Сейсмогенератор
Иллюстрации
Реферат
СЕЙСМОГЕНЕРАТОР, содержащий системы подачи сжатого газа и управления , генератор импульсов тока и излучатель, в корпусе которого размещены газовые камеры и электрический двигатель, включающий статор и якорь со штоком, эластичную диафрагму и поршень-излучатель, отличающийся тем, что, с целью пОБьшения сейсмической эффективности, КПД и ресурса работы, он снабжен системой подачи охлащающей жидкости в излучатель, эластичная диафрагма снабжена датчиками положения и закреплена по периферии на поршне-излучателе , а в це№рре - на корпусе, пггок якоря выполнен в виде гидроцилиндра с плунжером, жестко соединенHbw с поршнем-излучателем. ел 00 UD -Kj
СОЮЗ СО8ЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
4(51) G 01 Ч 1 133
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Фнг.7
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3652958/24-25 (22) 17 ° 10. 83 (46) 23.04.85. Бюл. У 15 (72) А.Г.Полевик и И.А.Полевик (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент Великобритании
Ф 1145949, кл, 44 D G7p, опублик, 1967, 2. Авторское свидетельство СССР
В 514257, кл. G 01 Ч 1/00, 1974 (прототип). (54)(57) СЕЙСИОГЕНЕРАТОР, содержащий системы подачи сжатого газа и управления, генератор импульсов тока и излучатель, в корпусе которого размеÄÄSUÄÄ1151897 щены газовые камеры и электрический двигатель, включающий статор и якорь со штоком, эластичную диафрагму и поршень-излучатель, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности, КПД и ресурса работы, он снабжен системой подачи охлаждающей жидкости в излучатель, эластичная диафрагма снабжена датчиками попожения и закреплена по периферии на порыне-излучателе, а в центре - на корпусе, шток якоря выполнен в виде гидроцилиндра с плунжером, жестко соединенным с поршнем"излучателем.. 1151897
Изобретение относится к технической гидроакустике, конкретнее к области возбуждения акустических импульсов в жидкой среде, и может быть использовано при сейсморазведке,океа- 5 нических исследованиях и в обработке сред звуковыми колебаниями.
Известен морской преобразователь вибраций, содержащий корпус, в котором смонтированы прйвод со штоком, жестко связанный с излучателем, который по периметру соединен с корпусом (11.
Недостатком этого преобразователя является то, что в нем не компенсиру-15 ется изменяющееся гидростатическое давление окружающей среды на поршеньизлучатель, а его закрепление по периметру к корпусу ухудшает КПД и снижает ресурс ввиду наличия в местах 2Î перегибов усталостных деформаций.
Кроме того, жесткое закрепление штока с подвижной частью привода к поршню"излучателю образует одну общую колеблющуюся систему одной доброт- 25 ности, что снижает возможности схемы устройства но ИЩ и полосе генерируемых частот.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является сейсйо- Зп генератор, содержащий системы подачи сжатого газа и управления, генератор импульсов тока и излучатель, в корпусе которого размещены газовые камеры и электРический двигатель, включаю- 35 щий статор н якорь со штоком, элас.тичную диафрагму и поршень-излучатель P ).
Недостатком известного сейсмогеиератора является неудовлетворительная «и компенсация изменяющегося гндростатического давления окружающей среды на поршень-излучатель, а его закрепление по периметру на корпусе ухудша-; ет КПД, снижает ресурс работы. 45
Недостатком известного сейсмогенератора является и то, что жесткое соединение электрического двигателя и поршня-излучателя снижает КПД и возможность регулирования по диапазону генерируемых частот. Все это снижает сейсмическую эффективность устройства.
Цель изобретения - повышение eeNсмической эффективности, КПД и ресур.са работы. 55
Поставленная цель достигается тем, что сейсмогенератор, содержащий системы подачи сжатого газа и управления, генератор импульсов тока и излучатель, в корпусе которого размещены газовые камеры и электрический двигатель, включающий статор и якорь со штоком, эластичную диафрагму и поршень-излучатель, снабжен системой подачи охлаждающей жидкости в излучатель, эластичная диафрагма снабжена датчиками положения и закреплена по периферии на поршне-излучателе, а в центре — на корпусе, шток якоря выполнен в виде гидроцилиндра с плунжером, жестко соединенным с поршнемизлучателем.
Сейсмогенератор имеет аппаратуру фазирования и синхронизации колебаний поршня-излучателя и якоря с временем подачи очередных импульсов тока на индукционные обмотки статора, причем сама аппаратура фазирования и синхронизации снабжена датчиками положения якоря относительно магнитной системы и датчиками положения поршня-иэлучателя относительно корпуса излучателя.
Эластичная диафрагма с датчиками ее положения позволяет отслеживать изменяющееся гидростатическое давление н нагнетать газ в полость излучателя или стравливать его. Отслеживание осуществляется за счет прогибов эластичной диафрагмы и вмонтированных в нее датчиков. Использование эластичной диафрагмы большой площади позволяет поршню-излучателю иметь большую амплитуду колебаний, ие создавая в ней местных концентраций напряжений, чем улучшается КПД и ресурс излучателя. Введение в излучатель гидроцилиндра с нлунжером и жидкостью по оси якоря и аппаратуры фазирования и синхронизации позволяет создать колебательную систему многофакторной добротности, что позволяет принципиально улучшить возможности схемы в части повышения КПД преобразования подводнмой энергии в акустическую и в части расширения полосы генерируемых частот.
На фиг. 1 изображена блок-схема сейсмогенератора; на фиг.2 — излучатель звука, общий вид, разрез.
Сейсмогенератор имеет аппаратуру
1 управления, соединенную с системой
2 фазирования и синхронизации, с системой 3 подачи сжатого газа, с системой 4 подачи жидкости, с генератором э импульсных токов и с излучателем б.
3 1151
Излучатель 6 состоит из корпуса 7, в котором смонтированы статорная электромагнитная система 8 с индукционной обмоткой 9 и якорем 10 с короткозамкнуть24 витком ° ПО Оси якоря 5
10 вмонтирован гидроцилиндр 11 с жидкостью 12. Внутри гидроцилиндра 11 по оси якоря 10 перемещается плунжер 13, соединенный с поршнем-излучателем 14.
Якорь 10 в нейтральном положении 10 устанавливается дистанционными пружинами 16 и 15. Магнитная система 8 с якорем 10 охлаждается и смазывается жидкостью, которая с двух торцов магнитной системы 8 заключена в эластич-15 ные диафрагвы 17 и 18, за которыми расположены газовые объемы 19 и 20.
Подпоршневой объем эластичной диафрагмой 21 разделен на объем 22, заполняемый окружающей средой через 20 дренажные отверстия 23 в корпусе 7, и объем 24, заполняемый сжатым газом.
f àçoâûå объемы 19, 20 и 24 соединены с системой 3 подачи сжатого газа, а охлаждающая жидкость статорной элек- 25 тромагннтной системы 8-с системой 4.
Индукционная обмотка 9 электрически соединена с генератором 5 импульсных . токов.
Излучатель 6 снабжен датчиком 25 положения эластичной диафрагма 21, датчиком 26 положения поршня-излучателя 14 относительно корпуса 7 и датчиком 27 положения якоря 10 отно.нтельно индукционной обмотки 9. Датчи- 5 ки 25-27 электрически соединены системой 2 фазирования и синхронизации. Поршень-излучатель 14 поддерживается возвратными пружинами 28.
Сейсмогенератор работает следующим «О образом.
Аппаратурой 1 управления включается система 2 фазирввания и синхронизации, система 3 подачи сжатого газа (заполняются объемы 19, 20 и 24 излучателя 6), система 4 подачи жидкости в электромагнитную систему 8 и генератор 5 импульсов тока.
° Гндроцнлиндр 1! заполняется жидкостью 12. В таком состоянии сейсмо- генератор готов к работе и его излучатель 6 погружается на заданную глубину. Окружающая среда через дре . кажные отверстия 23 в корпусе 7 заполняет объем 22 и через эластичную диафрагму 21 сжимает гаэ в объеме.
24, чем автоматически компенсируется давление окружающей среды на ли897 цевую поверхность поршня-излучателя 14.
Введение в излучатель 6 гидроцилиндра 11 с жидкостью 12 и плунжером 13 позволяет всю колеблющуюся систему разделить на две взаимосвязанные системы, каждая со своей добротностью и степенью свободы. Первая система состоит из якоря f0 и гидро— цилиндра 11 и упругих элементов пружин 15 и 16 и сжатого газа в объемах
19 и 20. Вторая система состоит иэ плунжера 13, поршня-излучателя 14, присоединенной массы среды и упругих элементов сжатого .газа в объеме 24 и пружин 28.
Связующим элементом (звеном) между этими двумя колеблющимися системами является жидкость 12 в гидроцилиндре 11.
На заданной глубине с генератора
5 импульсов тока подается импульс тока на индукционную обмотку 9 электромагнитной системы 8. В результате якорь 10, получив импульс силы, перемещается вниз, сжимая пружину 15 и газ в объеме 19, и через жидкость 12 воздействует на торец плунжера 13 и поршень-излучатель 14, который создает в окружающей жидкости импульс сжатия °
При увеличении глубины погружения излучателя окружающая среда через дренажные отверстия 23 поступает в объем 22, сжймает газ в объеме 24 и прижимает эластичную диафрагму 21 к поверхности поршня-излучателя 14.
Вмонтированные в эластичную диаф, рагму 21 датчики 25 на предельных ее отклонениях дадут сигнал через аппа ратуру синхронизации на включение системы 3 и подачу сжатого газа в объем 24. С системы 3 газ в объеме
24 будет поступать до тех пор, пока эластичная диафрагма 21, вытесняя окружамицую жидкость через дренажные отверстия 23, не займет своего предельного положения, когда датчики 25 дадут сигнал на прекращение подачи сжатого газа в объем 24.
В предлагаемом сейсмогенераторе по сравнению с известными за счет введения эластичной диафрагмы большой поверхности автоматически отслеживается изменение гидростатического давления, что повышает КПД и ресурс излучателя. Замена штока якоря
1151897
23 и гю щ о
Составитель Ч.Чихладэе
Редактор В.Иванова Техред О.Неце
Корректор В.Гирняк
Заказ 2316/34 Тираж 748 Подписное
ВНЦИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5
Филиал I66I "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 плунжером и гидроцилиндром с жидкостью и с аппаратурой фазирования и синхронизации позволяет создать колеблющуюся систему излучателя многофакторной добротности, что принципиально улучшает возможности схемы в повышении КПД и расширении полосы генерируемых частот.