ES2311813T3 - Trampa de combustible liquido dinamico y sistema de combustible de un vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Una trampa para combustible líquido para un sistema de combustible de un vehículo, comprendiendo la trampa para combustible líquido (30; 50; 112; 140; 170; 200; 260; 292) un habitáculo (52; 154; 206; 294) adaptado para su fijación al depósito (12) de combustible del vehículo, y al menos un puerto (56; 58; 298; 300) de entrada de fluido combustible susceptible de ser conectado a un sistema de válvulas de ventilación de combustible, un puerto (60; 302) de salida de gases susceptible de ser conectado a un sistema (40) para tratar vapor de combustible; y un conjunto (70; 114; 142; 320) de descarga de combustible líquido para descargar combustible líquido (104) en el depósito (12) de combustible, estando dotado dicho conjunto (70; 114; 142; 320) de descarga de combustible líquido de un mecanismo (92; 204; 263; 264) de propulsión de combustible que, cuando dicha trampa para combustible líquido está fijada al depósito (12) de combustible de un vehículo, es sensible al movimiento de un líquido dentro del depósito (12) de combustible, movimiento transmitido debido a la aceleración o deceleración del vehículo y que tiene como resultado un desplazamiento lateral y de elevación del combustible líquido.
Description
Trampa de combustible líquido dinámico y sistema
de combustible de un vehículo.
La presente invención versa acerca de los
sistemas de combustible de vehículos y versa más específicamente
acerca de una trampa para combustible líquido (LFT), también llamado
a veces tanque de expansión o bote de expansión.
El documento DE100 52 399 A1 desvela un sistema
de combustible de un vehículo que comprende un depósito de
combustible, al menos una válvula de ventilación de combustible, un
sistema de recuperación de vapor de combustible y una trampa para
combustible líquido que se extiende entre al menos una válvula de
combustible y la trampa para combustible líquido, comprendiendo
dicha trampa para combustible líquido un habitáculo formado con un
espacio confinado que tiene al menos un puerto de entrada
susceptible de ser conectado a al menos una senda válvula de
ventilación de combustible, un puerto de salida susceptible de ser
conectado al sistema de recuperación del vapor de combustible, y un
sistema de descarga de combustible líquido para descargar el
combustible líquido dentro del depósito de combustible, estando
dotado dicho sistema de descarga de combustible líquido de un
mecanismo de propulsión del fluido.
Los sistemas de combustible de los vehículos
comprenden, entre otros elementos, un depósito de combustible
dotado de un cuello de llenado, una variedad de válvulas de
combustible, una tubería para proporcionar combustible al sistema
de encendido y un sistema para tratar el vapor del combustible (por
ejemplo, un sistema de recuperación con filtro de carbono activo),
llamados de aquí en adelante en su conjunto en el presente documento
-en la especificación y en las reivindicaciones- bote, al
que fluye el vapor del combustible del depósito de combustible, y
que luego se utiliza para enriquecer la mezcla de combustible
suministrada al sistema de encendido.
El fluido combustible (en forma de líquido,
gotas, aerosol y vapor) procedente del depósito de combustible
fluye a través de una o más válvulas, que están conectadas mediante
una tubería adecuada, hasta una trampa de líquidos intermedia entre
el sistema de recuperación del vapor de combustible y el
depósito.
La trampa de combustible líquido (LFT) recibe
fluido combustible que fluye del depósito de combustible que fluye
a una velocidad relativamente alta debido a los cambios de presión y
temperatura, y, por lo tanto, el vapor que fluye desde el depósito
de combustible también lleva consigo una cantidad considerable de
combustible líquido en forma de gotas (como resultado del efecto
Venturi). La trampa de líquido atrapa el combustible líquido y
admite el flujo de vapor de combustible en el sistema de
recuperación de vapor. Luego, el combustible líquido regresa al
depósito de combustible, al bajar la presión dentro del depósito de
combustible.
Es importante que haya una trampa para
combustible líquido en aquellos casos en los que las diversas
válvulas con que está dotado el depósito estén instaladas
internamente, o sea, cuando no se proyecten desde una pared
superior del depósito, donde se puedan generar sifones en los tubos
que conectan las válvulas a la trampa para líquido. Dichos sifones
interfieren en la ventilación del depósito por una parte y, por otra
parte, interfieren en la purga de los dispositivos.
Otro problema adicional que se da en las trampas
de combustible líquido es que la presión dentro del depósito de
combustible decrece hacia el bote debido a la pérdida de carga en
las distintas válvulas y tuberías, y donde la salida del bote se
encuentra a presión atmosférica. En consecuencia, en algunos casos,
cuando la presión dentro de la LFT cae por debajo de la presión que
hay dentro del depósito de combustible, la trampa de combustible
puede de hecho arrastrar gotas de líquido desde el depósito de
combustible hacia el bote, debido al movimiento del combustible
dentro del depósito de combustible de un vehículo, lo que resulta en
un incremento de la temperatura, en un incremento de la presión y
en la generación de vapor o gotas que pueden entrar en la trampa
para líquidos y fluir hacia el bote. Además, la diferencia de
presión entre la LFT y el depósito de combustible requiere sistemas
adecuados para descargar combustible líquido de manera progresiva
nuevamente hacia el depósito de combustible, o sea, que no dependan
de la fuerza de la gravedad, sino que, más bien, propulsen de
manera activa el combustible líquido.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar una trampa para combustible líquido (LFT) para un
sistema de combustible de un vehículo, en el que el tanque de
expansión esté fabricado de un material plástico y esté adaptado
para que quepa dentro del depósito de combustible.
Es un objeto principal de la invención
proporcionar dicha trampa para combustible líquido en la que se
evite que el líquido fluya hasta el tanque de expansión del mismo,
para así evitar que el líquido fluya hacia el bote.
Es un objeto adicional de la invención
presentada proporcionar una trampa para combustible líquido (LFT)
del tipo mencionado anteriormente, en el que se proporcionen medios
para propulsar de manera activa el vapor de combustible hasta la
trampa de combustible, y, opcionalmente, para descargar de manera
activa combustible líquido en el depósito de combustible, trampa
sensible al movimiento del combustible dentro del depósito de
combustible.
Los objetos de la presente invención se cumplen
al proporcionar una trampa para combustible líquido conforme a la
reivindicación 1, y un sistema de combustible de un vehículo
conforme a la reivindicación 18.
La expresión "propulsión del fluido"
denota la extracción de fluido y la descarga de fluido, desde y
hacia la trampa para combustible líquido, respectivamente, y, en
particular, la extracción de manera activa del combustible fluido
líquido hacia el sistema de descarga de combustible líquido, y la
descarga del combustible líquido en el depósito de combustible,
respectivamente.
La expresión "movimiento del
líquido", según se emplea en el presente documento en la
memoria y en las reivindicaciones, denota olas de combustible
debidas a la aceleración o deceleración del vehículo y que resultan
en desplazamientos laterales y de elevación del combustible líquido
dentro del depósito de combustible (por ejemplo, también mediante
la inclinación del vehículo), dando lugar, por lo tanto, a fuerzas
de "avance" y de "flotabilidad" aplicadas sobre un
miembro de detección de movimiento unido de forma articulada al
mecanismo de propulsión del fluido.
La trampa para combustible líquido (LFT),
conforme a una aplicación de la invención, comprende un habitáculo
con un espacio confinado y donde el sistema de descarga de
combustible líquido comprende una o más cámaras confinadas de
combustible líquido, dotada cada una de ellas de una válvula
unidireccional de entrada adaptada para admitir un flujo de líquido
desde el espacio confinado del habitáculo hasta dicha cámara para
líquidos, y de una válvula unidireccional de descarga adaptada para
admitir un flujo de líquido desde dicha cámara de líquido hasta el
depósito de combustible; y de una bomba para propulsar el líquido,
activándose dicha bomba como respuesta al movimiento del
combustible dentro del depósito y a las fuerzas de aceleración y de
flotabilidad.
Normalmente, pero no necesariamente, la cámara o
cámaras de combustible líquido se extienden en una porción inferior
de la trampa para combustible líquido.
Conforme a un diseño particular de la presente
invención, la válvula unidireccional de entrada, o la válvula
unidireccional de descarga, o ambas, son válvulas de tipo seta, y en
otros diseños dichas válvulas están dotadas de un resorte, como,
por ejemplo, las válvulas de tipo compuerta, las válvulas de
retención de tipo asiento, etc.
Conforme a una realización de la invención, a
través del puerto de salida de gases está bloqueado el flujo de
líquidos (el fluido líquido que fluye o salpica hacia dicho puerto
de salida de gas). Esto se obtiene impidiendo el flujo directo de
líquido entre el puerto de entrada de fluido y el puerto de salida
de gas. Se proporciona una barrera entre ambos mediante un diseño
específico. De manera alternativa, se proporciona una vía de flujo
con forma de laberinto, o una vía de flujo de cámaras múltiples
entre el puerto de entrada de fluido y el puerto de salida de gas.
Otras alternativas son por ejemplo, orientando el puerto de salida
de gas directamente hacia arriba o el puerto de entrada y el puerto
de salida se pueden extender a distintos niveles y estar desviados
de manera axial.
La presente invención contempla también un
sistema de combustible que comprende un depósito de combustible, al
menos una válvula de ventilación, un sistema de recuperación del
vapor de combustible y un dispositivo de trampa para combustible
líquido (LFT) que se extiende entre al menos una válvula de
ventilación y el sistema de recuperación de vapor de combustible;
dicho dispositivo de trampa para líquidos comprende un habitáculo
formado con un espacio confinado con al menos una entrada de fluido
combustible susceptible de ser conectada a al menos una válvula de
ventilación, un puerto de salida de gas susceptible de ser conectado
al sistema de recuperación de vapor de combustible, un sistema de
descarga de combustible líquido adaptado para descargar combustible
líquido desde dicho espacio en el depósito, y un mecanismo de
propulsión de fluido que responde al movimiento del líquido dentro
del depósito adaptado para la extracción de fluido hacia la cámara
confinada de combustible líquido a través del puerto de entrada de
fluido combustible y descargar el líquido a través de dicho sistema
de descarga de combustible
líquido.
líquido.
Conforme a un diseño particular, la trampa para
combustible líquido conforme a la invención está adaptada para que
quepa dentro del depósito y por lo tanto, se proporciona un sistema
de conexión para fijar el dispositivo en una superficie interna de
la pared superior del depósito de combustible. Por ejemplo, puede
haber un miembro de conexión que se extienda desde la pared
superior del depósito de combustible, estando adaptado dicho miembro
de conexión para el enclavamiento con un miembro de fijación
correspondiente formado en el habitáculo del dispositivo.
\vskip1.000000\baselineskip
Para entender mejor la invención y para ver cómo
se puede poner en práctica, se desvelan a continuación varias
realizaciones, haciendo referencia a los dibujos adjuntos,
únicamente a título de ejemplo, en los que:
La Fig. 1 es una representación esquemática que
ilustra un sistema de combustible de un vehículo dotado de una
trampa para combustible líquido conforme a la presente
invención;
\newpage
las Figuras 2 son representaciones esquemáticas
de una trampa de combustible líquido (LFT) conforme a una primera
realización de la presente invención, en distintas posiciones, en
las que:
- \quad
- la Fig. 2A ilustra la LFT en descanso;
- \quad
- la Fig. 2B ilustra la LFT en una posición de admisión; y
- \quad
- la Fig. 2C ilustra la LFT en una posición de descarga.
Las Figuras 3 son representaciones esquemáticas
de una trampa para combustible líquido (LFT) conforme a una segunda
realización de la presente invención, en varias posiciones, en las
que:
- \quad
- la Fig. 3A ilustra la LFT en descanso;
- \quad
- la Fig. 3B ilustra la LFT en una posición de admisión; y
- \quad
- la Fig. 3C ilustra la LFT en una posición de descarga.
Las Figuras 4 a 7 ilustran de manera esquemática
distintas realizaciones de las trampas para combustible líquido
conforme a la presente invención, todas ilustradas en una posición
intermedia, a la que hacemos referencia con la llamada posición de
descanso; y
las Figuras 8 son representaciones esquemáticas
de una trampa para combustible líquido (LFT) conforme a otra
realización adicional distinta de la presente invención, en dos
posiciones, en las que:
- \quad
- la Fig. 8A ilustra la LFT en descanso; y
- \quad
- la Fig. 8B ilustra la LFT en una posición de admisión.
La Fig. 1 es una ilustración esquemática de un
sistema de combustible de un vehículo designado en su conjunto como
(10), que comprende varios elementos que están ilustrados de manera
esquemática, concretamente: un depósito (12) de combustible dotado
de una tubería (14) de combustible, varias válvulas (16) y (18) por
ejemplo, son posibles una válvula antivuelco, una válvula de
prevención de sobrellenado y varias válvulas más, tal como se
conocen individualmente. Las válvulas (16) y (18) están conectadas
mediante tuberías adecuadas (20) y (21) a un dispositivo de trampa
de combustible líquido conforme a la presente invención, dispositivo
designado en su conjunto como (30), que a su vez está conectado en
el punto (32) a una superficie interna de una pared superior (34)
del depósito (12) de combustible.
Hay una tubería (36) que se extiende desde la
trampa (30) para combustible líquido hacia un sistema (40) de
recuperación de vapor de combustible, normalmente un dispositivo de
carbono, conocido como "bote", para tratar el
combustible.
Ahora dirigimos la atención a algunas
realizaciones particulares, como las ilustradas en las Figuras
2-10, por medio de una representación
esquemática.
Haciendo referencia en primer lugar a las
Figuras 2A a 2C, se ilustra una trampa para combustible líquido
(LFT) designada en su conjunto como (50) que comprende un habitáculo
(52) normalmente fabricado de un material esencialmente
impermeable, aunque, dado que el dispositivo está concebido para ser
montado dentro del depósito de combustible, esta característica no
es de vital importancia. El habitáculo (52) está concebido para ser
fijado a una superficie inferior de una pared superior del depósito
de combustible (véase la Fig. 1). Dichos medios pueden ser, por
ejemplo, fijaciones de enganche a presión, etc.
El habitáculo (52) de la trampa para combustible
líquido comprende un primer puerto (56) de entrada de combustible y
un segundo puerto (58) de entrada de fluido combustible susceptibles
de ser conectados a válvulas de ventilación, por ejemplo, una
válvula antivuelco, una válvula de prevención de sobrellenado, etc.
(no mostradas). El habitáculo (52) está dotado, además, de un
puerto (60) de salida de gas que, como se ha mencionado en conexión
con la Fig. 1, es susceptible de ser conectado a un sistema de
tratamiento de vapor de combustible ("bote" no
mostrado).
Extendiéndose por el espacio del habitáculo
(52), entre los puertos (56) y (58) de entrada de fluido y el puerto
(60) de salida de gas, hay una pared (64) de barrera colocada para
evitar así el flujo de gotas entre los puertos de entrada de fluido
combustible y el puerto de salida de gas, para así admitir
únicamente el flujo de gas a través del puerto (60) de salida de
gas. Sin embargo, se apreciará que se pueden proporcionar otros
medios que impidan el paso, por ejemplo, formando una vía de flujo
similar a un laberinto, una vía de flujo de múltiples cámaras, una
disposición similar a un sifón, etc.
Colocado en una porción inferior del habitáculo
(52) hay un conjunto (70) de descarga de combustible líquido que
comprende una cámara (72) confinada de combustible líquido dotada de
un puerto (74) de entrada, dotada de una válvula unidireccional
(76) de entrada para admitir únicamente un flujo de líquido en
dirección hacia dicha cámara (72) y que comunica el espacio interno
(78) del habitáculo (52) y el espacio interno de la cámara (72). El
sistema (70) de descarga comprende además un puerto (80) de descarga
de líquido dotado de una válvula unidireccional (82) para admitir
el flujo de líquido en la dirección que va desde la cámara (72)
hasta el depósito de combustible (no mostrado en la Fig. 2).
En las presentes realizaciones y en las
realizaciones siguientes, las válvulas unidireccionales son válvulas
de tipo seta que comprenden un diafragma flexible con forma de seta
formado con un troquel y encajado a presión dentro de un
receptáculo apropiado formado en una pared del sistema (70) de
descarga de combustible líquido. Sin embargo, se puede apreciar que
la válvula unidireccional puede ser reemplazada por cualquier
válvula unidireccional apropiada para garantizar el flujo de
líquidos o vapor, en una dirección única especificada. También se
puede apreciar que las válvulas pueden estar colocadas en distintas
porciones de la pared del sistema de descarga y, por ejemplo, en la
Fig. 2A se ilustra mediante líneas discontinuas un puerto secundario
(86) de salida dotado de una válvula unidireccional (88) de
descarga. Esta disposición puede ser adicional al puerto (80) de
salida, o reemplazar al mismo con su válvula unidireccional
asociada (82).
El sistema (70) de descarga de combustible
líquido comprende, además, un mecanismo de propulsión de fluido
designado como (92) que comprende un pedal (brazo de palanca) (94)
que gira sobre el punto (96) con respecto al habitáculo o a
cualquier otra estructura rígida dentro del depósito de combustible
(no mostrado), extendiéndose un extremo inferior del mismo hacia un
extremo inferior del depósito de combustible (véase la Fig. 1),
acoplado mediante una barra (98) de acoplamiento a un diafragma
flexible (100) que constituye parte de la cámara (70) de combustible
líquido.
La disposición es tal que el pedal (94) es
susceptible de ser inclinado en torno al pivote (96) debido a las
fuerzas laterales de avance (sensibles a la aceleración y
deceleración del vehículo, al igual que a otras condiciones de
viaje) aplicadas al mismo mediante el combustible líquido (104)
dentro del depósito de combustible que da lugar al correspondiente
desplazamiento del diafragma (100) para aumentar y disminuir,
respectivamente, el volumen de la cámara (72) de combustible
líquido. Es evidente que esta disposición actúa como una bomba
mecánica mediante la cual se incrementa el volumen de la cámara
(72) de combustible líquido dentro del sistema (70) de descarga
(Fig. 2B) que supone la extracción de combustible líquido del
espacio (78) de la trampa para combustible líquido hacia la cámara
(72) de combustible líquido del sistema (70) de descarga de líquido
mediante el puerto (74) de entrada. Al contrario, tal como se
ilustra en la Fig. 2C, al haber un desplazamiento giratorio del
pedal (94) en una dirección opuesta, la cámara (72) de combustible
líquido del sistema (70) de descarga disminuye, dando como resultado
una descarga de combustible líquido a través del puerto de salida
(80) hacia el depósito de combustible (y, opcionalmente, también
mediante el puerto secundario (86) de salida ilustrado mediante
líneas discontinuas).
Es evidente que se da una carrera de admisión
(Fig. 2B) cuando la válvula unidireccional (76) se abre para
facilitar el flujo de líquido a través de la misma mientras que el
puerto (80) de salida permanece sellado por medio de la válvula
unidireccional (82). Mientras que está en la posición de descarga,
como en la Fig. 2C, el puerto (74) de entrada permanece sellado
mediante la válvula unidireccional (76), mientras que la válvula
unidireccional (82) se abre para facilitar la descarga de fluido a
través del puerto (80) de salida.
Ahora centramos la atención en la realización
ilustrada en las Figuras 3A a 3C, que difieren en que el sistema
(114) de descarga de combustible líquido comprende dos cámaras (116)
y (118) de combustible líquido (siendo cada una similar a la
construcción de la cámara (72) de combustible líquido de la Fig. 2),
aunque se activa mediante un único pedal (brazo de palanca) (121),
acoplado de manera simultánea a dos diafragmas flexibles opuestos
(124) y (126) de las cámaras respectivas (116) y (118). Cada una de
estas cámaras está dotada de un puerto (120A) o (120B) de entrada,
respectivamente, y de un puerto (122A) o (122B) de salida,
respectivamente, de manera similar a la disposición presentada en
conexión con las Figuras 2A-2C.
Como se puede seguir viendo en las Figuras 3B y
3C, el desplazamiento del pedal (121) en cualquier dirección supone
la entrada de combustible líquido en una de las dos cámaras (116) o
(118), y, simultáneamente, la descarga de líquido en el depósito de
combustible a través de la otra cámara (116) o (118) de combustible
líquido. En la posición de la Fig. 3B, el pedal (121) está
desplazado de manera giratoria en la dirección de la flecha (130),
aumentando, por lo tanto, el volumen de la cámara de combustible
líquido (116), dando como resultado la extracción de combustible
líquido a través del puerto (120A) de entrada (en esta posición el
puerto 122A de salida permanece sellado por su válvula
unidireccional respectiva), y, al mismo tiempo, el espacio de la
cámara (118) de combustible líquido disminuye, propulsando con ello
al líquido para que salga de la cámara (118) de combustible líquido
a través del puerto de salida (122B) hacia el depósito de
combustible (en esta posición el puerto 120B de entrada está
sellado mediante su válvula unidireccional respectiva). En la Fig.
3C se ilustra una posición contraria en la que el pedal (121) está
desplazado en la dirección de la flecha (134), lo que permite, por
lo tanto, la extracción de líquido hacia la cámara (118) de
combustible líquido mediante el puerto (120D) de entrada (en esta
posición el puerto 122B de salida permanece sellado), y, de manera
simultánea, el espacio de la cámara (116) de combustible líquido
disminuye, lo que resulta en la descarga de combustible líquido a
través del puerto (122A) de salida en el depósito de combustible
(en esta posición el puerto 120A de entrada permanece sellado).
La disposición presentada en las Figuras
3A-3C tiene la ventaja de un mayor espacio para
propulsar el líquido (construido con el espacio de ambas cámaras
116 y 118) y, además, en el caso de un fallo de una de las cámaras,
es aún probable que la otra cámara siga funcionando propulsando
combustible líquido desde la trampa para combustible líquido, a
través del sistema de descarga hacia el depósito de combustible.
Ahora centramos la atención en la Fig. 4, que
ilustra una trampa para combustible líquido designada en su
conjunto como (140), que es similar a la realización ilustrada en
las Figuras 2A a 2C, estando la diferencia en el sistema (142) de
descarga de combustible líquido, en el que la cámara (144) de
combustible líquido está dotada de una porción de la pared superior
del mismo con un diafragma flexible (146) unido de forma articulada
a un brazo invertido (148) con forma similar a una L (brazo de
palanca) que gira sobre (150) hacia el habitáculo (154) de la
trampa para combustible líquido (o hacia cualquier otra estructura
rígida) del depósito de combustible (no mostrado) o dentro del
mismo.
El brazo (148) está dotado en un extremo
inferior del mismo de un miembro flotador (156), siendo la
disposición tal que el desplazamiento de la membrana (146) se da
como respuesta a un desplazamiento sustancialmente vertical del
miembro flotador (156) (en dirección de la flecha bidireccional 157)
como resultado de las fuerzas de flotabilidad que actúan sobre el
miembro flotador (156) por causa del combustible líquido, que no se
aplican dentro del depósito de combustible.
La membrana flexible (146) está unida de forma
articulada al brazo (148) mediante una unión (158) de acoplamiento,
que, conforme a una realización (no mostrada), acopla de forma
giratoria al menos un extremo del mismo al soporte (162) de la
membrana y al brazo (148).
El funcionamiento de la trampa (140) para
combustible líquido es principalmente similar al presentado en
conexión con la realización de las Figuras 2A-2C,
y, en aras de la claridad, se designa a los componentes similares
con los mismos números de referencia, con una indicación prima. Al
desplazarse hacia arriba el miembro flotador (156), el volumen de
la cámara (144) de combustible líquido aumenta, resultando en la
extracción de líquido del espacio confinado (168) del habitáculo
(154) a través del puerto (74') de entrada (mientras que los puertos
80' de salida permanecen sellados). Sin embargo, al desplazarse
hacia abajo el miembro flotador (156), el puerto (74') de entrada
se sella, mientras que el líquido se propulsa a través del puerto
(80') de salida hacia el depósito de combustible (no mostrado).
Como resultará evidente para una persona versada
en la técnica, el puerto (74') de entrada y el puerto (80') de
salida están dotados de una válvula unidireccional, que en el
presente ejemplo son válvulas de tipo seta. Además, la ubicación y
la posición de cualquiera de estas válvulas pueden ser
distintas.
Centrándonos ahora en la realización de la Fig.
5, se presenta una trampa (170) para combustible líquido que es
similar a la trampa (50) para combustible líquido de las Figuras
2A-2C. Sin embargo, tiene un puerto (176) de salida
formado en una pared inferior de la cámara (178) de líquidos, y está
dotada de un miembro (182) para deformar la válvula (184) de salida
en una carrera de cierre del pedal (brazo de palanca) (186), o sea,
en su dirección de desplazamiento de la flecha (190),
garantizándose con ello la apertura del puerto (176) de salida para
propulsar el combustible líquido hacia el depósito de combustible
(no mostrado). De lo contrario, la estructura y funcionamiento de
la trampa (170) para combustible líquido es similar a la presentada
en conexión con la realización de las Figuras
2A-2C.
Las realizaciones ilustradas en la Fig. 6
ilustran una trampa para combustible líquido, designada en su
conjunto como (200), que difiere de las realizaciones anteriores en
la construcción general del mecanismo de propulsión de fluido
designado en su conjunto como (204), montado dentro del habitáculo
(206) de la trampa para combustible líquido.
El mecanismo (204) de propulsión de fluido
comprende una camisa tubular de cilindro (210) que se extiende por
una porción inferior del habitáculo (206), y que está formada en un
extremo interno del mismo con un puerto (212) de entrada
susceptible de ser sellado mediante una válvula unidireccional (214)
de tipo seta que admite el flujo de líquido en la dirección que va
del espacio (216) del habitáculo (206) hasta la cámara (218) de
combustible líquido de la camisa tubular (210).
Susceptible de ser recibida de manera deslizante
dentro de la camisa (210) se encuentra una cámara correspondiente
con forma de un tubo interno (pistón) (222) recibido de manera
coaxial dentro de la camisa (210) y dotada de un puerto (226) de
salida susceptible de ser sellado mediante una válvula
unidireccional (230) de tipo seta que admita el flujo de líquido
desde la cámara confinada (218) de combustible líquido hacia el
espacio (234) del tubo interno (222) que esté en comunicación
fluida con el interior del depósito de combustible. El tubo interno
(222) es susceptible de ser desplazado de manera coaxial dentro de
la camisa (210), a lo largo de la línea de flechas (240), por medio
de un pedal (brazo de palanca) (242) que gira sobre el punto (244) y
que está unido de forma articulada a la cámara interna (222)
mediante la unión (246).
La disposición es tal que el desplazamiento
giratorio del pedal (242) en la dirección de las flechas (248),
debido a las fuerzas de aceleración o deceleración y a las olas del
combustible líquido dentro del depósito de combustible, da como
resultado un desplazamiento axial correspondiente del tubo interno
(222) dentro de la camisa (210), en una relación similar a la de un
pistón o cilindro, aumentando y disminuyendo, por lo tanto, la
cámara (218) de combustible líquido de la camisa (210). En
consecuencia, en una carrera que desplace el pedal (242) en la
dirección de la flecha (250), dicha cámara (218) para combustible
líquido aumenta, dando como resultado la extracción de líquido
desde el espacio (216) del habitáculo (206) a través del puerto
(212) de entrada, mientras que el puerto (226) de salida permanece
sellado. Luego, al desplazarse el pedal (242) en la dirección de la
flecha (252), la cámara (218) para combustible líquido mengua,
dando como resultado la propulsión del líquido desde la cámara (218)
para combustible líquido hacia el espacio interior del tubo interno
(222), para salir de ahí hacia el depósito de combustible, mientras
que el puerto (212) de entrada permanece sellado.
Mediante líneas discontinuas se ilustra un
puerto auxiliar (260) de salida dotado de una válvula (262) de
sellado de salida con forma de seta. Al menguar la cámara (218) de
combustible líquido, se propulsa el combustible líquido a través de
dicha salida auxiliar (260).
La Fig. 7 ilustra una realización que tiene los
mismos principios que la de la Fig. 6, en la que la trampa (260)
para combustible líquido comprende un par de sistemas (263) y (264)
de descarga de combustible líquido que actúan en sentidos opuestos
(similar a la disposición presentada en conexión con la realización
descrita en las Figuras 3A-3C). Cada uno de los
mecanismos (263) y (264) de propulsión del combustible comprende un
miembro tubular interno (266A) y (266B) unido de forma articulada a
un pedal común (brazo de palanca) (270) a través del cual aumentar
la cámara (272A) de combustible líquido conlleva disminuir en
consonancia la cámara (272B) de combustible líquido, y
viceversa.
Prestando atención ahora a las Figuras 8A y 8B,
se ilustra una trampa para combustible líquido, designada en
conjunto como (292), que comprende un habitáculo (294) dotado de
puertos (298) y (300) de entrada de fluido combustible, y de un
puerto (302) de salida de gases, con una barrera (304) de flujo que
se extiende entre los mismos.
La pared inferior (308) del habitáculo (294)
está formada con un puerto (312) de salida de líquidos susceptible
de ser sellado mediante una válvula unidireccional (316) del tipo
similar a una seta, que constituye parte del sistema de descarga de
combustible líquido designado en su conjunto como (320).
Hay acoplado un miembro tubular (322) (que sirve
también como brazo de palanca) al habitáculo mediante un diafragma
flexible (324) que retiene, sin usar presión, al miembro tubular
(322) en una posición esencialmente erguida, como en la Fig. 8A,
aunque, bajo fuerzas de flotabilidad y fuerzas de avance, el miembro
tubular (322) puede desplazarse ligeramente debido a la elasticidad
del diafragma (324), como se ilustra, por ejemplo, en la Fig.
8B.
El miembro tubular (322) comprende una cámara
confinada (328) de combustible líquido que se extiende por debajo
del puerto (312) y que se encuentra en comunicación fluida con el
mismo. Es evidente que aunque el puerto (312) de salida está
definido como un puerto (294) de salida del habitáculo, sirve, de
hecho, como un puerto de entrada a la cámara confinada (328) y, de
manera correspondiente, la válvula (316) es una válvula
unidireccional de entrada hacia dicha cámara (328).
Hay un puerto (334) de descarga de líquido
formado en una pared inferior de la cámara (328) dotado de una
válvula unidireccional (336) para admitir únicamente un flujo
líquido en la dirección que va desde la cámara (328) para
combustible líquido hacia el depósito de combustible (no mostrado) a
través del segmento tubular (338) que se extiende hacia abajo desde
el mismo.
La trampa para combustible líquido (292)
ilustrada en la Fig. 8 está ilustrada en una posición llamada de
descanso, donde las fuerzas elásticas de la membrana (324) actúan
para retener el miembro tubular (322) en una posición
sustancialmente erguida, colindando una superficie de la pared
superior (340) del mismo con una superficie inferior (342)
correspondiente del habitáculo (294). En esta posición, la cámara de
combustible líquido (328) se mantiene con el volumen mínimo.
Sin embargo, cuando se aplican fuerzas laterales
o axiales al miembro tubular (322), por ejemplo, al aplicar fuerzas
de avance al mismo como se ilustra en la Fig. 8B, el elemento
tubular (322) se inclina en la dirección de la flecha (344),
aumentando, por lo tanto, el volumen de la cámara (328) de
combustible líquido para incluir también el volumen que se extiende
entre la pared inferior (342) del habitáculo (294) y la pared
superior (340) del miembro tubular (322), o sea, para incluir todo
el espacio por encima del diafragma flexible (324). El aumento de
volumen de la cámara de combustible líquido (328) da lugar a un
aumento de las fuerzas de vacío, lo que supone la extracción de
combustible líquido hacia la cámara confinada a través del puerto
(312), mientras que se mantiene el puerto de descarga (334) en una
posición de sellado. Al dejar de actuar las fuerzas sobre el miembro
tubular (322), o al inclinarse en una dirección opuesta, o al
actuar fuerzas de flotabilidad sobre el mismo, el miembro tubular
(322) vuelve a su posición de la Fig. 8A, reduciéndose así el
volumen de la cámara (328) de combustible líquido, haciendo, por lo
tanto, que el líquido atrapado en la misma se propulse a través del
puerto (334) de descarga mediante el segmento tubular (338) hasta
el depósito de combustible. Es evidente que en dicha carrera de
descarga la válvula (316) se encuentra en su posición de sellado
para impedir un flujo de líquido en una dirección inversa hacia el
habitáculo (294).
Como se ha mencionado en conexión con la Fig. 1,
resulta ventajoso que la trampa para combustible líquido conforme a
la presente invención sea fijada a una superficie interna de una
pared superior de un depósito de combustible. Esta disposición se
puede conseguir de varias maneras distintas, por ejemplo, dotando al
habitáculo de la trampa para combustible líquido de un miembro con
forma de anillo diseñado para un enganche a presión con un vástago
correspondiente que se proyecta desde una superficie de la pared
superior del depósito de combustible (no mostrado). También son
posibles otras disposiciones como la soldadura, el remachado,
etc.
En general, se observa que en un estado normal
del sistema, o sea, cuando el vehículo se encuentra parado, el
combustible líquido quedará recogido normalmente dentro del espacio
confinado del habitáculo. Sin embargo, al acelerar o decelerar el
vehículo, o en posiciones inclinadas del mismo, o al desplazarse el
líquido dentro del depósito de combustible, el combustible líquido
será extraído por medio del sistema de descarga de combustible
líquido y será luego propulsado de nuevo hacia el depósito de
combustible. Solo se admite que fluya vapor de combustible a través
del habitáculo hasta el puerto de salida de gases dirigido hacia el
sistema de tratamiento de vapor de combustible (bote). Además, como
se ha mencionado anteriormente, se impide que el combustible en
forma de líquido o de gotas viaje en la dirección que va desde el
depósito de combustible hacia el bote, por ejemplo, mediante
porciones de barrera, disposiciones de laberinto, trampas de sifón,
disposiciones selladoras activadas por flotador, etc.
Claims (19)
1. Una trampa para combustible líquido para un
sistema de combustible de un vehículo, comprendiendo la trampa para
combustible líquido (30; 50; 112; 140; 170; 200; 260; 292) un
habitáculo (52; 154; 206; 294) adaptado para su fijación al
depósito (12) de combustible del vehículo, y al menos un puerto (56;
58; 298; 300) de entrada de fluido combustible susceptible de ser
conectado a un sistema de válvulas de ventilación de combustible,
un puerto (60; 302) de salida de gases susceptible de ser conectado
a un sistema (40) para tratar vapor de combustible; y un conjunto
(70; 114; 142; 320) de descarga de combustible líquido para
descargar combustible líquido (104) en el depósito (12) de
combustible, estando dotado dicho conjunto (70; 114; 142; 320) de
descarga de combustible líquido de un mecanismo (92; 204; 263; 264)
de propulsión de combustible que, cuando dicha trampa para
combustible líquido está fijada al depósito (12) de combustible de
un vehículo, es sensible al movimiento de un líquido dentro del
depósito (12) de combustible, movimiento transmitido debido a la
aceleración o deceleración del vehículo y que tiene como resultado
un desplazamiento lateral y de elevación del combustible
líquido.
2. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 1, caracterizada porque el mecanismo (92;
204; 263; 264) de propulsión de fluido está concebido para extraer
combustible (104) de manera activa hacia el conjunto (70; 114; 142;
320) de descarga de combustible líquido, y para descargar
combustible líquido (104) en el depósito (12) de combustible,
respectivamente.
3. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 1, caracterizada porque el conjunto (70;
114; 142; 320) de descarga de combustible líquido comprende al menos
una cámara confinada (72; 116; 118; 144; 178) para combustible
líquido, dotada cada una de al menos un puerto (74; 74'; 120A; 120B)
de entrada dotado de una válvula unidireccional para admitir el
flujo únicamente en la dirección que va de un espacio confinado
(78; 168; 216) del habitáculo (52; 154; 206; 294) hasta dicha cámara
(72; 116; 118; 144; 178) para combustible líquido; y al menos un
puerto (80; 80'; 122A; 122B) de descarga de líquido dotado de una
válvula unidireccional para admitir el flujo de líquido en la
dirección que va de dicha cámara (72; 116; 118; 144; 178) de
combustible líquido hasta el depósito (12) de combustible.
4. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 3, caracterizada porque el mecanismo (92;
204; 263; 264) de propulsión de fluido comprende un mecanismo de
modificación del volumen para aumentar o disminuir el volumen de la
cámara (72; 116; 118; 144; 178) de combustible líquido del conjunto
(70; 114; 142; 320) de descarga de combustible líquido, o porque el
mecanismo (92; 204; 263; 264) de propulsión de fluido comprende un
mecanismo de modificación de la presión para aumentar o disminuir la
presión de la cámara (72; 116; 118; 144; 178) para combustible
líquido del conjunto (70; 114; 142; 320) de descarga de combustible
líquido.
5. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 4, caracterizada porque el aumento de
volumen de la cámara (72; 116; 118; 144; 178) para combustible
líquido tiene como resultado la extracción de líquido hacia la
cámara (72; 116; 118; 144; 178) para combustible líquido desde el
espacio confinado (78; 168; 216) del habitáculo (52; 154; 206;
294), y caracterizada porque la disminución de volumen del
espacio confinado (78; 168; 216) tiene como resultado la expulsión
del combustible líquido (104) desde la cámara para combustible
líquido hacia el depósito (12) de combustible.
6. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 3, caracterizada porque el mecanismo de
modificación del volumen comprende una porción de pared elástica
deformable, para así aumentar o disminuir el volumen de la cámara
para combustible líquido.
7. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 3, caracterizada porque el mecanismo de
modificación del volumen comprende un miembro de pistón (222; 266A;
266B) y una camisa de cilindro (210), de los cuales uno o ambos
abarcan la cámara (72; 116; 118; 144; 178) para combustible líquido,
y al menos uno de ellos es susceptible de ser desplazado de manera
axial con respecto al otro, para así aumentar o disminuir el volumen
de la cámara (72; 116; 118; 144; 178) para combustible líquido.
8. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 7, caracterizada porque la camisa de
cilindro (210) está dotada de al menos un puerto (212) de entrada;
y el pistón (222; 266A; 266B) está dotado de al menos un puerto
(226) de descarga de líquido.
9. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 3, caracterizada porque el conjunto (70;
114; 142; 320) de descarga de combustible líquido comprende además
un mecanismo (92; 204; 263; 264) de propulsión de fluido que
comprende un brazo (94; 121; 148; 186; 242; 322) de palanca
articulado de forma giratoria en un extremo superior del mismo (96;
150; 244) y que tiene un segundo extremo del mismo que se extiende
hacia una porción inferior del depósito (12) de combustible,
estando unido de forma articulada dicho brazo al habitáculo (52;
154; 206; 294) o a cualquier otra estructura rígida dentro del
depósito (12) de combustible.
10. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 9, caracterizada porque el brazo (94;
121; 148; 186; 242; 322) de palanca está dotado en su segundo
extremo, o lleva adyacente al mismo, de un miembro flotador (156)
donde el mecanismo (92; 204; 263; 264) de propulsión de fluido es
susceptible también a fuerzas de flotabilidad; o el brazo (94; 121;
148; 186; 242; 322) de palanca está dotado en su segundo extremo, o
adyacente al mismo, de un miembro de pedal, donde el mecanismo (92;
204; 263; 264) de propulsión de fluido es susceptible a las fuerzas
de aceleración o deceleración y por el desplazamiento del líquido
dentro del depósito (12) de combustible; o el brazo de palanca
tiene la forma de un miembro tubular que se extiende sustancialmente
en vertical y que tiene un extremo superior cerrado, donde el
mecanismo (92; 204; 263; 264) de propulsión de fluido es
susceptible a las fuerzas de flotabilidad y a las fuerzas de
aceleración o deceleración, así como por el desplazamiento del
líquido dentro del depósito (12) de combustible.
11. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 3, comprendiendo el conjunto (70; 114; 142;
320) de descarga de combustible líquido dos cámaras (116; 118; 272A;
272B) para combustible líquido y un mecanismo de modificación del
volumen común, caracterizada porque el aumento de volumen de
una cámara (118; 272B) para combustible líquido está asociado con
la correspondiente disminución de volumen de la otra cámara (116;
272A) para combustible líquido.
12. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 11, caracterizada porque el conjunto (70;
114; 142; 320) de descarga de combustible líquido comprende dos
cámaras (116; 118; 272A; 272B) para combustible líquido opuestas
que tienen mecanismos alineados de modificación del volumen
activados por un brazo (121; 270) de palanca en común.
13. Un dispositivo de trampa para combustible
líquido conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque
al menos un puerto (56; 58; 298; 300) de entrada y el puerto (60;
302) de salida están dotados de un racor de conexión susceptible de
ser conectado a un tubo, estando formados integralmente dichos
racores en el habitáculo (52; 154; 206; 294).
14. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 1, caracterizada porque el puerto (60;
302) de salida está formado sobre al menos un puerto (56; 58; 298;
300) de entrada, para así evitar que el líquido lo salpique.
15. Una trampa para combustible líquido conforme
a la reivindicación 1, caracterizada porque entre el puerto
(56; 58; 298; 300) de entrada y el puerto (60; 302) de salida hay
formada una pared de barrera (64; 304), para así evitar la
salpicadura de líquido al mismo.
16. Un dispositivo de trampa para combustible
líquido conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque
el espacio confinado (78; 168; 216) del habitáculo (52; 154; 206;
294) comprende una cámara de expansión diseñada para permitir la
expansión del vapor de combustible y la acumulación del combustible
líquido en la porción inferior de la misma.
17. Un dispositivo de trampa para combustible
líquido conforme a la reivindicación 16, caracterizado porque
la cámara de expansión está dimensionada para reducir
significativamente la velocidad de flujo del fluido combustible
(104) que entra al dispositivo mediante al menos un puerto (56; 58;
298; 300) de entrada.
18. El sistema de combustible de un vehículo que
comprende un depósito (12) de combustible, al menos una válvula de
ventilación de combustible, un sistema de recuperación de vapor de
combustible y una trampa (30; 50; 112; 140; 170; 200; 260; 292) para
combustible líquido que se extiende entre al menos una válvula de
combustible y la trampa (30; 50; 112; 140; 170; 200; 260; 292) para
combustible líquido, comprendiendo dicha trampa (30; 50; 112; 140;
170; 200; 260; 292) para combustible líquido un habitáculo (52; 154;
206; 294) formado con un espacio confinado (78; 168; 216) con al
menos un puerto (56; 58; 298; 300) de entrada susceptible de ser
conectado a al menos una válvula de ventilación de combustible
correspondiente, un puerto (60; 302) de salida susceptible de ser
conectado al sistema (40) de recuperación de vapor de combustible, y
un conjunto (70; 114; 142; 320) de descarga de combustible líquido
para descargar combustible líquido (104) en el depósito (12) de
combustible, estando dotado dicho conjunto (70; 114; 142; 320) de
descarga de combustible líquido de un mecanismo (92; 204; 263; 264)
de propulsión de combustible que responde al movimiento del líquido
dentro del depósito (12) de combustible transmitido debido a la
aceleración o deceleración del vehículo y que resulta en un
desplazamiento lateral y de elevación del combustible líquido.
19. Un sistema de combustible conforme a la
reivindicación 18, caracterizado porque el puerto (60; 302)
de salida de la trampa (30; 50; 112; 140; 170; 200; 260; 292) para
combustible líquido está formado sobre al menos un puerto (56; 298)
de entrada, o hay formada una pared de barrera (64; 304) entre el
puerto (56; 298) de entrada y el puerto (60; 302) de salida de la
trampa (30; 50; 112; 140; 170; 200; 260; 292) para combustible
líquido, para así evitar la salpicadura de líquido al mismo.
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