DK154583B - Apparat til udsendelse af lydboelger i vand ved implosion - Google Patents

Description

i

DK 154583 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til udsendelse af lydbølger i vand ved implosion, som navnlig er anvendeligt inden for seismisk prospektering i havet.

5 Der kendes apparater, som er indrettet til at udsende lydbølger ved implosion, hvilke apparater omfatter to plader, der er bevægelige i forhold til hinanden og sammen med i det mindste én eftergivende membran, som forener dem ved deres periferi, afgrænser et tæt rum, i det indre af hvilket der hersker et tryk lavere end det ydre tryk og 10 fortrinsvis et meget lavt tryk, hvilke plader er forbundet med organer til at føre de bevægelige plader fra hinanden omfattende en cylinder i fast forbindelse med den ene af de bevægelige plader og et stempel, som er indrettet til at glide i cylinderen under indvirkning af et hydraulisk system og til at trykke den anden bevæge-15 lige plade ud til en i afstand fra den første plade liggende stilling, hvor den fastholdes intermitterende ved hjælp af spærreorganer. Væsken i det hydrauliske system virker på stemplet enten direkte eller over en forskydelig mekanisk del, som støtter sig intermitterende på stemplet og fører det mod afstandssti 11 ingen af 20 de bevægelige plader.

Det hydrauliske system, som gør det muligt at føre de bevægelige plader fra hinanden, omfatter organer til at sætte en væske, f.eks. olie, under tryk i et lukket forsyningskredsløb. Apparatet kan 25 trækkes neddykket af skibet i en relativt stor afstand, og den samlede længde af tilførselsledningerne for væske under tryk til apparatet og returledningerne kan være meget stor.

Apparatet ifølge den foreliggende opfindelse omfatter to plader, som 30 er bevægelige i forhold til hinanden mellem en i afstand fra hinanden liggende stilling og en tæt ved hinanden liggende stilling, hvor de to bevægelige plader er forenet ved deres periferi af mindst én eftergivende membran, som sammen med dem afgrænser et tæt rum med variabelt rumfang, og organer til at føre de bevægelige plader fra 35 hinanden og intermitterende fastholde dem i denne stilling, hvilke organer til at føre de bevægelige plader fra hinanden omfatter en første cylinder i fast forbindelse med den ene af de bevægelige plader, et stempel, som glider i den første cylinder og er forsynet med en stang, der er indrettet til at komme i berøring med en væg i

DK 154583 B

2 fast forbindelse med den anden bevægelige plade, og et fordelingssystem for væske under tryk til på stemplet at udøve et intermitterende tryk, hvilket system omfatter en anden cylinder, der er fast i forhold til den første cylinder, og en kilde for væske 5 under tryk.

Apparatet er ejendommeligt ved, at fordelingssystemet omfatter en ventil, der er forsynet med et ventilhoved og en ventilstamme med et mindre tværsnit end ventil hovedet og er forskydelig mellem en første 10 stilling, hvor enden af ventilstammen og ventilhovedet vil spærre på i det væsentlige tæt måde henholdsvis en første åbning mellem den første og anden cylinder og en anden åbning mellem et første rum og et andet rum i den anden cylinder, hvilket andet rum permanent er åbent til omgivelserne, og en anden stilling, hvor den første og 15 anden åbning er frigivet, tværs gennem hvilken ventil der parallelt med dens akse i længderetningen passerer en kanal, som i den første stilling af ventilen danner forbindelse mellem den første cylinder og det første rum, som ved hjælp af åbninger står i forbindelse med organer til intermitterende at tilføre vand under tryk, og en 20 kontraventil anbragt i kanalen.

Anvendelsen af et fordelingssystem, der er åbent mod omgivelserne, gør det muligt at eliminere returledningen, når kilden for væske under tryk er anbragt på det trækkende skib. Monteringen af forsy-25 ningskredsløbet og· af kilden for væske under tryk på en flydende platform eller en trukket neddykket flyder lettes ved, at væsken, som skal sættes under tryk, tages direkte i omgivelserne.

Endvidere er en mekanisk mellemdel ikke nødvendig for at trykke 30 stemplet mod afstandspositionen af de bevægelige plader som i de kendte apparater.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 35 fig. 1 skematisk viser en udførelsesform for anordningen ifølge opfindelsen delvis i snit, fig. 2 et skematisk delbillede af anordningen i fig. 1 og visende

DK 154583 B

3 arrangementet af fordelingskredsløbet, idet de bevægelige elementer er i nærhedsposition, fig. 3 et skematisk delbillede af apparatet i fig. 1 og visende 5 arrangementet af fordelingssystemerne, idet de bevægelige elementer er i afstandsposition, og fig. 4 et skematisk delbillede af apparatet visende arrangementet af fordelingssystemet, idet de bevægelige elementer er i en mellem-10 stilling mellem afstandspositionen og nærhedspositionen.

På tegningen er vist to bevægelige elementer 1 og 2, der udgøres af to cirkulære plader. En ringformet flange 3 er anbragt ved deres omkreds. To ringformede bånd 4 udført af et bøjeligt materiale er 15 fastgjort henholdsvis til flangen 3 og til den ene af de to plader 1, 2. Arrangementet af de to plader 1 og 2, den ringformede flange 3 og de ringformede bånd 4 udgør et i det væsentlige tæt rum, hvis rumfang er variabelt, når man fjerner de bevægelige elementer fra hinanden under indvirkning af et fordel ingssystem 5 vist mere 20 detaljeret i fig. 2, 3 og 4. Et tryk lavere end det hydrostatiske tryk i anvendelsesdybden tilvejebringes i rummet. For at forøge virkningsgraden af apparatet frembringes fortrinsvis vakuum deri.

Pladen 1 har en åbning 6 i sin centrale del (fig. 2, 3 og 4). Pladen 25 2 har i sin centrale del en nedtrykning 8, som står i forbindelse med det indre af rummet gennem en åbning 7, som ligger ud for åbningen 6 i pladen 1. Rummet 9 afgrænset af væggen af nedtrykningen 8 danner således en forlængelse af det indre hulrum afgrænset af de bevægelige elementer. En første cylinder 10 er fastgjort, f.eks. til 30 den udvendige væg af pladen 1. Den går gennem denne i åbningen 6 og strækker sig ned i nedtrykningen 8 i pladen 2 gennem åbningen 7. Cylinderen har en åbning 11 gennem sin endevæg 12 ud for nedtrykningen 8.

35 I cylinderen glider et stempel 13 forsynet med tætninger 14 ved sin omkreds og med en stang 15, der går gennem åbningen 11 og er indrettet til at komme i berøring med bunden af nedtrykningen 8. Slaglængden af stemplet 13 i det indre af cylinderen 10 er i det mindste lig med den maksimale afstand mellem de to plader 1 og 2.

DK 154583 B

4

Et aksialt hulrum 16, som er åbent mod det indre af cylinderen 10, kan være udført i det indre af stemplet 13 for at gøre det lettere.

Ved enden af den første cylinder 10 modsat åbningen 11 er der anbragt en anden cylinder 17, som er i fast forbindelse med den og 5 danner et første element i fordelingssystemet. I det indre af den anden cylinder er der dannet et første rum 18 og et andet rum 19, som står i forbindelse med hinanden gennem en første åbning 20.

Dette sidstnævnte, hvis tværsnit er mindre end tværsnittet af det første rum, er i det valgte eksempel udført ved indsætning i det 10 indre af den anden cylinder og indtil bunden af denne af en ringformet del 29, der på sin ydervæg har en fals for tætninger 30, og hvis endevæg nærmest det første rum har et ventilsæde 31. Det andet rum 19 står desuden i forbindelse med den første cylinder 10 gennem en anden åbning 21 (fig. 3 og 4). Denne åbning er dannet i en 15 mel!emvæg 22 i fast forbindelse med den ringformede del 29 og adskiller de to cylindre, som i den viste udførelsesform er udført i en enkelt blok.

Det andet rum 19 har desuden mindst en tredie åbning 23 dannet 20 gennem sidevæggen af den anden cylinder 17 og den ringformede del 29.

Det første rum 18 står gennem en åbning 24, som er dannet gennem endevæggen 25 af den anden cylinder modsat mellemvæggen 22, og ved 25 hjælp af en ledning 26 i forbindelse med en fordeler med to stillinger 27, som danner et andet element af fordelingssystemet.

En ventil, som danner et tredie element af fordelingssystemet, har en stamme 28 anbragt i den anden cylinder 17 og indrettet til at 30 forskyde sig langs dennes langsgående akse, samt et ventil hoved 32, hvis diameter i det mindste er lig med diameteren af ventilsædet 31, og som er indrettet til at forskyde sig i det første rum 18.

Længden af ventil stammen 28 er en sådan, at når ventil hovedet 32 35 ligger an mod sit sæde 31, vil den frie ende af stammen spærre åbningen 21 ved hjælp af en ringformet tætning 37. I denne stilling er de to åbninger 20 og 21 spærret (fig. 3).

Ventil stammen 28 er styret i sin bevægelse af styreelementer 33, som

DK 154583 B

5 er i fast forbindelse med den og glider under bevægelsen af ventilen langs den indvendige væg af delen 29.

Tværs gennem ventilen langs dens langsgående akse passerer en kanal 5 34, som har en udvidet del i retning af ventilhovedet 32. I bunden af denne udvidede del er der anbragt en kontraklap 39 og dens sæde 40. Der er ligeledes deri anbragt en fjeder 35, hvis ene ende er beliggende i en udskæring 36 i bunden 25 af den anden cylinder, og hvis anden ende hviler mod sædet 40 for klappen 39. Denne fjeder er 10 lidt sammentrykket for altid at føre ventilhovedet 32 ind i berøring med dets sæde 31.

Åbningen 24 i endevæggen er fordelagtigt udført i bunden af udskæringen 36. Fordeleren med to stillinger 27 er indrettet til at sætte 15 ledningen 26 i forbindelse skiftevis med en kilde for fluid under tryk 38 anbragt på et skib eller også f.eks. på en installation, som slæbes neddykket af skibet og med omgivelserne, hvori apparatet er neddykket.

20 Ifølge den valgte udførelsesform er cylindrene 10 og 17 udført i en enkelt blok, men de kan erstattes af to cylindre, der hver har en endevæg, idet disse to cylindre er stift fastgjort til hinanden.

Endelig kan apparatet med fordel omfatte en på tegningen ikke vist 25 plade udført af et dæmpningsmateriale anbragt mellem de to bevægelige elementer for at dæmpe lidt det stød, der fremkommer i det øjeblik, hvor de mødes.

Apparatet fungerer på følgende måde: 30

De to bevægelige elementer 1 og 2 er i nærhedssti11 ing (fig. 2), og fordeleren 27 aktiveres for at sende vand under tryk gennem kanalen 26 ind i det første rum 18 i den anden cylinder 17 og gennem kanalen 34 ind i cylinderen 10.

35

Trykket af vandet virker på ventilhovedet 32 og på enden af ventil-stammen 28, idet der derpå virker modsatte kræfter, men da overfladen af ventil hovedet 32 er større end overfladen af enden af stammen 28, er kraften, som virker på ventilhovedet 32, ligeledes større end 6

DK 154583 B

kraften, som virker på enden af stammen 28, hvilket bevirker at ventilhovedet 32 presses mod sit sæde 31, at stammen 28 holdes indtrykket i åbningen 21, og at denne åbning lukkes på tæt måde ved hjælp af tætningen 37. Trykket kan så virke på stemplet 13 og 5 forårsage adskillelsen af de bevægelige elementer 1 og 2 (fig. 3).

Når man vil udløse apparatet, vender man fordeleren 27 for at sætte rummet 18 i forbindelse med omgivelserne ved lavt tryk, hvilket takket være tilstedeværelsen af kontraklappen 39 bringer trykket til 10 at falde pludseligt, således at kraften, som virker på ventilhovedet 32, reduceres, hvilken kraft så bliver lavere end den, der virker på enden af stammen 28. Ventil hovedet 32 fjerner sig så fra sit sæde, og trykket udlignes i rummene 18 og 19. Kraften, som virker på ventilhovedet 32, bliver derpå nul, hvilket accelererer bevægelsen 15 af ventilen hen mod bunden 25 af cylinderen 17 og således åbner åbningen 21.

Trykket i cylinderen 10 bliver derpå lig med omgivelsernes tryk, og kraften, som det hydrostatiske tryk udøver på de bevægelige elemen-20 ter 1 og 2, bliver ikke mere afbalanceret af trykket af stemplet 13.

De bevægelige elementer nærmer sig derpå hinanden kraftigt, idet stemplet slås tilbage og driver vandet i cylinderen 10 ud til omgivelserne gennem åbningen 23.

25 I det øjeblik, hvor de to bevægelige elementer rammer hinanden, frembringes en kraftig lydbølge.

30 35

Claims (6)

1. Apparat til udsendelse af lydbølger i vand ved implosion omfattende to plader (1, 2), der er bevægelige i forhold til hinan- 5 den mellem en i afstand fra hinanden liggende stilling og en tæt ved hinanden liggende stilling, hvor de to bevægelige plader er forenet ved deres periferi af mindst én eftergivende membran (4), som sammen med dem afgrænser et tæt rum med variabelt rumfang, og organer (5) til at føre de bevægelige plader (1, 2) fra hinanden og intermitte-rende fastholde dem i denne stilling, hvilke organer til at føre de bevægelige plader fra hinanden omfatter en første cylinder (10) i fast forbindelse med den ene (1) af de bevægelige plader, et stempel (13), som glider i den første cylinder (10) og er forsynet med en stang (15), der er indrettet til at komme i berøring med en væg (8) 15. fast forbindelse med den anden bevægelige plade (2), og et fordelingssystem for væske under tryk til på stemplet (13) at udøve et intermitterende tryk, hvilket system omfatter en anden cylinder (17) , der er fast i forhold til den første cylinder (19), og en kilde (38) for væske under tryk, kendetegnet ved, at 20 fordelingssystemet omfatter en ventil, der er forsynet med et ventilhoved (32) og en ventilstamme (28) med et mindre tværsnit end ventil hovedet og er forskydelig mellem en første stilling, hvor enden af ventil stammen og ventil hovedet vil spærre på i det væsentlige tæt måde henholdsvis en første åbning (21) mellem den første 25 (10) og anden cylinder (17) og en anden åbning (20) mellem et første rum (18) og et andet rum (19) i den anden cylinder, hvilket andet rum permanent er åbent til omgivelserne, og en anden stilling, hvor den første og anden åbning (21, 20) er frigivet, tværs gennem hvilken ventil (28, 32) der parallelt med dens akse i længderet-30 ningen passerer en kanal (34), som i den første stilling af ventilen danner forbindelse mellem den første cylinder (10) og det første rum (18) , som ved hjælp af åbninger (24) står i forbindelse med organer (27) til intermitterende at tilføre vand under tryk, og en kontraventil (40) anbragt i kanalen (34). 35

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at åbningen (20) mellem de to rum (18, 19) er afgrænset af et bryst på den sideværts overflade af den anden cylinder, hvilket bryst omfatter et sæde (31) for ventil hovedet (32), der er indrettet til at forskyde DK 154583 B sig helt i det første rum (18).

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det omfatter en trykfjeder (35) mellem den indvendige væg af hovedet 5 (25) på den anden cylinder og ventil hovedet (32) for permanent på ventilen at udøve et tryk, som søger at forskyde den mod den første stilling.

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at organerne 10 til intermitterende at føre væske under tryk til det indre af det første rum (18) i den anden cylinder (17) omfatter en fordeler (27) med to stillinger forsynet med en første kanal i forbindelse med en kilde (38) for vand under tryk og en anden kanal i forbindelse med omgivelserne. 15

5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et lag af et dæmpningsmateriale er anbragt mellem de to bevægelige plader.

6. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at kontra- ?n ventilen er anbragt i en udskæring dannet til fjederen (35) i ventil hovedet, og at fjederen støtter mod kontraventilen (40). 25 30 35