BRPI0709810A2

BRPI0709810A2 - vÁlvula de combustÍvel, e, tanque de combustÍvel

Info

Publication number: BRPI0709810A2
Application number: BRPI0709810-3A
Authority: BR
Inventors: Omer Vulkan; Moshe Ehrman; Avigail Bar-Lev
Original assignee: Raval Acs Ltd
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2007-02-04
Publication date: 2011-07-26
Also published as: BRPI0709810B1; KR20090018609A; KR101448312B1; EP2016320B1; IL175557A0; JP5043099B2; BRPI0709810A8; JP2009536593A; EP2016320A1; MX2008012176A; CA2645672A1; RU2008136730A; RU2439410C2; US20090071543A1; CN101427059A; WO2007132442A1; CN101427059B

Abstract

<B>VÁLVULA DE COMBUSTÍVEL, E, TANQUE DE COMBUSTÍVEL<D>Uma válvula de combustível incluindo uma válvula primária e uma válvula auxiliar responsiva à pressão, ambas sendo acomodadas axialmente e deslocadas dentro de um alojamento comum formado com umaporta de entrada e uma porta de saída de fluido, e uma divisão que se estende entre a válvula primária e a válvula auxiliar. A divisão incluindo umapassagem de fluxo que se estende entre uma porta primária na face de fundo da divisão e uma porta auxiliar na face de topo da divisão. A porta primária pode ser vedada por um membro de vedação da válvula primária e a porta auxiliar pode ser vedada por um membro da válvula auxiliar.

Description

"VÁLVULA DE COMBUSTÍVEL, Ε, TANQUE DE COMBUSTÍVEL"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere de uma forma geral a melhoriasnas válvulas de descarga de inversão e mais particularmente a invenção serefere a uma válvula de descarga de inversão com uma válvula de descarga deduas vias servindo como uma válvula de alívio de pressão / sub-pressão ecomo uma válvula de retenção

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Em um sistema de combustível de veículo geralmente éfornecido um tanque de combustível associado ao módulo de bomba decombustível, conectado por uma linha de liberação de combustível à grade decombustíveis e injetores do motor, com uma pluralidade do dispositivo deválvula provida para regular o combustível e o fluxo do vapor.

Uma das válvulas citadas é a válvula de descarga de inversãoque é destinada a permitir, por um lado, a saída do vapor do combustível deum tanque de combustível do veículo para a atmosfera ou para um sistemarecuperador de vapor tal como uma caixa de carbono, e, por outro lado, paraassegurar o fechamento da válvula sob determinadas condições. Essascondições podem surgir tanto como quando um resultado do enchimentoexcessivo do tanque de combustível passa pela válvula ou, e maissignificativamente, quando como um resultado de uma súbita mudança dotanque, tal como, por exemplo, o veículo e o tanque revertem o combustívelpoderia escapar do tanque através da válvula, contrariamente aberta.

E importante assegurar uma abertura positiva da válvula, tantoquando o nível do combustível pinga ou quando o veículo e seu tanque decombustível voltam à sua posição normal. Portanto, quanto maior a aberturade saída maior a pressão diferencial agindo na válvula, e em conseqüência,maior a força final efetiva na válvula.

Como as válvulas de descarga de inversão são geralmente bemconhecidas, exemplos das mesmas foram descritos entre outras coisas naPatente Americana Serial No. 5 738 132 que inventa uma válvula de descargade inversão incluindo um alojamento tendo uma entrada de fluido e uma saídade fluido, a ultima incluindo uma abertura de saída como uma fendasubstancialmente alongada do alojamento limitado por um assento de válvula.É provido adicionalmente um membro de flutuação localizado no alojamentoe podendo ser axialmente deslocado dentro do alojamento entre a entrada e asaída; uma tira de membrana de fechamento flexível alongada ancorada emuma extremidade do mesmo para uma extremidade do membro de flutuaçãoadjacente a saída e em uma porção do mesmo compensado em relação àsaída; dispositivo de solicitação de mola localizado dentro do alojamento esuportando no membro flutuante de forma a solicitar o membro flutuante pormola na direção da saída ; em que a solicitação da mola junto com as forçasde flutuação agindo no membro de flutuação tende a pressionar a tira demembrana para o encaixe de vedação com a abertura de saída ainda que asforças de gravidade atuando no membro de flutuação tendam a deslocar omembro de flutuação para fora da saída de forma a destacar progressivamentea tira do encaixe de vedação com a saída.

Além do mais, em locais de clima quente, o combustível nosistema do tanque se expande quando o acionamento para, depois de uma fasede operação. É problemático quando o combustível se expande na linha dealimentação que conecta o tanque com o motor de combustão, resultando emaumento de pressão do combustível na linha de alimentação, o que poderesultar em vazamento de combustível ou em mau funcionamento do motor.Por outro lado, em temperaturas ambiente baixas e sob consumo decombustível, a pressão dentro do tanque de combustível diminui, o que poderesultar em deformação ou em rachadura do tanque de combustível.

Portanto, é uma exigência que um sistema de combustível sejaadequado para suprimento de combustível em uma vazão relativamente altaem uma direção a partir do tanque de combustível para o motor, ainda quepermitindo a abertura do tanque de combustível para evitar vácuos no tanquede combustível.

Com esta finalidade, foi sugerido instalar vários tipos deválvula de retenção em linha entre as válvulas de combustível e o dispositivode tratamento de combustível (caixa de carbono) ou outros componentes dosistema de combustível.

E um objetivo da presente invenção prover uma válvula dedescarga de inversão com uma válvula de retenção dupla, oferecendovantagens de economia de espaço , custos e execução de fabricação einstalação, etc.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção é provida uma válvula decombustível adequada para fixação em um sistema de combustível de umveículo, e sendo operativa em diferentes condições, como será explicadodaqui em diante. A válvula é uma integração de uma válvula e válvula deretenção dupla, servindo como um mantenedor de pressão ('válvula deretenção de pressão), economizando assim custos e espaço da fabricação,montagem e instalação.

De acordo com a invenção é provida uma válvula decombustível incluindo uma válvula primária e uma válvula auxiliarresponsiva à pressão, ambas sendo acomodadas axialmente e podendo serdeslocadas dentro de um alojamento comum formado com uma porta deentrada e uma porta de saída de fluido, e uma divisão que se estende entre aválvula primária e a válvula auxiliar; dita divisão incluindo uma passagem defluxo que se estende entre uma porta primária na face de fundo da divisão euma porta auxiliar na face de topo da divisão; dita porta primária é vedada porum membro de vedação da válvula primária e a porta auxiliar é vedada porum membro da válvula auxiliar.De acordo com um projeto particular da invenção a válvulaprimária é uma válvula de inversão e onde a porta primária é uma aberturacomo uma fenda substancialmente alongada limitada por um assento daválvula primária; um membro flutuante é deslocável axialmente noalojamento entre a entrada de fluido e a porta primária; onde o membro devedação da válvula primária é na forma de uma tira de membrana defechamento alongada flexível ancorada de um lado do mesmo para umaextremidade da porta primária adjacente ao membro flutuante em uma porçãodo mesmo, compensada em relação à porta primária; e adicionalmente éprovido um membro de solicitação de mola localizado dentro do alojamento esuportando sobre o membro flutuante de forma a solicitar o membro flutuantepor mola na direção da porta primária.

A válvula auxiliar inclui um membro pistão axialmentedeslocável dentro do alojamento e incluindo uma válvula de sangria sendouma válvula de retenção facilitando fluxo de fluido apenas na direção a partirda saída do fluido em direção à porta auxiliar vedável pelo membro devedação da válvula auxiliar; e em que o pistão está normalmente inclinandopara o encaixe de vedação da porta auxiliar e é deslocável para facilitar ofluxo de fluido na direção a partir da porta auxiliar em direção à porta desaída de fluido.

A válvula de acordo com a presente invenção funciona deacordo com o nível do combustível dentro do tanque de combustíveladicionalmente responsiva para variar condições de pressão dentro do tanquede combustível. No evento de reversão do veículo, ou em inclinaçõesíngremes, ou em combustível que entra no alojamento de válvula (e. g. comoum resultado de uma aceleração / desaceleração súbita ou nível alto de óleo) -o membro flutuante da válvula primária se desloca para o encaixe de vedaçãoda porta primária.

Outros estados funcionais da válvula são responsivos pordiferenças de pressão, como a seguir:

• Quando Ptank < Patm então a porta auxiliar e a porta primária abrempara arejar o tanque de combustível principalmente para permitir ofluxo de fluido a partir da porta de saída de fluido da válvula emdireção à entrada de fluido da válvula;

• Quando Patm < Ptank < (Patm+Pspnng) então a porta auxiliar e a válvulade sangria permanecem vedadas, retendo assim uma pressãopredeterminada dentro do tanque de combustível ('posição demanutenção de pressão'); e

Quando P tank > (Patm+P spring) então a porta primária e a porta auxiliarabrem de forma a descarregar pressão de vapor do combustível apartir do tanque de combustível, isto é permita fluido do tanque decombustível para a porta de saída de fluido da válvula.

Em que:

■ Ptank demonstra a pressão do vapor do combustível dentro do tanquede combustível;

■ Patm demonstra a pressão atmosférica; e

■ Pspring demonstra a pressão efetiva aplicada pelo efeito de solicitaçãoaplicado no pistão dentro do encaixe de vedação da porta auxiliar.

A taxa de pressão típica na chamada posição de manutençãode pressão, seria, por exemplo, na faixa de 3Kpa< Ptank<4Kpa.

A válvula de sangria inclui uma ou mais aberturas formadas nomembro pistão com um membro de vedação deformável fixado para encaixede vedação das ditas uma ou mais aberturas no evento do fluxo na direção apartir da porta auxiliar em direção à porta de saída; e em que dito membro devedação deformável deforma para abrir dita uma ou mais aberturas de forma afacilitar o fluxo do fluido em uma direção reversa.

Por um projeto específico adicional, o membro de vedaçãodeformável é articulado para uma face de fundo do membro pistão e servetambém para encaixe de vedação da porta auxiliar.

O membro pistão inclui um perno projetando-se a partir daparede de fundo do mesmo e ajustado para retenção do membro de vedaçãodeformável, dito perno projetando-se na porta auxiliar sempre que o membropistão estiver em sua posição normalmente solicitada, encaixandovedadamente a porta auxiliar.

E ainda por um projeto particular, uma porção periférica domembro de vedação deformável é presa entre um assento de vedaçãoperiférico da porta auxiliar e uma face de fundo do membro pistão; e em queuma porção central do membro de vedação deformável para vedação/ nãovedação de uma ou mais aberturas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fim de entender a invenção e ver como ela pode serconcebida na prática, será descrita agora uma configuração, a título deexemplo e não limitativa, em referência aos desenhos anexos, nos quais:

Fig. 1 é uma vista isométrica de uma válvula de acordo com ainvenção;

Fig. 2 é uma seção longitudinal de uma válvula de inversão deacordo com a presente invenção, na chamada posição aberta/ de descarga.

Fig. 3 é uma vista explodida isométrica da válvula da Fig. 1.

Fig. 4 é uma seção longitudinal de uma válvula de inversão daFig. 1, em uma posição completamente fechada.

Fig. 5 é uma seção longitudinal de uma válvula de inversão daFig. 1, com a válvula primária aberta e uma válvula auxiliar vedada; e

Fig. 6 é uma seção longitudinal de uma válvula de inversão da

Fig. 1, em uma posição de exaustão.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA CONFIGURAÇÃO DEEXEMPLO

Na Fig. 1 está ilustrada uma válvula de acordo com a presenteinvenção geralmente designada 10 incluindo um alojamento cilíndrico 12dependendo de um rebordo 14 ajustado para ligações de vedação sobre umasuperfície de topo do tanque de combustível (não mostrado) tal que oalojamento 12 se estende no espaço do tanque de combustível. Estendendo-sea partir de uma porção mais alta do rebordo 14 há uma porta de saída defluido 18 que pode se conectar a um sistema de recuperação de vapor talcomo uma caixa de carbono, etc. (não mostrada).

Isso pode ser visto adicionalmente nas vistas das Figs. 2, 4, a 6e na vista exterior da Fig. 3, o alojamento cilíndrico 12 incluindo uma porçãode fundo 20 e uma porção superior 22 dividida a partir de uma outra por umaparede de divisão 26 (melhor vista na Fig. 5) formado com um trajeto defluxo 28 estendendo-se entre um espaço de fundo 30 e um espaço de topo32como será discutido daqui em diante. O alojamento 20 é fixado no rebordopor um estalo 14 e é vedadamente retido por um anel-O 34. A passagem dotrajeto de fluxo 28 é formada na sua extremidade de fundo, estendendo-sedentro do espaço de fundo 30, uma porta primária 38 sendo uma aberturacomo uma fenda alongada substancialmente limitada por um assento deválvula primária 40.

Um membro de flutuação 42 é deslocável axialmente dentrodo espaço de fundo 38 e é prevenido de rotação dentro do alojamentodevendo estender abas axialmente 42 formadas no alojamento e recebidasdeslizantemente dentro dos recessos correspondentes formados na flutuação.Uma tira de membrana de fechamento flexível alongada 44 é ancorada emuma extremidade da mesma 46 para uma extremidade superior do membro de flutuação 42, compensada em relação a um eixo longitudinal do mesmo.

O membro de flutuação 42 é solicitado por mola em umadireção para cima por meio de uma mola enrolada 48 suportado por umaextremidade de fundo da mesma 50 contra uma base 52 do alojamento e emuma extremidade superior do mesmo54, contra uma porção de parede domembro de flutuação. O membro base 52 é formado com várias aberturas 56constituindo uma entrada de fluido da válvula 10.

Nota-se que a tira de membrana de fechamento flexívelalongada 44 suporta em uma superfície de suporte 45 a qual inclina e comrelação a um eixo longitudinal da válvula correspondendo com umasolicitação da abertura como fenda alongada do assento da válvula primária40.

A extremidade de topo da passagem de fluxo 28 se estende noespaço de topo 32 definindo uma auxiliar de uma válvula auxiliar, dita portaauxiliar definida por uma projeção periférica 58.

O espaço superior 32 acomoda uma válvula auxiliar incluindoum membro pistão 60 que pode ser deslocado axialmente dentro de umespaço de topo 32 e incluindo um rebaixo anular 62 na porção mais baixa domesmo com uma pluralidade de aberturas 64 e um perno 66 ajustado para aretenção de um membro de vedação deformável 68 formado com umaabertura coaxial 70 dimensionada para colocar sobre dito perno 66 tal que omembro de vedação que pode ser deformado 68 seja deslocadodeslizantemente sobre o perno 66 embora apresentando desencaixe domesmo, devendo a projeções laterais 72 formadas no perno 66.

O membro pistão 60 é solicitado normalmente em uma direçãopara baixo por meio de uma mola enrolada 76 suportando em umaextremidade contra os rebaixos anulares 62 e em outra extremidade contra abase de topo 78 embalando juntos componentes da válvula auxiliar dentro doespaço de topo 32 do alojamento .

O membro de flutuação de fundo 42 pode ser deslocado entreuma posição aberta (Fig. 5) onde a porta primária 38 está inteiramente aberta,e uma posição completamente fechada (Fig.4) onde a porta primária 38 évedada devido ao fechamento flexível alongado 44 vedadamente apoiando-secontra a abertura como uma fenda alongada 40. É apreciado que a nãovedação da porta primária 38 siga o chamado efeito peeling como conhecido,por exemplo, a partir da Patente serial No. 5 738 132 aqui incorporada comoreferência. A válvula primária se deslocará para uma posição de vedação (Fig.4) e.g. no evento da inversão do veículo ou significando aceleração oudesaceleração do veículo ou elevação do nível de combustível para o tanquede combustível.

A válvula auxiliar é uma válvula de retenção de dois estágiosformada por uma válvula de sangria na forma de aberturas 64, onde a válvulade retenção facilita o fluxo de fluidos na direção a partir da porta de saída defluido 18 em direção à porta auxiliar, isto é, permitindo entrada no tanque decombustível (Fig. 2) prevenindo assim o fluxo de fluido em uma direçãooposta.

O arranjo é tal que porções periféricas do membro de vedaçãoque pode ser deformado 68 são adaptados para vedar encaixe sobre a projeçãoanular 58constituindo o assento de vedação da porta auxiliar. O membropistão 60 é solicitado normalmente em sua posição de vedação para baixo(Figs. 2,4 e 5) por meio da mola enrolada 76 a qual junto com a pressãoatmosférica tende a deslocar o pistão 60 na direção para baixo de forma asegurar a porção periférica do membro de vedação que pode ser deformado 68no encaixe de vedação da porta auxiliar

Nota-se que o pistão 60 está na forma de um corpo oco comum espaço 80 comunicando entre as aberturas 64 da válvula de sangria e oespaço de topo do alojamento. Na posição da Figura 2, a válvula auxiliar é considerada comopara estar fechada logo que o pistão 60 estiver deslocado para baixo de formaa vedar as portas auxiliares 58Entretanto, na posição da Fig. 2 a válvula desangria é aberta devido à formação do membro de vedação que pode serdeformado 68, levantando um fluxo de fluido aberto através das aberturas 64,facilitando assim o fluxo de fluido na direção a parir das portas de saída 18,através do espaço de topo 32 do alojamento, no espaço 80 do pistão 60 e foraatravés das aberturas 64, no fluxo de passagem 28 para baixo para o espaço defundo 30 do alojamento e no tanque de combustível (não mostrado).

Entretanto, na posição da Fig. 5, a porta auxiliar está vedada e,de forma semelhante, a válvula de sangria está vedada de uma maneirachamada posição de manutenção de pressão, em que a pressão dentro dotanque de combustível não excede a pressão atmosférica e o efeito desolicitação da mola enrolada 76.

A válvula é responsiva a pressão e opera em três posiçõesdistintas como a seguir, usando a seguinte nomenclatura:

Ptank demonstra a pressão do vapor do combustível dentro dotanque de combustível;

Patm demonstra a pressão atmosférica; e

Pspring demonstra a pressão efetiva aplicada pelo efeito desolicitação do membro mola da válvula auxiliar.

• Quando Ptank < Patm a porta auxiliar e a porta primária se abrem paraarejar o tanque de combustível isto é, permitem o fluxo de fluido daporta de saída de fluido da válvula em direção à entrada de fluidoda válvula (Fig. 2);

Essa posição ocorre quando a pressão dentro do tanque decombustível cai abaixo da pressão atmosférica e a válvula de sangria daválvula auxiliar facilita a entrada de ar no tanque de combustível para assimevitar geração de uma sub-pressão no tanque de combustível o que poderesultar em danos ao mesmo.

• Quando Patm < Ptank < (Patm + Pspnng ) a porta auxiliar e a válvula desangria permanecem vedadas, retendo assim uma pressãopredeterminada dentro do tanque de combustível {posição demanutenção de pressão ) (Fig. 4)

Essa posição é principalmente similar à posição anterior,entretanto, com o efeito de solicitação da mola enrolada 76 aplicando a forçade forma a assegurar vedação hermética da porta auxiliar.

• Quando Ptank > (Patm + Pspring ) então a porta auxiliar e a porta primáriase abrem para arejar o tanque de combustível isto é permitem ofluxo de fluido a partir da porta de entrada de fluido da válvula emdireção à saída de fluido da válvula (Fig. 6)

Essa posição ocorre quando a pressão dentro do tanque decombustível excede a pressão atmosférica e a força aplicada pela mola 68,facilitando assim o fluido a sair do tanque de combustível, porém, a uma taxaacelerada.

Ainda que uma configuração tenha sido mostrada e descrita,deve ser entendido que não se pretende assim limitar a invenção, mas, aoinvés disso, se pretende cobrir todas as configurações, modificações e arranjosdentro do escopo e espírito da presente invenção, como definido nasreivindicações anexadas, mutatis mutandis.

Claims

1. Válvula de combustível, caracterizada pelo fato de incluiruma válvula primária e uma válvula auxiliar responsiva a pressão, ambassendo acomodadas axialmente e possíveis de serem deslocadas dentro de umalojamento comum formado com uma entrada de fluido e uma porta de saídade fluido e uma divisão estendendo-se entre dita válvula primária e ditaválvula auxiliar; dita divisão incluindo uma passagem de fluxo estendendo-seentre uma porta primária e uma face de fundo da divisão e uma porta auxiliarna face de topo da divisão; dita porta primária vedada por um membro devedação da válvula primária e dita porta auxiliar vedada por um membro devedação da válvula auxiliar.

2. Válvula de combustível de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a válvula primária é uma válvula de reversão eonde a porta primária é uma abertura como uma fenda substancialmentealongada limitada por um assento de válvula primária; um membro flutuante épassível de ser deslocado axialmente dentro do alojamento entre a entrada defluido e a porta primária; onde o membro de vedação da válvula primária tema forma de uma tira de membrana de fechamento flexível alongada ancoradaem uma extremidade da mesma para uma extremidade da porta primáriaadjacente ao membro flutuante e em uma porção do mesmo, compensada emrelação à porta primária; e adicionalmente é provido um membro desolicitação de mola localizado no alojamento e suportando o membroflutuante de forma a solicitar com mola o membro flutuante na direção daporta primária.

3. Válvula de combustível de acordo com reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a válvula auxiliar inclui um membro de pistãopodendo ser deslocado axialmente dentro do alojamento e incluindo umaválvula de sangria sendo válvula de retenção facilitando fluxo de fluidoapenas na direção a partir da porta de saída de fluido em direção à portaauxiliar e vedada pelo membro de vedação da válvula auxiliar; e em que opistão é normalmente solicitado para um encaixe de vedação da porta auxiliare é passível de ser deslocado para facilitar o fluxo do fluido na direção daporta auxiliar em direção à porta de saída do fluido.

4. Válvula de combustível de acordo com a reivindicação 3,caracterizada pelo fato de que a válvula de sangria inclui uma ou maisaberturas formadas no membro pistão com um membro de vedação que podeser deformado ajustado encaixe da vedação da dita uma ou mais aberturas no casode fluxo na direção vinda da porta auxiliar em direção à porta de saída, e em quedito membro de vedação que pode ser deformado deforma para abrir dita uma oumais aberturas de forma a facilitar fluxo de fluido em uma direção reversa.

5. Válvula de combustível de acordo com reivindicação 4,caracterizada pelo fato de que o membro de vedação que pode ser deformadoestá articulado a uma face de fundo do membro pistão e serve também comopara encaixe de vedação da porta auxiliar.

6. Válvula de combustível de acordo com reivindicação 4,caracterizada pelo fato de que o membro pistão inclui um perno projetando-sea partir de uma parede do fundo do mesmo e ajustado para retenção domembro de vedação que pode ser deformado; dito perno projetando-se naporta auxiliar sempre que o membro pistão estiver em sua posiçãonormalmente solicitada encaixando vedadamente a porta auxiliar.

7. Válvula de combustível de acordo com reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que uma porção periférica do membro de vedaçãoque pode ser deformado é preso entre um assento de vedação periférico daporta auxiliar e uma face do fundo do membro pistão; e em que uma porçãocentral do membro de vedação que pode ser deformado seja deformado paravedação / não vedação de uma ou mais aberturas.

8. Tanque de combustível, caracterizado pelo fato de serequipado com uma válvula de combustível como definida na reivindicação 1.