KR20080027763A - 프리로디드 원-웨이 밸브 어큐뮤래이터 - Google Patents

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KR20080027763A
KR20080027763A KR1020077026796A KR20077026796A KR20080027763A KR 20080027763 A KR20080027763 A KR 20080027763A KR 1020077026796 A KR1020077026796 A KR 1020077026796A KR 20077026796 A KR20077026796 A KR 20077026796A KR 20080027763 A KR20080027763 A KR 20080027763A
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way valves
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KR1020077026796A
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프랭크 브래들리 스탬스
마이클 래프 스미스
이태오
Original Assignee
벨 헬리콥터 텍스트론, 인크.
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Abstract

제 1 바디 및 제 2 바디 접속을 위한 진동 분리기는, 제 1 챔버(22), 제 2 챔버(26)와 제 1 챔버(22) 및 제 2 챔버(26)를 연결하고 유체(34)가 제 1 챔버(22) 및 제 2 챔버(26) 사이에서 유동하도록 하는 포트(24)를 갖는 하우징을 포함한다. 제 1 챔버(22), 제 2 챔버(26) 및 포트(24)는 유체 용기(27)를 형성한다. 분리기는 제 1 원-웨이 밸브(140)와, 제 2 원-웨이 밸브(142)를 통하여 유체 용기(27)와 유체 연통하는 가스-유체 어큐뮤래이터(30)를 포함한다. 제 1 원-웨이 밸브(140)는 유체(34)가 유체 용기(27)로부터 어큐뮤래이터(30)로만 단지 유동하도록 하고, 제 2 원-웨이 밸브(142)는 유체(34)가 어큐뮤래이터(30)로부터 유체 용기(27)로만 단지 유동한다. 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브(140, 142)들 중의 적어도 하나는 사전설정된 힘으로 프리로디드되어 유체 압력이 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 상기 적어도 하나의 원-웨이 밸브(140, 142)를 통하여 유동하도록 한다.

Description

프리로디드 원-웨이 밸브 어큐뮤래이터{PRELOADED ONE-WAY VALVE ACCUMULATOR}
본 발명은 분리 장치에서의 개선에 관한 것이다. 특히, 도시된 실시예는 어큐뮤래이터(accumulator)의 역효과를 제거하기 위한 분리 장치에서의 개선에 관한 것이다.
Halwes 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,236,697호; Redinger에게 허여된 미합중국 특허 제 6,217,011호; 및 Stamps 등에게 허여된 미합중국 특허 제 6,431,530호는 분리기의 예들이며, 그 각각이 이곳에 전체로서 참조되었다.
본 발명의 한 양상은, 제 1 바디 및 제 2 바디 접속을 위한 것으로서, 제 1 챔버 및 제 2 챔버와 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 연결하고 유체가 제 1 챔버 및 제 2 챔버 사이에서 유동하도록 하는 포트를 가지며, 제 1 및 제 2 챔버 및 포트가 유체 용기를 형성하는 하우징과, 유체가 유체 용기로부터 어큐뮤래이터로만 단지 유동하도록 하는 제 1 원-웨이 밸브와, 유체가 어큐뮤래이터로부터 유체 용기로만 단지 유동한도록 하는 제 2 원-웨이 밸브를 통하여 유체 용기와 유체 연통하는 가스-유체 어큐뮤래이터를 포함하고, 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들 중의 적어도 하나는 사전설정된 힘으로 프리로디드되어(preloaded) 유체 압력이 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 상기 적어도 하나의 원-웨이 밸브를 통하여 유동하도록 하는 진동 분리기(vibration isolator)를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은, 제 1 바디 및 제 2 바디 연결을 위한 것으로서, 유체 용적부를 형성하는 내부면을 갖는 하우징과, 유체 용적부에 위치된 튜닝 유체와, 유체 용적부에 위치되고, 유체 용적부의 일부를 분리하도록 위치된 한 면을 갖고, 그 분리된 부분이 유체 용적부내에 제 1 챔버를 형성하는 내부 실린더와, 가변 용적을 갖는 제 2 챔버와, 제 1 챔버를 제 2 챔버에 연결시키고 유체가 제 1 챔버로부터 제 2 챔버로 유동하도록 하는 통로를 포함하고, 제 1 및 제 2 챔버와 통로가 유체 용기(fluid reservoir)를 형성하고, 그리고 유체 용기의 최상부와 유체 연통하는 가스-유체(gas-to-fluid) 어큐뮤래이터를 포함하고, 가스-유체 어큐뮤래이터는 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브에 의해 유체 용기에 접속되고, 제 1 원-웨이 밸브는 유체가 유체 용기로부터 어큐뮤래이터로 통과하도록 하고, 제 2 원-웨이 밸브는 유체가 어큐뮤래이터로부터 유체 용기로 통과하도록 하고, 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각은 사전설정된 힘으로 프리로디드되어 유체 압력이 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 각 원-웨이 밸브를 관통하여 유동하도록 하는 진동 분리기를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은, 하나의 바디를 다른 바디의 진동으로부터 분리하는 반면에 두 바디를 연결시키기 위한 것으로서, 바디 중의 하나에 연결되도록 구성되고 긴 내부 용적부를 갖는 외측 실린더와, 내측 용적부내에 이동가능하게 위치되는 내측 실린더를 포함하고, 내측 실린더 및 내측 용적부가 내측 실린더의 한 단부에서 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고, 제 1 및 제 2 챔버를 연결하는 튜닝 포트를 포함하고, 제 1 및 제 2 챔버 및 튜닝 포트가 유체 용기를 형성하고, 내측 실린더를 외측 실린더에 연결하는 스프링과, 제 1 및 제 2 챔버와 튜닝 포트를 충진시키는 튜닝 질량과, 그리고 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들에 의해 유체 용기의 최상부에 연결된 가스-유체 어튜뮤래이터를 포함하고, 제 1 원-웨이 밸브는 유체가 유체 용기로부터 어큐뮤래이터로 통과하도록 하고, 제 2 원-웨이 밸브는 유체가 어큐뮤래이터로부터 유체 용기로 통과하도록 하며, 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각은 사전설정된 힘으로 프리로디드되어 유체 압력이 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 각 원-웨이 밸브를 관통하여 유동하도록 하는 진동 분리기를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은, 제 1 바디 및 제 2 바디를 연결하기 위한 것으로서, 제 1 챔버 및 제 2 챔버와 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 연결하고 유체가 제 1 챔버 및 제 2 챔버 사이에서 유동하도록 하는 포트를 가지며, 제 1 및 제 2 챔버 및 포트가 유체 용기를 형성하는 하우징과, 제 1 및 제 2 통로를 통하여 유체 용기와 유체 연통하는 가스-유체 어큐뮤래이터를 포함하고, 제 1 및 제 2 통로 각각은 정상 작동의 진동 압력 범위내에서 유체 용기의 유체를 어큐뮤래이터로부터 분리시키기 위한 수단을 포함하는 진동 분리기를 포함한다.
이 발명의 양상, 특징 및 잇점들은 본 공개의 부분이며 본 발명의 원리를 예시적인 방식으로써 설명하는 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 기술로부터 명백해질 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 다양한 실시예에 대한 이해를 돕는데, 도면에서,
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 진동 분리기의 단면도;
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 진동 분리기의 단면도;
도 3은 도 1의 진동 분리기의 확대도;
도 4는 도 2의 진동 분리기의 확대도;
도 5는 정상 작동 범위에서 본 발명의 실시예에 대한 작동 진동 압력을 보여주는 그래프; 그리고
도 6은 본 발명의 한 실시예에 포함된 에어크래프트 구조의 사시도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 진동 분리기가 도 1에 도시되었고, 일반적으로 10으로 표시된다. 진동 분리기(10)는 상부 하우징(12) 및 외측 하부 하우징(14)을 포함한다. 이 실시예에서, 상부 하우징(12) 및 하부 하우징(14)은 기계적으로 직접 연결되지 않지만, 장치의 다른 부품을 경유하여 간접적으로 연결된다.
상부 및 하부 하우징(12, 14)외에, 진동 분리기(10)는 하우징(12, 14)의 오목부에 의해 형성된 용적부내에 위치되는 내부 실린더(16)를 또한 포함한다. 작동에서, 내부 실린더(16)는 진동 바디에 의해 부과되는 이동에 반응하여 이 용적부내에서 병진운동한다.
상부 하우징(12)은 엘라스토머 관형 베어링(18)에 의해 내부 실린더(16)에 동심원으로 본딩된다. 하부 하우징(14)은 엘라스토머 관형 베어링(elastomer tubeform bearing;20)에 의해 내부 실린더(16)에 동심원으로 본딩된다. 엘라스토머 관형 베어링들(18, 20)은 분리기(10)용의 신축적인 스프링 부재로 작용한다. 관형 베어링들의 길이는 특수한 적용의 요구에 따라서 가변적일 수 있으나, 그 길이는 장치에서의 진동 압력에 의해 야기되는 엘라스토머의 벌징(bulging)을 최소화하기에 충분한 것이 바람직하다.
상부 하우징(12)의 오목 내부면과 내부 실린더(16)의 상부면 및 관형 베어링(18)은 함께 상부 유체 챔버(22)을 형성한다. 그 상부 유체 챔버(22)는 내부 실린더(16)를 관통하는 튜닝 포트(24)를 경유하여 진동 분리기(10)의 하부에 연결된다. 하부 하우징(14)의 오목면과 내부 실린더(16)의 하부면 및 관형 베어링(20)은 함께 하부 유체 챔버(26)를 형성하는데, 그 챔버는 튜닝 포트(24)의 하부 단부와 유체 연통한다. 분리기(10)용의 신축적인 스프링 부재로서 작용하는 것 외에, 엘라스토머 관형 베어링들(18, 20)은 유체 챔버들(22, 26)용의 유체 밀봉부(fluid seal)로서 작용한다.
유체 챔버들(22, 26)과 튜닝 포트(24)는 무점성 유체(inviscid fluid;34)로 충전되어 유체 용기(27)를 형성하고, 캐비테이션(cavitation)을 방지하기 위해 가압된다. 도시된 바와 같이 분리기(10)는 두 개의 엘라스토머 관형 베어링(18, 20)외에 중앙의 엘라스토머 구형 베어링(28)을 포함한다.
작동에서, 상부 및 하부 하우징(12, 14)은 바디에 장착되어 진동으로부터 차단된다. 구형 베어링(28)은 진동 바디에 연결된다. 내부 실린더(16)가 분리기(10)내에서 이동함에 따라서, 챔버들(22, 26) 중의 하나의 용적부(volume)는 증가하고 다른 하나는 감소한다. 용적부에서의 이 변화는 챔버들(22, 26) 사이에 압력차를 발생시키고, 내부 실린더(16) 이동의 반대 방향으로 한 챔버에서 다른 하나의 챔버로의 무점성 유체(34)의 대응하는 유동을 일으킨다. 튜닝 포트(24)내에서의 유체(34)의 이 이동은 관성력을 발생시킨다. 선택된 빈도 범위내에서, 이 관성력은 실제적으로 또는 완전하게 분리기(10)에서 엘라스토 스프링력(elastomeric spring force)을 캔슬시킨다.
내부 유압을 안정화시키기 위해서, 유체와 엘라스트머 열 팽창은 일체화된 용적부 컴펜세이터(integral volume compensator;30)의 사용을 통하여 수용된다. 용적부 컴펜세이터(30)는 과도한 압력의 집중과, 용적 변화와 광범위한 온도에 걸쳐서 분리기의 작동으로 야기되는 관련된 압력 진동으로 인해 존재할 수 있는 캐비테이션의 위험을 완화시킨다. 도 1에 도시된 분리기에서, 컴펜세이터(30)는 질소와 같은 가스로 충진된 에어 스프링 형태를 취한다. 이 디자인에서, 컴펜세이터는 가스(32) 및 유체(34) 사이에 배리어를 요구하지 않는다. 그러나, 실험 데이터는 본 발명의 한 실시예가 -45 내지 150 ℉의 온도 범위에 걸쳐서 내부 유압에서 대략 +/- 35% 의 변화가 있음을 보여주고 있다. 따라서, 용적부 컴펜세이터(30)내의 압력이 캐비테이션을 방지하기 위해 튜닝 유체의 증기압의 적어도 35% 위로 설정되는 것이 바람직하다. 내부 압력은 분리기 재료의 기계적 응력 제한에 의해 높은 단부에 구속된다. 도 1에 도시된 실시예는 컴펜세이터에서의 유체 수준을 결정하기 위한 시야 글래스(sight glass;38)와 가스를 직접 가압하기 위한 가스 밸브(39)를 포함한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 분리기의 내부면은 분리기가 그것의 정상 방 향에 위치될 때에 버블이 컴펜세이터에 떠오르도록 모양이 결정된다.
분리기(10)는 유체 압력을 프리로디드 밸브 조립체(36)를 경유하여 용적부 컴펜세이터(30)에 연통시킨다. 도 3에 도시된 바와같이, 프리로디드 밸브 조립체(36)는 제 1 프리로디드 원-웨이 밸브(140)와 제 2 프리로디드 원-웨이 밸브(142)를 포함한다. 이 실시예에서, 일단 밸브(140)의 프리로드 압력이 극복되면, 출구 밸브인 제 1 프리로디드 원-웨이 밸브(140)는 버블과 유체가 유체 용기(27)로부터 컴펜세이터(30)를 통과하도록 한다. 이와 유사하게, 일단 밸브(142)의 프리로드 압력이 극복되면, 입구 밸브인 제 2 프리로디드 원-웨이 밸브(142)는 유체가 컴펜세이터(30)로부터 유체 용기(27)로 통과하도록 한다. 이런 디자인을 통해서, 유체 용기(27)에 형성된 모든 버블이 유체 용기(27)의 최상부에 부유하고, 볼(146)에 대해서 인가된 소정의 힘을 극복할 수 있는 충분한 압력이 용기(27)의 유체에 가해짐에 따라서, 버블들은 원-웨이 밸브(140)를 관통하여 컴펜세이터(30)안으로 통과할 것이고, 그곳에서 수집되고 컴펜세이터(30)의 가스 용적부에 더해진다. 또한, 예를 들면, 열 팽창동안에, 일단 밸브(140)의 프리로드 압력이 극복되면, 유체는 용기(27)로부터 컴펜세이터(30)로 통과한다. 따라서, 가스와 유체 양자는 밸브(140)의 프리로드 압력을 극복할 수 있는 충분한 압력의 존재에 따라서, 밸브(140)를 관통할 것이다.
유체 용기(27)로부터 밸브(140)를 통과하여 컴펜세이터(30)까지의 버블 형태의 어떤 용적부 손실도, 밸브(142)의 프리로드 압력을 극복할 수 있는 충분한 압력의 존재에 따라서, 원-웨이 밸브(142)를 관통하여 액체 형태로 유체 용기(27)로 회 복된다. 밸브(142)의 프리로드는 밸브(140)상의 프리로드와 동일하거나 또는 원하는 바에 따라서 아무것도 포함하지 않고 상이할 수 있다.
프리로디드 원-웨이 밸브들(140, 142)의 디자인은, 유체가 어떤 소정의 압력을 초과하지 않는한, 유체의 관통을 저지할 수 있는 밸브의 능력을 제공하는 여하한의 적절한 형태일 수 있다. 따라서, 밸브들(140, 142)은 소정의 힘으로 프리로디드 되어서, 그 프리도드가 초과된 후에만 개방될 것이다. 이 기능을 달성하기 위한 밸브의 디자인은 밸브의 다양한 형태를 포함할 수 있는데, 이곳에서는 단지 몇 가지만 기술된다.
도 3의 도시된 실시예에서, 각 원-웨이 밸브(140, 142)는 볼(146)로 장전된 기계적 스프링 형태를 취한다. 특히, 밸브(140)는 일반적으로 원통형 입구(148) 및 그 입구(148)보다 큰 직경을 갖는 일반적으로 원통형 출구(150)를 포함한다. 출구(150)는 볼(146)을 수용하기 위한 리세스부(recessed portion;152)를 포함한다. 원-웨이 밸브(140)의 크기 및 형상은 진동 분리기(10)의 원하는 성능에 필요한 다양한 형태일 수 있다. 예를 들면, 입구(148)와 스프링(144)에 의해 볼(146) 상에 인가되는 힘의 크기는 원하는 바에 따라서 가변적일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 볼상의 스프링의 힘은, 밸브(140)와, 용기(27)의 작동 유체 및 컴펜세이터(30) 사이의 통로가 분리기(10)의 정상적인 작동 압력 진동에 걸쳐서 밀폐된 것으로 잔류하는 것을 보장하도록 미리결정되고 설정된다. 따라서, 컴펜세이터(30)의 존재는 분리기(10)의 전반적인 성능과 프리로디드 원-웨이 밸브들(140, 142)의 추가에 역효과를 미치지 않는데, 이것은 이곳에서 제한된 압력 범위내에서 컴펜세이터(30)의 명백한 존재를 제거함으로써 분리기(10)의 성능이 강화되는 것으로 개시된다.
원-웨이 밸브(142)는, 입구(154)가 컴펜세이터(30)의 유체와 인접하고 출구(156)가 유체 용기(27)의 상부와 인접하는 것을 제외하고, 원-웨이 밸브(140)에 대해서 전술한 방법과 거의 동일하게 형성된다. 볼(146)에 대해서 인가된 사전설정된 힘을 극복하기에 컴펜세이터(30)에 충분한 압력이 가해짐에 따라서, 컴펜세이터(30)의 유체(34)는 밸브(142)를 관통하여 용기(27)내로 통과한다. 또한, 유체가 밸브(142)를 관통하여 통과하는데 필요한 소정의 힘이 유체가 밸브(140)를 관통하여 통과하는데 필요한 소정의 힘과 거의 동일하도록 밸브(142)가 구성되기는 하나, 각 밸브(140, 142)에 대한 소정의 힘은 원하는 바에 따라서 각 밸브에 대해서 독립적으로 정해질 수 있다.
분리기(10)내의 댐핑(damping)은 낮은 댐핑 특성을 갖는 엘라스토 베어링(18, 20)의 사용과 장치내의 무점성 유체의 사용을 통하여 최소화된다. 댐핑은 비교적 큰 값을 갖는 튜닝 포트(24)의 사용을 통하여 추가적으로 최소화된다. 큰 직경의 튜닝 포트(24)는 튜닝 포트(24)내의 유체(34) 속도를 최소화함으로써 분리기(10)에서의 댐핑을 감소시킨다.
사용된 유체(34)는 실시예마다 변할 수 있지만, 유체(34)는 낮은 점성과 비부식성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 분리기(10)의 유체(34)는 LORD CORPORATION.RTM사가 제조한 SPE일 수 있다. 다른 실시예들은 수은 또는 현수된(suspended) 밀한(dense) 입자 물질을 갖는 하이드로릭 유체를 포함한다. 또한, 유체 질량은 일부 실시예에서 튜닝 포트(24)에 위치된 솔리드 슬러그(solid slug)의 사용에 의해 보충될 수 있다.
유사하게, 분리기 관형 베어링(18, 20)용으로 사용된 엘라스토머는 변할 수 있지만, 엘라스토머가 긴 피로 수명을 갖고 낮은 댐핑 특성을 보여주는 것이 바람직하다. 예를 들면, 엘라스토머는 LORD CORPORATION.RTM사가 제조한 LORD SPE X.RTM일 수 있다.
도 2 및 도 4는 분리기(10)의 형태에 대한 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있는데, 가스-유체 어큐뮤래이터(44)가 제 1 프리로디드 원-웨이 밸브(40) 및 제 2 프리로디드 원-웨이 밸브(42)에 의해 분리기에 연결된다. 이 실시예에서, 일단 용기(27)의 압력이 밸브(40)상의 프리로드를 극복하면, 출구 밸브인 제 1 프리로디드 원-웨이 밸브(40)는 버블이 유체 용기(27)로부터 어큐뮤래이터(44)를 통과하도록 하고, 일단 어큐뮤래이터(44)의 압력이 밸브(42) 상의 프리로드를 극복하면, 입구 밸브인 제 2 프리로디드 원-웨이 밸브(42)는 유체가 어큐뮤래이터(44)로부터 유체 용기(27)로 통과하도록 한다. 이런 디자인을 통해서, 유체 용기(27)에 형성된 어떤 버블도 유체 용기(27)의 최상부에 부유할 것이고, 원-웨이 밸브(40)를 관통하여 어큐뮤래이터(44)안으로 통과할 것이고, 그곳에서 수집되고 어큐뮤래이터(44)의 가스 용적부에 부가된다. 유체 용기(27)로부터 밸브(40)를 관통하여 어큐뮤래이터(44) 까지의 버블 형태의 어떤 용적부 손실도 유체 형태로 원-웨이 밸브(42)를 관통하여 유체 용기(27)로 회복된다.
도 2에 도시된 구성은 어큐뮤래이터가 용기(27)에 대해서 어떤 위치에 놓일 수 있는 것을 허용하고, 본 출원의 프리로디드 원-웨이 밸브의 다양한 구성의 다른 것을 보여주고 있다.
원-웨이 밸브들(40, 42) 기능은 전술한 원-웨이 밸브들(140, 142)과 거의 동일하다. 그러나, 도시된 바와 같이, 원-웨이 밸브들(40, 42)은 프리로디드 플랩퍼(flapper) 밸브로서 구성된다. 물론, 플랩퍼 밸브들(40, 42)은 원-웨이 밸브들을 형성하기 위한 다른 실시예를 도시하고 있지만, 또 다른 선택적이고 적절한 원-웨이 밸브 디자인이 사용될 수 있다. 전술한 원-웨이 밸브들(140, 142)에서와 같이, 밸브들(40, 42)은, 어큐뮤래이터(44)가 용기의 유체로부터 분리되게 프리로디드되고, 프리로디드된 플래퍼 밸브들은 밸브들(40, 42)이 분리기(110)의 정상적인 작동 압력 진동에 걸쳐서 밀폐 상태로 잔류하도록 구성된다. 전술한 밸브들(140, 142)에서와 같이, 밸브들(40, 42)은 분리기(110)의 정상 작동의 진동 압력 범위내에서 용기(27)의 작업 유체로부터 어큐뮤래이터(44)의 완전한 분리를 허용한다. 이것이 도 5에서 그래프로 도시되었는데, 분리기(110)의 작동 진동 압력이 정상 작동의 진동 압력 범위내에 있다.
밸브들(140, 142, 40, 42)과 같은 프리로디드 원-웨이 밸브의 사용은 물리적으로 작은 분리기(10, 110)의 사용을 허용하는데, 이것은 성능(즉, 분리 밸리(isolation valley)의 깊이)이 개선되고, 보다 작은 큐닝 포트(24) 직경, 따라서 보다 작은 관련된 전체 피스톤 면적을 가능하게 한다. 결과적인 보다 작은 분리 장치는 가벼운 중량과 비용이 저렴할 뿐아니라, 큰 크기의 분리기와 관련된 디자인에 대한 제한 없이 보다 많은 위치에의 사용을 또한 용이하게 한다. 또한, 프리로 디드 원-웨이 밸브들(40, 42, 140, 142)의 사용이 용기(27)의 작업 유체로부터 어큐뮤래이터(44)를 실질적으로 분리하기 때문에, 어큐뮤래이터(44)는 도시된 바와 같이, 에버 버블(45)을 구비한 형태일 수 있거나, 또는 다이아프램 어큐뮤래이터와 같은 어큐뮤래이터의 다른 형태일 수 있다. 또한, 프리로디드 원-웨이 밸브들(40, 42, 140, 142)의 사용은 어큐뮤래이터(44)가 용기(27)의 최상부 아래에 위치되는 것을 가능하게 한다. 밸브들(40, 140)과 같은 프리로디드 원-웨이 출구 밸브는 용기(27)의 작업 유체 최상부에 위치되어 작업 유체로부터 버블을 제거한다.
헬리콥터 동체 하부구조에 장착된 본 발명의 진동 분리기(10, 110)의 한 실시예가 도 6에 도시되었다. 헬리콥터 동체 하부구조(60)는 로터 피치 제한부(rotor pitch restraint;68, 70)와 조합되어 작동하는 하부구조 프래임(66)에 장착된 진동 분리기(62, 64)를 포함한다. 진동 장치, 이 경우에는 트랜스미션 및 주 로터 파이론(pylon) 조립체(미도시)가 장착 요크(mounting yoke;72, 74) 상의 분리기(62, 64) 사이에 장착된다. 전술한 바와 같이, 분리기 각각(62, 64)은 관형 베어링(18, 20)으로 인해 수직축에서 신축적이고, 이것은 튜닝 포트(27)에서 유체(35)의 카운터 모션을 초래하고, 구형 베어링으로 인해서 피치 앤 롤의 두 개의 직교 수평 회전 축 주위에서 또한 신축적이다. 분리기(62, 64) 사이에 장착된 파이론 조립체에 대해서, 하부구조체는 수직, 전후방, 그리고 횡방향 축에서 이동을 제한할 것이나, 조립체가 분리기(62)의 구형 베어링으로부터 분리기(64)의 구형 베어링으로 이어지는 축을 중심으로 한 피치를 허용할 것이다. 이 축을 중심으로 한 이동 및 진동이 피치 제한부(68, 70)에 의해 제한된다.
이곳에 개시된 개념은 첨부된 도면에 도시된 것을 제외한 구조들에 동일하게 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들면, 전술한 원-웨이 밸브들은, 이곳에 일체로 참조되고 Halwes 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,236,607호에 개시된 다양한 분리 조립체와 같은 진동 분리 구조체에 포함될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들의 제조와 사용이 위에 상세히 기술되었지만, 본 발명은 특수한 주제의 광범위한 변형에 구현될 수 있는 많은 응용가능한 발명적 개념을 제공할 수 있다. 이곳에 논의 된 특수한 실시예들은 단지 본 발명의 제조와 사용하는 특수한 방법을 단지 도시하는 것이지 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
전술한 실시예들은 본 발명의 기능적 원리와 구조를 도시하기 위해 제공된 것이고, 제한을 의도한 것은 아니다. 대조적으로, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 기술적 사상 내에서 모든 변형, 변화 및 치환을 포함하도록 되어 있다.

Claims (20)

  1. 제 1 바디 및 제 2 바디 접속을 위한 진동 분리기(vibration isolator)로서,
    제 1 챔버 및 제 2 챔버와, 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버를 연결하고 유체가 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 사이에서 유동하도록 하는 포트를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 챔버 및 상기 포트가 유체 용기(fluid reservoir)를 형성하는 하우징;
    유체가 상기 유체 용기로부터 상기 어큐뮤래이터로만 유동하도록 하는 제 1 원-웨이 밸브와, 유체가 상기 어큐뮤래이터로부터 상기 유체 용기로만 유동하도록 하는 제 2 원-웨이 밸브를 통하여 상기 유체 용기와 유체 연통하는 가스-유체 어큐뮤래이터(gas-to-fluid accumulator)를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들 중의 1 이상의 원-웨이 밸브는 사전설정된 힘으로 프리로디드되어(preloaded) 유체 압력이 상기 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 상기 1 이상의 원-웨이 밸브를 통하여 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 용기속의 상기 유체는 가스 및 액체를 포함하고, 상기 제 1 원-웨이 밸브는 가스 및 액체 둘 모두가 상기 유체 용기로부터 상기 어큐뮤래이터로 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어큐뮤래이터가 상기 유체 용기 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    사전설정된 힘으로 프리로디드된 상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들 중의 1 이상의 원-웨이 밸브는, 유체 압력이 제 1 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 제 1 원-웨이 밸브를 관통하여 유체가 유동하도록 상기 제 1 사전설정된 힘으로 프리로디드된 제 1 원-웨이 밸브와, 유체 압력이 제 2 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 제 2 원-웨이 밸브를 관통하여 유체가 유동하도록 상기 제 2 사전설정된 힘으로 프리로디드된 제 2 원-웨이 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 사전설정된 힘은 동일한 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사전설정된 힘은, 상기 1 이상의 원-웨이 밸브가 상기 유체 용기내의 유체의 정상 작동 압력 진동들에 걸쳐서 밀폐된 상태로 유지되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 사전설정된 힘은 상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각이 상기 유체 용기내의 유체의 정상 작동 압력 진동들에 걸쳐서 밀폐된 상태로 유지되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 중의 1 이상의 원-웨이 밸브가 스프링-장전 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들은 스프링-장전 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 중의 1 이상의 원-웨이 밸브가 플랩퍼 밸브(flapper valve)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들은 플랩퍼 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  12. 제 1 바디 및 제 2 바디 연결을 위한 진동 분리기로서,
    유체 용적부(fluid volume)를 형성하는 내부면을 갖는 하우징;
    상기 유체 용적부에 위치된 튜닝 유체(tuning fluid);
    상기 유체 용적부에 위치되고 상기 유체 용적부의 일부를 실질적으로 분리하도록 위치된 한 면을 갖고, 그 분리된 부분이 상기 유체 용적부내에 제 1 챔버를 형성하는 내부 실린더;
    가변 용적부를 갖는 제 2 챔버;
    상기 제 1 챔버를 상기 제 2 챔버에 연결시키고 유체가 상기 제 1 챔버로부터 상기 제 2 챔버로 유동하도록 하는 통로를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 챔버와 통로가 유체 용기를 형성하고;
    상기 진동 분리기는,
    상기 유체 용기의 최상부와 유체 연통하는 가스-유체 어큐뮤래이터를 포함하며,
    상기 가스-유체 어큐뮤래이터는 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브에 의해 유체 용기에 접속되고, 상기 제 1 원-웨이 밸브는 유체가 상기 유체 용기로부터 상기 어큐뮤래이터로 통과하도록 하고, 상기 제 2 원-웨이 밸브는 유체가 어큐뮤래이터로부터 유체 용기로 통과하도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각은 사전설 정된 힘으로 프리로디드되어 유체 압력이 상기 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 상기 각각의 원-웨이 밸브를 관통하여 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 사전설정된 힘은, 상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각이 상기 유체 용기의 유체의 정상 작동 압력 진동에 걸쳐서 밀폐 상태로 유지되어 정상 작동의 진동 압력 범위내에서 상기 어큐뮤래이터로부터 상기 유체 용기의 유체를 분리하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 진동 분리기를 상기 제 1 바디에 연결시키도록 구성된 구형 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 진동 분리기의 내부면은, 상기 진동 분리기가 정상 방향에 위치될 때에 가스 버블이 상기 진동 분리기 최상부에 발생하도록 모양이 결정되는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  16. 하나의 바디를 다른 바디의 진동으로부터 분리하는 한편, 상기 두 바디를 연 결시키기 위한 진동 분리기로서,
    상기 바디들 중의 하나의 바디에 연결되도록 구성되고 긴 내부 용적부를 갖는 외측 실린더;
    상기 내부 용적부 내에 이동가능하게 위치되는 내측 실린더를 포함하고, 상기 내측 실린더 및 상기 내부 용적부가 상기 내측 실린더의 한 단부에서 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고;
    상기 진동 분리기는,
    상기 제 1 및 제 2 챔버를 연결하는 튜닝 포트를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 챔버 및 상기 튜닝 포트가 유체 용기를 형성하고;
    상기 진동 분리기는,
    상기 내측 실린더를 외측 실린더에 연결하는 스프링;
    상기 제 1 및 제 2 챔버와 상기 튜닝 포트를 실질적으로 충전시키는 튜닝 매스(tuning mass); 및
    제 1 및 제 2 원-웨이 밸브들에 의해 상기 유체 용기의 최상부에 연결된 가스-유체 어튜뮤래이터를 포함하고, 상기 제 1 원-웨이 밸브는 유체가 상기 유체 용기로부터 상기 어큐뮤래이터로 통과하도록 하고, 제 2 원-웨이 밸브는 유체가 상기 어큐뮤래이터로부터 상기 유체 용기로 통과하도록 하며, 상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각은 사전설정된 힘으로 프리로디드되어 유체 압력이 상기 사전설정된 힘을 초과하는 경우에 유체가 상기 각각의 원-웨이 밸브를 관통하여 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 사전설정된 힘은 상기 제 1 및 제 2 원-웨이 밸브 각각이 상기 유체 용기내의 유체의 정상 작동 압력 진동에 걸쳐서 밀폐된 상태로 유지되어 정상 작동의 진동 압력 범위 내에서 상기 유체 용기의 유체를 상기 어큐뮤래이터로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 내측 실린더에 장착되고 제 2 바디에 연결되도록 구성된 구형 베어링을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 스프링이 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
  20. 제 1 바디 및 제 2 바디를 연결하기 위한 진동 분리기로서,
    제 1 챔버 및 제 2 챔버와, 상기 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 연결하고 유체가 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 사이에서 유동하도록 하는 포트를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 챔버 및 상기 포트가 유체 용기를 형성하는 하우징; 및
    제 1 및 제 2 통로를 통하여 상기 유체 용기와 유체 연통하는 가스-유체 어큐뮤래이터를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 통로 각각은 정상 작동의 진동 압력 범 위 내에서 상기 유체 용기의 유체를 상기 어큐뮤래이터로부터 분리시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 분리기.
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