ГЕРМЕТИЧНАЯ ЗАЩИТНАЯ КАПСУЛА Российский патент 2009 года по МПК G12B17/00 H05K5/06 

Изобретение относится к приспособлениям для измерительных устройств, уменьшающих нежелательные воздействия давления, температуры и т.п. Предлагаемая герметичная защитная капсула «ТЕРМОХРОН ПРОТЕКТОР» предназначена для размещения непосредственно внутри нее одного терморегистратора «ТЕРМОХРОН» («THERMOCHRON»), далее по тексту «устройство ТЕРМОХРОН» или «ТЕРМОХРОН» семейства айБаттон (iButton) производства Даллас Семикондактор (Dallas Semiconductor, США), таких как, например: DS1921G, DS1921Z, DS1921H, DS1922T, DS1922L в корпусе МикроКан (MicroCan) [1] в целях его механической защиты от внешнего избыточного давления, воздействия агрессивных сред, сосредоточенных статических и динамических сил, других видов воздействия (пыль, грязь и т.д.) путем изолирования прибора от окружающей среды в герметичной металлической оболочке. Возможно исполнение материала корпуса капсулы из коррозионностойкого материала.

Существует масса областей, в которых требуется применение уникальных по своим характеристикам «ТЕРМОХРОН», но непосредственное использование часто невозможно по причине слабых защитных свойств стандартного корпуса МикроКан, в которую вмонтирована электроника. К таким направлениям относятся, прежде всего, ихтиология и глубоководные исследования (например, мониторинг температуры течений), контроль процессов стерилизации фармацевтических препаратов, пищевых продуктов или консервов в автоклавах, мониторинг состояния нефтепродуктов и газовых смесей при их добыче, транспортировке и/или переработке, контроль микроклимата внутри барокамер.

Известны защитные капсулы, имеющие коррозионностойкое исполнение и позволяющие осуществить защиту от избыточного давления, например: капсула SL50-ACC01 [2]. Они состоят из двух вворачивающихся по резьбе друг в друга деталей-половинок, уплотняющихся с помощью резинового кольца.

Недостаток известных технических решений в том, что они выдерживают избыточное давление не более 10 атм, имеют большую температурную инертность и, соответственно, меньшую чувствительность к изменению температуры окружающей среды.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения устройств ТЕРМОХРОН. Применение предлагаемой герметичной защитной капсулы позволяет использовать устройства ТЕРМОХРОН в следующих новых направлениях: регистрация температуры на больших глубинах (до 1000 м водяного столба), в автоклавах, внутри трубопроводов и резервуаров, т.к. выдерживает до 100 атм. избыточного давления (прототипы - не более 10 атм). К тому же, герметичная защитная капсула «ТЕРМОХРОН ПРОТЕКТОР» имеет меньшую температурную инертность.

Поставленная задача решена за счет рационально спроектированной конструкции деталей (штуцера и стакана) с равнопрочными стенками, имеющими минимальную толщину, но в то же время имеющими высокую устойчивость и прочность от внешнего давления, а именно:

1. Внутренняя полость капсулы повторяет контур корпуса МикроКан F5 регистратора iButton, тем самым обеспечивая минимальные зазоры между устройством ТЕРМОХРОН и внутренними стенками капсулы;

Минимальная толщина стенок деталей и равнопрочность конструкции капсулы достигнуты за счет использования в качестве элемента фиксации инструмента для сборки-разборки на одной из деталей капсулы (штуцере) многофункционального грибовидного выступа с «лысками» под ключ (см. поз.3 на чертеже), который имеет минимальный объем металла, а на ответной детали (стакан) - использование на наружной поверхности, как элемента для сборки-разборки, рифления (см. поз.9 на чертеже). Таким образом, решен вопрос легкой установки-съема регистратора в капсулу с затяжкой ее деталей для обеспечения герметичности с минимальным добавлением в конструкцию паразитного объема металла.

2. Грибовидный выступ на штуцере с нарезанным в нем внутренним отверстием с резьбой играет также роль элемента крепления самой капсулы на объекте (например, подвесить капсулу с ТЕРМОХРОН, обвязав грибок прочной нитью, или же капсулу можно прикрепить на какую-либо поверхность с помощью ввинчивания в резьбовое отверстие «грибка» винта МЗ. Еще более быстрое время установления температуры в регистраторе достигается при использовании между стенками ТЕРМОХРОН и капсулы теплопроводящей пасты (использование теплопроводящей пасты носит рекомендательный характер).

На чертеже представлено устройство капсулы, где

1 - штуцер с наружной резьбой;

2 - канавка под резиновое кольцо;

3 - многофункциональный грибовидный выступ с внутренней резьбой;

4 - паз для выемки регистратора;

5 - гнездо для установки в него устройства ТЕРМОХРОН;

6 - резьба в грибовидном выступе;

7 - «лыски» под гаечный ключ;

8 - стакан с внутренней резьбой;

9 - рифленая поверхность на наружной цилиндрической поверхности;

10 - уплотняющее резиновое кольцо.

На сегодняшний день герметичная защитная капсула «ТЕРМОХРОН ПРОТЕКТОР» для терморегистраторов уже успешно применяется на ряде российских предприятий различных отраслей промышленности, а также несколькими научно-исследовательскими организациями. Среди них: Магаданский НИИ рыбного хозяйства и океанографии (Магадан), Лианозовский МК (Москва), НИПИ "Якутнипроалмаз" (Мирный), ФГУП Геоцентр-Москва (Москва), АТЛАНТИС-ПАК (Ростов-на-Дону), ИПЭЭ им. А.Н.Северцева РАН (Москва), МЗПС Карат (Москва) и т.д. Реальная эксплуатация показала высокую надежность (как по прочности, так и по герметичности) капсул «ТЕРМОХРОН ПРОТЕКТОР», а их появление значительно расширило область использования популярных устройств ТЕРМОХРОН.

Источники информации

1. http://www.MicroCan.com.

2. http://www.signatrol.com/Datasheets/SL50-ACC01_03.pdf.

Изобретение относится к приспособлениям для измерительных устройств и представляет собой герметичную защитную капсулу, предназначенную для размещения внутри нее терморегистратора ТЕРМОХРОН семейства айБаттон (iButton) производства Даллас Семикондактор (Dallas Semiconductor) в корпусе МикроКан (MicroCAN). Применение герметичной защитной капсулы направлено на возможность использования устройств ТЕРМОХРОН для регистрации температуры на больших глубинах (до 1000 м водяного столба), в автоклавах, внутри трубопроводов и резервуаров. Этот результат обеспечивается за счет того, что защитная герметичная капсула содержит штуцер и стакан с равнопрочными стенками, при этом, согласно изобретению, внутренняя полость капсулы повторяет контур корпуса МикроКан (MicroCan) регистратора айБаттон (iButton), включает элемент фиксации инструмента на штуцере в виде грибовидного выступа с «лысками» под ключ, а на стакане - рифление, причем грибовидный выступ на штуцере с нарезанным в нем внутренним отверстием с резьбой играет также роль элемента крепления самой капсулы на объекте. 1 ил.

Защитная герметичная капсула, содержащая штуцер и стакан с равнопрочными стенками, отличающаяся тем, что внутренняя полость капсулы повторяет контур корпуса МикроКан (MicroCan) регистратора айБаттон (iButton), включает элемент фиксации инструмента на штуцере в виде грибовидного выступа с «лысками» под ключ, а на стакане - рифление, причем грибовидный выступ на штуцере с нарезанным в нем внутренним отверстием с резьбой играет также роль элемента крепления самой капсулы на объекте.