MX2011003418A - Sistema de deteccion de fugas. - Google Patents

Abstract

Un sistema de inyección (20, 120) incluye un inyector (34, 134), primera válvula (36, 136), segunda válvula (40, 140) y dispositivo detector de presión (44, 144). En una forma de realización, la primera válvula (36, 136) está en comunicación con una salida del inyector (74, 174, 274) e incluye una posición cerrada para por lo menos parcialmente detener flujo de fluidos a partir de la salida del inyector (74, 174, 274). La segunda válvula (40, 140) está en comunicación con una entrada del inyector (72, 172, 272) e incluye una posición cerrada para por lo menos parcialmente detener flujo de fluido a la entrada del inyector (72, 172, 272). El dispositivo detector de presión (44, 144) se configura para detectar una caída de presión de entrada de inyector del inyector (34, 134, 234). El sistema de inyección (20, 120) puede configurarse para detener o impedir flujo de fluidos a la entrada del inyector (72, 172, 272) cuando la tasa de caída de presión medida por el dispositivo detector de presión (44, 144) es por lo menos igual a un valor de presión predeterminado que representa una tasa de caída de presión medida entre la entrada del inyector (72, 172, 272) y una segunda válvula (40, 140) cuando la primera válvula (36, 136) y la segunda válvula (40, 140) están en la posición cerrada.

Description

SISTEMA DE DETECCIÓN DE FUGAS Campo Técnico La presente divulgación se refiere en general a sistemas hidráulicos, incluyendo un sistema para detectar y prevenir una fuga en un sistema hidráulico.

Antecedentes Sistemas de tratamiento posterior de gas de escape se usan comúnmente en conjunto con motores diesel para reducir la cantidad de óxidos nitrosos (N0X) en un gas de escape. Un tipo de sistema de tratamiento posterior incluye un inyector para rociar un agente de reducción, tal como amoníaco, combustible o urea, en el gas de escape. El gas de escape entonces se transporta a un convertidor catalítico donde la cantidad de óxidos nitrosos en el gas de escape se reducen conforme el agente de reducción reacciona con los óxidos nitrosos en el gas de escape para formar agua y nitrógeno. Después de reaccionar en el convertidor catalítico, el gas de escape se libera a partir del convertidor catalítico y hacia la atmósfera.

Un problema que puede ocurrir con el sistema de tratamiento posterior es cuando el agente de reducción se fuga fuera del sistema de tratamiento posterior. En particular, el agente de reducción puede fugarse a partir del sistema de tratamiento posterior antes de alcanzar al inyector. Otro problema que puede ocurrir con el sistema de tratamiento posterior es que el inyector puede fugar al agente de reducción a partir de un orificio de inyección, permitiendo que el agente de reducción escape hacia el gas de escape. El agente, de reducción puede fugarse del orificio de inyección aun cuando el sistema de tratamiento posterior ordena al inyector no liberar al agente de reducción hacia el gas de escape.

Compendio Un sistema de inyección puede incluir un inyector incluyendo una entrada de inyector y una salida de inyector; una primera válvula en comunicación con la salida del inyector; una segunda válvula en comunicación con la entrada del inyector; y un dispositivo de detección de presión configurado para detectar, una caída de presión de entrada del inyector sobre un periodo de tiempo. La primera válvula puede incluir una posición cerrada para al menos parcialmente detener flujo de fluido a partir de la salida del inyector. La segunda válvula puede incluir una posición cerrada para al menos parcialmente detener flujo de fluidos a la entrada del inyector. El sistema de inyección puede configurarse para al menos parcialmente detener el flujo de fluidos a la entrada del inyector cuando al tasa de caída de presión medida por el dispositivo de detección de presión es- por lo menos igual a un valor de presión predeterminado que representa una tasa de caída de presión medida entre la entrada del inyector y la segunda válvula cuando la primera válvula y la segunda válvula están en la posición cerrada.

Un método para detectar una fuga en un sistema de inyección puede comprender los pasos de: transportar un fluido a partir de una válvula de encendido/apagado a un inyector, y del inyector a una válvula anti-retorno, donde el inyector incluye una entrada de inyector y una salida de inyector; cerrar la válvula de encendido/apagado para por lo menos parcialmente detener al fluido de fluir a la entrada de inyector, y cerrar la válvula anti-retorno para por lo menos parcialmente detener al fluido de fluir a partir de la salida de inyector; medir una caída de presión de entrada de inyector del inyector, donde la caída de presión se mide por lo menos dos veces cuando la válvula de encendido/apagado y la válvula anti-retorno están cada una en la posición cerrada; comparar la caída de presión con un valor de presión predeterminado, donde el valor de presión predeterminado es una tasa de caída de presión entre la entrada de inyector y la válvula de encendido/apagado; y por lo menos parcialmente detener flujo de fluido a la entrada de inyector cuando la tasa de caída de presión de la entrada de inyector es por lo menos igual al valor de presión predeterminado.

Breve Descripción de los Dibujos Formas de realización de la invención serán descritas ahora, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes, en donde: La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de inyección configurado para operación en un modo de detección de fugas de acuerdo con una forma de realización de la invención.

La figura 2 es una vista en sección transversal de un inyector de combustible del sistema de inyección de la figura 1.

La figura 3 es una vista alargada de una porción del inyector de combustible de la figura 2.

La figura 4 es una vista esquemática de un sistema de inyección configurado para operación en un modo de detección de fugas de acuerdo con una forma de realización de la invención.

La figura 5 es una vista en sección transversal de un inyector de combustible que puede ser adecuado para uso en conexión con el sistema de inyección de la figura 1 o la figura 4.

La figura 6 es un diagrama de flujo ilustrando de manera general los pasos en un proceso para detectar una fuga en un sistema de inyección de acuerdo con una forma de realización de la invención.

Descripción Detallada Con referencia ahora a la discusión que sigue y también a los dibujos, enfoques ilustrativos a los sistemas y métodos divulgados se muestran en detalle. Aunque los dibujos representan algunos enfoques posibles, los dibujos no están necesariamente en escala y ciertos aspectos pueden ser exagerados, removidos, o parcialmente seccionados para ilustrar y explicar mejor la presente divulgación. Además, las descripciones señaladas en la presente no tienen la intención de ser exhaustivas o de otra manera limitar o restringir las reivindicaciones a las formas y configuraciones precisas mostradas en los dibujos y divulgadas en la siguiente descripción detallada. Aunque la invención será descrita en conjunto con formas de realización, se entenderá que no tienen la intención de limitar la invención a estas formas de realización. Por el contrario, la invención tiene la intención de cubrir alternativas, modificaciones, y equivalentes, que pueden incluirse dentro del espíritu y alcance de la invención según es realizada por las reivindicaciones anexas.

Mas aun, un número de constantes pueden introducirse en la discusión que sigue. En algunos casos valores ilustrativos de las constantes son provistos. En otros casos, ningún valor específico es dado. Los valores de las constantes dependerán de características del hardware asociado y la inter-relación de tales características entre sí así como condiciones ambientales y las condiciones de operación asociadas con el sistema divulgado.

Pasando ahora a los dibujos, la figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema de inyección 20 ejemplar. El sistema de inyección 20 ejemplar puede emplearse en una variedad de aplicaciones, incluyendo pero no limitado a, sistemas de inyección de combustible y sistemas de dosificación, entre otros. El sistema de inyección 20 puede incluir una bomba 30, una válvula reguladora de presión 32, un inyector de fluidos 34, una primera válvula 36 (v.gr., una válvula anti-retorno 36), un depósito 38 de fluidos 50, una segunda válvula 40 (v.gr., una válvula de encendido/apagado 40) , un controlador 42 y un sensor de presión 44. Un fluido 50 puede fluir a través del sistema de inyección 20, y puede descargarse selectivamente a partir del inyector 34. El fluido 50 puede ser cualquier fluido o gas apropiado para la aplicación particular, incluyendo pero no limitado a, amoníaco, combustible, o urea, tal como puede usarse en un sistema de inyección o dosificación de combustible. La bomba 30 puede mover al fluido 50 del depósito 38 al inyector 34.

La bomba 30 puede suministrar un flujo de fluido presurizado 50 al sistema de inyección 20. La bomba puede incluir una entrada de bomba 22 conectada de manera fluida al depósito 38 y una salida de bomba 24 a través de la cual se descarga el fluido presurizado 50. La bomba 30 puede recibir al fluido 50 a partir del depósito 38 a través de una línea de recepción 26 conectada de manera fluida a la entrada de bomba 22. La bomba 30 puede ser una bomba de desplazamiento fijo, la cual puede incluir, pero no se limita a, una bomba de engranajes, una bomba de aspas, bomba de pistón axial, o bomba de pistón radial. La bomba 30 puede operar para producir un flujo del fluido 50 a una velocidad de operación dada. Se apreciará, sin embargo, que otros tipos de bombas, tales como una bomba de desplazamiento variable, pueden usarse para suministrar un flujo de fluido presurizado.

El sistema de inyección 20 puede incluir además- una línea de entrega de bomba 28 conectando de manera fluida la salida de bomba 24 con la válvula de regulación de presión 32 y la válvula de encendido/apagado 40. El fluido presurizado 50 descargado de la bomba 30 puede fluir a través de la línea de entrega de bomba 28 a una de la válvula reguladora de presión" 32, la válvula de encendido/apagado 40, o ambas. La línea de entrega de bomba 28 puede dividirse en dos ramificaciones separadas, una ramificación estando conectada de manera fluida a la válvula reguladora de presión 32 y la otra ramificación a la válvula de encendido/apagado 40. Una porción del fluido 50 descargada a partir de la bomba 30 puede entregarse a la válvula reguladora de presión 32 y una porción del fluido 50 puede entregarse a la válvula de encendido/apagado 40.

La válvula reguladora de presión 32 puede usarse para por lo menos parcialmente controlar la presión del fluido 50 entregado al inyector 34. La válvula reguladora de presión 32 puede ajustarse selectivamente entre una posición abierta y una posición cerrada. En la posición completamente abierta o la posición completamente cerrada, la válvula reguladora de presión 32 puede también controlar por completo la presión del fluido 50 entregado al inyector 34. La presión del fluido 50 entregado al inyector 34 puede controlarse mediante abrir la válvula reguladora de presión 32 para permitir que una porción del fluido 50 a partir de la línea de entrega de bomba 28 sobrepase a la válvula de encendido/apagado 40, y en su lugar pase a través de la válvula reguladora de presión 32. El fluido 50 puede transportarse de regreso al depósito 38 mediante una línea de entrada de depósito 60, la cual conecta de manera fluida la válvula reguladora de presión 32 al depósito 38. La porción restante del fluido 50 que no se transporta a través de la válvula reguladora de presión 32 puede ser transportada a través de la válvula de encendido/apagado 40 a una línea de presión 64. La línea de presión 64 puede conectar de manera fluida una compuerta de salida de la válvula de encendido/apagado 40 a una compuerta de entrada del inyector 34. El nivel de presión en la línea de presión 64 puede controlarse mediante regular la cantidad de fluido 50 que se re-dirige de la línea de entrega de bomba 28 de regreso al depósito 38. La válvula reguladora de presión 32 puede por lo menos parcialmente controlar la presión en la línea de presión 64 mediante permitir selectivamente que una porción del fluido 50 fluya a partir de la línea de entrega de bomba 28 hacia la línea de entrada de depósito 60. El nivel de presión en la línea de presión 64 puede disminuirse mediante incrementar la cantidad de fluido transportado de la línea de entrega de bomba 28 al depósito 38, mientras que disminuir el flujo del fluido 50 al depósito 38 puede incrementar la presión en la línea de presión 64. Se apreciará que esto es solamente un enfoque para controlar la presión del fluido entregado al inyector 34, y que otros enfoques también se pueden emplear dependiendo de los requerimientos de la aplicación particular. Por ejemplo,* la válvula reguladora de presión 32 puede omitirse del sistema de inyección 20, y la presión y el flujo del fluido 50 pueden controlarse mediante variar la velocidad de la bomba 30.

El flujo del fluido al inyector 34 puede además controlarse por la válvula de encendido/apagado 40. La válvula de encendido/apagado 40 puede ajustarse selectivamente entre una posición abierta y una posición cerrada. La válvula de encendido/apagado 40 puede por lo menos parcialmente bloquear o sustancialmente bloquear el flujo del fluido 50 a la línea de presión 64 cuando la válvula de encendido/apagado 40 está cerrada, o en una posición apagada. Por el contrario, cuando la válvula de encendido/apagado 40 está en una posición abierta, la válvula de encendido/apagado 40 puede permitir que el fluido 50 fluya a partir de la línea de entrega de bomba 28 al inyector 34 a través de la línea de presión 64 en una posición encendida.

Aunque la segunda válvula 40 se describe como una válvula de encendido/apagado 40 de acuerdo con una forma de realización de la invención, la segunda válvula 40 puede comprender una válvula de flujo, una válvula de flujo variable, una válvula de control de presión, o cualquier otra variedad de válvulas que puede emplearse en otras formas de realización de la invención.

Con referencia ahora a las figuras 1-3, el inyector 34 puede incluir una entrada de inyector 72, una salida de inyector 74, y un orificio de inyección 76. Con referencia de nuevo a la figura 1, la línea de presión 64 para suministrar fluido presurizado al inyector 34 puede conectarse de manera fluida a la entrada de inyector 72. Con referencia de nuevo a las figuras 1-3, el fluido 50 puede ingresar al inyector 34 a partir de la entrada de inyector 72 y puede salir del inyector 34 a través de ya sea la sección de orificio 76 o la salida de inyector 74. El inyector 34 puede ciclarse selectivamente entre una posición abierta y una posición cerrada. El fluido 50 puede descargase a partir del orificio de inyección 76 cuando se opera al inyector 34 en la posición abierta, y puede salir del inyector 34 a través de la salida del inyector 74 cuando se opera el orificio de inyección 76 (v.gr., cuando se opera al inyector 34 en la posición cerrada) .

Con referencia ahora a las figuras 1-2, el inyector 34 puede incluir un orificio de medición 77 arreglado corriente arriba de la salida del inyector 74 en una forma de realización de la invención. El orificio de medición 77 puede crear una restricción en la trayectoria de flujo entre la entrada del inyector 72 y la salida del inyector 74 para al menos parcialmente controlar la presión y flujo de fluidos a través del inyector 34. Incrementar la restricción mediante reducir el área de flujo del orificio 77 puede generalmente producir una disminución en el 0 flujo de fluidos a través del inyector 34 a una presión dada. Por otro lado, incrementar el área de flujo del orificio 77 puede generalmente resultar en un incremento en flujo a través del inyector 34 a una presión dada.

El orificio de inyección 76 puede configurarse de manera adecuada para descargar al fluido 50 como un vapor fino. Cuando se emplea el sistema de inyección 20 ejemplar como parte de un sistema de dosificación, el vapor puede descargarse hacia una corriente de gas de escape. El fluido 50 también puede salir del inyector 34 a través de la salida de inyector 74, y puede transportarse al depósito 38 a través de la línea de salida 70 y la línea de entrada de depósito 60.

Dispuesta dentro de la línea de salida 70 puede estar una válvula anti-retorno 36, la cual puede estar en comunicación de fluidos con la salida del inyector 74. El fluido 50 descargado a partir de la salida de inyector 74 puede fluir a través de la línea de salida 70 a la válvula anti-retorno 36. La válvula antiretorno 36 puede tener cualquiera de una variedad de diferentes configuraciones dependiendo de los requerimientos de la aplicación particular. La válvula anti-retorno 36 puede operar para restringir flujo en una dirección mientras que selectivamente limita flujo en la dirección opuesta. Por ejemplo, la válvula anti-retorno 36 se muestra arreglada tal que bloquee al flujo de pasar a través de la válvula en la dirección de la línea de entrada de depósito 60 a la línea de salida de inyector.70, mientras que permite flujo en la dirección opuesta bajo circunstancias limitadas. La válvula anti-retorno 36 puede incluir una posición cerrada, donde la válvula anti-retorno 36 puede configurarse para al menos parcialmente bloquear al fluido 50 de fluir de la salida de inyector 74 al depósito 38. Una configuración ejemplar de la válvula anti-retorno puede incluir un elemento de restricción 47 (v.gr., una bola) que puede empujarse a una posición cerrada mediante un mecanismo de empuje 48 (v.gr., un resorte de empuje). La fuerza de empuje ejercida por un mecanismo de empuje 48 puede determinar el nivel de presión en el cual la válvula 36 comienza a abrirse. La válvula anti-retorno 36 puede comenzar a abrirse cuando la presión dentro de la línea de salida 70 excede la fuerza de empuje aplicada al elemento de restricción 47, con lo cual permite que flujo pase de la línea de salida 70 a la línea de entrada de depósito 60. En un ejemplo, la válvula anti-retorno 36 puede configurarse para comenzar a operar a una presión de alrededor de 80 psi (0.551 MPa) , u otra presión deseada. Deberá notarse, sin embargo, que la válvula anti-retorno 36 puede fijarse para abrir a varios valores de presión deseados. Deberá apreciarse que la válvula anti-retorno 36 es meramente un ejemplo de la variedad de válvulas que pueden emplearse con un sistema de inyección. La válvula reguladora de presión 32·, la primera válvula 36 (v.gr., válvula anti-retorno 36), y la segunda válvula 40 (v.gr., válvula de encendido/apagado 40) pueden comprender cualquiera de varias válvulas de acuerdo con diferentes formas de realización del sistema de inyección 20.

La operación del sistema de inyección 20 puede controlarse por el controlador 42, el cual puede configurarse para monitorizar y controlar la operación de la válvula regulado-ra de presión 32, la válvula de encendido/apagado 40, la bomba 30, y/o el inyector 34. Un conector 58 puede conectar de manera operativa a la bomba 30 con el controlador 42. El conector 58 puede usarse para proporcionar potencia, tal como electricidad, para impulsar la bomba 30. Además, información electrónica respecto de las características de operación de la bomba 30, tales como velocidad y presión de salida, por ejemplo, pueden transmitirse sobre el conector 58 de la bomba 30 al controlador 42.

Los conectores 54 y 56 pueden conectar operativamente la válvula reguladora de presión 32 y la válvula de encendido/apagado 40, respectivamente, al controlador 42. El conector 57 puede conectar operativamente al inyector 34 con el controlador 42.

El sensor de presión 44 puede proporcionarse para detectar la presión en la línea de presión 64. El sensor de presión 44 puede configurarse para enviar una señal indicativa de la presión dentro de la línea de presión 64 al controlador 42. El controlador 42 puede generar varias señales de control para controlar la operación de los varios componentes de sistema, incluyendo pero no limitado a, la válvula reguladora de presión 32, la válvula de encendido/apagado 40 y el inyector 34, con base por lo menos en parte en la información de presión recibida a partir del sensor de presión 44. Por ejemplo, puede ser deseable que la presión de entrada al inyector 34 se mantenga en un nivel deseado. El controlador 42 puede monitorizar la presión dentro de la línea de presión 64 usando al sensor de presión 44. Con base en la información de presión recibida a partir del sensor de presión 44, el controlador 42 puede formular una señal de control para controlar la operación de la válvula reguladora de presión 32 para mantener la presión de entrada deseada al inyector 34.

El controlador 42 también puede configurarse para controlar un ciclo de trabajo del inyector 34. El controlador 42 puede ya sea pasar mas adelante o formular una señal de control apropiada especificando el momento y la duración de la apertura y cierre del inyector 34.

Continuando con referencia a la figura 1, el sistema de inyección 20 puede operarse en un modo de detección de fugas para evaluar si el sistema de inyección puede ser un fluido que se fuga. En general, el modo de detección de fugas puede involucrar presurizar por lo menos una porción del sistema de inyección 20 a una presión predeterminada y monitorizar el nivel de presión dentro de la región presurizada sobre un periodo de tiempo. Una pérdida de presión dentro de la región presurizada puede indicar la presencia de una fuga. Al detectar una fuga, el controlador 42 puede configurarse para desactivar al sistema de inyector, o tomar otra acción apropiada. La válvula de encendido/apagado 40, el sensor de presión 44, la línea de presión 64, el inyector 34, la linea de salida 70, y la válvula anti-retorno 36 puede cooperar para determinar si una fuga sale en el sistema de inyección 20.

La porción del sistema de inyección 20 siendo revisada para fugas puede ser afectada por la colocación de la válvula de encendido/apagado 40 y la válvula anti-retorno 36 dentro de la red de fluidos. En el sistema de inyección 20 ejemplar, la porción del circuito de fluido que puede revisarse por fugas puede extenderse a partir de la válvula de encendido/apagado 40 a la válvula anti-retorno 36, y puede incluir la línea de presión 64, el inyector 34, y la línea de salida 70. Sin embargo, otras porciones del sistema de inyección 20 puede revisarse por fugas de acuerdo con otras formas de realización de la invención y la ubicación de las válvulas (v.gr., primera válvula 36 y segunda válvula 40) pueden ser diferentes de acuerdo con otras formas de realización de la invención.

Con la bomba 30 operando para suministrar fluido presurizado al inyector 34, el modo de detección de fugas puede iniciarse mediante cerrar al inyector 34 y la válvula de encendido/apagado 40. La válvula reguladora de presión 32 puede también abrirse para reducir la presión de entrada de la válvula de encendido/apagado 40, la cual puede minimizar la posibilidad de fluido fugándose a través de la válvula de encendido/apagado 40 a partir de la línea de entrega de bomba 28 a la línea de presión 40. Cerrar la válvula de encendido/apagado 40 puede sustancialmente detener el suministro del fluido 50 a la entrada del inyector 72. Asumir que la presión dentro de la línea de salida 70 es mayor que la presión de accionamiento de la válvula anti-retorno 36 previo a cerrar la válvula de encendido/apagado 40, con la válvula de encendido/apagado 40 cerrada (con ello ocasionando que la válvula anti-retorno inicialmente esté por lo menos parcialmente abierta) , la presión dentro de la línea de salida 70 puede continuar cayendo conforme el fluido 50 pasa a través de la válvula anti-retorno abierta 36 a la línea de entrada de depósito 60. Conforme la presión en la línea de salida 70 se acerca a la presión de activación de la válvula antiretorno 36, la válvula anti-retorno 36 puede comenzar a cerrarse y por lo menos parcialmente bloquear el flujo del fluido 50 a la línea de entrada de depósito 60. La válvula anti-retorno 36 puede cerrarse por completo una vez que la presión dentro de la línea de salida 70 alcanza la presión de activación de la válvula antiretorno 36, con ello sustancialmente restringiendo cualquier flujo de fluidos a partir de la línea de salida de inyector 70 a la línea de entrada de depósito 60. En este punto del modo de detección de fugas, tanto la válvula anti-retorno 36 y la válvula de encendido/apagado 40 cerrarse, y el fluido presurizado 50 presente en la línea de presión 64, el inyector 34 y la línea de salida 70, puede atraparse entre la válvula anti-retorno 36 y la válvula de encendido/apagado 40.

El modo de detección de fugas puede continuar procediendo mediante monitorizar el nivel de presión dentro de la línea de presión 64 usando al sensor de presión 44. El controla-dor 42 puede monitorizar la caída de presión en la línea de presión 64 sobre un periodo de tiempo usando al sensor de presión 44. El controlador 42 puede tomar por lo menos dos mediciones de presión en la línea de presión 64 después de que la válvula antiretorno 36 y la válvula de encendido/apagado 40 se ha cerrado. La presión en la línea de presión 64 puede compararse contra un valor de presión predeterminado para llegar a una caída de presión detectada. El valor de presión predeterminado puede ser cualquier valor de presión especificado, particular, y/o preciso y puede variar de acuerdo con diferentes formas de realización de la invención. El valor de presión predeterminado puede representar una tasa de caída de presión medida entre la entrada de inyector 72 y la segunda válvula 40 cuando la primera válvula 36 y la segunda válvula 40 están en la posición cerrada. Si hay una fuga en la sección del sistema de inyector siendo probado, la pérdida de fluidos resultante puede producir una caída correspondiente en la presión. Una caída en la presión detectada puede por ende señalar la presencia de una fuga. Si una fuga se detecta, el controlador 42 puede configurarse para tomar acción apropiada, la cual puede incluir, pero no se limita a, apagar la bomba 30, mantener a la válvula de encendido/apagado 40 en la posición cerrada, y/o abrir la válvula de alivio de presión 32. En una ilustración la válvula de encendido/apagado 40 puede cerrarse mientras que la válvula de alivio de presión 32 se abre, con ello permitiendo que sustancialmente todo del fluido 50 fluya a partir de la línea de entrega de bomba 28 a la línea de entrada de depósito 60. Mantener la válvula de alivio de presión 32 abierta cuando la válvula de encendido/apagado 40 está cerrada puede ocasionar que la presión en la línea de entrega de bomba 28 disminuya. Disminuir la presión en la línea de entrega de bomba 28 puede ser deseable, pues disminuir la presión puede minimizar cualquier fuga del fluido 50 a través de la válvula de encendido/apagado 40, cuando la válvula de encendido/apagado 40 está en la posición cerrada. El valor de presión predeterminado usado para determinar la presencia de una fuga puede programarse en o almacenarse en la memoria del controlador 42.

Con referencia a la figura 4, un sistema de inyección 120 puede incluir una bomba 130, una válvula reguladora de presión activada mecánicamente 132, un inyector 134, una primera válvula 136 (v.gr., una válvula anti-retorno 136), un depósito 138 de fluido 150, una segunda válvula 140 (v.gr., una válvula de encendido/apagado 140) , un controlador 142 y un sensor de presión 144 de acuerdo con una forma de realización de la invención. Un fluido 150 puede fluir a través del sistema de inyector 120. Una línea de presión 164 puede transportar al fluido 150 a partir de la válvula de encendido/apagado 140 al inyector 134. Una línea de salida 170 puede transportar al fluido 150 a partir del inyector 134 al depósito 138. Una línea de retro-flujo de presión 168 puede ser provista para transportar al fluido 150 a partir de la válvula de encendido/apagado 140 al depósito 138 cuando la válvula de encendido/apagado 140 está en una posición cerrada. La línea de retro- flujo de presión 168 puede conectar de manera fluida a la válvula de encendido/apagado 140 con la línea de entrada de depósito 160.

Durante la operación del sistema de inyección 120, la válvula de encendido/apagado 140 puede re-dirigir el flujo de fluido 150 a través de la línea de retro-flujo de presión 168 para entrega a una línea de entrada de depósito 160 cuando la válvula de encendido/apagado está en la posición cerrada. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando el sistema de inyección 120 se opera en el modo de detección de fugas y la válvula de encendido/apagado 140 se cierra. Con la válvula de encendido/apagado 140 cerrada, flujo a partir de la bomba 130 puede bloquearse sustancialmente de ingresar a la línea de presión 164. Cuando se opera al sistema de inyección 120 en el modo de detección de fugas, el fluido 150 puede fluir de la válvula de encendido/apagado 140 a través de la línea de retro- flujo de presión 168 a la línea de entrada de depósito 160. Conforme el fluido 15? se transporta a través de la línea de retro-flujo de presión 168 y hacia la línea de entrada de depósito 160, la presión en la línea de entrega de bomba 128 puede disminuirse, con ello minimizando cualquier fuga que pueda ocurrir a través de la válvula de encendido/apagado 140 hacia la línea de presión 164. El fluido 150 puede desplazarse a través de la línea de entrada de depósito 160 al depósito 138.

Continuando con referencia a la figura 4, el sistema de inyección 120 también puede incluir una válvula reguladora de presión accionada mecánicamente 132. La válvula reguladora de presión 132 puede ser operable para controlar la presión del fluido entregado al inyector 134. La válvula reguladora de presión 132 puede detectar una presión del fluido 150 present-e en la línea de entrega de bomba 128, y puede ajustar la presión detectada de manera acorde para lograr un nivel de presión deseado. Esto puede lograrse mediante variar selectivamente la cantidad de fluido siendo regresada al depósito 138 a través de la válvula reguladora de presión 132 en respuesta a cambio en el flujo a través del inyector 134.

Con referencia a la figura 5, un inyector 234 puede incluir entrada de inyector 272, una salida de inyector 274, y un orificio de inyección 276. El inyector 234 puede además incluir una válvula anti-retorno 246 localizada dentro de o adyacente a la salida del inyector 274. Deberá apreciarse que el inyector 234 puede emplearse con ya sea el sistema de inyector 20 o el sistema de inyector 120, como se muestra en las figuras 1 y 4, respectivamente. La válvula anti-retorno 246 puede servir la misma función como las válvulas anti-retorno 36 y 136 (ver figuras 1 y 4) . Las válvulas anti-retorno 36 y 136 pueden omitirse de las líneas de salida 70 y 170 (ver figuras 1 y 4) cuando el inyector 234 se usa. El inyector 234 puede no incluir un orificio de medición en la salida del inyector 274. Esto es debido a que la válvula anti-retorno 246, cuando se coloca en la salida del inyector 274, puede esencialmente llevar a cabo la misma función como el orificio de medición 77 (ver figuras 1-2) y por lo tanto puede eliminar la necesidad por un orificio separado. Incorporar la válvula anti-retorno 246 en el inyector 234 puede potencial-mente reducir la complejidad y costo del sistema de inyección 20, 120 mediante reducir el número de partes.

La figura 6 ilustra un método y/o proceso 600 para detectar una fuga en el sistema de inyección 20, 120. El proceso 600 puede comenzar en el paso 602, donde el fluido 50, 150 puede transportarse a partir de la bomba 30, 130 a la válvula de encendido/apagado 40, 140, y de la válvula de encendido/apagado 40,. 140 al inyector 34, 134, 234. El fluido 50, 150 puede entonces fluir del inyector 34, 134, 234 a la válvula antiretorno 36, 136. Como se discute anteriormente, el inyector 34, 134, 234 puede incluir la entrada de inyector 72, 172, 272 y la salida de inyector 74, 174, 274. La válvula de encendido/apagado 40, 140 puede estar en comunicación de fluidos con el inyector 34, 134, 234 mediante la línea de presión 64, 164, y la válvula anti-retorno 36, 136 puede estar en comunicación de fluidos con el inyector 34, 134, 234 mediante la línea de salida 70, 170, la cual es, por ejemplo, ilustrada de manera general en las figuras 1 y 4. El proceso 600 puede entonces proceder al paso 604.

En el paso 604, la presión del fluido 50, 150 entregada a la entrada del inyector 72, 172, 272 puede controlarse por la válvula reguladora de presión 32, 132. Por ejemplo, como se ilustra de manera general en la figura 1, la válvula reguladora de presión 32 puede controlar la presión del fluido 50 entregada al inyector 34. La presión del fluido 50, 150 puede controlarse mediante ajustar la porción del fluido 50, 150 de la línea de entrega de bomba 28, 128 que pasa a través de la válvula reguladora de presión 32, 132. El fluido 50, 150 puede entonces transportarse de regreso al depósito 38, 138 mediante una línea de entrada de depósito 60, 160. El fluido restante 50, 150 que no se transporta a través de la válvula reguladora de presión 32, 132 puede entonces transportarse a través de la válvula de encendido/apagado 40, 140 a la línea de presión 64, 164. El proceso 600 puede entonces proceder al paso 606.

En el paso 606, la válvula de encendido/apagado 40,· 140 puede cerrarse para, por lo menos parcialmente detener el flujo del fluido 50, 150 a la entrada del inyector 72, 172, 272. Mas aun, la válvula anti-retorno 36, 136 puede también cerrarse para por lo menos parcialmente detener el flujo del fluido 50, 150 a partir de la entrada del inyector 74, 174, 274. Como se discute anteriormente, la válvula de encendido/apagado 40, 140 y la válvula anti-retorno 36, 136 pueden cerrarse cuando el sistema de inyección 20, 120 está en el modo de detección de fugas. El sistema de inyección 20, 120 puede incluir al sistema' de detección de fugas para evaluar si el inyector 34, 134, 234 puede estar fugando al fluido 50, 150. Mas aun, el sistema de detección de fugas también puede determinar si el fluido 50, 150 puede estar escapándose del sistema de inyección 20, 120 entre el sensor de presión 44, 144 y la válvula anti-retorno 36, 136. El proceso 600 puede entonces proceder al paso 608.

En el paso 608, una caída de presión puede medirse entre la entrada de inyector 72, 172, 272 y la válvula de encendido/apagado 40, 140, donde la caída de presión puede medirse cuando la válvula de encendido/apagado 40, 140 y la válvula anti-retorno 36, 136 están en la posición cerrada. Mas específicamente, cuando el sistema de inyección 20, 120 pasa hacia el sistema de detección de fugas (v.gr., opera en el nodo de detección de fugas) ambas de la válvula anti-retorno 36, 136 y la válvula de encendido/apagado 40, 140 están cerradas cada una, y el fluido 50, 150 localizado entre la válvula anti-retorno 36, 136 y la válvula de encendido/apagado 40, 140 puede restringirse. El sistema de detección de fugas puede trabajar conforme el sensor de presión 44, 144 monitoriza la caída de presión en la línea de presión 64, 164 sobre un periodo de tiempo. Esto es, el sensor de presión 44, 144 puede tomar por lo menos dos mediciones de presión en la línea de presión 64, 164. El proceso 600 puede entonces proceder al paso 610.

En el paso 610, la caída de presión puede compararse con el valor de presión predeterminado, donde el valor de presión predeterminado es una tasa de caída de presión entre la entrada de inyector 72, 172, 272 y la válvula de encendido/apagado' 40, 140. El sistema de detección de fugas puede trabajar cuando el sensor de presión 44, 144 indica si presión en la línea de presión 64, 164 ha excedido el valor de presión predeterminado, donde el valor de presión predeterminado puede ser una caída de presión en la línea de presión 64, 164 sobre una tasa de tiempo. Esto es, presión en la línea de presión 64, 164 puede medirse múltiples veces después de que la válvula anti-retorno 36, 136 y la válvula de encendido/apagado 40, 140 se han cerrado.

Si la caída de presión es mayor que el valor predeterminado, el proceso 600 puede entonces regresar al paso 604. Si la caída de presión es por lo menos igual al valor predeterminado, entonces el proceso 600 puede proceder al paso 612.

En el paso 612, el flujo del fluido 50, 150 a la entrada del inyector 72, 172, 272 puede detenerse .cuando la tasa de caída de presión entre la entrada de inyector 72, 172, 272 y la válvula de encendido/apagado 40, 140 es por lo menos igual al valor de presión predeterminado. Esto es, la línea de presión 4, 164 se monitoriza para determinar la cantidad de pérdida de presión, y si la cantidad de pérdida de presión excede el valor de presión predeterminado, entonces el sistema de inyección 20, 120 puede apagarse. El controlador 42, 142 puede enviar una señal a través de por lo menos una conexión eléctrica 54de válvula reguladora de presión, la conexión eléctrica 56 de la válvula de encendido/apagado y la conexión eléctrica 58 de bomba indicando que la presión en la línea de presión 64, 164 es menor que el valor de presión predeterminado. En un ejemplo, la bomba 30, 130 puede apagarse para reducir flujo del fluido 50, 150 a la entrada de inyector 72, 172, 272. La válvula reguladora de presión 32, 132 puede abrirse, y la válvula de encendido/apagado 40, 140 puede cerrarse. En otro ejemplo, si la bomba 30, 130 continúa corriendo, entonces la válvula reguladora de presión 32, " 132 puede dejarse abierta para prevenir que ocurra daño dentro del sistema de inyección 20, 120. El proceso 600 puede entonces terminar. Uno o mas de los pasos del método y/o proceso para detectar una fuga en el sistema de inyección 20, 120 pueden repetirse en conexión con el sistema de inyección 20, 120.

La presente divulgación ha sido mostrada y descrita particularmente con referencia a las ilustraciones anteriores, las cuales son meramente ilustrativas de los mejores modos para llevar a cabo la divulgación. Deberá entenderse por los técnicos en la materia que varias alternativas a las ilustraciones de la divulgación descrita en la presente pueden emplearse al practicar la divulgación sin salirse del espíritu y alcance de la divulgación como se define en las reivindicaciones siguientes. Se tiene la intención de que las siguientes reivindicaciones definan el alcance de la divulgación y que el método y aparato dentro del alcance de estas reivindicaciones y sus equivalentes se cubran por las mismas. Esta descripción de la divulgación deberá entenderse incluyendo todas las combinaciones novedosas y no obvias de elementos descritos en la presente, y reivindicaciones pueden presentarse en esta o una solicitud posterior a cualquier combinación novedosa y no obvia de estos elementos. Mas aun, las anteriores ilustraciones son ilustrativas, y ningún solo aspecto o elemento es esencial a todas las combinaciones posibles que puedan reivindicarse en esta o una solicitud posterior.

Claims (20)

REIVI DICACIONES

1. Un sistema de inyección (20, 120) que comprende: un inyector (34, 134, 234) que incluye una entrada de inyector (72, 172, 272) y una salida de inyector (74, 174, 274); una primera válvula (36, 136) en comunicación con la salida del inyector (74, 174, 274), la primera válvula (36, 136) incluyendo una posición cerrada para al menos parcialmente detener flujo de fluidos a partir de la salida del inyector (74, 174, 274) ; una segunda válvula (40, 140) en comunicación con la entrada del inyector (72, 172, 272) , la segunda válvula (40, 140) incluyendo una posición cerrada para al menos parcialmente detener flujo de fluidos a la entrada del inyector (72, 172, 272) ; y un dispositivo detector de presión (44, 144) configurado para detectar una caída de presión de entrada del inyector (34, 134, 234) sobre un periodo de tiempo; donde el sistema de inyección (20, 120) se configura para al menos parcialmente detener el flujo de fluidos a la entrada del inyector (72, 172, 272) cuando la tasa de caída de presión medida por el dispositivo detector de presión (44, 144) es por lo menos igual a un valor de presión predeterminado que representa una tasa de caída de presión medida entre la entrada del inyector (72, 172, 272) y la segunda válvula (40, 140) cuando la primera válvula (36, 136) y la segunda válvula (40, 140) están en la posición cerrada.

2. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 1, donde la primera válvula (36, 136) es una válvula anti-retorno .

3. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 2, donde la válvula anti-retorno (36, 136) se localiza adyacente a la salida del inyector (72, 172, 272).·

4. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 1, donde la segunda válvula (40, 140) es una válvula de encendido/apagado.

5. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 1, comprendiendo además una válvula reguladora de presión (32, 132) , donde la válvula reguladora de presión (32, 132) se configura para por lo menos parcialmente controlar la cantidad de flujo de fluidos hacia el inyector (34, 134, 234) .

6. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 5, donde la válvula reguladora de presión (32, 132) es una válvula accionada mecánicamente.

7. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 5, comprendiendo además una bomba (30, 130) y un depósito (38, 138) , donde la bomba (30, 130) se configura para mover fluido (50, 150) a partir del depósito (38, 138) al inyector (34, 134, 234) .

8. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 7, comprendiendo además una línea de entrega de bomba (28, 128) que se configura para transportar fluido (50, 150) a partir de la bomba (30, 130) a una de la válvula reguladora de presión (32, 132) y la segunda válvula (40, 140).

9. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 8, comprendiendo además una línea de retro-flujo de presión (168) , donde la línea de retro-flujo de presión (168) se configura para transportar fluido (150) a partir de la segunda válvula (140) al depósito (138) cuando la segunda válvula (140) está en la posición cerrada.

10. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 2, donde la válvula anti-retorno (36, 136) comprende una bola (47) y un resorte (48) .

11. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 7, donde la válvula reguladora de presión (32, 132) se dispone entre la bomba (30, 130) y el inyector (34, 134, 234) .

12. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 1, donde el inyector (34, 134, 234) además incluye un orificio de inyección (76, 176) que se configura para descargar fluido (50, 150) .

13. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 1, donde el inyector (34, 134, 234) incluye además un orificio de medición (77, 177).

14. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 7, comprendiendo además un controlador (42, 142) que se configura para controlar la operación de la segunda válvula (40, 140) , la válvula reguladora de presión (32, 132)", la bomba (30, 130), o el inyector (34, 134, 234), o una combinación de dos o mas de los anteriores .

15. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 14, donde el dispositivo detector de presión (44, 144) se configuran para enviar al controlador (42, 142) una señal indicativa de la tasa de caída de presión medida entre la entrada del inyector (72, 172, 272) y la segunda válvula (40, 140) .

16. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 14, donde el controlador (42, 142) se configura para controlar un ciclo de trabajo del inyector (34, 134, 234) .

17. El sistema de inyección (20, 120) como se define en la reivindicación 1, donde el inyector (234) además incluye una válvula anti-retorno (246) .

18. Un sistema de inyección (20, 120) comprendiendo: un inyector (34, 134, 234) configurado para controlar flujo de fluidos al inyector (34, 134, 234), donde la bomba (30, 130) se configura para tener una velocidad variable; una válvula (40, 140) en comunicación con la entrada del inyector (72, 172, 272), la válvula (40, 140) incluyendo una posición cerrada para al menos parcialmente detener flujo de fluidos a la entrada del inyector (72, 172, 272); y un dispositivo detector de presión (44, 144) configurado para detectar una caída de presión de entrada del inyector (34, 134, 234) sobre un periodo de tiempo; donde el sistema de inyección (20, 120) se configura para al menos parcialmente detener flujo de fluidos a la entrada del inyector (72, 172, 272) cuando la tasa de caída de presión medida por el dispositivo detector de presión (44, 144) es por lo menos igual a un valor de presión predeterminado que representa una tasa de caída de presión medida entre la entrada del inyector (72, 172, 272) y la válvula (40, 140) cuando la válvula (40, 140) está en la posición cerrada.

19. Un método (600) para detectar una fuga en un sistema de inyección (20, 120), que comprende los pasos de: transportar un fluido (50, 150) a partir de una válvula de encendido/apagado (40, 140) a un inyector (34, 134, 234), donde el inyector (34, 134, 234) incluye una entrada de inyector (72, 172, 272) y una salida de inyector (74, 174, 274) (602·); transportar al fluido (50, 150) a partir del inyector (34, 134, 234) a una válvula anti-retorno (36, 136) (602); cerrar la válvula de encendido/apagado (40, 140) para por lo menos parcialmente detener al fluido (50, 150) de fluir a la entrada del inyector (72, 172, 272) (606); cerrar la válvula anti-retorno (36, 136) para por lo menos parcialmente detener al fluido (50, 150) de fluir a partir de la salida del inyector (74, 174, 274) (606); medir una caída de presión de entrada de inyector del inyector (34, 134, 234) , donde la caída de presión se mide por lo menos dos veces cuando la válvula de encendido/apagado (40, 140) y la válvula anti-retorno (36, 136) están cada una en la posición cerrada (608) ; comparar la caída de presión con un valor de presión predeterminado, donde el valor de presión predeterminado es una tasa de caída de presión entre la entrada del inyector (72, 172, 272) y la válvula de encendido/apagado (40, 140) (610) ; y por lo menos parcialmente detener el flujo de fluidos a la entrada del inyector (72, 172, 272) cuando la tasa de caída de presión de la entrada del inyector (72, 172, 272) es por lo menos igual al valor de presión predeterminado (612) .

20. El método como se define en la reivindicación 18, comprendiendo además el paso de (604) por lo menos parcialmente controlar la cantidad del fluido hacia la entrada del inyector (72, 172, 272) por una válvula reguladora de presión (32, 132) .