Гидравлический вибрационный источник сейсмических волн

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий транспортное средство, опорную плиту с центральным отверстием , в котором установлен жестко закрепленный посредством рамы на опорной плите возбудитель вибрации в виде гидравлического цилиндра со штоком, связанным с излучающим столом , и датчик силы, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности источника, шток выполнен полым, в полости штока установлен стакан с фланцем, в котором размещен датчик силы, включающий опертый снизу на фланец стакана корпус , подушку и шарик, заключенный между подушкой и удлинителем со сферической опорой, контактирующим со сферическим выступом излучающего стола и зафиксированным в стакане с фланцем посредством зластичной О) в осевом направлении мембраны.

о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зов С 01 N 1/155, 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lб 17

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3488302/18-25 (22) 30.08.82 (46) 07.07.84. Бюл. У 25 (72) Г.Н.Лантухов, К).И.,Мордасов, А.С.Кастанов и Н.Г.Лантухова (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент США Р 4133409, кл. G 01 Ч 1/04, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

11 693290, кл. С 01 V 1/155, 1977 (прототип). (54)(57) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРАЦИОННЫЙ ИСТОЧНИК СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН, содержащий транспортное средство, опорную плиту с центральным отверстием, в котором установлен жестко

„.Я0„„1101? 11 А закрепленный посредством рамы на опорной плите возбудитель вибрации

s виде гидравлического цилиндра со штоком, связанным с излучающим столом, и датчик силы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности источника, шток выполнен полым, в полости штока установлен стакан с фланцем, в котором размещен датчик силы, включающий опертый снизу на фланец стакана корпус, подушку и шарик, заключенный между подушкой и удлинителем со сфе- рической опорой, контактирующим со сферическим выступом излучающего стола и зафиксированным в стакане с фланцем посредством эластичной в осевом направлении мембраны.

Кроме того, для данного устройства характерна высокая металлоемкость, которая определяется наличием реак45 тивной массы. Последнюю (баласт) необходимо постоянно транспортировать, на что расходуется лишнее горючее.

Кроме того, снижается проходимость транспортного средства, так как общая масса транспортного средства находится на пределе возможного, создаются неудобства с обслуживанием устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический источник сейсмических волн, содержащий транспортное сред1 1101

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сейсмической разведки полезных ископаемых и научных исследований в области сейсмологии и строения земли. 5 Известен гидравлический источник сейсмических волн, содержащий транспортное средство, инерционную массу с гидравлическим цилиндром, опорную плиту облегченной конструкции, сое- 1О дииенную со штоком поршня, два двух- . ходовых подъемных цилиндра, удерживающих вес транспортного устройства, эластичные элементы, размещенные между промежуточной и опорной излучаю- 15 щей плитами f1) .

После установки сейсмического устройства на месте исследований опорная плита опускается на грунт и через эластичные элементы прижимается массой автомобиля. Возбудитель вибрации, жестко соединенный штоком с опорной плитой, при возвратно-поступательном движении инерционной массы генерирует в земле сигналы 25 заданной частоты.

Но так как масса опорной плиты и других элементов, жестко связанных с ней, достаточно велика, то для приведения ее в движение требуется большое усилие. Таким образом, только часть энергии, развиваемой цилиндром, передается в землю в виде сейсмических волн.

Применение наклонных стоек для крепления возбудителя вибрации к опорной плите не исключает влияния горизонтальных усилий, возникающих в процессе работы вибратора, которые не только воздействуют на общее вы40 ходное усилие, но и снижают надежность всей конструкции.

711 2 ство, опорную плиту с центральным отверстием, в котором установлен жестко закрепленный посредством рамы на опорной плите возбудитель вибрации в виде гидравлического цилиндра со штоком, связанным с излучающим. столом, и датчик силы.

Электрический сигнал, изменяющийся по заданному закону, поступает на электрогидравлический преобразователь — усилитель. Поток рабочей жидкости попеременно поступает в верхнюю и нижнюю полости цилиндра и за счет разности эффективных площадей на штоке развивается усилие, генерирующее в грунте упругие волны (2) .

Недостатком известного источника является низкая надежность, обуслов.— ленная тем, что на датчик силы действуют горизонтально направленные усилия, возникающие при работе на негоризонтальных участках грунта вследствие того, что поршень гидравлического цилиндра жестко связан с излучающим столом.

Большие горизонтально-составляющие усилия отрицательно воздействуют на общее выходиое усилие, приводят к разрушению датчика силы и других узлов источника.

Целью изобретения является повышение надежности источника.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом вибрационном источнике сейсмических волн, содержащем транспортное средство, опорную плиту с центральным отверстием, в котором установлен жестко закрепленный посредством рамы на опорной плите возбудитель вибрации в виде гидравлического цилиндра со штоком, связанным с излучающим столом, и датчик силы, шток выполнен полым, в полости штока установлен стакан с фланцем, в котором размещен датчик силы, включающий опертый снизу на фланец стакана корпус, подушку и шарик, заключенньй между подушкой и удлинителем со сферической опорой, контактирующим со сферическим выступом из.лучающего стола и зафиксированным в стакане с фланцем посредством эластичной в осевом направлении мембраны.

На фиг. 1 дан источник, общий вид; на фиг. 2 — сечение источника по датчику силы.

Гидравлический вибрационный источник сейсмических волн содержит опор3 1101 ную плиту 1, опирающуюся в рабочем положении на поверхность 2 земли и .нагруженную весом транспортного средства 3, развязанного от воздействия вибрации амортизаторами 4. Рама 5 закреплена на опорной плите 1 соосно центральному отверстию, а возбудитель вибрации -в виде гидравлического цилиндра 6 установлен в отверстии рамы 5. K полому истоку 7 111 цилиндра 6 посредством шпильки 8 и гайки 9 прикреплен снабженный фланцем стакан 10, в полости которого установлен датчик 11 силы. Удлинитель 12 со сферической опорой зафиксирован относительно стакана 10 посредством эластичной в осевом направлении мебраны 13.

Шарик 14 и подушка 15 установлены внутри упругого элемента датчика 11 силы. Излучающий стол 16 сферическим выступом 17 прижат к сферической опоре удлинителя 12 посредством винтов 18 и упругих звеньев 19.

Устройство содержит также электрический преобразователь — усилитель 20, планку 21 и датчик 22 положения, а также канал 23 для передачи рабочей жидкости и корпус 25.

Работа гидравлического вибрацион- 3О ного источника сейсмических волн заключается в следующем.

По команде от задатчика нагрузки (не показан) опорная плита 1 опускается на .поверхность 2 земли и через амортизаторы 4 прижимается к ней

35 массой транспортного средства 3, после чего включается электрогидравлический преобразователь — усилитель 20 и рабочая жидкость по ка- 40 налу 23 подается в верхнюю полость цилиндра 6 возбудителя вибрации.

Полый шток 7, стакан 10 с датчиком 11 силы совместно с закрепленным соосно излучающим столом 16 опус 45 кается вниз до соприкосновения с поверхностью 2 земли. Рабочая жидкость из гидроцилиндра 6 по каналу 24 и через электрогидравлический преобразователь — усилитель 20

50 сливается в бак.

По мере подъема рабочего давления в канале 23 полый шток 7 упирается в корпус стакана IO, который воздействует на корпус 25 датчика 11 силы. Далее через подушку 15, 55 шарик 14, удлинитель 12 со сферичес711 . 4 кой опорой, сферу 17 осевое усилие передается на излучающий стол 16.

Но так как опорная плита 1 постоянно ориентируется относительно поверхности 2 земли, а рама 5 жестко соединена с опорной плитой 1, то при соприкосновении излучающего стола 16 с землей он поворачивается и на датчик 11 силы воздействует осевое усилие, вызывающее в его упругом элементе — корпусе 25 только наиболее благоприятные растягивающие усилия.

Под действием осевого усилия упругий элемент датчика 11 силы и удлинитель 12 со сферической опорой деформируются. Центральная часть эластичной мембраны 13 смещается вверх, не вызывая дополнительных усилий на упругом элементе вследствие своей эластичности в осевом направлении, а горизонтально-составляющие усилия, которые могут возникнуть, при взаимодействии излучающего стола 16 с землей, погасит эластичная мембрана 13 своей поперечной жесткостью.

При достижении необходимого усилия на датчике 11 силы автоматически подается команда на электрогидравлический преобразователь-усилитель 20 и попеременной подачей жидкости по каналам 23 и 24 возбудителя вибрации генерирует колебания необходимой частоты.

По окончании заданной программы шток 7 с излучающим столом 16 поднимается в верхнее положение, опорная плита переводится в транспортное положение и фиксируется.

Управление вибрационным источником сейсмических волн осуществляется по нагрузке.от сигнала датчика 11 силы, либо от датчика ускорения (не показан) .

Использование датчика силы, снабженного стаканом, жестко закрепленным внутри полого штока цилиндра возбудителя вибрации, с приложением осевого растягивающего:усилия к упругому элементу датчика силы с его внутренней полости посредством удлинителя со сферической опорой, зафиксированного в стакане эластичной в осевом направлении мембраной, позволяет повысить надежность источника сейсмических волн, 5505755

77 16 1 фЕlГ. Я

Составитель Н.Чихладзе

Редактор Л.Гратилло Техред А.Бабинец Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4755/27 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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