Магнитный компас

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз СоветскихСоциалистическихреспублик(23) Приоритет Вуювратвювмв кемтат СССР. в левамабретвй в впрмткк(7 аявител МАГНИТНЫЙ КОМПА омпас, содер нный жндк телка Опор. Изобретение относится к области навигаци- новенин. Усилие удара воспринимается пружи. онного приборостроения и может быть исполь- ной, которая сжимается перемещающимся при зоваио в магнитных компасах. ударе МЧЗ. В результате контактная нагрузкаИзвестен магнитный компас с устройствами на шпильку возрастает на величину, опредезащиты от ударных перегрузок опоры магнит- ляемую произведением перемещения МЧЭ на ного чувствительного элемента (МЧЭ), причем жесткость пружины. При многократных удаМЧЭ в корпусе с жидкостью устанавливается рах, имеющих место в условв:х эксплуатации, на ось, которая расположена между спаренны- шпилька в связи с повышенными напряжениями эластичными диафрагмами, ось и опорный ми изнашивается интенсивнее, чем в статике. элемент МЧЭ подпружинены Я. Целью изобретения является повышение на.Недостатком этого компаса является низкая дежности компаса путем увеличения его удароОих надежность нри работе в условиях ударттых устойчивости.перегрузок. Для достижения этой цели в компас содерКроме того, известен кжащнй жащий корпус, заполненный жццкостью, и МЧЭ корпус (котелок), эполне остью, н на опоре, введено пороговое устройство удар- МЧЭ на опоре внутри ко . выпол-. ных перегрузок, включающее поршень с опо.т 5непа в виде подпружиненной шпютькн,. сколь. рой и сквозными канлами, симметричными зашей в наираваиощей (21 относительно егЬ.вертикальной оси, направляНедоствтком этого компаса является низкая ющий цилиндр с жидкостью, ограничитель пеего нвделаоть, обусловленная ненблтнтй защи ремещения поршня, упорную пружину и круго. той опоры МЧЭ от износа при ударах. вой козырек, расположенный н" нижней поверхУвеличение износа опоры при ударах обьяс. ности МЧЗ симметрично оси его вращения, при няется следующей причиной, При ударах аю. чем верхние срезы каналов поршня расположе. рв и. МЧЭ находятся в постоянном, соприкос. ны под круговым козырьком.861942 3На чертеже изображен предлагаемый магнит.ный комлас, разрез,Магнитный компас имеет котелок 1, МЧЭ 2в жидкости 3 на опоре 4, закрепленной в подвижном поршне 5 с вертикальными симметричными относительно его оси сквозными каналами 6, направляющий цилиндр 7, заполненныйжидкостью 3, в котором установлен поршень5, и упорную пружину 8, прижимающую в верх.нем положении поршень 5. 1 ООграничитель перемацения поршня 5 выполнен в виде винта 9, закрепленного на направляющем цилиндре 7, входящего со скольжени.ем в вертикальную прорезь 10 на цнлиндричес.кон поверхнрсти.поршня 5. Пружина 8 закрепляется и регулируется до необходимого усилиягайкой 11; ввернутой снизу в направляющийцилиндр 7, Стенками цилиндра 7, дном поршня5 и дном котелка 1 образована полость 12, за.полненная жидкостью 3, сообщающаяся с внут Оренней полостью котелка 1 через каналы 6, Внижней части МЧЭ напротив выходных отверстнй каналов 6 на расстоянии 2-4 мм от иихустановлен круговой козырек 13, например конусный, который является одновременно ловуш.25кой, предохраняющей МЧЭ 2 от соскока с опоры 4 нри переворачиванни котелка 1.Магнитный компас работает следующим обра.зом,В статике МЧЭ 2 опирается на опору 4, ко. зОторая находится в верхнем положении, таккак поршень 5 нижним срезом прорези 10прижат пружиной 8 кограничительному винту 9.Для достижения этого устойчивого в статике состояния порогового устройства необходимо, чтобы усилие Епр пружины 8 было выбрзно в соответствии с формулойпр П+"4 З)"где ГФп РЧи) - вес поРшня в жидкости; 40=1,и -оЧ)ц - вес МЧЭ в жидкости;4 э чэг чэт,чьи - массы поршня и МЧЭ соП чэответственно;Ч и Ч - обаемы поршня и МЧЭ со.4 Зответственно; 459 - плотность жидкости;У - ускорение свободного падеНИЙК - коэффициент превышенияусилия поджатия пружинынзд суммарним весом вжидкости поршня и МЧЭ,Например, при чв.30 мН; а=90 мН н1=1,25 имеем Рпр -150 мН.При ударах поршень 5 под действием вызвзнной ударным ускорением%сипы Руд, равной"д= и-РЧп)ф+а),чпри Уды Рир сжимает пружину 8. 4 В МЧЭ 2 аналогично возникает силауд,равная Р, =(Е 4 Э-Чцэ)(О+Ц)Но поскольку движение МЧЭ 2 тормозится силзми сопротивления его большой поверхности о жидкость 3 н силами, затрачиваемыми на перемещения значительных присоединенных масс жидкости 3, то поршень 5 при ударе начинает отходить от МЧЭ 2,. разрывая контактную связь межпу МЧЭ 2 и опорой 4, Этот разрыв легче обеспечивается при условии РчэГп, которое, как показано ниже, обязательно выполняется. Итак, ускорение Фср, прн котором контактная связь опора - МЧЭ разрывается (по. рог срабатывания), определяется неравенствомА иЕиз которого с учетом приведенных выше вы. ражений слепнет чсловне:а,а.,м Ъз.:пю.,Для выбранного примера%0,67 г, т,е. порог срабатывания порогового устройства ра. вен 0,67(перегрузка - не более 67% при любой силе ударов).При действии ускорений больших порога срабатывания движение поршня 5 вызывает выбрасывание жидкости из полости 12 через каналы 6 навстречу движущимся под действием силы Р, МЧЭ 2 с круговым козырь. ком 13.Скорость истекающей из каналов 6 жидкости на выходном срезе этих каналов может быть определена выражением1 и1 =Ч - фП Зкгде Ч, и Чп - скорости истекающей иэ ка. палов жидкости и перемещения поршня соответственно;и б - сечения каналов и поршня соответственно.Истекающая с большой скоростью из каналов 6 жидкость имеет форму острых вытянутых факелов, упирающихся в круговой козырек 13 МЧЭ 2. Кинетическая энергия струй жидкости, которзя больше кинетической энергии МЧЭ, в значительной своей части расходуется на погашение кинетической энергии МЧЭ (остановку движения МЧЭ). Соотношение весов в жидкости поршня 5 и МЧЭ 2, а также рас. стояние между выходными срезами каналов 6 и круговым козырьком 13 выбраны такими, чтобы полностью остзновить движение МЧЭ 2 в направлении удара нли даже изменить направ. ление его движения (подбросить МЧЭ),Этот эффект проявляется, например, прифЯ 7 1,Ю Фц з М ц З у5 86194 где еж - масса выбрасываемой из каналов 6 жидкости; Чэ -скорость .перемещения МЧЭ, возник. щего в результате удара,что приводит к условию 5Магнитный компас, содержащий корпус, за.полненный жидкостью, и магнитный чувствительный элемент на опоре, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности компаса путем увеличения его удароустойчивости, в него введено пороговое устройство ударных перегрузок, включающее поршеньс опорой и сквозными каналами, симметричными относительно его вертикальной осн, направ.ляющий щцшндр с жидкостью, ограничитель перемещения поршня, упорную пружину и круговой козырек, расположенный на нижней поверхности магнитного чувствительного элемента елька.метрично оси его вращения, причем верхниесрезы каналов порпшя расположены под круго.вым козырьком.Истощщки информыпш,принятые во внимание при зкспертше1. Патшт СЩА Мф 3481044, 02.12.69,кл, 33-223.2. Патент Великобритании Ое 821719,,03.12.57, кл. 6 1 Р 97(2 Кпрототиф ГП 2 Ячвдля случая, когда жесткость пружины;С = 10 -20 мН/мм, расстояние между выходными срезами каналов 6 и круговым, козырьком 13 1 оГ = 2-4 мм, а Мср= 2,5 р.По окончании действия удара пружина 8апериодически подает поршень 5 в исходноеположение. При этом сравнительно медленномобратном движении поршня всасывающие ф. 15келы жидкости на выходных срезах каналов 6имеют сферическую форму и сравнительно малыио объему. Поэтому втекающая под поршень 5жидкость практически не оказывает силовогозатягивающего воздействия на МЧЭ 2, которыймедленно опускается под действием силы Рьв.В момент, когда поршень возвращается в исходное положение на упор, МЧЭ еще не достигаетстатического положения и продолжает медленноопускаться. При его соприкосновении с опорой 15жесткого удара не происходит, а контактныенапрюкения соизмеримы с напряжением приопускаичи МЧЭ на опору прн сборке компаса.В случае, если повторный внешний удар возникает до окончания переходного процесса, то 30МЧЭ будет подброшен на меньшую высоту,т.е. осуществляется автоматическое регулирование работыпорогового устройстваУстройство может иметь варианты исполне.иия отдельных элементов. 35Каналы в поршне могут быль выполнены ввиде прорезей на.цилиндрической поверхностипоршня или в виде равномерного зазора во- .круг закрепленной в центре опоры.Ограничитель перемещеии может быть вы 1 толнен в виде выступа или штифта на направляющем цилшщре, либо гайки на хвостовикепоршня,Установочнш гайка может быть замененарегулнровочными прокладками. 5Круговой козырек ив МЧЭ может быть плоским или обратным коиусиым и совмещаться содной иэ деталей МЧЭ,Шпилька может быть закреплена на МЧЭ, аподпятник в поране.1,таютав состоят в повышении иаделсиости путем увеличения удароустойчивости, т.е. уменьшения .износа опоры МЧЭ компаса при трвнспортировке и эксплуатации по прямому назначению, что приводит к повышению срока службы компаса беэ замены опоры н цовышает беэ. опасность судовождения, Укаэанные преимущества достигаются введением в компас порогово. го устройства ударных перегрузок, которое позволяет на время действия даже сравнитель. но слабого удара не только разорвать контакт. ную связь между опорой и МЧЭ, чем предохранить опору от ударных перегрузок, но и направлять часть кинетической энергии, приобре. тенной при ударе поршнем, для остановки движения МЧЭ. Это осуществляется за счет фонтанирующей через каналы в поршне жидкости, выбрасываемой навстречу движущемуся в направлении удара круговому козырьку МЧЭ.Работа устройства проверена нри действии ударов с ускорением 150 м/сэ - 3000 ударов, После испытаний погрешность от трения МЧЭ, зависящая от состояния опоры МЧЭ (степени износа керна), находилась в пределах допуска,Параметра устройства, с которым проводились испытания иа опытных образцах компаса КМ 100:РЧв=30 мН Гп мН5 п= 50 ммф=8,5 ммф С=З мм,й,р=2,5с: 15 мН/мм Формула изобретения861942 мчик ректо а одписное дарственн обрете Ж,иал ППП "Патент", г, Ужгоро рое аэ 6527/34ВЯИИПИ Госупо делам113035, Москва Составитель В, Василь Техред 3. Фанта аж 642 го комитета СССРний и открытий ушская наб., д, 4/5