Гидравлический вибрационный источник сейсмических волн Советский патент 1984 года по МПК G01V1/155 

, ,. f J , ЧTJr ir jVui JL ti/ f - f - /////////// /// /// /

/VV

/ 17 hr

A ftut.t

i1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сейсмической разведки полезных ископаемых и научных исследований в области сейсмологии и строения земли.

Известен гидравлический источник сейсмических волн, содержащий транспортное средство, инерционную массу с гидравлическим цилиндром, опорную плиту облегченной конструкции, соединенную со штоком поршня, два двухходовых подъемных цилиндра, удерживающих вес транспортного устройства, эластичные элементы, размещенные меж ду промежуточной и опорной излучающей плитами lj .

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 заданной частоты.

Но так как масса опорной плиты и других элементов, жестко связанный 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 выходное усилие, но и снижают надежность всей конструкции. . I

Кроме того, для данного устройства характерна высокая металлоемкость которая определяется наличием реактивной 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, соз даются неудобства с обслуживанием устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический источник сейсмических волн, содержащий транспортное сред17112

ство, опорную плиту с центральным отверстием, в котором установлен жестко закрепленный посредством рамы на опорной плите возбудитель вибра5 ции в виде гидравлического цилиндра со штоком, связанным с излучающимстолом, и датчик силы.

Электрический сигнал, изменяющийся по заданному закону, поступает на 10 электрогидравлический преобразователь - усилитель. Поток рабочей жид. кости попеременно поступает в верхнюю и нижнюю полости цилиндра и за счет разности эффективных площадей 15 на штоке развивается усилие, генерирующее в грунте упругие волны 2j.

Недостатком известного источника является низкая надежность, обусловленная тем, что на датчик силы дей20 ствуют 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 выходное 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 центральнь1м отверстием, в котором установлен жесткр 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, заключенный 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; 5 на фиг. 2 - сечение источника по датчику силы.

Гидравлический вибрационный источник сейсмических волн содержит опор3

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. К полому истоку 7 цилиндра 6 посредством шпильки 8 и гайки 9 прикреплен снабженный фланцем стакан 10, в полости которого установлен датчик It 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 датчи ка 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 вибрационного источники 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 массой транспортного средства 3, после чего включается электрогидравлический преобразователь - усилитель 20 и рабочая жидкость по каналу 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 опукается вниз до соприкосновения с поверхностью 2 земли. Рабочая жидкость из гидроцилиндра 6 по каналу 24 и через электрогидравлический преобразователь - усилитель 20 сливается в бак.

По мере подъема рабочего давления в канале 23 полый шток 7 упирается в корпус стакана 10, который воздействует на корпус 25 датчика 11 силы. Далее через подушку 15, шарик 14, удлинитель 12 со сферичес01711Л

кой опорой, сферу 17 осевое усилие передается на излучающий стол 16. Но так как спорна плита 1 постоянно ориентируется относительно по5 верхности 2 земпи, 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

o усилие, вызывающее в его упругом элементе - корпусе 25 только наиболее благоприятные растягивающие усилия .

Под действием осевого усилия упру5 гий элемент датчика 11 силы и удлинитель 12 со сферической опорой деформируются . Центральная часть э-кастичной мембраны 13 смещается вверх, не вызывая дополнительных усилий

0 на упругом элементе вследствие

своей эластичности в осевом направлении, а горизонтально-составляющие усилия, которые могут возникнуть при взаимодействии излучающего сто5 ла 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,

т

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.

17 16 фиг 2