Устройство для отбора пробы из встречного газового потока Советский патент 1992 года по МПК G01N1/24 

Изобретение относится к области исследований космических тел, окруженных атмосферой, предметов изучения которых является геофизический и геохимический анализ атмосферы пла нет, и может быть использовано в пре циз.ионных измерительных приборах, устанавливаемых на космических автоматических аппаратах и предназначенных для химического изотопного анализа состава аэрозольных и газов компонентов. Целью изобретения является повышение достоверности пробы. На фиг.1 схематически изображен общий вид предлагаемого устройства; на фиг.2 - пробоотборник, разрез; н фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг. - механизм задержки спускового устройства; на фиг.5 разрез А-А на фиг.2 после срабатывания спу кового устройства (начальная фаза); на фиг.6 - то.же (промежуточная фаза); на фиг.7 - пробоотборник после срабатывания спускового устройства (конечная фаза) . Устройство для отбора пробы содержит газопровод 1 (см.фиг,1), сое диняющий вакуумный насос 2 и анализатор 3 с пробоотборником 4. Вакуу ный насос 2 с анализатором 3 состава газа может быть расположен в защитном отсеке космического аппара та 5$ а пробоотборник 1 должен быть расположен во фронтальной зоне аппарата во встречном потоке газа 6 исследуемой атмосферы. Газопровод 1 частично расположен в отсеке 5, час тично вне его. Встречный поток газа б является потоком, набегающим на космический аппарат, т.к. при спуске аппарата в плотных слоях атмосфе ры планет движение аппарата и газа атмосферы относительны друг другу. Пробоотборник k сод(2ржит (см.фиг.2) корпус 7, на котором закреплен газо провод 1, входное отверстие 8 которого- f-ерметично закрыто герметизир ющим элементом, например мембраной 9, выполненной в виде колпачка с выступом на внешней поверхности. Га зопровод 1 обхвачен исполнительным элементом, например бойком 10, подпружиненным пружиной 11 относительно корпуса 7. Боек 10 удерживается спусковым устройством, содержащим по меньшей мере две пружинные скобы 12 и стягивающую их высокоомную 8 проволоку 13. На корпусе 7 размещен кольцевой выступ И, который может быть выполнен в виде отдельной дётали и жестко закреплен на корпусе 7. Защитный кожух 15, выполненный в форме стакана, дно 15 которого ориентировано навстречу потоку 6, а откры тая часть обхватывает кольцевой выступ 1 с возможностью перемещения вдоль него. Между дном l6 защитного кожуха 15 и торцовой фронтальной nor верхностью 17 кольцевого выступа Ш размещена сжатая спиральная пружина 18, жестко прикрепленная к дну 1б защитного кожуха 15. Упругость пружины 18 больше, чем у пружины 11. Входное отверстие 8 расположено перед торцовой поверхностью 17 выступа И со стороны встречного потока газа б. Расстояние, на которое входное отверстие 8вынесено перед поверхностью 17 обратно пропорционально отношению упругостей пружины 18 к пружине 11. В боковых стенках кольцевого выступа Ik выполнены продольные пазы 19 (см.фиг.З), а в боковых стенках защитного кожуха 15 выполнены продольные пазы 20. Спусковое устройство содержит механизм задержки, выполненный в виде по меньшей мере одного храпового .механизма, который состоит из пластинчатой собачки 21, сопряженной с совмещенными друг с другом пазами 19 и 20, т.е. расположенной таким образом, что собачка 21 одновременно размещена в пазах 19 и 20. Собачка 21 размещена в зазоре между бойком 10 и наружной поверхностью 22 защитного кожуха 15. При этом она соединена с кольцевым выступом 1 с помощью шарнира 23. Расстояние от шарнира 23 до торцовых поверхностей паза 20 защитного кожуха 15 меньше, чем до торцовых поверхностей паза 19 кольцевого выступа 14 корпуса 7. По меньшей мере две опорные поверхности собачки 21, т.е. поверхность 2k (cм.фиг.), контактирующая с торцовой поверхностью 25 бойка 10.и опорная поверхность 26, контактирующая с задней торцовой поверхностью 27 паза 20 защитного кожуха 15, выполнены криволинейными, причем поверхность 2б выполнена сферической. Шарнир 23 расположен в зоне между опорными поверхностями 2k и 26. Расстояние от него до поверхности 26 меньше, чем до зоны сопоикосновения поверхности 24 с поверхностью 25. Плоская торцовая грань 28 собачки 21, наиболее удаленная от бойка 10 и сопряженная с опо1эной поверхностью 26, раположена от оси шарнира 23 на расстоянии, равном расстоянию от шарнира 23 до внутренней поверхности 29 защитного кожуха 15. Длина участка грани 28 от шарнира 23 до края, противоположного поверхности 26, больше расстояния от бойка 10 до ближайшей к нему поверхности 30 мембраны 9. Для улучшения аэродинамических характеристик защитноТо кожуха 15 (см. фиг.2) на фронтальной плоскости 31 его дна 16 (по отношению к встречному потоку газа 6) закреплен утяжеленный обтекатель 32. Для подачи электрического сигнала, пережигающего проволоку ТЗ, служит кабель 33.

Работает устройство следующим образом.

После подачи по кабелю 33 командного электрического сигнала перегорает высокоомная проволока 13, в результате чего освобождаются пружинные скобы 12, которые, радиальнозонтично расходясь, освобождают боек 10 (см. фиг.5). Боек 10 под действием пружины 11 перемещается вдоль оси газопровода 1, воздействуя своей поверхностью 25 на контактирующую с i ней поверхность 2 собачки 21, в результате чего собачка 21 поворачивается в пазах 19 и 20 вокруг шарнира досоприкосновенияее поверхности 28 с поверхностью 29, а поверхность 26 скользит по поверхности 27 до выхода из зацепления. После прекращения контактирования поверхностей 26 и 27 и соприкосновения поверхностей 28 и 29, боек 10, удерживаемый собачкой 21, прекращает движение, а защитный кожух 15 под действием г мощной пружины 18 начинает перемещаться вдоль кольцевого выступа If до их полной расстыковки. После расстыковки (см.фиг.6) кольцевого выступа k и защитного кожуха 15 на выступающий из защитного кожуха 15 свободный конец спиральной пружины 18 действует встречный поток газа 6, закручивая пружину 18. В результате вращательное движение спиральной пружины 18 передается жестко закрепленному с ней защитному кожуху 15, обеспе0чивая прямолинейную траекторию его движения. Этому способствует также утяжеленный обтекатель 32. После того как защитный кожух 15 минует паз 19, собачка 21 под действием под5пружиненного бойка 10, перемещаясь в пазу 19 и поворачиваясь вокруг шарнира 23, выходит за пределы кольцевого выступа 1, освобождая боек 10.

0 К этому моменту под действием мощной пружины 18 защитный кожух 15 удаляется на значительное расстояние. Боек 10 возобновляет движение до его соприкосновения с поверхностью 30

5 (см.фиг.7), срубает- колпачок мембраны 9 без его разрушения и разгермети зирует газопровод 1. Колпачок мембраны 9 опирается одним, из своих концов.на боек 10. Встречный газовый поток 6

0 воздействует на выступ колпачка мемб.т раны 9 и опрокидывает его. Соотношение размеров составных элементов пробоотборника, в том числе защитного кожуха 15, механизма задержки и степень вынесения входногр отверстия

8 относительно торцовой поверхности 17 выступа Т, а также форма колпачка мембраны 9, выбраны такими, что колпачок мембраны 9 свободно удаляется, открывая входное отверстие.8 газопровода 1 только после полного удаления защитногокожуха 15 из зоны отбора пробы. После разгерметизации газопровода 1, пробоотборника k проба из встречного газового потока 6 через входное отверстие 8 по газопроводу 1 под действием вакуумного насоса 2 поступает в анализ.атор 3 (см.фиг.1).

Фаг.1

f(Фнг.

1. УСТРОЙСТВО .ОТБОРА ПРОБЫ ИЗ ВСТРЕЧНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА, содержаи ее трубопровод, соединенный с пробоотборником,на корпусе которого под защитным кожухом -установлен герметизирующий элемент, взаимодействующий с подпружиненным исполнительным элементом, удерживаемый спусковым устройством, отличающ е ее я тем, что, с целью повышенийдосто.верности пробы корпус выполнен с кольцевым выступом, размещенным на наружней его поверхности, защитный кожух установлен коаксиальное выступом с возможностью поступательного перемещения, пробоотборник снабжен дополнительной пружиной, размещенной междУ кожухом и корпусом, ;боковьте стенки вь1ступа и кожуха выполнены с пазами, совмещенными друг с другом, спусковое устройство снабжено храповым механизмом с собачками, опорные поверхности которых выполнены , криволинейными, исполнительный элемент и наружная поверхность кожуха установлены с зазором, в котором расположены собачки храпового механизма, шарнирно соединенные с выступом j ppпуса, а криволинейные опорные поверхности собачек примыкают к передней торцовой поверхности исполнительного элемента и задней торцовой поверхности паза кожуха. . 2.Устройство по п,1, о т л и ч аюл е е с я .тем, что шарнир установлен на расстоянии до торцовых поверхностей паза защитного кожуха - меньшим, чем до торцовых поверхностей паза кольцевого выступа. 3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что торцовая грань собачки, обращенная к защитному кожуху, расположена от шарнира на расстоянии,, равном расстоянию оси шарнира до внутренней поверхности защитного кожуха. 4.Устройство по П.1, о т ли мающееся тем, что торцовая грань собачки, обращенная к внутренней поверхности кожуха, выполнена с длиной на участке от шарнира до краяj большей расстояния от исполнительного элемента до герметизирующего ГО .элемента. . о о о ел 5.Устройство по П.1, отличающееся тем, что шарнир собачки удален от поверхности собачки, касающейся задней торцовой поверхности 00 паза кожуха, на расстояние меньшее, чем до поверхности, касающейся исполнительного элемента. 6.Устройство поп,1, отличающееся тем, что дополнительная пружина выполнена с длиной в свобод;ном состоянии большей длины защитного кожуха не менее, чем на один диаметр пружины.