SU1304757A3 - Пневматически управл емое устройство дл генерировани акустических импульсов в жидкой среде - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  генерировани  сейсмических импульсов в воде. Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и облегчение обслуживани  сейсмоисточ-- ника. Пневматически управл емое устройство дп  генерировани  акустических импульсов в жидкой среде состоит из генератора акустических импульсов , имеющего две соосные цилиндрические камеры, в которых помещены подвижные сердечники -с двум  поршн ми каждый, причем нижний сердечник выбрасывает в окружающую среду жидкостную струю под высоким давлением, и пневматически управл емый распределительный клапан, состо щих из трех соосно расположенных цилиндрических камер и сердечника, имеющего три цилиндрические части, соответствующие камерам клапана, а также системы трубопроводов и вспомогательных устройств. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. i (У) с со о 4 vj У1 --1 см

Description

Изобретение относитс  к сейсморазведке , к средствам дл  генерировани  акустических импульсов в воде.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и облегчение обслуживани .

На фиг,1 приведен вертикальный ра зрез акустическог-о генератора, первый сердечник показан в положении готовности к выстрелу; на фиг. 2- то же, когда первый сердечник в крайней нижней точке своего движени , и жидка  пул  выбрасываетс  с высокой скоростью в окружающую воду;на фиг.З то же, когда второй сердечник движетс  вниз; на фиг.4 - то же, когда второй сердечник находитс  в крайней нижней точке и запирает первый сердечник; на фиг.5 - сомкнутые первый и второй сердечники в пооцессе соверше- .ни  возвратного движени ; на фиг.Ь - пневматический клапан.

л

Устройство 1 управл етс  только сжатым воздухом и состоит из акустического генератора 2, который.создает акустический импульс в окружающей воде 3 посредством жидкостной пули 4, выбрасываемой с очень большой скоростью и образующей жидкостную струю 5, лет щую по направлению 6 (фиг . 1 и 2).

Генератор 2 состоит из цилиндрического корпуса 7, который имеет внутри расточки малого 8 и большого 9 диаметров. Корпус 7 снабжен верхним 10 и нижним 11 днищами. В днище 11 имеютс  порщневые седла 12 и выходной (выхлопной) канал 13, погружаемый в воду при работе. Верхнее днище 10 снабжено проходом 14.

Внутри расточек 8 и 9 смонтированы подвижные первый 15 и второй 16 сердечники (фиг.1-2). Пневматическа  установка 17 (фиг.6) вместе с трехходовым клапаном 18 попеременно управл ет первым 15 и вторым 16 сердечниками , заставл   их двигатьс  сов местно или относительно друг другд.

Первый сердечник 15 состоит из нижнего поршн  19, верхнего главного поршн  20 и соединительного 21. Оба поршн  имеют уплотнительные кольца 22 (фиг,1-2). Второй сердечник 16 тоже состоит из нижнего поршн  23, образующего проход 24, верхнего поршн  25 и соединительного вала 26, снабженного внутри цилиндрической расточкой 27. Поршни 20, 23 и

25 также смонтированы внутри полостей , образуемых расточками 27, 8 и 9 соответственно, и тоже подвижны и снабжены уплотнительными кольцами. 5 Расточка 8 образует камеру 28 днищем 11 и поршнем 19. Главна  камера 29 образуетс  между поршнем 23 и 25 и корпусом 7 с р асточ- кой 9. Днище 11 и поршень 23 обра- 10 зуют поршневые седла 12 и 30 (фиг.1 - 2) соответственно. Днище 11 работает как стопор дп  поршн  19, а следовательно , и дп  поршн  23.

Внутри расточки 27 и ниже поршн  15 20 образуетс  спускова  камера 31. Внутренний проход 32, идущий сквозь поршень 25 в камеру 31, соедин етс  с внутренним проходом 33, ведущим сквозь поршень 25 в камеру 29, по- 0 средством управл емого соленоидом клапана 34,,смонтированного внутри расточки рукава 35, которьй непосредственно исходит из поршн  25, как бы удлин   его. Рукав 35 подвиж- но помещен в проходе 14 и снабжен уплотнением.

По электрическому кабелю 36 периодически подаютс  управл ющие импульсы на соленоид клапана 34. Камера 30 29 непосредственно св зана с пневмо- установкой 17 через внешнюю линию 37.

Возвратна  камера 38 образуетс  между поршнем и верхним днищем 10

35 (фиг.З). Корпус 7 с расточкой 8 формирует вентил ционную камеру между поршн ми 19 и 23 (камера .39) . Эта камера соедин етс  с пневматическим клапаном 18 через внутренний проход

0 который т нетс  продольно через весь сердечник 16 (фиг.З).

Когда камера 39 сокращаетс  до своего наименьшего размера (фиг.1, 4 и 5), она начиНс.ет вентилировать5 с  во внешнее пространство через нормально закрытый: клапан 34, который механически открываетс  в этот момент , и внутренний продольный клапан 41. Клапан 42 монтируетс  внут0 ри поршн  23 и снабжен плунжером 43, проход щим сквозь отверстие в седле клапана 42. Сам клапан снабжен уплотнением.

На фиг.6 пневматическа  установ5 ка 17 имеет воздушный компрессор 44, который снабжен на выходе рег.ул то- ром 45 давлени , соединенным непосредственно с резервуарной камерой 29 через линию 37. Трубопровод 40

соедин ет клапан 18 с вентил ционной камерой 39. Клапан 18 состоит из корпуса, имеющего расточки 46, 47 и 48, в которых по ходовой посадке помещены поршни 49, 50 и 51 соответ- ственно. Эти три поршн  формируют вместе сердечник 52 клапана 18, Поршни 49 и 50 снабжены кольцевыми уплотнени ми , тогда как поршень 51 уплотнени  не имеет и передвигаетс  внутри расточки 48 с некоторым зазором .

Над поршнем 49 образуетс  верхн   камера, 53 и ниже поршн  50 - нижн   камера 54.Верхн   камера 53 посто нно соединена с пневмоустановкой 17 через осевое отверстие 55, диаметралные отверсти  56, трубопровод 57 и линию 37. Нижн   камера 54 посто нно соединена с вентил ционной камерой 39 .через линию 40, а камера 48 - с возвратной камерой 38 через трубопровод 58.

Когда сердечник 52 находитс  в своей самой нижней позиции (фиг.1 и 6), его центральный поршень 51 плотно сидит на нижнем седле 59, а верхнее седло 60 свободно,благодар  чему возвратна  камера 38 вентилируетс  в окружающее пространство через трубопровод 58, камеру 48 и трубку 61 .

Когда сердечник 52 находитс  в своей крайней верхней позиции (фиг.2) поршень 51 плотно садитс  на верхнее седло 60 и освобождает нижнее седло 59, в результате чего возвратна  камера 38 отсоедин етс  от окружающей среды и присоедин етс  к пневмати- ческой установке 17 через проход 58, камеру 48, проход 57 и линию 37. Таким образом, клапан 18 соедин ет возвратную камеру 38 или с окружающей средой посредством проходов 58 и 61, или с пневматической установкой 17 через проходы 58, 57 и линию 37.

Когда вентил ционна  камера 39 уменьшаетс  до своего наименьшего объема (фиг.1, 4 и 5), плунжер 43 поднимаетс  и поднимает клапан 42. Таким образом, камера 39 вентилируетс  в окружающую среду через клапан 42 и канал 41, а нижн   камера 51 клапана 18 тоже вентилируетс , в окружающую среду через трубопровод 40, вентил ционную камеру 39, клапан 49 и канал 41. Камера 31 посто нно соединена с каналами 41 че

5 0

5

Q

Q

рез проточное отверстие 62 над поршнем 25 (фиг.2)

11п  подготовки генератора к выстрелу сжатый воздух подаетс  в линию 37, проходы 57, 56; 55 и камеры 29 и 53. Сердечник 52 под приложенным сверху давлением занимает крайнее нижнее положение, чем подключает возвратную камеру 38 к окружающей среде через проход 58, камеру 48 и вентил ционную трубку 61.

Устройство работает следующим образом .

На фиг.1 генератор 2 показан готовым к выстрелу. В этом положении сердечник 52 находитс  в крайней нижней позиции. Сжатый воздух находитс  в камере 29, а соленоидный клапан закрыт.

Когда пусковой электрический импульс пропускаетс  по линии 36 (фиг.2), клапан 34 открываетс  на врем  прохождени  импульса, соедин   камеры 29 и 31. В этот момент сжатый воздух из камеры 29 попадает в камеру 31 и начинает давить на поршень 20. Как только поршень 20 сдвинетс  со своего места в крайней верхней точке, немедленно нарушаетс  герметичность между конусом 63 и уплотнением седла нижнего поршн . Площадь, на которую воздействует давление, мгн овенно увеличиваетс  и становитс  равной всей площади сечени  поршн  19. Вследствие этого сердечник 15 резким рывком идет вниз.

В этот же момент сердечник 15 отдел етс  от сердечника 16 и сжатый воздух из камеры 29 заполн ет камеру 39, а плунжер 43 двигаетс  вниз, закрывает клапан 40 и камера 39 за- пи.раетс . После этого сжатый воздух из камеры 29 перестает дросселироватьс  в воду.

Как только сердечник 15 завершает свой удар, жидкостна  пул , находивша с  внутри камеры 28, выбрасываетс  с очень высокой скоростью и образует жидкостную струю с высоким внутренним давлением, котора , взрыва сь, создает акустический импульс в окружающей воде.

При движении сердечника 16 вниз клапан 34 нормально закрыт до конца движени  вниз сердечника 15. Камера 39 получает сжатый воздух из камеры 29 и подает его в нижнюю камеру 54 клапана 18 через проход 40 (фиг.6).

Поскольку площадь сечени  поршн  50 больше, чем площадь сечени  поршн  49, создаетс  усилие, движущее сердечник 52 вверх. Двига сь, сердечник 52 достигает крайней верхней позиции и поршень 51 плотно садитс  на седло 60.

Проход 58 и камера 48 отсоедин ютс  от вентил ционной трубки 61. В результате возвратна  камера 58 также начинает отсоедин тьс  от окружающей среды 3 и присоедин етс  к пневматической установке 17 через проход 58, камеру 48, проход 57 и линию 37. Сжатый воздух из компрессора 44 начинает поступать в возвратную камеру 38. Площадь сечени  верхнего поршн  сердечника 16 подбираетс  такой, чтобы, когда давление в камерах 29, 39 и 38 уравниваетс , возникала сила , движуща  сердечник 16 вниз (фиг.З), который садитс  на первый сердечник 15, открыа  тем самым клапан 42 (фиг.6).

Когда поршень 19 уплотн етс  конической поверхностью 63, камера 39 полностью провентилируетс  в окружающую среду через открытый клапан 42 и канал 41. В это же врем  воздух из камеры 31 продолжает медленно стравливатьс  в окружающую среду через проходы 62 и 41 в поршне 25.

При обратном движении сердечников 15 и 16, когда клапан 34 закрыт, камера 29 заполн етс  сжатым воздухом через линию 37. С открытым клапаном 42 вентил ционна  камера 39 и нижн   камера 54 клапана 18 через канал 41 вентилируютс  в окружающую среду, что позвол ет сердечнику 52 передвинутьс  в крайнюю нижнюю позицию, в то врем  как возвратна  камера 38 начинает отсоедин тьс  от пневматической установки 17 и переключатьс  на окружащую среду.

Сжатый воздух, содержащийс  в воз вратной камере 38, будет вентилироватьс  в окружающую среду. Когда камера 38 полностью провентилкруетс , сомкнутые вместе первый и второй сер - дечники 15 и 16 возврат тс  в свои крайние верхние позиции ((иг.5) вследствие разницы в площад х поршней 23 и 25. Генератор 2 теперь снова готов к следующему циклу работы.

. Компрессор 44 и пневматически управл емый клапан 18 присоедин ютс  к генератору 2 и компрессор подает

сжатый воздух в главную камеру 29. Нормально закрытый, электрически управл емый клапан 34 подсоединен между главной камерой 29-и спусковой камерой 31. После срабатывани  клапана 34 сжатый воздух из главной камеры 29 устремл5 етс  в спусковую камеру 31 и резко продвигает первый сердечник 15, что приводит к выбрасыванию жидкостной пули и формированию жидкостной струи.

Пневматически управл емый клапан 18 подает сжатьй воздух от компрессора 44 в возвратную камеру 38,

вызыва  движение второго сердечника 16 по направлению к сердечнику 15 и к запиранию его, чем прекращает доступ сжатого воздуха в главную камеру 29. Это вызывает движение

сомкнутых сердечников 15 и 16 назад в исходное положение, чем и завершаетс  один цикл работы генератора.

Применение изобретени  позвол ет упростить конструкцию и облегчить обслуживание генераторов акустических сигналов в жидкости.

Claims (4)

1. Пневматически управл емое устройство дл  генерировани  акустических импульсов в жидкой среде, состо щее из соосно расположенных верхнего И нижнего цилиндров, заключенных в корпус, в дне которого выполнено выхлопное отверстие, двух- сердечников , смонтированньк с возможностью скольжени  внутри цилиндров, имеющих

по два поршн , жестко св занных попарно соединенными штоками, причем верхний сердечник выполнен.с возможностью перемещени  вдоль нижнего и охватывает его верхний поршень расточкой , выполненной внутри св зующего штока верхнего сердечника, и си- стемй трубопроводов и клапанов, линии подачи сжатого воздуха от компрессора , о тличающе ес  тем,

что, с целью упрощени  конструкции и облегчени  обслуживани , оно снабжено пневматическим управл емым распределительным клапаном, установленным- на линии подачи сжатого воздуха за компрессором и состо щим из корпуса с трем  вертикально расположенными сообщающимис  соосными цилиндрическими полост ми, в которых помещен вертикальный сердечник, состо щий из трех соосных цилиндров, каждьш из которых установлен в одной из трех соосных Ц1.линдрических полостей,при этом центральный цилиндр помещен в полости с зазором, два других снабжены уплотнени ми, и в вертикальном сердечнике выполнен сквозной канал, соедин ющий верхнюю полость клапана с нижней его полостью, а корпус клапана имеет каналы,соедин ющие его нижнюю полость с компрессором и нижним цилиндром устройства и его верхнюю полость с окружающей средой,а центральную полость - с верхним цилиндром.

2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что сквозной канал

в сердечнике имеет выходы в верхней и нижней част х сердечника, размещенные над уплотнением.

3.Устройство по П.1, отличающее с   тем, что канал, соедин ющий компрессор с нижней полостью клапана, выполнен выше уплотнени ,

а канал подвода воздуха к нижнему цилиндру устройства выполнен ниже уплотнени .

4.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что канал, соедин ющий верхнюю полость клапана с окружающей средой, выполнен ниже уплотнени .

/

фиг. 2

Фиг.з

Jf

36

11

фиг л

фиг. 5

Редактор М.Келемеш

Составитель Н.Чихладзе Техред Н.Глущенко

Заказ 1327/59Тираж 731 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Производственно-полиг рафическое предпри тие, г.Ужгород, ул,Проектна ,4

CD и г. 6

Корректор Л.Пилипенко