Устройство для возбуждения сейсмических колебаний Советский патент 1988 года по МПК G01V1/47 

1

Изобретение относится к источникам сейсмических колебаний, генерирующих продольные упругие волны при движении по поверхности массивных естественных или искусственных твердых сред.

Цель изобретения - обеспечение возмож- ности проведения грунтонеразрушающих сейсмических воздействий в процессе движения транспортного средства.

На фиг. I схематически изображено предлагаемое устройство, рабочее положение; вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит транспортное средство 1, на раме которого укреплен силовой цилиндр 2 подачи и энергоустановка 3. К си- ловому цилиндру 2 подачи жестко прикреплен излучатель 4, нижняя часть 5 которого горизонтальна и выполнена в форме прямого цилиндра с хорошо обтекаемой в горизонтальном направлении по ходу движения ; транспортного средства 1 боковой поверхно- стью 6, которая снизу имеет горизонтальный участок 7, ширина которого превышает планируемую ширину области 8 затвердевания магнитной жидкости 9, заполняющей герметическую полость 10, образованную внеш- ней гибкой мембраной 11, которая сопряжена с нижней частью 5 излучателя 4 с помощью двух герметичных подщипниковых соединений 12, что дает ей возможность вращаться вокруг нижней части 5 излучателя 4 при движении транспортного средства 1, плотно облегая при этом находящийся под нею грунт 13. Кроме магнитной жидкости 9 и нижней части 5 излучателя 4, в герметической полости 10 размещены вторая внутренняя гибкая мембрана 14, плотно облегающая среднюю часть боковой поверхнос- ти 6 нижней части 5 излучателя 4 и выполненная с возможностью скольжения вкрест образующей 15 поверхности 6, и электромагниты, выполненные в виде пружин, не подлежащих изгибу в направлении, перпенди- кулярном их осям. Одни концы 17 пружин 16 жестко и равномерно прикреплены к внешней стороне внутренней гибкой мембраны 14 нормально к ее поверхности с электрическими выводами на внутреннюю сторону этой мембраны против точек прикрепления пружин 16, а другие концы 18 выполнены с возможностью скольжения по металлизированной внутренней поверхности 19 внешней гибкой мембраны 11 при изменении ее конфигурации в процессе скольжения транспорт- ного средства 1. Металлизированная поверхность 19 внешней гибкой мембраны 11 выполняет роль одного из элементов электроподключения пружин 16 к энергоустановке 3 В качестве другого элемента электроподключения пружин 16 к энергоустановке 3 исполь- зована электропроводящая полоса 20, нанесенная на горизонтальный участок 7 боковой поверхности 6 нижней части 5 излучателя 4. Ширина этой полосы 20 равна планируемой ширине области 8 затвердевания магнитной жидкости 9. Внешняя гибкая мембрана 11 придавлена к грунту 13 пресс-формой 21, имеющей свободу перемещений только по вертикали, для чего в ней выполнено вертикальное профилированное отверстие 22, профиль которого повторяет некруговой профиль верхней части 23 излучателя 4 с зазором между ними для исключения вовлечения пресс-формы 21 в колебания, вызванные движением излучателя 4 в вертикальном направлении при возбуждении сейсмических колебаний в грунте 13.

Устройство работает следующим образом.

В транспортном состоянии внешняя гибкая мембрана 11 с находящимися в ее герметической полости 10 и над нею элементами конструкции поднята силовым цилиндром

2подачи над грунтом 13 и висит на раме транспортного средства 1. Электропитание пружин 16 от энергетической установки 3 отключено. Перед производством сейсмических воздействий на грунт 13 силовой цилиндр 2 подачи опускает излучатель 4 и подвешенные к нему элементы конструкции на грунт 13 так, что горизонтальный участок

7боковой поверхности 6 нижней части 5 излучателя 4 устанавливается выше уровня самой высокой точки рельефа заданного участка профиля возбуждения. Магнитная жидкость 9 под влиянием собственного веса и веса пресс-формы 21 придает внешней гибкой мембране 11 форму, снизу повторяющую рельеф грунта 13, а сверху - форму прилегающей поверхности пресс-формы 21.

Жестко прикрепленные одними своими концами 17 к внутренней гибкой мембране 14 пружины 16 распирают внешнюю гибкую мембрану 11 по нормали к внутренней гиб- кой мембране 14 в точках их прикрепления к ней. При подаче на металлизированную внутреннюю поверхность 19 внешней гибкой мембраны 11 и на электропроводящую полосу 20 на горизонтальном участке 7 боковой поверхности 6 нижней части 5 излучателя 4 электропитания от энергоустановки

3пружины 16, концы 17 которых соприкасаются с электропроводяшей полосой 20, намагничиваются и вокруг них возникает магнитное поле, что ведет к затвердеванию прилегающих к ним микрообъемов магнитной жидкости 9, в результате чего в герметической полости полости 10 появляется область

8затвердевания магнитной жидкости 9. С началом движения транспортного средства 1 после образования в герметической полости 10 области 8 затвердевания магнитной жидкости 9 излучатель 4 смещается из исход ного положения в сторону движения транспортного средства 1, вследствие чего он проскальзывает по верхней поверхности области 8 затвердевания магнитной жидкости 9, жестко сцепленной с соответствующим участком внутренней гибкой мембраны 14. Это нроскальзывание обесточивает части находящихся в намагниченном состоянии пружин 16 и подключает к электропитанию новую партию пружин 16, что размагничивает арьергардную часть области 8 затвердевания магнитной жидкости 9 и намагничивает новые микрообъемы магнитной жидкости 9 перед авангардной поверхностью области 8 затвердевания магнитной жидкости 9, что ведет к синхронному с перемещением излучателя 4 перемещению области 8 затвердевания магнитной жидкости 9 с сохранением высоты ее горизонтального участ- ка 7 и отслеживанием рельефа грунта 13 ее нижней поверхностью. В течение всего процесса движения транспортного средства 1 вдоль выбранного участка профиля возбуждения излучатель 4 смещается с той же скоростью по горизонтальному участку 7 об- ласти 8 затвердевания магнитной жидкости 9, непрерывно наращиваемой (поверхности) в горизонтальном направлении в сторону движения транспортного средства 1 и ликвидируемой с обратной стороны. Вертикаль- ные перемещения излучателя 4 во времени движения транспортного средства 1 по заданному участку профиля возбуждения через область 8 затвердевания магнитной жидкости 9, непрерывно смещающейся вдоль этого участка с сохранением уровня положения ее горизонтального участка 7 и отслеживанием рельефа грунта 13 ее нижней поверхностью, ведет к ситуации, подобной проведению сейсмических воздействий на грунт 13 при неподвижном транспортном средстве 1. Наличие пресс-формы 21, давящей своим весом на внещнюю гибкую мембрану 11, способствует стабилизации на постоянном уровне величины площади горизонтальной проекции поверхности соприкосновения внещ- ней гибкой мембраны 11 с грунтом и усилия ее прижатия к нему при движении транспортного средства 1.

Формула изобретения

1. Устройство для возбуждения сейсмических колебаний, содержащее транспортное средство и нагруженные на него излучатель, силовой цилиндр подачи, на котором жестко закреплен излучатель, энергетичесj 0 5 0

0

5

кую установку, внещнюю гибкую мембрану, образующую герметическую полость, заполненную магнитной жидкостью, в которой установлены электромагниты, и элементы электроподключения электромагнитов к энергоустановке, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности проведения грунтонеразрущающих сейсмнчески.ч воздействий в процессе движения транспортного средства, оно дополнительно снабжено двумя герметическими подщипниковыми соединениями внещней гибкой мембраны с нижней частью излучателя, выполненного в форме прямого цилиндра с обтекаемой в горизонтальном направлении боковой поверхностью, расположенной вкрест продольной оси транспортного средства, в нижней части которой выполнен горизонтальный участок с щириной, превыщающей заданную ширину области затвердевания магнитной жидкости, и снабжено второй, внутренней гибкой мембраной, плотно облегающей боковую поверхность нижней части излучателя и выполненной с возможностью скольжения по этой поверхности вкрест ее образующей, а электромагниты выполнены в виде пружин с возможностью только осевой деформации, одними концами жестко и равномерно прикрепленных к внещней стороне внутренней гибкой мембраны, нормально к ее поверхности и имеющих электрические выводы на внутреннюю сторону этой мембраны против точек прикрепления пружин, а другие их концы имеют возможность скольжения по внутренней стороне Бнещней мембраны; элементы электроподключения электромагнитов к энергоустановке выполнены в виде металлизированной внутренней поверхности внещней мембраны и электропроводящей полосы, нанесенной на горизонтальный участок боковой поверхности нижней части излучателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью стабилизации на постоянном уровне усилия прижатия внешней гибкой мембраны к грунту при движении транспортного средства, оно дополнительно снабжено пресс-формой, расположенной на гибкой мембране с возможностью скольжения мембраны по ее вогнутой поверхности, повторяющей форму верхней части боковой цилиндрической поверхности, располагаемой внутри обеих гибких мембран нижней части излучателя.

21

Изобретение относится к области сейсмической разведки, к устройствам для связи генератора с грунтом. Цель изобретения - обеспечение возможности проведения грун- тонеразрушающи.х сейс.мически.к воздействий в процессе движения транспортного средства. В устройстве использованы две гибкие ме.мбраны, образующие герметичную полость, с магнитнай жидкостью между ними. Наружная повер.хность внеи1ней мембраны бесконечно катится по грунту. По внутренней металлизированной ее поверхности скользят контакты электромагнитов, выполненных в виде пружин и закрепленных на наружной поверхности внутренней мембраны так, что могут быть деформированы то, ко вдоль своей оси и перпендикулярно к внутренней мембране. Внутренняя мембрана скользит вкрест образующей прямого цилиндра, обтекаемого в направлении движения транспортного средства и и. горизонтальную нижнюю поверхность с электропроводящей полосой на ней, выполняю- цей роль второго элемента подключения электромагнитов. При движении транспортного средства под горизонта,пьной плодащ- кой нря.мого цил1П1Дра постоянно находится зона затвердевания магнитной жидкости, которая повторяет рельеф местности и передает сейсмическое воздействие на грунт от излучателя, соединенного с цилиндром. Для стабилизации усилия прижатия внещней мембраны к грунту используется пресс-форма, свободно лежащая на виепщей .ме.мбране и повторяюпичя вогнутой своей /ювер.хностью фор.му вер.хней поверхности цилиндра. I з.п. ф-лы. 2 и,1. S СО ю о gi С5 со