[实用新型]一种新型充液指北针

说明书

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。

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。