Импульсный электродинамический излучатель Советский патент 1979 года по МПК B06B1/04 B04B11/00 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано в гидро- и геолокации для получения мощных импульсов давления. Известен импульсный электродинамический излучатель ; состоящий из индук тора в виде металлической спирали с изолированными витками и подвижного элемента, причем спираль расположена в одной плоскости и вьтолнена в виде BtiTKOB с Г-образным сечением, а подвижный элемент - в виде диска из двух металлических пластин и укреплен посредством замкнутого резинового жгута, находящегося между боковой поверх ностью подвижного элемента и корпусом излучателя 1. Однако в данном устройстве диск закреплен к корпусу излучателя посред ством резинового жгута, который размещен в пазу между боковой поверхностью диска и прижимным кольцом. Такое выполнение связи между диском и корпу сом излучателя (индуктором) не позволяет диску при излучении двигаться. поступательно, что и приводит к кавитации перед излучающей поверхностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульс ный электродинамический излучатель. содержащий плоскую спиральную катушку (индуктор), намотанную из медной проволоки, тонкий диск из высокопроводящего материала и изоляционную прокладку между индуктором и диском 2. Недостаток этого излучателя состоит в том. Что диск жестко связан с корпусоминдуктора, из-за чего при больших интенсив Тюстях излучения возникает кавитация на внешней поверхности диска. Целью изобретения является устранение явления кавитации перед излучающей поверхностью диска. Это достигается тем, что излучатель снабжен установленным между корпусом и диском сильфоном, выполненным в виде упругого полого цилиндра с сечением Q ifc) с 1;ГТ7Ё Sj, - площадь поперечного сечения материала сильфона, д - площадь излучающей поверхности диска, jDj, - волновое сопротивление жидкой среды, кг/м с; Е - длина рабочей части сильфона, м; b - толщина диска, м; Е - модуль упругости материала сильфона, %- плотность материала диска, С , а кг/.мз, На фиго 1 изображен импульсный электродинамический излучатель, продольный разрез; на фиг. 2 - функциональная схема питания излучателя; на фиг. 3 - график изменения разрядного тока от времени; на фиг, 4 - график изменения давления магнитного поля от времени; на фиг. 5 - график движения диска от времени. Устройство содержит индуктор 1, н мотанный из медной шины, В процессе намотки шина изолируется стеклоткань витки пропитываются эпоксидным i OMпаундом. Индуктор 1 имеет коаксиальный анод. Перед сборкой устройства сильфом 2 соединяют с корпусом 3 вул канизацией, после чего индуктор 1 по Мещают в корпус 3 и заливают эпоксид .ной смолой. Изоляционный промежуток .4 образуется за счет изоляции витков индуктора 1. После этог-о диск 5 соединяют с сильфоном 2 вулканизагдией, причем между диском и индуктором соз дается герметичная полость. мпульсный электродинамический из лучатель входит в установку, содержа щую накопитель энердгии 6, триггатро 7и устройство 8 поджига. Емкостной накопитель энергии б через триггатрон 7 связан с индуктором 1«Устройст во 8 поджига соединено с триггатроном 7. Связь индуктора 1 с диском 5 осуществлена посредством электродина мичес ого взаимодействия, а связь дис ка 5 с корпусом 8 - через эластичный сильфон 2. Устройство работает следующим образом, После заряда емкостного накопителя 6 на триггатрон 7 поступает сигнал от устройства 8 поджига Триггат рон срабатывает, и накопитель 6 чере триггатрон разряжается на индуктор 1 8зависимости от выбора параметров разрядного контура накопитель-индуктор процесс разряда может носить апе риодический или колебательный характер. При протекании разрядного тока через индуктор 1 в диске 5 наводятся вихревые токи, между индуктором 1 и диском 5 проискодит электродинамическое взаимодействие. Давление магнитного поля на диск пропорцнонал но квадрату тока и не меняет знака даже в случае колебательного процесса в контуре накопитель-индуктор. Диск 5 начинает двигаться, совершая сложное поступательное движение, Движение диска описывается уравнением,(t) , где mej-b-Sg - масса диска; плотность материй.г:а диска ; толщина диска, площадь поверхности диска; волновое сопротивление жидкой срелты; коэффициент жесткости механического крепле.чия диска к корпусу излучателя; площадь поперечного сечения эластичного сильфона; I - длина рабочей части сил&Е - модуль упругости материала сильфона; К(. сила магнитного давления на диск, Посколько полость между диском 5 индуктором 1 герметизирована при омощи сильфона 2, то при излучении ощных импульсов давления кавитация олсет возникнуть при на передней оверхности диска, когда cyMvia силы агнитного давления на диск и силы нерции движущегося диска, связанноа с жидкой средой, станет- меньше рекции связи диска 5 с корпусом 3, которая характеризуется свойст вами сильона 2, Таким образом, безкавитационое излччение обеспечивается при усовииткуда верхняя граница для коэффицинта жесткости «(fts,)y4.&fp|i , Следовательно, поставленная цель достигается при вьтолнеаии сильфона в виде упругого полого цилиндра, сечекие которого определяется соотношением (ЯсГ-ESd Предложенное устройство устраняет явление кавитации мощных импульсов. Например, при многократном излучении импульсных ПОСЫ.ЛОК длительностью 10 с с частотой заполнения 22 кГц были зарегистрированы высокая воспроизводитель ность -и отсутствие следов кавиташ-ш, Кроме того, высокая удельная мощность излч ателя дае-т возможность существенно снизить весогабаритные характеристики при сохранении требуемой надел яости. Формула изобретения Импульсный электродинамический изз;учатель, содержащий спиральный индуктор, помещенный в непроводящ.ий корпус и залитый эпоксидным компаун.дом, тонкий диск и изоляционный промежуток между индуктором и лиском, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с

целью устранения- явления кавитации перед излучающей поверхностью диска, он снабжен установленным между корпусом и диском сильфоном,выполненным IB виде упругого полого цилиндра с сечением

. . fPcl -g-Sj

Де S( - площадь поперечного сечения материала сильфона, S - площадь излучающей поверхности диска, м2;

PC волновое сопротивление жидкой среды,

2 - длина рабочей части сильфом,

м;

b - толщина диска, м; Е - модуль упругости материала

сильфона, Н/м2; - плотность материала диска,

кг/м 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

vy

V/

Фиг.}

/w

JVz.4