Устройство для возбуждения упругих волн в жидкости посредством имплозии Советский патент 1978 года по МПК G01V1/02 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения упругих волн в жидкости посредством имплозии и может быть использовано при геофизических исследованиях на акваториях. Известно устройство для возбуждения упругих волн посредством имплозии, содержащее две жесткие пластины, соединенные в периферийной частн гибкой мембраной и образующие вместе с последней герметичную полость 1J. Пластины расходятся друг от друга при подаче под давлением сжатой текучей среды внутрь полости, а затем фиксируются в положении удаления с помощью съемной системы блокирования. Когда внутри полости устанавли1вается вакуум, пластины расфиксируются и резко приближаются друг к другу поддей(твием гидростатического давления, в результате чего возбуждаются- упругие волны в окружающей жидкости. Наличие пластин в устройстве не позволяет уменьшить его поперечные размеры. Другим недостатком этого устройства является необходимость иметь оборудование Мя вакуумирования.. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для во5буждения упругих волн в жидкости посредством имплозии, содержащее цилиндр с поршнем, имеющим поверхность, контактирующую с жидкостью и средства блокировки порщня в положении удаления 2). Принцип действия устройства состоит в накоплении воздуха под очень больщим давлением в соответствующей погружной камере и затем в очень быстром выпускании этого воздуха в окружающую его воду, в результате чего создается упругая волна. Накопление воздуха в устройстве такого рода под очень большим давлением требует применения дорогостоящего компрессора. С другой стороны, такое устройство имеет недостаточный энергетический КПД, а Ьолучаемый импульсный сигнал неудобен для использования, например, в сейсмической разведке. Кроме того, оба описанных выще устройства не позволяют уменьшить их поперечные размеры. Целью изобретения является уменьшение поперечных габаритов устройства при сохранений необходимой интенсивности возбуждаемых волн. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит подвижный орган, выполненный в виде приводимого в двнжеИие гидравлической системой дополнительного поршня,, скользящего в дополнительном цилиндре, соединенном с основным цилиндром, а средства

блокировки содержат клапан, связанный с основным поршнем, и средства прнжатия клапана к торцовой внутренней поверхности основного цилиндра в положении удаления основного поршня; что основной поршень содержит полость, в которой размешена по крайней мере часть дополнительного поршня; что средства прнжатия клапауа содержат гидравлическую систему для подачи жидкости под давлением в камеру основного цилиндра, в которой размещен клапан и упор торцовой внутренней поверхности основного цилиндра, причем упор снабжен отверстием, сообщаюшимся с гидравлической системой; что виутренняя боковая стенка основного цнлнидра имеет вблизи стенки, противоположной торцовой внутренней поверхности,, сужение, причем диаметр сужения более диаметра клапана.

На фиг 1 схематично изображено предлагаемое устройство, в разрезе, когда цилиндр и поршень находятся в положении сближения; на фиг. 2 - то же, когдй цилиндр и поршень находятся .в положении удаления, фиксируемом подвижным органом; на фиг. 3 - то же. Когда цилиндр и поршень находятся в положении как на фиг. 2 и заблокированы в-этом положении.

Устройство состоит в основном из первого цилиндра , жестко связанного со Ьторым цилиндром 2. Для упрощения сборки каждый из цилиндров и 2 может выполняться состоящим из двух частей: иметь соответственно крышки 3 .и 4, соединяемые, например, на резьбе соответственно 5 и 6.

.В первом Цштиндре 1 скользит первый порujeHb 7с полым штоком 8, который пропуихен сквозь крышку 3 этого цилиндра. Внутренняя полость первого цилиндра 1, а также полый шток 8, с которым она сообщается через отверстия &, заполняются маслЬм по каналам 10 и И через распределительную систему извест. кого типа, (на фиг. I не показана).

Во втором цилиндре 2 скользит второй поршень 12. Этот поршень со;аержит открытую с одного конца цилиндрическую полость 13, внуТ ранний диаметр которой превышает наружный диаметр цилиндра 1. Направляющими для бторого поршня при его перемещений служат внутренний выступ И второго цилиндра и сквозная расточка 15 8 торцовой стеиКе 16, противоположной той стенке, к которой обращена полость 13 второго порщня. Ва внутреннюю стен.ку выступа и расточки 15 заделаны уплотнеНИИ 17 и 18,

Выступ 14, поршень 12 и уплотнения 17 разделяют второй цилиндр 2 Иа две камеры 19 и 20 при этом камера-19 находится на стороне первого цилиндра 1. В герметичном объеме, ограниченном камерой 19. и.пoлoctью 13, создается давление на много ниже окружаЮ tuetO давления. Вторая камера 20 состоит из двух частей различного сечения, связанных заплечйком 21. Часть с меньшим сечением расположена ближе R выступу 14. Часть второго поршня 12, находящаяся в камере 20, связана с клапаном 22, диаметр Которого превыша

ет диаметр поршня 12 и несколько меньше диаметра части второй камеры 20 меньшего сечения.

Торцовая стенка 16 второго цилиндра имеет на внутренней стороне кольцевое седло 23, диаметр которого меньше диаметра камеры 20 в той ее части, которая имеет большее сечение. Седло 23 ограничивает внутреннюю полость 24. Камера 20 заполняется маслом по двум каналам 25 и 26 через известную распределительную систему, которая н§ фиг.. 1 не показана. Канал 26 выхолит во внутреннюю полость 24 седла 23.

Устройство для возбуждения упругих волн работает следующим образом.

Вначале устройство находится в положении, показанном на фиг. 1. Второй поршень 12 находится в положении максимального ухода внутрь второго цилиндра 2. Первый поршень 7 также находится в положении максимального ухода внутрь первого цилиндра 1.

Распределительную систему вкл ючают таким образом, чтобы масло нагнеталось в цилнндр 1 со стороны первого поршня, противоположной штоку 8, Нагнетание маета приводит к выталкиванию первого поршня 7, и связанный с ним шток упирается в дно открытой цилиндрической полости 13 второго поршня. Этот последний перемещается до положения, показанного на фиг. 2, в которой клапан -22 упирается в седло 23. Внутренняя полость 24 седла 23 изолируется от камеры 20. Затем распределительную систему включают таким образом, чтобы при посредстве канала 26 в полости 24 создалось атмосферное давление.

Одновременно распределительная система включается таким образом, чтобы по каналу 25 масло нагнеталось под давлением в камеру 2( которая в момент включения устройства была заполнена маслом под ннзким давлением. Давление, прикладываемое к клапану 22, удерживает этот последний прижатым к седлу 23 и блокирует второй поршень 12 в его полож(ении.

Затем по каналу 11 масло подается под давлением во внутреннюю полость uiToka 8 первого поршня 7, которая сообщается с внутренней полостью цилиндра 1 через отверстия 9. В результате этого нагнетания первый поршень 7 в первом цилиндре 1 возвращается в положение. Показанное на фиг. 3. После этого устройство готово к запуску.

В требуемый момент запуска масло подается под давлением по каналу 26. Давленне масла действует на поверхность клапана 22 В результате чего он отходит от седла 23. В этот момент давление с обеих сторон клапана 22 выравнивается.

При погружении устройства в воду на второй поршень 12 дейст1вуют две дополнительные силы: гид1}остатическая сила, действующая на наружную;.торцовую стенг у этого порщня, и сила, обусловленная дополнительным разрежением, создаваемым в герметичном объеме, ограниченном камерой 19 н полостью 13, за счет отхода этого поршня.

Второй поршень 12 резко уходит внутрь второго цилиндра до положения, изображенного

на фиг. 1. Упругие волны образуются за счет быстрого изменения погруженного объема устройства и его остановки в конце хода.

Слишком резкая остановка исключается за счет сдавлення масла между клапаном 22 и заплечикои 21, в результате чего замедляется движение второго поршня 12.

Устройство возвращается в исходное положение (фиг. 1). Может быть начат новый цикл.

Формула изобретения

I. Устройство для возбуждения упругих волн в жидкости посредством имплозии, содержащее цилиндр с поршнем, имеющим Поверхность, контактирующую с жидкостью и средства блокировки порщнл в положении удаления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения его поперечных габаритов при сохранении необходимой интенсивности возбуждаемых волн, оно содержит подвижный орган, выполненный в виде приводимого в движение гидравлической системой дополнительного поршня, скользящего в дополнительном цилиндре, соединенном с основным цилиндром, а средства бло1 ровки содержат клапан, связанный С основным поршнем, и средства прижатия клалана V торцовой внутренней поверхности основного цилиндра в положении удаления основhoro поршня.

2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что основной поршень содержит полость, в которой размещена по крайней мере часть дополнительного поршня.

3.Устройство по п. I, отличающееся тем, 4to средства прижатия клапана содержат гидравлическук снстему для подачи жидкости под давлением в камеру основного цилиндра, в которой размещен клапан и упор торцовой внутренней поверхности основного цилиндра, причем упор снабжен отверстнем, сообщающимся с гидравлнческой системой.

4.Устройство но п. 3, отличающееся тем, что внутренняя .боковая стенка основного цилиндра имеет вблизи стенки, противоположной торцовой внутренней поверхности, сужение, причем диаметр сужения более диаметра клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

J ГГзтен Франции № 1583737, кл. G 01 V 1/12. 1969.

2. Патент США № 3249f77j кл. 181-5, 1966.

ei

fut.t

f

-ts

in.t