Газогенератор источника сейсмических сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01V1/04 

1

Изобретение относится к технике возбуждения акустических импульсов и может быть использовано, например, в источниках излучения моноимпульсных, равномерно-импульсных и фазоманипулированных сигналов при изучении около- и мелсскважинного пространства, в морской сейсморазведке поле:зных ископаемых, а также в промышленных технологических процессах.

Известен газогенератор-электролизер для выработки газовой смеси в виде герметичного контейнера, расположенного в корпусе источника сейсмических сигналов 1. Взрывчатая смесь получается из воды, которая путем электролиза разлагается на водород и кислород. Эта смесь поджигается искрой, либо каким-нибудь другим способом; выделяемая энергия в виде упругой волны распространяется, в окружающей среде. После сгорания газовой смеси образуется исходный продукт - вода. Таким образом, при работе устройства длительное время не требуется перезарядки рабочего тела.

Существенным недостатком известной конструкции газогенератора-электролизера является образование устойчивой газовой оболочки вокруг электродов, что нейтрализует процесс электролиза. Как известно, при прохождении через электролит необходимого напряжения и плотности тока между катодом и анодом, на поверхности катода, в результате электролиза интенсивно выделяется водород. В начальной стадии

5 процесса пузырьки водорода закрывают поверхность катода на значительном его участке, что резко замедляет процесс электролиза с одной стороны, а с другой стороны, через оставшиеся незакрытыми места,

10 начинает нроходить ток недопустимо большой силы, что приводит к их разогреву и испарению электролита. Паровая оболочка, в свою очередь, оттесняет электролит и от остальной поверхности катода. В результате сила проходящего тока резко снижается, тепловыделение уменьшается, охлаждающиеся водяные пары конденсируются, электролит дегазируется, электроды охлаждаются, и процесс повторяется в той же

20 последовательности, т. е. приобретает прерывистый характер, что существенно снижает производительность работы электролизера и устройства в целом. К тому же разность концентраций анолита и католита

25 в анодном и катодном пространствах приводит к нарушению стабильности электролиза с течением времени.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению являете

30 газогенератор источника сейсмических сигналов, содержащий корпус с электролитом и размещенными в нем электродами 2 Газогенератор содержит устройство принудительной циркуляции электролита в виде насоса. При прохождении через электролит необходимого напряжения и плотности тока между катодом и анодом на поверхностях электродов в результате электролиза интенсивно выделяются пузырьки газов. За счет принудительной циркуляции жидкости при помощи насоса активируется эвакуация пузырьков газа из электролита и уменьшается разность концентраций католита и анолита в катодном и анодном пространствах. Существенными недостатками известной конструкции газогенератора источника сейсмических сигналов являются снижение нроизводительности процесса электролиза в связи с отложением осадка на рабочих поверхностях электродов электролизера; усложнение конструкции электролизера в связи с необходимостью применения отдельного насоса для принудительной циркуляции электролита в межэлектродном пространстве; затраты энергии на привод насоса. Целью настоящего изобретения является увеличение скорости получения газовой смеси. Поставленная цель достигается тем, что электроды вынолнень из электропроводного магнитнотвердого материала и установлены встречно одноименными полюсами. Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показана конструкция газогенератора источника сейсмических сигналов. Газогенератор источника сейсмических сигналов содержит стальные магниты-электроды; катод 1 и анод 2, погруженные в электролит 3, и резервуар 4, в который помещены перечисленные элементы. В качестве электролита 3 используются водные растворы щелочей, кислот и солей. В качестве материалов для электродов применяются магнитножесткие электропроводные материалы, в частности обычные углеродистые стали, которые хорошо обрабатываются, обладают коррозионной стойкостью при катодной поляризации, достаточно низким перенапряжением выделения водорода и остаточной намагниченностью. Для повышения износоустойчивости и понижения перенапряжения производится активация катода 1 осаждением на его поверхности слоя никеля, а также металлами платиновой группы. На анод 2 наносится м.атовое никелевое покрытие толщиной 80-100 мк, в которое вводятся серосодержащие добавки для снижения анодного потенциала. Перед установкой в электролизер электроды 1, 2 намагничиваются и устанавливаются встречно одноименными по люсами. Устройство работает следующим образом. При прохождении электрического тока через раствор электролита 3 на электродах 1, 2 происходит разряд иоиов и протекают связанные с этим химические реакции. Протекание процесса электролиза определяется переносом электрического тока в жидкости и условиями разряда присутствующих в растворах иоиов электролита 3. В щелочных электролитах перенос тока осуществляется иочти исключительно ионами К+ или Na+ и гидроокислами ОН. При нроведении электролиза в течение длительного времени концентрация ионов К или Na+ в катодном пространстве возрастает, а в анодном понижается вследствие переноса этих катионов из анодного в катодное пространство. Для уменьшения разности концентраций анолита и католита в анодном и катодном пространствах, а также для очистки рабочих иоверхностей электродов 1, 2 от пузырьков газа и активной их эвакуации из электролита, в конструкции предусмотрена принудительная циркуляция жидкости, которая осуществляется за счет взаимодействия магнитного поля намагниченных электродов 1, 2 с жидким проводником тока - электролитом 3. Магнитиое иоле иостоянно стремится вытолкнуть из мел полюсного пространства жидкость, проводящую электрический ток с силой F BIL, тем самым придавая ей движение снизу вверх между электродами и сверху вниз - в пространстве за электродами. При площади пластин электродов равной 1 м, зазоре между ними, равном 0,02 м, ироходящем токе 10000 А и магнитной индукции поля 0,1 Т, действует выталкивающая сила порядка 20 Н. Таким образом, поток жидкости увлекает за собой пузырьки газа с поверхности электродов и одновременно в достаточной степени обеспечивает перемещиваиие анолита и католита, причем различие содержания КНО в анолите и католите не превыщает 10 г/л при общей концентрации едкого кали 250-f 400 г/л. При протекании жидкости в межэлектродиом пространстве между магнитными полюсами электродов 1, 2 электролит 3 проходит магнитную обработку, предотвращая тем самым загрязнение рабочих поверхностей электродов от различного рода осадков, находящихся в электролите в расворенном и во взвешенном состояниях. Интенсификация процесса электролиза, прощение конструкции электролизера и овышение экономичности предлол енного стройства расширяет сферу его применеия при проведении геологоразведочных абот и в других областях науки и технии, а также устраняет необходимость ведеия разработки новых УГ.ТПОЙптк mm -ж-в

назначения и позволяет простыми средствами усовершенствовать действ аощие системы газогенераторов-электролизеров.

Формула изобретения

Газогенератор источника сейсмических сигналов, содержащий корпус с электролитом и размещенными в нем электродами, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости получения газовой смеси, электроды выполнены из электропроводного магнитнотвердого материала и установлены встречно одноименными полюсами. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3587775, кл. 181-5, опублик. 1971.

2.Патент США № 3229246, кл. 340-12, опублик. 1966 (прототип).