ITTO20060323A1 - Filtro del gasolio per motori diesel. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Filtro del gasolio per motori Diesel"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale ai filtri del gasolio per motori Diesel.

Nei moderni motori Diesel, la presenza d'impurità nel gasolio, in particolare di gocce d'acqua, può rivelarsi critica per il funzionamento degli iniettori del combustibile. Sono quindi stati sviluppati filtri muniti di mezzi di separazione dell'acqua dal gasolio.

Più in particolare, l'invenzione si riferisce ad un filtro provvisto di un elemento di separazione dell'acqua dal gasolio.

Un filtro noto di questo tipo è descritto in EP-1 229 984. In questo filtro, l'elemento filtrante atto a separare l'acqua dal gasolio è portato alla base di un'appendice conica applicabile all'estremità inferiore di un manicotto disposto coassialmente all'interno dell'involucro del filtro, in modo tale che tale elemento filtrante si estende in una camera di raccolta dell'acqua adiacente al fondo dell'involucro. L'appendice conica associata al manicotto costituisce un elemento aggiuntivo che comporta inevitabilmente un aumento dei costi di produzione del filtro, e determina un ingombro nella camera di raccolta dell'acqua che può limitare l'efficacia del filtro.

L'invenzione si riferisce più specificamente ad un filtro avente le caratteristiche menzionate nel preambolo della rivendicazione 1.

Un filtro del tipo qui sopra definito è noto da EP-1 267 068 che descrive un elemento filtrante per separare l'acqua avente forma di cestello, alloggiato internamente al manicotto. Tuttavia, la forma complessa di questo elemento filtrante non è favorevole ad una sua realizzazione con costi contenuti. Inoltre, la parete laterale dell'elemento a cestello, che ha forma conica a base circolare, presenta tratti poco distanziati dalla parete del manicotto, i quali possono ostacolare il corretto deflusso delle gocce d'acqua separate dal gasolio verso la camera di raccolta.

Lo scopo principale dell'invenzione è quello di fornire un filtro del gasolio che permetta di migliorare l'effetto di separazione dell'acqua rispetto alle soluzioni precedentemente note, e che risulti nel contempo semplice, realizzabile con costi contenuti ed efficace nel funzionamento.

Secondo l'invenzione, questo scopo viene raggiunto da un filtro avente le caratteristiche menzionate nella rivendicazione 1.

Grazie a queste caratteristiche, il filtro dell'invenzione presenta una struttura semplice a tutto vantaggio della riduzione dei costi di produzione e dell'aumento dell'affidabilità operativa. Inoltre, l'elemento filtrante per la separazione dell'acqua presenta una struttura che favorisce il deflusso delle goccioline d'acqua separate dal gasolio verso la camera di raccolta. Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla lettura della descrizione dettagliata che segue, fornita a puro titolo d'esempio non limitativo e riferita ai disegni annessi, in cui:

la figura 1 è una vista in elevazione laterale sezionata di una prima variante di un filtro del gasolio secondo l'invenzione;

la figura 2 è una vista prospettica di una particolare indicato con la freccia II nella figura 10 figure 3 e 4 sono viste simili alle figure 1 e 2, che illustrano un'altra variante dell'invenzione; e

le figure 5 a 7 sono viste schematiche simili alle figure 2 e 4, che illustrano rispettivamente ulteriori varianti dell'invenzione.

Con riferimento iniziale alle figure 1 e 2, un filtro del gasolio, particolarmente per motori Diesel, è indicato in generale con il numero di riferimento 10.

Nella descrizione che segue, i termini "superiore" ed "inferiore" si riferiscono alla normale condizione di montaggio del filtro 10 nel motore di un autoveicolo.

11 filtro 10 comprende un involucro cilindrico 12 di asse generale A, avente una parete laterale 14 chiusa inferiormente da un fondo 16 e superiormente da un coperchio circolare 18.

Il coperchio 18 comprende un organo a disco 18a che presenta un foro centrale 20, coassiale con l'asse A e circondato da un collare filettato 22 sporgente verso l'interno dell'involucro 12, ed una serie fori assiali 24 disposti lungo una circonferenza concentrica con il foro 20. L'organo a disco 18a è fissato alla sommità della parete laterale 14 per mezzo di una piastra circolare 18b, ad esempio mediante graffatura del suo bordo periferico sul bordo superiore della parete 14.

I fori 24 costituiscono aperture per l'ingresso del gasolio all'interno dell'involucro 12, mentre il foro 20 è predisposto per essere collegato con un raccordo d'uscita (non illustrato) del gasolio dal filtro 10. Convenientemente, guarnizioni anulari 30 e 32 sono disposte al di sopra della piastra 18b per esercitare tenuta nei confronti del gasolio in ingresso ed in uscita dal filtro 10.

Internamente all'involucro 12 è predisposto un manicotto tubolare 36, tipicamente di materiale plastico, che si estende coassialmente all'asse A per una porzione sostanziale della lunghezza assiale dell'involucro 12, in modo da lasciare inferiormente una zona libera 28 che definisce una camera di raccolta dell'acqua adiacente al fondo 16, la cui funzione sarà meglio chiarita nel seguito della descrizione .

In particolare, il manicotto 36 presenta un'estremità superiore 36a in appoggio sull'organo a disco 18a con l'interposizione di una guarnizione anulare 38 che circonda il collare 22, ed un'estremità inferiore 36b in appoggio su di un piattello forato 40 avente un foro centrale 42 ed una serie di fori 44 radialmente distanziati dall'asse A. Il bordo esterno del piattello 40 poggia su di uno spallamento radiale 46 della parete 14.

Sul piattello forato 40 è anche appoggiato un primo elemento filtrante 48, tipicamente costituito da un rotolo di carta, che occupa lo spazio radiale definito fra il manicotto 36 e la parete 14, il guale è separato dall'organo a disco 18a da una camera anulare d'ingresso 50. La funzione dell'elemento filtrante 48 è notoriamente quella di separare eventuali impurità solide dal gasolio ammesso all'interno del filtro 10.

Il manicotto 36, destinato a mettere in comunicazione il foro 20 con la camera di raccolta 28, è provvisto di un secondo elemento filtrante del tipo a membrana di separazione, realizzato per mezzo di una microrete indicata nelle figure 1 e 2 con il numero di riferimento 52a, la quale è in forma di foglio sostanzialmente sviluppabile in un piano.

La microrete 52a è disposta interamente all'interno del manicotto 36 ed il suo bordo perimetrale è fissato integralmente alla parete del manicotto 36. Essa è convenientemente realizzata di materiale plastico, la dimensione delle sue maglie essendo tale da permetterne l'attraversamento soltanto da parte del gasolio, ma non delle goccioline d'acqua in esso disperse. Il fissaggio della microrete 52a è preferibilmente realizzato incorporando una porzione del suo bordo perimetrale nella parete del manicotto 36 mediante costampaggio.

La microrete 52a è sensibilmente piana e di forma ellittica, e si estende in un piano inclinato rispetto all'asse A. Essa può formare un angolo di circa 20° con l'asse A, in modo da presentare una superficie attiva relativamente ampia.

Nel fondo 16 dell'involucro 12 è praticato un foro centrale di scarico 54 normalmente impegnato da un tappo amovibile 56 a cui può essere associato, in modo per sé noto, un sensore atto a rilevare il livello dell'acqua nella camera 28.

Nel funzionamento del filtro 10, il gasolio viene ammesso nell'involucro 12 attraverso i fori 24 del coperchio 18, fino ad accedere alla camera anulare d'ingresso 50 e ad attraversare assialmente l'elemento filtrante 38 per raggiungere la camera di raccolta 28. Il gasolio presente nella camera 28 risale poi verso il foro 20 del coperchio 18 lungo il canale definito dal manicotto 36, intercettando la microrete 52a in modo tale che le gocce d'acqua in esso disperse vengono separate in modo da restare confinate dalla parte della microrete 52a rivolta verso la camera 28. Le gocce d'acqua così separate scendono lungo la microrete 52a e la superficie interna del manicotto 36, fino a cadere per gravità nella camera 28. Soltanto il gasolio filtrato dalla microrete 52a fuoriesce dal filtro 10 attraverso il foro d'uscita 20 ed il raccordo ad esso collegato.

L'acqua accumulatasi nella camera di raccolta 28 può essere scaricata attraverso il foro 54 rimuovendo il tappo 56. Se è previsto un sensore di livello dell'acqua nella camera 28, il tappo 56 può essere azionato automaticamente per liberare il foro 54 a seguito della rilevazione del raggiungimento di un livello di soglia da parte dell'acqua nella camera di raccolta 28.

Le figure 3 e 4, nelle quali sono stati utilizzati gli stessi riferimenti della variante precedente per indicare parti uguali o simili ad essa, illustrano un'altra variante del filtro secondo l'invenzione. Nella descrizione di tali figure verranno presi in considerazione soltanto gli elementi differenti da quelli della variante precedente, mentre tutto ciò che non viene esplicitamente descritto corrisponde a quanto già descritto in precedenza.

In queste figure, il manicotto 36 presenta una coppia di appendici a mensola 58 contrapposte, di forma semicircolare, le quali si estendono perpendicolarmente all'asse A a quote diverse rispetto all'estensione assiale del manicotto 36. La microrete associata al manicotto 36 è indicata in queste figure con il numero di riferimento 52b ed ha forma piana. Essa giace in un piano parallelo all'asse A in modo da presentare una forma rettangolare con due lati opposti fissati alle estremità libere 60 delle appendici a mensola 58, mentre gli altri due suoi lati sono fissati integralmente alla parete del manicotto 36.

Naturalmente, nel caso in cui la microrete 52b dovesse avere un'inclinazione tale da formare un angolo non nullo con l'asse A, e quindi un'inclinazione intermedia fra quella delle varianti illustrate rispettivamente nelle figure 1, 2 e 3, 4, essa potrà presentare una forma sostanzialmente a quadrilatero con una coppia di lati diritti fissati alle appendici a mensola 58, che in questo caso avranno forma di segmento circolare, ed una coppia di lati opposti arcuati fissati integralmente alla parete del manicotto 36.

Le figure 5 a 7, illustrano ulteriori varianti del filtro dell'invenzione, nelle quali sono stati utilizzati gli stessi riferimenti delle varianti precedenti per indicare parti uguali o simili a quelle più sopra descritte.

In particolare, la microrete della figura 5, indicata con il riferimento 52c, è disposta inclinata rispetto all'asse A del manicotto 36 e presenta ancora una forma sostanzialmente ellittica. La sua superficie è di tipo poliedrico e derivabile da un foglio piano a seguito di una piegatura intermedia, e comprende due porzioni piane 62 semiellittiche aventi in comune uno spigolo 53 che forma un angolo con l'asse A.

La microrete della figura 6, indicata con il riferimento 52d, ha anch'essa forma sostanzialmente ellittica e si estende su dì una superficie cilindrica inclinata rispetto all'asse A, per cui può essere facilmente ottenuta incurvando una microrete piana in forma di foglio.

Entrambe le microreti 52c e 52d presentano convenientemente l'intero bordo perimetrale incorporato nella parete del manicotto 36, ad esempio a seguito di un procedimento di realizzazione per costampaggio, analogamente a quanto sopra descritto con riferimento alla microrete 52a.

La microrete della figura 7, indicata con il riferimento 52e, sì estende su di una superficie poliedrica fra una coppia di appendici radiali a mensola 64, aventi forma a spicchio o a settore circolare, simili alle appendici a mensola 58 sopra descritte a proposito della microrete 52b. Ciascuna appendice 64 presenta una coppia di superfici d'estremità divergenti 66 che definiscono un vertice. Fra i due vertici delle appendici 64 si estende uno spigolo 53 della microrete 52e, che può coincidere con l'asse A del manicotto 36. Lo spigolo 53 è comune a due porzioni sostanzialmente piane e rettangolari 62 della microrete 52e, ciascuna delle quali presenta due lati contrapposti fissati superiormente ed inferiormente ad una delle appendici 64 in corrispondenza di una rispettiva estremità 66, ed un lato contrapposto allo spigolo 53, generalmente di forma arcuata, fissato alla parete del manicotto 36. Anche nel caso della microrete 52e, essa è ottenibile da un foglio sostanzialmente piano a seguito della formazione di una piegatura intermedia.

Nel filtro 10 della presente invenzione, il gruppo costituito dal manicotto 36 e dalla relativa microrete presenta i seguenti vantaggi:

la superficie di separazione delle gocce d'acqua è lontana dalla camera di raccolta 28, il che permette di determinare un flusso del gasolio più lento e meno turbolento in prossimità della zona di separazione dell'acqua. Ciò consente di disporre di gocce d'acqua di maggiori dimensioni in sospensione nel gasolio gocce, che possono essere quindi separate più facilmente dal gasolio. Inoltre, la distanza fra la superficie interna del manicotto e la superficie della microrete, in particolare la superficie sulla quale avviene la separazione delle gocce d'acqua, è relativamente elevata, in modo tale che possono essere evitati accumuli d'acqua e il deflusso dell'acqua verso il basso risulta facilitato. In definitiva, la soluzione alla base della presente invenzione permette di ottenere una maggiore efficienza di separazione dell'acqua rispetto alle soluzioni precedentemente note.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Filtro del gasolio per motori Diesel, comprendente : un involucro cilindrico (12) avente un fondo (16) ed un coperchio (18) munito di aperture (24, 20) per l'ammissione del gasolio nell'involucro (12) e per lo scarico del gasolio al di fuori dell'involucro (12), un manicotto (36) disposto nell'involucro (12) con il suo asse generale sostanzialmente parallelo a quello (A) dell'involucro, ed avente le estremità opposte (36a, 36b) rispettivamente affacciate al coperchio (18) e ad una camera di raccolta (28) adiacente al fondo (16) dell'involucro (12), un primo elemento filtrante (48) interposto radialmente fra il manicotto (36) e l'involucro (12), separato dal fondo (16) per mezzo di detta camera di raccolta (28), e un secondo elemento filtrante per separare particelle d'acqua dal gasolio, che include una microrete (52a; 52b; 52c; 52d; 52e) disposta internamente al manicotto (36), caratterizzato dal fatto che detta microrete (52a; 52b; 52c; 52d; 52e) è in forma di foglio con la superficie sostanzialmente sviluppabile in un piano, ed è fissata integralmente lungo il proprio perimetro al manicotto (36).
2. 2. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la microrete (52a; 52c; 52d) è sostanzialmente ellittica ed è disposta inclinata rispetto all'asse (A) del manicotto (36).
3. 3. Filtro secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la microrete (52a) è piana.
4. 4. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la microrete (52c) si estende su di una superficie poliedrica che presenta almeno uno spigolo (53) di separazione di almeno due sue porzioni piane (62).
5. 5. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la microrete (52d) si estende su di una superficie cilindrica.
6. 6. Filtro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 a 5, caratterizzato dal fatto che l'intero bordo perimetrale della microrete (52a; 52c; 52d) è incorporato nella parete del manicotto (36). 8. Filtro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il manicotto (36) comprende una coppia dì appendici radiali a mensola (58; 64) che si estendono internamente ad esso a quote diverse della sua estensione assiale, e dal fatto che la microrete (52b; 52e) è connessa a porzioni d'estremità (60; 66) di dette appendici (58; 64). 9. Filtro secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che dette appendici (58) sono contrapposte e dal fatto che la microrete (52b) presenta una forma sostanzialmente a quadrilatero e giace in un piano che si estende fra dette appendici (58) del manicotto (36). 10. Filtro secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la microrete (52b) è rettangolare e giace in un piano parallelo all'asse (A) del manicotto (36). 11. Filtro secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la microrete (52e) si estende su dì una superficie poliedrica che presenta almeno uno spigolo (53) di separazione di almeno due sue porzioni sostanzialmente rettangolari (62) ciascuna delle quali ha due lati contrapposti fissati a dette appendici (64) del manicotto (36). 12. Filtro secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto almeno uno spigolo (53) della microrete (52e) è parallelo all'asse (A) del manicotto (36). 13. Filtro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 12, caratterizzato dal fatto che la microrete (52a; 52b; 52c; 52d; 52e) è incorporata nel manicotto (36) mediante costampaggio. 14. Filtro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 13, caratterizzato dal fatto che la microrete (52a; 52b; 52c; 52d; 52e) è realizzata di materiale plastico.