ГИДРОФОННЫЙ МОДУЛЬ ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ АНТЕННЫ И СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ЕГО ЖИДКИМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ Российский патент 2008 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к технике морских гибких протяженных антенн, служащих для измерения акустического поля в воде и применяемых в геофизике и гидроакустике.

Известен гидрофонный модуль буксируемого стримера с пьезокерамическими цилиндрическими гидрофонами, описанный в патенте РФ 2136019 "Шланговая гидрофонная секция буксируемого стримера". В этой секции гидрофонный модуль выполнен в виде герметичного шланга с гидрофонами, расположенного внутри внешнего шланга, заполненного гелем. Этот гидрофонный модуль содержит на торцах шланга герметизирующие элементы со штуцерами для заполнения внутреннего объема гидрофонного модуля диэлектрической жидкостью, например керосином, маслом или гелеобразующей жидкостью. Последнее время гидрофонные модули из технологических соображений стали делать короткими, всего по 1-1,5 метра длиной, размещая их в шланговой гидрофонной секции антенны последовательно по несколько штук. Такой гидрофонный модуль подробно описан в патенте РФ на полезную модель №50318 "Гидрофонный модуль буксируемого стримера". Он является наиболее близким к заявленному.

Недостатками известного гидрофонного модуля являются сложность и сравнительно большие размеры устройств ввода жидкости и вентилей для создания внутри него повышенного давления при заливке жидкостью-заполнителем через штуцер. Жидкость внутри гидрофонного модуля должна быть закачана с повышенным давлением для придания модулю необходимой формы и достижения необходимого диаметра шланга для будущего размещения его внутри удерживающих, центрирующих колец секции стримера. Установка в торцевых герметизирующих элементах штуцеров с вентильными запорами сильно усложняет конструкцию и снижает надежность герметизации, что недопустимо.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в создании конструкции гидрофонного модуля и способа его заполнения жидким заполнителем, обеспечивающих закачку жидкости с повышенным давлением, создающим и сохраняющим форму и размеры шланга модуля длительное время при эксплуатации в море.

Для достижения этого технологического результата предлагается новая конструкция герметизирующих элементов и их крепления к торцам шланга, позволяющая осуществить заполнение шланга жидкостью-заполнителем под повышенным давлением с помощью способа, изложенного ниже.

В гидрофонном модуле гибкой протяженной антенны, содержащем, как и известный гидрофонный модуль, гибкий шланг с герметизирующими элементами на торцах шланга, жидкостноподобный заполнитель и ряд пьезокерамических гидрофонов, удерживаемых на оси шланга с помощью поддерживающих элементов на определенном расстоянии друг от друга, электрически соединенных проводами, подсоединенными к электрическим выводам торцевых герметизирующих элементов, оба герметизирующих элемента выполнены особым образом, а именно в виде прочных дисков из конструкционного электроизолирующего материала с привулканизованными с одной стороны резиновыми дисками с диаметром, равным внутреннему диаметру шланга, в прочных дисках у края выполнено отверстие, заполненное привулканизованной резиной, герметизирующие элементы скреплены со шлангом по боковой цилиндрической поверхности резиновых дисков с помощью клея.

Электрические выводы, как правило, в виде стержней, герметично закрепленных в торцевом герметизирующем элементе, могут быть установлены либо в одном, либо в двух герметизирующих элементах в зависимости от требований электрического монтажа гидрофонных модулей в секции.

Такое выполнение гидрофонного модуля позволяет осуществить заполнение модуля жидкостью-заполнителем под повышенным давлением с помощью нового способа заполнения жидкостью гидрофонного модуля, заключающегося в том, что полностью изготовленный модуль устанавливают вертикально-наклонно (30-45° по отношению к вертикали), в резинозаполненное отверстие верхнего и нижнего герметизирующих элементов вставляют иглы для шприца, в нижнюю иглу нагнетают из тарного сосуда жидкость-заполнитель, при этом воздух из внутреннего объема гидрофонного модуля вытесняется через верхнюю иглу, как только через верхнюю иглу начнет поступать жидкость-заполнитель, иглу вынимают и продолжают нагнетать жидкость через нижнюю иглу, контролируя внешний диаметр шланга с помощью калибра, по достижении заданного внешнего диаметра шланга, нижнюю иглу удаляют.

На фиг.1 показано продольное сечение предлагаемого гидрофонного модуля.

На фиг.2 показаны герметизирующий элемент предлагаемой конструкции.

На фиг.3 показана схема устройства для осуществления способа заливки гидрофонных модулей.

Предлагаемый гидрофонный модуль (фиг.1) содержит гибкий шланг 1 из термопластичного полиуретана, герметизирующие элементы 2 на торцах шланга, скрепленные со шлангом по поверхности 3 с помощью клея, жидкость-заполнитель 4 и ряд пьезокерамических гидрофонов 5, удерживаемых на оси шланга с помощью поддерживающих элементов 6 на определенном расстоянии друг от друга, гидрофоны 5 электрически соединены проводами 7, которые соединены с электрическими выводами 8 торцевых герметизирующих элементов 2.

Торцевой герметизирующий элемент (фиг.2) состоит из стеклотекстолитового диска 9 с привулканизированным резиновым диском 10, в диске 9 ближе к краю выполнено отверстие 11 диаметром около 3 мм. При вулканизации это отверстие заполняется резиной. В дисках 9, 10 установлены с натягом на клею металлические стержни электрических выводов 8.

Способ заполнения гидрофонного модуля жидким заполнителем реализуется с помощью устройства, показанного на фиг.3.

На штативе 13 с поддоном 14 закреплено приспособление 15, к которому через трубопровод присоединен тарный сосуд с жидкостью 17, с перепускным клапаном 18, в верхней части тарного сосуда 17 закреплен шланг 19 воздушной магистрали сжатого воздуха с краном 20. В приспособлении 15 трубки с иглами 21 от шприца соединены с трубками приспособления соединительным штуцером с краном 22, гидрофонные модули 23 размещены вертикально-наклонно с помощью опорного диска и упора 25, верхние трубки 21 с иглами входят в контрольные полиэтиленовые мешочки 26.

Устройство для заполнения гидрофонных модулей обеспечивает быстрое герметичное их заполнение, что необходимо, так как жидкость-заполнитель, применяемая в настоящее время, имеет короткий срок «жизни» (то есть сохранение жидкого состояния) и является токсичной, отсюда и требование герметичности процесса.

Иголки диаметром около 1 миллиметра с трубками прокалывают герметизирующие элементы через резинозаполненное отверстие, затем через нижние трубки с иглами подают в модули жидкость-заполнитель под давлением воздуха в воздушной магистрали, регулируемым краном 20. После появления жидкости в верхних полиэтиленовых мешочках верхние иглы удаляют и продолжают нагнетать жидкость-заполнитель, контролируя внешний диаметр шланга модуля. При вынимании игл резиновые диски герметизирующих элементов обеспечивают мгновенное надежное «запирание» внутреннего объема модуля.

Конечно, такой способ заполнения гидрофонных модулей предпочтителен при сравнительно малых внутренних объемах, которые следует заполнить жидким заполнителем.

Изобретение относится к геофизике и гидроакустике и может быть использовано для измерения акустического поля в воде. Технический результат заключается в обеспечении надежной герметизации гидрофонного модуля при повышенном давлении и длительной эксплуатации в море. Сущность изобретения состоит в том, что в гидрофонном модуле, который содержит гибкий шланг с гидрофонами и с герметизирующими элементами на торцах, герметизирующие элементы выполнены в виде прочных дисков из электроизолирующего материала с привулканизованными с одной стороны резиновыми дисками. Причем диаметр дисков равен внутреннему диаметру шланга, в дисках у края выполнено отверстие, заполненное привулканизированной резиной, а герметизирующие элементы скреплены со шлангом по боковой цилиндрической поверхности резиновых дисков посредством клея. Жидкость-заполнитель вводится внутрь шланга через иглы от шприца, которыми прокалывают резинозаполненные отверстия герметизирующих элементов. Заполнение производится при вертикально-наклонном положении шланга через нижнюю иглу, вытесняемый воздух при этом выходит через верхнюю иглу, а когда через эту иглу начинает выходить жидкость, ее вынимают. Жидкость под давлением нагнетают до достижения необходимого диаметра шланга. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидрофонный модуль гибкой протяженной антенны, содержащий гибкий шланг с герметизирующими элементами на торцах шланга, жидкостноподобный заполнитель и ряд пьезокерамических гидрофонов, удерживаемых на оси шланга с помощью поддерживаемых элементов на определенном расстоянии друг от друга, электрически соединенных проводами, подсоединенными к электрическим выводам торцевых герметизирующих элементов, отличающийся тем, что оба герметизирующих элемента выполнены в виде прочных дисков из конструкционного электроизолирующего материала с привулканизованными с одной стороны резиновыми дисками с диаметром, равным внутреннему диаметру шланга, в прочных дисках у края выполнено отверстие, заполненное привулканизованной резиной, герметизирующие элементы скреплены со шлангом по боковой цилиндрической поверхности резиновых дисков с помощью клея.2. Гидрофонный модуль гибкой протяженной антенны по п.1, отличающийся тем, что электрические выводы в виде металлических стержней установлены по крайней мере в одном герметизирующем элементе на торце шланга.3. Способ заполнения жидкостью гидрофонного модуля гибкой протяженной антенны по п.1, заключающийся в том, что полностью изготовленный герметичный модуль устанавливают вертикально-наклонно, в резинозаполненное отверстие верхнего и нижнего герметизирующих элементов вставляют иглы для шприца, в нижнюю иглу нагнетают из тарного сосуда жидкость-заполнитель, при этом воздух из внутреннего объема гидрофонного модуля вытесняется через верхнюю иглу, как только через верхнюю иглу начнет поступать жидкость-заполнитель, иглу вынимают и продолжают нагнетать жидкость через нижнюю иглу, контролируя внешние диаметр шланга с помощью калибра, по достижении заданного внешнего диаметра шланга нижнюю иглу удаляют.