Пневматический источник сейсмических сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИК (19) (11) 4(() G 0 V /133

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЮ (21) 3333698/18-25 (22) 14.08,81 (46) 15.02.85. Бюл. к- 6 (72) В.А. Ежов, Н.И. Федорчуков, В.К. Утнасин, В.И. Гуленко и В.И. Тюхалов (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 658518, кл. С 01 V 1/02, 1979.

2. Патент США Ф 3653460, кл. (01 V 1/14, опублик., 1972.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 2953110/18-25 (101851), кл. С 01 V 1/14, 1980. (54) (57) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий корпус с крышкой и выхлопными окнам ми, перекрытыми полым двухступенчатым цилиндром, образующим с корпусом управляющую и рабочую камеры, пневмомагистрали и электропневмоклапан, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД источника путем увеличения скорости открытия выхлопных окон, ступени цилиндра соединены с возможностью относительного перемещения, при этом одна ступень жестко соединена с корпусом, а подвижная ступень снабжена наружным фланцем и размещена против выхлопных З окон. на с корпусом, а подвижная ступень снабжена наружным фланцем и размещена против выхлопных окон.

Выполнение цилиндра в виде подвижной и неподвижной частей позволит снизить инерционность сейсмоисточника, так как подвижная часть цилиндра имеет малую массу, и повысить его КГЩ.

На фиг. 1 показан предложенный источник сейсмических сигналов в разрезе, на фиг. 2, 3, 4, 5 — варианты выполнения управляющей камеры.

Сейсмоисточник состоит из корпуса 1, в котором выполнены выхлопные окна 2, канал 3, проточка 4, жиклер 5.

С корпусом 1 при помощи хомутов 6, 7 соединены емкость 8 и крышка 9 с каналами 10, 11 и подпружиненным кольцом 12 ° В крышке 9 установлен штуцер 13 подвода сжатого воздуха, электропневмоклапан 14 с каналами

15, 16 и запорный орган 17. Внутри корпуса 1 размещен полый двухступенчатый цилиндр, состоящий из жестко соединенной с корпусом 1 ступени 18 и подвижной ступени l9, снабженной фланцем 20. Неподвижная ступень 18 и корпус 1 образуют управляющую камеру 21, а подвижная 19 и неподвижная ступени 18, емкость 8, корпус 1, крышка 9 и электропневмоклапан 14 образуют рабочую камеру 22.

Подвижная ступень 19 имеет кольцевой уступ 23 и внутренний кольцевой выступ 24. В управляющей камере

21 между корпусом 1 и неподвижной ступенью 18 выполнен кольцевой зазор 25, а на самой неподвижной ступени 18 проточка 26. Соединение подвижной 19 и неподвижной 18 ступеней цилиндра может быть выполнено различным образом. Возможные варианты соединений приведены на фиг. 2, 3, 4, 5.

Работает. сейсиоисточник следующим образом.

Сжатый воздух через. штуцер 13, каналы 10 и 3 поступает в проточку 4, через кольцевой зазор 25 воздействует на подвижную ступень 19 цилиндра и перемещает ее до упора в подпружиненное кольцо 12. Одновременно сжатый воздух через жиклер 5 поступает в рабочую камеру 22, объем которой можно изменять sa счет емкости 8. Изменение объема рабочей камеры, в свою очередь, позволит изменить и спектр излучаемого сигнала.

f 1029745 2

Изобретение относится к области морской сейсморазведки, к устройствам для возбуждения сейсмических сигналов в жидкой среде.

Известен пневматический источник сейсмических сигналов 1, содержащий фигурный шток с поршнем и цилиндр, образующие управляющую и рабочую камеры. В нижней части фигурного штока размещен запорный орган. Цилиндр совершает возвратно-поступательное движение относительно фигурного штока с поршнем.

К недостаткам источника относится малый КПД, что обусловлено большой 1 массой подвижного элемента-цилиндра.

Известен также пневматический . источник сейсмических сигналов 723, включающий корпус с крышкой, дном и выхлопными окнами и полый ступенча20 тый цилиндр, установленный с возможностью перемещения внутри корпуса против выхлопных окон, образующие, управляющую и рабочую камеры.

Однако из-за малой скорости движения цилиндра, разгону которого препятствует заключенная между цилиндром и корпусом жидкость, источник имеет низкий КПЛ.

Наиболее близким техническим реЗО шеннем к предложенному является пнев- матический источник сейсмических сигналов 333 содержащий корпус с крышкой и выхлопными окнами, перекрытыми полым двухступенчатым цилиндром, образующим с корпусом управляющую и рабочую камеры, пневмомагистрали и электропневмоклапан. Ступени цилиндра жестко связаны между собой.

Недостаток этого пневмоисточника заключается в том, что из-за большой массы ступенчатого поршня не удается обеспечить высокую скорость открытия выхлопных окон, что обусловливает невысокий КПД.

Целью изобретения является повыше-" ние КПД источника за счет увеличения скорости открытых выхлопных окон.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом источнике сейсмических сигналов, содержащем корпус с крышкой и выхлопными окнами, перекрытыми полым двухступенчатым цилиндром, образующиМ с. корпусом управляющую и рабочую камеры, пневмомагистрали и электропневмоклапан; ступени цилиндра соединены с возможностью относительного перемещения, при этом одна ступень жестко соединеесть проточка 26, которая позволяет подвижной ступени 19 набирать большую скорость.при. вскрытии рабочей камеры, так как не происходит резко5 го повышения давления в управляющей камере.

На фиг. 5 показана управляющая камера без проточки 26. Канал 28 имеет небольшое сечение, воздух практи1О чески заперт и начинает сразу резко сжиматься. у всех вариантов конструкции есть определенные положительные. качества.

Разберем это на примере. конструкции, 15 представленной на фиг. 5.

Изменяя диаметр Д1 фланца 20 и приближая его к диаметру Д2, можно добиться незначительной разностиплощадей двух то Щов цилиндра. При

20 равенстве сил цилиндр при подаче сигнала на срабатывание вообще не тронется с места. При увеличении дисбаланса сил (т.е. разности площадей торцов за счет диаметра -Д1) из

25 рабочей камеры будет выбрасываться все большая. порция воздуха. Это, . so-первых, позволит менять спектр излучаемого сигнала, а во-вторых, повышает КПД источника. Известно, Зр.. что наилучшие показатели излучаемого сигнала получаются при расходе сжатого воздуха в пределах 15-SOX от давления.в рабочей камере. Этого можно достичь соотношением площадей

35 торцов подвижной части цилиндра в пределах (1 15-1,5). При этом снижается пульсация, КПД становится опти-. мальным,. создается запас мощности компрессора. Кроме того, деление цилиндра на подвижную и неподвижную ступени значительно снижает инерционность системы, так как подвиж- ная часть цилиндра имеет малый вес, l что также повышает КПД-источника.

Э 1029745

После заполнения рабочей камеры

22 до исходного рабочего давления пневмоисточник готов к работе-. При подаче электрического сигнала на электропневмоклапан 14 запорный орган

17 открывает канал 16, и сжатый воздух из рабочей камеры 22, поступая по каналам 15 и 11 на торец фланца

20, разгерметизирует рабочую каме-. ру 22, и,воздействуя на всю площадь торца подвижной ступени 19 цилиндра, резко перемещает его внутрь управляющей камеры 21.

Происходит выброс сжатого воздуха через окна 2 в окружающую среду (воду), возбуждающий сейсмический сигнал. Подвижная ступень 19 попадает в зону проточки 26, воздух начинает обтекать выступ 24, сила сопротивления движению цилиндра уменьшается, что позволяет ему увеличить скорость. Далее выступ 24 попадает в кольцевой зазор 25, в .уступе 23 начинает увеличиваться давление и ступень 19 цилиндра останавливается.

После выброса сжатого воздуха из рабочей камеры 22 сила, действующая на торец фланца 20, исчезает, и давление воздуха возвращает.в исходное положение подвижную ступень 19 цилиндра, которая в конце пути плавно тормозится воздухом,, сжатым выступом 24 и неподвижной ступенью 18 (см. фиг. 1, 2, 3).

На фиг. 2 торможение цилиндра при прямом и обратном ходе осуществляется выступом 24, а кольцевой .зазор 25 закрывается венчиком 27.

На фиг. 3 венчик 27 и кольцевой зазор 25 отсутствуют, но есть канал 28.

На фиг. 4 выступ 24 отсутствует, торможение осуществляется остаточным давлением в рабочей камере, но

1029745

1029745

ФигЗ

Редактор П. Горькова Техред О,Неце

Корректор В. Синицкая

Заказ 314/2 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,. 4