DE2523891A1

DE2523891A1 - Vorrichtung fuer die aussendung mechanischer wellen

Info

Publication number: DE2523891A1
Application number: DE19752523891
Authority: DE
Inventors: Leon Sayous
Original assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Current assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1975-12-18
Also published as: JPS515201A; NO751923L; BR7503422A; CA1031451A; GB1504324A; AU8170975A; FR2278408A1; NL7506491A; FR2278408B1; US3981379A; IT1038573B

Description

PATENTANWÄLTE ja«

Di'T.:lCH LEVViNSKY

H:.-.N?-JOACHIM HUBER .30 . Mai 1975

Ru IN LR P.'i ETSCH

M GHCHEN 21 GOTTHARDSTR.81

SOCIETE NATIONALE DES PETROLES D¹ AQUITAINE Tour Aquitaine

92400 Courbevoie (Frankreich)

Vorrichtung für die Aussendung mechanischer Wellen

Priorität aus der französischen Patentanmeldung Nr. 74 18911 vom 31. Mai 1974

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Aussendung mechanischer Wellen in ein umgebendes Medium, insbesondere in ein flüssiges Medium; die Vorrichtung kann bei der seismischen Prospektion wegen der in gleichmässigen, kurzen Intervallen wiederholbaren Wellenaussendung verwendet werden.

Es gibt mehrere Arten von Vorrichtungen für die Aussendung

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mechanischer Wellen; sie wirken entweder durch Öffnen einer Kammer, die zuvor komprimierte Luft enthält, oder durch Zünden eines Gemischs von brennbaren Gasen und Luft, auch durch Zünden eines brennbaren Gemischs von zerstäubten flüssigen Kohlenwasserstoffen und Druckluft, oder haben auch die Gestalt einer Kammer, die in das umgebende Medium mündet oder auch in eine Kammer, die nach dem Zünden des Gemischs mit einer zweiten Kammer verbunden wird, die ein entsprechendes Volumen von brennbarem Gemisch enthält.

Diese verschiedenen Vorrichtungen sind in zweifacher Hinsicht in ihren Möglichkeiten begrenzt: einerseits hinsichtlich der in der Vorrichtung verfügbaren und von ihr abzugebenden Energiesumme, was wegen der erforderlichen Begrenzung der vorhergehenden Komprimiertung unvermeidlich ist, und andererseits wegen des Energieübertragungskoeffizienten beim Übertritt der Energie aus dem gasförmigen in das flüssige Medium angesichts der Kleinheit des Raumwinkels, unter dem die Aussendung bei den verschiedenen Vorrichtungen vor sich geht.

Aus diesem Grunde werden bei der Verwendung derartiger Schallerzeuger in der Seeseismik energieaussendende Schallerzeuger in großer Zahl gleichzeitig verwendet, wodurch die Ausrüstung sehr kompliziert und teuer wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind derartige Schwierigkeiten ausgeschaltet, indem sie die Anwendung von Überdrücken in der Größenordnung von 800 bar ermöglicht und auf eine Schußzone erheblicher Größe einwirkt. Die Vergrösserung der ins Spiel gebrachten Energiesumme und die Verbesserung des Transmxssxonskoeffizxenten gestatten es, die Zahl der erforderlichen Vorrichtungen herabzusetzen, womit der Forderung Genüge geleistet werden kann, Oberflächenwellen zu vermeiden.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Aussendung von mechanischen Wellen weist ein Ventil auf, einen Korpus, an dem ein Sitz für das genannte Ventil vorgesehen ist, wobei Gehäuse und Ventil koaxial angeordnet sind und einen Verbrennungsraum abgrenzen, der mit der Umgebung durch eine geradlinige Axialbewegung des Ventils in Verbindung bringbar ist und der mit einer Einrichtung zum Einführen eines Brennstoffs und eines Sauerstoffträgers und mit einer Zündeinrichtung versehen ist; die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Differentialkolben ausgebildet ist, dessen eine Seite eine bewegliche Wand eines Behälters für ein unter Druck stehendes fließfähiges Medium bildet, während ein Teil der anderen Seite eine bewegliche Wand des Verbrennungsraums darstellt.

Bei bestimmten Ausführungsformen weist der Ventilsitz einen ringförmigen Vorsprung als Abdichtung gegenüber dem Ventil auf; die Stärke dieses Vorsprungs beträgt einige zehntel Millimeter.

Bei anderen Ausführungsformen besitzt das Ventil einen ringförmigen Vorsprung für die Abdichtung gegenüber dem Ventilsitz; die Stärke dieses Vorsprungs beträgt einige zehntel Millimeter,

Bei den verschiedenen Ausführungsformen weisen die einander gegenüberliegenden Flächen des Ventilsitzes und des Ventils ausserhalb des Verbrennungsraums und ausgehend von dem ringförmigen Vorsprung gegenüber der gemeinsamen Achse eine übereinstimmende Neigung auf, die mindestens einige Grad ausmacht und der Abstand zwischen den genannten Flächen ist gleich der Stärke des Voraprungs und ausserdem macht die Projektion der einander gegenüberstehenden Flächen von Ventilsitz und Ventil ausserhalb des Verbrennungsraumes und aus-

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gehend von dem ringförmigen Vorsprung auf die Achse mindestens 25 % der Projektion der Fläche der beweglichen Wand des Verbrennungsraumes auf die Achse aus.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verbrennungsraum ringförmig und das Ventil liegt innerhalb des Korpus.

Bei anderen Ausführungsformen ist der Verbrennungsraum ringförmig, aber das Ventil befindet sich ausserhalb des Korpus.

Bei einer abgewandelten Ausführung nimmt der Verbrennungsraum einen axialen Bereich des Korpus ein, und das Ventil verlagert sich innerhalb des Korpus, und in dem Korpus sind gegenüber dem Ventilsitz in seiner Nähe Luftabzüge vorgesehen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend Ausführungsformen der Erfindung, durch die die Erfindung nicht beschränkt werden soll, anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Vorrichtung mit ringförmigen Verbrennungsraum und Ventil im Inneren des Korpus;

Fig.la ist eine Einzelheit des Ventilsitzes mit auf dem Korpus befindlichem Vorsprung;

Fig.Ib ist eine Einzelheit des Ventilsitzes mit auf dem Ventil befindlichem Vorsprung;

Fig. 2 stellt eine Vorrichtung mit ringförmigem Verbrennungsraum und mit ausserhalb des Korpus befindlichem Ventil dar;

Fig.2a ist eine Einzelheit des Ventilsitzes mit einem Vorsprung auf dem Korpus;

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Fig. 2b ist eine Einzelheit des Ventilsitzes mit auf dem Ventil befindlichem Vorsprung;

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung mit axialem Verbrennungsraum und axialem Ventil;

Fig. 3a ist ein Schnitt längs der Linie XX¹ in Fig. 3;

Fig. 3b ist eine Einzelheit des Ventilsitzes mit auf dem Gehäuse befindlichem Vorsprung;

Fig. 3c ist eine Einzelheit des Ventilsitzes mit auf dem Ventil befindlichem Vorsprung.

Bei der in Fig. 1 gezeichneten Ausführungsform besitzt die Vorrichtung für die Aussendung mechanischer Wellen einen zylindrischen Korpus 1, in dem zwei zylindrische Räume von Kreisquerschnitt, koaxial liegend und miteinander verbunden, abgeteilt sind und zwar ein unterer Raum 2 mit dem Radius r und ein oberer Raum 3 mit dem Radius R, wobei das Verhältnis von R zu r zwischen 1 und H liegt.

Neben dem unteren Raum 2 und an dessen Innenrand besitzt der Korpus 1 einen ringförmigen Raum 5, in den verschiedene Leitungen münden: eine Leitung 6 für die Zuleitung von Druckluft, eine Leitung 7 für die Zuführung von Brennstoff und eine Leitung 8, in die eine Zündeinrichtung 9 eingesetzt ist,

Der Raum 3 ist über seinen ganzen Querschnitt hinweg nach oben offen und weist in seinem Mittelteil mindestens zwei öffnungen auf, wobei durch die Öffnungen 12 Druckluft eintritt, die von einem Dreiwege-Magnetventil 13 geliefert wird, während die anderen Öffnungen, beispielsweise die öffnung 14, zur Wegführung der gleichen Druckluft durch ein

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ebenfalls von dem Magnetventil gesteuertes Schaltventil 15 dienen.

Der Raum 3 ist an seiner Oberseite durch einen zylindrischen Deckel 16 verschlossen, der koaxial zu dem Korpus 1 liegt und auf ihm befestigt ist. Der Deckel 16 weist eine koaxial verlaufende zylindrische Ausnehmung 17 auf, die mit dem Raum 3 in Verbindung steht und deren Radius r¹ so gewählt ist, daß R/r¹ zwischen 2 und 5 beträgt. Der Deckel 16 begrenzt den Raum 3 mit einer Ringfläche 18.

An dieser Ringfläche 18 des Deckels münden eine Druckluftzuführung 19 und eine Druckluftaustrittsöffnung 20, die in ein von dem Magnetventil 13 gesteuertes Schaltventil 21 führt.

Im oberen Teil der Ausnehmung 17 münden: eine Eintrittsöffnung 22 für fließfähigen Brennstoff und mindestens eine Öffnung 2 3 für die Wegführung von Brennstoff; diese Öffnungen stehen mit Leitungen 7 in Verbindung, die in den Ringraum 5 münden und dabei Einspritzdüsen 24 speisen.

Im Inneren des Korpus 1 befindet sich ein in dem Raum 2 verschiebbares Ventil 25, das mit einem Kolben 26 starr verbunden ist, der sich in der unteren Hälfte des Raumes 3 bewegt. Das Ventil 25 ist mit mindestens einer Dichtung 27 an seinem oberen Abschnitt versehen und der Kolben 26 trägt ebenfalls eine Dichtung 28.

Das zylindrische Ventil 25, das über den grösseren Teil 29 seines Querschnitts einen geraden Zylinder darstellt, läuft nach unten in einen Kegelstumpf 30 aus, dessen Spitzenwinkel ebenso groß ist wie derjenige des Kegelstumpfs 11.

Die Kegelstumpffläche 30 des Ventils 25 legt sich gegen die

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Kegelstumpffläche 11 auf einer Ringzone, die einem Vorsprung 31 entspricht, der in Fig. 1 und la als Bestandteil des Korpus 1 gezeichnet ist.

In der Ausführung nach Fig, Ib ist der Vorsprung 31 Bestandteil des Ventils 25. In beiden Fällen hat der Vorsprung, der Bestandteil des Ventilsitzes oder des Ventils ist, eine Stärke von einigen zehntel Millimetern und eine Breite von einigen Millimetern.

Bei den in den Fig. la und Ib gezeichneten Ausführungsformen haben die einander gegenüberstehenden Flächendes Ventilsitzes 11 und des Ventils ausserhalb des Verbrennungsraumes und ausgehend von dem ringförmigen Vorsprung, welche Flächen mit 30b bezeichnet sind, gegenüber der gemeinsamen Achse die gleiche Neigung von mindestens einigen Grad, und der Abstand zwischen den Flächen ist gleich der Stärke des Vorsprungs.

Die Projektion der kegelstumpfartigen Fläche 30b auf die Achse xx¹ macht mindestens 25 % der Projektion der Kegelstumpffläche 30 auf die Achse xx¹ aus.

Im Inneren des oberen Raumes 3 und der zylindrischen Ausnehmung 17 bewegt sch ein Kolben 32 mit unterschiedlicher Fläche (Differentialkolben), der mit Dichtungen einerseits an dem Teil, der sich in dem Raum 3 verschiebt, und andererseits an dem Teil, der sich in der zylindrischen Ausnehmung 17 verschiebt, versehen ist.

Der Mittelteil des Raums 3, der zwischen den Kolben 26 und 32 entsteht, wenn diese beiden Kolben voneinander weg bewegt werden, bildet einen Behälter 35 für Druckfluid, der als Druckluftkammer bezeichnet wird.

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Der Teil des Raums 3, der sich zwischen dem Kolben 32 und dem Deckel 16 befindet, wenn der Kolben von dem genannten Deckel weg bewegt wird, stellt einen Ringraum 36 dar, der von dem gleichen Druckfluid erfüllt ist wie der Raum

Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei der die Vorrichtung für die Aussendung von mechanischen Wellen einen Korpus 1 in Form eines um die Achse xx' zentrischen Drehkörpers darstellt, der von oben nach unten in vier Abschnitte unterteilt ist. Die drei ersten Abschnitte sind zylindrisch, haben vergleichbare Längen, die untereinander gleich sein können; ihre Radien A, B, C nehmen ab. Diese Radien stehen bei der Ausführung nach Fig. 2 im Verhältnis der Zahlen 3,2 und 1 zueinander.

Der vierte Teil 11 mit kegelstumpfartiger Mantelfläche, dessen Spitze auf der Achse XX¹ oberhalb des genannten vierten Teils liegt, hat, in Richtung der Achse XX¹ gesehen, eine Länge, die geringer ist als die der vorhergehenden Teile, beispielsweise ein Viertel des Radius C, und der Radius D der unteren Basisfläche liegt zwischen den Werten von A und B, Zur Vereinfachung der Herstellung und der Montage ist ein oberer oder ein unterer Teil des Korpus 1 mit an sich bekannten Mitteln an dem Rest des Teils 1 befestigt, beispielsweise längs der gestrichelt gezeichneten Linien f und f.

Der obere zylindrische Teil mit dem Radius A weist eine Ringnut auf, die einen Ringraum 2 begrenzt, der zu der unteren Ringseite hin offen ist. Der geradlinige Abschnitt der genannten Nut ist rechtwinklig und ist an den Seiten durch zwei Zylinderflächen mit dem Radius B bzw. E begrenzt. Der Radius E liegt zwischen den Radien A und B.

Um den Zylinderteil mit dem Radius B des Korpus 1 läuft ein

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Zylinder, der ein Ventil 25 darstellt. Das genannte Ventil hat einen Innenradius, der um einige hundertstel Millimeter grosser als B ist. Das untere Ende des Ventils 25 hat Kegelstumpfform mit einer Kegelstumpffläche 30, deren Spitze auf der Achse XX¹ oberhalb der Mantelfläche 30 liegt. Die Spitzenwinkel des den unteren Teil des Korpus 1 begrenzenden Kegelstumpfs 11 und des das Ventil 25 begrenzenden Kegelstumpfs 30 sind einander gleich.

Das Ventil 25 weist mindestens eine Dichtung 27a auf dem oberen Teil seiner äusseren Mantelfläche und mindestens eine Dichtung 27b an der inneren Mantelfläche des Ventils auf.

Bei der in den Fig. 2 und 2a wiedergegebenen Ausführung weist die Kegelstumpffläche 11 an ihrem oberen Teil einen einige zehntel Millimeter starken und einige Millimeter breiten Vorsprung 31 auf, der den Sitz für das Ventil 25 darstellt.

Bei der in Fig, 2b wiedergegebenen Ausführung bildet ein Vorsprung einen integrierenden Bestandteil der Kegelstumpffläche 30, und der Vorsprung ist einige zehntel Millimeter stark und einige Millimeter breit; seine kegelstumpfformige Mantelfläche bildet den Teil des Ventils 25 im oberen Bereich des kegelstumpfförmigen Sitzes 11.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2a und 2b haben die Flächen, die dem Ventilsitz 11 und dem Ventil 25 ausserhalb des Verbrennungsraums gegenüber und von dem ringförmigen Vorsprung 31 ausgehend liegen, gegenüber der gemeinsamen Achse eine untereinander gleiche und mindestens einige Grad betragende Neigung, wobei der Abstand zwischen diesen Flächen gleich der Stärke des Vorsprungs 31 ist.

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Die Projektion der Kegelstumpffläche 30b auf die Achse XX¹ beträgt mindestens 25 % der Projektion der Kegelstumpffläche 30 auf die Achse XX¹.

Die beiden zylindrischen Abschnitte mit den Radien 8 bzw. C und der Kegelstumpfabschnitt mit dem Badsradius D grenzen in dem Korpus 1 einen Ringraum 5 ab, der mittels des Ventils 25 gegen den Aussenraum abgeschlossen oder mit ihm in Verbindung gebracht wird.

In den Raum 5 münden mindestens eine Leitung 6 für die Zuführung von Druckluft, ferner Leitungen 7 für die Zuführung von fließfähigem Brennstoff mittels Einspritzdüse sowie Leitungen 8 für die Unterbringung einer Zündvorrichtung 9.

Der Korpus 1 besitzt in seinem massiven Teil zwei koaxiale miteinander verbundene zylindrische Ausnehmungen, von unten nach oben: die Ausnehmung 17 vom Radius r und die Ausnehmung H3 vom Radius R, deren Radienverhältnis R/r zwischen 2 und 4 liegt.

Die Ausnehmung 4 3 mündet auf der oberen Aussenseite des Korpus 1 mit einer Kreisquerschnittsfläche vom Radius R. Ober dem Querschnitt ist eine Abschlußplatte 44 befestigt, durch die eine Leitung 12b führt, die Druckluft von einem Dreiwegemagnetventil 13 her zuführt.

Im Inneren der genannten Ausnehmungen 17 und 4 3 bewegt sich ein Kolben 32 mit unterschiedlichem Querschnitt; dieser Kolben teilt in der zylindrischen Ausnehmung43 ein zylindrisches Volumen 35b zwischen dem Kolben 32 und der Abschlußplatte 44 ab.

Am Boden der Ausnehmung 17 mündet eine Öffnung 22 für den

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Zustrom von fließfähigem Brennstoff und eine öffnung 23 für die Wegführung des genannten fließfähigen Brennstoffs, der durch eine in den massiven Teil des Korpus 1 eingelassene Leitung 7 fließt und mindestens eine Einspritzdüse 24 speist, die an der Innenwand des Ringraumes 5 mündet bzw, bei der in Fig. 2 gezeichneten Ausführung an der Unterseite des genannten Raums, um sie dort leichter abnehmen zu können.

Bei einer in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform weist die Vorrichtung für die Aussendung mechanischer Wellen einen unteren zylindrischen Korpus Ib auf, der einen geraden zylindrischen Querschnitt hat und eine zylindrische koaxiale Ausnehmung 2 begrenzt, sowie einen oberen Korpus la, der die Abdeckung der Vorrichtung bildet und koaxial zu dem unteren Korpus Ib angeordnet ist, auf dem er mittels eines gelochten Flanschs 37 und Gewindebolzens 33 befestigt ist.

Der obere Rand 39 des unteren Korpus Ib ist mit Einkerbungen

40 versehen, die zwischen den Bereichen 41 liegen, in denen

der obere Korpus la aufliegt, wie es in Fig. 3a dargestellt

ist, die einen Schnitt durch den Korpus Ib in der Ebene XX¹ zeigt.

Der obere Korpus la besitzt einen Raum 5, der nach unten zu der Ausnehmung 2 hin zeigt; der Raum 5 ist durch eine Wand 42 begrenzt, durch die Leitungen 6 für die Zuführung von Druckluft, Leitungen 7 für die Zuführung von fließfähigem Brennstoff mit der Einspritzeinrichtung 24 und Leitungen 8 für das Einsetzen einer Zündeinrichtung 9 münden.

Ein zylindrisches Ventil 25 verschiebt sich in Längsrichtung in der Ausnehmung 2 derart, daß die Ventilunterseite zusammen mit dem unteren Teil der Ausnehmung 2 einen Raum 35a abgrenzt, der den unteren Abschnitt der Ausnehmung bildet.

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In den Raum 35a mündet mindestens eine Leitung 12a, durch die Druckluft eintritt.

Der obere Korpus la weist in seinem massiven Teil zwei zylindrische, miteinander verbundene Ausnehmungen auf, die koaxial angeordnet sind und zwar von unten nach oben: die Ausnehmung 17 mit dem Radius r und die Ausnehmung 4 3 mit dem Radius R, Das Radienverhältnis R/r liegt zwischen 2 und 4.

Die Ausnehmung 4 3 mündet an der oberen Aussenseite des Korpus la mit einem Kreis vom Radius R. Auf der genannten oberen Aussenseite des Korpus la ist eine Abschlußplatte 44 angebracht, durch die eine Leitung 12b für die Zuführung von Druckluft aus einem Dreiwegemagnetventil 13 mündet.

Im Inneren der Ausnehmungen 17 und 4 3 bewegt sich ein Differentialkolben 32. Der Kolben begrenzt in der zylindrischen Ausnehmung 43 einen Zylinderraum 35b zwischen dem Kolben 32 und der Abschlußplatte 44.

Am Boden der Ausnehmung 17 münden eine Leitung 22 für die Zuführung von Brennstoff und eine Leitung 23, durch die der genannte fließfähige Brennstoff weggeführt wird, der durch eine in den massiven Teil des Korpus la eingelassene Leitung 7 mindestens eine Einspritzdüse 24 speist, die an der Unterseite 42 des Korpus la austritt.

Der obere Korpus la ist nach unten durch eine koaxiale Kegelstumpffläche 11 begrenzt, die bei der in den Fig. 3 und 3a gezeichneten Ausfuhrungsform einen Vorsprung 31 aufweist, der nahe der Innenseite der Fläche 11 gelegen und einige zehntel Millimeter hoch und mehrere Millimeter breit ist.

Das Ventil 25 ist nach oben durch eine kegelstumpfförmige

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Koaxialfläche 30 begrenzt, die den gleichen Spitzenwinkel wie die kegelstumpfförmige Fläche 11 hat.

Wenn das Ventil 25 auf seinem Sitz 11 ruht, ist der Kontakt zwischen der Fläche 30 und der äusseren Mantelfläche des Vorsprungs 31 hergestellt.

Bei der in Fig. 3b gezeichneten Ausführungsform besitzt die kegelstumpfförmige Fläche 30 einen Vorsprung 31, durch den der Kontakt zwischen dem Ventil 25 und dem Sitz 11 hergestellt wird.

Die Vorrichtung für die Aussendung von mechanischen Wellen gemäß Fig. 1 arbeitet folgendermaßen:

Das Ausstoßen der verbrannten Gase aus der Vorrichtung kann entweder gesteuert oder automatisch erfolgen. Bei der derzeit üblichen seismischen Technik wird die Auslösung aus dem Aufzeichnungsraum heraus gesteuert. Das automatische Arbeiten setzt voraus, daß der Aufzeichnungsraum von der die Wellen aussendenden Vorrichtung gesteuert wird.

Bei beiden Möglichkeiten der Arbeitsweise wird das als Sauerstoffträger dienende Gas ständig durch die Leitung 6 in den Verbrennungsraum 5 geführt. Gleichzeitig wird Druckluft durch die Leitung 19 in den Raum 36 geführt, und diese Druckluft drückt den Kolben 32 nach unten und übt Druck auf den Kolben 26 aus, der das Ventil 25 auf den Sitz 11 drückt, wodurch der Verbrennungsraum 5 verschlossen wird.

Nun wird die Wicklung des Dreiwegemagnetventils 13 erregt, das gleichzeitig Druckluft in die Schaltventile 15 und 21 und durch die Leitung 12 in den Raum 35 leitet. Das Schaltventil 15 sperrt die Leitung 14 und das Schaltventil 21 ver-

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bindet den Raum 36 mit der Umgebung. Die in den Raum 35 eingelassene Luft übt gleichzeitig zwei Funktionen aus: einerseits wird das Ventil 25 auf seinem Sitz festgehalten und andererseits wird der Kolben 32 nach oben gedrückt.

Dieser Kolben 32 schiebt infolge der unterschiedlichen Querschnittsflächen den in 17 enthaltenen Brennstoff unter hohem Druck in die Leitungen 7 und durch die Einspritzdüsen 24· in den Raum 5. Der Brennstoff wird beim Berühren der Zündeinrichtung 9 entzündet. Die sehr schnelle Verbrennung wandelt die Mischung aus Brennstoff und Sauerstoffträger in unter hoher Temperatur und hohem Druck stehende Verbrennungsgase um.

1, Möglichkeit der Arbeitsweise:
Gesteuerte Ausstoßung

In diesem Fall steht die in den Raum 35, gesteuert von dem Magnetventil 13, eingeführte Luft unter einem so hohen Druck, -daß sie das Ventil 25 geschlossen hält, wenn die Verbrennung abgeschlossen ist.

Um das Ausstoßen der Verbrennungsgase zu steuern, wird die Erregung des Magnetventils 13 unterbrochen, das Schaltventil 15 läßt die Luft aus dem Raum 35 austreten und verbindet diesen Raum mit der Umgebung, das Ventil 2 5 wird nicht mehr auf seinem Sitz gehalten, der von unten nach oben auf die Mantelfläche 30 gerichtete Druck hebt das Ventil 25 derart, daß es die Verbrennungsgase sehr schnell austreten läßt. Gleichzeitig sperrt das Schaltventil 21 die Leitung 20, und die aus der Leitung 19 kommende Druckluft bringt die Vorrichtung nach und nach in die Stellung für

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die Ausübung eines neuen Betriebszyklus zurück, und dieser Vorgang dauert so lange, daß die gesamte Menge der Verbrennungsgase weggeführt wird.

2. Möglichkeit der Arbeitsweise:
Automatische Ausstoßung.

In diesem Falle steht die in den Raum 35, gesteuert von dem Magnetventil 13, eingeführte Luft unter einem so hohen Druck, daß bei einem mittleren Druckwert der Verbrennungsgase, welcher Druck niedriger ist als der normale Verbrennungsdruck am Ende der Verbrennung und höher als der Anfangsdruck des Sauerstoffträgergases, das Ventil 25 nicht mehr auf seinem Sitz festgehalten wird, der von unten nach oben auf die Mantelfläche 30 wirkende Druck läßt das Ventil 25 ansteigen. Die Gase gelangen in den Zwischenraum zwischen dem Ventil 25 und seinem Sitz 11, dieser Zwischenraum führt zu einer Vergrösserung der Druckeinwirkungsfläche für die Gase in Richtung von unten nach oben und beschleunigt auf diese Weise das Anheben des Ventils 25.

Die Verbrennungsgase werden sehr schnell freigesetzt.

Wenn die Erregung des Magnetventils 13 abgeschaltet wird, wird die in dem Raum 35 enthaltene Luft weggeführt, und während der Schlußphase ergibt sich der gleiche Verlauf wie im vorhergehenden Fall.

Der Unterschied zwischen den beiden Arbeitsweisen liegt, zusammengefaßt, in folgendem:

im Fall der "Steuerung" hält der Druck der in den Raum

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T R

eingeführten Luft das Ventil 25 geschlossen, und der Befehl zum Schuß erfolgt durch das Abschalten der Erregung des Magnetventils 13;

im "Automatik"-Fall hält der Druck der in den Raum 35 eingeführten Luft das Ventil 25 nicht mehr, sobald ein Druck der Verbrennungsgase in dem Raum 5 auftritt, und die Öffnung erfolgt unabhängig von dem Abschalten der Erregung des Magnetventils 13.

Die schallaussendenden Vorrichtungen nach den Fig. 2 und 3 arbeiten ebenso wie die Vorrichtung nach Fig. 1. Es muß nur darauf hingewiesen werden, daß bei den dargestellten Ausführungsweisen allein ein gesteuerter Ablauf möglich ist.

Die wesentlichen Merkmale der drei Ausführungenfeind: Ausführung 12 3

Gewicht	450	kg	80	kg	80	kg
Höhe	1	m	50	cm	80	cm
Durchmesser	50	cm	35	cm	30	cm
Inhalt des Ver brennungsraums	2.000	cm	390	cm	160	cm

Der Brennstoffverbrauch für eine Einspritzung in einen Raum bei 140

inhalt.

bei 140 bar beträgt 2 cm³ Dieselkraftstoff für 16 cm³ Raum-

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Beim gesteuerten Betrieb haben die Schüsse einen Abstand von 6 bis 10 see. Beim automatischen Betrieb muß ein Nutzungsrhythmus von einem Schuß alle 5 see. vorgesehen werden.

Es wurde angegeben, daß bei Verwendung von Luft von 140 bar als Sauerstoffträger der im allgemeinen erreichte Emissionsdruck 800 bar beträgt; durch Verwendung von sauerstoffangereicherter Luft dürfte ein Emissionsdruck von 1200 bar oder sogar 1400 bar erreichbar sein.

Bei einer Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Verbrennungsgase in den flüssigen Medien axial von oben nach unten ausgestoßen.

Diese Art des Ausstoßens begünstigt eine Bündelung der Entspannungsenergie in eine unter dem Gerät liegende Zone und verstärkt das Spektrum der ausgesandten Schallwellen zu hohen Frequenzen hin.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden die Verbrennungsgase in die flüssigen Medien in leicht nach unten geneigten radialen Schichten ausgestoßen. Da die Kontaktfläche zwischen Gas und Flüssigkeit erheblich groß ist, begünstigt die Vorrichtung nach Fig. 2 die tiefen Frequenzen in dem ausgesandten Schallwellenspektrum.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden die Verbrennungsgase radial in das flüssige Medium längs unabhängiger Strahlrichtungen ausgestoßen. Die Radialausstoßung verhindert jede Reaktionswirkung, und das Gerät öffnet sich nicht beim öffnen des Ventils.

Die für geringe Wassertiefen (Lagune, Tidegebiet, Teich) sehr günstige letztgenannte Vorrichtung ist auch sehr nützlich

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für den Fall des Arbeitens in verschlammten Gebieten (Schlammbecken in Bohrgeländen). Dabei schützen die Einkerbungen das Ventil gegen feste Teile,

Patentansprüche;

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Claims

P atentansprüche

1. Vorrichtung für die Aussendung mechanischer Wellen, mit einem Ventil, einem Korpus, an dem ein Sitz für das genannte Ventil vorgesehen ist, wobei Korpus und Ventil koaxial angeordnet sind und einen Verbrennungsraum abgrenzen, der mit der Umgebung durch eine geradlinige Axialbewegung des Ventils in Verbindung bringbar ist und der mit einer Einrichtung zum Einführen eines Brennstoffs und eines Sauerstoffträgers und mit einer Zündeinrichtung versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (25) als Differentialkolben (26) ausgebildet ist, dessen eine Seite eine bewegliche Wand eines Behälters (35) für ein unter Druck stehendes fließfähiges Medium bildet, während ein Teil der anderen Seite eine bewegliche Wand des Verbrennungsraums (5) darstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (11) des Ventils (25) einen ringförmigen Vorsprung (31) aufweist, der die Abdichtung gegenüber dem Ventil (25) bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (25) einen ringförmigen Vorsprung (31) aufweist, der die Abdichtung gegenüber dem Ventilsitz (11) bewirkt.

50985170980Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberstehenden Flächen von Ventilsitz (11) und Ventil (25) ausserhalb des Verbrennungsraums (5) und ausgehend von dem ringförmigen Vorsprung (31) gegenüber der gemeinsamen Achse eine übereinstimmende Neigung aufweisen, die mindestens einige Grad beträgt, und daß der Abstand zwischen diesen Flächen gleich der Stärke des Vorsprungs ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion der einander gegenüberliegenden Flächen von Ventilsitz (11) und Ventil (25) ausserhalb des Verbrennungsraums (5) und ausgehend von dem ringförmigen Vorsprung (31) auf die Achse mindestens 25 % der Projektion der Fläche der beweglichen Wand (30) des Verbrennungsraums (5) auf die Achse ausmacht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsraum (5) ringförmig ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (25) sich innerhalb des Korpus (1) befindet.

8, Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (25) sich ausserhalb des Korpus (1) befindet.

9, Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Verbrennungsraum (■>) u-inen axialen Bereich des Korpus (la) einnimmt, <Uß <: u Ventil (25) sieh innernilb
des Korpus (Ib) verLa^ert und daio in dem Korpus (Uj)
gegenüber dem Ven ti Ls it ^r. (11) in seiner· Nähe Luftabzüge (40) vorgesehen sind, '

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