BRPI1106799A2 - sistema de filtragem de combustÍvel de um sistema de combustÍvel de um motor de combustço e processo para separaÇço de Água do combustÍvel - Google Patents

Abstract

Patente de Invenção: SISTEMA DE FILTRAGEM DE COMBUSTÍVEL DE UM SISTEMA DE COMBUSTÍVEL DE UM MOTOR DE COMBUSTçO E PROCESSO PARA SEPARAÇçO DE ÁGUA DO COMBUSTÍVEL. A presente invenção refere-se a um sistema de filtragem de combustível (10) de um sistema de combustível de um motor de combustão. Este abrange ao menos um filtro de combustível (14) e um conjunto separador de água (20) para separar a água contida no combustível, integrados em uma linha pressurizada (16) com a qual está unida uma bomba de combustível (18) com um segmento de alta pressão do sistema de combustível. Um compartimento coletor de água (24) para receber a água separada, apresenta um escoamento de água (26,28) com uma válvula de descarga de água (30) controlável. Um componente de purificação (32) para purificar a água separada está disposto na linha de escoamento de água (26,28) na direção de escoamento atrás da válvula de descarga de água (30). Uma linha de sucção (38) une um tanque de combustível (40) com a bomba de combustível (18). Na linha de escoamento de água (26,28) entre o compartimento coletor de água (24) e o componente de purificação (32), se ramifica uma linha de conexão (36) para a linha de sucção (38), na qual está integrada uma válvula de bloqueio (44) que pode ser bloqueada em sentido bidirecional e que na dependência de ao menos uma pressão na linha de escoamento de água (26) pode reinar uma pressão menor do que na linha de sucção (38). A unidade abre quando na linha de escoamento de água reinar pressão maior do que na linha de sucção (38), sendo o diferencial de pressão inferior a um diferencial de pressão limite. A unidade trava quando na linha de sucção (38), sendo o diferencial de pressão tão grande como o diferencial de pressão limite.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE FILTRAGEM DE COMBUSTÍVEL DE UM SISTEMA DE COMBUSTÍVEL DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO E PROCESSO PARA SEPARAÇÃO DE ÁGUA DO COMBUSTÍVEL".

Campo técnico

A presente invenção refere-se a um sistema de filtração de com- bustível de um sistema de combustível de um motor de combustão, especi- almente um veículo automotor, com ao menos um filtro de combustível para filtragem de combustível usado para operar o motor de combustão e um con- junto de separação de água para separar água contida no combustível, inte- grados em uma linha pressurizada com a qual está unida uma saída de uma bomba de combustível com um segmento de alta pressão do sistema de combustível, com um compartimento coletor de água para receber a água separada do combustível, que possui uma linha de escoamento de água com uma válvula de descarga controlável, com um componente de purifica- ção para purificar a água separada que está integrada na linha de escoa- mento de água, na direção do escoamento, atrás da válvula de descarga de água e com uma linha de sucção que interliga um recipiente de combustível com a admissão da bomba de combustível.Além disso, a invenção abrange um processo para separação de água do combustível que serve para operar o motor de combustão, sendo o combustível retirado, de um recipiente de combustível e através de uma linha de sucção é conduzido para um conjunto de separação de água que está integrado em uma linha pressurizado, onde inicialmente a água é removida do combustível, sendo conduzido para um compartimento coletor de água, e depois de a água ter sido separada, o combustível será usado para operar o motor de combustão e a água reunida no compartimento coletor de água, após um tempo de permanência dentro deste compartimento coletor de água, através de uma linha de escoamento de água e um componente de purificação é escoada do compartimento cole- tor de água e com o componente purificador, a água será limpa de compo- nentes de combustível. Estado da técnica Do documento DE 10 2004 059 062 A1 pode se depreender um filtro de combustível que apresenta na separação de água, na qual a água separada flui para um compartimento coletor. O sensor registra o nível de água e fornece um sinal para abrir uma válvula, quando uma bomba trans- porta a água para um dispositivo de eliminação de escoamento de água.

Um sistema de filtragem de combustível comercializado de um motor de combustão de um veículo automotor apresenta uma linha de suc- ção, a qual interliga um recipiente de combustível com admissão de uma bomba de combustível. Na linha de sucção encontra-se um pré- filtro para filtragem do combustível transportado. Além disso, o sistema de filtragem de combustível apresenta uma linha pressurizada que une uma saída da bomba de combustível com uma bomba de alta pressão do sistema de combustível. Na linha pressurizada encontra-se um filtro principal para combustível e um separador de água contida dentro do combustível.O separador de água está unido com um compartimento coletor de água no qual é reunida a água se- parada. A partir deste compartimento coletor de água, conduz uma linha de escoamento de água ao meio ambiente. Na linha de escoamento de água encontra-se uma válvula de descarga de água que pode ser aberta para o escoamento da água. Atrás da válvula de descarga de água, na linha de es- coamento de água, está integrada uma cerâmica de purificação com uma estrutura de canais. Com esta cerâmica de purificação serão separados da água hidrocarbonetos contidos na água eliminada. A água, assim purificada, poderá ser escoada para o meio ambiente. O hidrocarboneto separado per- manece na cerâmica de purificação. Para garantir permanentemente uma separação eficiente de hidrocarboneto da água, a cerâmica purificadora terá de ser substituída regularmente. A durabilidade desta cerâmica de purifica- ção também é reduzida pelo fato de que água residual com hidrocarbonetos que permanece em um compartimento entre a válvula de descarga de água, e a cerâmica de purificação resulta na formação de sujeiras da cerâmica de purificação. No caso de congelamento residual pode congelar e danificar a cerâmica de purificação.

A invenção tem como objetivo produzir um sistema de filtragem de combustível e um processo para a separação de água da espécie inicial- mente citada, no qual, é garantida sempre uma separação de água eficiente do combustível e purificação ótima na água eliminada. Além disso, o compo- nente de purificação deve ter uma durabilidade mais longa possível.

Descrição da invenção

De acordo com a presente invenção, essa tarefa será soluciona- da pelo fato de que da linha de escoamento de água, entre o compartimento coletor de água e o componente de purificação, se ramifica uma tubulação de conexão para a tubulação de sucção, na qual está integrada uma válvula de bloqueio bidirecional, a qual, dependendo ao menos da pressão na linha de escoamento de água, pode ser controlada de tal modo que bloqueia no caso em que na linha de escoamento de água reine pressão menor do que na linha de sucção, abrindo no caso em que na linha de escoamento de á- gua, reina uma pressão maior do que na linha de sucção, sendo o diferencial de pressão menor do que um diferencial de pressão limite, bloqueando no caso em que dentro da linha de escoamento de água reina pressão maior do que na linha de sucção e o diferencial de pressão é ao menos tão grande como o diferencial de pressão limite.

De acordo com a invenção, portanto está previsto uma linha de conexão através da qual água residual é contaminada com parcela de com- bustível na linha de escoamento de água e as parcelas de combustível reti- das no lado não purificado do componente de purificação, especialmente hidrocarbonetos, podem ser reciclados para a tubulação de sucção e, por- tanto, para a linha adutora de combustível. Desta maneira, a durabilidade do componente de purificação será nitidamente prolongada. Danos ao compo- nente de purificação por congelamento de água residual são evitados. A vál- vula de bloqueio que pode ser travada em sentido bidirecional, é de tal modo conformada que por ocasião de uma pressão na linha de escoamento de água que é pouco maior do que o diferencial de pressão limite, do que a pressão na linha de sucção se abre, de maneira que a água residual é aspi- rada da linha de escoamento de água e do componente de purificação na linha de sucção. A válvula de bloqueio evita que no caso do motor de com- bustão desativado, possa penetrar ar através do componente de purificação, que pode estar sendo ventilado através de um escoamento de água pura, penetrando na linha de sucção e alcançando por tanto a linha adutora de combustível. Desta maneira a tubulação de sucção não pode operar em va- zio, o que poderia resultar em problemas de partida do motor de combustão. Além disso, a válvula de bloqueio evita que por ocasião do enchimento do sistema de combustível através da linha de sucção, na qual reina uma pres- são, nitidamente maior do que a pressão na linha de escoamento de água, combustível possa alcançar através da linha de conexão o componente de purificação. No caso de uma descarga de água, quando é aberta a válvula de descarga de água a fim de escoar a água do compartimento coletor de água, através da tubulação de escoamento de água, para o meio ambiente, verifica-se na tubulação de escoamento de água um rápido aumento de pressão. Este aumento de pressão é superior e mais do que o diferencial de pressão limite, considerada a pressão na tubulação de sucção. A válvula de bloqueio será automaticamente fechada. Desta maneira, é evitado que a água seja forçada da linha de escoamento de água dentro da tubulação de sucção. O diferencial de pressão limite é menor do que o diferencial de pressão entre a pressão na linha de escoamento de água e a pressão na linha de sucção durante uma fase de descarga de água na qual será aberta a válvula de descarga de água. Ela é maior do que o correspondente dife- rencial de pressão fora da fase de descarga de água. As características e vantagens da invenção, que serão explanadas mais adiante em conexão com o processo consoante à invenção, aplica-se de modo correspondente para o sistema de filtragem de combustível de acordo com a invenção.

Em uma modalidade vantajosa, na linha de sucção poderá estar integrado um pré- filtro . Como pré- filtro o combustível é purificado ou limpo de impurezas mais grossas antes de ser conduzido para a bomba de com- bustível. Desta maneira, será prolongado os intervalos de manutenção da bomba de combustível.

Vantajosamente o componente de purificação pode apresentar uma estrutura de canais de cerâmica. Estruturas de canais de cerâmica se adaptam de maneira ótima para a separação de hidrocarbonetos da água. A água carregada com hidrocarbonetos será forçada dentro dos canais em regime de pressão. Pela pressão reinante nos canais da cerâmica, as molé- culas menores de água serão pressionadas através da cerâmica e podem ser escoados para o meio ambiente. As moléculas maiores de hidrocarbone- to serão retidas no lado não purificado da cerâmica.

Em outra modalidade vantajosa, a válvula de bloqueio pode ser uma válvula de repercussão de vedação dupla, especialmente sujeita por mola, ou especialmente uma válvula de repercussão de retenção ou uma válvula de bloqueio de retenção cuja direção de passagem é direcionada desde a linha de escoamento de água até a tubulação de sucção. Uma vál- vula de repercussão é de constituição simples. Com esta unidade será de modo simples e confiável, previamente indicado à direção do fluxo de pas- sagem na linha de conexão, de maneira que o combustível não pode passar da linha de sucção dentro da linha de conexão. A conformação com dupla vedação da válvula de repercussão permite que também bloqueie na direção de passagem quando a pressão na linha de escoamento de água for maior do que um diferencial de pressão limite do que a pressão na linha de suc- ção. A sujeição molar garante que a válvula de retenção - independente de sua orientação no compartimento - bloqueie na direção de bloqueio enquan- to não reinar uma pressão suficientemente intensa atuante contra a sujeição molar, na linha de escoamento de água.

Segundo uma modalidade alternativa vantajosa, a válvula de bloqueio pode ser uma válvula de 2 vias com uma primeira conexão de co- mando que está unida com a linha pressurizada, e uma segunda conexão de comando que está unida com o escoamento da água. Desta maneira, a vál- vula de bloqueio poderá ser controlada de forma simples através dos dife- renciais de pressão reinantes entre a linha pressurizada e alinha de escoa- mento de água. Tendo em vista que a válvula de 2 vias - diferente de uma válvula de repercussão - é ativada de forma ativa, por uma mola de pro ten- são, contida na válvula de 2 vias, poderá ser sujeita com uma protensão maior do que uma mola de protensão de uma válvula de repercussão cor- respondente.

Vantajosamente, em um segmento da linha de escoamento de água, o qual se encontra na direção de escoamento de água diante do com- ponente de purificação com o qual estabelece uma justaposição, pode estar previsto o qual, ao verificar-se uma queda abaixo de um nível de água pre- determinado, veda neste segmento a linha de escoamento de água na dire- ção da linha de conexão. Consegue-se desta maneira que no segmento permaneça um determinado volume de água residual que é suficiente para evitar a secagem do componente de purificação. De acordo com a invenção a tarefa será solucionada em proces-

so técnico pelo fato de que na fase de operação do motor de combustão, nas quais a água do compartimento coletor de água não é escoada, será aberta uma válvula de bloqueio que pode ser travada em sentido bidirecio- nal, em uma linha de conexão entre a linha de escoamento de água e a tu- bulação de sucção em conseqüência da pressão reinante na linha de esco- amento de água que é maior em um pouco menos do que um diferencial de pressão limite predeterminado, do que uma pressão reinante na linha de sucção, sendo que as parcelas de combustível separadas da água são con- duzidas pelo componente de purificação até a linha de sucção, em fases operacionais do motor de combustão, nas quais a água é escoada do com- partimento coletor de água em virtude da pressão reinante na linha de esco- amento de água que é maior por ao menos um diferencial de pressão limite do que a pressão reinante na linha de sucção, sendo bloqueada a válvula de bloqueio e nas fases de paralisação do motor de combustão, em virtude da pressão reinante na linha de escoamento de água que é menor ou igual a pressão da linha de sucção, a válvula de bloqueio será então fechada.

De acordo com a invenção portanto, no caso de uma pressão reinante na linha de escoamento de água que é um pouco maior do que o diferencial de pressão limite predeterminado, do que a pressão na linha de sucção, a água residual contida na linha de escoamento de água diante do componente de purificação, água esta carregada com parcela de combustí- vel, será aspirada na linha de sucção. Tal logo seja aberta a válvula de des- carga da água, a fim de escoar a água do compartimento coletor de água, através do componente de purificação, para o meio ambiente, verifica-se um rápido aumento da pressão na linha de escoamento de água. Este aumento de pressão na linha de escoamento de água é maior do que o diferencial de pressão limite de maneira que a válvula de bloqueio, que pode ser travada em sentido bidirecional, será fechada não podendo fluir a água do comparti- mento coletor de água para a tubulação de sucção. Quando o motor de combustão estiver fora de serviço, a válvula de bloqueio será travada de maneira que não poderá penetrar ar através de uma ventilação do compo- nente de purificação e da linha de escoamento de água, dentro da tubulação de sucção. As características e vantagens acima indicadas em conexão com o sistema de filtragem de combustível de acordo com a invenção se aplicam de modo correspondente ao processo de acordo com a invenção. Breve descrição dos desenhos. Outras vantagens características e detalhes da invenção resul-

tam da seguinte descrição na qual são explicados mais detalhadamente e- xemplos de execução da invenção com base no desenho. O especialista considerará também de modo conveniente em forma separada as caracterís- ticas reveladas no desenho, na descrição e nas reivindicações apresentadas em combinação, e fará também a sua observação individualmente para fazer uma reunião lógica abrangendo outras combinações. As figuras mostram:

figura 1 traz esquematicamente um sistema de filtragem de combustível de um motor de combustão de um primeiro veículo automotor com um módulo de filtragem de combustível que apresentam um separador de água de acordo com o primeiro exemplo de execução.

Figura 2 apresenta esquematicamente um sistema de filtragem de combustível, de acordo com um segundo exemplo de acabamento, que é similar ao sistema de filtragem de combustível da figura 1. Componentes idênticos recebem o mesmo sinal de referência

nas figuras.

Formas de realização da invenção. A figura 1 apresenta um sistema de filtragem de combustível 10 com um módulo de filtragem de combustível 12 de acordo com um primeiro exemplo de execução. O sistema de filtragem de combustível 10 encontra-se em um lado de baixa pressão de um sistema de combustível de um motor de combustão de um veículo, normalmente não mostrado. O sistema de filtra- gem de combustível 10 abrange um filtro de combustível principal 14 para filtragem de combustível usado para operar o motor de combustão, por e- xemplo, diesel. Uma admissão do lado não purificado do filtro de combustí- vel principal 14, está unido através de uma linha pressurizada 16 com uma saída de uma bomba de combustível 18. Uma saída no lado já purificado do filtro de combustível principal 14, através de uma linha adutora de uma bom- ba de alta pressão 15, está unida com um lado de alta pressão do sistema de combustível, não mostrado e aqui não sendo importante. No filtro de combustível principal 14 encontra-se um separador de água 20 para a sepa- ração de água contida no combustível. O separador de água 20 está equi- pado com um filtro com tela. Mais pode também ser previsto um elemento de coalesencia para a separação de água. Do separador de água 20 conduz uma primeira linha de escoamento de água 22 até um compartimento coletor de água 24. No interior do compartimento coletor de água 24 será inicial- mente reunida a água separada com o separador de água 20. A partir do compartimento coletor de água 24 estende-se uma segunda linha de esco- amento de água 26 no módulo de filtragem de combustível 12. No módulo de filtragem de combustível 12 se encontram um segmento terminal da segunda linha de escoamento de água 26, como uma antecâmara da reserva da puri- ficação 28. Na segunda linha de escoamento de água 26, na direção de flu- xo diante do compartimento prévio de filtragem 28, está integrada uma vál- vula de descarga de água 30 que pode ser operada de forma eletromagnéti- ca e com esta válvula poderá ser aberta e fechada. A antecâmara da purifi- cação 28 está unida com o lado da admissão de uma cerâmica de purifica- ção 32 que se encontra espacialmente acima da antecâmara da purificação 28. Com a cerâmica de purificação 32 serão removidas parcelas de combus- tível, por exemplo, hidrocarbonetos, ainda contidos na água eliminada. A cerâmica de purificação 32 dispõe para esta finalidade uma variedade de canais internos 34 nos quais penetra em regime pressurizado a água conta- minada. A água é prensada através das paredes dos canais internos 34 e alcança um canal de eliminação de água pura 35. Através do canal de elimi- nação de água pura 35, a água purificada poderá ser escoada no meio am- biente. Os hidrocarbonetos separados permanecem na cerâmica de purifica- ção 32.

No lado de cerâmica de purificação 32 que se encontra oposto à antecâmara prévia da purificação 28, encontra-se um compartimento acumu- Iador de pressão 54. O compartimento acumulador de pressão 54 contém uma bolha de ar que é comprimida no escoamento da água purificada pelo meio ambiente. No esvaziamento da cerâmica de purificação 32, descrito mais adiante, bem como da antecâmara da purificação 28, a bolha de ar se expande novamente e reforça desta maneira, o processo da sucção da água residual.

Além disso, a antecâmara da purificação 28, através de uma li- nha de conexão 37 está unida com uma linha de sucção 38 do sistema de filtragem de combustível 10. A linha de sucção 38 une um recipiente de combustível 40 com uma admissão da bomba de combustível 18. Na linha de sucção 38 encontra-se um pré- filtro 42, com o qual o combustível do re- cipiente de combustível 40 é pré filtrado antes de ser alimentado na bomba de combustível 18. A tubulação de conexão 36 desemboca entre o pré- filtro 42 e a bomba de combustível 18 na linha de sucção 38. Através da linha de conexão 36 pode ser aspirada na linha de sucção 38 a água residual com hidrocarbonetos a partir da antecâmara da purificação 28 e bem assim os hidrocarbonetos separados na cerâmica de purificação 32.

Está integrado a semelhança de uma válvula de repercussão com esferas na linha de conexão 36 uma válvula de repercussão 44 que bloqueia em sentido bidirecional. Espacialmente a válvula de repercussão 44 encontra-se abaixo do compartimento prévio de purificação 28. Estabelece a direção da passagem desde o compartimento precedente da purificação 28, através de uma linha de conexão 36, até a linha de sucção 38. Bidirecional no sentido da invenção quer dizer que a válvula de repercussão 44 está a- dequada para bloquear em ambas as direções de fluxo, ou seja, tanto na direção de travamento como na direção de passagem da válvula de reper- cussão com esferas.

A válvula de repercussão 44 dispõe de uma esfera 46 de borra-

cha, a qual, no estado inativo, por meio de uma mola 48 protentida, será prensada de justaposta contra uma primeira face vedante 50. A primeira face vedante 50 encontra-se no lado de um alojamento de válvula 54 voltado na direção da antecâmara da purificação 28. No lado oposto da primeira face vedante 50, a válvula de repercussão 44 apresenta uma segunda face ve- dante 52 para a esfera 46. A esfera 46 pode se movimentar em vai vem no alojamento da válvula 51 entre as duas faces vedantes 50 e 52. Poderá en- costar justaposta na primeira face vedante 50 ou na segunda face vedante 52. Para abrir a válvula de repercussão 44, a esfera 46 também pode ocupar uma posição entre as duas faces vedantes 50 e 52 de maneira que entre a esfera 46 e cada uma das duas faces vedantes 50 e 52 permanece uma fenda radial que podem receber fluxo de água.

Na antecâmara da purificação 28 está integrado um flutuador 29 que pode ser movido na direção de abertura de admissão 44a ali prevista da válvula de repercussão 44 podendo ser movido também no sentido de afas- tamento desta unidade. Tão logo o nível da água residual na antecâmara da purificação 28 cair abaixo de um nível mínimo predeterminado, o flutuador 29 estará aplicado de modo vedante na abertura de admissão 44a da válvula de bloqueio de repercussão 44. É evitado desta maneira, que ar colateral seja aspirado no sistema de combustível que resultaria na cavitação na bomba de combustível e, portanto resultaria na sua destruição.

O sistema de filtragem de combustível 10 funciona da seguinte

maneira:

Com o motor de combustão operando, combustível será aspira- do através da bomba de combustível 18 do tanque de combustível 40 atra- vés da linha de sucção 38 e através do pré- filtro 42. O combustível aspira- do será bombeado através da linha pressurizada 16, através do filtro de combustível principal 14, até a linha adutora da bomba de alta pressão 15 e dali até o lado não mostrado de alta pressão do sistema de combustível. No filtro de combustível principal 14 o combustível será limpo. Com o separador de água 20, a água contida no combustível será removida. A água removida, contaminada com hidrocarbonetos, será conduzida sobre a primeira linha de escoamento de água 22 até o compartimento coletor de água 24 onde é a- cumulada.

O sensor de água que aqui não é de muito interesse e que está combinado com a válvula de descarga de água 30, registra o nível de água no compartimento coletor de água 24. Tão logo seja alcançado um nível predeterminado de água, será transmitido um sinal para uma unidade de comando de motor aqui não mais interessando, a qual abre a válvula de descarga de água 30. A água contaminada do compartimento coletor de á- gua 24 será conduzida sobre a segunda linha de escoamento de água 26 no compartimento precedente da purificação 28. Dali a água será forçado nos canais interno 34 da cerâmica de purificação 32. No filtro de combustível principal 14 reina uma sobre pressão de cerca de 0,6 a 0,7 MPa (6 a 7 bar) que durante a fase de escamento de água determina a pressão na antecâ- mara da purificação 28 e na segunda linha de escoamento de água 26. Com esta sobre pressão, a água será pressionada dentro da cerâmica de purifi- cação 32. Neste processo será comprimida a bolha de ar no compartimento coletor de pressão. A água é prensada através das paredes dos canais in- ternos 34 para o interior do canal de escoamento de água pura 35, de onde será escoada para o meio ambiente. Os hidrocarbonetos contidos na água permanecem na cerâmica de purificação 32.

No lado da válvula de bloqueio 44 voltada na direção da linha de sucção 38, reina na linha de conexão 36, durante a fase de descarga de á- gua, uma sub pressão de cerca de 30 KPa (300 mbar). O diferencial de pressão entre a pressão do compartimento precedente da purificação 28 e a pressão na tubulação de sucção 38 é maior do que um diferencial de pres- são limite predeterminado. O diferencial de pressão limite será predetermi- nado pela pressão de fechamento na esfera 46 em relação à primeira face vedante 50, que é de aproximadamente 45 KPa (450 mbar). A esfera 46 será prensada contra a primeira face vedante 50 e desta maneira a válvula de bloqueio de repercussão 44 bloqueia na sua direção de passagem. A es- fera 46 será forçada contra a primeira face vedante 50, bloqueando assim a válvula de repercussão 44 na sua direção de passagem.

Não poderá passar água residual da antecâmara da purificação 28 sobre a linha de conexão 36 no interior da linha de sucção 38. Tão logo o sensor de água registrar um esvaziamento suficiente do compartimento cole- tor de água 24, transmitirá um sinal correspondente para a unidade de con- trole do motor, a qual opera no sentido do fechamento a válvula de descarga de água 30, terminando assim a fase de descarga de água.

Com o motor de combustão em funcionamento e com a válvula de descarga de água 30 fechada, ou seja, fora da fase de escoamento de água, reina na antecâmara da purificação 28 uma sub pressão de cerca 18 a 50KPa (180 até 500 mbar). Enquanto a pressão na linha de conexão 36, no lado da válvula de bloqueio 44 voltado na direção da linha de sucção 38, além da protensão molar da mola 48, for superior a pressão na antecâmara da purificação 28, a válvula de repercussão 44 bloqueará na direção de blo- queio, de maneira que combustível não pode penetrar da linha se sucção 38 na antecâmara da purificação 28.

No caso de rotações maiores do motor de combustão, a sub pressão aumenta na linha de sucção 38, de maneira que a pressão na linha de conexão 36, no lado da válvula de repercussão 44 voltado na direção da linha de sucção 38, diminui diante da pressão reinante na antecâmara da purificação 28. A esfera 46 será suspensa pela primeira face vedante 50 contra a protensão da mola 48, de maneira que ali se forma a primeira fen- da. A pressão de abertura da válvula de bloqueio 44 na aplicação da esfera 46 na primeira face vedante 50,está situada aproximadamente entre 27 a 33 KPa (270 mbar e 330 mbar). Enquanto o diferencial de pressão entre a pres- são no lado da linha de conexão 36, voltado na direção da linha de sucção 38, e a pressão na antecâmara da purificação 28, for menor do que o dife- rencial de pressão limite,permanecerá também a segunda fenda entre a esfera 46 e a segunda face vedante 52. A válvula de repercussão 44 está aberta na sua direção de abertura. Através da linha de conexão 36, a água residual na antecâmara da purificação 28 bem como os hidrocarbonetos se- parados na cerâmica de purificação 32, será aspirada para a linha de sucção 38 e retornam para a linha adutora de combustível. Inicialmente a bolha de ar será pressionada no compartimento do reservatório de pressão 54 pela estrutura porosa da cerâmica 32, enquanto na antecâmara da purificação 28 reinar pressão maior do que no lado da linha de conexão 36, voltada na di- reção da linha de sucção 38, antes de serem aspirados os hidrocarbonetos. Ao ser alcançado o nível mínimo na antecâmara da purificação

28, o flutuador 29 vedará a antecâmara da purificação 28 contra a válvula de repercussão 44, paralisando assim a aspiração continuada de água residual.

A segunda fenda e a protensão da mola 48 são de tal modo di- mensionados que a água residual pode ser aspirada a partir da antecâmara da purificação 28 sobre a linha de conexão 36.No caso de uma colisão por pressão, por exemplo quando do início da fase de escoamento de água, em que a pressão na ante-câmara de purificação 28 é maior em pelo menos a diferença de pressão limite do que a pressão na linha de sucção 38, a esfera 46 é pressionada de forma estanque contra a segunda face de vedação 52, de modo que a válvula de repercussão 44 é travada na sua direção de ad- missão.

Quando o motor de combustão estiver inoperante, a pressão na antecâmara da purificação 28 é menor ou igual à pressão na linha de sucção 38. A sub pressão na linha de sucção 38 em uma colina de combustível de máximo 2 m é de cerca de 18KPa (180 mbar). Em virtude da protensão da mola 48, a esfera 46 encosta de modo vedante na primeira face vedante 50, de maneira que a válvula de repercussão 44 está fechada na direção do blo- queio. Desta maneira, será evitado que passe ar, através do canal de des- carga de água pura 35, através da estrutura porosa da cerâmica de purifica- ção 30 e a linha de conexão 36, possam alcançar à linha de sucção 38 e desta maneira a linha condutora de combustível. A tubulação de sucção 38 poderia operar em vazio pelo suprimento de ar o resultaria em problemas de partida do motor de combustão.

Por ocasião de um processo de enchimento do sistema de com- bustível através do pré- filtro 42, reina na linha de sucção 38 uma sobre pressão de cerca de 0,6 a 0,7 MPa (6 a 7 bar). A válvula de repercussão 44 trava na direção do travamento e evita desta maneira que combustível possa passar da linha de sucção 38, sobre a antecâmara da purificação 28, no inte- rior da cerâmica de purificação 32.

Em um segundo exemplo de execução, apresentado na figura 2, os elementos semelhantes aos exemplos de execução descritos da primeira unidade na figura , possuem os mesmos números de referência, de maneira que relativamente à sua discrição é feita referência as versões relativas ao primeiro exemplo de execução. Este exemplo de execução diferencia do primeiro pelo fato de que ao invés da válvula de repercussão 44, é usada uma válvula de bloqueio na forma de uma válvula de 2/2 via 144. A válvula de 2/2 via 144 apresenta um alojamento de válvula

146 no qual está disposto um pistão de válvula 150, deslocável axialmente. Uma mola de válvula 148 prevista, na forma de uma mola de pressão eliqui- odal, pressiona no estado inativo da válvula 2/2 vias 144 uma superfície de pistão vedante 154 em um colar vedante 151 do pistão da válvula 150 em sentido justaposto contra uma face vedante 152 do alojamento da válvula 146. Aface vedante 152 envolve uma passagem 153 que interliga o compar- timento interno do alojamento da válvula 146 com a linha de conexão 36. A válvula de 2/2 vias 144 bloqueia nas duas direções no estado inativo, de maneira que nem combustível da linha de conexão 36 possa alcançar a an- tecâmara da purificação 28 e na cerâmica purificadora 32, nem água ou ar podem passar a partir da antecâmara da purificação 28, sobre a linha de conexão 36, para a linha se sucção 38.

O primeiro cunho 156, no lado do pistão de válvula 150 voltado na direção da antecâmara da purificação 28, será sujeito com a pressão rei- nante na antecâmara da purificação 28. O flutuador 29 não veda contra o alojamento, de maneira que o flutuador 29 não produz uma modificação so- bre pressão entre a antecâmara da purificação 28 e o terceiro cunho 156. Caso na antecâmara da purificação 28 reinar uma pressão maior do que na linha pressurizada 166, o que mais adiante ainda será explicitado através do primeiro cunho 156 o colar vedante 151 do pistão de válvula 150 será pren- sado contra a face vedante 152 com pressão maior. A admissão da válvula 2/2 vias 144 até a antecâmara da purificação 28 atuam assim, adicional- mente, como uma primeira conexão de comando 158 da válvula de 2/2 vias 144.

Um segundo cunho 160 do pistão de válvula 150, que se esten- de axialmente com o primeiro cunho 156 no lado do colar vedante 151, o- posto em relação ao primeiro cunho 156, encosta com sua extremidade a- fastada em relação ao pistão de válvula 150, em uma membrana de vedação 162. A membrana de vedação 162 veda o compartimento interno do aloja- mento da válvula 146 contra uma segunda conexão de comando 164. A se- gunda conexão de comando 164 está unida sobre uma linha de comando 166 com a linha pressurizada 16. Através da membrana de vedação 162, a pressão será transmitida na linha pressurizada 16 e, portanto na linha de comando 166, para o segundo cunho 160. Caso a pressão na linha pressuri- zada 16 for maior do que a pressão no compartimento precedente de purifi- cação 28, o pistão de válvula 150 será afastado através da membrana de vedação 162 contra a protensão da mola de válvula 148 sendo esse afasta- mento da face vedante do pistão 152. Neste caso, a face vedante do pistão 1452 será levantada na face vedante 154 do colar vedante 151. A válvula de 2/2 vias 144 se encontrará então no estado aberto.

Conforme a seguir descrito, a válvula de 2/2 vias 144 será ao todo controlado através das pressões reinantes na linha pressurizada 16 e na segunda linha de escoamento de água 26, ou seja, na antecâmara da purificação 28.

Tão logo ativado o motor de combustão, com a válvula de des- carga de água 30 fechada, aumenta a pressão na linha pressurizada 16 e, portanto também a pressão na linha de comando 166 e na segunda conexão de comando 164. No alojamento da válvula 146, o pistão da válvula 150 será afastado da face vedante 152, sendo aberta à válvula de 2/2 vias 144. A água residual da antecâmara da purificação 28 e os hidrocarbonetos sepa- rados na cerâmica de purificação 32 serão aspirados pela primeira passa- gem 153, na linha de conexão 36 e desta para a linha de sucção 38.

Tão logo for aberta a válvula de descarga de água 30, a fim de escoar a água separada do compartimento coletor de água 24 e da segunda linha de escoamento de água 26, formar- se- a na antecâmara purificadora 28 e na cerâmica purificadora 32 de modo saltiforme - uma pressão majora- da. Esta pressão majorada estará aplicada na primeira conexão de comando 158 da válvula de 2/2 vias 144 e reage contra a pressão na linha de coman- do 166. As relações de pressão no pistão da válvula 150 serão compensa- das. A protensão da mola de válvula 148 faz com que o pistão da válvula 150 seja pressionado contra a primeira face vedante 152 sendo fechada a válvula de 2/2 vias 144 na direção da linha de conexão 36. Desta maneira evita-se que durante a fase de escoamento de água - enquanto um diferen- ciai de pressão limite for ultrapassado entre a pressão na linha de escoa- mento de água 36 e a pressão na linha de sucção 38 - possa passar da antecâmara purificadora 28 para linha de sucção 38. O diferencial de pres- são limite é predeterminado de tal maneira que é menor do o diferencial de pressão entre a pressão reinante na linha de escoamento de água 26 e a pressão na linha de sucção 38 durante a fase do escoamento de água. Ela é maior do que o correspondente diferencial de pressão fora da fase de esco- amento de água.

Com a máquina de combustão inativa, a válvula 2/82 - vias 144 por da protensão da mola de válvula 148, será ativado no modo travante, de maneira que através do canal de escoamento de água purificada 35 através da cerâmica de purificação 32, a antecâmara purificadora 28 e a linha de conexão 36, não possa passar ar para o interior da linha de sucção 38.

Como a válvula de 2/2 via 144 é operada de forma ativa, a mo- la de válvula 148 pode estar correspondentemente protentida de modo in- tenso, de maneira que a força de fechamento é correspondentemente inten- sa.

Em todos os exemplos de execução acima descritos de um sis- tema de filtragem de combustível 10 e de um processo para separação de água de combustível, são possíveis entre outras, as seguintes modificações:

A invenção não se restringe a sistema de filtrações de combustí- vel 10 de veículos automotores. Ao contrário ela também poderá ser empre- gada em motores de combustão de outra conformação, por exemplo, moto- res industriais.

Ao invés de uma válvula de repercussão de esfera, a válvula de repercussão 44 também pode ser uma válvula de repercussão de outro tipo, por exemplo, uma válvula de retenção com um retentor ao invés da esfera 46.

Ao invés da válvula de repercussão 44 ou da válvula 2/2 vias 144, também poderá ser previsto uma válvula de repercussão que trava de modo diferente em sentido bidirecional.O flutuador 29 também poderá ser dispensado caso o esvaziamento completo da antecâmara purificadora 28 não for importante ou desejado.

Ao invés da cerâmica de purificação 32 poderá ser também pre- visto outro componente purificador da água separada.

O módulo de filtragem de combustível 12 também poderá ser usado em um sistema de filtragem de combustível 10 no qual não está pre- visto pré- filtro 42.

Claims (7)

1. Sistema de filtragem de combustível (10) de um sistema de combustível de um motor de combustão, especialmente de um veículo au- tomotor, com ao menos um filtro de combustível (14) para filtragem de com- bustível destinado a operar o motor de combustão, e um conjunto de sepa- ração de água (20) para separação de água contida no combustível, os quais são alocados em uma linha pressurizada (16) com a qual está unido uma saída de uma bomba de combustível (18) com um segmento de alta pressão do sistema de combustível, com um compartimento coletor de água (24) para receber a água eliminada do combustível, o qual apresenta uma linha de escoamento de água (26, 28) com uma válvula de descarga de á- gua (30) operável com um componente de purificação (32) para purificar a água separada, integrado na linha de escoamento de água (26, 28) na dire- ção de escoamento atrás da válvula de descarga de água (30), e com uma linha de sucção (38) que interliga um tanque de combustível (40) com uma admissão da bomba de combustível (18) caracterizado pelo fato de que na linha de escoamento de água (26, 28), entre o compartimento coletor de á- gua (24) e o componente purificador (32), se ramifica uma linha de conexão (36) para a linha de sucção (38) na qual está integrada uma válvula de blo- queio (44, 144) que pode ser bloqueada em sentido bidirecional e que na dependência de ao menos da pressão na linha de escoamento de água (26), pode ser comandada, de tal maneira que bloqueará no caso em que na linha de escoamento de água (26)reinar pressão inferior do que na linha de suc- ção (38), e que abre no caso em que na linha de escoamento de água (26) esteja presente uma pressão maior do que na linha de sucção (38) sendo o diferencial de pressão menor a um diferencial de pressão limite e bloquean- do na eventualidade de reinar na linha de escoamento de água (26) uma pressão maior do que na linha de sucção (38) sendo o diferencial de pressão tão grande como o diferencial de pressão limite.

2. Sistema de filtragem de combustível de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que na linha de sucção (38) está integra- do um pré- filtro (42).

3. Sistema de filtragem de combustível de acordo com a reivindi- cação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o componente de purificação (32) apresenta uma estrutura de canal 34 cerâmica.

4. Sistema de filtragem de combustível de acordo com uma das reivindicações precedentes caracterizado pelo fato de que a válvula de blo- queio é uma válvula de repercussão de vedação dupla, sendo especialmente sujeita por mola, especialmente uma válvula de repercussão de esferas (44) ou uma válvula de retenção, cuja direção de passagem está direcionada desde a linha de escoamento de água (26) na direção da linha de sucção (38).

5. Sistema de filtragem de combustível de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3 ,caracterizado pelo fato de que a válvula de bloqueio é uma válvula de 2/2 vias (144) com uma primeira conexão de comando (164), a qual está unida com a linha pressurizada (116, 16), e uma segunda conexão de comando (158) que está unida com a linha de escoamento de água (26) .

6. Sistema de filtração de combustível de acordo com uma das reivindicações precedentes caracterizado pelo fato de que em um segmento (28) da linha de escoamento de água (26), encontrando-se na direção do escoamento da água diante da antecâmara purificadora (32) com a qual é limítrofe, está previsto um flutuador (29), o qual, ao ser registrado uma que- da abaixo de um nível de água predeterminado no segmento (28), veda a linha de escoamento (26), na direção da linha de conexão (36).

7. Processo para separação de água de combustível previsto pa- ra operar o motor de combustão, sendo este combustível retirado de um tanque de combustível (40) e através de uma linha de sucção (38) é condu- zido para um conjunto separador de água (20), integrado em uma linha pressurizada (16), onde a água inicialmente é separada do combustível, sendo conduzida para um compartimento do coletor de água (24), sendo que combustível, depois de ter sido separada a água, será usado para operar o motor de combustão e a água acumulada no compartimento coletor de água (24), após um tempo de permanência no compartimento coletor de água (24), é escoada do compartimento coletor de água (24) através de uma linha de escoamento de água (26, 28) e através de um componente de purificação (32), sendo que com o componente de purificação (32) a água é purificada das parcelas de combustível caracterizado pelo fato de que nas fases ope- racionais do motor de combustão, nas quais água do compartimento coletor de água (24) não é escoada, será aberta uma válvula de bloqueio (44, 144) que pode ser bloqueado em sentido bidirecional em uma linha de conexão (36) entre a linha de escoamento de água (26, 28) e a linha de sucção (38), em conseqüência da pressão reinante na linha de escoamento de água (26, 28), superior em pouco mais do que um diferencial de pressão limite prede- terminado do que uma pressão na linha de sucção (38), e as parcelas de combustível separadas da água serão transportadas pelo componente de purificação (32) para a linha de sucção (38), em fases operacionais do motor de combustão, nas quais a água é escoada do compartimento coletor de água (24) em virtude da pressão reinante na linha de escoamento de água (26, 28) que é ao menor de um diferencial de pressão limite do que a pres- são reinante na linha de sucção (38), quando a válvula de bloqueio (44, 144) será fechada e nas fases de paralisação do motor de combustão, em virtude da pressão reinante na linha de escoamento de água (26, 28) que é menor ou igual a pressão na linha de sucção 38, quando a válvula de bloqueio (44, 144) será fechada.