ITRM20060225A1 - Regolatore di pressione di derivazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

A corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "REGOLATORE DI PRESSIONE DI DERIVAZIONE"

Campo dell'Invenzione

Questa invenzione si riferisce a regolatori di pressione e più in particolare ad un regolatore di pressione di derivazione per controllare la pressione e la portata del liquido.

Precedenti dell Invenzione

In molti sistemi di alimentazione di liquidi, e particolarmente in sistemi di iniezione di carburante per motori a combustione, si desidera alimentare carburante liquido agli iniettori di carburante da una pompa del carburante che eroga in maniera continua una quantità di carburante liquido sufficiente per alimentare la massima richiesta di carburante del motore. Di conseguenza, quando il motore funziona in condizioni che richiedono una minore quantità di carburante, vi è un eccesso di carburante inviato dalla pompa del carburante. Ciò è vero in particolare quando il motore è a folle e ha una richiesta di carburante estremamente bassa mentre la pompa del carburante ancora eroga una grande quantità.

In questi sistemi, si utilizza un regolatore di pressione di derivazione per deviare il carburante in eccesso dalla alimentazione necessaria di carburante consumato dal motore. Preferibilmente, il carburante di liquido di derivazione è deviato normalmente verso la sorgente di alimentazione del liquido come ad esempio il serbatoio del carburante. Nelle applicazioni per sistemi di carburante, la pompa del carburante è situata tipicamente all'interno del serbatoio del carburante. Il regolatore di pressione di derivazione può essere situato nel serbatoio e immediatamente a valle della pompa del carburante deviando quindi il carburante direttamente nuovamente nel serbatoio del carburante, o può essere posizionato ulteriormente a valle della pompa del carburante a valle di un iniettore di carburante utilizzato come manicotto che è in comunicazione con gli iniettori. Se il regolatore di pressione di derivazione è montato a valle degli iniettori di carburante, è necessaria una linea di ritorno del carburante di derivazione per far tornare il carburante in eccesso nuovamente al serbatoio del carburante. Se il regolatore di pressione di derivazione è interno o esterno al serbatoio del carburante, quando si utilizza un regolatore, la pompa del carburante può funzionare in continuo mantenendo una portata elevata di carburante per adattarsi ad una richiesta che varia rapidamente del carburante al motore .

Alcuni regolatori di pressione di derivazione noti, come quello descritto nel brevetto U.S. N.

5.727.529, utilizzano un diaframma flessibile in un contenitore che è spinto mediante molla per chiudere un passaggio di derivazione. Il diaframma risponde ad un aumento nella pressione del carburante che agisce su di esso e quando viene spostato, consente che il carburante scorre attraverso il passaggio di derivazione per essere fatto tornare al serbatoio del carburante. Sebbene abbia delle prestazioni generalmente soddisfacenti, e sia vantaggioso per la capacità di adattarsi all'espansione termica o all'eccesso di carburante, questi regolatori di pressione di derivazione sono costosi da fabbricare poiché si ha il diaframma e si hanno parti numerose. Inoltre, i regolatori del diaframma sono relativamente grandi, e hanno un tempo di risposta relativamente lento causando impulsi di pressione di carburante indesiderabili che possono influenzare le prestazioni del motore e possono generare livelli non desiderabili di rumore nel sistema di carburante o altri sistemi di liquido.

Altri regolatori di pressione di derivazione, come quello descritto nel brevetto U.S. N. 5.975.061 e qui incorporato per riferimento, non utilizzano un diaframma. Come illustrato meglio in figura 1, indicato come tecnica anteriore, il regolatore 20 di pressione di regolazione ha tipicamente un corpo di valvola 22 che definisce un passaggio 24 di derivazione con una entrata 26 in comunicazione con una pompa del carburante (non mostrato) ed una uscita 28 in comunicazione con un serbatoio del carburante (non mostrato) . Un complesso di valvola 30 è ricevuto in e controlla il flusso di carburante attraverso il passaggio di derivazione 24. Il complesso di valvola 30 è costituito da molte parti difficili da fabbricare e assemblare tra cui una testa 22 di valvola a disco allargata fissata concentricamente ad un gambo di valvola 34 su una estremità e fissata ad un disco 36 su una estremità opposta. Una molla 38 spinge il regolatore in posizione chiusa, e viene compresso assialmente tra il disco 36 e uno spallamento 40 sporgente verso l'interno radialmente del corpo di valvola 22 attraverso cui sporge il gambo 34 in una direzione a monte. Una sede di valvola 42 portata dal corpo 22 è rivolta generalmente a valle rispetto al flusso di carburante di derivazione (identificato dalla freccia 44) e un anello 46 anulare resiliente fissato alla testa allargata 32 chiude a tenuta in maniera rilasciabile sulla sede 42 quando il regolatore 20 è chiuso. Per non ostruire il flusso 44 di carburante di derivazione attraverso il passaggio 24 ed esporre la testa 32 di valvola alla pressione di carburante agente, sono realizzati numerosi orifizi 48 nel disco 36 e nello spallamento 40 del corpo di valvola 22 che portano a costi di fabbricazione aggiuntivi e ad una maggiore complessità.

Inoltre e fortunatamente, il regolatore di pressione di derivazione noti come il regolatore 20 non mantengono un salto di pressione costante attraverso la valvola con varie portate. Nel funzionamento, la forza elastica e generalmente l'area della testa esposta 32 determinano la pressione di carburante alla quale la valvola si "romperà" o inizierà ad aprirsi. Quando il complesso di valvola 30 inizia ad aprirsi il flusso attraverso l'anello tra la testa di valvola 32 e la sede 42 si sviluppa a velocità elevate rispetto al carburante circostante. Questa velocità elevata produce una regione 50 a bassa pressione che esercita una forza sul complesso di valvola 30 che si aggiunge alla forza elastica e tende quindi a chiudere il complesso di valvola 30. Nei regolatori di pressione di derivazione noti questa regione a bassa pressione può portare a oscillazioni instabili del complesso di valvola 30, fluttuazioni della portata di pressione del carburante e rumore del complesso di valvola. In casi estremi, il regolatore può essere danneggiato dall'effetto di martellamento dei componenti. Ulteriormente, il regolatore di pressione di derivazione noti non sono facilmente integrabili negli altri componenti di un sistema di carburante tipico o modulo a pompa di un motore a combustione, sono relativamente complessi e relativamente costosi da fabbricare .

Sommario dell Invenzione

Un regolatore di pressione di derivazione a basso costo per carburante liquido che scorre preferibilmente in un sistema di carburante senza riciclo per un motore a combustione è in comunicazione operativamente con un condotto o contenitore di immagazzinamento che fa scorrere il carburante da una pompa del carburante del sistema di carburante ad almeno un iniettore del carburante del motore a combustione. Il regolatore di pressione ha preferibilmente una testa di valvola disposta almeno in parte in una camera di valvola definita da una superficie interna circonferenzialmente continua portata da un corpo di valvola e che ha transizioni radialmente verso l'esterno rispetto ad un asse centrale e in una direzione verso valle. La testa di valvola preferibilmente è rastremata radialmente verso l' interon rispetto all'asse centrale in una direzione verso monte e da un bordo periferico esterno della testa.

Quando la testa di valvola si trova in una posizione chiusa, la testa di valvola viene alloggiata tenuta contro una sede portata dal corpo e il bordo esterno periferico che è distanziato radialmente a valle della sede e distanziato radialmente da, ma accoppiato strettamente alla superficie interna continua del corpo definendo quindi una regione di accoppiamento stretto tra di essi. Quando la testa di valvola si trova in una posizione aperta, la testa di valvola rastremata è distanziata in maniera apprezzabile dalla sede e il bordo esterno periferico è distanziato in maniera apprezzabile radialmente verso l'interno dalla superficie interna continua del corpo definendo quindi tra di essi una regione di flusso libero. Il movimento della testa di valvola da chiuso ad aperto avviene in una direzione verso valle, quindi la regione di flusso libero è situata generalmente a valle della porzione superficiale interna continua che definisce in parte la regione di accoppiamento stretto quando la testa di valvola è chiusa. Poiché la sezione trasversale di flusso distanziata assialmente a valle della sede si allarga generalmente quando la testa di valvola si apre, si muove un flusso di liquido ad alta velocità dalla sede riducendo quindi la pressione altrimenti bassa sulla sede. Riducendo o eliminando la pressione bassa sulla sede, si riduce o si elimina la oscillazione della testa di valvola. Ciò riduce anche la pressione del carburante e le fluttuazioni di portata e il rumore.

Preferibilmente, la superficie interna continua del corpo ha una cresta circolare formata generalmente dall'incontro congruente di una porzione sostanzialmente cilindrica e una porzione sostanzialmente conica o rastremata della superficie continua interna. Quando la testa di valvola si trova nella posizione chiusa, il suo bordo esterno periferico è sostanzialmente allineato assialmente con la cresta circolare per formare la regione di accoppiamento stretto. Quando la testa di valvola si trova nella posizione aperta, il bordo periferico esterno si sposta a valle assialmente nella porzione conica della superficie continua interna formando quindi la regione di flusso libera più grande.

Preferibilmente e vantaggiosamente, la sezione trasversale di flusso rappresentata dalla regione a stretto accoppiamento rimane sostanzialmente costante e tiene in considerazione l'usura testa-sede della valvola e le tolleranze di fabbricazione a causa del fatto che la superficie interna continua di questa regione è cilindrica. Quindi, qualsiasi spostamento della testa di valvola chiusa per un periodo prolungato di tempo (ovverosia usura) sposterà semplicemente il bordo esterno periferico leggermente a monte e il bordo rimane allineato assialmente con la porzione cilindrica .

Preferibilmente, la testa di valvola viene spinta in posizione chiusa, non mediante un diaframma convenzionale, ma mediante una molla di compressione assialmente compressa tra la testa di valvola e un elemento di guida del corpo di valvola, generalmente situato a valle della testa di valvola. Uno stelo di valvola sporge preferibilmente dalla testa attraverso l'elemento di guida e preferibilmente attraverso la molla .

Scopi, caratteristiche e vantaggi di questa invenzione comprendono un regolatore di pressione di derivazione che produce una uscita di pressione uniforme regolata e una portata di flusso uniforme regolata, e relativamente poco costosa e versatile, più silenzioso e meno tendente a produrre rumore e ha una testa di valvola che è meno probabile che oscilli, è robusto, affidabile, durevole, senza manutenzione, facile e semplice da realizzazione, facile da assemblare, di fabbricazione economica e di assemblaggio economico e ha una vita utile lunga.

Breve Descrizione dei Disegni

Questi e altri scopi, caratteristiche e vantaggi di questa invenzione saranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue delle forme di realizzazione preferite e del miglior modo di esecuzione, dalle rivendicazioni allegate e dai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una sezione trasversale di un regolatore di pressione di derivazione della tecnica anteriore ;

la figura 2 è un diagramma schematico di un sistema di carburante che utilizza un regolatore di pressione di derivazione che incorpora questa invenzione;

la figura 3 è una sezione trasversale del regolatore di pressione di derivazione mostrato in una posizione chiusa e integrato in un condotto di alimentazione di carburante per flusso di carburante regolato da pressione;

la figura 4 è una sezione trasversale parziale ingrandita del regolatore di pressione di derivazione presa dal cerchio 4 di figura 3;

la figura 5 è una sezione trasversale parziale del regolatore di pressione di derivazione simile alla figura 4 ma mostrata in una posizione aperta;

la figura 6 è una sezione trasversale del regolatore di pressione di derivazione presa lungo la linea 6-6 di figura 4;

la figura 7 è una seconda forma di realizzazione del regolatore di pressione di derivazione integrato in una cartuccia di filtro del carburante utilizzato in un modulo di pompa di carburante in un serbatoio di carburante;

la figura 8 è una vista prospettica in sezione trasversale in esplosione del regolatore di pressione di derivazione di figura 7;

la figura 9 è una vista prospettica in sezione trasversale del regolatore di pressione di derivazione di figura 7; e

la figura 10 è una vista prospettica di un elemento di guida delle forme di realizzazione del regolatore di pressione di derivazione.

Descrizione Dettagliata delle Forme di Realizzazione Preferite

La figura 3 illustra un regolatore 120 di pressione di derivazione secondo la presente invenzione utilizzato preferibilmente in un condotto 122 di scorrimento del liquido che definisce generalmente un passaggio o canale 138 di alimentazione. La figura 2 illustra una applicazione preferita del regolatore 120 in un sistema 124 di alimentazione di carburante preferibilmente senza ritorno per un motore a combustione a iniezione di carburante 126. In questa particolare applicazione, il sistema 124 comprende una pompa 128 del carburante elettrica preferibilmente in un modulo situato in un serbatoio 130 del carburante. Un pre-filtro 132 è situato generalmente su una entrata 134 della pompa del carburante 128. La pompa 128 alimenta carburante pressurizzato sulla sua uscita 136 che è in comunicazione direttamente con il canale 138 definito dal condotto 122 e al regolatore 120 di pressione di derivazione. Il flusso di carburante di uscita totale dalla pompa 128 (indicata dalla freccia 139) è divisa generalmente dal regolatore di pressione 120 come carburante di alimentazione al motore (indicato dalla freccia 140) e carburante di derivazione (indicato dalla freccia 142). L'uscita 139 di carburante totale scorre nel regolatore 120 di pressione di derivazione, o è esposto generalmente ad un ingresso del regolatore. Il regolatore 120 devia il carburante di derivazione 142 generalmente nuovamente al serbatoio del carburante 130 controllando la pressione del carburante al carburante di alimentazione 140 che continua a scorrere nel canale 138 e almeno un iniettore di carburante 144 montato preferibilmente in un vettore 146 del carburante del motore a combustione 126. Preferibilmente, il carburante di alimentazione scorre anche attraverso un filtro 148 situato nel condotto 122 a valle del regolatore 120 di pressione di derivazione.

Il regolatore 120 della pressione di derivazione è integrato o alloggiato generalmente nel condotto 122 del sistema 124 di alimentazione del carburante senza ritorno. La versatilità del regolatore 120 riceve un contributo sostanziale da un corpo di valvola 150 del regolatore 120 che è costituito preferibilmente da tre componenti: un elemento 152 di trattenimento anulare impegnato a tenuta con il condotto 122 su una apertura 154, una struttura 156 a cupola disposta attorno ad un asse centrale 158 e avente una base continua o bordo di estremità 160 continua accoppiato a tenuta con il dispositivo di trattenimento 152, e un elemento di guida 162 accoppiato preferibilmente assialmente tra il bordo di estremità 160 della struttura a cupola 156 e il dispositivo di trattenimento 154. La struttura a cupola 156 sporge assialmente dal bordo della base 160, attraverso l'apertura 154 del condotto 122 e generalmente nel canale 138 dove converge generalmente ad una estremità distale o vertice 164 a forma anulare della struttura 150.

Come illustrato meglio nelle figure 3-5, il regolatore di pressione 120 ha preferibilmente una piastra 166 di valvola allargata disposta sostanzialmente in una camera della valvola 168 definita da una superficie 167 interna continua circonferenzialmente che fa passare radialmente verso l'esterno in una direzione a valle. La superficie interna 167 viene portata dalla struttura a cupola 150 ed è orientata sostanzialmente in maniera concentrica rispetto all'asse centrale 158. La testa 66 preferibilmente è rastremata radialmente verso 1'interno in una direzione a monte da uno scaffale 170 anulare rivolto verso valle e verso un punto 172 generalmente distale. Quando la testa di valvola 166 si trova in una posizione chiusa 178, il punto distale 172 dalla testa 176 si estende attraverso una apertura di entrata 178 della camera 168 generalmente al vertice 164. L'apertura di entrata 174 è definita generalmente da una sede di valvola anulare 176 portata dalla struttura a cupola 156 che chiude in maniera rilasciabile la testa 166 di valvola rastremata.

Uno stelo o gambo 180 di valvola disposto concentricamente rispetto all'asse centrale 158, sporge assialmente in una direzione a valle dallo scaffale anulare 170 portato dalla testa 166 di valvola allargata e generalmente attraverso un passaggio 182 di derivazione nella struttura a cupola 156 che comunica assialmente con la camera di valvola 168 su una apertura di uscita 184 dalla camera 168. Il gambo 180 si estende attraverso ed è supportato e guidato da una porzione 186 di collare sostanzialmente cilindrica dell'elemento di guida 162 che è situato nel passaggio di derivazione 182. Una struttura di supporto 188 dell'elemento di giuda 162 sporge generalmente radialmente verso l'esterno da una estremità a valle 246 della porzione di collare 186, attraverso un foro 190 del dispositivo di trattenimento 152 che è in comunicazione con il passaggio di derivazione 182, e si fissa rigidamente alla struttura a cupola 156 e/o dispositivo di trattenimento 152. La testa di valvola 166 è spinta chiusa contro la sede di valvola 176 da una molla 192 a compressione a spirale compressa tra lo scaffale anulare 170 della testa 166 di valvola allargata e una estremità 193 anulare distale della porzione a collare 186 dell'elemento di guida 162. La camera della valvola 168 ha una sezione 194 a forma di coppa o arrotondata a monte che è in comunicazione direttamente con la apertura di ingresso 164, e una sezione 196 troncoconica a valle che generalmente si espande radialmente verso l'esterno dalla sezione arrotondata 194 ed è in comunicazione assialmente tra la sezione arrotondata 194 e l'apertura di uscita 184. Il passaggio di derivazione 182 è situato concentricamente a e direttamente a valle dalla sezione troncoconica 196 ed è in comunicazione con la sezione 196 sulla apertura di uscita 184. La sezione arrotondata 194 è definita generalmente da una porzione 198 concava anulare e una porzione cilindrica 200 della superficie interna 167. La porzione 198 si estende radialmente verso l'esterno dalla sede 176 quando si estende assialmente in una direzione a valle alla porzione cilindrica 200. La sezione troncoconica 196 della camera di valvola 168 è definita generalmente da una porzione 202 che si espande radialmente o troncoconica della superficie interna 167 che si estende assialmente, e si espande radialmente in una direzione a monte dalla porzione cilindrica 200 e ha una parete 204 sostanzialmente cilindrica della struttura a cupola 156 che definisce il passaggio 182 di derivazione che si estende assialmente al bordo di estremità o di base 160. Per fini illustrativi, l'unione della parete cilindrica 204 con la porzione cilindrica 200 della superficie interna 167 è coassiale con l'apertura di uscita 184.

Quando la testa di valvola 166 rastremata si trova nella posizione chiusa 178, un bordo 206 esterno periferico, che definisce generalmente la periferia esterna dello scaffale di testa di valvola 170, è allineato assialmente con la porzione cilindrica 200 della superficie interna 167, preferibilmente a o leggermente a monte di un bordo interno periferico o cresta circolare 208 della superficie interna 167 formata dall'accoppiamento congruente della porzione cilindrica 200 e della porzione conica 202. Il bordo esterno periferico 206 della testa di valvola 166 e la porzione cilindrica 200 della struttura a cupola 156 sono leggermente distanziate radialmente una dall'altra in maniera sufficiente per impedire il contatto, ottenendo un alloggiamento senza interferenza della testa di valvola 166 con la sede 176. Questo piccolo spazio radiale o regione di accoppiamento stretto 210 tra il bordo 206 esterno periferico e la cresta circolare 208 si allarga generalmente in una regione 212 senza flusso quando la testa di valvola 160 si muove dalla posizione chiusa 178 ad una posizione aperta 214 (come mostrato meglio in figura 5).

Quando la pressione del carburante nel canale 138 del condotto 122 supera generalmente la forza di spinta della molla 192 di compressione a spirale, compressa assialmente tra l'estremità a monte 193 della porzione a collare 186 dell'elemento dì guida 162 e lo scaffale anulare 170 della testa 166 di valvola rastremata, la testa di valvola chiusa a spinta si muove assialmente dalla sede 176 verso la posizione aperta 218 aprendo la valvola e comprimendo leggermente assialmente la molla 216. Anche quando si apre, il bordo 206 esterno periferico della testa rastremata 166 si muove assialmente oltre la cresta circolare 208 e nella sezione troncoconica 196 della camera di valvola 168. Quindi, a seguito dell'iniziale apertura del regolatore di pressione 120, la regione 210 di accoppiamento stretto inizia ad allargarsi poiché la distanza radiale tra il bordo periferico esterno 206 e la struttura a cupola 156 aumenta a causa della porzione conica rastremata 202 della superficie interna 157. Questo spostamento della regione 210 di accoppiamento stretto nella regione 212 di flusso libero muove la velocità elevata del flusso di fluido dalla sede di valvola 176 che creerebbe altrimenti una regione a bassa pressione che causa che la testa di valvola 166 si chiuda e si apra ripetutamente brevemente o oscilli. Quindi, l'allargamento della regione 210 di accoppiamento stretto alla regione 212 di flusso libero riduce notevolmente e impedisce sostanzialmente l'oscillazione della testa di valvola 166 e riduce il rumore della valvola e l'usura della sede.

Inoltre per ridurre il rumore della valvola e migliorare l'usura e la tenuta tra la sede 176 e la testa 166, la testa ha una copertura 220 resiliente che copre un segmento di base 222 della testa 166. La copertura 220 ha uno spallamento circolare 224 che sporge radialmente verso l'interno e si accoppia a pressione in una scanalatura circolare 226 del segmento di base 222 che è distanziata assialmente a monte dello scaffale anulare 170 e si apre radialmente verso l'esterno per ricevere lo spallamento 224. Il gambo 180 e il segmento di base 222 sono preferibilmente unitari e formati preferibilmente in metallo per la durata, ma potrebbero anche essere realizzati con materiale plastico stampato a iniezione o altri materiali rigidi. Il rivestimento 220 è realizzato preferibilmente con una gomma sintetica resistente al carburante o materiale polimerico.

Preferibilmente e vantaggiosamente, la sezione di flusso trasversale rappresentata dalla regione 210 di accoppiamento stretto rimane sostanzialmente costante e compensa o consente che si abbia l'usura testa-sede e le tolleranze di fabbricazione poiché la superficie interna continua 167 in questa regione 210 è cilindrica. Quindi, qualsiasi spostamento assiale della testa di valvola 166 mentre si trova generalmente nella posizione chiusa 178 per un periodo di tempo prolungato (ovverosia usura) si sposterebbe semplicemente il bordo 206 esterno periferico leggermente a monte e il bordo rimane allineato assialmente con la porzione cilindrica 204.

Come illustrato meglio nelle figure 5 e 6, il regolatore 120 di pressione di derivazione può essere descritto ulteriormente con riferimento a tre piani 228, 230, 232, piani sostanzialmente paralleli, distanziati assialmente e disposti ciascuno perpendicolare rispetto all'asse centrale. La sede di valvola 176 e generalmente l'apertura di ingresso 174 sono situati nel primo piano immaginario 228. La cresta circolare 208 è situata nel secondo piano immaginario 130 e la tolleranza labiale tra il bordo 206 esterno periferico e la porzione conica 202 che rappresenta la regione 212 di flusso libera è situata generalmen te nel terzo piano immaginario 232 quando il regolatore di pressione si trova nella posizione aperta 214. Quindi generalmente, la sezione arrotondata 194 della camera della valvola 168 è definita assialmente tra il primo e il secondo piano immaginario 228, 230 e la sezione 196 tronca o di espansione della camera di valvola 168 si estende dal secondo piano immaginario 230 ed è in comunicazione attraverso il terzo piano immaginario 232 alla apertura di uscita 184 situata a valle del terzo piano 232. Quando la testa di valvola 166 si trova nella posizione chiusa 178 (mostrato in figura 4), il bordo 206 esterno periferico e lo scaffale anulare 170 si trovano generalmente nel secondo piano immaginario 230 e la testa rastremata 166 sporge preferibilmente assialmente attraverso il primo piano immaginario 230. quando la testa di valvola 166 si trova nella posizione aperta 214, il bordo 206 esterno periferico e lo scaffale anulare 170 si trovano generalmente nel terzo piano immaginario 232 .

Poiché la testa della valvola 166 è rastremata, un diametro 234 della sede 176 che giace nel primo piano immaginario 228 è sostanzialmente più piccolo di un diametro 236 del bordo 206 esterno periferico. Per creare la regione 210 di accoppiamento stretto quando la testa di valvola 166 è chiusa, il diametro 236 del bordo esterno periferico è leggermente più piccolo di un diametro 238 della porzione cilindrica 200 e la testa circolare 208 della superficie interna 167. Poiché la porzione conica 202 della superficie interna 167 è rastremata radialmente verso l'esterno in una direzione a valle, il diametro della cresta 238 è apprezzabilmente più piccolo di un diametro 240 della porzione conica 202 che giace generalmente nel terzo piano immaginario 232. Preferibilmente, e quando la testa di valvola 166 si trova nella posizione completamente aperta 214, l'area di flusso anulare sul secondo piano immaginario 230 è generalmente uguale a o maggiore dell'area di flusso anulare sul primo piano immaginario 228, sulla apertura di entrata 174, e generalmente uguale a o più piccolo dell'area di flusso anulare sul terzo piano immaginario 232 sulla regione di flusso libero 212. Ciò eliminare generalmente qualsiasi salto di pressione che passa sui piani 230, 232, senza dover tener conto della posizione della valvola, e quindi pone generalmente qualsiasi dinamica di flusso di fluido che può impattare sulle considerazioni di progettazione della valvola e generalmente sulla apertura 174 di entrata, semplificando la dimensione del regolatore 120 della pressione di derivazione tra le varie applicazioni.

La robusta soluzione della testa di valvola 166 e la struttura a cupola 156 hanno una tolleranza assiale che tiene in considerazione la compressione assiale e/o l'usura del rivestimento resiliente 220 con la sede 176. Una leggera usura o compressione assiale variabile del rivestimento 220 della testa di valvola potrebbe far si che la testa 166 e il bordo periferico esterno 206 si spostino leggermente a monte spostandosi assialmente la posizione qui chiusa 178 leggermente a monte. La sezione trasversale di flusso della regione 210 di accoppiamento stretto, tuttavia, rimane sostanzialmente costante poiché il bordo 206 esterno periferico che è allineato inizialmente assialmente attorno alla cresta circolare 208 si può muovere leggermente a monte a causa dell'usura, ma rimane assialmente allineato alla porzione cilindrica 200 della superficie interna 167.

Durante l'assemblaggio del regolatore 120 di pressione di derivazione, il rivestimento 220 è preferibilmente accoppiato a pressione sovrastampato nella scanalatura circolare 226 nel segmento di base 222 della testa 166. Il gambo 180 è quindi inserito assialmente attraverso la molla 216 di compressione a spirale e attraverso la porzione a collare 186 dell'elemento di guida 162. La porzione 186 a collare pre-assemblata, il gambo 180, la testa di valvola 166 e la molla 192 sono inseriti nella struttura a cupola 156 sul bordo di estremità 160 della parete cilindrica 204. La porzione di collare 186 è centrata con facilità sull'asse centrale 158 posizionando due estremità distali rastremata 242 di due gambe 244 opposte diametralmente della struttura di supporto 188 dell'elemento di giuda 162, che sporgono assialmente verso l'esterno da una estremità di base 246 della porzione a collare, alla estremità o bordo 160 di base rastremata della struttura a cupola 156. Quando si accoppiano le estremità distali 242, la caratteristica rastremazione della testa di valvola 166 centra la testa sulla sede 176 e quindi sull'asse centrale 158. Inoltre, la molla 192 che spinge assialmente tra lo scaffale 170 e l'estremità distale 193 della porzione a collare 186 comprime assialmente tenendo la testa 166 sulla sede 176. La base o estremità 160 della struttura a cupola 156 viene quindi fatta scivolare assialmente in un foro 248 del dispositivo di trattenimento 152 fino a che l'estremità di base 160 non viene a contatto assialmente con uno spallamento 250 anulare sporgente radialmente verso l'interno del dispositivo di trattenimento 152. Lo spallamento 250 definisce generalmente il foro 190 per far uscire il flusso di derivazione 142 dal regolatore 120 di pressione di derivazione.

Così assemblato, il regolatore 120 di pressione di derivazione è una unità completa ed è pronto per l'integrazione in diverse applicazioni. Preferibilmente, e come illustrato in figura 3, il dispositivo di trattenimento 152 porta filettature maschio o una faccia esterna filettata 252 che si avvita nelle filettature femmina 254 portato preferibilmente dal condotto 122 sulla apertura 154 o qualsiasi altro tipo di contenitore che porta liquido pressurizzato. In alternativa, il dispositivo di trattenimento 152 può essere accoppiato a pressione nel condotto 122. Come ulteriore caratteristica di tenuta, il condotto 122 ha uno scaffale circolare 256 che sporge radialmente verso 1'interno che si chiude assialmente a tenuta contro una guarnizione 258 che è preferibilmente un o-ring disposto in una scanalatura circolare 260 aperta assialmente verso l'esterno e portata dal dispositivo di trattenimento 152.

Riferendosi alle figure 7-9, è illustrata una seconda applicazione di un regolatore 120' di pressione di derivazione in cui elementi simili a quello della prima applicazione sono identificati con gli stessi riferimenti numerici con l'aggiunta dell'apice. Un sistema 124' di alimentazione di carburante senza ritorno per un motore a combustione a un serbatoio 130' del carburante definisce una camera 300 del carburante e un modulo 302 di pompa di carburante versatile situato nella camera. Durante l'assemblaggio, il modulo 302 è inserito attraverso un foro di accesso 304 del serbatoio 130' che è coperto a tenuta da una flangia 306 del modulo 302.

Rispetto alla flangia 306 nella camera 300 del serbatoio 130' sono sospese rigidamente due ammortizzatori caricati elasticamente o montanti di dislocamento verticali 308 (mostrato uno solo) che si accoppiano scorrevolmente nelle guide dei montanti (non mostrati) di un elemento strutturale 310 per supportare cedevolmente l'elemento 310 del modulo 302 a pompa del carburante in maniera tale che una parte inferiore o piastra di copertura 312 dalla parte inferiore dell'elemento sia situata generalmente e tenuta contro una parete inferiore del serbatoio 130' anche se le pareti del serbatoio dovessero flettersi leggermente, espandersi o contrarsi. L'elemento 310 alloggia e supporta numerosi componenti tra cui una pompa del carburante 128', un motore elettrico 312 accoppiato alla pompa, e una cartuccia a filtro 314 che ha un elemento a filtro 316 e un regolatore 120' di pressione integrato. Il carburante scorre generalmente tra i componenti attraverso l'elemento 310 eliminando quindi la necessità di tubi, tubi flessibili e accessori convenzionali. Cavi di alimentazione 318 sono indirizzati dal motore 312 e attraverso una guarnizione di tenuta 320 della flangia 306.

L'elemento 310 porta una superficie 322 cilindrica interna che definisce un primo foro 324 con un asse centrale 326 che si estende sostanzialmente verticalmente e un seconda superficie 328 cilindrica che definisce un secondo foro 330 distanziato radialmente verso l'esterno rispetto al primo foro 324 e con un asse centrale 158' disposto sostanzialmente parallelo all'asse centrale 326 del primo foro 324. La pompa e il motore 128', 312 sono assemblati nel primo foro 324 e la cartuccia a filtro 314 è assemblata nel secondo foro 330.

Durante la fabbricazione, i componenti della pompa 128' del carburante sono assemblati preferibilmente nel primo foro 324 attraverso una estremità superiore aperta e generalmente innestati contro uno spallamento 332 inferiore continuo che sporge radialmente e in maniera unitaria verso 1'interno dalla prima superficie cilindrica 322. Dopo che la pompa 128' del carburante è assemblata, il motore della pompa 312 che ha uno statore che circonda una armatura con un albero motore 334 imperniato per ruotare mediante un paio di cuscinetti viene inserito nel primo foro 324 dall'alto e accoppiato meccanicamente alla pompa 128'. L'estremità aperta è quindi chiusa a tenuta da un cappuccio 336 che porta preferibilmente un gruppo di cuscinetti. Almeno un cavo elettrico 318 si estende attraverso il cappuccio di estremità 336. Quando è in funzione, il carburante entra nella pompa 128' attraverso una entrata o apertura inferiore 134' indicata generalmente dallo spallamento 332 dell'elemento 310 e carburante sottopressione esce dalla pompa 128' e scorre nel secondo foro 330 attraverso una uscita o passaggio del carburante 136' definito dall'elemento 310 e in comunicazione attraverso la prima e la seconda superficie 322, 228.

La cartuccia a filtro 314 reversibile è preferibilmente pre-assemblata con il regolatore 120' di pressione di derivazione integrale situato radialmente verso l'interno rispetto all'elemento 316 di filtro del carburante cilindrico. L'elemento di filtro 316 è situato assialmente tra un dispositivo di trattenimento 338 di estremità primario simile ad un imbuto rovesciato per far scorrere il carburante identificato dalla freccia 140' e un dispositivo 152' di estremità secondario della cartuccia 314 per far scorrere il carburante di derivazione identificato dalla freccia 142' Ciascun dispositivo di trattenimento 338, 152' a disco definisce una scanalatura circolare 340 (come mostrato meglio in figura 8) che si oppongono una all'altra in una direzione assiale per alloggiare estremità opposte 342 dell'elemento 316 a filtro cilindrico e distanziare l'elemento radialmente verso l'interno dalla seconda superficie cilindrica 328 per rendere massimo il rendimento di filtraggio e l'area superficiale del filtro. Questa struttura impedisce inoltre lo spostamento a filtro 316 nel secondo foro 330 e impedisce la deviazione del carburante attorno all'elemento a filtro 316.

L'elemento 338 di estremità primario ha una porzione 340 di base a tacca rovesciata che porta una faccia 342 cilindrica verso l'interno che definisce in parte una cavità del carburante 344 del canale 138' tenuta a pressione operativa del sistema dal regolatore 120' di pressione, e una porzione a collare 346 che sporge verso l'alto dalla porzione di base 340 e definisce un passaggio 350 di uscita del carburante di alimentatore del canale 138' che è in comunicazione assialmente con la cavità 344. La porzione a collare 346 sporge in un contro-foro 352 definito da una terza superficie 354 cilindrica portata dall'elemento 310. Una faccia 356 radiale esterna della porzione di base 340 definisce una fessura continua 358 che alloggia una guarnizione resiliente o preferibilmente un o-ring 360 che fa tenuta sulla seconda superficie 328 del secondo foro 330. Una faccia 362 radiale esterna della porzione a collare 346 definisce inoltre una fessura continua 364 che alloggia un o-ring 366 che fa tenuta sulla terza superficie 354 del contro-foro 352, e in maniera simile, una faccia 252' radiale esterna dell'elemento di trattenimento 352' di estremità secondario definisce una fessura o scanalatura 260' continua che alloggia un o-ring 258' che fa tenuta sulla seconda superficie 328 del secondo foro 330. Tutti e tre gli o-ring 360, 366, 258' e la struttura di alloggiamento dell'elemento a filtro 316 sui dispositivi di trattenimento 352', 338 assicurano che tutto il carburante che scorre dal passaggio del carburante 336' è filtrato prima che entri nella cavità del carburante 344 pressurizzata del canale 338'.

Dopo il filtraggio, il carburante che entra nella cavità 344 scorre principalmente verso l'alto attraverso il passaggio 350 di uscita del carburante della porzione a collare 346, attraverso un nipplo 368 con barbette sporgente verso l'alto dell'elemento 310 e in un tubo flessibile 370 del condotto 122' accoppiato a pressione con il nipplo 368 e che si estende verso l'alto per accoppiarsi con un nipplo simile 372 sporgente verso il basso dalla flangia 306 (come mostrato meglio in figura 7). Dal tubo flessibile 370, il carburante scorre generalmente fuori dal serbatoio. Quando la pressione del carburante del sistema dalla pompa 128', il regolatore 120' di pressione di derivazione si aprirà consentendo che il carburante di derivazione 142' scorra dalla cavità della pressione 344 e attraverso il dispositivo di trattenimento 152' secondario nuovamente verso la camera del serbatoio 300.

Una struttura a cupola 156' del regolatore 120' di pressione di derivazione sporge assialmente e concentricamente verso l'alto dal dispositivo di trattenimento 152' e distanziato radialmente verso l'interno da e generalmente allineato assialmente con l'elemento a filtro 316. La cavità 344 del carburante pressurizzato è quindi generalmente definita assialmente tra il dispositivo 338 di trattenimento di estremità primario e una faccia anulare 372 del dispositivo di trattenimento 152' che copre radialmente la distanza tra la scanalatura continua 374 che riceve un bordo di estremità 160' della struttura a cupola 156' e la struttura a cupola 156'. La cavità 344 è definita generalmente radialmente tra la struttura a cupola 156' e l'elemento 316 a filtro esterno.

Quando si supera la pressione del sistema del carburante, il regolatore 120' della pressione di derivazione chiuso a spinta si apre, comprimendo una molla di spinta 192' assialmente quando la testa di valvola 166' si muove assialmente attraverso il basso da una sede 176' portata dalla struttura a cupola 156'. Il carburante di derivazione 142' scorre attraverso una apertura di ingresso 174' definita generalmente dalla sede 176' e verso il basso attraverso una camera a valvola 168' e in comunicazione con il passaggio di derivazione 182', definiti entrambi dalla struttura a cupola 156'. Il carburante di derivazione 142' esce quindi dal secondo foro 330 attraverso un foro 190' del dispositivo di trattenimento 152' e attraverso un foro 364 leggermente maggiore del rivestimento 312 per tenere la cartuccia a filtro 314 assialmente nel secondo foro 330. Durante la fabbricazione, almeno uno e preferibilmente tre bracci 378 di flessione sporgenti verso l'alto della copertura 312 si accoppiano a scatto con l'elemento 310 per bioccare la cartuccia 314 nel secondo foro 330. Preferibilmente, i bracci 378 hanno ciascuno una fessura 380 che riceve una linguetta 382 a rampa che sporge verso l'esterno dall'elemento 310, bloccando quindi in posizione la copertura 312.

Sebbene sono state descritte forme dell'invenzione attualmente costituenti forme di realizzazione preferite, ne sono possibili molte altre. Ad esempio, il condotto 122 può essere un contenitore a pressione di conservazione del liquido e il canale 138 può essere una camera a pressione per la conservazione di liquido, e non necessariamente il flusso del liquido. In questa applicazione, il regolatore 120 di pressione di derivazione funzionerà come regolatore di scarico della pressione. Non si intende qui menzionare tutte le possibili soluzioni equivalenti o derivazioni dell'invenzione. È inteso che i termini qui utilizzati sono semplicemente descrittivi, e non limitativi, e che possono essere apportate varie modifiche senza uscire dallo spirito e dall'ambito di protezione delle rivendicazioni come definito nelle rivendicazioni .

Claims (21)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Regolatore di pressione di derivazione di carburante liquido comprendente: un corpo; una camera di valvola definita almeno in parte dal corpo, la camera di valvola avendo una entrata e una uscita; una sede portata dal corpo e in comunicazione con l'entrata e la camera della valvola; una superficie continua circonferenzialmente portata dal corpo, che definisce in parte la camera della valvola, disposta assialmente a valle della sede e avente un raggio generalmente crescente generalmente assialmente verso valle rispetto alla sede; una testa di valvola allargata disposta almeno in parte nella camera di valvola, mobile generalmente assialmente tra una posizione chiusa che si impegna con la sede e posizioni aperte distanziate dalla sede, spinta cedevolmente verso la sua posizione chiusa e in contatto di tenuta con la sede quando la testa di valvola si trova nella sua posizione chiusa; e un bordo esterno periferico della testa di valvola e accoppiato radialmente strettamente adiacente alla superficie continua della camera di valvola quando la testa di valvola si trova nella posizione chiusa .
2. 2 . Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 1, in cui il regolatore di pressione di derivazione non ha un diaframma flessibile.
3. 3 . Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 1, comprendente: la testa di valvola di forma sostanzialmente conica; una porzione a monte della superficie interna continua; una porzione a valle della superficie continua espandentesi radialmente verso l'esterno dalla porzione a monte; e un bordo interno periferico della superficie continua formato dalla connessione congruente tra le porzioni a monte e a valle in cui il bordo esterno periferico della testa di valvola è sostanzialmente assialmente allineato con il bordo interno periferico quando la testa di valvola si trova nella posizione chiusa e il bordo esterno periferico della testa di valvola è allineato assialmente con la porzione a valle e distanziato assialmente dal bordo interno periferico quando la testa di valvola si trova in una posizione aperta.
4. 4. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 3, in cui la porzione a monte è generalmente cilindrica.
5. 5 . Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 4, comprendente: un passaggio di derivazione definito dal corpo e in comunicazione con la camera di valvola e l'apertura di uscita; un gambo di valvola sporgente assialmente a valle della testa di valvola allargata e disposta almeno in parte nel passaggio di derivazione; un elemento di guida supportato dal corpo per guidare il gambo della valvola; e una molla di compressione disposta operativamente e assialmente tra la testa di valvola allargata e l'elemento di guida per spingere la testa di valvola allargata nella posizione chiusa.
6. 6. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 1, comprendente: un passaggio di derivazione definito dal corpo e in comunicazione con la camera di valvola e la apertura di uscita; un gambo di valvola sporgente assialmente a valle della testa di valvola e disposto almeno in parte nel passaggio di derivazione; un elemento di guida per il corpo per guidare il gambo di valvola; e una molla di compressione disposta operativamente e assialmente tra la testa di valvola allargata e l'elemento di guida per spingere la testa di valvola nella posizione chiusa.
7. 7 . Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 5, in cui la molla di compressione è disposta concentricamente rispetto al gambo della valvola.
8. 8 . Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 6, comprendente: una struttura simile ad una cupola del corpo che definisce la camera di valvola e il passaggio di derivazione, la struttura simile ad una cupola avendo un bordo di estremità continua; un dispositivo di trattenimento anulare del corpo accoppiato a tenuta con il bordo di estremità, il dispositivo di trattenimento anulare avendo un foro che è in comunicazione con il passaggio di derivazione; una porzione a collare dell'elemento di guida per ricevere scorrevolmente il gambo della valvola; e una porzione strutturale dell'elemento di guida sporgente radialmente dal dispositivo di trattenimento anulare alla porzione a collare e attraverso il foro.
9. 9. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 8, comprendente una prima gamba della porzione strutturale sporgente radialmente verso l'esterno dalla porzione a collare e a una estremità distale accoppiata a pressione assialmente tra la struttura simile ad una cupola ed un elemento a ripiano sporgente radialmente verso l'interno del dispositivo di trattenimento anulare.
10. 10. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 9, comprendente una seconda gamba della porzione strutturale opposta diametralmente rispetto alla prima gamba e avente una estremità distale accoppiata a pressione assialmente tra la struttura simile ad una cupola e l'elemento a ripiano del dispositivo di trattenimento anulare.
11. 11. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 1, in cui la sede di valvola è generalmente anulare e rivolta sostanzialmente in una direzione a valle.
12. 12. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 1, in cui la testa di valvola è rastremata sostanzialmente radialmente verso l'esterno in una direzione a valle e rispetto al bordo esterno periferico.
13. 13. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre: una porzione cilindrica della superficie continua; una porzione di espansione della superficie interna continua disposta in maniera congruente a e disposta a valle della porzione cilindrica; una cresta della superficie interna continua formata tra la porzione cilindrica e la porzione di espansione; e il bordo esterno periferico della testa di valvola essendo assialmente allineato rispetto alla porzione cilindrica quando la testa di valvola si trova nella posizione chiusa e essendo assialmente allineato alla porzione di espansione quando la testa di valvola è in una posizione aperta.
14. 14. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 13, in cui il bordo esterno periferico non viene a contatto con la porzione cilindrica .
15. 15. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 13, in cui la porzione di espansione è di forma conica e la cresta è circolare.
16. 16. Regolatore di pressione di derivazione secondo la rivendicazione 1, in cui l'entrata è connes sa ad un condotto di alimentazione del carburante di un sistema di carburante senza ritorno di un motore a combustione e una pompa del carburante alimenta carburante liquido pressurizzato ad almeno un iniettore del carburante del motore attraverso il condotto.
17. 17. Regolatore di pressione di derivazione di carburante secondo la rivendicazione 1, comprendente: un primo piano immaginario disposto perpendicolarmente rispetto ad un asse di ingresso; un secondo piano immaginario disposto perpendicolare rispetto all'asse centrale e distanziato assialmente a valle del primo piano immaginario; un terzo piano immaginario disposto perpendicolarmente rispetto all'asse centrale e distanziato assialmente a valle rispetto al secondo piano immaginario; in cui la sede di valvola si trova generalmente nel primo piano immaginario; in cui il bordo esterno periferico si trova generalmente nel secondo piano immaginario quando la piastra di valvola è nella posizione chiusa e si trova nel terzo piano immaginario quando la testa di valvola è nella posizione aperta; un diametro di sede della sede di valvola misurato nel primo piano immaginario; un diametro di bordo del bordo esterno periferico della testa di valvola; un primo diametro della superficie continua misurato nel secondo piano immaginario; un secondo diametro della superficie continua misurato nel terzo piano immaginario; e in cui il diametro della sede è inferiore del diametro del bordo che è leggermente inferiore del primo diametro che è inferiore del secondo diametro.
18. 18. Regolatore di pressione di derivazione del carburante secondo la rivendicazione 17, comprendente inoltre : la testa di valvola sostanzialmente di forma conica; una porzione conica nella superficie continua situata immediatamente a valle del bordo esterno periferico quando la testa di valvola è nella posizione chiusa, la porzione conica avendo il secondo diametro; e una porzione conica della superficie continua essendo situata diametralmente a monte della porzione conica e avendo il primo diametro.
19. 19. Regolatore di pressione di derivazione di carburante secondo la rivendicazione 18, comprendente inoltre una porzione concava anulare della superficie continua disposta in maniera congruente assialmente tra la sede di valvola e la porzione cilindrica, e definente in parte la camera della valvola.
20. 20. Regolatore di pressione di derivazione del carburante secondo la rivendicazione 1 comprendente inoltre : un passaggio di derivazione in comunicazione con la camera della valvola e l'uscita; una struttura a cupola del corpo che definisce la camera di valvola e il passaggio di derivazione, la struttura a cupola avendo un bordo di estremità continuo; un dispositivo di trattenimento anulare del corpo accoppiato a tenuta sul bordo di estremità della cupola e accoppiato a tenuta con il condotto, il dispositivo di trattenimento anulare avendo un foro in comunicazione con il passaggio di derivazione; una porzione a collare dell'elemento di guida per ricevere scorrevolmente un gambo di valvola; e una porzione strutturale dell'elemento di guida sporgente radialmente verso l'esterno dalla porzione a collare attraverso il foro e che si fissa al dispositivo di trattenimento anulare.
21. 21. Sistema del carburante senza ritorno secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: una cartuccia di filtro avente un filtro del carburante e integrata con il regolatore di pressione di derivazione; il filtro del carburante essendo un filtro cilindrico con una prima e una seconda estremità opposte ; una struttura a cupola del corpo che definisce la camera di valvola, disposta sostanzialmente all'interno dell'elemento a filtro cilindrico e avente un bordo di estremità continuo disposto adiacente al-1 'uscita; un dispositivo di trattenimento anulare del corpo accoppiato a tenuta con il bordo di estremità della cupola e accoppiato a tenuta con un condotto, il dispositivo di trattenimento anulare avendo un foro in comunicazione con la camera della valvola e una scanalatura continua situata radialmente verso l'esterno dalla struttura a cupola per ricevere a tenuta la prima estremità dell'elemento a filtro; e il condotto avendo una scanalatura continua per ricevere a tenuta la seconda estremità dell'elemento a filtro in maniera tale che tutto il carburante che scorre dalla pompa scorra attraverso l'elemento a filtro.