CN208621072U - 一种新型充液指北针 - Google Patents

Abstract

一种新型充液指北针，包括透明上盖1、下盖7、其内部安装有刻度盘5、轴针11、磁针6、针帽14、充液孔10与充液孔密封结构，并充装有液体，透明上盖1内部有一环状夹层。在向指北针内充液时预留气泡12，该气泡可存在于上述环状夹层内，用以调节由于环境温度变化所致的液体体积变化，避免影响指北针正常工作。该指北针还可作为水平仪使用。

Description

一种新型充液指北针

技术领域

本实用新型涉及测量仪器，特别涉及一种用于指示方向的指北针。

技术背景

现有的充液指北针，在封闭的指北针壳体内充满液体，以保持磁针水平，并减小其与轴针间的摩擦力，同时增加指北针的稳定性。由于指北针壳体材质与所充液体的热膨胀系数不同，因此在环境温度发生变化时，二者的体积变化也不同。当指北针壳体体积增量大于液体体积增量时，封闭的指北针壳体内会形成真空，导致液体蒸发，产生气泡，影响指北针工作精度；反之，当液体体积增量大于指北针壳体体积增量时，指北针壳体内压力增加，对指北针壳体构件及密封均产生不良影响，可能产生漏液等问题。目前同类产品中，尚未见有效解决上述问题的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的，是要提供一种结构简单、制造容易，同时又可以自动补偿指北针壳体及充液因温度变化导致的体积增量差，避免气泡对指北针工作的干扰，以及液体膨胀导致的指北针故障。

本实用新型充液指北针，其壳体由透明上盖、下盖组成，透明上盖与下盖结合后形成一个密闭空间，在下盖上安装有轴针，指北针刻度盘通过针帽支撑在轴针上，在上述刻度盘下方固定有磁针、指北针壳体上设有充液孔和充液孔密封结构，通过充液孔可以向指北针壳体内充装液体。本实用新型的特点在于：透明上盖内部有一个环状夹层，其外侧壁与透明上盖内侧壁之间存在间隙，夹层壁上端与透明上盖上部闭合连接，其下端与下盖的上表面保持一定距离。在对本实用新型指北针充液时，充入的液体体积可以小于指北针壳体内净空间体积。

按照上述技术解决方案，本实用新型指北针在充液时，充入的液体体积小于指北针壳体内部的净空间体积。充液完成并用充液螺塞封闭指北针壳体后，指北针壳体内留有部分空气，该部分空气在指北针壳体内以气泡形式存在。此时将指北针侧置，且底部略高。由于空气密度低于液体密度，因此气泡在浮力作用下将浮至侧置指北针的最高位置：指北针壳体底部与侧壁交汇处，也即上述夹层外侧壁与透明上盖内侧壁之间存在间隙的开口处，此时将指北针向正常工作位置(水平位置)翻转，上述气泡在浮力作用下，将沿指北针壳体内侧壁上升，直至达到上述间隙上端的封闭空间。由于指北针工作时保持水平，因此上述气泡在浮力作用下，将稳定保持在上述间隙的上端。

相对于液体的不可压缩特性，气体具有良好的弹性。因此上述气泡即构成了指北针内部的一个可伸缩的弹性空间。当环境温度上升时，指北针内液体体积增大，壳体内压力上升，上述气泡的弹性可以有效缓解系统压力对指北针密封和构件的作用力，保证密封和构件的安全。当环境温度下降时，指北针内液体体积收缩，壳体内密闭空间中的压力下降，此时气泡膨胀、体积增加，从而补偿由于温度降低导致的液体体积缩减，避免指北针内产生其他空泡，对指北针工作造成不良影响。另一方面，由于液体对气体存在不同程度的溶解，当环境条件(温度、压力等)发生变化时，液体对气体的溶解度也会相应发生变化，此时溶解于液体的气体会发生逸出，在液体中形成气泡。因此，要保证封闭空间中的液体绝对不产生气泡，在理论上是不可能或十分困难的。本实用新型技术解决方案，主动在指北针充液中预留了气泡，在液体中保留了一定的气液界面。由于气体逸出均发生于气液界面，因此，本实用新型解决方案同时还兼有收集因液体溶解度变化而逸出气体作用。

本实用新型充液指北针，其透明上盖的正投影可以是圆形，环状夹层的正投影与透明上盖的正投影可以为同心圆。

本实用新型充液指北针，其透明上盖正中可以有一个圆环形标记。将本实用新型充液指北针倒置，存在于侧壁间隙中的气泡，由于浮力作用将浮升至指北针壳体中部，此时翻转指北针，气泡在浮力作用下，将浮至透明下盖下部，此时如果指北针保持水平，该气泡将位于透明上盖中心位置，并于透明上盖中心的圆环形标记重合。此时，本实用新型指北针可以兼做水平仪使用。

如需恢复其指北针功能，仅需将指北针侧立，并将其底部略微抬高，然后翻转指北针至正常工作位置，即可将气泡收进侧壁间隙空间内存放。

现有的充液指北针产品，由于结构及成本原因，均无法很好解决上述气泡产生问题。本实用新型充液指北针，在没有增加产品结构复杂性和成本的情况下，解决了充液指北针产品一直存在的问题。另一方面，传统的充液指北针，在充液时为防止充液不满或气泡进入，需要采用专门的工艺和设备，并且不能完全杜绝充液不满和气泡进入的问题。本实用新型技术解决方案，由于要在充液内预留气泡，因而无需专门设备进行充液，从而很好地解决了上述问题，不仅简化了生产工艺，而且可以提高生产成品率。

另一方面，本实用新型充液指北针，因其结构特性，可以兼做水平仪使用，从而使得该产品增加了一项新功能。

附图说明

说明书附图1为本实用新型充液指北针的剖视结构图。

说明书附图2为本实用新型充液指北针作为水平仪工作时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型技术方案做详细说明。

说明书附图1中，轴针11固定安装在下盖7中心，浮室13通过针帽14支撑在轴针11上；磁针6和刻度盘5安装在浮室13上；在下盖7上设有带有内螺纹的充液孔10，螺塞8以及密封圈9配合可以封闭充液孔10；透明上盖1通过粘合剂或超声波焊接与下盖7紧密结合，形成密闭的指北针壳体内部空间，液体2充装与此空间中。在透明上盖1内部，有一个与透明上盖1同心的环形夹层壁3，其上端与透明上盖1固连，下端距下盖7上表面保持一定距离。

在对本实用新型指北针内充液时，旋开螺塞8，通过充液口10向指北针壳体内充液。在即将充满时，停止充液，预留少量空气于指北针壳体内部，并旋紧螺塞8，螺塞8通过密封圈9封闭充液口10。此时预留在指北针壳体内的少量空气在其中以气泡12形式存在。由于浮力作用，当指北针侧倾且底部略高时，气泡12会上浮至透明上盖1内侧壁与下盖7上表面的交汇处——也即夹层壁3外侧壁与透明上盖1内侧壁形成的环形间隙4的开口处。此时如果将指北针向水平位置回转，上述气泡12在浮力作用下将沿透明上盖1内侧壁上升，直至到达环形间隙4的顶部，并在浮力作用下保持停留于该处。由于指北针工作时处于水平状态，因此上述气泡12在指北针工作时，在浮力作用下，可以稳定保持在环形间隙4的上部。

本实用新型指北针在工作时如遇环境温度升高，液体2积膨胀，此时指北针壳体空间内压力升高，由于空气所具有的弹性特性，上述气泡12会受到压缩，从而缓解指北针内部压力，保证密封及相关构件不受损坏；当环境温度降低时，液体2体积収缩，指北针壳体空间内压力下降，气泡12体积膨胀，补偿由于温度下降造成的液体体积収缩，从而保证液体2可以充盈指北针内部空间，不会在浮室13及刻度盘5周边产生气泡，影响指北针正常工作。

由附图2可见，本新型充液指北针透明上盖的正中有一个圆环形标记15。将本新型充液指北针倒置，存在于侧壁间隙中的气泡12，由于浮力作用将浮升至指北针壳体中部，此时翻转指北针，气泡12在浮力作用下，将浮至透明下盖下部，此时如果指北针保持水平，该气泡将位于透明上盖中心位置，并与透明上盖中心的圆环形标记15重合。此时，本实用新型指北针可以兼做水平仪使用。

本实用新型指北针在在作为水平仪使用后，或者运输、使用过程中，不慎倒置或侧置，气泡12会溢出环形间隙4的边缘，进入指北针壳体内的其他空间。这种情况下，只需将指北针侧倾侧倾、并略抬高底部，气泡12在浮力作用下，会上浮至透明上盖1的内侧壁与底部的交汇处，此时翻转指北针至正常工作位置，即可将气泡12恢复置于环形间隙4内的正常工作位置。

Claims (5)

1.一种新型充液指北针，包括透明上盖(1)、下盖(7)、透明上盖(1)与下盖(7)结合后形成密闭空间，其内部安装有刻度盘(5)、轴针(11)、磁针(6)、针帽(14)、充液孔(10)与充液孔密封结构，并充装有液体，其特征在于：透明上盖(1)内部有一个环状夹层(3)，其外侧壁与透明上盖(1)内侧壁之间存在间隙(4)，夹层(3)上端与透明上盖(1)上部闭合连接，其下端与下盖(7)的上表面保持一定距离。

2.按照权利要求1所述的新型充液指北针，其特征在于：在对本新型指北针充液时，充入的液体体积可以小于透明上盖(1)与下盖(7)结合后形成密闭空间的净空间体积。

3.按照权利要求1或2所述的新型充液指北针，其特征在于：透明上盖(1)的正投影可以是圆形。

4.按照权利要求1或2所述的新型充液指北针，其特征在于：环状夹层(3)的正投影与透明上盖(1)的正投影为同心圆。

5.按照权利要求1或2所述的新型充液指北针，其特征在于：透明上盖(1)的中心有一个圆环标记。