RU2632988C1 - Пневматический излучатель - Google Patents
Пневматический излучатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632988C1 RU2632988C1 RU2016141435A RU2016141435A RU2632988C1 RU 2632988 C1 RU2632988 C1 RU 2632988C1 RU 2016141435 A RU2016141435 A RU 2016141435A RU 2016141435 A RU2016141435 A RU 2016141435A RU 2632988 C1 RU2632988 C1 RU 2632988C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- pressure chamber
- piston
- working cylinder
- shut
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/12—Fluid oscillators or pulse generators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
- G01V1/133—Generating seismic energy using fluidic driving means, e.g. highly pressurised fluids; using implosion
- G01V1/137—Generating seismic energy using fluidic driving means, e.g. highly pressurised fluids; using implosion which fluid escapes from the generator in a pulsating manner, e.g. for generating bursts, airguns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
- G01V1/159—Generating seismic energy using piezoelectric or magnetostrictive driving means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
- G01V2210/10—Aspects of acoustic signal generation or detection
- G01V2210/12—Signal generation
- G01V2210/129—Source location
- G01V2210/1293—Sea
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано, в частности, при поведении морских сейсморазведочных работ. Пневматический излучатель содержит камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха, при этом он снабжен надуваемой эластичной оболочкой, а источник сжатого воздуха выполнен в виде свободнопоршневого компрессора, причем в его рабочем цилиндре установлен поршень, внутри которого размещен постоянный магнит, а по торцам рабочего цилиндра установлены электромагниты, запитываемые поочередно от источника электрического тока. Обе полости рабочего цилиндра и камера высокого давления заполнены воздухом, при этом одна из полостей выполнена герметичной, а другая полость сообщена с камерой высокого давления посредством перепускного патрубка, и запорный клапан установлен в последнем. При этом камера высокого давления сообщена в свою очередь с надуваемой эластичной оболочкой через выпускной патрубок, на котором установлен быстродействующий клапан. Причем запорный клапан открыт, а быстродействующий клапан закрыт при движении поршня в крайнее положении около камеры высокого давления. При достижении этого крайнего положения поршня запорный клапан закрыт, а быстродействующий клапан открыт и при движении поршня в обратном движении запорный и быстродействующий клапаны открыты до достижения поршнем крайнего противоположного положения с созданием при этом в герметичной полости газовой пружины. Технический результат – повышение стабильности работы пневматического излучателя, а также снижение отрицательного воздействия формируемого гидроакустического воздействия на живые морские организмы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к пневматическим генераторам импульсов и может быть использовано путем подачи дискретной порции сжатого воздуха в заданный момент времени для возбуждения упругих колебаний в водной среде с формированием низкочастотных гидроакустических импульсов для проведения, в частности, сейсмической морской разведки.
Известен гидропневматический излучатель, содержащий пневматическую камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха, и гидравлическую камеру (см. патент US №4753316, 28.06.1988).
Однако подача под давлением порции жидкости не позволяет получить достаточно мощный импульс давления для генерации гидроакустических импульсов, что сужает область использования данного излучателя.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматический излучатель, содержащий камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха (см. патент US №3653460, 04.04.1972).
Однако непосредственное впрыскивание порции воздуха в воду при каждом срабатывании запорного клапана имеет от раза к разу низкую повторяемость временной формы гидроакустического импульса.
Задачей изобретения является повысить стабильность работы пневматического излучателя.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность добиться высокой повторяемости формируемого гидроакустического импульса с достижением максимума излучения в диапазоне низких частот, что позволяет снизить отрицательное воздействие формируемого гидроакустического воздействия на живые морские организмы.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что пневматический излучатель содержит камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха, при этом он снабжен надуваемой эластичной оболочкой, а источник сжатого воздуха выполнен в виде свободнопоршневого компрессора, причем в его рабочем цилиндре установлен поршень, внутри которого размещен постоянный магнит, а по торцам рабочего цилиндра установлены электромагниты, запитываемые поочередно от источника электрического тока, обе полости рабочего цилиндра и камера высокого давления заполнены воздухом, при этом одна из полостей выполнена герметичной, а другая полость сообщена с камерой высокого давления посредством перепускного патрубка и запорный клапан установлен в последнем, при этом камера высокого давления сообщена в свою очередь с надуваемой эластичной оболочкой через выпускной патрубок, на котором установлен быстродействующий клапан, причем запорный клапан открыт, а быстродействующий клапан закрыт при движении поршня в крайнее положении около камеры высокого давления, при достижении этого крайнего положения поршня запорный клапан закрыт, а быстродействующий клапан открыт и при движении поршня в обратном движении запорный и быстродействующий клапаны открыты до достижения поршнем крайнего противоположного положения с созданием при этом в герметичной полости газовой пружины.
Описанные выше конструктивные особенности позволяют добиться высокой повторяемости движения надуваемой эластичной оболочкой по отношению к непосредственному впрыскиванию порции сжатого воздуха в окружающую пневматический излучатель водную среду. Важно, что надуваемая эластичная оболочка после расширения не сжимается по инерции в отличие от газового пузыря, сформированного непосредственно в воде, а сжимается медленно и контролируемо, что существенным образом упрощает регистрацию импульсов, отраженных от донных структур. Спектр излучения задается не только давлением сжатого воздуха и объемом камеры высокого давления, но и материалом, и конструкцией надуваемой эластичной оболочки. Проведенные испытания показали, что возможно получить спектр излучения с максимумом в заданном диапазоне низких частот от 20 до 60 Гц и низкий уровень на высоких частотах, что позволяет повысить КПД работы пневматического излучателя и снизить губительное действие высокочастотной составляющей гидроакустического импульса на морских животных. Кроме того, при работе пневматического излучателя быстродействующий клапан работает только со сжатым воздухом без контакта с водой, что позволяет снизить требования к материалу, из которого изготавливают быстродействующий клапан, и увеличить ресурс его работы.
На чертеже схематически представлена конструкция пневматического излучателя.
Пневматический излучатель содержит камеру высокого давления 1, сообщенную через запорный клапан 2 с источником сжатого воздуха.
Пневматический излучатель снабжен надуваемой эластичной оболочкой 3, источник сжатого воздуха выполнен в виде свободнопоршневого компрессора 4, причем в его рабочем цилиндре 5 установлен поршень 6, внутри которого размещен постоянный магнит 7. По торцам рабочего цилиндра 5 установлены электромагниты 8 и 9, запитываемые поочередно от источника электрического тока (не показан на чертеже). Обе полости 10 и 11 рабочего цилиндра 5 и камера высокого давления 1 заполнены воздухом, при этом одна из полостей 10 выполнена герметичной, а другая полость 11 сообщена с камерой высокого давления 1 посредством перепускного патрубка 12 и запорный клапан 2 установлен в последнем. Камера высокого давления 1 сообщена в свою очередь с надуваемой эластичной оболочкой 3 через выпускной патрубок 13, на котором установлен быстродействующий клапан 14.
Запорный клапан 2 открыт, а быстродействующий клапан 14 закрыт при движении поршня 6 в крайнее положении около камеры высокого давления 1. При достижении этого крайнего положения поршня 6 запорный клапан 2 закрыт, а быстродействующий клапан 14 открыт и при движении поршня 6 в обратном движении запорный 2 и быстродействующий 14 клапаны открыты до достижения поршнем 6 крайнего противоположного положения с созданием при этом в выполненной герметичной полости 10 газовой пружины.
Работает пневматический излучатель следующим образом.
В исходном положении запорный клапан 2 открыт, а быстродействующий клапан 14 закрыт.
Воздействуя электромагнитами 8 и 9 на постоянный магнит 7, вызывают возвратно-поступательное движение поршня 6 вдоль оси рабочего цилиндра 5, при этом давление воздуха в полостях 10 и 11 рабочего цилиндра 5 изменяется пропорционально изменению объема воздуха в полостях 10 и 11.
При перемещении поршня 6 в крайнее положение в направлении камеры высокого давления 1 давление воздуха в полости 11 рабочего цилиндра 5 и в камере высокого давления 1 также увеличивается и при достижении крайнего положения поршня 6 в полости 11 и камере высокого давления 1 достигает максимальной величины.
Закрываем плавно запорный клапан 2 и затем быстро (за время не более 10 мс) открываем быстродействующий клапан 14.
Под действием высокого давления воздуха в камере высокого давления 1 надуваемая эластичная оболочка 3 расширяется до ее максимального объема.
В ходе проведенных испытаний, при объеме надуваемой эластичной оболочкой 3 объемом около 10 л время расширения надуваемой эластичной оболочки 3 составило не более 20 мс, а оболочки объемом около 40 л - не более 40 мс.
Затем посредством электромагнита 8 осуществляют перемещение поршня 6 в противоположном направлении, при этом при достижении поршнем 6 заранее заданного положения в рабочем цилиндре 5, например среднего положения поршня 6 в рабочем цилиндре 5 плавно открываем запорный клапан 2. Воздух из надуваемой эластичной оболочки 3 поступает через камеру высокого давления 1 в полость 11, и одновременно поршень 6 сжимает воздух в выполненной герметичной полости 10. Таким образом полость 10 становится газовой пружиной, что позволяет повысить скорость движения поршня 6 при сжатии воздуха в полости 11 и камере высокого давления 1.
При достижении поршнем противоположного крайнего положения закрывает быстродействующий клапан 14 и цикл работы пневматического излучателя повторяется, как описано выше.
Таким образом, технический результат, наглядно, достигнут существенными признаками изобретения.
Claims (1)
- Пневматический излучатель, содержащий камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха, отличающийся тем, что он снабжен надуваемой эластичной оболочкой, а источник сжатого воздуха выполнен в виде свободнопоршневого компрессора, причем в его рабочем цилиндре установлен поршень, внутри которого размещен постоянный магнит, а по торцам рабочего цилиндра установлены электромагниты, запитываемые поочередно от источника электрического тока, обе полости рабочего цилиндра и камера высокого давления заполнены воздухом, при этом одна из полостей выполнена герметичной, а другая полость сообщена с камерой высокого давления посредством перепускного патрубка, и запорный клапан установлен в последнем, при этом камера высокого давления сообщена в свою очередь с надуваемой эластичной оболочкой через выпускной патрубок, на котором установлен быстродействующий клапан, причем запорный клапан открыт, а быстродействующий клапан закрыт при движении поршня в крайнее положении около камеры высокого давления, при достижении этого крайнего положения поршня запорный клапан закрыт, а быстродействующий клапан открыт и при движении поршня в обратном движении запорный и быстродействующий клапаны открыты до достижения поршнем крайнего противоположного положения с созданием при этом в выполненной герметичной полости газовой пружины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141435A RU2632988C1 (ru) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Пневматический излучатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141435A RU2632988C1 (ru) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Пневматический излучатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2632988C1 true RU2632988C1 (ru) | 2017-10-11 |
Family
ID=60129237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016141435A RU2632988C1 (ru) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Пневматический излучатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2632988C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3653460A (en) * | 1969-11-14 | 1972-04-04 | Bolt Associates Inc | Seismic energy waveshape control apparatus and method |
US4285415A (en) * | 1979-06-25 | 1981-08-25 | Paitson John L | Acoustic impulse generator |
US4753316A (en) * | 1986-06-26 | 1988-06-28 | Hydroacoustics Inc. | Seismic source |
RU2034310C1 (ru) * | 1991-08-14 | 1995-04-30 | Владимир Константинович Утнасин | Пневматический источник сейсмических сигналов |
RU2402044C1 (ru) * | 2009-07-27 | 2010-10-20 | Николай Леонович Янченко | Пневматический источник сейсмических сигналов |
US20140238772A1 (en) * | 2013-02-24 | 2014-08-28 | Stephen Chelminski | Device for marine seismic explorations for deposits |
EA021032B1 (ru) * | 2008-06-18 | 2015-03-31 | Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед | Морской сейсмический источник |
US20150378037A1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-12-31 | Sercel | Pneumatic control for marine seismic source and method |
-
2016
- 2016-10-21 RU RU2016141435A patent/RU2632988C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3653460A (en) * | 1969-11-14 | 1972-04-04 | Bolt Associates Inc | Seismic energy waveshape control apparatus and method |
US4285415A (en) * | 1979-06-25 | 1981-08-25 | Paitson John L | Acoustic impulse generator |
US4753316A (en) * | 1986-06-26 | 1988-06-28 | Hydroacoustics Inc. | Seismic source |
RU2034310C1 (ru) * | 1991-08-14 | 1995-04-30 | Владимир Константинович Утнасин | Пневматический источник сейсмических сигналов |
EA021032B1 (ru) * | 2008-06-18 | 2015-03-31 | Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед | Морской сейсмический источник |
RU2402044C1 (ru) * | 2009-07-27 | 2010-10-20 | Николай Леонович Янченко | Пневматический источник сейсмических сигналов |
US20140238772A1 (en) * | 2013-02-24 | 2014-08-28 | Stephen Chelminski | Device for marine seismic explorations for deposits |
US20150378037A1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-12-31 | Sercel | Pneumatic control for marine seismic source and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130343934A1 (en) | Double acting fluid pump | |
US3704651A (en) | Free piston power source | |
JP5810336B2 (ja) | 脈動抑制機構 | |
RU2632988C1 (ru) | Пневматический излучатель | |
RU2013128972A (ru) | Устройство для генерации волн в морской среде посредством воздействующих поршней и газовой, гидравлической, паровой и электромагнитной запускающей системы для сбора сейсморазведочных данных | |
CN205300885U (zh) | 一种气动冲击力锤 | |
RU168261U1 (ru) | Пневматический излучатель | |
US4188174A (en) | Wear resistant valve | |
RU168260U1 (ru) | Пневматический излучатель | |
JP2020045903A (ja) | エンジン | |
EP2878819A2 (en) | Rear electromagnet suitable for vibrating pumps and valves | |
CN106640495B (zh) | 一种固定周期震荡式波浪能发电装置 | |
CN105547631A (zh) | 气动力锤模块 | |
RU2240581C1 (ru) | Скважинный источник сейсмических сигналов | |
RU69171U1 (ru) | Электромагнитный мембранный компрессор | |
RU100568U1 (ru) | Погружной электромагнитный насос высокого давления | |
RU195955U1 (ru) | Импульсный пневмогенератор | |
RU67196U1 (ru) | Электромагнитный мембранный компрессор | |
RU43600U1 (ru) | Электромагнитный мембранный компрессор | |
WO2013058679A2 (ru) | Устройство для возбуждения сейсмических колебаний | |
RU42079U1 (ru) | Мембранный компрессор | |
RU24861U1 (ru) | Мембранный виброкомпрессор | |
SU932434A1 (ru) | Источник сейсмических сигналов дл морской разведки | |
SU535591A1 (ru) | Пневматический излучатель акустических сигналов | |
RU86465U1 (ru) | Привод аппарата для пневмомассажа |