Трансформатор сил и линейных пере-мещений источника сейсмических сиг-налов

 

Союз :оветскик

Соцналистических

Распублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Сви ЕТИЗЬСТВУ ! (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р559203 (22) Заявлено 2208,78 (21) 2657760/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 230381. Бюллетень ИЯ 11

Дата опубликования описания 230 381

15696 (рц З

G 01 \/ 1/133

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

М) 4 550 ° 834 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. Ивашин и И.И. Чуркин (71) Заявитель

Тольяттинский политехнический институт (54 ) ТРАНСФОРМАТОР СИЛ И .ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕИЕЩЕНИЙ

ИСТОЧНИКА СЕЙСЫ1ЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к устройст- вам для изменения (регулирования) коэффициента трансформации источников сейсмических сигналов с гидравлическим трансформатором сил и линейных перемещений.

По основному авт. св. Р 559203 из— вестен трансформатор сил и линейных перемещений источника сейсмических сигналов, содержащий заполненный жидкостью герметический бак, основание которого герметично закрыто упругой мембраной, и который снабжен жесткими кольцами различного диаметра, установленными с внешней стороны упругой мембраны.

Применение съемных жестких колец различного диаметра позволяет изменять активную площадь упругой мембраны и тем самым регулировать коэффициент трансформации и =Sq /S, где S я — радиальное сечение якоря, 5м — активная площадь мембраны, и регулировать параметры сейсмических сигналов, возбуждаемые источником 11.

Однако с увеличением коэффициента трансформации уменьшается площадь контакта мембраны или подвижных колец источника с излучающей плитой (если она имеется) или с грунтом. При кали- З0 чии плиты это приводит к неравномерности распределения нагрузки (давлений ) по поверхности плиты.

Сосредоточение механических сил, развиваемых источником, на малой площади плиты, приводит к ее упругой деформации, что обуславливает колебания центра плиты и ее периферии в разных фазах, и, как следствие, ухудшение формы и качества сейсмического

КПЦ и эффективности источника в целом. При отсутствии излучающей плиты уменьшение площади контакта колец или мембраны с грунтом приводит к сосредоточению усилий на меньшей площади грунта, что может вызвать неупругие деформации грунта, снижение сейсмического КПД источника, а следовательно, нарушение идентичности излучаемого сигнала и снижение сейсмической эффективности источника вообще.

Цель изобретения — повыаение качества идентичности излучаемого источником сейсмических волн сигнала и

КПД путем обеспечения равномерного распределения нагрузки по всей площади излучакщей плиты при различных значениях коэффициента трансформации.

815696

Поставленная цель достигается тем, что источник снабжен ступенчатым стаканом, обращенным основанием в сторону земяи, а веригиной — в сторону мембраны и контактирующим с мембраной, каждое кольцо расположено на одной из ступенек стакана друг над другом, а число колец равно числу ступенек, причем кольца на ступеньках выполнены подвижными относительно корпуса бака, стакана и соседних подвиж- О ных колец, а внешний диаметр меньшего кольца больше внутреннего диаметра соседнего большего кольца.

Кроме того, основание стакана жестко соединено с излучающей плитой.

На фиг. 1 показан трансформатор сил и линейных перемещений вместе с источником "åéñìè÷åñêèõ сигналов с коэффициентом трансформации и; на фиг. 2 — трансформатор с коэффициен.том трансформации n>(n>>n); на 20 фиг. 3 — трансформатор с коэффициентом трансформации ng(nylon ).

В жестком герметическом корпусе 1 бака, заполненном жидкостью 2, расположен преобразователь энергии — источ-д5 ник механических сил, представленный поршнем 3 и цилиндром 4, Корпус погружен инертной массой 5, Верхнее основание бака герметично закрыто крышкой б и корпусом 7 ресивера. Поршень и цилиндр составляет гидравлическую пару, соcòàâëÿþùèå по аналогии с электрическим трансформатором первичную сторону гидравлического трансформатора сил и линейных перемещений. К нижнему основанию корпуса 1 герметично закреплена, например, посредством болтового соединения и прижимного базового кольца 8 упругая мембрана 9.

Несъемные кольца 10 и 11 свободно посажены одно над другим на ступень- 40 ки полого ступенчатого стакана 12, обращенного основанием н сторону земли, а вершиной — в сторону мембраны 9.

Число ступеней стакана равно числу жестких колец. Кольца выполнены подвижными относительно корпуса бака, стакана и друг друга, Каждое кольцо расположено на ступеньке стакана подвижно. Причем внешний диаметр меньшего кольца больше внутреннего диа.метра соседнего большего кольца. Число колец и ступеней стакана определяется необходимым диапазоном регулирования коэффициента трансформации источника.

Рабочий зазор л h, т. е. амплитуда перемещения между каждым верхним и соседним нижним подвижными кольцами, ограничен максимальным допустимым перемещением корпуса бака относительно излучающей плиты или поверхности Щ земли. Стакан 12 установлен на излучающей плите 13. Между базовым кольцом 8 и плитой 13 расположено разъвмное кольцо 14. Источник с плитой установлены на поверхности грунта 15. Я

Нижнее основание корпуса 1 с кольцами 10 и 11 и стаканом 12 представляют вторичную сторону гидравлического трансформатора сил и линейных перемещений.

Устройство работает следующим образомм.

При срабатывании источника поршень 3 перемещается вниз и создает в герметическом корпусе бака избыточное давление. На излучающую плиту 13, кольца.10 и 11, стакан 12 и грунт 15 действует механическая сила F, Эта сила обуславливает перемещение корпуса 1 с кольцом 10 и инертной массой

5 относительно грунта вверх на высоту, не более размера л h рабочего зазора между кольцами. При этом плита

13 перемещается вниз, вызывая деформацию грунта 15. Деформация обусловливает распространение вглубь земли сейсмических волн и при прочих равных условиях зависит от коэффициента трансформации, определяемого в свою очередь плот ностью грунта. Известно, что на грунтах малой плотности значение коэффициента трансформации, определяемое отношением h=Sq/S (где 5 q — сечение якоря, S — активная площадь мембраны, равная площади подвижных колец ), необходимо увеличивать, а на грунтах высокой плотности — наоборот уменьшать.

Активная площадь мембраны 9 источника — это площадь, через которую на плиту 13 передается усилие от источника, т.е. это площадь мембраны, контактирующая с подвижными кольцами, через которые от поршня через жидкость передаются усилия и деформации (перемещения) .

Для увеличения коэффициента трансформациии в к о нстру кции тр ансформат ор а сил и перемещений герметичный бак 1 с базовым кольцом 8 поднимается подьемчым устройством относительно поверхности земли (или излучакщей плиты ) на высоту и h и фиксируется в таком положении, например разъемным коль1IoM 14, толщиной hg + 6h . При нее несъемное жесткое кольцо 11 опирается на кольцо 10 и также становится неподвижным относительно элементов 1, 8, 9 и 10. В результате активная площадь мембраны, теперь уже определяемая площадью ее контакта с вершиной стакана 12 и верхнего кольца 11, становится меньше, а коэффициент трансформации - больше °

Для уменьшения коэффициента трансформации корпус 1 с базовым кольцом

8 опускается относительно поверхности земли 15 на расстояние nh u фиксируется в таком положении установкой корпуса 1 источника через базовое кольцо 8 на плиту 13 (предварительно кольцо 14 толщиной h gh убирается). В этом случае активная площадь мембраны, равная площади контак815696 та мембраны 9 со стаканом 12 и кольцами 10 и 12, увеличивается, а коэф-, фициент трансформации уменьшается °

Максимальное з начение коэффициента трансформации ограничивается пло- . щадью (диаметром) вершины ступенчатого стакана 12, а его минимальное значение - площадью (внутренним диаметром) отверстия базового кольца 8.

Фиксация в определенном положении инертной массы корпуса источника относительно подвижных колец, излучающей плиты и поверхности земли достигается путем использования подъемного устройства, способного удерживать источник с инертной массой в фиксируемом положении (в этом случае не- 15 обходимость в кольце 14 отпадает), или сменных разъемных колец 14 различной толщины hK. В последнем случае при увеличении коэффициента. трансформации (при поднятии источника от- 2О носительно плиты) разъемное кольцо 14 меняется на кольцо, толщиной на величину Ah превышающую прежнюю толщину кольца 14. При этом источник в рабочем положении опирается через базовое кольцо 8 на кольцо 14. При умень25 шенин же коэффициента трансформации (при опускании источника относительно плиты), наоборот, разъемное кольцо 14 заменяется на кольцо, толщиной на дЬ меньше прежней толщины кольца.

Эффективность источника с предлагаемым трансформатором сил и линейных перемещений выше, чем у известного, так как практически исключены затраты физического труда при изменении коэффициента трансформации (посколь- . ку процесс изменения коэффициента трансформации механизирован), а время, затрачиваемое на изменение коэф° фициент а трансформации з начит ельно меньше за счет исключения времени на снятие и закрепление сменных жестких колец. Кроме того, при любом коэффициенте трансформации удельные нагрузки одинаковы по всей площади контакта излучающей плиты с грунтом, что исключает деформацию плиты (особенно на периферии).

Формула изобретения

1. Трансформатор сил и линейных перемещений источника сейсмических сигналов по авт. св. Р 559203, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения идентичности излучаемого источником сигнала и КПД путем обеспечения равномерного распределения нагрузки по всей площади излучающей плиты при различных значениях коэффициента трансформации, он снабжен ступенчатым стаканом, обращенным основанием в сторону земли, а вершиной — в сторону мембраны и контактирункцим с мембраной, кажцое .кольцо рас положено на одной из ступенек стакана друг над другом, а число колец равно числу ступенек, причем кольца на ступеньках выполнены подвижными относительно корпуса бака, Стакана и соседних подвижных колец, а внешний диаметр меньшего кольца больше внутреннего диаметра соседнего большего кольца.

2. Трансформатор по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что осноЪание стакана жестко соединено с излу чающей плитой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 559203, кл. G 01 Y 1/04, 1975.

815696

Составитель Л. Солодилов

Редактор Г. Кацалап Техред Ж.Кастелевич КорректорС. Щомак

Заказ 1031/" 7 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауааская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4