BR112016007686B1

BR112016007686B1 - Unidade de válvula de retenção compreendendo um elemento de atenuação de som

Info

Publication number: BR112016007686B1
Application number: BR112016007686-9A
Authority: BR
Inventors: Brian M. Graichen; Matt Gilmer; Keith Hampton; David E. Fletcher; Rex Bravo; Andrew Niedert
Original assignee: Dayco Ip Holdings, Llc
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2022-07-26
Also published as: EP3505801B1; EP3055597A4; KR20160067987A; EP3055597B1; BR112016007686A2; EP3055597A2; CN105051434B; WO2015054372A2; CN105051434A; JP6632973B2; KR102184253B1; JP2016534288A; US9534704B2; BR122020011348B1; EP3505801A1; WO2015054372A3; US20150096637A1

Abstract

UNIDADE DE VÁLVULA DE RETENÇÃO COMPREENDENDO UM ELEMENTO DE ATENUAÇÃO DE SOM. São descritas unidades de válvula de retenção que apresentam um ou mais elementos de atenuação de som. A unidade de válvula de retenção inclui um alojamento, que define uma porta de entrada, uma porta de saída, e uma câmara em comunicação fluida com ela, definindo desse modo um trajeto do fluxo a partir da porta de entrada através da câmara para a porta de saída. A câmara inclui uma primeira e uma segunda sedes de válvula e apresenta um elemento de vedação disposto na mesma que é móvel a partir de uma posição assentada na primeira sede da válvula para uma posição assentada na segunda sede da válvula. Um elemento de atenuação de som é disposto no trajeto do fluxo a jusante da câmara, no interior da câmara, ou ambos. Em outra forma de realização, a unidade de válvula de retenção inclui uma porção de Venturi em comunicação fluida com a câmara. A porção de Venturi apresenta uma junção fluída com o trajeto do fluxo a jusante da câmara ou constitui a seção de descarga da porção do Venturi, definindo assim a porta de saída.

Description

Pedidos de Patente relacionados

[001] O presente pedido reivindica o benefício do pedido de patente Norte Americano N° 61/888.186, depositado em 08 de outubro de 2013, e do pedido de patente Norte Americano N° 61/913.756, depositado em 09 de dezembro de 2013.

Campo técnico

[002] O presente pedido se refere à atenuação de ruído em um dispositivo que produz vácuo usando o efeito Venturi e/ou em válvulas de retenção, mais particularmente, à inclusão de um elemento poroso nele em uma posição a jusante da fonte de ruído. Fundamento

[003] Motores, por exemplo, motores de veículos, são conhecidos por incluir aspiradores ou ejetores para a produção de vácuo e/ou válvulas de retenção. Tipicamente, os aspiradores são usados para gerar um vácuo que é menor do que o vácuo do coletor do motor pela indução de uma parte do ar do motor para deslocá-lo através de um Venturi. Os aspiradores podem incluir neles as válvulas de retenção ou o sistema pode incluir válvulas de retenção separadas. Quando as válvulas de retenção são separadas, elas normalmente são incluídas a jusante entre a fonte de vácuo e o dispositivo que utiliza o vácuo.

[004] Durante a maioria das condições de operação de um aspirador ou válvula de retenção, o fluxo é classificado como turbulento. Isto significa que, em adição ao movimento de grandes quantidades de ar, há turbilhões sobrepostos. Estes turbilhões são bem conhecidos no campo da mecânica dos fluidos. Dependendo das condições de operação, a quantidade, o tamanho físico, e a localização desses turbilhões é continuamente variável. Um resultado de tais turbilhões estarem presentes em uma base transiente é que eles geram ondas de pressão no fluido. Estas ondas de pressão são geradas através de uma gama de freqüências e magnitudes. Quando estas ondas de pressão se deslocam através dos orifícios de conexão para os dispositivos que usam o vácuo, diferentes freqüências naturais podem se tornar mais intensas. Estas freqüências naturais são oscilações, seja do ar quanto da estrutura circundante. Se estas freqüências naturais estiverem na faixa audível e de magnitude suficiente, o então ruído gerado pela turbulência pode ser ouvido sob o capô e/ou no compartimento do passageiro. Tal ruído é indesejável, e novos aspiradores, ejetores, e/ou válvulas de retenção são necessários para eliminar ou reduzir este tipo de ruído.

[005] Um exemplo de ejetor é descrito no documento WO/2007/05011. Um silenciador adequado para uma bomba a vácuo seca é descrito no documento CN 201377408. O documento WO 2008/014306 é direcionado a uma bomba de cromatografia que inclui uma válvula de retenção com um filtro de partículas. Outras patentes antecedentes incluem a US 3765505 e EP 0442582.

Síntese

[006] As várias unidades de válvula de retenção descritas aqui atenuam o ruído de forma eficaz, em particular durante a sua utilização em um motor de combustão interna. Em uma forma de realização, as unidades de válvula de retenção incluem um alojamento que define uma porta de entrada, uma porta de saída, e uma câmara em comunicação fluida com a porta de entrada e a porta de saída, definindo assim um trajeto de fluxo a partir da porta de entrada, através da câmara, para a porta de saída. A câmara apresenta uma primeira sede da válvula e uma segunda sede da válvula e um elemento de vedação disposto na câmara, o qual é móvel a partir de uma posição assentada na primeira sede da válvula para uma posição assentada na segunda sede da válvula. Para conseguir a atenuação do som, a unidade de válvula de retenção inclui um elemento de atenuação de som disposto no trajeto de fluxo a jusante da câmara, disposto no interior da câmara, ou em ambos os locais.

[007] Em cada forma de realização, o elemento de atenuação de som inclui um material poroso que atenua a onda de pressão de ruído por meio de interferência. Uma vez que as unidades de válvula de retenção são, algumas vezes, utilizadas em um motor de combustão interna, o elemento de atenuação de som é resistente ao calor nas temperaturas experimentadas com base em seu posicionamento no interior do motor de combustão interna. Em uma forma de realização, o elemento de atenuação de som é um plugue contínuo de material poroso. Em outras formas de realização, o elemento de atenuação de som apresenta um ou mais orifícios que passam através do mesmo que são geralmente alinhados com a direção do fluxo no trajeto do fluxo.

[008] Em uma unidade de válvula de retenção, um primeiro elemento de atenuação de som é disposto no trajeto do fluxo próximo à porta de entrada e um segundo elemento de atenuação de som é disposto no trajeto do fluxo próximo à porta de saída.

[009] Em outra unidade de válvula de retenção, um primeiro elemento de atenuação de som é disposto na câmara e forma tanto a primeira sede da válvula quanto a segunda sede da válvula, e um segundo elemento de atenuação de som é disposto no trajeto do fluxo próximo à porta de saída.

[0010] Em ainda outra unidade de válvula de retenção, uma porção do Venturi apresenta uma junção fluída com o trajeto do fluxo a jusante da câmara que coloca a porção do Venturi em comunicação fluida com a porta de saída. Aqui, um primeiro elemento de atenuação de som é disposto no trajeto do fluxo próximo à porta de saída, e um segundo elemento de atenuação de som é disposto no trajeto do fluxo próximo à porta de entrada, ou é disposto na câmara.

[0011] Em ainda outra forma de realização, uma porção do Venturi se encontra em comunicação fluida com a câmara, e uma seção de descarga da porção do Venturi define a porta de saída da câmara. Aqui, o elemento de atenuação de som é disposto na seção de descarga da porção do Venturi. Opcionalmente, esta forma de realização pode incluir ainda uma segunda câmara que apresenta uma segunda porta de entrada e uma segunda porta de saída em comunicação fluida com ela, definindo desse modo um trajeto do fluxo a partir da porta de entrada, através da câmara, para a porta de saída. A segunda câmara inclui uma primeira sede da válvula e uma segunda sede da válvula e apresenta um elemento de vedação disposto na mesma, o qual é móvel a partir de uma posição assentada na primeira sede da válvula para uma posição assentada na segunda sede da válvula. Quando esta segunda câmara estiver presente, ela pode ser chamada de uma válvula de retenção de derivação. A porta de saída da segunda câmara apresenta uma junção fluída com a seção de descarga da porção do Venturi a jusante do elemento de atenuação de som. Em adição, a seção de descarga pode incluir um cânister para alojar o elemento de atenuação de som. O cânister pode incluir uma primeira porção do cânister como parte da seção de descarga da porção do Venturi. A primeira porção do cânister define uma sede para o elemento de atenuação de som e uma segunda porção do cânister, que é acoplada à primeira porção do cânister, encerra o elemento de atenuação de som em uma primeira câmara do cânister. Em uma forma de realização, este cânister é um cânister de câmara dupla que forma uma segunda câmara que envolve ao menos uma porção da seção de descarga da porção do Venturi a montante da primeira câmara.

[0012] Esta síntese destaca várias formas de realização das unidades de válvula de retenção aqui descritas. Muitas variações são fornecidas na descrição detalhada abaixo. Breve descrição dos desenhos - a figura 1 é uma vista em perspectiva lateral de uma primeira forma de realização de um aspirador para a atenuação do ruído do fluxo de ar turbulento. - a figura 2 é uma vista lateral, de uma seção transversal longitudinal plana, do aspirador da figura 1. - a figura 3 é uma vista lateral, de uma seção transversal longitudinal plana, de uma outra forma de realização de um aspirador para a atenuação do ruído do fluxo de ar turbulento. - a figura 4A é uma vista em perspectiva frontal de uma válvula de retenção. - a figura 4B é uma vista da seção transversal longitudinal da válvula de retenção da figura 4A. - a figura 4C é uma vista da seção transversal longitudinal de uma segunda forma de realização de uma válvula de retenção com a configuração externa mostrada na figura 4A. - a figura 5A é uma vista em perspectiva superior de uma forma de realização de um elemento de atenuação de som. - a figura 5B é uma vista em perspectiva superior de outra forma de realização de um elemento de atenuação de som. - a figura 5C é uma vista plana de cima de outra forma de realização de um elemento de atenuação de som. - a figura 6A é uma vista em perspectiva lateral de uma segunda forma de realização de um aspirador para a atenuação do ruído do fluxo de ar turbulento. - a figura 6B é uma vista lateral plana da seção transversal longitudinal do aspirador da figura 6A. - a figura 7A é uma vista em perspectiva lateral de uma terceira forma de realização de um aspirador para a atenuação do ruído do fluxo de ar turbulento. - a figura 7B é uma vista lateral plana da seção transversal longitudinal do aspirador da figura 7A. - a figura 8A é uma vista em perspectiva lateral de uma quarta forma de realização de um aspirador para a atenuação do ruído do fluxo de ar turbulento. - a figura 8B é uma vista lateral plana da seção transversal longitudinal do aspirador da figura 8A.

Descrição detalhada

[0013] A descrição detalhada a seguir irá ilustrar os princípios gerais da presente invenção, exemplos dos quais são adicionalmente ilustrados nos desenhos acompanhantes. Nos desenhos, os números de referência iguais indicam elementos idênticos ou funcionalmente semelhantes.

[0014] Tal como utilizado aqui, “fluido” significa qualquer tipo de líquido, suspensão, colóide, gás, plasma, ou combinações dos mesmos.

[0015] A figura 1 é uma vista externa de um conjunto de válvula de retenção e aspirador, genericamente identificado pelo número de referência 100, para uso em um motor, por exemplo, no motor de um veículo. O motor pode ser um motor de combustão interna, e o veículo ou o motor pode incluir um dispositivo que requeira um vácuo. As válvulas de retenção e ou aspiradores são freqüentemente conectados a um motor de combustão interna antes da borboleta do motor e após a borboleta do motor. O motor e todos os seus componentes e/ou subsistemas não são mostrados nas figuras, com a exceção de algumas caixas incluídas para representar os componentes específicos do motor, tal como aqui identificados, e, entende-se que os componentes e/ou subsistemas do motor podem incluir qualquer um dentre os comumente encontrados em motores de veículos. Apesar das formas de realização nas figuras serem referidas aqui aos aspiradores, devido à porta de movimentação 108 se encontrar conectada à pressão atmosférica, as formas de realização não se limitam aos mesmos. Em outras formas de realização, a porta de movimentação 108 pode ser conectada a pressão de boost, tal como as pressões atribuídas ao ar em pressão de boost produzida por um turbocompressor e, como tal, o “dispositivo aspirador”, de preferência, é referido agora como um ejetor.

[0016] Os conjuntos de válvulas de retenção e aspirador, aqui descritos, podem apresentar formas de realização alternativas, tais como as formas de realização da figura 1 e figura 2 e a forma de realização da figura 3, 100, 100’, respectivamente. Ambos os conjuntos de válvulas de retenção e aspirador 100, 100’ são passíveis de ser conectados a um dispositivo que requer um vácuo 102 e criar vácuo para o dito dispositivo 102 através do fluxo de ar por uma passagem 144, que se estende em geral pelo comprimento de uma porção do conjunto de válvula de retenção e aspirador, concebido para criar o efeito de Venturi. Os conjuntos de válvulas de retenção e aspirador 100, 100’ incluem o alojamento 101 que, conforme ilustrado, é formado por uma porção superior do alojamento 104 e uma porção inferior do alojamento 106. As designações de porção superior e inferior são em relação aos desenhos, conforme orientados na página, para propósitos de descrição, e não são limitadas à orientação ilustrada quando utilizado em um sistema do motor. De preferência, a porção superior do alojamento 104 é unida à porção inferior do alojamento 106 por meio de soldagem sônica, aquecimento, ou outros métodos convencionais para a formação de uma vedação hermética entre elas.

[0017] Ainda com referência às figuras 1-3, a porção inferior do alojamento 106 define a passagem 144 que inclui uma pluralidade de portas, algumas das quais pode ser conectada a componentes ou subsistemas do motor. As portas incluem: (1) uma porta de movimentação 108, a qual fornece ar limpo a partir do filtro de ar 170 da admissão do motor, tipicamente obtido a montante da borboleta do motor; (2) uma porta de sucção 110, que pode conectar-se através da válvula de retenção 111 a um dispositivo que requer vácuo 102; (3) uma porta de descarga 112, a qual é conectada a um coletor de admissão do motor 172 a jusante da borboleta do motor; e, opcionalmente, (4) uma porta de derivação 114. A válvula de retenção 111 é, de preferência, disposta de modo a evitar que o fluido flua a partir da porta de sucção 110 para o dispositivo de aplicação 102. Em uma forma de realização, o dispositivo que requer vácuo 102 é um dispositivo de boost do freio do veículo. A porta de derivação 114 pode ser conectada ao dispositivo que requer vácuo 102 e, opcionalmente, pode incluir uma válvula de retenção 120 entre os mesmos, no trajeto do fluxo de fluido. A válvula de retenção 120 é, de preferência, disposta de modo a evitar que o fluido flua a partir da porta de derivação 114 para o dispositivo de aplicação 102.

[0018] Conforme mostrado nas figuras 2 e 3, a porção inferior do alojamento 106 em ambas as formas de realização inclui as sedes inferiores da válvula 124, 126. Cada uma dentre as sedes inferiores da válvula 124, 126 é definida por uma parede externa contínua 128, 129, e, opcionalmente, uma parede de fundo, tal como a parede 130 na sede inferior da válvula 124. Um orifício 132, 133 é definido em cada dentre as sedes inferiores da válvula 124, 126, respectivamente, para permitir a comunicação de fluxo de ar com a passagem de ar 144. Na figura 2, cada uma dentre as sedes inferiores da válvula 124, 126 inclui uma pluralidade de dedos radialmente espaçados 134, 135 que se estendem para cima a partir de uma superfície superior da mesma. Os dedos radialmente espaçados 134, 135 servem para suportar um elemento de vedação 136, 137. Na figura 3, apenas uma dentre as sedes inferiores da válvula, especificamente a sede inferior 124 da válvula, inclui uma pluralidade de dedos radialmente espaçados 134. A segunda sede inferior 126 da válvula inclui um primeiro elemento de atenuação de som 192, em vez da pluralidade de dedos radialmente espaçados. Em outra forma de realização não mostrada, ambas as sedes inferiores da válvula 124, 126 podem incluir elementos de atenuação de som, em vez da pluralidade de dedos radialmente espaçados.

[0019] Novamente com referência às figuras 1 a 3, a porção superior do alojamento 104 é configurada para casar ou acoplar, na ou com a, porção inferior do alojamento 106 de modo a formar as válvulas de retenção 111, 120, se ambas estiverem presentes. A porção superior do alojamento 104 define a passagem 146 que se estende pelo comprimento da mesma e define uma pluralidade de portas, algumas das quais podem ser conectadas aos componentes ou subsistemas do motor. As portas incluem: (1) uma primeira porta 148 que pode ser coberta com a tampa 174 ou pode ser conectada a um componente ou subsistema do motor; (2) uma segunda porta 150 (parte da porta de entrada para a câmara/cavidade 166) em comunicação fluída com a porta de sucção 110 na porção inferior do alojamento 106, e entre as quais é disposto o elemento de vedação 136; (3) uma terceira porta 152 (parte da porta de entrada para a câmara/cavidade 167) em comunicação fluída com a porta de derivação 114 na porção inferior do alojamento 106, e entre as quais é disposto o elemento de vedação 137; e (4) uma quarta porta 154, que pode funcionar como uma entrada que conecta o conjunto de válvula de retenção e aspirador a um dispositivo que requer vácuo 102.

[0020] Conforme mostrado nas figuras 2 e 3, a porção superior do alojamento 104, em ambas as formas de realização, inclui as sedes superiores da válvula 125, 127. Cada uma dentre as sedes superiores da válvula 125, 127 é definida pela parede externa contínua 160, 161 e pela parede de fundo 162, 163. Ambas as sedes superiores da válvula 125, 127 podem incluir um pino 164, 165 que se estende para baixo a partir das paredes de fundo 162, 163, respectivamente, em direção à porção inferior do alojamento 106. Os pinos 164, 165 funcionam como um guia para a translação dos elementos de vedação 136, 137 no interior das cavidades 166, 167 definidas pela sede superior da válvula 125 acoplada com a sede inferior da válvula 124 e definida pela sede superior da válvula 127 acoplada com a sede inferior da válvula 126. Portanto, cada elemento de vedação 136, 137 inclui um orifício através do mesmo, dimensionado e posicionado no mesmo para a recepção do pino 164, 165 no interior de sua respectiva cavidade 166, 167.

[0021] Novamente com referência às figuras 2 e 3, a passagem 144 na porção inferior do alojamento 106 apresenta uma dimensão interna ao longo de um eixo longitudinal central que inclui uma primeira porção afunilada 182 (também referida aqui como o cone de movimentação) na seção de movimentação 180 da porção inferior do alojamento 106 acoplada a uma segunda porção afunilada 183 (também referida aqui como o cone de descarga) na seção de descarga 181 da porção inferior do alojamento 106. Aqui, a primeira porção afunilada 182 e a segunda porção afunilada 183 são alinhadas extremidade a extremidade (extremidade de saída 184 da seção de movimentação 180 na extremidade de entrada 186 da seção de descarga 181). As extremidades de entrada 188, 186 e as extremidades de saída 184, 189 podem apresentar o formato circular, formato elíptico, ou qualquer outro formato poligonal e, a dimensão interna se afunila gradualmente e continuamente se estendendo a partir de tal ponto, pode definir, mas não é limitada a uma hiperbolóide ou um cone. Algumas configurações de exemplo para a extremidade de saída 184 da seção de movimentação 180 e a extremidade de entrada 186 da seção de descarga 181 são apresentadas nas figuras 4 a 6 do co-pendente pedido de patente US 14/294.727, depositado em 03 de junho de 2014, aqui incorporado em sua totalidade como referência.

[0022] Como pode ser visto nas figuras 2 e 3, a primeira porção afunilada 182 termina em uma junção fluída com a porta de sucção 110, a qual se encontra em comunicação fluida com ela e, nesta junção, a segunda porção afunilada 183 começa e se estende para longe da primeira porção afunilada 182. A segunda porção afunilada 183 também se encontra em comunicação fluída com a porta de sucção 110. A segunda porção afunilada 183, em seguida, forma uma junção com a porta de derivação 114 próximo à extremidade de saída 189 da segunda porção afunilada e se encontra em comunicação fluida com ela. As primeira e segunda porções afuniladas 182, 183, normalmente compartilham o eixo longitudinal central da porção inferior do alojamento 106.

[0023] Ainda com referência às figuras 2 e 3, a segunda porção afunilada 183 afunila gradualmente e continuamente a partir de uma extremidade de entrada 186 de menor dimensão para uma extremidade de saída 189 de maior dimensão. A porta de derivação opcional 114 intercepta a seção de descarga 190 conforme descrito acima, para ficar em comunicação fluída com a segunda seção afunilada 183. A porta de derivação 114 pode interceptar a segunda seção afunilada 183 adjacente, mas a jusante da extremidade de saída 189. A porção inferior do alojamento 106 pode, posteriormente, ou seja, a jusante da intersecção da porta de derivação, continuar com uma passagem interna cilindricamente uniforme, até que termine na porta de descarga 112. Cada uma das respectivas portas 108, 110, 112, e 114 pode incluir um recurso de conector na superfície externa da mesma para a conexão da passagem 144 às mangueiras ou outros recursos no motor.

[0024] Quando um dos conjuntos de válvula de retenção e aspirador 100, 100’ são conectados a um sistema do motor, por exemplo, conforme ilustrado nas figuras 2 e 3, as válvulas de retenção 111 e 120 funcionam conforme a seguir. Conforme o motor opera, o coletor de admissão 172 aspira o ar na porta de movimentação 180, através da passagem 144 e sai na porta de descarga 112. Isso cria um vácuo parcial nas válvulas de retenção 111, 120 e na passagem 146 para trazer as vedações 136, 137 para baixo contra a pluralidade de dedos 134, 135 (figura 2) ou contra a pluralidade de dedos 134 e o primeiro elemento de atenuação de som 192 (figura 3). Devido ao espaçamento dos dedos 134, 135 e/ou à natureza porosa do primeiro elemento de atenuação de som 192, é permitido o fluxo de fluido da passagem 144 para passagem 146. O vácuo parcial criado pela operação do motor serve no auxílio de produção de vácuo ao menos para a operação do dispositivo que requer vácuo 102.

[0025] O sistema de fluxo de ar em um motor de combustão interna típico opera sob o princípio de que, conforme o motor opera, um vácuo parcial é criado, que aspira ar através da porta de admissão de ar do carburador do injetor de combustível para ajudar na combustão adequada do combustível. Este vácuo tem se mostrado útil em auxiliar como complemento de vácuo dos subsistemas no veículo, em particular, especialmente freios, sistemas de purga de vapor de combustível, transmissões automáticas e, mais recentemente, sistemas de condicionamento de ar. Os conjuntos de válvulas de retenção e aspirador, tais como os conjuntos 100, 100’, podem fornecer uma conexão entre a via aérea principal e o subsistema, e serve para prevenir que a pressão de retorno do subsistema perturbe o fluxo de ar através da via aérea principal.

[0026] O fluxo de fluido no interior dos conjuntos de válvulas de retenção e aspirador descrito acima é em geral classificado como turbulento. Isto significa que, em adição ao movimento de grandes quantidades do fluxo de fluido, tal como ar, há ondas de pressão que se deslocam através do conjunto e diferentes freqüências naturais podem tornar-se intensas, ou seja excitadas, resultando assim em ruído gerado pela turbulência. Os conjuntos de válvulas de retenção e aspirador 100, 100’, conforme pode ser visto nas figuras 2 e 3, incluem um ou mais elementos de atenuação de som, 192, 194, 196. Os elementos de atenuação de som 192, 194, 196 são colocados no interior do trajeto do fluxo na proximidade, mas a jusante, das regiões em que o ruído gerado pela turbulência é criado. Como pode ser visto na figura 2, o segundo elemento de atenuação de som 194 é disposto próximo da, ou na, porta de descarga 112, devido à seção de descarga 190 ser uma porção em que tal ruído é criado. Também na figura 2, o terceiro elemento de atenuação de som 196 se encontra presente e é disposto próximo da, ou na, quarta porta 154 da passagem 146, devido ao trajeto do fluxo entre a porta de derivação 114, a válvula de retenção 120 e a quarta porta 154, ser uma porção em que tal ruído é criado. Tal como descrito acima e ilustrado na figura 3, o primeiro elemento de atenuação de som 192 é disposto no interior da cavidade 167 da válvula de retenção 120, especificamente assentado no interior da sede inferior da válvula 126.

[0027] Os elementos de atenuação do som 192, 194, 196 são porosos, de tal forma que o fluxo de fluido através das, e entre as, passagens 144, 146, não é restrito, mas o som (ruído gerado pela turbulência) é atenuado. Com referência à figura 2, as setas sólidas representam o fluxo de fluido no interior do conjunto de válvula de retenção e aspirador e, as setas tracejadas representam o trajeto para o deslocamento do ruído gerado pela turbulência. Tal como ilustrado, existem dois caminhos potenciais para o ruído gerado pela turbulência: (1) na direção ao coletor de admissão do motor 172; e (2) na direção do, e no, dispositivo que requer vácuo 102. Para eliminar ou reduzir este ruído, os elementos porosos são próximos, mas a jusante, da fonte de ruído turbulento. Por exemplo, os elementos de atenuação de som podem ser posicionados na porta de descarga, porta de sucção, passagem da válvula de retenção de derivação acima da válvula de retenção, e ou na passagem da válvula de retenção de sucção acima da válvula de retenção.

[0028] As válvulas de retenção 111, 120 também podem produzir ruído turbulento devido ao fluxo através das mesmas. Este ruído iria se deslocar para baixo em qualquer das duas conexões. Os elementos de atenuação de som podem ser colocados tanto nas passagens de entrada quanto de saída, e/ou em ambas as válvulas de retenção 111, 120.

[0029] Os elementos de atenuação do som 192, 194, 196 são porosos, conforme explicado acima, e podem ser feitos a partir de uma variedade de materiais, incluindo metais, plásticos, cerâmicas, ou vidro. O elemento de atenuação de som pode ser feito a partir de fio, tecido ou partículas sinterizadas unidas, fibras tecidas ou entrelaçadas, mas não são limitados a estes. A característica porosa dos elementos de atenuação de som causa a atenuação das ondas de pressão de ruído, por interferir com as mesmas, mas deve ser de tamanho e formato suficientes para não restringir ou interferir indevidamente com o fluxo de fluido, por exemplo, o fluxo de ar. Em uma forma de realização, os elementos de atenuação de som 192, 194, 196 não são prejudicados (não deterioram) pelas temperaturas de operação de um motor com base no posicionamento do aspirador no sistema do motor. Em adição, os elementos de atenuação de som 192, 194, 196 não são prejudicados pelas vibrações que ocorrem durante as condições de operação do motor.

[0030] Com referência agora às figuras 4A a 4C, são mostradas as válvulas de retenção 202, 203 autônomas, que são independentes de um conjunto do aspirador. A válvula de retenção 202 inclui um alojamento 204 que define uma cavidade interna 206 que apresenta um pino 264 sobre o qual é assentado um elemento de vedação 236 e define uma primeira porta 210 em comunicação fluída com a cavidade interna 206 e, uma segunda porta de fluído 212 em comunicação fluída com a cavidade interna 206. A cavidade interna 206 tipicamente apresenta dimensões maiores do que a primeira porta 210 e a segunda porta 212. Nas formas de realização ilustradas, a primeira porta 210 e a segunda porta 212 são posicionadas em oposição uma à outra para definir um trajeto genericamente linear do fluxo através da válvula de retenção 202, quando o elemento de vedação 236 não estiver presente, mas não se limita a esta configuração. A porção do alojamento que define a cavidade interna 206 inclui uma primeira sede interna 214 sobre a qual o elemento de vedação assenta quando a válvula de retenção estiver fechada e uma segunda sede 216, sobre a qual o elemento de vedação assenta quando a válvula de retenção estiver aberta. Na figura 4B, a segunda sede 216 é uma pluralidade de dedos radialmente espaçados 234 que se estendem no interior da cavidade interna 206 a partir de uma superfície interna da cavidade interna que é mais próxima da primeira porta 210. Na figura 4C, a segunda sede 216 é uma face ou superfície de um primeiro elemento de atenuação de som 292.

[0031] Conforme mostrado nas figuras 4B e 4C, cada uma dentre as válvulas de retenção 202, 203 inclui ao menos um elemento de atenuação de som. Conforme descrito acima, o primeiro elemento de atenuação de som 292 (figura 4C) pode ser posicionado na cavidade interna 206 e fornece a segunda sede 216 para o elemento de vedação 236. O segundo elemento de atenuação de som 294 pode ser incluído conforme mostrado na figura 4B, próximo da, ou na, abertura que define a saída para a primeira porta 210. Um terceiro elemento de atenuação de som 296 pode ser incluído conforme mostrado na figura 4B, próximo da, ou na, abertura que define a entrada da segunda porta 212. Uma válvula de retenção pode incluir qualquer um ou mais destes primeiro, segundo, e terceiro elementos de atenuação de som 292, 294, 296. Os elementos de atenuação de som são porosos e podem ser de, ou incluir, qualquer um dentre os materiais conforme descrito acima.

[0032] O primeiro elemento de atenuação de som 292 pode ser um disco de material poroso apresentando um orifício em geral central através do mesmo, ou um orifício parcial para receber o pino 264, mas não é limitado a essas configurações. Os segundo e terceiro elementos de atenuação de som 294, 296, podem ser plugues genericamente cilíndricos de material poroso, mas não são limitados a estes.

[0033] Conforme pode ser visto na figura 5B, nas formas de realização descritas acima qualquer um dentre os elementos de atenuação de som porosos pode ser um plugue contínuo de material poroso apenas com as passagens através dos mesmos sendo canais definidos por sua porosidade natural, ou seja, não há orifícios alargados. O plugue contínuo pode ser de qualquer formato e configuração para se ajustar no interior da porção selecionada da válvula de retenção ou aspirador ou outro dispositivo para a geração de vácuo, mas, conforme ilustrado, pode ser na forma de disco.

[0034] Conforme pode ser visto nas figuras 5A e 5C, os elementos de atenuação de som porosos, genericamente representados pelo número de referência 300 nestas figuras, podem incluir um ou mais orifícios 322, 342 através dos mesmos. Os orifícios oferecem a vantagem de minimizar a restrição de fluxo volumoso indesejável em qualquer uma das formas de realização aqui descritas. Os orifícios 322, 342 podem ser circulares na seção transversal, mas não são limitados a esta configuração. Em outra forma de realização, os orifícios 322, 342 podem ser elípticos ou poligonais na seção transversal. Cada orifício apresenta um eixo central genérico que é tipicamente orientado genericamente paralelo à direção do fluxo através da porção do aspirador em que o elemento de atenuação de som 300 é disposto. Conforme pode ser visto na figura 5A, se um único orifício 322 estiver presente, ele em geral pode ser posicionado centralmente no interior do elemento de atenuação de som 300, mas não é limitado a essa configuração. As dimensões do orifício 322 são tipicamente menores do que as dimensões internas da passagem a montante adjacente ao elemento de atenuação de som 300. Quando o orifício 322 é circular na seção transversal, o diâmetro do orifício 322 pode ser de cerca de 8 milímetros a cerca de 14 mm. Conforme pode ser visto na figura 5C, uma pluralidade de orifícios 342 são presentes e são posicionados simetricamente um em relação ao outro no interior do elemento poroso de atenuação de som 300. Estes orifícios 342 podem ser circulares na seção transversal, conforme mostrado, mas não são limitados a este formato, e, se desejado, podem ser dispostos de modo não simétrico. Conforme descrito para a figura 5A, também aqui as dimensões dos orifícios 342 são menores do que as dimensões internas da passagem a montante adjacente ao elemento de atenuação de som 300. Quando os orifícios 342 são circulares na seção transversal, o diâmetro de cada um pode ser de cerca de 3 milímetros a cerca de 5 mm.

[0035] Em uma forma de realização, o elemento de atenuação de som 300 pode ser genericamente na forma de rosca ou toroidal, assim, apresentar um diâmetro interno, um diâmetro externo e uma espessura. O diâmetro interno pode ser o mesmo ou ligeiramente maior do que o do trajeto do fluxo. O diâmetro externo e a espessura são variáveis e são selecionados com base no nível requerido de atenuação do som, necessário durante as condições de operação. Em uma forma de realização, qualquer dos elementos de atenuação de som pode ser feito de um diâmetro de 0,05 milímetros de cabo contínuo de aço inoxidável que é tecido em uma malha cilíndrica, achatada e, em seguida, enrolada no diâmetro externo selecionado. A densidade do tecido pode ser de cerca de 0,24 mg/mm3 até cerca de 0,35 mg/mm3. Em uma forma de realização, a densidade do tecido é dentro deste intervalo e de cerca de 0,3 mg/mm3. A densidade do tecido dentro de intervalo é passível de ser alcançada através da variação do diâmetro do fio, da estrutura do tecido, e da tensão no enrolamento da malha cilíndrica no diâmetro externo selecionado.

[0036] As formas de realização representadas nas figuras 6A e 6B, 7A e 7B e 8A e 8B são de formas de realização alternativas dos aspiradores 400, 401, e 402, respectivamente. Os números de referência identificam componentes similares ou o mesmo, conforme descrito e usado nas figuras 1 a 3. Cada um destes aspiradores 400, 401, 402 inclui um elemento poroso de atenuação de som 300 no interior da passagem 144 a jusante do orifício 132 de uma porção do Venturi e disposto na seção de descarga 181 (porta de saída da câmara 166). Assim, conforme pode ser visto nas figuras 6B, 7B, e 8B, o elemento de atenuação de som 300 se encontra após o orifício 132 e antes da porta de derivação 114. O elemento de atenuação de som é mostrado como o elemento de atenuação de som da figura 5A, mas, naturalmente, não é limitado a essa configuração.

[0037] A forma de realização das figuras 6A e 6B apresentam três partes do alojamento primário: (1) o alojamento superior 104, conforme descrito acima e o alojamento inferior 106 descrito acima, mas dividido em uma (2) porção de Venturi 106a e (3) uma porção de derivação 106b. A porção do Venturi 106a inclui uma porta de movimentação 108 que pode incluir um conector de mangueira 410 sobre a superfície externa que define a porta de movimentação 108, um cone de movimentação 182, um Venturi de aspiração 132, a metade inferior da válvula de retenção 111, especificamente a sede inferior da válvula 124, e um cone de descarga 183 que termina em uma primeira porção do cânister 412. A porção de derivação 106b inclui uma segunda porção do cânister 414, passível de ser conectada com a primeira porção do cânister 412 para encerrar o elemento de atenuação de som 300 em uma câmera fechada 420 definida pelo cânister 416, formada quando as primeira e segunda porções do cânister 412, 414 são acopladas em conjunto. A porção de derivação 106b também inclui uma porta de derivação 114 e a metade inferior da válvula de retenção 120, especificamente a sede inferior 126, e porta de descarga 112, que pode incluir um conector de mangueira 418 sobre a superfície externa que define a porção de descarga 112.

[0038] Quando o alojamento superior 104 e a porção do Venturi 106a e a porção de derivação 106b são montadas, um primeiro disco da válvula de retenção 136 é assentado na válvula de retenção 111 e um segundo disco da válvula de retenção 137 é assentado na válvula de retenção 120.

[0039] A forma de realização das figuras 7A e 7B, semelhante à forma de realização das figuras 6A e 6B, apresenta três partes do alojamento principal: (1) o alojamento superior 104, e o alojamento inferior 106 descrito acima, mas dividido em (2) porção do Venturi 106a’ e (3) uma porção de derivação 106b’. A porção do Venturi 106a’ é a mesma que a descrita na figura 6B, exceto que a montante do local onde o cone de descarga 183 termina em uma primeira porção do cânister 412, um colar 424 se estende radialmente para fora a partir da superfície externa do cone de descarga 183. Conforme visto na figura 7B, o colar 424 é posicionado entre o orifício 132 e a primeira porção do cânister 412. A porção de derivação 106b’ é a mesma que a descrita na figura 6B, exceto que a segunda porção do cânister 414’ é configurada para se estender para além da primeira porção do cânister 412 para acoplar no, ou ser acoplada ao, colar 424. Quando a primeira porção do cânister 412 e a segunda porção do cânister 414’ são unidas, elas encerram um elemento de atenuação de som 300 entre as mesmas em uma câmara fechada 420’ e também formam uma segunda câmara 426 localizada entre o colar 424 e a primeira porção do cânister 412. Quando montado, o cânister 417 é um cânister de câmara dupla que apresenta a segunda câmara 426, a qual envolve o exterior do cone de descarga 183 a montante da primeira câmara 420, que aloja o elemento de atenuação de som 300.

[0040] Com referência agora à figura 7B, a segunda câmara 426 contém ar e pode ser selada para conter o ar ou pode ser em comunicação fluída com o ar ambiente em torno do aspirador 401. Em outra forma de realização (não mostrada), a segunda câmara 426 pode incluir um segundo elemento de atenuação de som, que pode ser um material poroso que inclui ou não os orifícios tais como os mostrados nas figuras 5A e 5C. Quando montado, o aspirador 401 também inclui um primeiro disco de válvula de retenção 136 assentado na válvula de retenção 111 entre o alojamento superior 104 e a porção do Venturi 106a’ e um segundo disco de válvula de retenção 137 assentado na válvula de retenção 120 entre a caixa superior 104 e a porção de derivação 106b’.

[0041] Em adição, conforme mostrado na figura 7B, a porção de derivação 106b’ inclui um ou mais dedos 490 que se estendem para o interior do orifício 322 do elemento de atenuação de som 300 em uma posição que coloca os dedos em geral contra uma superfície do mesmo, o que define o diâmetro externo ou dimensão do orifício 322. Se uma pluralidade de dedos 490 estiver presentes, eles podem ser igualmente distanciados dos dedos vizinhos adjacentes 490. O um ou mais dedos 490 proporcionam a vantagem de manter o elemento de atenuação de som em sua posição de instalação e reduzir a deformação do material durante as condições de operação do sistema. Apesar do dedo 490 ser mostrado como parte da porção de derivação 106b’, em outra forma de realização, de outro modo, os dedos poderiam se estender a partir da porção do Venturi 106a’.

[0042] A forma de realização das figuras 8A e 8B é essencialmente a forma de realização das figuras 6A e 6B, mas dividida em dois subconjuntos 430, 440, um dos quais inclui um cânister de atenuação de som 458, passível de ser unido em comunicação fluída por uma ou mais mangueiras 450. A forma de realização das figuras 7A e 7B, de modo semelhante, também pode ser dividida em dois subconjuntos, apesar de não ilustrado nas figuras. Os subconjuntos incluem um subconjunto do Venturi 430 e um subconjunto de derivação 440.

[0043] O subconjunto de Venturi 430 inclui uma primeira porção de alojamento superior 432 que inclui a sede superior da válvula 125, conforme descrito acima e, uma porção inferior do Venturi 106, conforme descrito na figura 6B, a qual termina com uma primeira porção do cânister 412. Quando a primeira porção superior do alojamento 432 se encontra acoplada na porção inferior do Venturi 106, um primeiro disco da válvula de retenção 136 é assentado entre a sede superior da válvula 125 e a sede inferior da válvula 126 para formar a válvula de retenção 111. A porção de Venturi 106a inclui uma porta de movimentação 108 que pode incluir um conector de mangueira 410 sobre a superfície externa que define a porta de movimentação 108, um cone de movimentação 182, um Venturi de sucção 132, a metade inferior da válvula de retenção 111, especificamente a sede inferior da válvula 124, e um cone de descarga 183 que termina em uma primeira porção do cânister 412. Na porção inferior Venturi 106 uma tampa de cânister 460 é passível de ser conectada, a qual compreende uma segunda porção do cânister 462 e uma porção do conector 464 que apresenta os recursos de conexão da mangueira 466 sobre sua superfície externa. A segunda porção do cânister 462 é passível de ser conectada com a primeira porção do cânister 412 para encerrar o elemento de atenuação de som 300 em uma câmara fechada 470 formada entre os mesmos, quando as primeira e segunda porções do cânister 412, 414 são unidas.

[0044] Tal como ilustrado nas figuras 8A e 8B, o primeiro alojamento superior 430 pode incluir um primeiro elemento de estabilização 480 de frente para a porção inferior do Venturi 106 e posicionada para acoplar com um segundo elemento de estabilização 482 incluído como parte da porção inferior do Venturi 106. O aspirador 402 montado apresenta o primeiro elemento de estabilização 480 acoplado com o segundo elemento de estabilização 482 para enrijecer e fortalecer o aspirador, em particular, a metade do aspirador que apresenta o cânister de atenuação de som 458.

[0045] O subconjunto de derivação 440 inclui uma segunda porção superior do alojamento 434 e uma porção inferior da derivação 106c. A segunda porção superior do alojamento 434 inclui uma sede superior da válvula 125 que define, conforme descrito acima, uma porção da válvula de retenção 120 e da terceira porta 152, que se encontra em comunicação fluída com a porta de derivação 114 na porção inferior do alojamento da derivação 106c. A segunda porção superior do alojamento 434 também inclui um duto 472 que apresenta uma quinta porta 474 passível de ser conectada a uma sexta porta 436 da primeira porção superior do alojamento 432 através de uma mangueira 450. A porção superior do alojamento da derivação 434 também inclui a quarta porta 154, descrita acima, que pode funcionar como uma entrada que conecta o conjunto de válvula de retenção e aspirador 402 a um dispositivo que requer vácuo. A porção inferior do alojamento da derivação 106c inclui a porta de derivação 114, a metade inferior da válvula de retenção 120, especificamente a sede inferior da válvula 126, e a porta de descarga 112, que pode incluir os recursos de conexão da mangueira 418 em sua superfície externa.

[0046] Conforme mostrado na figura 8B, a tampa do cânister 460 inclui um ou mais dedos 490’ que se estendem para o interior do orifício 322 do elemento de atenuação de som 300 em uma posição que coloca os dedos em geral contra uma superfície da mesma, que define o diâmetro ou dimensão externa do orifício 322. Se uma pluralidade de dedos 490’ estiver presente, ela pode ser igualmente afastada dos dedos vizinhos adjacentes 490’. O um ou mais dedos 490’ proporcionam a vantagem de manter o elemento de atenuação de som em sua posição de instalação e reduzir a deformação do material durante as condições de operação do sistema. Apesar do dedo 490’ ser mostrado como uma parte da tampa do cânister 460, em outra forma de realização, de outro modo, os dedos poderiam se estender a partir da porção do Venturi 106a.

[0047] A vantagem de cada uma dentre as diversas formas de realização aqui descritas é que o ruído gerado, tipicamente a partir do fluxo turbulento através do dispositivo e da operação da porção do Venturi e/ou das válvulas de retenção, é reduzido. Isso é benéfico para um usuário que espera um sistema operação tranqüilo.

[0048] Tendo sido descrita a invenção em detalhe e com referência às formas de realização preferidas da mesma, será evidente que são possíveis modificações e variações sem se afastar do escopo da invenção, o qual é definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. Unidade de válvula de retenção (400, 401, 402) caracterizada por compreender: - um alojamento (104 e 106) que define uma primeira válvula de retenção (111) que apresenta uma porta de entrada (150, 154), uma porta de saída (110), e uma câmara (166) em comunicação fluida com a porta de entrada (150, 154) e a porta de saída (110), definindo assim um trajeto do fluxo a partir da porta de entrada, através da câmara, para a porta de saída, sendo que a câmara (166) inclui uma primeira sede da válvula (124) e uma segunda sede da válvula (125) e definindo uma segunda válvula de retenção (120); - um disco de vedação (136) disposto na câmara (106) da primeira válvula de retenção (111) e móvel no interior da câmara (206) a partir de uma posição assentada na primeira sede da válvula (124) para uma posição assentada na segunda sede da válvula (125) apenas em resposta a uma diferença de pressão através do próprio disco de vedação (136); - um Venturi de sucção (132) em comunicação fluída com a câmara (166) da primeira válvula de retenção (111); e caracterizada por um elemento de atenuação de som (192, 194, 196, 292, 294, 296, 300) disposto no trajeto do fluxo a jusante da câmara (166) da primeira válvula de retenção (111) e do Venturi de sucção (132) sendo que a segunda válvula de retenção (120) apresenta um junção fluída com a câmara (166) da primeira válvula de retenção (111) a jusante do elemento de atenuação de som (192, 194, 196, 292, 294, 296, 300).

2. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o elemento de atenuação de som (192, 194, 196, 292, 294, 296, 300) incluir um material poroso que atenua a onda de pressão de ruído por interferência.

3. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o elemento de atenuação de som (192, 194, 196, 292, 294, 296, 300) ser resistente ao calor para as temperaturas em um motor de combustão interna.

4. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o elemento de atenuação de som (192, 194, 196, 292, 294, 296, 300) ser um plugue contínuo de material poroso.

5. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o elemento de atenuação de som (192, 194, 196, 292, 294, 296, 300) apresentar um ou mais orifícios (322, 342) que passam através do mesmo que são em geral alinhados com a direção do fluxo no trajeto do fluxo.

6. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o alojamento (104 e 106) apresentar uma porção de Venturi (106a, 106a’) em comunicação fluída com a porta de descarga (112).

7. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por um primeiro elemento de atenuação de som (194) ser disposto no trajeto do fluxo próximo à porta de descarga (112).

8. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por um segundo elemento de atenuação de som (192) é disposto em uma câmara (167) da segunda válvula de retenção (120).

9. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a segunda válvula de retenção (120) compreender: - uma segunda câmara (167) que apresenta uma segunda porta de entrada (152) e uma segunda porta de saída (133) em comunicação fluida com a mesma, definindo desse modo um trajeto do fluxo a partir da porta de entrada (154), através da segunda câmara, para a porta de descarga (112), sendo que a segunda câmara (167) inclui uma primeira sede da válvula (126) e uma segunda sede da válvula (127); - um elemento de vedação (137) disposto na segunda câmara (127), o qual é móvel a partir de uma posição assentada na primeira sede da válvula (126) para uma posição assentada na segunda sede da válvula (127); e - sendo que a porta de saída (133) da segunda câmara (167) apresenta uma junção fluída com a seção de descarga (183) da porção de Venturi a jusante do elemento de atenuação de som (300).

10. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por a porção de Venturi (106a, 106a’) definir uma primeira porção do cânister (412) como parte de uma seção de descarga (183) da porção de Venturi (106a, 106a’) e a primeira porção do cânister (412) define uma sede para o elemento de atenuação de som (300) e uma segunda porção do cânister (414’), definida por uma porção de derivação (106b, 106b’), é acoplada à primeira porção do cânister (412) para encerrar o elemento atenuação de som (300) em uma primeira câmara (420) de um cânister (416, 417, 458).

11. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por o cânister (417) ser um cânister de câmara dupla que forma uma segunda câmara (426) que envolve ao menos uma porção da seção de descarga (183) da porção de Venturi (106a, 106a’) a montante da primeira câmara (420).

12. Unidade de válvula de retenção, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a seção de descarga (183) incluir um colar (424) que se estende para fora da mesma em uma posição a montante da primeira porção do cânister (412), sendo que o colar (424) é acoplado com a segunda porção do cânister (414’) definindo assim a segunda câmara (426).