DE1698383C3

DE1698383C3 - Vorrichtung zur Erzeugung einer seismischen Welle

Info

Publication number: DE1698383C3
Application number: DE1698383A
Authority: DE
Inventors: Lauren G. Tulsa Okla. Kilmer (V.St.A.)
Original assignee: Sinclair Research Inc New York Ny (vsta)
Current assignee: Sinclair Research Inc New York Ny (vsta)
Priority date: 1963-10-07
Filing date: 1964-10-03
Publication date: 1975-04-30
Also published as: US3314497A; GB1085897A; DK581676A; DK138520C; DE1698383B2; OA00715A; AT274408B; ES304730A1; IL22199A; DE1698383A1; DK138520B; NL6411674A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer seismischen Welle mit einer auf der Erdobei.lache aufsetzbaren geschlossenen, in senkrechter Richtung ausdehnbaren, ein Ober- und Unterteil umfassenden Explosionskammer, die zum Boden von einer starren Bodenplatte und zur Oberseite von einer ebenfalls starren Deckplatte abgeschlossen ist, zwischen denen federnde Mittel vorgesehen sind, die eine begrenzte senkrechte Relativbewegung beider Platten zueinander ermöglichen.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die FR-PS 1 338 488 bekanntgeworden. Dort wird die Explosionskammer nach oben von einer Reaktionsmasse und nach unten von einer Platte abgeschlossen. Mit der Platte ist eine Kolbenstange starr verbunden, deren unteres Ende mit einer auf dem Boden aufsetzbaren Platte in Verbindung steht Die gesamte Anordnung ist in einem Zylinder verschiebbar gelagert Es sind dort keine besonderen Mittel zum Druckdichten und nachgiebigen Verbinden von Reaktionsmasse und Platte vorgesehen. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist daher der Nachteil verbunden, daß Explosionskraft durch die Fuge zwischen Platte und Zylinder verlorengeht, bzw. daß die dort ausströmenden Gase die von dieser Vorrichtung bei der Explosion des Gasgemisches in der Explosionskammer erzeugte seismische Welle verfälschen. Diese Gefahr wird noch dadurch erhöht, daß wegen der dort getroffenen Anordnung bei jeder Explosion wenigstens zwei seismische Weilen erzeugt werden, nämlich einmal bei der Gasexplosion selbst und kurz darauf eine zweite WdIe, die durch die auf die Platte fallende Reaktionsmasse bewirkt wird.

Durch die US-PS 2 272 746 ist eine andere Vorrichtung zur Erzeugung einer seismischen Weile mit einer auf der Erdoberfläche aufsetzbaren geschlossenen, in senkrechter Richtung ausdehnbaren Explosionskam-

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tner bekanntgeworden, die aus einer starren Glocke nut Einlassen und Auslassen für ein explosives Gasgemisch und mit einer Zündeinrichtung stent Die Unterseite dieser Glocke ist von einer elastischen Membran abgeschlossen. Diese bekannte Vorrichtung weist je- s doch den Nachteil auf, daB die Membran nur eine geringe Anzahl von Explosionen authält, bevor sie ihre Gasundurchlässtgkeit verliert Außerdem müssen die Explosionsdrücke relativ niedrig gehalten werden, so daB die durch die Detonation erzeugte seismische WeI-Ie nicht sehr energiereich ist. Sobald nämlich die Membran gasdurchlässig geworden ist, werden bei jeder Explosion durch die aus dem Glockenraum austretenden Explosionsgase in der Luft Schallwellen erzeugt, die sich dem Körperschall in der Erde fiberlagern und die Auswertungsergebnisse durch Interferenz stören bzw. verfälschen. Außerdem stellt die Verwendung einer Gummi- oder Kunststoffmembran zum Abschluß des Explosionshohlraumes ein erhebliches Jicherheitsrisiko dar. Die sich bei der Explosion nach oben bewegende ao Glocke erzeugt ferner eine Schockwelle in Luft, die ebenfalls mit der Bodenwelle interferiert

In der USA.-Patentschrift 1 753 368 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer seismischen Welle unter Wasser gezeigt Dabei strömt komprimiertes Gas in as eine Kammer dieser Vorrichtung ein und drückt eine Platte mit einem Fallblock um eine gewisse Strecke nach oben, worauf der Fallblock ausgeklinkt wird und auf einer unteren Platte aufschlägt und so eine Schallwelle erzeugt Die Kammer ist hierbei also in Form der Kammer eines Zylinderkolbens ausgebildet, so daß keine besonderen Abdichtungen zwischen den einzelnen. Sich gegeneinander bewegenden Teile der Kammer vorgesehen werden müssen. Darüber hinaus bewirkt die Übertragung der Energie zwischen den verschiedenen Gliedern der Vorrichtung einen Energieverlust, bevor die Schallwelle überhaupt erzeugt wird.

Es ist ferner durch die USA.-Patentschrift 2 203 140 bekanntgeworden, eine Pulverladung in einer abgeschlossenen Kammer zu entzünden, worauf nach Erreichen eines vorbestimmten Drucks ein Scherbolzen zerbricht und den Druck eventuell über eine Flüssigkeitsstrecke an den Boden weitergibt Auch bei dieser bekannten Vorrichtung sind das obere und das untere Teil nicht elastisch miteinander befestigt und es ist auch kein Dichtungsring vorhanden, der die Fuge ausfüllt Auch diese bekannte Vorrichtung kann nicht für eine schnell aufeinanderfolgende Serie von Explosionen verwendet werden, da die Kammer erst wieder mit Pulver gefüllt und der Scherbolzen ersetzt werden muß.

Die durch die USA.-Patentschrift 3 C29 733 bekannte Vorrichtung arbeitet ähnlich. Auch hier ist eine Kammer in einer Ausnehmung eines unteren Teils vorgesehen, die mit Pulver gefüllt wird. Bei Zündung dieses Pulvers wird ein auf dem unteren Teil gleitend beweglieher Kolben nach oben getrieben, 30 daB die Explosionsgase durch den freiwerdenden Ringraum zwischen den beiden Teilen entweichen und zu Interferenzerscheinungen Anlaß geben. Auch hier ist somit keine Kammer mit elastisch abgedichteten Seitenwänden "Vorhanden. Das Oberteil dieser bekannten Vorrichtung ist viel schwerer als das Unterteil, so daß durch Aufwärtsbewegung des oberen Teils viel Energie verlorengeht Schließlich eignet sich diese Vorrichtung nicht zur Abgabe einer Serie schneller Schüsse. Sie muß viel- tti&it für jeden Schuß von neuem geladen und zusammengesetzt werden.

Des weiteren ist durch die USA.-Patentschrift

3048816 ein unter Wasser angeordneter Schallerzeuger mit einem an einem Ende offene« Rohr bekanntgeworden, in dem ein brennbares Gasgemisch zur Explosion gebracht wird. Diese bekannte Vorrichtung kann nicht für seismische Untersuchungen an der Erdober fläche verwendet werden, da über das einseitig offene Rohr nicht genügend Energie in das Erdreich eingebracht werden kann.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese so weiterzubilden, daß eine druckdichte und nachgiebige Verbindung der beiden die Explosionskammer ausbildenden Teile ausgebildet wird. Außerdem soll die Vorrichtung eine lange Lebensdauer haben, hohe Explosionsdrücke aushalten und seismische Wellen bei geringem Luftschallaniefl erzeugen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daB an der Dichtfuge zwischen dem Ober- und Unterteil ein elastischer Dichtungsring vorgesehen ist, der im Ruhezustand der Vorrichtung auf der Bodenplatte aufruht

Durch diese Maßnahmen wird das Austreten der in der Explosionskammer gezündeten Gase durch die Dichtfuge zwischen dem Oberteil und dem Unterteil verhindert Dort austretende Explosionsgase würden sonst loiftschall erzeugen, der die Meßergebnisse stören würde. Die vertikale Bewegung der die Explosionskammer bildenden Teile wird durch eine elastische oder federnde Verbindung begrenzt, die das Oberteil und das Unterteil unter Vorspannung zusammenhält Innerhalb der Vorrichtung ist eine dynamische Dichtung vorgesehen, die an der Innenseite unmittelbar an dem Spalt der Verbindungsstelle zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Vorrichtung angeordnet ist Der Dichtungsring ist dicker als jede mögliche Spaltöffnung an der Verbindungsstelle zwischen Oberteil und Unterteil, so daB im Falle einer Gasexplosion der Dichtungsring gegen den Spalt an der Verbindungsstelle gepreßt wird.

Das Oberteil der Vorrichtung ist so ausgebildet, daß es im Normalfall auf den Dichtungsring aufliegt, der auf diese Weise einen federnden Puffer für das Oberteil bildet, so daß die Gefahr der Erzeugung eines zweiten Impulses an der Erdoberfläche nach einer Explosion, wenn dann das Oberteil nach Freigabe des explodierten Gases in der Explosionsvorrichtung in seine Ruhelage zurückfällt, auf ein Mindestmaß verringert wird. Außerdem können das Oberteil und das Unterteil der Gasexplosionsvorrichtung eine teleskopartige Verbindung an ihren Seiten bilden, damit der Abstand des Oberteils vom Unterteil an der Verbindungsstelle in ausreichendem Maß begrenzt werden kann, um ein Herausdrücken des elastischen Dichtungsrings durch den Spalt an der Verbindungsstelle nach außen zu verhindern. Damit die elastische Verbindung, die aas Oberteil und das Unterteil der Explosionsvorrichtung unter Vorspannung zusammenhält, nicht überbeansprucht wird, kann ferner eine Ausgleichs- oder Ventilvorrichtung angeordnet sein, die es ermöglicht, die Kraft des explodierten Gases in dem Augenblick freizugeben, in dem sich das Obeneil und das Unterteil der Explosionsvorrichtung relativ zueinander bewegen. Das ist auch besonders dort wünschenswert, wo mehrere Explosionen an einem bestimmten Aufstellungspunkt im Gelände erforderlich sind.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstands tier Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Aus-

IB 9%3 8

führungsbeisplels näher erläutert Es zeigt. JHg i g. 1 perspektivisch eine Ansicht einer Vorrichtung _tzur Erzeugung einer seismischen Welle, " / * Fig.5 einen senkrechten Schnitt entsprechend-der

LiKi|^kFigi ;;* ς; /;

35

,JF i.g.3 ,eine·! vergrößerte ,Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung, _t ,

e^F i g. 4 ,eine Schnittansicht entspricht F i g. 3 bei abgehobenem Oberteil, ^J _tj „

"*" F ι g. S einen horizontalen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 2.

Die dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung einer seismischen Welle ist als Ganzes mit Position 10 bezeichnet Sie besteht im wesentlichen aus einem Oberteil U, einem Unterteil 12, einem Dichtungsring 13, einem Ventil 14 und aus einsm Gasauslaß 15.

Das Unterteil 12 (vgl. auch F i g. 3 und 4) besteht aus einer kreisrunden Stahlplatte 16, die an ihrem äußeren Rand einen aus einem Stück bestehenden, nach oben gerichteten, zylindrischen Flansch 17 aufweist, der an ao seinem oberen Ende einen ebenfalls aus einem Stück bestehenden, sich nach außen erstreckenden, schmalen, ringförmigen Flansch 18 besitzt

Das Oberteil besteht aus einer ringförmigen dicken Stahlplatte 19, deren Außendurchmesser etwas größer as ist als der Außendurchmesser des Flansches 18, und die mit vier kleinen, mit Gewinde versehenen, senkrechteil Offnungen 20 versehen ist die in Abständen von jeweils 90° über die Platte 19 verteilt ungefähr in der Mitte zwischen ihrer Mittelöffnung 21 und ihrem äußeren Rand angeordnet sind. Unterhalb der Platte 19 befindet sich ein koaxial angeordnetes, im allgemeinen ringförmiges Teil 22 aus Gußeisen, das an der Untersei te der Platte 19 angeschweißt ist Das Gußstück 22 hat ungefähr die gleiche Höhe wie der Flansch 17 der Grundplatte 16 und einen etwas geringeren Außendurchmesser als der Flansch 17, so daß die obere Platte 19 koaxial über der Bodenplatte 16 angeordnet werden kann, wobei sich das Gußstück 22 innerhalb des Flansches 17 befindet und von diesem einen geringen Abstand hat

Das Gußstück 22 hat eine Mittelöffnung 23 mit ungefähr dem gleichen Durchmesser wie die öffnung 21 und weist an der Unterseite seines Außenrandes eine Ausnehmung auf, die einen ringförmigen Sitz 24 bildet und so bemessen ist daß sie den O-förmigen Dichtungsring ' 13 aufnehmen kann. Das Gußstück 22 weist ferner vier vertikale Bohrungen 25 auf, die im Abstand von 90° verteilt und so angeordnet sind, daß sie in ihrer Lage mh dea ein Gewinde aafweiseoden Öffnungen 20 in der Platte f9aberemsümnien und sich mit diesen decken.

Der F i g. 3 ist zu entnehmet!, daß der Dichtungsring 13, der aus Qrioropren-Katitscnuk hergestellt ist auf der Oberseite der Grundplatte 16 genau innerhalb des Flansches 17 rent, so daß der Sitz 24 darauf aufliegt. Der Ring 13 ist von einer solchen Dicke, daß die Untersei» des Goßsäcks 22 einen geringen Abstand von der Oberseite der Grundplatte 16 aufweist und daß die Seiten des Ringes 13 die Sehe des Gußstücks 22 unterhalb des Sitzes 24 and die Innenseite des Flansches 17 gera de bei QIu UU.

Der Unterlei 12 aod der Oberteil 11 werden mitteis eines Ringes 26 zusammenalten, der die Flansche 17 and «ringförmig emschfieöt Der Ring 26, der den Qeerschatt eines auf dem Kopf stehenden T besitzt besteht aas einem enhen zc Teil 27. der «ι semem enteren Ende nach innen und außen sich erstreckende, ringförmige Stege 28 und 29 aufweist

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50

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und ist an der Unterseite dös Außenrandes der Platte ϊ$9 mittels einer Anzahl von i&jpfschrauben 30 befejtigt, die sich nachi öbjen düfchjWnüngen erstrecken, |ie in Anständen voneiiiapdeif Mif dem äußeren ringförmigen<Stejg^9des Rings; 26 Ihgepr^net sjnd,und deren sÖöfei*ie|i||n in epÄpi^ehefidJin der Untfcrseite des ^Mn^Jtef Slatfe |9^an^ebr|pftete Gewindebohruiiigen ||hg^scl|Rtüb)jsind und so deri^fiiirVg 26 gegen die Üji' ^e^eftei^r Jf%tte I^TFestle^^' ΐ ,

tier" ThfienlürMniesser^es Zylindrischen Teils des Rings 26 ist so bemessen, daß er gegenüber dem Flansch 18 des Unterteils 12 ein geringes Spiel besitzt so daß der innere ringförmige Steg 28 am unteren Ende des Rings 26 in Abstand unterhalb des Flansches 18 angeordnet ist um ein Band 31 aus hartem Chloropren-Kautschuk zwischen dem Ring und dem Flansch 17 aufzunehmen. Das Gummiband 31 weist eine solche Querschnittsform-und -größe auf, daß es im allgemeinen den Raum zwischen dem unteren inneren Steg 28 des Rings 26 und dem Flansch 18 ausfüllt Wie in den F i g. 3 und 4 klar gezeigt ist weist das Band 31 auf seinem Umfang eine Anzahl von runden öffnungen 32 auf.

Das Ventil 14 besteht aus einem Ventilkörper 33, einem Kolben (Ventilelement) 34, einer Schraubenfeder 35 und einem Käfig 36 zur Aufnahme der Feder. Als Ganzes besteht der Ventilkörper 33 aus zwei koaxialen zylindrischen Wandungen 37 und 38, die in Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die an ihren unteren Enden mittels einer beide Wandungen verbindenden, ringförmigen Endwandung 39 abgeschlossen werden, und die an ihren oberen Enden offen sind. Die äußere Mantelwandung 37 weist an ihrem oberen Ende einen sich nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch 40 auf und hat einen etwas geringeren Durch messer als die öffnungen 21 und 23, so daß der Ventilkörper 33 in den öffnungen 21 und 23 angeordnet werden kann, wobei der Flansch 40 auf der Oberseite der Platte 19 aufliegt Die innere Wandung 38 hat eine bearbeitete Innenfläche, die eine (den Innendurchmesser erweiternde) Ausnehmung zeigt und eine Anzahl von Öffnungen 41 an ihrem unteren Ende aufweist die eine Verbindung zwischen dem Ringraum inn«, halb der Wandungen 37 und 38 und der Mittelöffnung des Ventilkörpers 33 herstellen.

Der Kolben 34 ist ein bearbeitetes Gußstück von solchen Abmessungen, daß es innerhalb der zylindrischen Wandung 38 dicht abschließend, jedoch beweglich anliegt und hat einen Flansch 42 an seinem oberen Ende, der in der Gegenbohrung im oberen Ende der Innenfläche der Wandung 38 oret ist, am die a»richtete Beegung des Kolbens 34 in einer Stellung zu begrenzen, in der das entere schsse Ende des Kolbens 34 sich in einer Ebene mit der Unterseite des Gußstücks 22 befindet, wenn der Koben 34 m die Mhtetöffmmg des Veatäfcorpers 33 von dessen oberem

Der FederkSfig 36 besteht aas einem kurzen Stahby Gnder 43. der an semem oberen Ende mit estern Gewinde versehen ist, and der an semem enteren Eade emen nach außen vorspringenden n Flansch hat und der zwei sich schneidende StaMptattea in seinem oberen mnenranm auf weist die em Krens 45 bnden. Der zyfiodriscbe Teil 43 des Federkafigs 36 hat eensewen iuucuuuiuuucssrt wie ee wunitin w aiiumt» 37 des Ventffleorpers 33 and ist oberhalb des VeattMrpers 33 angeordnet, wobei der ömige Flansch 44 des Federkäfigs 36 atf dem Hansen 40 aoffiegt Der Federklfig 36 wird durch eine Anzahl von Kopfschrau-

ge da zu be Öl un

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sitzt.

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⁵- ben 46 in dieser Lage gehalten, die in Öffnungen in den

-MFteschen 40' und 44 sitzen, die sich mit entsprechend

' aniebVdneten Gewinoeböhrungeri in der Umgebung

'der Bohrung 121 der* Platte 19 decken, so daß die

sSiitiraübenfeaer 35 zusammengedrückt "zwischen der

^erSehe^es Kreuzet 45 ^rurid der Öb'ekfeiie der ge-

scihlpssenen Unterseite des Kolbens 34 fest eingespannt

swd. wobei sie die Habe 56 zwischen sid> au nehme».

Ar seiner Aoeenwand west der Behälter 90 zwei nach vorstehende kerze Achsstontpfe 59 aat, die ael entgegengesetzt in den Mantdwanden 51 be-

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Beziehung zur Lage des Kreuzes "45 sincTsö gewählt, daß, wenn der Kolben 34 nach oben in die Lage verschoben wird, in der die Feder 35 am stärksten zusammengedrückt ist, Öffnungen 41 in der Mantelwandung 38 vollständig freigegeben werden u.>: so eine Verbindung des Raumes, der zwischen den Unterteil 12 und Sem Oberteil 11 gebildet wird, mit dem Ringraum zwischen den Wandungen 37 und 38 des Ventilkörpers 33 und somit mit der äußeren Umgebung der Explosionsvorrichtung 10 durch den Federkäfig 36 hindurch herstellen. Der Auspuff 15, der in einer beliebiger, üblichen Bauweise ausgeführt werden kann, die Tießpaßfilter-Eigenschaften zeigt und eine obere Sperrfrequenz in der Größenordnung von 5 Hz hat ist mit seinem offenen unteren Ende auf dem oberen Ende des Zylinders 43 des Federkäfigs 36 aufgeschraubt und weist seitliche Öffnungen 47 an seinem oberen geschlossenen Ende auf, die den Austritt von Gasen ermöglichen, welche aufwärts durch das Ventil 14 in den Auspuff 15 gelangen. Innen ist der Auspuff 15 hohl wie die Abbildung darstellt unu in der Mitte ist er erweitert, wie die Bezugszahl 48 zeigt Eine kegelstumpfförmige Ablenkhaube 49 ist an dem oberen Ende des Auspuffs 15 über den Öffnungen 47 angeordnet und erstreckt sich nach unten und außen bis unterhalb der Öffnungen 47. Die Öffnungen 47. die von der Ablenkhaube 49 überdeckt werden, können in mehreren Reihen oben an dem Auspuff 15 angeordnet sein. Das obere Ende des Auspuffs 15 kann außerdem mit äußeren ringförmigen Ablenkplatten 50' versehen sein, die innerhalb der Ablenkhaube 49 in gewissem Abstand von dieser angeordnet sind, wobei jede Ablenkplatte 50' zwischen zwei benachbarten Reihen von Öffnungen 47 an dem Auspuff 15 befestigt ist.

Die Gasexplosionsvorrichtung 10 (vgl. F i g. 1 bis 5) ist außerdem mit einem flachen zylindrischen, an seiner Oberseite offenen Behälter 50 ausgerüstet der aus folgenden, mit ihm fest verbundenen Teilen besteht: Einer zylindrischen Mantelwandung 51, einer ringförmigen Bodenplatte 5Z aus sich nach außen erstreckenden ringförmigen Flanschen 53 und 54 an dem oberen bzw. ratteren Ende der Mantetwaadeng 51 und aus vier aufrecht stehenden Haben oder Buchsen 55, deren untere Enden in Ög in der Platte 52 munden, die mit den Öffnjungen 29 üuehten, jedoch enen größeren Durchmesser ab diese besitzen. Außerdem weist die Mittdöffnung der Platte 52, die einen gröBeren Durch messer ab dw Flansche 4B und 42 des VentHkörpers 33 und des Federkaftgs 36 hat, eine einstickige, aufrecht stehende Habe oder Buchse » auf, deren unteres Ende in die g .in.d. Der Behälter 5« ist ferner not zwei etwas gebogenen Streben 57 und 58 versehen, die ij angeordnet smd, deren benachbarte Enden sich fast berühren, die an die Innensehe der Mantetwandeng 51 gescfeeiOt smd und deren MittetstAcke nach außen »wti^iwuwlfti weggebogen

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SS festigt sind, und, zwar, jeder A^hsstumpf in der .Nähe der benachbarten ,Enden der Streben 57 und 58. Die Achsstümpfe 59 Icönnen, zum tragen der'Gasexplosionsvorrichtung .10 in einer gabel; oder, bügeiförmigen Vorrichtung verwendeV werden^Fafls erwünscht,, kann der Behälter, 50, zur besonderen^ Beschwerung „einen Bleieinguß ,Innernalb der.Manteiwandung 51.erhalten. In diesem Fall bildende, Hülsender Buchsen 55 und 56 einen Zugang zu den,öfinungenj20_tund zu detnjVentil i.4.' '" Γ ', -, ,

Die Gasexplosionsvorrichtung 10 erfordert außerdem ein System zum Einfüllen und Zünden des Gases, das allgemein durch die Bezugszahl 60 bezeichnet ist (vgl. F i g. 1 und 2). Das Lade- und Zündungssystem 60 besteht grundsätzlich aus vier aufrecht stehenden Leitungen 61, die an ihren oberen Enden durch ein Kopfstück 62 verbunden sind, das es ermöglicht, die mit einem Ventil ausgerüsteten Anschlußleitungen 63 und 64, die zu Vorratsbehältern für Propylen oder andere geeignete brennbare Gase und für Sauerstoff führen, voneinander zu trennen.

Jede aufrecht stehende Leitung 61 besteht aus einem Rohrstück 65, das an seinem unteren Ende in eine Gewindebohrung 20 in der Platte 19 eingeschraubt ist und aus einer Vierwege-Armatur 66. die auf dem oberen Ende des Rohrstücks 65 aufgeschraubt ist Das Kopfstück 62 besitzt im allgemeinen geeignete Anschlußstücke, Krümmer, T-Stücke und Rohrstücke, die einen U-förmigen Anschluß zur Verbindung der oberen Öffnungen der Vierwege-Armatur 66 mit den mit je einem Ventil ausgerüsteten Leitungen 63 und 64. die mit dem unteren Ende des U verbunden sind, ermöglichen.

Acht Zündkerzen 67. deren Masseelektroden entfernt sind, sind derart in den seitlichen Öffnungen der Armaturen 66. und zwar zwei Stück an jeder Vierwege-Armatur 66. angeordnet und so miteinander verbunden, daß die isolierten Elektroden 68 eines jeden auf diese Weise zugeordneten Kerzenpaares 67 sich innerhalb der Armatur 66 gegenüberstehen (vgL F i g. 2). Außen sind die so angeordneten acht Zündkerzen 67 elektrisch in Reihe geschaltet und an eine geeignete elektrische Energiequelle 69 angeschlossen, die eine hohe Spannung, im allgemeinen in der Größenordnung von 70000 Volt in jedem beliebigen Augenblick an den Zündkerzen liefern kann.

Im Betrieb wird die Gasexplosionsvorrichtung 10 an einer geeigneten Stelle im Gelände aufgestellt wobei das Unterteil 12 an einer Stelle auf dem Boden abgesetzt wird, die frei ist von großen Steinen und anderem anerwünschten Material. Im allgemeinen ist die Feder 35 w weit zusammengedruckt, daft der Kolben 34 sick nicht eher bewegt «b bis der Druck umerhafc der Ex sionsvuiiichtung W bis auf etwa 2,1 ata angewachsen ist

Die mit einem Ventil erhnn Lotungen 63 und weraen aisoann geonnet, um so lange rropyien unc Sauerstoff cwmiOoicn zu fasfiTW. bis in der Exptosnnsvorrichtung ein Druck'
feuchtet ein. >

Sauerstoff und Propylen gewählt wild dies sehr einfach dadurch erreicht, daß mm dk Gas derart erntete*. daS die PiilialurBcfce der Gase den hfolvcrhSttaB der sföciuometnscben Mischung proper uonal sind. d.h. im VerbStaus Ch: CaHe -43:1 ste henV

gci um ei, weraen ok hm entern veuni veraenenen uo tungen 63 und 64 gcs. Eine Explosion kann i

909618/7

ι etwa 0,14 ata erreicht ist (E

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einfacher Weise dadurch ausgelöst werden, daß man «lie HochspannungsqujeÜe 68 zu dem gewünschten Zeitpunkt einsehaltet, worauf eine hohe Spannung an dem 4n Reihe geschalteten tCreis der acht Zündkerzen 67 «tifftgt Bs leuchtet tin/daß im Falle des Vefsagens irgendemer Eündkerzg 67 wenigstens zwei wirksame Fonkenstfecken von einer Elektrode 68 gegen Erde oder gegen eine ändere'Elektrode 68 in jedem Fa)I vorhanden sind, so daß die ©etbWatlon der Oasmisctrang innerhalb der Explosionsvorrichtung 10 ausgelöst wird, wobei die Explosion praktisch gleichzeitig mit der Energiezuführung zu den Zündkerzen 67 erfolgt
~ Fig.3 zeigt einen Schnitt durch den Dichtungsring %$ und die umgebenden Bauteile der Gasexplosionsverrichtung 10. Wenn die Explosionsvorrichtung 10 gefüllt wird, weist der Dichtungsring 13 einen praktisch kreisförmigen Querschnitt auf und die Oberflächen des Flansches 17, der Hatte 16 und des Gußstücks 22 tangieren den Dichtungsring 13. Wenn jedoch die Gase explodieren, treibt die Ausdehnung der explodierenden ao Gase unmittelbar im Anschluß an die erste Stoßwelle der Explosion, die die hier interessierende seismische Welle erzeugt, das Gewicht des Oberteils 11 und die damit verbundenen Bauteile relativ zum Unterteil 12 nach oben und ist dabei bestrebt, das elastische Band 31 as zusammenzudrücken, das dabei, wenn auch nur begrenzt, nachgeben kann, weil es, wie vorstehend beschrieben, mit Öffnungen versehen ist Zu diesem Zeitpunkt preßt der Druck der explodierenden Gase den Dichtungsring 13 dicht gegen die Verbindungsstelle zwischen dem Flansch 17 und dem Gußstück 22 (ygL F i g. 4), deformiert den Ring 13 im Ganzen und hebt gleichzeitig den Rnig 13 zusammen mit den sich nach oben bewegenden Bauteilen, die auf der Platte fStiuhen, an.

In demselben Augenblick jedoch, in dem die Relativbewegung des Unterteils 12 zum Oberteil Ii auftritt, wird der Kolben 34 noch schneller angehoben, sp_r daß eine Abzugsverbindung zwischen dem Innenraum der Gasexplosionsvorrichtung 10 und der äußeren Umgebung auf dem Wege über das Ventil 14 und den Auspuff 15 hergestellt wird. Diese Abzugsverbindung kommt so schnell zustande, daß in der Regel der Druck im Bruchteil einer Sekunde abfällt, und der Oberteil 11 wieder auf den Unterteil 12 zurückfällt Im allgemeinen ist nach einem solchen Rückfallen, das durch den Dichtungsring 13 gedämpft wird, der Druck der nicht ausgetretenen Verbrennungsgase, die zwischen dem Oberteil 11 und dem Unterteil 12 zurückbleiben, wesentlich geringer als der Atmosphärendruck, nämlich in der Größenordnung von 035 ata. Folglich ist es im Normalfall bei der Erzeugung von Explosionen in stetiger Folge nicht notwendig, das Innere der Gasexplosionsvorrichtung 10 beim Wiederfüllen zu reinigen, und sonut kann das Wiederfüllen so schnell geschehen, daß man wiederholte Explosionen in außerordentlich kurzen Zeitabständen durchfahren kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ν. ifi Patentansprüche:

1. Vorriditung zur Erzeugung einer seismischen Welle ηώ einer auf der Erdoberfläche auf setzbaren s geschlossenen, in senkrechter Richtung ausdehnbaren, ein Ober- und Unterteil umfassenden Explosionskammer, die zum Boden vcm einer starren Bodenplatte WKi zur Oberseite von einer ebenfalls starren Deckplatte abgeschlossen ist, zwischen deaen federnde Mittel vorgesehen sind, die eine begrenzte senkrechte Relativbewegung beider Platten zueinander ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dichtfuge zwischen dem Ober· und Unterteil (It 12) ein elastischer Dich- t_S tungsring (13) vorgesehen ist, der im Ruhezustand der Vorrichtung auf der Bodenplatte (12) auf ruht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl das im wesentlichen aus der runden Bodenplatte (16) bestehende Kamraerunterteil (12) ao mit einem w>m Plattenrand nach oben ragenden zylindrischen Flansch (17) ausgebildet ist. daß das Kanuneroberteil (11) ein platten förmiges Teil (22) aufweist, dessen Durchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Flansches (17). und daß das plattenförmige Teil (22) relativ zu dem zylindrischen Flansch (17) in senkrechter Richtung verschiebbar und im wesentlichen innerhalb des zylindrischen Flansches (17) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Explosonskammer durch eine an der Unterseite des plattenförmigen Teils (22) des Kammeroberteils (ti) vorgesehene Ausnehmung gebildet ist, die von einem kreisringförmigen Steg an der Unterseite des plattenförmigen Teils (22) und von der Oberseite der Bodenplatte (16) des Kammerunterteils (12) begrenzt ist

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dichtungsring (13) in einer Einziehung (24) angeordnet ist, die in dem Außer» and des plattenförmigen Teils (22) des Kammeroberteils (H) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einziehung (24) zur Oberseite der runden Bodenplatte (16) des Kammerunterteils (12) offen ist und daß der Dichtungsring (13) so dick ist, daß die Unterseite des plattenförmigen Teils (22) des Kammeroberteils (U) einen geringen Abstand von der Oberseite der Bodenplatte (16) des Kammerunterteils (12) aufweist

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des plattenförmigen Teils (22) des Kammeroberteils

(11) eine weitere, etwa kreisrunde Platte (19) vorgesehen ist, die auf dem plattenförmigen Teil (22) aufliegt und allseits über dessen Außenrand sowie über den zylindrischen Flansch (17) des Kammerunterteils (12) vorsteht

7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekenn· zeichnet, daß der zylindrische Flansch (17) der kreisrunden Bodenplatte (16) des Kammerunterteils

(12) an seinem oberen Ende mit einem nach außen vorstehenden kreisringförmigen Flansch (18) verse-' hen ist, daß an der Außenseite des zylindrischen Flansches (17) ein fest mit der Unterseite der kreisrunden Platte (19) verbundenes ringförmiges Glied (26) mit dem Querschnitt eines auf dem Kopf stehenden T vorgesehen ist, daß der innenliegende Schenkel (28) des T gleitend verschiebbar an der Außenseite des zylindrischen Flansches (17) anliegt und sich an Abstand von dem kreisförmigen Flansch (18) befindet, und daß ein ringförmiges federndes Band (31) aas haiteai CHoroprenkautscfauk zwischen dem kreisriflsfönnigen Flansch (18) und dan Schenkel (28) derart angeordnet ist. daß es an dem Flansch (18} und an dem Schenkel (28) anliegt, so daß die Relativbewegung der Kammerteile federnd begrenzt ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet daß das ringförmige Band (31) in der Ruhesteüuag (F i g. 3) der Kammerteile den Raum zwischen dem Flansch (18). dem Steg und dem Schenkel (28) des ringförmigen Glieds (26) sowie der Außenseite des zylindrischen Flansches (17) nahezu ausfüllt und mit einer, eine Erhöhung der Verformbarkeit bei der Relativbewegung der Kammerteile (11.12} zueinander, hervorrufenden Anzahl von entlang seines Umfangs angeordneten öffnungen (32) versehen ist

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Explosionskammer über ein Entlüftungsventil (14) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, daß sich bei einem bestimmten Innendruck in der Explosions kammer öffnet