Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде

Изобретение относится к морским пневмоисточникам, предназначенным для возбуждения упругих колебаний при проведении сейсмических исследований на морских акваториях. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и уменьшение акустических помех. Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде состоит из корпуса цилиндрической формы с днищем, внутри корпуса размещен пневмоисточник акустических колебаний, сопла. При этом пневмоисточник акустических колебаний выполнен в виде свечи зажигания с установленными на внутренней поверхности днища катушкой возбуждения, соединенной с источником питания. Цилиндрический корпус выполнен двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания и катушкой возбуждения. В верхней части корпус жестко сочленен с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами. 1 ил.

 

Изобретение относится к морским пневмоисточникам, предназначенным для возбуждения упругих колебаний при проведении сейсмических исследований на морских акваториях.

Известны устройства для возбуждения упругих колебаний [1, 2], содержащие камеру сгорания, реактивный двигатель. В известном устройстве [2] для достижения технического результата, заключающегося в повышении сейсмической эффективности путем снижения уровня помех от звуковой волны и увеличения КПД, в реактивном двигателе соосно с камерой сгорания размещена перфорированная труба, снабженная снизу центрирующим фланцем, а сверху снабжена полым вкладышем переменного сечения, торец которого расположен в плоскости горловины сопла, при этом полый вкладыш установлен в горловине сопла с зазором, площадь которого превышает суммарную площадь отверстий в перфорированной трубе, при этом суммарная площадь отверстий в перфорированной трубе составляет 0,05-0,1 площади минимального сечения полого вкладыша.

Данное устройство имеет сложную конструкцию, наличие металлических элементов, что не позволяет полностью снизить уровень помех от звуковой волны.

Известный пневматический источник сейсмических сигналов [3] содержит электропневмоклапан, корпус с кольцевой выемкой и выхлопными окнами, перекрытыми запорным органом в виде подвижного цилиндра с полостью в стенке и внутренним фланцем, опертого на кольцевую выемку корпуса и образующего с ним рабочую и демпферную камеры и стартовый объем, крышку, охватывающую корпус и подвижный цилиндр, образующие с ней управляющую камеру, в которую верхним торцом помещен подвижный цилиндр, и каналы подвода сжатого газа от расходной емкости, соединенной с рабочей камерой через демпферную камеру, в котором для получения технического результата, заключающегося в увеличении сейсмической эффективности путем регулирования спектрально-временными характеристиками сигнала за счет измерения давления в управляющей камере и повышения надежности, он снабжен узлом регулирования давления, соединяющим расходную емкость и управляющую камеру, сообщенную с полостью в стенке подвижного цилиндра, внутренний фланец которого выполнен со стороны нижнего торца с возможностью разделения рабочей и демпферной камер при перемещении подвижного цилиндра. Наличие движущихся элементов в данном устройстве повышает уровень акустической помехи, что требует сложных алгоритмов для регулирования спектровременных характеристик.

Известный пневматический источник сейсмических сигналов в жидкости [4] содержит цилиндрический корпус с выхлопными окнами, перекрытыми размещеными в корпусе с возможностью поворота запорным узлом, образующим с корпусом рабочую камеру, жестко связанный с корпусом пневмопривод, электропневмоклапан, управляющую камеру и стартовый объем, в котором для получения технического результата, заключающегося в повышении сейсмической эффективности путем снижения уровня помех, пневмопривод размещен внутри корпуса и выполнен в виде обладающей точечной симметрией направляющей запорного узла, управляющая камера и стартовый объем образованы сопряженными направляющей и запорным узлом, выполненным обладающим точечной симметрией с возможностью поворота на угол не более 180 градусов. В данном устройстве из-за наличия металлических и перемещающихся элементов присутствует существенный уровень акустической помехи.

Известен также морской пневмоисточник [5], включающий крышку с электропневмоклапаном, основную и дополнительную направляющие с окнами и дном, подвижный цилиндр, охватывающий основную направляющую и перекрывающий окна в ней, корпус с окнами выброса, охватывающий подвижный цилиндр с направляющей и жестко соединенный с крышкой, подпружиненный ступенчатый поршень внутри основной направляющей, сопряженный по ходовой посадке с ней ступенью большего диаметра, а с дополнительной направляющей - ступенью меньшего диаметра, рабочую камеру внутри дополнительной направляющей, управляющую камеру между корпусом, основной направляющей и подвижным цилиндром, подпорный объем внутри основной направляющей, ограниченный крышкой и ступенчатым поршнем, связанный с рабочей, управляющей камерами и полостью избыточного давления, и компенсационный объем внутри основной направляющей под ступенью большего диаметра ступенчатого поршня, связанный окнами в направляющей с рабочей камерой и разгонной полостью, образованной сопряженными торцами крышки и подвижного цилиндра, в котором для получения технического результата, заключающегося в увеличении акустического КПД путем разгона воздушного потока к началу расширения газовой полости и упрощения конструкции, дополнительная направляющая выполнена внутри основной и жестко соединена с ней, окна в дополнительной направляющей выполнены в месте ее жесткого соединения с основной направляющей в виде радиальных сопел Лаваля, пересекающих основную направляющую и размещенных соосно окнам выброса в корпусе. Данное устройство по сравнению с известными устройствами [1-4] имеет менее сложную конструкцию, но существенное наличие вспомогательных перемещающихся металлических конструкций увеличивает уровень акустической помехи.

Задачей настоящего технического решения является упрощение конструкции и уменьшение акустической помехи.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для возбуждения упругих колебаний в морской среде, состоящем из корпуса цилиндрической формы с днищем, внутри которого размещен пневмоисточник акустических колебаний, сопла - пневмоисточник акустических колебаний выполнен в виде свечи зажигания с катушкой возбуждения, соединенной с источником питания и установленной на внутренней поверхности днища, а цилиндрический корпус выполнен двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания, в верхней части корпус жестко сочленен с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами.

Совокупность отличительных признаков, заключающихся в выполнении пневмоисточника акустических колебаний в виде свечи зажигания с катушкой возбуждения, соединенной с источником питания и установленной на внутренний поверхности днища, выполнение цилиндрического корпуса двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания, сочленение корпуса в верхней части жестко с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами, из известного уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Техническая реализация предлагаемого устройства поясняется чертежом. Фиг.1. Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде содержит корпус 1, сопло 2, свечу зажигания 3, катушку возбуждения 4, источник питания 5.

Корпус 1 выполнен цилиндрической формы. Цилиндр выполнен двустенным из антикоррозийного металла, состоящим из двух корпусов 6 (внешний корпус) и 7 (внутренний корпус). Между внешним 6 и внутренним 7 корпусами, образующими полость 8, размещен макролон 9 для придания корпусу жесткости. В полости 8 размещены источник питания 5 и катушка возбуждения 4. В верхней части корпус 1 сочленен с соплом 2, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами для повышения акустических свойств. Размещение источника питания 5 и катушки возбуждения 4 в полости 8 с макролоном 9 обусловлено гашением акустических сигналов, возникающих при работе источника питания 5 и катушки возбуждения 4.

Устройство работает следующим образом. При погружении устройства морская вода через сопло 2 поступает в цилиндр и заполняет внутренний объем цилиндра. С источника питания 5 напряжение порядка 27 В поступает на катушку возбуждения 4, с которой электрический сигнал поступает на свечу зажигания 3, на которой образуется электрический разряд порядка 1000 А. При этом происходит электрохимическая реакция между ионами кислорода и водорода, в результате которой возникает акустическая волна. Акустическая волна через сопло 2, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами, распространяется в морской воде. Акустическая волна регистрируется приемниками акустических сигналов, расположенных как непосредственно в зонах установки устройств для возбуждения упругих колебаний, так и в прибрежной зоне.

В отличие от известных устройств, в предлагаемом устройстве отсутствуют перемещающиеся металлические элементы, что позволяет существенно уменьшить акустические помехи.

Промышленная реализация предлагаемого устройства технической трудности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации

1. Авторское свидетельство SU №1116403.

2. Авторское свидетельство SU №1292475.

3. Авторское свидетельство SU №1626930.

4. Авторское свидетельство SU №1697523.

5. Авторское свидетельство SU №1702787.

Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде, состоящее из корпуса цилиндрической формы с днищем, внутри корпуса размещен пневмоисточник акустических колебаний, сопла, отличающееся тем, что пневмоисточник акустических колебаний выполнен в виде свечи зажигания с установленными на внутренней поверхности днища катушкой возбуждения, соединенной с источником питания, а цилиндрический корпус выполнен двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания и катушкой возбуждения, в верхней части корпус жестко сочленен с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами.