ITMI20091948A1 - PUMPING GROUP FOR FUEL SUPPLEMENTATION, PREFERABLY GASOIL, TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“GRUPPO DI POMPAGGIO PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE, PREFERIBILMENTE GASOLIO, AD UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA” "PUMPING GROUP TO FEED FUEL, PREFERABLY DIESEL OIL, TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE"

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna. The present invention relates to a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel fuel, to an internal combustion engine.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un gruppo di pompaggio comprendente un corpo pompa; una pompa a pistoni atta ad alimentare il combustibile ad un motore a combustione interna; ed una pompa ad ingranaggi atta ad alimentare il combustibile alla pompa a pistoni. In particular, the present invention relates to a pumping unit comprising a pump body; a piston pump adapted to supply fuel to an internal combustion engine; and a gear pump adapted to feed fuel to the piston pump.

La pompa a pistoni comprende almeno un cilindro; un pistone impegnato in maniera scorrevole nel cilindro; un condotto di aspirazione del combustibile nel cilindro; un condotto di mandata del combustibile al motore a combustione interna; ed una valvola di non ritorno montata lungo il condotto di mandata per impedire il riflusso del combustibile nel cilindro stesso. The piston pump comprises at least one cylinder; a piston slidably engaged in the cylinder; a fuel intake duct in the cylinder; a fuel delivery duct to the internal combustion engine; and a non-return valve mounted along the delivery duct to prevent the fuel from flowing back into the cylinder itself.

Generalmente, la valvola di non ritorno comprende un otturatore di forma sostanzialmente sferica mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura del condotto di mandata; ed una molla atta a spostare e, normalmente, mantenere l’otturatore nella sua posizione di chiusura. Generally, the non-return valve comprises a substantially spherical obturator movable between a closed position and an open position of the delivery duct; and a spring able to move and, normally, keep the shutter in its closed position.

Dal momento che l’otturatore è supportato unicamente dalla molla, l’otturatore è mobile dalla sua posizione di chiusura, in cui impegna una sede sferica anulare ricavata lungo il condotto di mandata, nella sua posizione di apertura lungo una traiettoria non rettilinea e non coincidente con l’asse longitudinale del condotto di mandata, e viene, quindi, spostato radialmente e posto in rotazione dal combustibile alimentato attraverso il condotto di mandata stesso. Since the shutter is supported only by the spring, the shutter is movable from its closed position, in which it engages an annular spherical seat formed along the delivery duct, in its open position along a non-rectilinear and non-coincident trajectory. with the longitudinal axis of the delivery duct, and is therefore radially displaced and rotated by the fuel fed through the delivery duct itself.

Di conseguenza, anche nello spostamento dalla sua posizione di apertura nella sua posizione di chiusura, l’otturatore è mobile lungo una traiettoria non rettilinea e non coincidente con l’asse longitudinale del condotto di mandata, viene, quindi, mantenuto in rotazione dalla spinta idraulica esercitata dal combustibile, e viene spostato radialmente contro una parete laterale della citata sede sferica anulare. La forza centrifuga generata dalla rotazione dell’otturatore può risultare, in determinate condizioni di funzionamento, talmente elevata da ritardare o addirittura impedire la corretta chiusura del condotto di mandata. Consequently, even when moving from its open position to its closed position, the shutter is movable along a trajectory that is not straight and does not coincide with the longitudinal axis of the delivery duct, and is therefore kept in rotation by the hydraulic thrust. exerted by the fuel, and is displaced radially against a side wall of the aforementioned annular spherical seat. The centrifugal force generated by the rotation of the shutter can be, in certain operating conditions, so high as to delay or even prevent the correct closure of the delivery duct.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica attuazione. The object of the present invention is to provide a pumping unit for supplying fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine which is free from the drawbacks described above and which is simple and economical to implement.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna come rivendicato nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a pumping unit is provided for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine as claimed in the attached claims.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura annessa che ne illustra, in sezione longitudinale e con parti asportate per chiarezza, un esempio di attuazione non limitativo. The present invention will now be described with reference to the attached figure which illustrates, in longitudinal section and with parts removed for clarity, a non-limiting example of embodiment.

Con riferimento alla figura allegata, con 1 è indicato, nel suo complesso, un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna (non illustrato). With reference to the attached figure, 1 indicates, as a whole, a pumping unit for supplying fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine (not shown).

Il gruppo di pompaggio 1 comprende, nella fattispecie, un corpo pompa 2; una pompa a pistoni nota e non illustrata atta ad alimentare il combustibile al citato motore a combustione interna (non illustrato); ed una pompa ad ingranaggi nota e non illustrata atta ad alimentare il combustibile alla pompa a pistoni (non illustrata). The pumping unit 1 comprises, in this case, a pump body 2; a known and not illustrated piston pump adapted to supply fuel to the said internal combustion engine (not illustrated); and a known and not illustrated gear pump adapted to supply fuel to the piston pump (not illustrated).

La pompa a pistoni (non illustrata) comprende almeno un cilindro, il quale è impegnato in maniera scorrevole da un pistone mobile di moto rettilineo alternativo lungo il cilindro stesso, ed è associato ad un condotto di aspirazione del combustibile nel cilindro e ad un condotto 3 di mandata del combustibile al motore a combustione interna (non illustrato). The piston pump (not shown) comprises at least one cylinder, which is engaged in a sliding manner by a piston moving rectilinear motion along the cylinder itself, and is associated with a fuel intake duct in the cylinder and with a duct 3 fuel delivery to the internal combustion engine (not shown).

Il condotto 3 presenta un asse 4 longitudinale determinato, e comprende una porzione 5 ristretta comunicante con il cilindro della pompa a pistoni (non illustrata), una porzione 6 allargata comunicante con il motore a combustione interna (non illustrato), ed una porzione 7 intermedia, la quale si estende tra le porzioni 5 e 6, e definisce una sede 8 conica anulare sostanzialmente coassiale all’asse 4 stesso. The duct 3 has a determined longitudinal axis 4, and comprises a narrow portion 5 communicating with the cylinder of the piston pump (not shown), an enlarged portion 6 communicating with the internal combustion engine (not shown), and an intermediate portion 7 , which extends between the portions 5 and 6, and defines an annular conical seat 8 substantially coaxial to the axis 4 itself.

La sede 8 definisce parte di una valvola 9 di non ritorno, la quale è alloggiata nel condotto 3 per impedire il riflusso del combustibile nel cilindro della pompa a pistoni (non illustrata), comprende, inoltre, un otturatore 10 di forma sostanzialmente sferica mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura del condotto 3, ed è provvista di un organo 11 di fine corsa montato nella porzione 6 per arrestare l’otturatore 10 nella sua posizione di apertura. The seat 8 defines part of a non-return valve 9, which is housed in the duct 3 to prevent the fuel from flowing back into the cylinder of the piston pump (not shown), and also comprises an obturator 10 of substantially spherical shape movable between a closed position and an open position of the duct 3, and is provided with an end-of-stroke member 11 mounted in the portion 6 to stop the shutter 10 in its open position.

L’organo 11 presenta sostanzialmente la forma di una vite, e comprende una testa 12 avvitata nel corpo pompa 2 ed un gambo 13 tubolare, il quale si estende all’interno della porzione 6 coassialmente all’asse 4, e presenta un diametro esterno minore del diametro interno della porzione 6 stessa. L’estremità libera del gambo 13 affacciata all’otturatore 10 è assialmente aperta e definisce una sede 14 conica anulare atta ad arrestare l’otturatore 10 stesso nella sua posizione di apertura. The member 11 substantially has the shape of a screw, and comprises a head 12 screwed into the pump body 2 and a tubular stem 13, which extends inside the portion 6 coaxially to the axis 4, and has a smaller external diameter of the internal diameter of the portion 6 itself. The free end of the stem 13 facing the shutter 10 is axially open and defines an annular conical seat 14 suitable for stopping the shutter 10 itself in its open position.

Il gambo 13 definisce, unitamente alla porzione 6, una camera 15 anulare sostanzialmente coassiale all’asse 4, e presenta, inoltre, un condotto 16 interno, il quale è coassiale all’asse 4, e comprende una porzione 17 allargata affacciata all’otturatore 10 ed una porzione 18 ristretta affacciata alla testa 12. The stem 13 defines, together with the portion 6, an annular chamber 15 substantially coaxial to the axis 4, and also has an internal duct 16, which is coaxial to the axis 4, and comprises an enlarged portion 17 facing the shutter 10 and a restricted portion 18 facing the head 12.

La porzione 17 alloggia al proprio interno una molla 19 montata coassialmente all’asse 4 per spostare e, normalmente, mantenere l’otturatore 10 nella sua posizione di chiusura, e comunica con la camera 15 tramite una pluralità di fori 20, i quali sono uniformemente distribuiti attorno all’asse 4, e sono ricavati attraverso il gambo 13 trasversalmente all’asse 4 stesso; e la porzione 18 comunica con un collettore 21 anulare ricavato nel corpo pompa 2 coassialmente all’asse 4 tramite una pluralità di fori 22, che sono uniformemente distribuiti attorno all’asse 4, e sono ricavati attraverso il gambo 13 trasversalmente all’asse 4 stesso. The portion 17 houses inside a spring 19 mounted coaxially to the axis 4 to move and, normally, keep the shutter 10 in its closed position, and communicates with the chamber 15 through a plurality of holes 20, which are uniformly distributed around the axis 4, and are obtained through the shank 13 transversely to the axis 4 itself; and the portion 18 communicates with an annular manifold 21 obtained in the pump body 2 coaxially to the axis 4 through a plurality of holes 22, which are uniformly distributed around the axis 4, and are obtained through the stem 13 transversely to the axis 4 itself .

La porzione 6 ed il gambo 13 sono, inoltre, accoppiati a tenuta di fluido fra loro tramite l’interposizione di una guarnizione 23 anulare, nella fattispecie un O-ring, montata coassialmente all’asse 4 in un punto intermedio del gambo 13 tra i fori 20 e 22. The portion 6 and the stem 13 are also fluid-tight coupled to each other through the interposition of an annular gasket 23, in this case an O-ring, mounted coaxially to the axis 4 at an intermediate point of the stem 13 between the holes 20 and 22.

In uso, l’otturatore 10 viene spostato nella sua posizione di apertura del condotto 3 dal combustibile alimentato dalla pompa a pistoni (non illustrata) lungo il condotto 3 stesso permettendo al combustibile di fluire in successione attraverso la porzione 7 intermedia, lungo la camera 15, attraverso i fori 20, lungo il condotto 16, attraverso i fori 22, e nel collettore 21. In use, the shutter 10 is moved to its opening position of the duct 3 by the fuel supplied by the piston pump (not shown) along the duct 3 itself, allowing the fuel to flow in succession through the intermediate portion 7, along the chamber 15 , through the holes 20, along the conduit 16, through the holes 22, and into the manifold 21.

Dal momento che il diametro dell’otturatore 10 ed il diametro interno della porzione 17 vengono controllati selettivamente in modo tale che la spinta esercitata sull’otturatore 10 dal combustibile contenuto nel condotto 3 sia maggiore della somma delle spinte esercitate sull’otturatore 10 dalla molla 19 e dal combustibile contenuto nel condotto 16 e dal momento che l’alimentazione del combustibile lungo la camera 15 ed attraverso i fori 20 determina una caduta di pressione nel combustibile stesso e, quindi, una pressione nel condotto 16 minore della pressione nel condotto 3, l’otturatore 10 viene spostato con una traiettoria rettilinea lungo l’asse 4 in modo da impegnare la sede 14, e viene sostanzialmente bloccato nella sede 14 stessa durante l’intera fase di mandata della pompa a pistoni (non illustrata) senza la possibilità di muoversi assialmente e/o radialmente. Since the diameter of the obturator 10 and the internal diameter of the portion 17 are selectively controlled so that the thrust exerted on the obturator 10 by the fuel contained in the duct 3 is greater than the sum of the thrusts exerted on the obturator 10 by the spring 19 and from the fuel contained in the duct 16 and since the supply of fuel along the chamber 15 and through the holes 20 causes a pressure drop in the fuel itself and, therefore, a pressure in the duct 16 which is lower than the pressure in the duct 3, The shutter 10 is moved with a rectilinear trajectory along the axis 4 so as to engage the seat 14, and is substantially blocked in the seat 14 itself during the entire delivery phase of the piston pump (not shown) without the possibility of moving axially and / or radially.

Al termine della fase di mandata e durante la fase di aspirazione della pompa a pistoni (non illustrata), l’otturatore 10 viene spostato con una traiettoria sostanzialmente rettilinea lungo l’asse 4 sotto la spinta della molla 19 e del combustibile contenuto nel condotto 16 in modo da impegnare la sede 8 e chiudere in maniera relativamente rapida il condotto 3. At the end of the delivery phase and during the suction phase of the piston pump (not shown), the shutter 10 is moved with a substantially straight trajectory along the axis 4 under the thrust of the spring 19 and the fuel contained in the duct 16 so as to engage the seat 8 and close the duct 3 relatively quickly.

La presenza e la conformazione dell’organo 11 di fine corsa e, in particolare, del gambo 13 consentono, quindi, di spostare l’otturatore 10 nelle sue posizioni di apertura e di chiusura con traiettorie sostanzialmente rettilinee lungo l’asse 4, bloccare l’otturatore 10 nella sede 14 durante l’intera fase di mandata della pompa a pistoni (non illustrata), impedire spostamenti radiali e/o assiali dell’otturatore 10 nelle sedi 8 e 14 in modo da ridurre l’usura dell’otturatore 10, delle sedi 8 e 14, e della molla 19, e ridurre il tempo di chiusura dell’otturatore 10 stesso migliorando l’efficienza del gruppo di pompaggio 1. The presence and conformation of the end-of-stroke member 11 and, in particular, of the stem 13, therefore allow the shutter 10 to be moved into its opening and closing positions with substantially straight trajectories along the axis 4, blocking the obturator 10 in the seat 14 during the entire delivery phase of the piston pump (not shown), prevent radial and / or axial displacements of the obturator 10 in the seats 8 and 14 so as to reduce the wear of the obturator 10, of the seats 8 and 14, and of the spring 19, and reduce the closing time of the shutter 10 itself by improving the efficiency of the pumping unit 1.

Secondo una prima variante non illustrata, la molla 19 viene eliminata e l’otturatore 10 viene chiuso unicamente sotto la spinta del combustibile contenuto nel condotto 16. According to a first variant not shown, the spring 19 is eliminated and the shutter 10 is closed only under the thrust of the fuel contained in the duct 16.

Secondo una ulteriore variante non illustrata, la guarnizione 23 anulare viene eliminata ed il gambo 13 viene realizzato in maniera da comprendere una porzione di estremità ristretta, la quale è provvista dei fori 20, e presenta un diametro esterno minore del diametro della porzione 6, ed una porzione intermedia allargata, che si estende tra i fori 20 e 22, presenta un diametro esterno sostanzialmente pari al diametro della porzione 6, consente di deviare il combustibile attraverso i fori 20 in modo da ottenere la desiderata caduta di pressione del combustibile nel condotto 16, ed impedisce, contemporaneamente, al combustibile di fluire direttamente al collettore 21 lungo la camera 15. According to a further variant not shown, the annular gasket 23 is eliminated and the stem 13 is made in such a way as to comprise a narrow end portion, which is provided with holes 20, and has an external diameter smaller than the diameter of the portion 6, and an enlarged intermediate portion, which extends between the holes 20 and 22, has an external diameter substantially equal to the diameter of the portion 6, allows the fuel to be diverted through the holes 20 so as to obtain the desired pressure drop of the fuel in the duct 16 , and at the same time prevents the fuel from flowing directly to the manifold 21 along the chamber 15.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1.- Gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna, il gruppo di pompaggio comprendendo un corpo pompa (2); un condotto di mandata (3) ricavato nel corpo pompa (2) per alimentare il combustibile al motore a combustione interna; ed una valvola di non ritorno (9) disposta lungo il condotto di mandata (3) stesso; la valvola di non ritorno (9) comprendendo un otturatore (10) mobile tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura del condotto di mandata (3) ed una prima sede (8) ricavata nel condotto di mandata (3) per ricevere l’otturatore (10) a seguito di un suo spostamento dalla posizione di apertura nella posizione di chiusura; ed essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un elemento di fine corsa (11) inserito nel condotto di mandata (3) e provvisto di una seconda sede (14) atta a ricevere e trattenere l’otturatore (10) a seguito di un suo spostamento dalla posizione di chiusura nella posizione di apertura. 2.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 1, in cui l’elemento di fine corsa (11) comprende almeno una porzione tubolare (13), la quale presenta una estremità libera assialmente aperta definente la detta seconda sede (14), ed è idraulicamente collegata con il condotto di mandata (3) quando l’otturatore (10) è disposto nella sua posizione di apertura. 3.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 2 e comprendente, inoltre, un circuito idraulico (6, 7, 15, 20) di alimentazione del combustibile attraverso la prima sede (8) ed all’interno della porzione tubolare (13); il circuito idraulico (6, 7, 15, 20) essendo conformato in modo tale che la pressione esercitata sull’otturatore (10) dal combustibile contenuto nella porzione tubolare (13) sia minore della pressione esercitata sull’otturatore (10) dal combustibile alimentato attraverso la detta prima sede (8). 4.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui l’elemento di fine corsa (11) comprende almeno una apertura di ingresso (20) del combustibile nella porzione tubolare (13) ed almeno una apertura di uscita (22) del combustibile dalla porzione tubolare (13) stessa; la spinta esercitata sull’otturatore (10) dal combustibile contenuto nella porzione tubolare (13) essendo minore della spinta esercitata sull’otturatore (10) dal combustibile alimentato attraverso la detta prima sede (8) in modo da bloccare l’otturatore (10) stesso nella sua posizione di apertura. 5.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 4, in cui la porzione tubolare (13) presenta un asse (4) longitudinale determinato; l’apertura di ingresso (20) essendo sostanzialmente trasversale all’asse (4) stesso. 6.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 5, in cui la porzione tubolare (13) comprende almeno un primo tratto, il quale presenta un diametro esterno minore del diametro del corrispondente tratto (6) del condotto di mandata (3), ed è provvisto della detta apertura di ingresso (20). 7.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6 e comprendente, inoltre, un dispositivo di tenuta (23) interposto tra il condotto di mandata (3) e l’elemento di fine corsa (11) per deviare il combustibile attraverso la detta apertura di ingresso (20). 8.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 7, in cui il dispositivo di tenuta (23) comprende una guarnizione anulare (23) montata tra il condotto di mandata (3) e l’elemento di fine corsa (11) e tra l’apertura di ingresso (20) e l’apertura di uscita (22). 9.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 7, in cui la porzione tubolare (13) comprende un secondo tratto, il quale si estende tra l’apertura di ingresso (20) e l’apertura di uscita (22), e presenta un diametro esterno sostanzialmente pari al diametro del corrispondente tratto (6) del condotto di mandata (3). 10.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 9, in cui la valvola di non ritorno (9) comprende, inoltre, una molla (19) di spinta dell’otturatore (10) verso la sua posizione di chiusura; la spinta esercitata sull’otturatore (10) dal combustibile alimentato attraverso la detta prima sede (8) essendo maggiore della somma delle spinte esercitate sull’otturatore (10) dalla molla (19) e dal combustibile contenuto nella porzione tubolare (13). 11.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l’elemento di fine corsa (11) è fissato nel corpo pompa (2).CLAIMS 1.- Pumping unit for supplying fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine, the pumping unit comprising a pump body (2); a delivery duct (3) obtained in the pump body (2) to feed the fuel to the internal combustion engine; and a non-return valve (9) arranged along the delivery duct (3) itself; the non-return valve (9) comprising a shutter (10) movable between an open position and a closed position of the delivery duct (3) and a first seat (8) formed in the delivery duct (3) to receive the shutter (10) following its displacement from the open position to the closed position; and being characterized by the fact that it also comprises an end-of-stroke element (11) inserted in the delivery duct (3) and provided with a second seat (14) suitable for receiving and holding the shutter (10) following a its displacement from the closed position to the open position. 2.- Pumping unit according to Claim 1, wherein the end-of-stroke element (11) comprises at least one tubular portion (13), which has an axially open free end defining said second seat (14), and is hydraulically connected to the delivery duct (3) when the shutter (10) is arranged in its open position. 3.- Pumping unit according to claim 2 and also comprising a hydraulic circuit (6, 7, 15, 20) for feeding the fuel through the first seat (8) and inside the tubular portion (13); the hydraulic circuit (6, 7, 15, 20) being shaped in such a way that the pressure exerted on the shutter (10) by the fuel contained in the tubular portion (13) is lower than the pressure exerted on the shutter (10) by the fuel supplied through said first seat (8). 4.- Pumping unit according to Claim 2 or 3, wherein the stop element (11) comprises at least one inlet opening (20) for the fuel in the tubular portion (13) and at least one outlet opening (22) fuel from the tubular portion (13) itself; the thrust exerted on the shutter (10) by the fuel contained in the tubular portion (13) being less than the thrust exerted on the shutter (10) by the fuel fed through said first seat (8) so as to lock the shutter (10) itself in its open position. 5.- Pumping unit according to Claim 4, in which the tubular portion (13) has a determined longitudinal axis (4); the inlet opening (20) being substantially transverse to the axis (4) itself. 6.- Pumping unit according to claim 5, wherein the tubular portion (13) comprises at least a first portion, which has an external diameter smaller than the diameter of the corresponding portion (6) of the delivery duct (3), and is provided with said inlet opening (20). 7.- Pumping unit according to any one of claims 4 to 6 and furthermore comprising a sealing device (23) interposed between the delivery duct (3) and the limit switch element (11) to divert the fuel through said inlet opening (20). 8.- Pumping unit according to Claim 7, wherein the sealing device (23) comprises an annular gasket (23) mounted between the delivery duct (3) and the stop element (11) and between the inlet opening (20) and outlet opening (22). 9.- Pumping unit according to Claim 7, in which the tubular portion (13) comprises a second section, which extends between the inlet opening (20) and the outlet opening (22), and has a external diameter substantially equal to the diameter of the corresponding portion (6) of the delivery duct (3). 10.- Pumping unit according to any one of claims 2 to 9, in which the non-return valve (9) also comprises a spring (19) pushing the shutter (10) towards its closed position; the thrust exerted on the shutter (10) by the fuel fed through said first seat (8) being greater than the sum of the thrusts exerted on the shutter (10) by the spring (19) and by the fuel contained in the tubular portion (13). 11.- Pumping unit according to any of the preceding claims, in which the stroke end element (11) is fixed in the pump body (2).