МАГНИТНЫЙ КОМПАС Российский патент 1997 года по МПК G01C17/00 G01C17/08 

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано в визуальных и оптических магнитных компасах.

Известны магнитные компасы, например, морской магнитный компас УКП-М, котелок которого заполнен компасной жидкостью раствором этилового спирта в дистиллированной воде крепостью 43^o. Жидкость такого состава не замерзает при температуре до минус 26^oC. [1, с. 155]
Известен также морской магнитный компас с оптической системой передачи КМО-Т, котелок которого заполнен компасной жидкостью, представляющей собой 64% водный раствор гидролизного спирта.

Достоинством использования водноспиртовых растворов в магнитных компасах является их дешевизна. Однако эти жидкости обладают существенным недостатком
химической активностью, в частности в отношении современных материалов - пластмасс (например, органического стекла), резины, красок, что ограничивает выбор материалов для изготовления компаса. Другим существенным недостатком использования водноспиртовых растворов в качестве компасной жидкости является психологический фактор соблазн возможности использования в производственных условиях изготовителями, а при эксплуатации членами команды судов компасной жидкости, как алкогольного напитка, что нередко приводит к выходу из строя компаса и невозможности его эксплуатации.

Известны также магнитные компасы, например, компасы для малых судов и спасательных шлюпок типа КМ100-1 и КМ100-2, котелки которых заполнены кремнийорганической жидкостью нетоксичной полиметилсилоксановой жидкостью [1, с. 166, 167]
Достоинство использования кремнийорганических жидкостей в отсутствии их взаимодействия с пластмассами, например, с органическим стеклом (полиметилметакрилатом). Однако имеют место существенные недостатками использования кремнийорганических жидкостей, которые заключаются:
в неустойчивости жидкости при воздействии солнечной радиации, в частности, имеет место окрашивание, потемнение прозрачной бесцветной жидкости, что приводит к выходу из строя компаса;
в высокой стоимости жидкости, что приводит к значительному удорожанию магнитного компаса;
единственным изготовителем кремнийорганических жидкостей в настоящее время является завод "Кремнийполимер", г. Запорожье, Украина. В связи с этим имеют место значительные трудности обеспечения российских предприятий указанной жидкостью.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является морской магнитный компас [2] содержащий герметичный котелок, заполненный рабочей жидкостью и выполненный с белым покрытием внутренних стенок, нейтральным к рабочей жидкости, и установленную внутри котелка шпильку с размещенными на ней уравновешенными картушкой и поплавком, покрытие внутренних стенок котелка выполнено в виде слоя водостойкой краски, а рабочая жидкость выполнена в виде дистиллированной воды, настоянной на кремне. Кроме того, поскольку вода замерзает при температуре 0^oC, а по нормативным документам Регистра мореплавания РФ, регламентирующим условия эксплуатации компасов, последние должны работать до температур минус 30^oC (и ниже), в состав рабочей жидкости магнитного компаса по патенту N 2010160, введен антифриз "Тосол".

Основной компонентой "Тосола" является этиленгликоль органическое соединение, водные растворы которого замерзают при отрицательных температурах, понижающихся с увеличением концентрации этиленгликоля.

Основными недостатками известного морского магнитного компаса [2] является отсутствие защиты рабочей жидкости от возможности развития в ней биологически активных микроорганизмов в процессе эксплуатации компаса, так как только настаивание дистиллированной воды на кремне без принятия дополнительных мер не обеспечивает стерильности жидкости.

На предприятии АО "Штурманские приборы" были проведены длительные испытания известного компаса [2] заполненного компасной жидкостью. Испытания закончились с отрицательным результатом.

Развитие биологических процессов в компасной жидкости вызывает:
помутнение жидкости нарушение ее прозрачности, что затрудняет или исключает возможность снятия отсчетов со шкалы магнитного чувствительного элемента как в визуальных, так и в оптических компасах,
увеличение вязкости жидкости, что может привести к ухудшению динамических качеств магнитного чувствительного элемента и увеличению погрешностей магнитного компаса, что ухудшает эксплуатационные качества компаса.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является исключение возможности развития в компасной жидкости биологических процессов
микроорганизмов.

Для решения указанной задачи в магнитный компас, содержащий герметичный котелок, заполненный компасной жидкостью, размещенную внутри котелка шпильку с установленными на ней магнитным чувствительным элементом, при этом компасная жидкость содержит дистиллированную воду и этиленгликоль CH₂OHCH₂OH, в компасную жидкость введены компоненты, препятствуюие развитию микроорганизмов. Например, толулол C₆H₅CH₃ в количестве (0,01-0,02)% по объему, формалин или другие.

Предлагаемый магнитный компас представлен на фиг. 1.

На фигуре изображен общий вид компаса в разрезе.

Предлагаемый магнитный компас содержит герметичный корпус 1, заполненный компасной жидкостью 2, шпильку 3, магнитный чувствительный элемент 4. Компасная жидкость 2 содержит дистиллированную воду, этиленгликоль и компоненту, препятствующую развитию биологических процессов микроорганизмов, например, толуол, формалин или другие.

Количественное соотношение компонентов, входящих в состав компасной жидкости, определяется предельной отрицательной температурой эксплуатации компаса, при которой компас должен сохранять работоспособность, в зависимости от широтной зоны плавания судов различных классов.

Пример.

1 вариант при предельной температуре эксплуатации минус 30^oC состав жидкости определяется соотношением (по объему)
этиленгликоля 45%
толуола (0,01-0,02)%
дистиллированная вода остальное (54,99-54,98)%
2 вариант при предельной температуре эксплуатации минус 40^oC
этиленгликоля 55%
толуола (0,01-0,02)%
дистиллированная вода остальное (44,99-44,98)%
3 вариант при предельной температуре эксплуатации минус 50^oC
этиленгликоля 60%
толуола (0,01-0,02)%
дистиллированная вода остальное (39,99-39,98)%
Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Магнитный чувствительный элемент 4, опирающийся на шпильку 3, сохраняет неизменным свое положение относительно магнитного меридиана. На магнитном чувствительном элементе имеется шкала (на фиг. 1 не изображена), а с корпусом 1 жестко связан индекс (на фиг. 1 не показан), по которому производится отсчет курса при изменении положения судна и жестко связанного с ним корпуса компаса. Компасная жидкость благодаря наличию этиленгликоля обеспечивает работу комплекса при низких температурах, например, до минус 30^oC и ниже. Благодаря наличию компоненты, препятствующей развитию микроорганизмов в жидкости (например, толуола, формалина или др.), жидкость сохраняет свою прозрачность, что обеспечивает снятие отсчетов в визуальном компасе непосредственно по шкале и индексу, а в оптическом компасе путем проецирования их изображения на экран. Кроме того, отсутствие биологических процессов в жидкости позволяет сохранить постоянство вязкости компасной жидкости при данной температуре, а следовательно, постоянство динамических характеристик магнитного чувствительного элемента при постоянной температуре.

По сравнению с известными устройствами изобретение обеспечивает:
возможность использования в конструкции компаса современных дешевых материалов пластмасс,
снижение стоимости изготовления компаса,
улучшение эксплуатационные характеристики компаса;
Изобретение улучшает эксплуатационные характеристики компаса за счет исключения возможности развития биологических процессов микроорганизмов в компасной жидкости, препятствуя тем самым помутнению жидкости, а также изменению ее вязкости.

Использование: навигационное приборостроение. Сущность изобретения: магнитный компас содержит герметичный котелок, заполненный компасной жидкостью, размещенную внутри котелка шпильку с установленным на ней магнитным чувствительным элементом, при этом компасная жидкость содержит дистиллированную воду и этиленгликоль, в нее введена компонента, препятствующая развитию микроорганизмов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Магнитный компас, содержащий герметичный котелок, заполненный компасной жидкостью, размещенную внутри котелка шпильку с установленным на ней магнитным чувствительным элементом, при этом компасная жидкость содержит дистиллированную воду и этиленгликоль СН₂ОНСН₂ОН, отличающийся тем, что в компасную жидкость введена компонента, препятствующая развитию микроорганизмов. 2. Компас по п. 1, отличающийся тем, что компонента, препятствующая развитию микроорганизмов, является толуолом С₆Н₅СН₃.