Выключатель давления

 

Изобретение относится к демпферно-поплавковому устройству для гравиметрических измерений на заданной глубине водных бассейнов. Сущность изобретения заключается в обеспечении возможности включения гравиметрической аппаратуры на любой заданной глубине за счет того, что в выключателе, содержащем корпус с цилиндрическими гнездами, в которых установлены поршни, соединенные подпружиненным штоком, один поршень имеет постоянный диаметр, а другой поршень выполнен сменным с возможностью изменения диаметра. Разность площадей поршней обеспечивает срабатывание выключателя при гидростатическом давлении на заданной глубине бассейна. 1 ил.

Изобретение относится к технике необитаемых океанографических аппаратов, а конкретнее к демпферно-поплавковому устройству для гравиметрических измерений на заданной глубине водных бассейнов.

Известен выключатель давления [1] содержащий корпус, состоящий из двух камер, причем в одной камере на оси размещен двуплечий рычаг, одно плечо которого подпружинено, а другое установлено с возможностью взаимодействия с микровыключателем, а другая камера выполнена с отверстиями.

Известен выключатель давления [2] принятый за прототип, содержащий корпус с цилиндрическим выступом, в котором установлен поршень, причем цилиндрический выступ и поршень охвачены эластичным колпаком, фиксатор, микровыключатель, ось с грузом, вертикально установленную в корпусе.

Недостатками этих выключателей является узкая область применения, а также сложность конструкций (корпус состоит из двух камер, одна из которых заполняется маслом). Известные выключатели недостаточно надежны и не могут срабатывать на заданной глубине.

В основу изобретения положена техническая задача обеспечить возможность включения гравиметрической аппаратуры на любой заданной глубине.

Технический результат изобретения расширение функциональных возможностей и области применения выключателя давления при производстве гидросъемки.

Цель достигается за счет того, что выключатель, содержащий корпус с цилиндрическими гнездами, в которых установлены поршни, причем цилиндрические выступы и поршни охвачены эластичными колпаками, фиксатор и микровыключатель, подпружиненная, расположенная в корпусе ось (шток) имеет на своих концах поршни разных диаметров, в результате чего продольное перемещение оси в корпусе происходит не под действием силы веса подвешенного груза и силы сжатия пружины, насаженной на эту ось, а под действием разности сил на разные площади поршней на концах оси (штока), возникающих в результате гидростатического давления на глубине водоема. При этом величина разности площадей поршней подбирается в зависимости от величины силы сжатия пружины и заданной рабочей глубины водоема из условия Δ S_i F/P_i, где Δ S_i разность площадей поршней; F сила сжатия пружины; P_i гидростатическое давление на заданной глубине водоема.

Таким образом, площадь сменного поршня, расположенного на одном конце оси (штока), больше площади жестко закрепленного поршня на другом конце оси (штока) на величину, соответствующую возникновению в результате гидростатического давления на заданной глубине водоема на эти площади разности сил, равной силе сжатия пружины S_i S + Δ S_i, где S_i площадь сменного поршня, соответствующая заданной глубине водоема; S площадь жестко закрепленного поршня; Δ S_i разность площадей поршней, на которой на заданной глубине возникает сила, равная силе сжатия пружины.

На чертеже представлен выключатель, продольный разрез.

В соосно расположенных цилиндрических гнездах 2 корпуса 1 установлены поршни 3 и 4. На одном конце штока 5, поджатого пружиной 6, жестко закреплен поршень 3 постоянного диаметра, а на другой конец штока устанавливаются сменные поршни 4 разных диаметров. Цилиндрическое гнездо, в которое устанавливаются сменные поршни, имеют диаметр, равный диаметру поршня, рассчитанного на срабатывание гидростатического выключателя на минимальной рабочей глубине. С увеличением рабочей глубины применяются сменные поршни 4 в комплекте с соответствующими втулками 7, которые меняют диаметр цилиндрического гнезда соответствующему поршню. В средней части штока 5 установлены с возможностью регулировочных перемещений кольцо 8 и нажимная пластина 9 для микровыключателя 10, установленного на стенке корпуса 1. Микровыключатель подключен к электродам 11.

Выключатель работает следующим образом.

Перед достижением рабочей глубины аппаратурой шток 5 выключателя под действием пружины 6 находится в крайнем положении, которое ограничивается посадкой поршня 3 на корпусе, при этом пружина 6 находится в поджатом состоянии. Эластичный колпак 12, закрывающий цилиндрический выступ со сменным поршнем 4, в состоянии деформации, кольцо 8 и нажимная пластина 9 находятся в нижнем положении и пластина 9 не касается микровыключателя 10, контакты которого разомкнуты.

По достижении измерительным устройством рабочей глубины, на которую рассчитана разность площадей поршней 3 и 4, в результате гидростатического давления действует сила больше силы, действующей на поршень 3, на величину, равную величине силы сжатия пружины 6. В результате пружина 6 сжимается, шток 5 перемещается, кольцо 8 и пластина 9, закрепленные на штоке 5, также перемещаются. Нажимная пластина 9 нажимает на кнопку микровыключателя 10 и происходит включение измерительного устройства.

По окончании работ при всплытии происходит уменьшение гидростатического давления, сила, действующая на поршень 4, уменьшается и становится меньше силы сжатия пружины 6, которая разжимается и перемещает шток 5 в обратное положение, пластина 9 отходит от кнопки микровыключателя 10. Происходит размыкание контактов микровыключателя, измерительное устройство отключается, все элементы выключателя занимают исходное положение.

Для измерения рабочей глубины измерительной аппаратурой заменяется сменный поршень 4 на поршень, площадь которого соответствует заданной глубине. Замена поршня производится следующим образом. Снимается эластичный колпачок 12, снимается поршень 4 и в гнездо цилиндрического выступа вставляется соответствующая проставочная втулка 7, устанавливается поршень 4 требуемого диаметра на конец штока 5, колпачок 12 устанавливается на цилиндрический выступ. Выключатель готов для запуска измерительной аппаратуры на следующей глубине водоема.

Предлагаемый гидростатический выключатель отличается как простотой конструкции и принципа его работы, так и простотой его перенастройки на заданную глубину.

Гидроакустический выключатель может быть установлен на любом геофизическом или океанологическом аппаратурном контейнере, предназначенном для производства измерений на любой глубине водоема.

Формула изобретения

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус с цилиндрическим выступом, в котором установлен поршень и микропереключатель, причем цилиндрический выступ и поршень герметично охвачены эластичным колпаком, отличающийся тем, что он снабжен вторым цилиндрическим выступом с поршнем и втулкой, герметично охваченными эластичным колпаком и подпружиненными штоками с пластиной, указанные поршни соединены между собой упомянутым подпружиненным штоком, пластина расположена на подпружиненном штоке с возможностью взаимодействия с микровыключателем, первый поршень выполнен с постоянным диаметром, а второй выполнен сменным с возможностью изменения диаметра, причем разность площадей поршней с постоянным и сменным диаметрами в зависимости от глубины срабатывания выключателя выбирается из условия ΔS_i= F/P_i, где ΔS_i разность площадей поршней на i-й глубине;
P_i гидростатическое давление на i-й глубине;
F сила сжатия пружины.

РИСУНКИ

Рисунок 1