Устройство для смены светофильтров

Устройство для смены светофильтров

Реферат

 

Изобретение относится к области точного приборостроения, в частности к устройствам, изменяющим характеристику светового луча. Сущность: устройство содержит корпус с направляющими ячейками, герметизированными от внешней среды, светофильтры, оправы которых установлены с возможностью призонного перемещения в них, пневмораспределители с входными и выходными отверстиями и сильфоны, сообщающиеся с входными отверстиями пневмораспределителей. При этом выходные отверстия пневмораспределителей выполнены сообщающимися между собой и герметизированы от внешней среды. Полость ячеек, сообщающаяся с выходными отверстиями, заполнена рабочей средой под давлением согласно соотношения: G<P·S<P₁·S, где G - вес светофильтров с оправой, Р - давление в полости ячеек, сообщающихся с выходными отверстиями пневмораспределителей, P ₁ - давление внутри каждого сильфона при максимальной его деформации, S - полезная площадь торцевой поверхности оправы. Технический результат: упрощение конструкции, уменьшение габаритов и повышение эксплуатационых характеристик. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области точного приборостроения, в частности к устройствам, изменяющим характеристику светового луча, в оптико-механических трактах подвижных приемно-передающих установок наведения летательных аппаратов с помощью лазерного излучения.

Известно устройство для смены светофильтров, см. авт.св. №227087 (СССР, МКИ: G 03 B), содержащее корпус с расположенными в нем фильтрами, и механизм смены фильтров; каждый фильтр снабжен оправой из магнитного материала и расположен своими кромками в вертикальных направляющих, на основании которых установлен электромагнитный толкатель с заслонкой, перекрывающей световое окно, а вверху - удерживающие электромагниты, электрически связанные с пультом управления.

Известное устройство имеет следующие недостатки:

1. Сложность поиска необходимой комбинации фильтров,

2. Необходимость дополнительного энергопитания, что сужает область применения,

3. Большие габариты и вес.

Известно устройство для смены светофильтров, см. авт.св. №1840326 (МКИ: G 03 B 33/08,), содержащее корпус с фильтрами в оправах из магнитного материала, установленных в направляющих ячейках, заслонку, механизм смены светофильтров и пульт управления; механизм смены светофильтров выполнен в виде двух пневмораспределителей из магнитного материала, в котором против каждого фильтра размещены каналы, связанные через пневмораспределитель с пультом управления.

Недостатками известного устройства являются:

1. Низкая надежность:

а) при подаче импульса сжатого воздуха, оправа с фильтром с большой скоростью ударяется в пневмораспределитель, выполненный подмагниченным, в результате чего может произойти разрушение какой-либо составной части устройства;

б) при резком расширении сжатого воздуха происходит понижение его температуры, и как следствие может произойти запотевание светофильтров (при наличии влаги в рабочей среде или окружающем пространстве).

2. Большой расход рабочей среды (так как однажды использованный объем воздуха уходит в окружающее пространство).

3. Необходимость дополнительного оборудования (компрессорной установки или балона с сжатым воздухом), что влечет за собой:

а) увеличение веса устройства;

б) увеличение габаритов.

4. Нельзя применять устройство, в герметизированных летательных аппаратах, так как в результате выхода рабочей среды в окружающее пространство будет происходить нарушение давления и температуры, а также загрязнение окружающего пространства в летательном аппарате.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для смены светофильтров, см. авт.св. №1840328 (МКИ: G 03 B 33/08), содержащее корпус с направляющими ячейками для светофильтров в оправах, пневмораспределители с отверстиями и исполнительный орган, в нем ячейки герметизированы между собой светопроницаемым материалом и каждая ячейка снабжена парой сильфонов с рабочей средой, сообщающихся, соответственно, с входным и выходным отверстиями пневмораспределителей, при этом исполнительный орган выполнен в виде распределительного вала, взаимодействующего посредством кулачков со свободными торцами одноименных сильфонов, и оправа каждого светофильтра установлена в направляющих ячейках с возможностью призонного перемещения, а объем рабочей среды, вытесненный каждым сильфоном при максимальной деформации кулачком, не менее половины внутреннего объема ячейки.

Недостатками известного устройства является:

1. Сложность конструктивного исполнения из-за наличия большого количества сильфонов (входных и выходных).

2. Большие габариты устройства, также из-за наличия входных и выходных сильфонов.

3. Низкие эксплуатационные характеристики, обусловленные наличием большого количества паразитных оптических элементов, служащих для герметизации одной ячейки от другой, что вызывает снижение коэффициента пропускания пучка света, и искажение изображения.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, сокращение габаритов и повышение эксплуатационных характеристик.

В соответствии с предлагаемым изобретением цель достигается тем, что выходные отверстия пневмораспределителей выполнены сообщающимися между собой и герметизированы от внешней среды, при этом полость ячеек, сообщающаяся с выходными отверстиями пневмораспределителей, заполнена рабочей средой под давлением согласно формулы:

где:

G - вес светофильтра с оправой;

Р - давление в полости ячеек, сообщающихся с выходными отверстиями превмораспределителей;

P₁ - давление внутри каждого сильфона при максимальной его деформации;

S - полезная площадь торцевой поверхности оправы.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, на фиг.2 - сечение А-А.

Устройство состоит из корпуса 1, с направляющими ячейками 2.

В направляющих ячейках 2 размещены фильтры 3 в оправах 4.

По концам направляющих ячеек 2 установлены пневмораспределители 5 с входными отверстиями 6 и выходными отверстиями 7. Входные отверстия 6 сообщаются с нижней полостью ячеек 2 и сильфонами 8 посредством трубопроводов 9.

Полость, образованная ячейками 2 и сообщаемая с выходными отверстиями 7, герметизирована двумя пластинами 10 из светопроницаемого материала от внешней среды.

Выходные отверстия 7 выполнены сообщающимися друг с другом и герметизированы от внешней среды.

Устройство снабжено распределительным валом 11, кулачки 12 которого взаимодействуют с одноименными торцами 13 сильфонов 8. Кулачки 12 установлены на валу 11 с возможностью разворота и последующим их стопорением винтами 14.

Внутренние полости сильфонов 8 и ячеек 2 заполнены рабочей газообразной средой (например, воздухом), при этом давление P в полости ячеек 2, сообщающейся с выходными отверстиями 7 пневмораспределителей 5 устанавливается меньше давления P внутри каждого сильфона 8 при максимальном его сжатии, и выбирается больше величины определяемой следующим выражением: ,

где G - вес светофильтра с оправой,

S - полезная площадь торцевой поверхности оправы 4, что можно выразить общей формулой:

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При повороте распределительного вала 11 (показано стрелкой) на определенный заданный угол, один или несколько кулачков 12 воздействуют на торцы 13 сильфонов 8 и деформируют их.

При этом происходит сжатие рабочей среды во внутренней полости деформированного сильфона 8. Под действием упругой силы сжатия оправы 4 с светофильтрами 3 перемещаются в сторону выходных отверстий 7 пневмораспределителя 5, при этом воздух стравливается через выходные отверстия 7 в соседние ячейки, создавая в них давление, которое не должно превышать давления внутри сильфона 8 в этом положении.

При повороте распределительного вала в обратную сторону, под действием упругих сил сильфонов и избыточного давления в полости, сообщающейся с выходными отверстиями, оправа светофильтра возвращается в исходное положение.

Поворачивая распред.вал на определенные углы можно вводить в оптический канал отдельный светофильтр или набор их.

Из вышеприведенного следует, что приведенная конструкция обладает преимуществами перед известной:

1. За счет сокращения сильфонов и трубопроводов удалось упростить конструкцию и сократить габариты.

2. За счет исключения светопронипаемых перемычек между ячейками удалось повысить эксплуатационные характеристики, а именно:

а) коэффициент пропускания;

б) повысилось качество изображения.

Следовательно, предложенная конструкция обладает технико-экономическими эффектом: упрощается конструкция, сокращаются габариты и повышаются эксплуатационные характеристики.

По материалам заявки на предприятии изготавливаются рабочие чертежи и предполагается выпуск опытного образца по плану 1980 г.

Формула изобретения

Устройство для смены светофильтров, содержащее корпус с направляющими ячейками, герметизированными от внешней среды, светофильтры, оправы которых установлены с возможностью призонного перемещения в них, пневмораспределители с входными и выходными отверстиями и сильфоны, сообщающиеся с входными отверстиями пневмораспределителей, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и повышения эксплуатационных характеристик, в нем выходные отверстия пневмораспределителей выполнены сообщающимися между собой и герметизированы от внешней среды, причем полость ячеек, сообщающаяся с выходными отверстиями, заполнена рабочей средой под давлением согласно соотношения:

G<P·S<P ₁·S,

где:

G - вес светофильтров с оправой;

P - давление в полости ячеек, сообщающихся с выходными отверстиями пневмораспределителей;

P₁ - давление внутри каждого сильфона при максимальной его деформации;

S - полезная площадь торцевой поверхности оправы.

РИСУНКИ