CN111415832A - 一种非感应式小型水下按压式开关 - Google Patents

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赵明
丁凯
王雨晨
徐跃林
荣英佼
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China Ship Marine Exploration Technology Research Institute Co ltd
63983 Troops of PLA
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Abstract

本发明涉及一种非感应式小型水下按压式开关，包括外壳，其内部设有腔体，所述腔体的底部安装有将底部封闭的旋紧环，旋紧环上部通过一压紧环安装有与其轴线重合的、将腔体顶部封闭的弹性密封体；压紧环的中部开有第一通孔，弹性密封体底面通过支撑体安装有金属片，所述金属片穿过第一通孔；还包括按钮，通过按钮将对弹性密封体下压，使其发生形变，从而使金属片与设于旋紧环中的金属触头接触形成电通路。利用弹性密封体作为密封材料隔绝海水和实现机械式按压开关，密封可靠。利用弹性密封体的弹性变形实现开关的机械触碰。通过选取不同的弹性密封体材料，可实现不同行程的开关产品，同时可以抵抗不同水深压强的影响。

Description

一种非感应式小型水下按压式开关
技术领域
本发明涉及水下按压式开关技术领域，尤其是一种非感应式小型水下按压式开关。
背景技术
水下按钮开关主要是为了实现在海水中不同深度下，实现按钮方式操作的水下开关，需具备至少以下几种功能：能具有海水一定深度下良好的水下密封性能；能实现海水一定深度下按钮开关功能；具备良好的防腐蚀性能；具有高可靠性，且水下开关朝着小型化方向发展。
现有技术中，水下按钮型开关产品主要有三种技术路线：第一种是如申请号201720533122.6的专利文件所记载的，利用非接触式方式如霍尔效应、磁控开关的方式进行非接触式开关，该种形式的开关需要利用电子器件或者芯片实现，受控距离很难控制、容易受磁场干扰，可靠性不高；第二种是如申请号201910030804.9的专利文件所记载的，利用O形圈进行动密封，结构复杂；第三种是如申请号201821255901.5的专利文件所记载的，利用磁铁同性相斥异性相吸的原理实现开关，但磁场强度较大，对于传输的电信号容易产生干扰。
上述三种结构形式开关的缺点具体为：
第一种结构，由于海洋环境异常复杂，采用非接触式的方式虽然避免了和海水的直接接触，但采用感应式的方式(如磁通芯片、干簧管等)存在固有缺陷，如感应元件的感应距离不易控制，许多金属材料容易磁化而在海水中容易引起误操作，可靠性不能保证。由于电子元器件的存在，需额外增加电子线路，增加了体积和复杂性。推拉式开关由于行程较长，长度方向尺寸较大；
第二种结构，采用O形圈进行动密封的方式所具有的缺陷：需要采用多道O形圈，结构复杂，体积较大；受制于工艺加工及安装方法的限制，可靠性不足；
第三种结构，磁场强度较大，对于传输的电信号容易产生干扰；结构不能采用易磁化的材料，限制了使用场景。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的非感应式小型水下按压式开关，采用弹性较好的材料实现与海水的隔离，同时利用材料的弹性变形效应实现开关的机械式触碰，安全可靠，结构简单。
本发明所采用的技术方案如下：
一种非感应式小型水下按压式开关，包括外壳，其内部设有腔体，所述腔体的底部安装有将底部封闭的旋紧环，旋紧环上部通过一压紧环安装有与其轴线重合的、将腔体顶部封闭的弹性密封体；压紧环的中部开有第一通孔，弹性密封体底面通过支撑体安装有金属片，所述金属片穿过第一通孔；还包括按钮，通过按钮将对弹性密封体下压，使其发生形变，从而使金属片与设于旋紧环中的金属触头接触形成电通路。
外壳顶部设有凹槽，其底部开有与腔体连通的第二通孔，按钮设于凹槽内，下端卡入所述第二通孔内，并可沿第二通孔轴向运动。
按钮截面呈T形结构，其外部套设有压缩弹簧，压缩弹簧顶端与T形结构的顶端面连接，底部与凹槽底面连接；下压按钮，其末端与弹性密封体的顶面中部接触对其下压，使弹性密封体变形，带动金属片向下运动。
所述旋紧环外壁设有外螺纹，外壳内壁设有与所述外螺纹配合的内螺纹。
旋紧环采用低摩擦系数的非金属材料。
在弹性密封体和压紧环的接触面上涂覆有润滑油。
在旋紧环和压紧环的接触面上涂覆有润滑油。
弹性密封体采用橡胶、硅胶材质或者具有较好延展性的金属薄片。
所述弹性密封体、支撑体和金属片粘结成整体。
外壳外圈设有台阶，台阶的台阶端面处设有与外部设备连接用密封件。
本发明的有益效果如下：
本发明结构设计合理，工艺较简单，所用零件少，可实现较小体积且没有感应环节，结构可靠。
本发明利用弹性密封体作为密封材料隔绝海水和实现机械式按压开关，密封可靠。利用弹性密封体的弹性变形实现开关的机械触碰。通过选取不同的弹性密封体材料，可实现不同行程的开关产品，同时可以抵抗不同水深压强的影响。
附图说明
图1为本发明的按钮未按下状态的结构示意图。
图2为本发明的按钮按下状态的结构示意图。
其中：1、按钮；2、压缩弹簧；3、外壳；4、弹性密封体；5、支撑体；6、金属片；7、旋紧环；8、金属触头；9、压紧环；10、密封件；31、腔体；32、凹槽；33、第二通孔；34、台阶；91、第一通孔。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例的非感应式小型水下按压式开关，包括外壳3，其内部设有腔体31，腔体31的底部安装有将底部封闭的旋紧环7，旋紧环7上部通过一压紧环9安装有与其轴线重合的、将腔体31顶部封闭的弹性密封体4；
压紧环9的中部开有第一通孔91，弹性密封体4底面通过支撑体5安装有金属片6，金属片6穿过第一通孔91；
还包括按钮1，通过按钮1将对弹性密封体4下压，使其发生形变，从而使金属片6与设于旋紧环7中的金属触头8接触形成电通路。
外壳3顶部设有凹槽32，其底部开有与腔体31连通的第二通孔33，按钮1设于凹槽32内，下端卡入第二通孔33内，并可沿第二通孔33轴向运动。
按钮1截面呈T形结构，其外部套设有压缩弹簧2，压缩弹簧2顶端与T形结构的顶端面连接，底部与凹槽32底面连接；
如图2所示，下压按钮1，其末端与弹性密封体4的顶面中部接触对其下压，使弹性密封体4变形，带动金属片6向下运动。
旋紧环7外壁设有外螺纹，外壳3内壁设有与外螺纹配合的内螺纹。
旋紧环7采用低摩擦系数的非金属材料。
在弹性密封体4和压紧环9的接触面上涂覆有润滑油。
在旋紧环7和压紧环9的接触面上涂覆有润滑油。
弹性密封体4采用橡胶、硅胶材质或者延展性较好的金属薄片。
弹性密封体4、支撑体5和金属片6粘结成整体。
外壳3外圈设有台阶34，台阶34的台阶端面处设有与外部设备连接用密封件10。
本发明的弹性密封体4材料可根据需要进行选用，如橡胶、硅胶，或者塑性较好的金属薄片(铜、铝等)；
本发明的工作原理：
弹性密封体4嵌入到外壳3中，外壳9有内螺纹，通过拧紧旋紧环7推动压紧环9对弹性密封体4进行挤压，实现密封；弹性密封体4、支撑体5与金属片6通过粘结成为一体；通过按压按钮1，推动弹性密封体4产生弹性变形，使金属片6产生位移，与金属触点8解除，金属触点8的2个触点导通，形成电通路。
弹性密封体4的结构和腔体31顶部轮廓匹配，再通过压紧环9的支撑，使弹性密封体4变形前后均能将腔体31密封严实，防止液体从第二通孔33中进入腔体31。
为了提高弹性密封体4的使用寿命，需对弹性密封体4的受力进行控制。在拧紧旋紧环7时，压紧环9会传递扭矩到弹性密封体4中，使得开关按压时弹性密封体4不仅受到拉伸和压紧力，还受到扭矩，会降低寿命。
因此，为了降低扭矩，需减少旋紧环7与压紧环9的摩擦系数，旋紧环7的材料可选用摩擦系数较低的非金属材料，如PTFE或在旋紧环7与压紧环9之间接触面上增加润滑油。同样，弹性密封体4和压紧环9之间也可添加润滑油。
本发明利用弹性密封体进行密封，能有效抵御海水腐蚀，利用弹性密封体的弹性变形实现开关的机械触碰。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：包括外壳(3)，其内部设有腔体(31)，所述腔体(31)的底部安装有将底部封闭的旋紧环(7)，旋紧环(7)上部通过一压紧环(9)安装有与其轴线重合的、将腔体(31)顶部封闭的弹性密封体(4)；
压紧环(9)的中部开有第一通孔(91)，弹性密封体(4)底面通过支撑体(5)安装有金属片(6)，所述金属片(6)穿过第一通孔(91)；
还包括按钮(1)，通过按钮(1)将对弹性密封体(4)下压，使其发生形变，从而使金属片(6)与设于旋紧环(7)中的金属触头(8)接触形成电通路。
2.如权利要求1所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：外壳(3)顶部设有凹槽(32)，其底部开有与腔体(31)连通的第二通孔(33)，按钮(1)设于凹槽(32)内，下端卡入所述第二通孔(33)内，并可沿第二通孔(33)轴向运动。
3.如权利要求1所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：按钮(1)截面呈T形结构，其外部套设有压缩弹簧(2)，压缩弹簧(2)顶端与T形结构的顶端面连接，底部与凹槽(32)底面连接；下压按钮(1)，其末端与弹性密封体(4)的顶面中部接触对其下压，使弹性密封体(4)变形，带动金属片(6)向下运动。
4.如权利要求1所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：所述旋紧环(7)外壁设有外螺纹，外壳(3)内壁设有与所述外螺纹配合的内螺纹。
5.如权利要求4所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：旋紧环(7)采用低摩擦系数的非金属材料。
6.如权利要求4所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：在弹性密封体(4)和压紧环(9)的接触面上涂覆有润滑油。
7.如权利要求4所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：在旋紧环(7)和压紧环(9)的接触面上涂覆有润滑油。
8.如权利要求1所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：弹性密封体(4)采用橡胶、硅胶材质或者金属薄片。
9.如权利要求1所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：所述弹性密封体(4)、支撑体(5)和金属片(6)粘结成整体。
10.如权利要求1所述的一种非感应式小型水下按压式开关，其特征在于：外壳(3)外圈设有台阶(34)，台阶(34)的台阶端面处设有与外部设备连接用密封件(10)。
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