复位凸轮530。释放杠杆501、杠杆弹簧连接器503、卡扣510及闩锁棘爪520可直接或间接地附接到壳体筒255，而复位凸轮530可附接到探针组合件215。在各种实施例中，杠杆弹簧502的一端直接附接到释放杠杆501，且杠杆弹簧502的另一端直接附接到固定到壳体筒255的杠杆弹簧连接器503。
闩锁棘爪520可旋转地安装在杆521上，且可在“向下”位置与“向上”位置之间旋转，在所述“向下”位置中，所述闩锁棘爪的前缘523与探针凸缘290接合以在配置c处提供阻止探针组合件215的平移的硬止动，如图7所示，在所述“向上”位置中，闩锁棘爪520脱离探针凸缘290，如图5中所示。如下文所述，当手柄130a、130b从配置a移动到配置b时，复位凸轮530用于将闩锁棘爪520从其“向上”位置复位到“向下”位置。在所描绘的实施例中，闩锁棘爪520由于释放杠杆501及/或杠杆弹簧502的向下偏置力而朝探针组合件215向下偏置。
当快速连接耦合器100处于配置a时，如图5中所示，闩锁棘爪520通过闩锁棘爪520与卡扣510之间的摩擦力而保持在“向上”位置。此类摩擦力提供向上的保持力，其可大于或等于由杆521及释放杠杆501中的一或多者施加在闩锁棘爪520上的向下偏置力。在闩锁棘爪520被卡扣510保持在此“向上”位置时，闩锁棘爪520不与探针凸缘290接合。
如图1及5中所示，闩锁销522固定到闩锁棘爪520，且可与闩锁棘爪520一体地形成。闩锁销522横向延伸超过闩锁棘爪520的外侧。例如在图5中，闩锁销522延伸进出页面。这使得闩锁销522能够接合卡扣510的两侧(图1展示卡扣510的两侧)，而不直接接触闩锁棘爪520。这有利地减少了闩锁棘爪520上的磨损且腾出空间以使杠杆501接合闩锁棘爪。
替代地，根据一些实施例，闩锁棘爪520可经配置以包含使闩锁销522延伸穿过其中的顶部开口(未示出)，使得闩锁棘爪520可经配置以通过顶部开口接合闩锁销522而不直接接触闩锁棘爪520。
通过配置卡扣510以将闩锁棘爪520保持在“向上”位置，当快速连接耦合器100从配置a(即，解耦状态)转变到配置b(即，耦合状态)时，闩锁棘爪520的前缘523不会随着探针组合件215朝着耦合器头部区段101向前平移而接触探针凸缘290。闩锁棘爪520的成角度形状还有助于防止探针组合件215在此移动期间硬止动。
如图6中所示，复位凸轮530与探针组合件215一起平移，且当快速连接耦合器100转变到配置b时开始与闩锁棘爪520接合。在配置b中，如图4中所示，快速连接耦合器100耦合到例如燃料加注容器400。如上文所讨论，耦合器100经配置以在配置b中将流体流动到容器400。
当快速连接耦合器100从配置a转变到配置b时，手柄130a及130b朝耦合器头部区段101旋转。手柄130a及130b的向前旋转使连杆275旋转，从而使探针组合件215从壳体筒255内纵向平移成与燃料加注容器400耦合接合。探针组合件215的平移使得复位凸轮530向前平移以接合闩锁棘爪520。通过接合闩锁棘爪520，复位凸轮530将闩锁棘爪520从其向上位置释放并将闩锁棘爪520旋转到其“向下”位置(如图6中所示)。在通过复位凸轮530复位之后，闩锁棘爪520被释放杠杆501及/或杠杆弹簧502中的一或多者偏置到其向下位置。
当手柄130a及130b远离耦合器头部区段101旋转时，快速连接耦合器100从配置b转变到如图7中所示的配置c。手柄130a及130b的转变进一步导致探针组合件215平移回到第二壳体筒255中，直到探针凸缘290接触闩锁棘爪520为止。在闩锁棘爪520在配置b中从“向上”位置释放到“向下”位置之后，如图7中所示，闩锁棘爪520现在处于适当位置以接触探针凸缘290。如上所述，闩锁棘爪520提供硬止动，其防止探针组合件215在壳体筒255内进一步缩回。如上所述，这使得耦合器100及容器400借助于球245及套筒205保持锁定在一起。
闩锁棘爪520可经由释放杠杆501从其与探针凸缘290的硬止动接合中释放。用户可在已经完成适当的排放之后释放闩锁棘爪520。图8说明了在由闩锁棘爪520与探针凸缘290接合所提供的硬止动释放之后的快速连接耦合器100。手柄130a及130b可继续占据它们的配置c位置。释放杠杆501的相对端上的向下力将闩锁棘爪520从硬止动中释放。更具体地，释放杠杆501的相对端上的向下力导致释放杠杆501的另一端将闩锁棘爪520朝卡扣510升高或旋转。如上所述，弹簧502可将释放杠杆501偏置到图7中所示的位置。在各种实施例中，释放杠杆501围绕弹簧502与释放杠杆501之间的附接点枢转。
如果耦合器100中的部分由于冻结而被卡住，那么可能需要纵向搅动(即，推拉)快速连接耦合器100以完全与燃料加注容器400脱离。更具体地，用户可能需要对手柄130施加力，直到冰破裂且探针组合件215自由移动为止。在此类情况下，消除由棘爪520提供的硬止动可能是有利或必须的。卡扣510经配置以在闩锁棘爪520上提供足够的向上保持力(例如，摩擦力)，以便在快速连接耦合器被搅动时将闩锁棘爪520保持在“向上”位置。通过使用卡扣510来帮助将闩锁棘爪520维持在“向上”位置，可降低或甚至消除在快速连接耦合器100被来回搅动时所述闩锁棘爪520掉落并与探针凸缘290重新接合的风险。
通常，用户将理解，当耦合器100处于图7的配置c时，快速连接耦合器100需要在排放过程完成之后被纵向搅动。用户现在可应用释放杠杆501以将闩锁棘爪520从硬止动位置释放到图8中所示的“向上”位置。更具体地，在意识到需要对快速连接耦合器100进行纵向搅动之后，用户可在卡扣510将闩锁棘爪520保持在“向上”位置时纵向地搅动快速连接耦合器100。在快速连接耦合器100的纵向搅动期间，卡扣510经配置以使闩锁棘爪520保持在“向上”位置。
另外，在如图9中所描绘的一些实施例中，可期望将球245安置在分别由锥形壁920a及锥形壁920b界定的锥形槽910a及锥形槽910b内。例如，锥形槽910a、910b可凹向保持架225的外部及内部部分。锥形槽910a、910b可能是合乎需要的，因为锥形槽910a、910b倾向于更有效地释放冰，当存在低温时(例如，当使用例如液体天然气等冷却的气体时或在低温环境条件下)，在锥形槽910a、910b内可能形成冰。锥形壁920a、920b可为各种配置及各种类型的锥体，包含线性锥体或弯曲椎体，且整个锥形槽910a、910b可包含或可不包含锥体。在各种实施例中，球245是由金属制成，且大小适于锥形槽910内的尺寸干涉配合。
球245经进一步设计大小以在径向方向上从狭槽910突出。更具体地，套筒105使球245从保持架225的内圆周径向突出。当套筒105未覆盖狭槽910时，唇缘420使球从保持架225的外圆周径向突出。在图9中，球245b从保持架225的外圆周b向外径向突出一定距离a。球245b的最外点现在从保持架225径向延伸距离a-b。在图9中，球245a从保持架225的内圆周d向内径向突出一定距离c。球245a的最内点现在从保持架225径向延伸距离c-d。在一些实施例中，重力可能导致球245占据图9中所示的位置。在其它实施例中，尺寸干涉配合对于重力而言太紧而不能使球245径向平移。
应当注意，在所述描述及附图中，相同或基本类似的元件可用相同的附图标记来进行标记。然而，有时这些元件可能被标记有不同的数字或序列号，在此类情况中，此类标签有助于进行更清楚的描述。另外，本文中所阐述的附图不一定按比例绘制，且在一些情况下，可能夸大比例以更清楚地描绘某些特征。如上文所说明，本说明书旨在作为整体看待且根据如本文中教示且为所属领域一般技术人员所理解的本发明的原理进行解释。
虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是所属领域技术人员应明白，可根据本发明的总体教示来形成对所述细节的各种修改及替代。因此，所揭示的具体布置仅仅是说明性的而不限制本发明的范围，本发明的范围将被赋予所附权利要求及其任何等同物的全部广度。