BRPI0819479B1

BRPI0819479B1 - Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos e método para controlar um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos

Info

Publication number: BRPI0819479B1
Application number: BRPI0819479-3A
Authority: BR
Inventors: Emery S. Rose
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2019-10-15
Also published as: EP2247847B1; WO2009083877A3; WO2009083877A2; ATE551520T1; KR20100097717A; CN101910610B; KR101514704B1; CN101910610A; EP2247847A2; US7533830B1; BRPI0819479A2

Abstract

dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos e método para controlar um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos em um sistema de controle e método para operar um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, um primeiro sinal de acionamento é entregue de acordo com uma primeira programação de controle de sinal de acionamento a uma montagem de guia de ondas ultrassônicas para excitar uma guia de ondas ultrassônicas, durante um tempo previamente definido. em cada um de uma pluralidade de casos da primeira programação de controle de sinal de acionamento, um ângulo de fase, associado com a corrente e a tensão na montagem de guia de ondas durante a sua vibração ultrassônica, é determinado. uma segunda programação de controle de sinal é determinada, incluindo uma segunda frequência de sinal de acionamento ultrassônica para cada um dos casos em que o ângulo de fase do primeiro sinal de acionamento foi determinado. a segunda frequência de sinal de acionamento em cada um dos casos está baseada, pelo menos em parte, no ângulo de fase determinado em cada caso, durante a vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento.

Description

DISPOSITIVO DE LIBERAÇÃO DE LÍQUIDOS ULTRASSÔNICOS E MÉTODO PARA CONTROLAR UM DISPOSITIVO DE LIBERAÇÃO DE LÍQUIDOS ULTRASSÔNICOS

Campo da Invenção [001] Esta invenção refere-se de modo geral a dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos para liberação de curta duração pulsada ou intermitente, e mais particularmente a um sistema de controle em malha aberta para controlar a operação de tal dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos.

Histórico [002] Dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos são usados em vários campos para energizar líquido com o propósito de atomizar o líquido para fornecer uma fina névoa ou spray do líquido. Por exemplo, tais dispositivos são usados como nebulizadores e outros dispositivos de liberação de fármacos, equipamento de moldagem, umidificadores, sistemas de injeção de combustível para motores, sistemas de spray de pintura, sistemas de liberação de tinta, sistemas de mistura, sistemas de homogeneização e similares. Tais dispositivos de liberação tipicamente compreendem um compartimento que tem uma trajetória de escoamento por meio da qual o líquido escoa em um estado pressurizado para pelo menos um e, algumas vezes, uma pluralidade de aberturas ou orifícios de exaustão do compartimento. O líquido pressurizado é forçado a sair do compartimento na(s) abertura(s) de exaustão. Em algumas construções, o dispositivo pode incluir um membro de válvula para controlar o escoamento de líquido a partir do dispositivo.

[003] Em alguns dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos convencionais, um membro de excitação ultrassônica é tipicamente incorporado no dispositivo, e mais particularmente forma a porção do compartimento que define a(s) abertura(s) de exaustão. O membro de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 11/83 / 64 excitação é vibrado de modo ultrassônico conforme o líquido sai da(s) abertura(s) de exaustão para conferir energia ultrassônica ao líquido que sai. A energia ultrassônica tende a atomizar o líquido de modo que um spray de gotículas de líquido seja liberado a partir da(s) abertura(s) de exaustão. Como um exemplo, o documento de número US 5.330.100 (Malinowski) revela um sistema de injeção de combustível, no qual um bocal (por exemplo, parte do compartimento) do injetor de combustível é ele mesmo construído para vibrar de modo ultrassônico, de modo que energia ultrassônica seja conferida ao combustível conforme o combustível escoe para fora através de um orifício de saída do injetor. Em tal configuração, existe um risco de que a vibração do próprio bocal resultará em erosão por cavitação (por exemplo, devido à cavitação do combustível dentro do orifício de saída) do bocal no orifício de saída.

[004] Em outros dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos, o membro de excitação ultrassônica pode ser disposto na trajetória do escoamento através da qual o líquido escoa dentro do compartimento à montante da(s) abertura(s) de exaustão. Exemplos de tal dispositivo são revelados nas Patentes U.S. relacionadas Nos. 5.803.106 (Cohen et al.); 5.868.153 (Cohen et al.); 6.053.424 (Gipson et al.) e 6.380.264 (Jameson et al.), a revelação de cada uma das quais é aqui incorporada por referência. Essas referências, de modo geral, revelam um dispositivo para aumento da velocidade de escoamento de um líquido pressurizado através de um orifício, por aplicação de energia ultrassônica ao liquido pressurizado. Em particular, o líquido pressurizado é liberado para a câmara de um compartimento que tenha um bico de fieira, que inclua um orifício de saída (ou orifícios de saída), através do qual o líquido pressurizado sai da câmara.

[005] Uma trompa ultrassônica se estende longitudinalmente em parte dentro da câmara e em parte para o lado de fora da câmara e tem um diâmetro que diminui em direção ao bico disposto de modo adjacente ao

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 12/83 / 64 orifício de saída, para amplificar a vibração ultrassônica da trompa em seu bico. Um transdutor é anexado à extremidade externa da trompa para vibrar a trompa de modo ultrassônico. Uma desvantagem potencial de tal dispositivo é que a exposição dos vários componentes a um ambiente de alta pressão confere tensão substancial nos componentes. Em particular, porque parte da trompa ultrassônica está imersa na câmara e outra parte não está, há um diferencial de pressão substancial conferido aos diferentes segmentos da trompa, resultando em tensão adicional na trompa. Ademais, tal aparelho não pode acomodar prontamente um membro de válvula operante, que é comum em alguns dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos para controlar a liberação de líquido a partir do dispositivo.

[006] Em ainda outros dispositivos de liberação de líquido, e em particular naqueles que incluem um membro de válvula operante para controlar o escoamento de líquido a partir do dispositivo, é conhecido excitar de maneira ultrassônica o próprio membro de válvula, conforme o líquido sai do dispositivo. Por exemplo, na Patente U.S. No. 6.543.700 (Jameson et al.), a revelação da qual é aqui incorporada por referência, revela um injetor de combustível, no qual uma agulha de válvula do injetor é formada, pelo menos em parte, por um material magneto-restritivo responsivo a campos magnéticos mutantes em frequências ultrassônicas. Quando a agulha de válvula for posicionada para permitir que o combustível seja exaurido a partir do corpo de válvula (isto é, o compartimento), o campo magnético mutante em frequências ultrassônicas é aplicado à porção magneto-restritiva da agulha de válvula. Consequentemente, a agulha de válvula é excitada de modo ultrassônico para conferir energia ultrassônica ao combustível conforme ele sai do injetor através dos orifícios de saída.

[007] Em dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos valvulados, a energia ultrassônica é conferida ao líquido (por exemplo, combustível em que o dispositivo de liberação seja um injetor de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 13/83 / 64 combustível) em pulsos, ou de modo intermitente (a que se refere, de outra maneira, como eventos de liberação ou eventos de injeção), tal como somente quando a válvula for aberta. Os eventos são controlados por um sistema de controle adequado que, quando da abertura da válvula, envia um sinal elétrico na forma de uma onda (por exemplo, uma onda senoidal tendo uma frequência ultrassônica) ao transdutor para vibrar de modo ultrassônico a trompa durante um tempo previamente definido - a duração do qual define a liberação, ou evento de injeção. Uma vez que a válvula se feche, a liberação do sinal ao transdutor cessa para parar a vibração da trompa.

[008] Em alguns dispositivos de liberação de líquidos, tais como injetores de combustível ultrassônicos, o membro de excitação ultrassônica (por exemplo, a trompa ultrassônica) experimenta uma ampla faixa de condições ambientais que podem fazer com que a frequência natural do membro de excitação se desloque. Por exemplo, os injetores de combustível ultrassônicos experimentam substanciais mudanças de temperatura entre a partida e a operação subsequente do motor, resultando em variações em expansão térmica e em mudanças de propriedades de material na trompa ultrassônica, o que, por sua vez, pode deslocar a frequência natural da trompa. Adicionalmente, as condições de carga de contato, tais como contato metal contra metal entre a trompa e outros elementos do injetor, tais como a agulha de válvula, também podem deslocar a frequência natural (por exemplo, porque a agulha de válvula teria sua própria frequência ressonante que causaria algum deslocamento naquela da trompa ultrassônica). Tais condições podem mesmo resultar em deslocamentos durante o tempo previamente definido de um único evento de liberação, ou evento de injeção.

[009] Um sistema de controle por retro-alimentação convencional, tal como uma malha de fase bloqueada, é útil para controle de trompa ultrassônica, em dispositivos em que a trompa opere durante um tempo substancialmente mais longo, quando comparado, por exemplo, a um único

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 14/83 / 64 evento de injeção de um dispositivo de injeção de combustível. Entretanto, tal sistema de controle por retro-alimentação é ineficiente para tais eventos de curta duração porque as constantes de tempo de malha de retroalimentação são baixas demais para fazer os deslocamentos necessários no sinal elétrico (isto é, acionamento).

[0010] Consequentemente, há uma demanda por um sistema de controle para um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, e, em particular, por um sistema de controle de malha aberta, que forneça um controle mais efetivo da operação de tal dispositivo de liberação.

Sumário [0011] Em uma modalidade, um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, de modo geral, compreende um compartimento tendo uma câmara interna, pelo menos uma entrada em comunicação fluida com a câmara interna para receber líquido na câmara interna e pelo menos uma abertura de exaustão em comunicação fluida com a câmara interna, por meio da qual líquido dentro da câmara sai do compartimento em pelo menos uma abertura de exaustão. Uma montagem de guia de ondas ultrassônicas é separada do compartimento e disposta pelo menos na parte dentro da câmara interna do compartimento para energizar de modo ultrassônico o líquido dentro da câmara interna antes do líquido ser exaurido do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão. Um sistema de controle controla a operação do dispositivo de liberação de líquidos entre um modo de excitação, durante o qual a montagem de guia de ondas ultrassônicas é excitada para vibrar de modo ultrassônico, e um modo inativo, em que a montagem de guia de ondas ultrassônicas está substancialmente não excitada. O sistema de controle é operável para excitar a montagem de guia de ondas ultrassônicas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos, durante um tempo t previamente definido, incluindo ciclos de vibração múltiplos da montagem de guia de ondas.

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 15/83 / 64 [0012] O sistema de controle compreende, de modo geral, um gerador de sinal de acionamento operável para gerar um sinal de acionamento elétrico tendo uma frequência ultrassônica para liberação à montagem de guia de ondas, para excitar a montagem de guia de ondas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos. Um detector de fase está em comunicação com a montagem de guia de ondas para detectar dados de estado de fase da montagem de guia de ondas durante a operação da montagem de guia de ondas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquido, e para gerar um sinal indicativo dos dados de estado de fase. Um controlador é operável para receber dados de estado de fase a partir do detector de fase em múltiplos casos ao longo de toda a duração do tempo t previamente definido, durante o qual o dispositivo de liberação de líquidos opera em seu modo de excitação, e para gerar uma programação de controle de sinal de acionamento com base pelo menos nos dados de estado de fase, sendo que a programação de controle de sinal de acionamento inclui pelo menos uma frequência de sinal de acionamento para cada caso ao longo de todo o tempo t previamente definido do modo de excitação, e, adicionalmente, controlar a operação do gerador de sinal de acionamento para gerar um sinal de acionamento para operação subsequente do dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos no modo de excitação, de acordo com a programação de controle de sinal de acionamento.

[0013] Em uma modalidade de um processo para controlar um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, um primeiro sinal de acionamento é liberado de acordo com uma primeira programação de controle de sinal de acionamento para uma montagem de guia de ondas ultrassônicas, para definir um evento de excitação que dure um tempo previamente definido. A primeira programação de controle de sinal de acionamento define pelo menos uma primeira frequência de sinal de acionamento em uma pluralidade de casos ao longo de todo o tempo previamente definido, sendo que a

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 16/83 / 64 primeira frequência de sinal de acionamento é uma frequência ultras sônica. A montagem de guia de ondas ultrassônicas é responsiva ao primeiro sinal de acionamento para vibrar de modo ultrassônico durante o tempo previamente definido. Em cada caso da primeira programação de controle de sinal de acionamento, é determinado um ângulo de fase associado com a corrente e a tensão na montagem de guia de ondas durante a vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas durante o tempo previamente definido. O primeiro sinal de acionamento, de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento, cessa de ser liberado para montagem de guia de ondas no final do tempo previamente definido.

[0014] Uma segunda programação de controle de sinal de acionamento é determinada, incluindo uma segunda frequência de sinal de acionamento ultrassônica para cada um dos casos em que o ângulo de fase do primeiro sinal de acionamento foi determinado. A segunda frequência de sinal de acionamento, em cada um dos casos, é baseada, pelo menos em parte, no ângulo de fase determinado em cada caso durante a vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas, de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento. Um segundo sinal de acionamento, de acordo com a segunda programação de sinal de acionamento, é liberado à montagem de guia de ondas ultrassônicas, durante o tempo previamente definido, a montagem de guia de ondas ultrassônicas sendo responsiva ao sinal de acionamento para vibrar de modo ultrassônico durante o tempo previamente definido.

Breve Descrição dos Desenhos [0015] A Figura 1 é uma seção transversal longitudinal de uma modalidade de um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos da presente invenção, ilustrado na forma de um injetor de combustível para liberar combustível para um motor de combustão interna;

[0016] A Figura 2 é uma seção transversal longitudinal do injetor de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 17/83 / 64 combustível da Figura 1, tomada em uma posição angular diferente daquela na qual a seção transversal da Figura 1 é tomada;

[0017] A Figura 3 é uma vista expandida de uma primeira porção da seção transversal da Figura 1;

[0018] A Figura 4 é uma vista expandida de uma segunda porção da seção transversal da Figura 1;

[0019] A Figura 5 é uma vista expandida de uma terceira porção da seção transversal da Figura 2;

[0020] A Figura 6 é uma vista expandida de uma quarta porção da seção transversal da Figura 1;

[0021] A Figura 6a é uma vista expandida de uma porção central da seção transversal da Figura 1;

[0022] A Figura 7 é uma vista expandida de uma quinta porção da seção transversal da Figura 1;

[0023] A Figura 8 é uma vista fragmentada e ampliada da seção transversal da Figura 1;

[0024] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma montagem de guia de ondas e de outros componentes internos do injetor de combustível da Figura 1;

[0025] A Figura 10 é uma seção transversal fragmentada de uma porção de um compartimento injetor de combustível da Figura 1, com componentes internos do injetor de combustível omitidos para revelar a construção do compartimento;

[0026] A Figura 11 é uma seção transversal longitudinal de um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção;

[0027] A Figura 12 é uma seção transversal longitudinal de um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção;

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 18/83 / 64 [0028] A Figura 13 é uma vista similar à Figura 2 e ilustra esquematicamente uma modalidade de um sistema de controle para controlar a operação do injetor de combustível da Figura 2; e [0029] A Figura 14 é um fluxograma esquemático do sistema de controle da Figura 13.

[0030] Os caracteres de referência correspondentes indicam as partes correspondentes em todos os desenhos.

Descrição Detalhada [0031] Agora, com referência aos desenhos e, em particular, à Figura 1, um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, de acordo com uma modalidade ilustrada na forma de um injetor de combustíveis ultrassônicos, para uso com um motor de combustão interna (não mostrado) e é, de modo geral, designado por 21. Entende-se; entretanto, que os conceitos revelados aqui, em relação ao injetor de combustível 21, sejam aplicáveis a outros dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos incluindo, sem limitação, nebulizadores e outros dispositivos de liberação de fármacos, equipamento de moldagem, umidificadores, sistemas de spray de tinta, sistemas de liberação de tinta, sistemas de mistura, sistemas de homogeneização e semelhantes.

[0032] O termo líquido, conforme usado aqui, refere-se a uma forma amorfa (não-cristalina) de matéria intermediária entre gases e sólidos, na qual as moléculas estão muito mais altamente concentradas do que nos gases, mas muito menos do que nos sólidos. O líquido pode compreender um único componente ou pode compreender múltiplos componentes. Por exemplo, a característica dos líquidos é a sua capacidade de escoar como um resultado de uma força aplicada. Aos líquidos que escoam imediatamente quando da aplicação de uma força e para os quais a velocidade de escoamento seja diretamente proporcional à força aplicada, refere-se, de maneira genérica, como líquidos Newtonianos. Outros líquidos adequados têm resposta de escoamento anormal quando uma força for aplicada e exibem propriedades de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 19/83 / 64 escoamento não-newtoniano.

[0033] Como exemplos, o dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos da presente invenção pode ser usado para liberar líquidos, tais como, sem limitação, betumes fundidos, tintas viscosas, adesivos fundidos quentes, materiais termoplásticos que amolecem para uma forma escoável quando expostos ao calor e retornam a um estado relativamente rígido ou condição endurecida quando do resfriamento (por exemplo, borracha crua, cera, poliolefinas e similares), xaropes, óleos pesados, tintas, combustíveis, medicamento líquido, emulsões, lamas, suspensões e combinações dos mesmos.

[0034] O injetor de combustível 21, ilustrado na Figura 1, pode ser usado com veículos terrestres, aéreos e marítimos, geradores de potência elétrica e outros dispositivos que empreguem um motor operado com combustível. Particularmente, o injetor de combustível 21 é adequado para o uso com motores que usem óleo diesel como combustível. Entretanto, se entende que o injetor de combustível é útil para motores que usam outros tipos de combustível. Consequentemente, entende-se que o termo combustível, conforme usado aqui, significa qualquer combustível usado na operação de um motor e não está limitado ao óleo diesel combustível.

[0035] O injetor de combustível 21 compreende um compartimento, indicado de maneira genérica como 23, para recebimento do combustível pressurizado a partir de uma fonte (não mostrada) de combustível e liberação de um spray atomizado de gotículas de combustível para o motor, tal como para uma câmara de combustão do motor. Na modalidade ilustrada, o compartimento 23 compreende um corpo principal alongado 25, um bocal 27 (a que, algumas vezes também se refere como um corpo de válvula) e um membro retentor 29 (por exemplo, uma porca de parafuso) segurando o corpo principal, bocal e porca em montagem entre si. Em particular, uma extremidade inferior 31 do corpo principal 25 se assenta contra uma

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 20/83 / 64 extremidade superior 33 do bocal 27. O membro retentor 29 fixa-se adequadamente (por exemplo, se fixa de maneira rosqueada) na superfície externa do corpo principal 25 para obrigar as extremidades que se casam 31 e 33 do corpo principal e bocal 27 em conjunto.

[0036] Os termos superior e inferior são usados aqui de acordo com a orientação vertical do injetor de combustível 21, ilustrado nos vários desenhos e não pretendem descrever a orientação necessária do injetor de combustível em uso. Isto é, se entende que o injetor de combustível 21 pode estar orientado de maneira diferente do que na orientação vertical ilustrada nos desenhos e permanece dentro do escopo desta invenção. Os termos axial e longitudinal referem-se direcionalmente aqui à direção em relação ao comprimento do injetor de combustível (por exemplo, a direção vertical nas concretizações ilustradas). Os termos transversal, lateral e radial referem-se aqui à direção perpendicular à direção axial (por exemplo, longitudinal). Os termos interno e externo são também usados em referência a uma direção transversal à direção axial do injetor de combustível, com o termo interno referindo-se a uma direção voltada para o interior do injetor de combustível e o termo externo referindo-se a uma direção voltada para o exterior do injetor.

[0037] O corpo principal 25 tem uma perfuração axial 35 entendendose longitudinalmente ao longo de seu comprimento. A dimensão da seção transversal da perfuração 35 (por exemplo, o diâmetro da perfuração circular ilustrada na Figura 1) varia ao longo dos segmentos longitudinais discretos da perfuração para as finalidades que tornar-se-ão evidentes. Em particular, com referência à Figura 3, em uma extremidade superior 37 do corpo principal 25, a dimensão da seção transversal da perfuração 35 é escalonada para formar um assento 39 para assentar uma válvula solenoide convencional (não mostrada) no corpo principal com uma parte da válvula solenoide estendendose para baixo dentro da perfuração central do corpo principal. O injetor de combustível 21 e a válvula solenoide são mantidos juntos na montagem por

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 21/83 / 64 um corretor adequado. A construção e a operação de válvulas solenoides adequadas são conhecidas pelos técnicos especializados no assunto e, portanto, não são descritas mais detalhadamente aqui, exceto na medida do necessário. Exemplos de válvulas solenoides adequadas são reveladas nas Patentes U.S. Nos. 6.688.579 intitulada Solenoid Valve for Controlling a Fuel Injector of an Internal Combustion Engine, 6.827.332 intitulada “Solenoid Valve” e 6.874.706 intitulada “Solenoid Valve Comprising a PlugIn/Rotative Connection”. Outras válvulas solenoides adequadas também podem ser usadas.

[0038] A dimensão de seção transversal da perfuração central 35 é escalonada adicionalmente para dentro conforme ela se estende abaixo do assento da válvula solenoide para definir o ressalto 45, o qual assenta o suporte para pino 47 que se estende longitudinalmente (e coaxialmente na modalidade ilustrada) dentro da perfuração central. Como ilustrado na Figura 4, a perfuração 35 do corpo principal 25 estreita-se adicionalmente na seção transversal conforme ela se estende de modo longitudinal abaixo do segmento da perfuração, no qual o suporte de pino 47 se estende, e define, pelo menos em parte, uma câmara de baixa pressão 49 do injetor 21.

[0039] Longitudinalmente, abaixo da câmara de baixa pressão 49, a perfuração central 35 do corpo principal 25 estreita-se ainda adicionalmente para definir o segmento 51 (Figuras 4 e 5) do canal guia (e vedação de alta pressão) da perfuração para pelo menos em parte localizar apropriadamente uma agulha de válvula 53 (amplamente, um corpo de válvula) do injetor 21 dentro da perfuração, como descrito adiante aqui. Com referência à Figura 8, a dimensão de seção transversal da perfuração 35, então, aumenta conforme ela se estende longitudinalmente abaixo do segmento do canal guia 51 para a extremidade inferior 31 aberta do corpo principal 25 para, em parte (por exemplo, junto com o bocal 27, como será descrito) define uma câmara de alta pressão 55 (amplamente, uma câmara de combustível interna e ainda mais

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 22/83 / 64 amplamente uma câmara de líquido interna) do compartimento do injetor 23. [0040] A entrada de combustível 57 (Figuras 1 e 4) é formada no lado do corpo principal 25 entre as extremidades superior e inferior 37, 31 do mesmo e comunica-se com os canais de distribuição divergentes superior e inferior 59, 61 se estendendo dentro do corpo principal. Em particular, o canal de distribuição superior 59 se estende a partir da entrada de combustível 57 para cima dentro do corpo principal 25 e abre-se para a perfuração 35, geralmente adjacente ao suporte de pino 47 fixado dentro da perfuração, e mais particularmente logo abaixo do ressalto 45, no qual o suporte de pino está assentado. O canal de distribuição inferior 61 se estende a partir da entrada de combustível 57 para baixo dentro do corpo principal 25 e se abre para a perfuração central 35, geralmente na câmara de alta pressão 55. Um tubo de distribuição 63 se estende para dentro através do corpo principal 25, na entrada de combustível 57 e é mantido em montagem com o corpo principal por uma manga adequada 65 e um ajuste rosqueado 67. Entende-se que a entrada de combustível 57 pode estar localizada de maneira diferente como ilustrado nas Figuras 1 e 4, sem se desviar do escopo da invenção. Também se entende que o combustível pode ser liberado somente para a câmara de alta pressão 55 do compartimento 23 e permanece dentro do escopo desta invenção.

[0041] O corpo principal 25 também tem uma saída 69 (Figuras 1 e 4) formada em seu lado através da qual o combustível de baixa pressão é exaurido a partir do injetor 21 para liberação a um sistema de retorno de combustível adequado (não mostrado). Um primeiro canal de retorno 71 é formado no corpo principal 25 e fornece comunicação fluida entre a saída 69 e a câmara de baixa pressão 49 da perfuração central 35 do corpo principal. Um segundo canal de retorno 73 é formado no corpo principal 25 para fornecer comunicação fluida entre a saída 69 e a extremidade superior aberta 37 do corpo principal. Entende-se, entretanto, que um ou ambos os canais de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 23/83 / 64 retorno 71, 73 podem ser omitidos a partir do injetor de combustível 21, sem se desviar do escopo desta invenção.

[0042] Com referência particular às Figuras 6 a 8, o bocal 27 ilustrado é, de modo geral, alongado e está alinhado de modo coaxial com o corpo principal 25 do compartimento do injetor de combustível 23. Em particular, o bocal 27 tem uma perfuração axial 75 alinhada de modo coaxial com a perfuração axial 35 do corpo principal 25, de modo particular na extremidade inferior 31 do corpo principal, de forma que o corpo principal e o bocal, em conjunto, definem a câmara de alta pressão 55 do compartimento do injetor de combustível 23. A dimensão de seção transversal da perfuração do bocal 75 é escalonada para fora na extremidade superior 33 do bocal 27 para definir um ressalto 77 para assentar um membro de montagem 79 no compartimento do injetor de combustível 23. A extremidade inferior (a que se refere também como um bico 81) do bocal 27 é, de modo geral, cônica.

[0043] Intermediário a seu bico 81 e a extremidade superior 33, a dimensão da seção transversal (por exemplo, o diâmetro na modalidade ilustrada) da perfuração do bocal 75, é de modo geral, uniforme ao longo do comprimento do bocal conforme ilustrado na Figura 8. Uma ou mais aberturas de exaustão 83 (duas são visíveis na seção transversal da Figura 7, enquanto que portas adicionais são visíveis na seção transversal da Figura 10) são formadas no bocal 27, tal como no bico 81 do bocal na modalidade ilustrada, através das quais combustível de alta pressão é exaurido a partir do compartimento 23 para entrega ao motor. Como um exemplo, em uma modalidade adequada, o bocal 27 pode ter oito aberturas de exaustão 83, com cada abertura de exaustão tendo um diâmetro de cerca de 0,006 polegadas (0,15 mm). Entretanto, se entende que o número de aberturas de exaustão e o diâmetro delas podem variar sem se desviar do escopo desta invenção. O canal de distribuição inferior 61 e a câmara de alta pressão 55, em conjunto, amplamente, definem aqui uma trajetória de escoamento dentro do

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 24/83 / 64 compartimento 23 ao longo da qual o combustível, de alta pressão escoa a partir da abertura de combustível 57 para as aberturas de exaustão 83 do bocal 27.

[0044] Agora, em referência às Figuras 1 e 3, o suporte de pino 47 compreende um corpo 85 tubular, alongado, e um cabeçote 87 formados integralmente com a extremidade superior do corpo tubular e dimensionado na seção transversal maior do que o corpo tubular para posicionar o suporte de pino no ressalto 45 do corpo principal 25 dentro da sua perfuração central 35. Na modalidade ilustrada, o suporte de pino 47 está alinhado de modo coaxial com a perfuração axial 35 do corpo principal 25, com o corpo tubular 85 do suporte de pino sendo dimensionada para, de modo geral, selar o engate com o corpo principal dentro da perfuração axial do corpo principal. O corpo tubular 85 do suporte de pino 47 define um canal interno 91, que se estende longitudinalmente, do suporte de pino, para receber de modo deslizável um pino alongado 93 no suporte de pino.

[0045] O cabeçote 87 do suporte de pino 47 tem um recesso 95, de modo geral, côncavo ou na forma de prato, formado centralmente em sua superfície superior, e uma perfuração 97 que se estende de modo longitudinal a partir do centro desse recesso para o canal interno 91 do suporte de pino. Como ilustrado na Figura 3, um intervalo anular 99 é formado entre a parede lateral do suporte de pino 47 e a superfície interna do corpo principal 25 na parte superior da perfuração 35 do corpo principal. Um canal de alimentação 101 se estende de modo transversal através da parede lateral do corpo tubular 85 do suporte de pino 47 para o canal interno 91, de modo geral, na extremidade superior do canal, com o canal de alimentação 101 estando aberto, em sua extremidade externa transversal, para o intervalo anular 99. O canal de alimentação 101 é uma comunicação fluida com o canal de distribuição superior 59 no corpo principal 25, através do intervalo anular 99, para receber combustível de alta pressão para o canal de alimentação, o canal

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 25/83 / 64 interno do corpo tubular 85 acima do pino 93, e a perfuração 97 estendendose de modo longitudinal dentro do cabeçote 87 do suporte de pino 47.

[0046] O pino 93 é alongado e se estende adequadamente de modo coaxial dentro do canal de suporte de pino 91 e a perfuração axial 35 do corpo principal 25. Um segmento superior do pino 93 é recebido de maneira deslizável dentro do canal interno 91 do suporte de pino 47, em relacionamento intimamente espaçado com ele, enquanto que o restante do pino se estende longitudinalmente para fora a partir do suporte de pino, para baixo, na câmara de baixa pressão 49 da perfuração 35 do corpo principal 35. Conforme ilustrado na Figura 3, uma extremidade superior 103 do pino 93 (por exemplo, no topo do canal interno 101 do suporte de pino 47) é afilada para permitir que combustível de alta pressão seja recebido dentro do canal interno do suporte de pino acima da extremidade superior do pino.

[0047] Também dispostos dentro da câmara de baixa pressão 49 da perfuração do corpo principal 35 estão uma manga tubular 107 (Figura 4), que circunda o pino 93 logo abaixo do suporte de pino 47 (por exemplo, encostado contra o fundo do suporte de pino) e define um assento de mola, um martelo 109 encostado contra a extremidade inferior do pino em relacionamento coaxial com o pino e tendo uma extremidade superior que define um assento de mola oposto, e uma mola espiral 111 retida entre o martelo e a manga de mola com o pino que passa longitudinalmente através da mola.

[0048] A agulha de válvula 53 (amplamente, o membro de válvula) é alongada e se estende de modo coaxial dentro da perfuração 35 do corpo principal 25 a partir de uma extremidade superior 113 (Figura 2) da agulha de válvula em posição adjacente ao fundo do martelo 109, abaixo e através do segmento do canal guia 51 (Figura 8) da perfuração do corpo principal, e adicionalmente abaixo e através da câmara de alta pressão 55 para uma extremidade terminal 115 da agulha de válvula disposta em íntima

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 26/83 / 64 proximidade ao bico 81 do bocal 27 dentro da câmara de alta pressão. Conforme melhor ilustrado nas Figuras 4 e 8, a agulha de válvula 53 é dimensionada em seção transversal para relacionamento intimamente espaçado com o corpo principal 25 no segmento do canal guia 51 da perfuração axial 35, para manter o alinhamento apropriado da agulha de válvula em relação ao bocal 27.

[0049] Particularmente com referência à Figura 7, a extremidade terminal 115 da agulha de válvula ilustrada 53 é, em geral, cônica de acordo com o formato cônico do bico 81 do bocal 27 e define uma superfície de fechamento 117 adaptada, de modo geral, para vedação contra a superfície interna do bico do bocal em uma posição fechada (não mostrada) da agulha de válvula. Em particular, na posição fechada da agulha de válvula 53, a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula veda contra a superfície interna do bico de bocal 81 sobre as aberturas de exaustão 83 para selar o bocal (e mais amplamente o compartimento injetor de combustível 23) contra o combustível sendo exaurido a partir do bocal por meio das aberturas de exaustão. Em uma posição aberta da agulha de válvula (ilustrada na Figura 7), a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula 53 é espaçada a partir da superfície interna do bico de bocal 81, para permitir ao combustível, na câmara de alta pressão 55, escoar entre a agulha de válvula 53 e o bico do bocal 81 para as aberturas de exaustão 83, para exaustão a partir do injetor de combustível 21.

[0050] Em geral, o espaçamento entre a superfície de fechamento 117 da extremidade terminal da agulha de válvula 115 e a superfície oposta do bico do bocal 81, na posição aberta da agulha de válvula, está adequadamente na faixa de cerca de 0,002 polegadas (0,051 mm) a cerca de 0,025 polegadas (0,64 mm). Entretanto, se entende que o espaçamento pode ser maior ou menor do que a faixa especificada acima sem se desviar do escopo desta invenção.

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 27/83 / 64 [0051] Considera-se que o bocal 27, e mais particularmente o bico 81, pode ser configurado de modo alternativo de maneira que as aberturas de exaustão 83 sejam dispostas de outra maneira que na superfície interna do bocal, que assenta a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula 53, na posição fechada da agulha de válvula. Por exemplo, as aberturas de exaustão 83 podem ser dispostas à jusante (na direção em que o combustível escoa em direção às aberturas de exaustão) da superfície do bocal, que assenta a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula 53 e permanece dentro do escopo desta invenção. Um exemplo adequado de tal disposição de agulha de válvula, bico de bocal e abertura de exaustão é revelado na Patente U.S. No. 6.543.700, a revelação da qual é aqui incorporada por referência na extensão que seja consistente com isso.

[0052] Será entendido que o pino 93, o martelo 109 e a agulha de válvula 53 são, portanto, móveis conjuntamente de modo longitudinal sobre um eixo comum dentro do compartimento injetor de combustível 23, entre a posição fechada e a posição aberta da agulha de válvula. A mola 111, disposta entre a manga 107 e o martelo 109, inclina adequadamente o martelo e, portanto, a agulha de válvula 53, em direção à posição fechada da agulha de válvula. Entende-se que outras configurações de válvula adequadas são possíveis para controlar o escoamento de combustível a partir do injetor para entrega ao motor sem se desviar do escopo desta invenção. Por exemplo, o bocal 27 (geralmente, o compartimento 23) pode ter uma abertura através da qual a agulha de válvula 53 se estende para fora do bocal e através da qual o combustível deixa o bocal para entrega ao motor. Em tal modalidade, a extremidade terminal 115 da agulha de válvula 53 selaria contra o bocal 27 exterior a ele na posição fechada da agulha de válvula. Também se entende que a operação da agulha de válvula 53 pode ser controlada de maneira diferente do que por uma válvula solenoide e permanecer dentro do escopo desta invenção. Entende-se adicionalmente que a agulha de válvula 53 ou

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 28/83 / 64 outra disposição de válvula pode ser omitida completamente a partir do injetor de combustível 21 sem se desviar do escopo desta invenção.

[0053] Agora, com referência particular às Figuras 8 e 9, uma guia de ondas ultrassônicas 121 é formada separadamente da agulha de válvula 53 e do compartimento injetor de combustível 23, e se estende de modo longitudinal dentro da câmara de alta pressão 55 do compartimento para uma extremidade terminal 123 da guia de ondas disposta logo acima do bico 81 do bocal 27, para energizar de modo ultrassônico o combustível na câmara de combustível, logo antes do combustível sair do injetor 21 por meio das aberturas de exaustão 83 formadas no bocal. A guia de ondas 121 ilustrada é adequadamente alongada e tubular, tendo uma parede lateral 125 que define uma passagem interna 127 que se estende ao longo de seu comprimento, entre as extremidades longitudinalmente opostas superior e inferior (a extremidade superior sendo indicada por 129) da guia de ondas. A extremidade inferior da guia de ondas 121 define a extremidade terminal 123 da guia de ondas. A guia de ondas 121 ilustrada tem uma seção transversal, de modo geral, anular (isto é, circular). Entretanto, se entende que a guia de ondas 121 pode ser conformada em seção transversal diferente da anular sem se desviar do escopo desta invenção. Também se contempla que a guia de ondas 121 pode ser tubular ao longo de menos do que seu comprimento inteiro, e pode ainda ser em geral sólida ao longo de seu comprimento. Em outras concretizações, contempla-se que a agulha de válvula pode ser, em geral, tubular e a guia de ondas pode estar disposta, pelo menos em parte, dentro do interior da agulha de válvula.

[0054] Em geral, a guia de ondas pode ser construída de um metal que tenha propriedade acústicas e mecânicas adequadas. Exemplos de metais adequados para construção da guia de ondas incluem, sem limitação, alumínio, monel, titânio e algumas ligas de aço. Também se contempla que toda ou parte da guia de ondas pode ser revestida com outro metal. A guia de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 29/83 / 64 ondas ultrassônica 121 é fixada dentro do compartimento injetor de combustível 23, e mais adequadamente, na câmara de alta pressão 55, como na modalidade ilustrada, pelo membro de montagem 79, localizado de modo longitudinal entre as extremidades 123, 129 da guia de ondas 121, em geral, define um segmento superior 131 da guia de ondas que se estende de modo longitudinal para cima (na modalidade ilustrada) a partir de um membro de montagem 79 até a extremidade superior 129 da guia de ondas e um segmento inferior 133, que se estende de modo longitudinal para baixo a partir do membro de montagem até a extremidade final 123 da guia de ondas.

[0055] Embora na modalidade ilustrada a guia de ondas 121 (isto é, ambos os segmentos superior e inferior da mesma) esteja disposta inteiramente dentro da câmara de alta pressão 55 do compartimento, contempla-se que somente uma porção da guia de ondas pode estar disposta dentro da câmara de alta pressão sem se desviar do escopo desta invenção. Por exemplo, somente o segmento inferior 133 da guia de ondas 121, incluindo a extremidade terminal 123 da mesma, pode estar disposto dentro da câmara de alta pressão 55, enquanto que o segmento superior 131 da guia de ondas está disposto no exterior da câmara de alta pressão, e pode ou não estar sujeito ao combustível de alta pressão dentro do compartimento injetor 23.

[0056] A dimensão de seção transversal interna (por exemplo, o diâmetro interno na modalidade ilustrada) da guia de ondas 121 (por exemplo, a dimensão de seção transversal da passagem interior 127 da mesma) é, de modo geral, uniforme ao longo do comprimento de guia de ondas e é dimensionada adequadamente para acomodar a agulha de válvula 53, que se estende de modo coaxial dentro da passagem interior da guia de ondas, ao longo do comprimento inteiro da guia de ondas (e acima da guia de ondas em posição adjacente com o martelo 109 na modalidade ilustrada). Entende-se, entretanto, que a agulha de válvula 53 pode se estender somente ao longo da

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 30/83 / 64 porção da passagem interior 127 da guia de ondas 121 sem se desviar do escopo desta invenção. Também se entende que a dimensão de seção transversal interna da guia de ondas 121 pode ser diferente de uma dimensão uniforme ao longo do comprimento da guia de onda. Na modalidade ilustrada, a extremidade terminal 115 da agulha de válvula 53, e mais adequadamente a superfície de fechamento 117 da agulha de válvula, é disposta longitudinalmente para fora da extremidade terminal 123 da guia de ondas 121 em ambas as posições aberta e fechada da agulha de válvula. Entende-se, entretanto, que a superfície de fechamento 117 da extremidade terminal 115 da agulha de válvula 53 precisa somente se estender para fora da extremidade terminal 123 da guia de ondas 121, na posição fechada da agulha de válvula e pode estar disposta completamente ou parcialmente dentro da passagem interior 127 da guia de ondas na posição aberta da agulha de válvula.

[0057] Conforme ilustrado melhor na Figura 7, a dimensão da seção transversal (por exemplo, o diâmetro da modalidade ilustrada) da porção da agulha de válvula 53 que se estende dentro da passagem interior 127 da guia de ondas 121 é dimensionada ligeiramente menor do que a dimensão da seção transversal da passagem interior da guia de ondas, para definir em parte a trajetória de escoamento para combustível de alta pressão dentro do compartimento, e definir mais adequadamente uma parte da trajetória de escoamento, que se estende entre a superfície interior da parede lateral 125 da guia de ondas e a agulha de válvula ao longo do comprimento da agulha de válvula. Por exemplo, em uma modalidade, a agulha de válvula 53 é espaçada transversalmente (por exemplo, espaçada radialmente na modalidade ilustrada) a partir da superfície interior da parede lateral da guia de ondas 125 dentro da passagem interior 127 da guia de ondas na faixa de cerca de 0,0005 polegadas (0,013 mm) a cerca de 0,0025 polegadas (0,064 mm).

[0058] Ao longo de um par de segmentos espaçados de modo longitudinal (por exemplo, um segmento 137 (Figura 7) estando adjacente à

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 31/83 / 64 extremidade terminal 123 da guia de ondas 121 e o outro segmento 139 (Figura 6a) estando adjacente e logo acima do membro de montagem 79) da agulha de válvula 53 dentro da passagem 127, a dimensão da seção transversal da agulha de válvula 53 é aumentada de modo que a agulha de válvula esteja em um espaçamento mais íntimo ou mesmo em relacionamento de contato deslizaste com a guia de ondas dentro da passagem, para facilitar o alinhamento apropriado ali e inibir o movimento transversal da agulha de válvula dentro da passagem. A superfície externa da agulha de válvula 53 nesses segmentos tem uma ou mais superfícies planas (não mostradas) formadas ali para definir em parte a porção da trajetória de escoamento que se estende dentro da passagem interior 127 da guia de ondas 121. De modo alternativo, a superfície externa da agulha de válvula 53 pode ser longitudinalmente sulcada nesses segmentos para permitir ao combustível escoar dentro da passagem interior 127 da guia de ondas 121, passados esses segmentos.

[0059] Com referência particular à Figura 7, a superfície externa da parede lateral 125 da guia de ondas é espaçada de modo transversal a partir do corpo principal 25 e bocal 27 para definir adicionalmente a trajetória de escoamento ao longo da qual o combustível de alta pressão escoa a partir da entrada de combustível 57 até as aberturas de exaustão 83, e forma mais adequadamente uma porção do exterior da trajetória de escoamento, ou para fora da guia de ondas 121. Em geral, a dimensão da seção transversal externa (por exemplo, diâmetro externo na modalidade ilustrada) da parede lateral 125 da guia de ondas é uniforme ao longo de um comprimento da mesma, entremeando uma porção aumentada 195 da guia de ondas disposta de modo longitudinal na e/ou adjacente à extremidade terminal 123 da guia de ondas 121, e outra porção aumentada 153 disposta longitudinalmente adjacente à extremidade superior 129 da guia de onda. Como exemplo, o espaçamento transverso (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) entre a parede lateral

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 32/83 / 64

125 da guia de ondas e o bocal 27 à montante (por exemplo, em relação à direção em que o combustível escoa a partir da extremidade superior 33 do bocal até as aberturas de exaustão 83) da extremidade terminal 123 da guia de ondas está adequadamente na faixa de cerca de 0,001 polegadas (0,025 mm) a cerca de 0,021 polegadas (0.533 mm). Entretanto, o espaçamento pode ser menor ou maior do que isso sem se desviar do escopo desta invenção.

[0060] A dimensão da seção transversal externa da porção 195 do segmento inferior 133 da guia de ondas 121 aumenta adequadamente, e mais adequadamente afila-se ou dilata-se para fora de modo transversal e adjacente a, ou mais adequadamente, na extremidade terminal 123 da guia de ondas. Por exemplo, a dimensão da seção transversal dessa dimensão aumentada 195 do segmento inferior 133 da guia de ondas 121 é dimensionada para relacionamento intimamente espaçado ou mesmo em contato deslizante com o bocal 27, dentro da perfuração central 75 do mesmo, para manter o alinhamento axial apropriado da guia de ondas (e, portanto, da agulha de válvula 53) dentro da câmara de alta pressão 55.

[0061] Como resultado, a porção da trajetória de escoamento entre a guia de ondas 121 e o bocal 27 é, em geral, mais estreita adjacente a ou na extremidade terminal 123 da guia de ondas, em relação à trajetória de escoamento imediatamente à montante da extremidade terminal da guia de ondas, para restringir de modo geral o escoamento de combustível passado pela extremidade terminal da guia de ondas até as aberturas de exaustão 83. A porção aumentada 195 do segmento inferior 133 da guia de ondas 121 também fornece uma área de superfície excitada de modo ultrassônico aumentada, para a qual está exposto o combustível que escoa passado pela extremidade terminal 123 da guia de ondas. Uma ou mais superfícies planas 197 (Figura 9) são formadas na superfície externa da porção aumentada 195 do segmento inferior 133, para facilitar o escoamento de combustível ao longo da trajetória de escoamento passado pela extremidade terminal 123 da

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 33/83 / 64 guia de ondas 121 para escoar para as aberturas de exaustão 83 do bocal 27. Entende-se que a porção aumentada 195 da parede lateral 115 de guia de ondas pode ser escalonada para fora em vez de afilada ou dilatada. Contempla-se também que as superfícies superior e inferior da porção aumentada 195 podem ser contornadas em vez de reta e permanecer dentro do escopo desta invenção.

[0062] Em um exemplo, a porção aumentada 195 do segmento inferior 133 da guia de ondas, por exemplo, em e/ou adjacente à extremidade terminal 123 da guia de ondas, tem uma dimensão de seção transversal externa máxima (por exemplo, diâmetro externo na modalidade ilustrada) de cerca de 0,2105 polegadas (5,35 mm), enquanto que a dimensão de seção transversal externa máxima da guia de ondas imediatamente à montante dessa porção aumentada pode estar na faixa de cerca de 0,16 polegadas (4,06 mm) até ligeiramente menos de cerca de 0,2105 polegadas (5,35 mm).

[0063] O espaçamento transversal entre a extremidade terminal 123 e a guia de ondas 121 e o bocal 27 define uma área aberta através da qual o combustível escoa ao longo da trajetória de escoamento passada pela extremidade da guia de ondas. A uma ou mais aberturas de exaustão 83 definem uma área aberta através da qual o combustível sai do compartimento 23. Por exemplo, quando uma abertura de exaustão for fornecida, a área aberta através da qual o combustível sai do compartimento 23 é definida como a área da seção transversal da abertura de exaustão (por exemplo, onde o combustível entra na abertura de exaustão) e quando múltiplas aberturas de exaustão 83 estiverem presentes, a área de abertura através da qual o combustível sai do compartimento é definida como a soma da área de seção transversal de cada abertura de exaustão. Em uma modalidade, a razão da área aberta na extremidade terminal 123 e a guia de ondas 121 e do bocal 27 até a área aberta através da qual o combustível sai do compartimento 23 (por exemplo, nas aberturas de exaustão 83) está adequadamente na faixa de cerca

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 34/83 / 64 de 4:1 a cerca de 20:1.

[0064] Entende-se que em outras concretizações adequadas o segmento inferior 133 da guia de ondas 121 pode ter uma dimensão da seção transversal externa em geral uniforme ao longo de seu comprimento inteiro (por exemplo, tal que nenhuma porção aumentada 195 seja formada), ou pode diminuir na dimensão de seção transversal externa (por exemplo, substancialmente estreita em direção a sua extremidade terminal) sem se desviar do escopo da invenção.

[0065] Novamente com referência às Figuras 8 e 9, um dispositivo de excitação adaptado para energizar a guia de ondas 121 para vibrar de modo mecânico e ultrassônico é disposto adequadamente inteiramente dentro da câmara de alta pressão 55, junto com a guia de ondas e é indicado de modo geral em 145. Em uma modalidade, o dispositivo de excitação 145 é adequadamente responsivo à corrente elétrica de alta frequência (por exemplo, frequência ultrassônica) para vibrar a guia de ondas de modo ultrassônico. Como um exemplo, o dispositivo de excitação 145 pode receber adequadamente corrente elétrica de alta frequência a partir de um sistema de geração adequado (não mostrado) que é operável para entregar uma corrente alternada de alta frequência para o dispositivo de excitação. O termo ultrassônico, conforme usado aqui, significa ter uma frequência na faixa de cerca de 15 KHz a cerca de 100 KHz. Com um exemplo, em uma modalidade, o sistema de geração pode entregar adequadamente corrente alternada para o dispositivo de excitação em uma frequência ultrassônica na faixa de cerca de 15 KHz a cerca de 100 KHz, mais adequadamente na faixa de 15 KHz a cerca de 60 KHz, e ainda mais adequadamente na faixa de 20 KHz a cerca de 40 KHz. Tais sistemas de geração são bem conhecidos pelos técnicos especializados no assunto e não precisam ser adicionalmente descritos aqui.

[0066] Na modalidade ilustrada, o dispositivo de excitação 145 compreende um dispositivo piezoelétrico, e mais adequadamente uma

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 35/83 / 64 pluralidade de anéis piezoelétricos empilhados 147 (por exemplo, pelo menos dois e, na modalidade ilustrada, quatro) circundando o segmento superior 131 da guia de ondas 121 e assentados sobre um ressalto 149 formado pelo membro de montagem 79. Um colar anular 151 circunda o segmento superior 131 da guia de ondas 121 acima dos anéis piezoelétricos 147 e força para baixo contra o anel mais superior. Adequadamente, o colar 151 é construído de um material de alta densidade. Por exemplo, um material adequado a partir do qual o colar 151 pode ser construído é tungstênio. Entende-se, entretanto, que o colar 151 pode ser construído de outros materiais adequados e permanecer dentro do escopo desta invenção. A porção aumentada 153 adjacente à extremidade superior 129 da guia de ondas 121 tem uma dimensão de seção transversal externa aumentada (por exemplo, um diâmetro externo aumentado na modalidade ilustrada) e é rosqueada ao longo desse segmento. O colar 151 é rosqueado internamente para fixar de modo rosqueado o colar na guia de ondas 121. O colar 151 é adequadamente apertado para baixo contra a pilha de anéis piezoelétricos 147 para comprimir os anéis entre o colar e o ressalto 149 do membro de montagem 79.

[0067] A guia de ondas 121 e o dispositivo de excitação 145 da modalidade ilustrada, em conjunto, definem amplamente uma montagem de guia de ondas, indicada, de modo geral, por 150, para energizar de modo ultrassônico o combustível na câmara de alta pressão. Consequentemente, a montagem de guia de ondas 150 inteira está disposta inteiramente dentro da câmara de combustível de alta pressão 55 do injetor de combustível 21 e é, portanto, exposta em geral de modo uniforme ao ambiente de alta pressão dentro do injetor de combustível. Como um exemplo, a montagem de guia de ondas ilustrada é construída particularmente para atuar tanto como uma trompa ultrassônica e quanto como um transdutor para vibrar de modo ultrassônico a trompa ultrassônica. Em particular, o segmento inferior 133 da guia de ondas 121, conforme ilustrado na Figura 8, atua, de modo geral, da

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 36/83 / 64 maneira de uma trompa ultrassônica, enquanto que o segmento superior 131 da guia de ondas, e mais adequadamente a porção do segmento superior, que se entende, de modo geral, a partir do membro de montagem 79 até o local em que o colar 151 se fixa ao segmento superior da guia de ondas em conjunto com o dispositivo de excitação (por exemplo, os anéis piezoelétricos) atua da maneira de um transdutor.

[0068] Quando da entrega da corrente elétrica (por exemplo, corrente alternada entregue em uma frequência ultrassônica) para os anéis piezoelétricos 147 da modalidade ilustrada, os anéis piezoelétricos se expandem e se contraem (particularmente na direção longitudinal do injetor de combustível 21) na frequência ultrassônica, na qual a corrente é entregue para os anéis. Devido ao fato de os anéis 147 estarem comprimidos entre o colar 151 (que está fixado no segmento superior 131 da guia de ondas 21) e membro de montagem 79, a expansão e a contração dos anéis faz com que o segmento superior da guia de ondas se alongue e se contraia de modo ultrassônico (por exemplo, de modo geral, na frequência em que os anéis piezoelétricos se expandem e se contraem), tal como à maneira de um transdutor. O alongamento e a contração do segmento superior 131 da guia de ondas 121 excita, dessa maneira, a frequência ressonante da guia de ondas, e, em particular, ao longo do segmento 133 da guia de ondas, resultando na vibração ultrassônica da guia de ondas ao longo de segmento inferior, por exemplo, à maneira de uma trompa ultrassônica.

[0069] Como um exemplo, em uma modalidade, o deslocamento do segmento inferior 133 da guia de ondas 121, que resulta da excitação ultrassônica do mesmo, pode ser de até cerca de seis vezes o deslocamento dos anéis piezoelétricos e segmento superior da guia de ondas. Entende-se, entretanto, que o deslocamento do segmento inferior 133 pode ser amplificado em mais que seis vezes, ou pode não ser amplificado de modo algum, e permanecer dentro do escopo desta invenção.

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 37/83 / 64 [0070] Contempla-se que uma porção da guia de ondas 121 (por exemplo, uma porção do segmento superior 131 da guia de ondas), alternativamente, pode ser construída com um material magneto-restritivo que seja responsivo a campos magnéticos variáveis em frequências ultrassônicas. Em tal modalidade (não mostrada) o dispositivo de excitação pode compreender um gerador de campo magnético disposto totalmente ou em parte dentro do compartimento 23 e operável em resposta ao recebimento de corrente elétrica para um campo magnético ao material magneto-restritivo, no qual o campo magnético se modifica em frequências ultrassônicas (por exemplo, de ligado para desligado, de uma magnitude a outra, e/ou uma mudança na direção).

[0071] Por exemplo, um gerador adequado pode compreender uma bobina elétrica conectada ao sistema de geração, que entrega corrente para a bobina em frequências ultrassônicas. A porção magneto-restritiva da guia de ondas e o gerador de campo magnético de tal modalidade, em conjunto, portanto, atuam como um transdutor, enquanto que o segmento inferior 133 da guia de ondas 121 atua novamente como uma trompa ultrassônica. Um exemplo de um material magneto-restritivo e gerador de campo magnético adequado é revelado na Patente U.S. No. 6.543.700, a revelação da qual está aqui incorporada por referência na extensão em que ele seja consistente com isto.

[0072] Embora a montagem de guia de ondas 150 inteira seja ilustrada como estando disposta dentro da câmara de alta pressão 55 do compartimento injetor de combustível 23, se entende que um ou mais componentes da montagem de guia de ondas podem estar totalmente ou parcialmente dispostos no exterior da câmara. de alta pressão, e podem mesmo estar dispostos no exterior do compartimento, sem se desviar do escopo desta invenção. Por exemplo, quando um material magneto-restritivo for usado, o gerador de campo magnético (amplamente, o dispositivo de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 38/83 / 64 excitação) pode estar disposto no corpo principal 25 ou outro componente do compartimento injetor de combustível 23 e estar somente parcialmente exposto a ou completamente selado contra a câmara de alta pressão 55. Em outra modalidade, o segmento superior 131 da guia de ondas 121 e os anéis piezoelétricos 147 (e colar 151) podem, juntos, estar localizados no exterior da câmara de alta pressão 55, sem se desviar do escopo desta invenção, tanto quanto a extremidade terminal 123 da guia de ondas esteja disposta dentro da câmara de alta pressão.

[0073] Pela colocação dos anéis piezoelétricos 147 e colar 151 sobre o segmento superior 131 da guia de ondas 121, a montagem da guia de ondas 1-50 inteira não precisa ser mais do que a própria guia de ondas (por exemplo, conforme oposta ao comprimento de uma montagem, em que um transdutor e trompa ultrassônica estejam dispostos em um arranjo convencional extremidade-a-extremidade, ou “empilhado”). Como um exemplo, a montagem de guia de ondas 150 total pode ter adequadamente um comprimento igual a cerca de metade do comprimento de onda ressonante (a que se refere, de outra maneira, comumente como metade de comprimento de onda) da guia de ondas. Em particular, a montagem de guia de ondas 150 é configurada adequadamente para ressonar em uma frequência ultrassônica na faixa de cerca de 15 KHz a cerca de 100 KHz, mais adequadamente na faixa de 15 KHz a cerca de 60 KHz, e ainda mais adequadamente na faixa de 20 KHz a cerca de 40 KHz. A montagem de guia de ondas 150 de metade de comprimento de onda, operando em tais frequências, tem um comprimento total respectivo (correspondendo à metade do comprimento de onda) na faixa de cerca de 133 mm a cerca de 20 mm, mais adequadamente na faixa de cerca de 133 mm a cerca de 37,5 mm e ainda mais adequadamente na faixa de cerca de 100 mm a cerca de 50 mm. Como um exemplo mais particular, a montagem de guia de ondas 150 ilustrada nas Figuras 8 e 9 é configurada para operação em uma frequência de cerca de 40 KHz e tem um comprimento total

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 39/83 / 64 de cerca de 50 mm. Entende-se, entretanto, que o compartimento 23 pode ser suficientemente dimensionado para permitir que uma montagem de guia de ondas, tendo um comprimento de onda inteiro, esteja disposta no mesmo. Também se entende que em tal arranjo a montagem de guia de ondas possa compreender uma trompa ultrassônica e um transdutor em uma configuração empilhada.

[0074] Uma manga 155 eletricamente não-condutora (que é cilíndrica na modalidade ilustrada, mas pode ser conformada de outra maneira) é assentada sobre a extremidade superior do colar 151 e se estende para cima a partir do colar até a extremidade superior da câmara de alta pressão 55. A manga 155 também é adequadamente construída com um material em geral flexível. Como um exemplo, um material adequado, a partir do qual a manga 155 pode ser construída, é um material de polieterimida termoplástico amorfo disponível a partir de General Electric Company, EUA, sob o nome comercial ULTEM. Entretanto, outros materiais eletricamente não-condutores adequados, tais como materiais cerâmicos, podem ser usados para construir a manga 155 e permanecer dentro do escopo desta invenção. A extremidade superior da manga 155 tem um flange anular 157 formada integralmente, e estendendo-se radialmente para fora da mesma, e um conjunto de quatro fendas 159 estendendo-se de modo longitudinal, definindo quatro abas flexíveis 161 na extremidade superior da manga. Um segundo flange anular 163 é formado integralmente com a manga 155 e se estende radialmente para fora da manga, logo abaixo das fendas 159 que se estendem de modo longitudinal, isto é, em relacionamento longitudinalmente espaçado com o flange anular 157 disposto na extremidade superior da manga.

[0075] Um anel de contato 165, construído com um material eletricamente condutor, circunda a manga 155 intermediária aos flanges anulares 157, 163 espaçados de modo longitudinal da manga. Em uma modalidade, o anel de contato 165 é construído adequadamente com bronze.

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Entende-se, entretanto, que o anel de contato 165 pode ser construído com outros materiais eletricamente condutores adequados sem se desviar do escopo desta invenção. Também se entende que outro dispositivo de contato diferente de um anel, tal como um dispositivo de contato de ponto único, aba flexível e/ou carregado por mola ou outro dispositivo eletricamente condutor adequado, pode ser usado sem se desviar do escopo da invenção. Na modalidade ilustrada, a dimensão de seção transversal interna (por exemplo, o diâmetro) do anel de contato 165 é dimensionada ligeiramente menor do que a dimensão de seção transversal externa do segmento longitudinal da manga 155 que se estende entre os flanges anulares 157, 163.

[0076] O anel de contato 165 é inserido por sobre a manga 155 pressionando o anel de contato telescopicamente para baixo sobre a extremidade superior da manga. A força do anel 165 contra o flange anular 157 na extremidade superior da manga 155 constrange as abas 161 a se flexionarem (por exemplo, se dobrarem) radialmente para dentro para permitir ao anel deslizar para baixo além do flange anular formado na extremidade superior da manga e assentar o anel sobre o segundo flange anular 163. As abas 161 recuam de modo resiliente em direção a sua posição inicial, fornecendo um engate por atrito entre o anel de contato 165 e a manga 155 e retendo o contato entre os flanges anulares 157, 163 da manga.

[0077] Um anel guia 167 construído com um material eletricamente não-condutor circunda e isola eletricamente o anel de contato 165. Como um exemplo, o anel guia 167 pode (mas não precisa necessariamente) ser construído com o mesmo material que a manga 163. Em uma modalidade, o anel guia 167 é retido adequadamente sobre manga, e mais adequadamente sobre o anel de contato 165, por meio de fixação, ou ajuste por atrito do anel guia sobre o anel de contato. Por exemplo, o anel guia 167 pode ser um anel descontinuo incompleto ao longo de uma fenda, conforme ilustrado na Figura

9. O anel guia 167, portanto, é circunferencialmente expansível na fenda, para

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 41/83 / 64 ajustar o anel guia sobre o anel de contato 165, e, quando da liberação subsequente, fecha-se de modo resiliente e firmemente ao redor do anel de contato.

[0078] Em uma modalidade particularmente adequada, uma saliência de posicionamento anular 169 se estende radialmente para dentro, a partir do anel guia 167 e é recebível em um sulco anular 171 formado no anel de contato 165 para localizar apropriadamente o anel guia sobre o anel de contato. Entende-se, entretanto, que o anel de contato 165 e o anel guia 167 podem ser montados sobre a manga 155 de maneira diferente da ilustrada nas Figuras 8 e 9, sem se desviar do escopo desta invenção. Pelo menos uma, e mais adequadamente uma pluralidade de aberturas de formato afilado ou frusto-cônico 173, são formadas radialmente através do anel guia 167 para permitir o acesso ao anel de contato 165, para entregar a corrente elétrica ao anel de contato.

[0079] Conforme visto melhor na Figura 5, uma manga isolante 175, construída com um material eletricamente não-condutor adequado, se estende através de uma abertura no lado do corpo principal 25 e tem uma extremidade terminal 177 em geral de formato cônico, configurada para assentar-se dentro de uma das aberturas 173 do anel guia 167. A manga isolante 175 é mantida no lugar por um adaptador 179 adequado que se fixa de modo rosqueável ao corpo principal 25 dentro da abertura 173 e tem uma abertura central através da qual a manga isolante se estende. Fiação elétrica adequada 181 se estende através da manga isolante 175 para o contato elétrico com o anel de contato 165 em uma extremidade do fio e está em comunicação elétrica em sua extremidade oposta (não mostrada) Com uma fonte (não mostrada) de corrente elétrica.

[0080] Fiação elétrica adicional 183 se estende a partir do anel de contato 165 para baixo ao longo do lado de fora da manga 155, dentro da câmara de alta pressão 55 e em comunicação elétrica com um eletrodo (não

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 42/83 / 64 mostrado) disposto entre o anel piezoelétrico 147 mais superior e o próximo anel piezoelétrico inferior. Um fio separado 184 conecta eletricamente o eletrodo a outro eletrodo (não mostrado) disposto entre o anel piezoelétrico 147 mais inferior e o anel logo acima dele. O membro de montagem 79 e/ou a guia de ondas 121 fornece o aterramento para a corrente entregue aos anéis piezoelétricos 147. Em particular, um fio terra 185 é conectado ao membro de montagem 79 e se estende até entre o meio de dois anéis piezoelétricos 147 em contato com um eletrodo (não mostrado) disposto entre os mesmos. Opcionalmente, um segundo fio terra (não mostrado) pode se estender desde entre o meio dos dois anéis piezoelétricos 147 em contato com outro eletrodo (não mostrado) entre o anel piezoelétrico mais superior e o colar 151.

[0081] Com referência particular às Figuras 6, 6a, 8 e 9, o membro de montagem 79 é adequadamente conectado à guia de ondas 121 intermediária às extremidades 123, 129 da guia de onda. Mais adequadamente, o membro de montagem 79 é conectado à guia de ondas 121 em uma região nodal da guia de ondas. Conforme usado aqui, a região nodal da guia de ondas 121 se refere a uma região ou segmento longitudinal da guia de ondas ao longo da qual pouco (ou nenhum) deslocamento longitudinal ocorre durante a vibração ultrassônica da guia de ondas, e o deslocamento transversal (por exemplo, radial na modalidade ilustrada) é em geral maximizado. O deslocamento transversal da guia de ondas 121 compreende adequadamente a expansão transversal da guia de ondas, mas também pode incluir o movimento transversal (por exemplo, flexão) da guia de ondas.

[0082] Na Modalidade ilustrada, a configuração da guia de ondas 121 é tal que um plano nodal (isto é, um plano transversal à guia de ondas, em que não ocorre deslocamento longitudinal, embora o deslocamento transversal é, em geral, maximizado) não está presente. Em vez disso, a região nodal da guia de ondas 121 ilustrada tem, em geral, formato de domo, tal que em qualquer local longitudinal determinado dentro da região nodal algum

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 43/83 / 64 deslocamento longitudinal ainda pode estar presente, embora o deslocamento primário da guia de ondas seja o deslocamento transversal.

[0083] Entende-se, entretanto, que a guia de ondas 121 pode ser configurada adequadamente para ter um plano nodal (ou ponto nodal como ele é algumas vezes chamado) e que o plano nodal de tal guia de ondas é considerado como estando dentro do significado de região nodal conforme definido aqui. Contempla-se também que o membro de montagem 79 pode estar disposto de modo longitudinal acima ou abaixo da região nodal da guia de ondas 121 sem se desviar do escopo da invenção.

[0084] O membro de montagem 79 é adequadamente configurado e disposto no injetor de combustível 21 para isolar de modo vibracional a guia de ondas 121 do compartimento injetor de combustível 23. Ou seja, o membro de montagem 25 inibe a transferência da vibração mecânica longitudinal e transversal (por exemplo, radial) da guia de ondas 121 para o compartimento injetor de combustível 23, embora mantenha a posição transversal desejada da guia de ondas dentro da câmara de alta pressão 55 e permita o deslocamento longitudinal da guia de ondas dentro do compartimento injetor de combustível. Como um exemplo, o membro de montagem 79 da modalidade ilustrada, em geral, compreende um segmento interno anular 187 estendendose transversalmente (por exemplo, radialmente na modalidade ilustrada) para fora a partir da guia de ondas 121, um segmento externo anular 189 estendendo-se transversalmente para a guia de ondas em um relacionamento espaçado transversalmente com o segmento interno, e um rebordo de interconexão anular 191 estendendo-se transversalmente entre e interconectando os segmentos interno e externo. Embora os segmentos interno e externo 187, 189 e o rebordo de interconexão 191 estendam-se continuamente em volta da circunferência da guia de ondas 121, se entende que um ou mais desses elementos pode ser descontínuo em volta da guia de ondas, à maneira de raios de roda, sem se desviar do escopo desta invenção.

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 44/83 / 64 [0085] Na modalidade ilustrada na Figura 6a, o segmento interno 187 do membro de montagem 79 tem uma superfície superior geralmente plana, que define o ressalto 149, sobre o qual o dispositivo de excitação 145, por exemplo, os anéis piezoelétricos 147 são assentados. Uma superfície superior 193 do segmento interno 187 é contornada adequadamente conforme se estenda da adjacência da guia de ondas 121 para sua conexão com o rebordo de interconexão 191, e mais adequadamente tem um contorno de raio misto. Em particular, o contorno da superfície inferior 193 na junção do rebordo 191 e o segmento interno 187 do membro de montagem 79 é adequadamente um contorno de raio menor (por exemplo, mais afiado, menos afilado ou mais semelhante a um canto) para facilitar a distorção do rebordo durante a vibração da guia de ondas 121. O contorno da superfície inferior 193 na junção do segmento interno 187 do membro de montagem 79 e da guia de ondas 121 é, adequadamente, um raio relativamente maior (por exemplo, um mais afilado ou suave) para reduzir a tensão no segmento interno do membro de montagem quando da distorção do rebordo de interconexão 191 durante a vibração da guia de ondas.

[0086] O segmento externo 189 do membro de montagem 79 é configurado para se assentar contra um ressalto formado pelo bocal 27, em geral adjacente à extremidade superior 33 do bocal. Conforme visto melhor na Figura 6, a dimensão da seção transversal interna (por exemplo, diâmetro interno) do bocal 27 é escalonada para dentro de modo adjacente à extremidade superior 33 do bocal, por exemplo, de modo longitudinal abaixo do membro de montagem 79, de modo que o bocal esteja espaçado longitudinalmente a partir da superfície inferior 193 contornada do segmento interno 187 e o rebordo de interconexão 191 do membro de montagem, para permitir o deslocamento do membro de montagem durante a vibração ultrassônica da guia de ondas 121. O membro de montagem 79 é dimensionado adequadamente em seção transversal transversa, de modo que

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 45/83 / 64 pelo menos uma margem de borda externa do segmento externo 189 está disposta de modo longitudinal entre o ressalto do bocal 27 e a extremidade inferior 31 do corpo principal 25, do compartimento injetor de combustível 23 (isto é, a superfície do corpo principal que se assenta contra a extremidade superior do bocal). O membro retentor 29 do injetor de combustível 21 constrange o bocal 27 e o corpo principal 25 em conjunto a fixar a margem da borda do segmento externo 189 do membro de montagem entre os mesmos. [0087] O rebordo de interconexão 191 é construído para ser relativamente mais fino do que os segmentos interno e externo 187, 189 do membro de montagem 79 para facilitar a flexão e/ou dobra do rebordo em resposta a vibração ultrassônica da guia de ondas 121. Como um exemplo, em uma modalidade, a espessura do rebordo de interconexão 191 do membro de montagem 79 pode estar na faixa de 0,2 mm a cerca de 1 mm, e mais adequadamente cerca de 0,4 mm. O rebordo de interconexão 191 do membro de montagem 79 compreende adequadamente pelo menos um componente axial 192 e pelo menos um componente transversal 194 (por exemplo, radial na modalidade ilustrada). Na modalidade ilustrada, o rebordo de interconexão 191 tem um par de componentes axiais 192 espaçados de modo transversal conectados pelo componente transversal 194, tal que o rebordo seja, em geral, em formato de U na seção transversal.

[0088] Entende-se, entretanto, que outras configurações que tenham pelo menos um componente axial 192 e pelo menos um componente transversal 194 sejam adequadas, tais como formato em L, formato em H, formato em I, formato em U invertido, formato em L invertido, e similares, sem se desviar do escopo desta invenção. Exemplos adicionais de configurações de rebordo de interconexão 191 adequados são ilustrados e descritos na Patente U.S. No. 6.676.003, a revelação da qual é aqui incorporada por referência na extensão em que seja consistente com isto.

[0089] Os componentes axiais 192 do rebordo 191 dependem dos

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 46/83 / 64 respectivos segmentos interno e externo 187, 189 do membro de montagem e estão, em geral, dispostos em cantiléver ao componente transversal 194. Consequentemente, o componente axial 192 é capaz de se dobrar e/ou de se flexionar dinamicamente em relação ao segmento externo 189 do membro de montagem em resposta ao deslocamento vibratório transversal do segmento interno 187 do membro de montagem e isolar, por meio disso, o compartimento 23 do deslocamento transversal da guia de ondas. O componente transversal 194 do rebordo 191 é disposto em cantiléver aos componentes axiais 192, de modo que o componente transversal seja capaz de se dobrar e de se flexionar de modo dinâmico em relação aos componentes axiais (e, portanto, em relação ao segmento externo 189 do membro de montagem) em resposta ao deslocamento vibratório axial do segmento interno 187, para, por meio disso, isolar o compartimento 23 do deslocamento axial da guia de ondas.

[0090] Na modalidade ilustrada, a guia de ondas 121 expande-se radialmente bem como se desloca levemente de modo axial na região nodal (por exemplo, quando o membro de montagem 79 estiver conectado à guia de ondas), quando da excitação ultrassônica da guia de ondas. Em resposta, o membro de interconexão 191 em formato de U (por exemplo, os componentes axial e transversal 192, 194 do mesmo), em geral, se dobra e se flexiona, e mais particularmente rola em relação ao segmento externo fixo 189 do membro de montagem 79, por exemplo, semelhante à maneira em que a cabeça de um desentupidor de pia rola quando do deslocamento axial do cabo do desentupidor. Consequentemente, o rebordo de interconexão 79 isola o compartimento de injetor de combustível 23 da vibração ultrassônica da guia de ondas 121, e, na modalidade ilustrada, ele mais particularmente isola o segmento externo 189 do membro de montagem do deslocamento vibratório do segmento interno 187 do mesmo. Tal configuração do membro de montagem 79 também fornece uma largura de banda suficiente para

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 47/83 / 64 compensar os deslocamentos da região nodal, que podem ocorrer durante a operação habitual. Em particular, o membro de montagem 79 pode compensar as mudanças na localização em tempo real da região nodal, que surgem durante a transferência real de energia ultrassônica através da guia de ondas 121. Tais mudanças ou deslocamentos podem ocorrer, por exemplo, devido a mudanças na temperatura e/ou outras condições ambientais dentro da câmara de alta pressão 55.

[0091] Embora na modalidade ilustrada os segmentos interno e externo 187, 189 do membro de montagem 79 sejam dispostos, de modo geral, na mesma localização longitudinal em relação à guia de ondas, se entende que os segmentos interno e externo podem ser deslocados longitudinalmente um em relação ao outro, sem se desviar do escopo desta invenção. Também se contempla que o rebordo de interconexão 191 pode compreender somente um ou mais componentes axiais 192 (por exemplo, o componente transversal 194 pode ser omitido) e permanecer dentro do escopo desta invenção. Por exemplo, quando a guia de ondas 121 tiver um plano nodal e o membro de montagem 79 estiver localizado sobre o plano nodal, o membro de montagem precisará somente ser configurado para isolar o deslocamento transversal da guia de onda. Em uma modalidade alternativa (não mostrada), contempla-se que o membro de montagem pode estar disposto na ou adjacente à região antinodal da guia de ondas, tal como em uma das extremidades opostas 123, 129 da guia de ondas. Em tal modalidade, o rebordo de interconexão 191 pode compreender somente um ou mais componentes transversais 194 para isolar o deslocamento axial da guia de ondas (isto é, ocorre pouco ou nenhum deslocamento transversal na região antinodal).

[0092] Em uma modalidade particularmente adequada, o membro de montagem 79 é de construção em peça única. Ainda mais adequadamente, o membro de montagem 79 pode ser formado integralmente com a guia de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 48/83 / 64 ondas 121, conforme ilustrado na Figura 6. Entretanto, se entende que o membro de montagem 79 pode ser construído separadamente da guia de ondas 121 e permanecer dentro do escopo desta invenção. Também se entende que um ou mais componentes do membro de montagem 79 podem ser construídos separadamente e conectados adequadamente ou de outra maneira montados conjuntamente.

[0093] Em uma modalidade adequada, o membro de montagem 79 é construído adicionalmente para ser, de modo geral, rígido (por exemplo, resistente ao deslocamento estático sob carga), de modo a manter a guia de ondas 121 (e, portanto, a agulha de válvula 53) em alinhamento apropriado dentro da câmara de pressão 55. Por exemplo, o membro de montagem rígido em uma modalidade pode ser construído com um material não-elastomérico, mais adequadamente metal, e ainda mais adequadamente o mesmo metal com o qual a guia de ondas é construída. O termo rígido, entretanto, não pretende significar que o membro de montagem é incapaz de flexão e/ou de dobra dinâmica em resposta à vibração ultrassônica da guia de ondas. Em outras concretizações, o membro de montagem rígido pode ser construído com um material elastomérico, que seja suficientemente resistente ao deslocamento estático sob carga, mas que seja, de outro modo, capaz de flexão e/ou de dobra dinâmica em resposta à vibração ultrassônica da guia de ondas. Embora o membro de montagem 79, ilustrado na Figura 6, seja construído com um metal, e mais adequadamente construído com o mesmo material que a guia de ondas 121, contempla se que o membro de montagem possa ser construído com outros materiais, em geral, rígidos adequados, sem se desviar do escopo desta invenção.

[0094] Novamente com referência às Figuras 6 e 8, a trajetória de escoamento ao longo da qual o combustível escoa dentro da câmara de alta pressão 55, do compartimento injetor de combustível 23, é definida em parte pelo espaçamento transversal entre a superfície interna do bocal 27 e a

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 49/83 / 64 superfície externa do segmento inferior 133 da guia de ondas 121 (por exemplo, abaixo do membro de montagem 79), e entre a superfície interna do corpo principal 25 e as superfícies externas do dispositivo de excitação 145, o colar 151 e a manga 155 (por exemplo, acima do membro de montagem). A trajetória de escoamento de combustível está em comunicação fluida com a entrada de combustível 57 do corpo principal 25 do compartimento injetor 23, de modo geral, na manga 155, de modo que o combustível de alta pressão, que entra na trajetória de escoamento a partir da entrada de combustível, escoe para baixo (na modalidade ilustrada) ao longo da trajetória de escoamento em direção ao bico do bocal 81, para exaustão a partir do bocal 27 através das aberturas de exaustão 83. Conforme descrito previamente, combustível de alta pressão adicional escoa dentro da passagem interior 127 da guia de ondas 121, entre a guia de ondas e a agulha de válvula 53.

[0095] Devido ao fato de que o membro de montagem 79 estende-se transversalmente à guia de ondas 121 dentro da câmara de alta pressão 55, a extremidade inferior 31 do corpo principal 25 e a extremidade superior 33 do bocal 27 são adequadamente configurados para permitir que a trajetória de escoamento de combustível se desvie, de modo geral, em torno do membro de montagem, conforme o combustível escoe dentro da câmara de alta pressão. Por exemplo, conforme melhor ilustrado na Figura 10, canais adequados 199 são formados na extremidade inferior 31 do corpo principal 25 em comunicação fluida com a trajetória de escoamento, à montante do membro de montagem 79 e estão alinhados com os respectivos canais 201 formados na extremidade superior 33 do bocal 27 em comunicação fluida com a trajetória de escoamento à jusante do membro de montagem. Consequentemente, o combustível de alta pressão, que escoa a partir da entrada de combustível 57 para baixo, ao longo da trajetória de escoamento à montante do membro de montagem 79 (por exemplo, entre o corpo principal 25 e a manga 155 / colar 151 / anéis piezoelétricos 147) é direcionado através dos canais 199 no corpo

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 50/83 / 64 principal em torno do membro de montagem e através dos canais 201 no bocal 27 para a trajetória de escoamento à jusante do membro de montagem (por exemplo, entre o bocal e a guia de ondas 121).

[0096] Em uma modalidade, o injetor de combustível é operado por um sistema de controle adequado (não mostrado) para controlar a operação da válvula solenoide e a operação do dispositivo de excitação 145. Tais sistemas de controle são conhecidos pelos técnicos especializados no assunto e não precisam ser descritos adicionalmente aqui, exceto na extensão necessária. A menos que uma operação de injeção esteja ocorrendo, a agulha de válvula 53 é inclinada pela mola 111 na perfuração 35 do corpo principal 25 para sua posição fechada, com a extremidade terminal 115 da agulha de válvula em contato selante com o bico do bocal 81 para fechar as aberturas de exaustão 83. A válvula solenoide fornece um fecho no recesso 95, formado no cabeçote 87 do suporte de pino 47, para fechar a perfuração 97, que se estende de modo longitudinal através do suporte de pino. Nenhuma corrente é fornecida pelo sistema de controle para a montagem de guia de ondas na posição fechada da agulha de válvula 53.

[0097] O combustível de alta pressão escoa a partir de uma fonte de combustível (não mostrada) para o injetor de combustível 21, na entrada de combustível 57 do compartimento 23. Sistemas de entrega de combustível, adequados para entrega pressurizada de combustível a partir da fonte de combustível para o injetor de combustível 21, são conhecidos na técnica e não precisam ser adicionalmente descritos aqui. Em uma modalidade, o combustível de alta pressão pode ser entregue ao injetor de combustível 21 em uma pressão na faixa de cerca 5.000 psi (340 bar) a cerca de 30.000 psi (2.070 bar). O combustível de alta pressão escoa através do canal de distribuição superior 59 do corpo principal 25 até o intervalo anular 99, entre o corpo principal e o suporte de pino 47, e através do canal de alimentação 101 do suporte de pino para o canal interno 91 do suporte de pino acima do

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 51/83 / 64 pino 93, e para cima através da perfuração 97 no suporte de pino. Combustível de alta pressão também escoa através da trajetória de escoamento de alta pressão, isto é, através do canal de distribuição inferior 61 do corpo principal 25 até a câmara de alta pressão 55, para encher a câmara de alta pressão, ambos do lado de fora da guia de ondas 121 e dentro da passagem interior 127 da guia de ondas. Nessa condição, o combustível de alta pressão acima do pino 93, junto com a inclinação da mola 111, inibe o combustível de alta pressão na câmara de alta pressão 55 contra o constrangimento da agulha de válvula 53 para sua posição aberta.

[0098] Quando o sistema de controle injetor determina que a injeção de combustível ao motor de combustão é necessária, a válvula solenoide é energizada pelo sistema de controle para abrir a perfuração do suporte de pino 97, de modo que combustível de alta pressão escoe para fora a partir do suporte de pino para o canal de retorno de combustível 71, na extremidade superior 37 do corpo principal 25, como combustível de pressão mais baixa, diminuindo, por meio disso, a pressão de combustível por detrás (por exemplo, acima) do pino 93, dentro do suporte de pino. Consequentemente, o combustível de alta pressão, na câmara de alta pressão 55, é agora capaz de constranger a agulha de válvula 53 contra a inclinação da mola 111 para a posição aberta da agulha de válvula. Na posição aberta da agulha de válvula 53, a extremidade terminal 115 da agulha de válvula é espaçada de modo suficiente a partir do bico do bocal nas aberturas de exaustão 83, para permitir que o combustível na câmara de alta pressão 55 seja exaurido através das aberturas de exaustão.

[0099] Quando da energização da válvula solenoide para permitir à agulha de válvula 53 mover-se para sua posição aberta, tal como de modo aproximadamente concorrente com ela, o sistema de controle também direciona o gerador de corrente elétrica de alta frequência para entregar corrente para o dispositivo de excitação 145, isto é, os anéis piezoelétricos

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147 na modalidade ilustrada, por meio do anel de contato 165 e fiação 183 adequada, que conecta eletricamente o anel de contato aos anéis piezoelétricos. Conforme descrito previamente, os anéis piezoelétricos 147 são levados a se expandirem e se contraírem (particularmente na direção longitudinal do injetor de combustível 21) em geral, na frequência ultrassônica em que a corrente é entregue ao dispositivo de excitação 145. [00100] A expansão e contração dos anéis 147 fazem com que o segmento superior 131 da guia de ondas 121 se alonguem e se contraiam de modo ultrassônico (por exemplo, em geral, na mesma frequência em que os anéis piezoelétricos se expandem e se contraem. O alongamento e a contração do segmento superior 131 da guia de ondas 121, dessa maneira, excita a guia de ondas (por exemplo, adequadamente na frequência ressonante da guia de ondas), e, em particular, ao longo do segmento 133 da guia de ondas, resultando na vibração ultrassônica da guia de ondas ao longo de segmento inferior e, em particular, na porção expandida 195 do segmento inferior na extremidade terminal 123 do mesmo.

[00101] Com a agulha de válvula 53 em sua posição aberta, o combustível de alta pressão na câmara de alta pressão 55 escoa ao longo da trajetória de escoamento, e, em particular, passado pela extremidade terminal 123 que vibra de maneira ultrassônica, da guia de ondas 121, para as aberturas de exaustão 83 do bico do bocal 81. A energia ultrassônica é aplicada pela extremidade terminal 123 da guia de ondas 121 ao combustível de alta pressão logo à montante (ao longo da trajetória de escoamento) das aberturas de exaustão 83 para, em geral, atomizar o combustível (por exemplo, diminuir o tamanho de gotícula e estreitar a distribuição dos tamanhos de gotículas de combustível que sai do injetor 21). A energização ultrassônica do combustível antes dele sair das aberturas de exaustão 83 produz um spray pulsante, em geral, de formato de cone, de combustível líquido atomizado entregue na câmara de combustão servida pelo injetor de combustível 21.

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 53/83 / 64 [00102] Na modalidade ilustrada das Figuras 1 a 10, e conforme descrito previamente aqui, a operação do pino 93, e, portanto, da agulha de válvula 53, é controlada pela válvula solenoide (não mostrada). Compreendese, entretanto, que outros dispositivos, tais como, sem limitação, dispositivos acionados por carne, dispositivos operados de modo piezoelétrico ou magneto-restritivo, dispositivos operados hidraulicamente ou outros dispositivos mecânicos adequados, com ou sem válvulas amplificadoras de fluido, podem ser usados para controlar a operação da agulha de válvula sem se desviar do escopo desta invenção.

[00103] A Figura 11 ilustra uma segunda modalidade de dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, em geral, indicada por 421, da presente invenção. O dispositivo 421 dessa segunda modalidade é amplamente descrito aqui, com referência a qualquer dispositivo impelido de modo ultrassônico, em que o spray pressurizado de líquido é exaurido a partir do dispositivo seguindo a aplicação de energia ultrassônica ao liquido, sendo contemplado que tal dispositivo pode ter aplicação em aparelhos tais como, sem limitação, nebulizadores e outros dispositivos de entrega de fármacos, equipamento de moldagem, umidificadores, aparelhos de injeção de combustível para motores, sistemas de spray de tinta, sistemas de entrega de tinta, sistemas de mistura, sistemas de homogeneização, sistemas de secagem por atomização, sistemas de resfriamento e outras aplicações em que um spray de líquido gerado de modo ultrassônico seja utilizado.

[00104] O dispositivo 421 ilustrado compreende um compartimento, designado, em geral, por 423, tendo uma entrada 457 para receber líquido para o compartimento. O líquido é adequadamente pressurizado na faixa de ligeiramente acima de 0,0 psi (0,0 bar) a cerca de 50.000 psi (3.450 bar). Na modalidade ilustrada, o compartimento 423 compreende pelo menos em parte um membro de compartimento superior 425 (com respeito à orientação vertical do dispositivo 421 ilustrado na Figura 11) e um membro de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 54/83 / 64 compartimento inferior. Uma extremidade inferior 431 do membro de compartimento superior 425 se assenta contra uma extremidade superior 433 do membro de compartimento inferior 427 e os membros do compartimento são fixados em conjunto por um conector rosqueado adequado 429. Os membros de compartimento superior e inferior 425, 427 definem, em conjunto, uma câmara interna 455, em comunicação fluida com a entrada 457. O membro do compartimento inferior 427 tem uma perfuração rosqueada 480 que se estende de modo axial formada em seu fundo para receber de modo rosqueado uma inserção 482 nele, tal que a inserção defina adicionalmente o compartimento 423 do dispositivo 421. Uma abertura de exaustão 483 se estende de modo axial através da inserção 482, para definir amplamente uma abertura de exaustão do compartimento 423 através da qual líquido é exaurido a partir do compartimento.

[00105] Embora a inserção 482 ilustrada na Figura 11 tenha uma abertura de exaustão única 483, contempla-se que a inserção pode compreender mais que uma abertura de exaustão. Também se contempla que a inserção 483 pode ser omitida completamente e o fundo do membro de compartimento inferior 427, de modo geral, fechado com uma ou mais aberturas de exaustão formadas nele. O compartimento 423, da modalidade ilustrada, é, em geral, cilíndrico, mas pode ser adequadamente de qualquer formato, e pode ser dimensionado dependendo pelo menos em parte da quantidade de líquido desejada a ser disposta dentro do compartimento antes da entrega, do número e tamanho das aberturas de exaustão, e da frequência de operação em que o dispositivo opera. Também se contempla que o membro de compartimento inferior 427 pode ser configurado de modo similar ao bocal 27 da modalidade das Figuras 1 a 10, com uma ou mais aberturas de exaustão 83 formadas em um bico 81 do bocal.

[00106] A entrada de líquido 457 se estende de modo transversal através da parede lateral 552 do membro de compartimento inferior 427, para

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 55/83 / 64 comunicação fluida com a câmara interna 455 do compartimento 423. Contempla-se, entretanto, que a entrada de líquido 457 pode ser disposta substancialmente em qualquer lugar ao longo da lateral do membro do compartimento inferior 427, ou ao longo da lateral do membro do compartimento superior 425, ou mesmo estender-se de modo axial através do topo do membro de compartimento superior e permanecer dentro do escopo desta invenção. Portanto, a câmara interna 455, ilustrada na Figura 11, define amplamente uma trajetória de escoamento de líquido ao longo da qual o líquido escoa dentro do compartimento 423 até a abertura de exaustão 483, para exaurir o líquido do compartimento.

[00107] O dispositivo 423 ilustrado na Figura 11 carece de um membro de válvula (por exemplo, um membro de válvula similar à agulha de válvula 53 da modalidade das Figuras 1 a 10) ou outro componente disposto dentro do compartimento para controlar o escoamento de líquido para a abertura de exaustão 483. Em vez disso, nesta segunda modalidade, o líquido pode escoar continuamente dentro da câmara interna 455 para a abertura de exaustão 483. Entende-se, entretanto, que um sistema de controle adequado (não mostrado) externo do compartimento 423 pode controlar o escoamento de líquido para a entrada do compartimento 457, para, por meio disto, controlar a entrega de líquido para a abertura de exaustão 483, sem se desviar do escopo desta invenção.

[00108] Uma montagem de guia de ondas ultrassônica alongada, em geral, indicada por 550, se estende de modo axial do compartimento 423 (por exemplo, na direção longitudinal ou vertical do compartimento ilustrado na Figura 11) e está disposta inteiramente dentro da câmara interna 455 do compartimento. Em particular, a montagem de guia de ondas 550 pode ser construída adequadamente de modo substancial da mesma maneira que a montagem de guia de ondas 150 do injetor de combustível 21 da modalidade das Figuras 1 a 10. A extremidade terminal 523 da guia de ondas 521 da

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 56/83 / 64 montagem 550 é disposta adequadamente próxima à abertura de exaustão 483. O termo próximo(a) é usado aqui somente em um sentido qualitativo para significar que a energia ultrassônica é conferida pela extremidade terminal 523 da guia de ondas 521 para o líquido na câmara interna 455 logo antes do líquido que entra na abertura de exaustão 483, e não pretende referirse a um espaçamento específico entre a abertura de exaustão e a extremidade terminal da guia de ondas.

[00109] Conforme ilustrado na Figura 11, a dimensão da seção transversal interna da parede lateral 552 do membro do compartimento inferior 427 diminui em direção à extremidade inferior 481 do membro do compartimento inferior. A porção aumentada 695 em e/ou adjacente à extremidade terminal 523 da guia de ondas 521 está, portanto, espaçada intimamente ou mesmo em relacionamento de contato deslizante com parede lateral 552 em direção à extremidade inferior 481 do membro de compartimento inferior 427, por exemplo, logo à montante (relativo à direção em que o líquido pressurizado escoa dentro da câmara interna 455 até a abertura de exaustão 483) da abertura de exaustão, de modo que a trajetória de escoamento do líquido dentro do compartimento se estreita na e/ou adjacente à extremidade terminal da guia de ondas.

[00110] Entende-se, entretanto, que a extremidade terminal 523 da guia de ondas 521 (ou outro segmento da mesma) não precisa estar em relacionamento intimamente espaçado com a parede lateral 552 do membro do compartimento inferior 427 para permanecer dentro do escopo desta invenção. Por exemplo, a dimensão da seção transversal externa da guia de ondas 521 pode ser substancialmente uniforme ao longo de seu comprimento em vez de ter uma porção aumentada 695, ou pode estreitar-se em direção à extremidade terminal 523 da guia de ondas. De modo alternativo, ou adicionalmente, a dimensão da seção transversal interna da parede lateral 552 do membro do compartimento inferior 427 pode não diminuir em direção à

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 57/83 / 64 extremidade 481 do membro do compartimento inferior.

[00111] A guia de ondas 521 está adequadamente interconectada ao compartimento 423 dentro da câmara interna 455 por um membro de montagem 479 que se estende do modo transversal, construído substancialmente similar ao membro de montagem 79 da modalidade das Figuras 1 a 10. Consequentemente, o membro de montagem 479 isola de modo vibracional o compartimento 423 da vibração mecânica da guia de ondas 521. O segmento externo 689 do membro de montagem 479 é fixado entre a extremidade inferior 431 do membro de compartimento superior 425 e a extremidade superior 433 do membro do compartimento inferior 427. Aberturas adequadas (não mostradas, mas similares às aberturas 199, 201 ilustradas na modalidade das Figuras 1 a 10) podem ser formadas nos membros de compartimento superior e inferior 425, 427, 'em que o segmento externo 689 do membro de montagem 479 é fixado entre os mesmos para permitir ao líquido escoar longitudinalmente dentro da câmara interna passada pelo membro de montagem.

[00112] A montagem de guia de ondas 550 também compreende o dispositivo de excitação 545 (por exemplo, os anéis piezoelétricos 547 na modalidade ilustrada), que está comprimido contra o membro de montagem 479 pelo colar 551, fixado de maneira rosqueada ao segmento superior 531 da guia de ondas 521. A corrente elétrica é fornecida ao dispositivo de excitação 545 por fiação adequada (não mostrada, mas similar à fiação 181, 183 da modalidade das Figuras 1 a 10) que se estende através do lado do compartimento 423 e conectado eletricamente ao anel de contato 683 dentro da câmara interna 455.

[00113] Em operação, líquido é entregue à abertura de líquido 457 do compartimento 423, para escoar ao longo da trajetória de escoamento, por exemplo, dentro da câmara interna 455, até a abertura de exaustão 483. Conforme o líquido pressurizado escoa para passado pela extremidade

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 58/83 / 64 terminal 523, da guia de ondas 521, da abertura de exaustão 483, a montagem de guia de ondas 450 é operada substancialmente da mesma maneira que a montagem de guia de ondas 150 do injetor de combustível 21 das Figuras 1 a 10, para vibrar de modo ultrassônico a extremidade terminal da guia de ondas, tal como da maneira de uma trompa ultrassônica. A energia ultrassônica é, portanto, conferida pela extremidade terminal 523 da guia de ondas 521, para o líquido, logo antes do líquido entrar pela abertura de exaustão 483 para, de modo geral, atomizar o líquido (por exemplo, diminuir o tamanho de gotícula e estreitar a distribuição de tamanhos de gotículas do líquido que sai do dispositivo 421). A energização ultrassônica do líquido antes dele sair da abertura de exaustão 483 produz, em geral, um spray de liquido atomizado pulsante, em geral, em forma de cone, entregue a partir do dispositivo 421.

[00114] A Figura 12 ilustra um dispositivo de entrega de líquido ultrassônico, em geral, indicado por 821, de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção. O dispositivo 821 desta terceira modalidade é similar àquele da segunda modalidade, exceto que a montagem de guia de ondas 950 desta terceira modalidade é ilustrada como estando somente parcialmente disposta dentro da câmara interna 855 do compartimento 823. O compartimento 823 desta terceira modalidade compreende um membro de compartimento 825, que define uma câmara interna 855, e um fecho 826 (por exemplo, um fecho anular na modalidade ilustrada), fixado de maneira rosqueada sobre uma extremidade superior aberta 837 do membro do compartimento, para definir adicionalmente o compartimento e fixar o segmento externo 1089 do membro de montagem 879 entre o fecho e o membro de compartimento, para fixar, por meio disso, o membro de montagem (e, portanto, a montagem de guia de ondas 850) no lugar. O membro de montagem 879, portanto, isola de modo vibracional o compartimento 823 a partir da vibração mecânica da guia de ondas 921, conforme descrito previamente em conexão com a primeira e segunda

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 59/83 / 64 concretizações. A inserção 882 desta terceira modalidade é ilustrada como tendo uma pluralidade de aberturas de exaustão 883.

[00115] Na modalidade ilustrada na Figura 12, o segmento inferior 933 da guia de ondas 921 se estende inteiramente dentro da câmara interna 855, enquanto que o segmento superior 931 da guia de ondas se estende para cima a partir do membro de montagem 879 de modo axial para fora do compartimento 823. O dispositivo de excitação 945, por exemplo, os anéis piezoelétricos 947, estão, consequentemente, dispostos no exterior do compartimento 823, junto com o colar 951, que comprime os anéis contra a superfície superior do membro de montagem 879. A corrente elétrica pode ser entregue ao dispositivo de excitação 945 por fiação adequada (não mostrada) sem a necessidade da manga 155, anel de contato 165 e anel guia 167 associados com o injetor de combustível 21 ilustrado nas Figuras 1 a 10. Entretanto, se entende que tal manga, anel de contato e anel guia podem ser incorporados ao dispositivo 821, ilustrado na Figura 12, sem se desviar do escopo desta invenção.

[00116] As Figuras 13 e 14 ilustram uma modalidade adequada de um sistema de controle, em geral, indicado por 2001, para controlar a operação de um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos, em que a montagem de guia de ondas ultrassônicas é vibrada intermitentemente de modo ultrassônico durante pulsos ou durações relativamente curtos, isto é, durante um tempo t curto previamente definido (cada caso de vibração ultrassônica da guia de ondas durante o tempo t previamente definido, amplamente definindo um evento de excitação do dispositivo de liberação de líquido). O tempo t de cada evento de excitação inclui ciclos múltiplos (isto é, ciclos de vibração) da vibração de frequência ultrassônica ao longo de toda a duração do evento de excitação. O sistema de controle ilustrado 2001 é usado em conexão com o dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos tendo um membro de válvula que pode ser seletivamente aberto e fechado, e mais adequadamente

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 60/83 / 64 para propósitos de descrição do sistema de controle aqui, ele é usado em conexão com o injetor de combustível 21 das Figuras 1 a 10 e descritos previamente aqui.

[00117] Em tal modalidade, cada evento de excitação corresponde ao que se refere aqui como um evento de injeção do injetor de combustível 21, em que a montagem de guia de ondas 150 é vibrada em uma frequência ultrassônica durante um curto tempo t, enquanto o membro da válvula 53 estiver aberto para entregar um spray atomizado a partir do injetor de combustível. Em outras concretizações, o membro de válvula 53 pode permanecer aberto enquanto múltiplos eventos de excitação (isto é, múltiplos pulsos de vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas 150) ocorrem. Entende-se também que o sistema de controle 2001, ilustrado e descrito aqui, é adequado para uso em conexão com outros dispositivos de liberação de líquidos ultrassônicos, incluindo um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos de escoamento contínuo similar àquele ilustrado nas Figuras 11 e 12, e descritos previamente aqui, sendo que a montagem de guia de ondas é vibrada intermitentemente durante o curto tempo t.

[00118] O sistema de controle 2001 desta modalidade compreende adequadamente um circuito de controle, em geral, indicado por 2003, compreendendo um controlador 2005 operável para controlar a operação do injetor de combustível 21 (amplamente, o dispositivo de liberação de líquido), uma fonte de potência (não mostrada), um gerador de sinal de acionamento 2007, a montagem de guia de ondas 150 e mais particularmente o dispositivo de excitação 145, que fornece uma carga no circuito de controle, um detector de fase 2009, e um detector de pico 2011. O gerador de sinal de acionamento 2007 está em comunicação elétrica com a fonte de potência para receber potência elétrica e é operável para gerar a partir da entrada de potência um sinal elétrico de alta frequência (por exemplo, frequência ultrassônica) a ser entregue à montagem da guia de ondas 150 e mais particularmente ao

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 61/83 / 64 dispositivo de excitação 145 da montagem de guia de ondas. Em uma modalidade particularmente adequada, o gerador de sinal de acionamento 2007 é um gerador de sinal de acionamento variável, tal como um oscilador, e mais particularmente um oscilador de controle de tensão variável. Entende-se, entretanto, que outros geradores adequados podem ser usados para gerar um sinal elétrico de alta frequência e permanecer dentro do escopo desta invenção.

[00119] O sinal de acionamento elétrico gerado pelo gerador de sinal de acionamento 2007 é adequadamente uma forma de onda, tal como uma onda senoidal, tendo uma frequência ultrassônica e uma amplitude. Em um exemplo adequado, o sinal de acionamento pode compreender uma onda senoidal analógica de corrente alternada de frequência ultrassônica. Em outro exemplo adequado, o sinal de acionamento pode compreender uma onda senoidal escalonada de modo digital para aumentar a taxa na qual a guia de ondas 121 da montagem de guia de ondas 145 ressoa até seu movimento pretendido.

[00120] O detector de fase 2009 está em comunicação com, e em uma modalidade adequada está conectado eletricamente a, a montagem de guia de ondas ultrassônica 150 e mais adequadamente ao dispositivo de excitação 145, para detectar dados de estado de fase associados com a corrente e com a tensão no circuito de controle 2003, e para gerar um sinal indicativo de tais dados de estado de fase. Por exemplo, em uma modalidade adequada, o detector de fase 2009 pode incluir comparadores ou gatilhos Schmit (ambos bem conhecidos pelos técnicos especializados no assunto) por meio dos quais a tensão e a corrente no circuito de controle 2003 são dirigidas, após condicionamento de sinal adequado de uma maneira conhecida, para as entradas de comparadores ou gatilhos Schmit para determinar o estado (isto é, os dados de estado de fase) da tensão e da corrente como estando ou acima ou abaixo de zero, em qualquer instante de tempo. Compreende-se que outros

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 62/83 / 64 detectores de fase adequados podem ser usados para detectar dados de estado de fase e gerar um sinal indicativo adequado dos mesmos, para uso subsequente na determinação do ângulo de fase entre a tensão e a corrente, conforme será descrito mais tarde aqui. Em uma modalidade particularmente adequada, o detector de fase 2009 é capaz de detectar estados de quadratura da tensão e da corrente no circuito de controle 2003.

[00121] O detector de pico 2011 também se comunica com, e está mais particularmente conectado eletricamente a, a montagem de guia de ondas 150 e mais adequadamente ao dispositivo de excitação 145, para detectar dados de amplitude ou da corrente ou da tensão no circuito de controle 2003 e para gerar um sinal indicativo de dados de amplitude. O termo detector de pico, conforme usado aqui, refere-se a qualquer dispositivo adequado usado para determinar a amplitude de pico da corrente ou da tensão no circuito de controle 2003.

[00122] O controlador 2005 pode compreender qualquer controlador adequado, tais como, sem limitação, um computador que execute software de controle, um controlador lógico programável, um processador de sinal digital e/ou outro dispositivo adequado capaz de receber e de transmitir sinais, e armazenar e processar dados. Na modalidade ilustrada, o controlador 2005 é particularmente capaz de enviar sinais (não mostrado) ao solenoide 2004 (ou outro dispositivo adequado) para controlar o posicionamento da agulha de válvula 53 entre suas posições fechada e aberta. O controlador 2005 também é capaz de receber pelo menos os sinais a partir do detector de fase 2009 (isto é, indicativos dos dados de estado de fase) e a partir do detector de pico 2011 (isto é, indicativos dos dados de amplitude da corrente no circuito) e enviar sinais indicativos de vários parâmetros de operação (tais como, sem limitação, frequência e amplitude do sinal de acionamento) para o gerador de sinal de acionamento 2007, para operar o dispositivo de excitação 145 para vibrar de modo ultrassônico a montagem de guia de ondas ultrassônica 150. O

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 63/83 / 64 controlador 2005 também é capaz de receber entrada, ou manualmente ou eletronicamente, tal como pelo menos o tempo t previamente definido, que define um evento de excitação único do injetor de combustível, e um ângulo alvo ou ângulo de fase previamente definido entre a tensão e a corrente dentro do circuito quando sob carga (por exemplo, a partir da montagem de guia de ondas vibrante). Em uma modalidade, o ângulo de fase previamente definido é adequadamente aquele que corresponde a ou está, em geral, próximo da frequência ressonante da montagem de guia de ondas. Entende-se, entretanto, que em outras concretizações o ângulo de fase previamente definido pode ser diferente do indicativo da frequência ressonante da montagem de guia de ondas, sem se desviar do escopo desta invenção.

[00123] Em um modo de excitação do injetor de combustível 21, por exemplo, quando um evento de excitação deve ocorrer para entregar combustível à câmara de combustão, o controlador 2005 sinaliza para a solenoide 2004 para reposicionar a agulha de válvula 53 a partir de sua posição fechada para sua posição aberta. O controlador 2005 também sinaliza o gerador de sinal de acionamento 2007 para gerar um sinal de acionamento de frequência ultrassônica que conduz o dispositivo de excitação 145 em uma frequência e amplitude de excitação, que por sua vez excita a guia de ondas ultrassônica 121 para energizar o combustível antes que ele seja exaurido a partir do compartimento.

[00124] Em uma modalidade, o controlador 2005 envia o sinal para o gerador de sinal de acionamento 2007 ao mesmo tempo que ou imediatamente após de enviar o sinal ao solenoide 2004, conforme descrito previamente. De modo alternativo, o controlador 2005 pode enviar o sinal ao gerador de sinal de acionamento 2007 imediatamente antes de enviar o sinal ao solenoide 2004. Por exemplo, quando o sistema de controle 2001 determinar que é necessária uma injeção de combustível ao motor de combustão, o sistema de controle inicia a energização ultrassônica de líquido na câmara de alta pressão

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55, por direcionamento do gerador de sinal de acionamento 2007 para entregar um sinal de acionamento para o dispositivo de excitação 145, isto é, os anéis piezoelétricos 147 na modalidade ilustrada, por meio do anel de contato 165 e fiação adequada 183, que conecta eletricamente o anel de contato aos anéis piezoelétricos. Os anéis piezoelétricos 147 são levados a se expandirem e se contraírem (particularmente na direção longitudinal do injetor de combustível 21), em geral, na frequência ultrassônica do sinal de acionamento.

[00125] A expansão e a contração dos anéis 147 fazem com que o segmento superior 131 da guia de ondas 121 a se alongarem e se contraírem ultrassonicamente (por exemplo, em geral, na mesma frequência em que os anéis piezoelétricos se expandem e se contraem) conforme descrito acima. Em particular, o alongamento e a contração do segmento superior 131 da guia de ondas 121 dessa maneira excita a guia de ondas, e em particular ao longo do segmento inferior 133 da guia de ondas, resultando em vibração ultrassônica da guia de ondas ao longo de segmento inferior e, em particular, na porção expandida 195 do segmento inferior, na extremidade terminal 123 do mesmo.

[00126] Imediatamente após o direcionamento do gerador do sinal de acionamento 2007, para entregar o sinal de acionamento ao dispositivo de excitação 145 (isto é, após o início da energização ultrassônica do combustível na câmara de alta pressão), a solenoide 2004 é energizada pelo sistema de controle 2001, para reposicionar a agulha de válvula 53 em direção a sua posição aberta. Especificamente, conforme discutido previamente, a perfuração do suporte de pino 97 é aberta de modo que o combustível de alta pressão escoe para fora a partir do suporte do pino para o canal de retorno de combustível 71 na extremidade superior 37 do corpo principal 25, como combustível de pressão mais baixa, diminuindo, por meio disto, a pressão de combustível por detrás (por exemplo, acima) do pino 93 dentro do suporte de

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 65/83 / 64 pino. Consequentemente, o combustível de alta pressão, na câmara de alta pressão 55, é, agora, capaz de constranger a agulha de válvula 53 contra a inclinação da mola 111 para a posição aberta da agulha de válvula.

[00127] O combustível energizado de modo ultrassônico, na câmara de alta pressão 55, logo antes do reposicionamento da agulha de válvula 53 em direção sua posição aberta, facilita o movimento mais rápido da agulha de válvula para sua posição aberta. Como um exemplo, em uma modalidade adequada, o gerador de sinal de acionamento 2007 inicia a entrega do sinal de acionamento ao dispositivo de excitação 145, na faixa de cerca de 0,1 milissegundos a cerca de 5 milissegundos, e mais adequadamente cerca de 1 milissegundo a cerca de 5 milissegundos, antes do sistema de controle 2001 energizar a válvula solenoide para reposicionar a agulha de válvula 53 em direção a sua posição aberta.

[00128] Uma vez que o combustível seja ejetado a partir do injetor de combustível 21, permite-se o fechamento da agulha de válvula 53 e o controlador 2005 envia um sinal ao gerador de sinal de acionamento 2007 para parar a acionamento do dispositivo de excitação 145, por meio disso, cessando de acionar ativamente a guia de ondas 121. Em uma modalidade particularmente adequada, um ciclo de motor pode compreender uma série de eventos de excitação ou injeção - pulsos curtos (por exemplo, de tempo t previamente) durante os quais a agulha de válvula 53 se abre e se fecha repetidamente, com o dispositivo de excitação ultrassônica 145 (e, portanto, a montagem de guia de ondas 150) sendo acionado e subsequentemente livre de ser acionado pelo gerador de sinal de acionamento 2007 (isto é, o sinal de acionamento 2009 é ligado e desligado) em cada abertura e fechamento subsequente da agulha de válvula. A agulha de válvula 53 permanece, então, fechada (e o dispositivo de excitação 145 permanece não excitado pelo gerador de sinal de acionamento 2007) durante um período de tempo relativamente mais longo, tal como o restante do ciclo do motor antes do ciclo

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 66/83 / 64 do motor se iniciar.

[00129] O controlador 2005 é adequadamente operável em múltiplos casos ao longo de todo o tempo t previamente definido, durante o qual o dispositivo de liberação de líquidos (por exemplo, o injetor de combustível 21 na modalidade ilustrada) opera em seu modo de excitação, para armazenar sinais recebidos a partir do detector de fase 2009 indicativo dos dados de estado de fase (isto é, da tensão e da corrente no circuito) em cada caso. O termo caso, conforme usado em referência à operação do controlador 2005, refere-se a casos ou pontos específicos no tempo durante a duração do tempo t total previamente definido. Em uma modalidade particularmente adequada, cada caso, em que o controlador 2005 recebe e armazena dados de estado de fase a partir do detector de fase 2009, corresponde a um ciclo da frequência ultrassônica do sinal de acionamento, de modo que os dados de estado de fase (e mais adequadamente, dados de quadratura) sejam armazenados pelo controlador em cada ciclo de vibração da montagem de guia de ondas 150. Entretanto, contempla-se que os casos podem ser em qualquer incremento de tempo, e que os casos podem ser uniformes ao longo toda a duração de tempo t previamente definido ou podem ser divididos de modo não-uniforme ao longo de toda a duração do tempo t previamente definido.

[00130] Os casos, em que o controlador 2005 recebe e armazena os dados de fase podem ser pré-programados no controlador, com o controlador tendo um temporizador interno para controlar o cronograma de recepção de dados e programação de armazenamento. Por exemplo, o controlador, em uma modalidade, pode ser programado de modo que o cronograma entre os casos corresponda a aproximadamente um ciclo de um cálculo teórico previamente determinado ou outra determinação de qual deveria ser a frequência ressonante da montagem de guia de ondas 150. Em outras concretizações, o controlador 2005 pode se comunicar com o gerador de sinal de acionamento 2007 para receber um sinal a partir do gerador para cada ciclo

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 67/83 / 64 de frequência e, então, usar aquele sinal para marcar o ciclo como um caso, no qual os dados de estado de fase devem ser recebidos e armazenados pelo controlador. Contempla-se que outros métodos adequados podem ser usados para determinar e controlar os casos, nos quais o controlador 2005 recebe e armazena dados de estado de fase, sem se desviar do escopo desta invenção. [00131] Quando o sinal de acionamento a partir do gerador de sinal de acionamento 2007 estiver desligado (por exemplo, no final do tempo t previamente definido, em que o dispositivo de liberação de líquidos 21 esteja no modo de excitação), a guia de ondas ultrassônica 121, e mais particularmente, a montagem de guia de ondas 150, na modalidade ilustrada, faz a transição para o que se refere aqui como um modo inativo do dispositivo de liberação. Nesse modo inativo, a montagem de guia de ondas 150 está não acionada pelo gerador de sinal de acionamento 2007. Uma vez no modo inativo, o controlador 2005 é adicionalmente operável, para cada caso em que os dados de estado de fase foram armazenados pelo controlador, para determinar um ângulo de fase entre a tensão e a corrente, com base nos dados de estado de fase recebidos a partir do detector de fase 2009. Contempla-se, em uma alternativa, que o próprio detector de fase 2009 pode ser capaz de armazenar os dados de estado de fase nos múltiplos casos, enquanto a montagem de guia de ondas estiver sendo vibrada, e, então, enviar um sinal ao controlador 2005 indicativo de dados de estado de fase armazenados para todos os casos, em que os dados foram detectados durante o tempo t previamente definido.

[00132] O controlador 2005 também é operável, para cada caso, em que os dados de estado de fase foram recebidos, para determinar a diferença de fase (a que se refere também comumente como um erro de fase), que se refere aqui à diferença entre o ângulo de fase alvo ou previamente definido e o ângulo de fase determinado. Como um exemplo, quando o detector de fase 2009 utilizar comparadores ou gatilhos Schmit, o controlador teria a

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 68/83 / 64 capacidade de realizar uma função OR exclusiva (a que se refere geralmente como uma função XOR) ou outro algoritmo adequado para determinar o ângulo de fase entre a tensão e a corrente, por integração da área resultante sob uma forma de onda compósita como uma função das formas de onda de tensão e de corrente.

[00133] Com base nesse ajuste determinado de dados de diferença de fase (isto é, a diferença de fase determinada em cada um dos casos durante o tempo t previamente definido), o controlador 2005 é adicionalmente operável para cada um dos casos ao longo de toda a duração do tempo t previamente definido, para determinar uma programação de controle de sinal de acionamento (por exemplo, como uma função dos casos, tal como uma função do tempo transcorrido após o início da vibração da montagem de guia de ondas ou como uma função do número de ciclos transcorridos após o início de tal vibração) para ser enviada ao gerador de sinal de acionamento 2007 para controlar o sinal de acionamento em cada caso ao longo de toda a duração do tempo t previamente definido do próximo evento de excitação (isto é, a próxima operação do dispositivo de liberação de líquidos em seu modo de excitação). Em particular, o controlador 2005 determina, por meio deum algoritmo adequado ou outro software ou firmware, em cada caso, quais ajustes fazer, se houver algum, na frequência do sinal de acionamento para mover o ângulo de fase determinado do circuito de controle 2003, sob a carga da montagem de guia de ondas vibrante 150 mais próximo ao ângulo de fase alvo ou previamente definido. Para reduzir o potencial para o ajuste resultar em uma grande mudança ou passo de frequência, é adequado fazer os ajustes de modo gradual ou incremental sobre inúmeros eventos de excitação. Por exemplo, o ajuste de frequência em uma modalidade é adequadamente não mais do que cerca de 2 a cerca de 5 Hz a partir de um evento de excitação para o seguinte. Entretanto, entende-se que o ajuste pode ser diferente dessa faixa sem se desviar do escopo desta invenção.

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 69/83 / 64 [00134] Com referência particular à Figura 14, em uma modalidade de um método adequado para controlar a operação de dispositivo de liberação de líquidos tendo curtos pulsos de vibração ultrassônica, o primeiro tempo 3001 em que o dispositivo de liberação de líquidos (por exemplo, o injetor de combustível 21) é operado em seu modo de excitação 3003 (por exemplo, quando se dá partida em um motor, de modo que o injetor de combustível ultrassônico seja primeiro excitado), o controlador 2005 envia uma programação de controle de sinal de acionamento em 3005 para o gerador de sinal de acionamento 2007, em que a frequência ultrassônica e amplitude permanecem constantes para todos os casos ao longo de todo o tempo t previamente definido, durante o qual o dispositivo de liberação esteja em seu modo de excitação. Esse sinal constante, em uma modalidade, é indicativo de, ou geralmente próximo a, uma frequência/amplitude teóricas ou antecipadas previamente determinadas em ressonância da montagem de guia de ondas 150. Por exemplo, quando o sistema de controle estiver funcionando em ressonância em série, a frequência constante inicial é adequadamente ajustada (por exemplo, pré-programada ligeiramente abaixo da frequência de ressonância esperada, de modo que o sistema de controle suba lentamente até a frequência de ressonância durante múltiplos eventos de excitação. Quando o sistema de controle estiver funcionando em ressonância paralela, entretanto, a frequência constante inicial é adequadamente ajustada ligeiramente mais elevada do que a frequência de ressonância esperada, de modo que o sistema de controle desça lentamente até a frequência de ressonância durante múltiplos eventos de excitação.

[00135] O gerador de sinal de acionamento 2007 gera e envia um sinal de acionamento correspondente, de acordo com a programação de controle de sinal de acionamento, para o dispositivo de excitação 145 (amplamente, a montagem de guia de ondas 150), para, por meio disto, vibrar de modo ultrassônico a montagem de guia de ondas conforme o líquido (por exemplo,

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 70/83 / 64 combustível) seja exaurido a partir do dispositivo de liberação (por exemplo, enquanto o membro de válvula 53 estiver em sua posição aberta).

[00136] Em vários casos (por exemplo, em uma modalidade adequada, para cada ciclo de vibração da frequência de sinal de acionamento) ao longo de toda a duração do tempo t previamente definido de operação do dispositivo de liberação em seu modo de excitação, o detector de fase 2009 detecta, em 3007, os dados de estado de fase (isto é, tensão e corrente sob carga) a partir do dispositivo de excitação 145 (isto é, da montagem de guia de ondas 150) e envia um sinal indicativo de dados de estado de fase ao controlador 2005. O controlador 2005 recebe e armazena esses dados de estado de fase. Dados de amplitude associados com a corrente sob carga também são detectados em 3007 pelo detector de pico 2011 em cada um dos intervalos e um sinal indicativo dos dados de amplitude é enviado ao controlador 2005, com o controlador recebendo e armazenamento tais dados de amplitude.

[00137] No final do tempo t previamente definido, o sinal de acionamento não aciona mais o dispositivo de excitação 145 e o dispositivo de liberação de líquidos 21 faz a transição para seu modo inativo. Enquanto estiver nesse modo inativo, o controlador 2005 determina, em 3009, se uma programação de controle de sinal de acionamento tiver sido completamente determinada para o tempo t previamente definido inteiro do próximo evento de excitação. Se não, o controlador prossegue para determinar tal programação de controle de sinal de acionamento como uma função dos casos em que o controlador armazenou os dados de estado de fase e dados de amplitude. Em particular, o controlador 2005 inicia, em 3011, com os dados de estado de fase armazenados para o primeiro caso do evento de excitação mais recente. O controlador 2005 determina o ângulo de fase entre a tensão e a corrente nesse primeiro caso com base nos dados de estado de fase armazenados, e determina adicionalmente, em 3013, a diferença de fase entre o ângulo de fase alvo ou desejado e o ângulo de fase determinado para aquele

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 71/83 / 64 caso. O controlador 2005 também compara, em 3013, os dados de amplitude, para aquele caso, para a amplitude alvo ou previamente definida e determina se a diferença é maior do que a tolerância previamente definida.

[00138] O controlador 2005, então, determina, em 3015, um ajuste incremental adequado (se necessário) para fazer com que a frequência de sinal de acionamento para aquele caso particular mova o ângulo de fase sob carga naquele caso, durante o evento de excitação seguinte mais próximo ao ângulo de fase previamente definido. O controlador 2005 também determina uma nova frequência de sinal de acionamento para aquele caso e armazena, em 3017, a nova frequência em uma programação de controle de sinal de acionamento. Na modalidade ilustrada, o controlador 2005 também determina, em 3015, um ajuste de amplitude adequado (se a diferença de amplitude determinada exceder a tolerância previamente definida) para levar a amplitude de sinal a mover a amplitude sob carga naquele caso mais próxima da amplitude previamente definida. O controlador 2005, então, determina uma nova amplitude de sinal de acionamento para aquele caso e armazena, em 3017, a nova amplitude na programação de controle de sinal de acionamento.

[00139] O controlador 2005 incrementa, então, em 3019, para o próximo caso (por exemplo, o próximo ciclo de vibração) em que os dados de estado de fase foram armazenados, e repete os passos 3013, 3015, 3017 e 3019, necessários para determinar uma programação de controle de sinal de acionamento que defina um novo sinal de acionamento em cada caso, ao longo de toda a duração do tempo t previamente definido, para o próximo evento de excitação.

[00140] No próximo evento de excitação, isto é, quando o dispositivo de liberação de líquidos 21 estiver, a seguir, operado em seu modo de excitação, a programação de controle de sinal de acionamento (por exemplo, definindo a frequência de sinal de acionamento e a amplitude em cada caso ao

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 72/83 / 64 longo de todo o tempo t previamente definido) é entregue, em 3021, ao gerador de sinal de acionamento 2007, para controlar a operação do gerador de sinal de acionamento para, por meio disso, acionar o dispositivo de excitação 145 de acordo com a programação de controle de sinal de acionamento. Ao longo desse próximo evento de excitação, em cada um dos casos dentro do tempo t previamente definido, os dados de estado de fase e dados de amplitude são detectados e liberados para, recebidos por e armazenados por, o controlador 2005, em 3007. No final do tempo t previamente definido desse próximo evento de excitação, o dispositivo de liberação de líquidos (por exemplo, o injetor de combustível 21) entra novamente em seu modo inativo e o controlador 2005 usa esses dados de estado de fase e dados de amplitude mais recentes para determinar uma nova programação de controle de sinal de acionamento para o próximo evento de excitação.

[00141] Conforme esse processo seja repetido através de múltiplos eventos de excitação, a programação de controle de sinal de acionamento converge em direção a uma programação de estado estacionário, que fornece um ângulo de fase e amplitude desejados ao longo de toda a duração do modo de excitação, isto é, a partir do início da excitação da montagem de guia de ondas 150 até o final do tempo t previamente definido, em que o dispositivo de liberação faz a transição para seu modo inativo e a montagem de guia de ondas não está mais excitada. Por exemplo, a programação de controle de sinal de acionamento, em uma modalidade, pode convergir para tal programação que mantenha a operação da montagem de guia de ondas 150 na ou próximo à ressonância ao longo de toda a duração do modo de excitação do dispositivo de liberação 21. A programação de controle de sinal de acionamento em estado estacionário é, portanto, uma função dos casos, e mais adequadamente dos ciclos de vibração, dentro do tempo t previamente definido de operação no modo de excitação. A convergência é antecipada para

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 73/83 / 64 levar não mais que umas poucas centenas de eventos de excitação, o que, para um injetor de combustível 21, é tipicamente uns poucos segundos de operação de motor.

[00142] Quando da introdução de elementos da presente invenção ou concretizações preferidas da mesma, os artigos um(ns), uma(s), o(s), a(s) e dito(s), dita(s) pretendem significar que há um ou mais dos elementos. Os termos compreendendo, incluindo, e tendo pretendem ser inclusivos e significam que pode haver elementos adicionais diferentes dos elementos listados.

[00143] Na medida em que várias mudanças poderiam ser realizadas nas construções e métodos acima sem se desviar do escopo da invenção, pretende-se que toda a matéria contida na descrição acima e mostrada nos desenhos anexos deva ser interpretada como ilustrativa e não de uma maneira limitante.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21) compreendendo:

um compartimento (23) tendo uma câmara de líquido interna, pelo menos uma entrada (57, 457) em comunicação fluida com a câmara de líquido interna para receber líquido na câmara de líquido interna (55) e pelo menos uma abertura de exaustão (83, 483) em comunicação fluida com a câmara de líquido interna, por meio da qual o líquido dentro da câmara (33) sai do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão (83, 483);

uma montagem de guia de ondas ultrassônica (150, 550) separada do compartimento e disposta pelo menos em parte dentro da câmara de líquido interna (55) do compartimento para energizar líquido de modo ultrassônico dentro da câmara de líquido interna, antes do líquido ser exaurido a partir do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão; e um sistema de controle (2001) para controlar a operação do dispositivo de liberação de líquidos entre um modo de excitação, durante a qual a montagem de guia de ondas ultrassônicas é excitada para vibrar de modo ultrassônico, e um modo inativo, em que a montagem de guia de ondas ultrassônicas (150, 550) está substancialmente não excitada, o sistema de controle (2001) sendo operável para excitar a montagem de guia de ondas ultrassônicas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos durante um tempo previamente definido, que inclui múltiplos ciclos de vibração da montagem de guia de ondas, o sistema de controle compreendendo:

um gerador de sinal de acionamento (2007) operável para gerar um sinal de acionamento elétrico tendo uma frequência ultrassônica para entregar à montagem de guia de ondas (150, 550), para excitar a montagem de guia de ondas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos;

caracterizado pelo fato de que compreende um detector de fase

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2 / 7 (2009) em comunicação com a montagem de guia de ondas, para detectar dados de estado de fase da montagem de guia de ondas durante a operação da montagem de guia de ondas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos, e para gerar um sinal indicativo dos dados de estado de fase; em que os dados de estado de fase incluem tensão e corrente da montagem de guia de ondas; e um controlador operável (2005) para receber dados de estado de fase a partir do detector de fase em múltiplos casos ao longo de toda a duração do tempo previamente definido, durante o qual o dispositivo de liberação de líquidos opera em seu modo de excitação, e para gerar uma programação de controle de sinal de acionamento com base pelo menos nos dados de estado de fase, em que a programação de controle de sinal de acionamento inclui pelo menos uma frequência de sinal de acionamento para cada caso ao longo de todo o tempo previamente definido do modo de excitação, e adicionalmente controlar a operação do gerador de sinal de acionamento (2007), para gerar um sinal de acionamento para operação subsequente do dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos no modo de excitação, de acordo com a programação de controle de sinal de acionamento.

2. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (2005) é operável, para cada caso dentro do tempo previamente definido de operação do dispositivo de liberação de líquidos (21) em seu modo de excitação, para determinar um ângulo de fase da corrente e da tensão no sistema de controle, a programação de controle de sinal de acionamento sendo determinada pelo controlador (2005) com base pelo menos no ângulo de fase em cada caso dentro do tempo previamente definido.
3. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controlador (2005) é operável, para cada caso dentro do tempo previamente definido de

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3 / 7 operação do dispositivo de liberação de líquidos (21) em seu modo de excitação, para determinar uma diferença de fase entre um ângulo de fase previamente definido e o ângulo de fase determinado, a programação de controle de sinal de acionamento sendo determinada pelo controlador (2005) com base pelo menos na diferença de fase em cada caso dentro do tempo previamente definido.
4. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (2005) é operável no modo inativo do dispositivo de liberação (21) para gerar uma programação de controle de sinal de acionamento durante pelo menos a próxima operação do dispositivo de liberação de líquidos em seu modo de excitação.
5. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de acionamento inclui adicionalmente uma amplitude, o sistema de controle (2001) compreendendo adicionalmente um detector de pico (2011) em comunicação com a montagem de guia de ondas (150, 550) para detectar dados de amplitude da montagem de guia de ondas durante a operação da montagem de guia de ondas no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos (21), e para enviar um sinal ao controlador (2005) indicativo dos dados de amplitude para cada caso ao longo de todo o tempo previamente definido, o controlador sendo adicionalmente operável para gerar uma programação de controle de sinal de acionamento baseado adicionalmente em dados de amplitude, sendo que a programação de controle de sinal de acionamento inclui adicionalmente uma amplitude de sinal de acionamento para cada caso ao longo de todo o tempo previamente definido do modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos.
6. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o controlador

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4 / 7 (2005) é operável para determinar uma diferença entre uma amplitude previamente definida e a amplitude determinada para cada caso ao longo de todo o tempo previamente definido, o controlador também sendo operável para gerar a programação de controle de sinal de acionamento adicionalmente com base na diferença de amplitude.
7. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (2005) é operável para determinar a programação de controle de sinal de acionamento para incluir pelo menos uma frequência de sinal de acionamento para cada ciclo de vibração ao longo de todo o tempo previamente definido do modo de excitação.
8. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um membro de válvula (53) móvel em relação ao compartimento (23) entre uma posição fechada, em que o líquido dentro da câmara de líquido interna (55) é inibido contra a exaustão a partir do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão (83, 483), e uma posição aberta em que o líquido é exaurido a partir do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão (83, 483), na posição aberta do membro de válvula (53), o sistema de controle (2001) operando no modo de excitação do dispositivo de liberação de líquidos (21) e na posição fechada do membro da válvula, o sistema de controle operando no modo inativo do dispositivo de liberação de líquidos.
9. Dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de acionamento elétrico, gerado pelo gerador de sinal de acionamento (2007), compreende uma onda senoidal analógica.
10. Método para controlar um dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21), o dispositivo compreendendo um compartimento

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5 / 7 (23) tendo uma câmara de líquido interna (55), pelo menos uma entrada (57, 457) em comunicação fluida com a câmara de líquido interna para receber líquido na câmara de líquido interna e pelo menos uma abertura de exaustão (83, 483) em comunicação fluida com a câmara de líquido interna, pela qual o líquido dentro da câmara (33) sai do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão, e uma montagem de guia de ondas ultrassônicas (150, 550) separada do compartimento e disposta, pelo menos em parte, dentro da câmara de líquido interna do compartimento, para energizar de modo ultrassônico o líquido dentro da câmara de líquido interna antes do líquido ser exaurido a partir do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

a) liberar um primeiro sinal de acionamento de acordo com uma primeira programação de controle de sinal de acionamento para a montagem de guia de ondas ultrassônicas para definir um evento de excitação que perdure durante um tempo previamente definido, a primeira programação de controle de sinal de acionamento definindo pelo menos uma primeira frequência de sinal de acionamento em uma pluralidade de casos ao longo de todo o tempo previamente definido, em que a primeira frequência de sinal de acionamento é uma frequência ultrassônica, a montagem de guia de ondas ultrassônicas sendo responsiva ao primeiro sinal de acionamento para vibrar de modo ultrassônico durante o dito tempo previamente definido;

b) determinar, em cada caso da primeira programação de controle de sinal de acionamento, um ângulo de fase associado com a corrente e a tensão na montagem de guia de ondas durante a vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas durante o tempo previamente definido;

c) cessar de entregar o primeiro sinal de acionamento de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento para a montagem de guia de ondas no final do dito tempo previamente definido;

d) determinar uma segunda programação de controle de sinal

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6 / 7 de acionamento incluindo uma segunda frequência de sinal de acionamento para cada um dos casos, em que o ângulo de fase do primeiro sinal de acionamento foi determinado, a segunda frequência de sinal de acionamento em cada um dos casos estando baseada, pelo menos em parte, no ângulo de fase determinado em cada caso durante a vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas, de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento; e

e) liberar um segundo sinal de acionamento, de acordo com a segunda programação de sinal de acionamento para a montagem de guia de ondas ultrassônicas durante o dito tempo previamente definido, a montagem de guia de ondas ultrassônicas sendo responsiva ao sinal de acionamento para vibrar de modo ultrassônico durante o dito tempo previamente definido.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinação de uma segunda programação de controle de sinal de acionamento compreende determinar, para cada um dos casos em que o ângulo de fase do primeiro sinal de acionamento foi determinado, uma diferença de fase entre um ângulo de fase previamente definido e o ângulo de fase determinado, a segunda frequência de sinal de acionamento em cada um dos casos estando baseada, pelo menos em parte, na diferença de fase determinada em cada caso do dito tempo previamente definido.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada um dos casos ao longo de todo o tempo previamente definido compreende um ciclo de vibração.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente repetir as etapas a) a e) com a segunda programação de controle de sinal de acionamento da etapa e) definindo a primeira programação de controle de sinal de acionamento da etapa a), para cada repetição sucessiva das etapas a) a e).
14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado

Petição 870190074513, de 02/08/2019, pág. 80/83

7 / 7 pelo fato de que o primeiro sinal de acionamento adicionalmente inclui uma primeira amplitude de sinal de acionamento, o método compreendendo adicionalmente determinar em cada caso da primeira programação de controle de sinal de acionamento, uma amplitude da corrente na montagem de guia de ondas durante vibração ultrassônica da montagem de guia de ondas durante um tempo previamente definido; a etapa de determinar uma segunda programação de controle de sinal de acionamento compreendendo determinar uma segunda programação de controle de sinal de acionamento incluindo uma segunda amplitude de sinal de acionamento ultrassônico para cada um dos casos em que a amplitude foi determinada durante a excitação da montagem de guia de ondas, de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento, a segunda amplitude de sinal de acionamento em cada um dos casos estando baseadas, pelo menos em parte, na amplitude determinada em cada caso durante a vibração ultrassónica da montagem de guia de ondas, de acordo com a primeira programação de controle de sinal de acionamento.
15. Método, de acordo com a reivindicação 10, em que o dispositivo de liberação de líquidos ultrassônicos (21) compreende adicionalmente um membro de válvula móvel em relação ao compartimento (23) entre uma posição fechada, na qual líquido dentro da câmara de líquido interna (55) é inibido contra exaustão a partir do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão (83, 483), e uma posição aberta, na qual líquido é exaurido a partir do compartimento através da pelo menos uma abertura de exaustão, o método caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

posicionar o membro de válvula (53) em sua posição aberta para permitir que o líquido seja exaurido a partir do compartimento, o primeiro sinal de acionamento sendo liberado para a montagem de guia de ondas ultrassônicas (150, 550) com o membro de válvula em sua posição aberta.