Магнітний компас
Використання: навігаційне приладобудування. Сутність винаходу: магнітний компас містить герметичний казанок, заповнений компасною рідиною, розміщену всередині котелка шпильку з встановленим на ній магнітним чутливим елементом, при цьому компасна рідина містить дистильовану воду і етиленгліколь, в неї введена компонента, що перешкоджає розвитку мікроорганізмів. 1 з.п.ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до галузі навігаційного приладобудування і може бути використане у візуальних та оптичних магнітних компасах.
Відомі магнітні компаси, наприклад, морський магнітний компас УКП-М, казан якого заповнений компасною рідиною розчином етилового спирту в дистильованій воді міцністю 43 o . Рідина такого складу не замерзає при температурі мінус 26 o C. [1, с. 155] Відомий також морський магнітний компас з оптичною системою передачі КМО-Т, котелок якого заповнений компасною рідиною, що є 64% водний розчин гідролізного спирту.
Перевагою використання водноспиртових розчинів у магнітних компасах є їхня дешевизна. Однак ці рідини мають істотний недолік хімічної активності, зокрема щодо сучасних матеріалів - пластмас (наприклад, органічного скла), гуми, фарб, що обмежує вибір матеріалів для виготовлення компасу. Іншим істотним недоліком використання водноспиртових розчинів в якості компасної рідини є психологічний фактор спокуси можливості використання у виробничих умовах виробниками, а при експлуатації членами команди суден компасної рідини як алкогольного напою, що нерідко призводить до виходу з ладу компаса і неможливості його експлуатації.
Відомі також магнітні компаси, наприклад компасидля малих суден та рятувальних шлюпок типу КМ100-1 та КМ100-2, котелки яких заповнені кремнійорганічною рідиною нетоксичною поліметилсилоксановою рідиною [1, с. 166, 167] Гідність використання кремнійорганічних рідин у відсутності їх взаємодії з пластмасами, наприклад, з органічним склом (поліметилметакрилатом). Однак мають місце суттєві недоліки використання кремнійорганічних рідин, які полягають: у нестійкості рідини при впливі сонячної радіації, зокрема, має місце фарбування, потемніння прозорої безбарвної рідини, що призводить до виходу з компасу; у високій вартості рідини, що призводить до значного подорожчання магнітного компасу; єдиним виробником кремнійорганічних рідин на даний час є завод "Кремнійполімер", м. Запоріжжя, Україна. У зв'язку з цим є значні труднощі забезпечення українських підприємств зазначеною рідиною.
Найбільш близьким до пропонованого винаходу по технічній сутності є морський магнітний компас [2] містить герметичний котелок, заповнений робочою рідиною і виконаний з білим покриттям внутрішніх стінок, нейтральним до робочої рідини, і встановлену всередині котелка шпильку з розміщеними на ній врівноваженими карткою внутрішніх стінок казанка виконано у вигляді шару водостійкої фарби, а робоча рідина виконана у вигляді дистильованої води, що настояна на кремні. Крім того, оскільки вода замерзає при температурі 0 o C, а за нормативними документами Регістру мореплавання РФ, що регламентує умови експлуатації компасів, останні повинні працювати до температур мінус 30 o C (і нижче), до складу робочої рідини магнітного компасу за патентом N 2010160, введено антифриз "Тосол".
Основною компонентою "Тосола" є етиленгліколь органічна сполука, водні розчини якої замерзають при негативних температурах, що знижуються зі збільшенням концентрації етиленгліколю.
Основними недоліками відомого морського магнітного компасу [2] є відсутність захисту робочої рідини від можливості розвитку в ній біологічно активних мікроорганізмів у процесі експлуатації компаса, оскільки тільки наполягання дистильованої води на кремні без вживання додаткових заходів не забезпечує стерильності рідини.
На підприємстві АТ "Штурманські прилади" було проведено тривалі випробування відомого компасу [2] заповненого компасною рідиною. Випробування закінчилися із негативним результатом.
Розвиток біологічних процесів у компасній рідині викликає: помутніння рідини порушення її прозорості, що ускладнює або виключає можливість зняття відліків зі шкали магнітного чутливого елемента як у візуальних, так і в оптичних компасах, збільшення в'язкості рідини, що може призвести до погіршення динамічних якостей магнітного та збільшення похибок магнітного компасу, що погіршує експлуатаційні якості компасу.
Основним завданням, на вирішення якої спрямовано винахід, є виключення можливості розвитку компасної рідини біологічних процесів мікроорганізмів.
Для вирішення зазначеної задачі в магнітний компас, що містить герметичний казанок, заповнений компасною рідиною, розміщену всередині котелка шпильку з встановленими на ній магнітним чутливим елементом, при цьому компасна рідина містить дистильовану воду і етиленгліколь CH2OHCH2OH, в компасну рідину вводять компоненти. Наприклад, толулолC6H5CH3 у кількості (0,01-0,02)% за обсягом, формалін або інші.
Пропонований магнітний компас представлений на фіг. 1.
На малюнку зображено загальний вигляд компаса в розрізі.
Пропонований магнітний компас містить герметичний корпус 1, заповнений компасною рідиною 2, шпильку 3, магнітний чутливий елемент 4. Компасна рідина містить 2 дистильовану воду, етиленгліколь і компоненту, що перешкоджає розвитку біологічних процесів мікроорганізмів, наприклад, толуол, формалін або інші.
Кількісне співвідношення компонентів, що входять до складу компасної рідини, визначається граничною негативною температурою експлуатації компаса, при якій компас повинен зберігати працездатність, залежно від зони широтної плавання судів різних класів.
1 варіант при граничній температурі експлуатації мінус 30 o C склад рідини визначається співвідношенням (за обсягом) етіленгліколю 45% толуолу (0,01-0,02)% дистильована вода інше (54,99-54 ,98)% 2 варіант при граничній температурі експлуатації мінус 40 o C етиленгліколю 55% толуолу (0,01-0,02)% дистильована вода інше (44,99-44, 98)% 3 варіант при граничній температурі експлуатації мінус 50 o C етиленгліколю 60% толуолу (0,01-0,02)% дистильована вода інше (39,99-39,98 )% Пропонований пристрій працює наступним чином.
Магнітний чутливий елемент 4, що спирається на шпильку 3, зберігає незмінним своє положення щодо магнітного меридіана. На магнітному чутливому елементі є шкала (на фіг. 1 не зображена), а з корпусом 1 жорстко пов'язаний індекс (на фіг. 1 не показаний), яким проводиться відлік курсу при зміні положення судна і жорстко пов'язаного з ним корпусу компаса. Компаснарідина завдяки наявності етиленгліколю забезпечує роботу комплексу за низьких температур, наприклад, до мінус 30 o C і нижче. Завдяки наявності компоненти, що перешкоджає розвитку мікроорганізмів у рідині (наприклад, толуолу, формаліну або ін.), рідина зберігає свою прозорість, що забезпечує зняття відліків у візуальному компасі безпосередньо за шкалою та індексом, а в оптичному компасі шляхом проеціювання їх зображення на екран. Крім того, відсутність біологічних процесів рідини дозволяє зберегти сталість в'язкості компасної рідини при даній температурі, а отже, сталість динамічних характеристик магнітного чутливого елемента при постійній температурі.
У порівнянні з відомими пристроями винахід забезпечує: можливість використання в конструкції компасу сучасних дешевих матеріалів пластмас, зниження вартості виготовлення компаса, поліпшення експлуатаційні характеристики компаса; Винахід покращує експлуатаційні характеристики компаса за рахунок виключення можливості розвитку біологічних процесів мікроорганізмів у компасній рідині, перешкоджаючи тим самим помутніння рідини, а також зміну її в'язкості.
1. Магнітний компас, що містить герметичний казанок, заповнений компасною рідиною, розміщену всередині котелка шпильку з встановленим на ній магнітним чутливим елементом, при цьому компасна рідина містить дистильовану воду і етиленгліколь СН2ОНСН2ОН, що відрізняється тим, що в компасну рідину.
2. Компас за п. 1, який відрізняється тим, що компонент, що перешкоджає розвитку мікроорганізмів, є толуолом С6Н5СН3.