SU965529A1 - Электромеханический источник ударных импульсов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вибрационной технике и может быть использовано в геологоразведке и при сейсмических исследовани х дл  одновременного генерировани  мощных импульсов напр жений и гармонических упругих колебаний твердой среды.

Известен электромагнитный вибратор, состо щий из двух укрепленных в корпусе электромагнитных катушек, питаемых однополупериодным выпр мленным током, и расположенного между ними  кор  1 .

Недостаток этого вибратора заключаетс  в том, что он возбуждает только низкочастотные упругие колебани  в твердой среде , с пониженной энергоотдачей за счет выпр млени  питающего тока низкой частоты .

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  виброударна  установка, содержаща  корпус, опору, св занную с , ковальню и возвратно-поступательный электродвигатель 2.

В этой установке под действием переменного электромагнитного пол , возбуждаемого поочередно в двух соленоидах, ударник перемещаетс  от одного крайнего положени  в другое, удар   по наковальне.

далее ударный импульс передаетс  на опору через систему штоков и упругих элементов. Така  конструкци  не обеспечивает возможность регулировать параметры излучаемого импульса, его направленность и энергию, 5 а также не обеспечивает возбуждени  регулируемых по частотной характеристике однонаправленных жестких импульсов на фоне звукового пол , в нем отсутствует демпфирование обратного хода ударника дл  получени  однонаправленности импульса, не обеспечено охлаждение деталей устройства , велико сопротивление воздуха движению ударника, что снижает энергию ударного импульса, а все вместе сужает функциональные возможности устройства.

Целью изобретени   вл етс  расшире15 ние функциональных возможностей устpoйctвa за счет обеспечени  регулировок спектра излучаемых однонаправленных ударных импульсов и повышени  энергоотдачи.

Указанна  цель достигаетс  тем, что внут20 ри статора возвратно-поступательного электродвигател  установлена направл юща  труба, в которой размещен  корь-ударник, выполненный регулируемой длины и массы с продольными косыми проточками по наружной поверхности, наружна  сторона опоры выполнена в виде вогнутой ступенчатой поверхности, а сама опора через упругий элемент св зана с корпусом, между наковальней и опорой размещен согласующий элемент, направл юща  труба заглушена с торца, противоположного наковальне , и в ней выполнены отверсти  напротив каналов охлаждени , выполненных в корпусе и статоре возвратно-поступательного электродвигател , при этом возвратно-поступательный электродвигатель выполнен трехсекционным с трехфазной системой питани ,

Согласующий элемент выполнен в виде прокладок с разл ичной жесткостью.

На чертеже изображен электромеханический источник ударных импульсов, общий вид.

Электромеханический источник ударных импульсов имеет цилиндрический корпус 1, выполненный из ферромагнетика. В корпусе 1 жестко закреплен трехсекционный статор 2. С одного торца корпуса на буртик 3 свободно через фигурную резиновую шайбу 4 навернута съемна  ферромагнитна  опора 5, имеюща  вогнутую ступенчатую поверхность 6, с внутренней стороны цилиндрическую шейку 7, на которой свободно надета фрикционна  направл юща  труба 8 из диамагнетика , другой торец которой заглушен и образует замкнутую воздушную камеру 9. Заглушенным торцом направл юща  труба 8 центрируетс  в выточке задней крышки 10 посредством резиновой тарелочки 11. Задн   крышка 10 выполнена из ферромагнетика и на резьбе соединена с корпусом 1. Четыре р ;1;а отверстий 12 отверсти  13 в направл ющей трубе 8 и щелевые каналы 14 между секци ми статора 2 совмещены и образуют систему воздушного охлаждени  устройства. В направл ющей трубе 8, с возможностью свободного перемещени  относительно нее, размещены  корь-ударник 15 с продольными косыми проточками 16. К  корю-ударнику 15 регулировочным винтом 17 прикреплен набор сменных щайб 18. В цилиндрическом гнезде опоры 5 посредством упругого звукопоглощающего цилиндра 19 укреплена наковальн  20 из твердого сплава, а в промежутке между торцом наковальни 20 и опорой 5 размещен согласующийс  элемент в виде сменного набора шайб 21 из материалов различной жесткости .

Электромеханический источник ударных импульсов работает следующим образом.

После установки заданной длины и массы  кор -ударника 15 путем закреплени  регулировочным винтом 17 на его хвостовой части заданного числа шайб 18 и помещени  его в направл ющую трубу 8 регулировочным винтом 17 в сторону камеры демпфировани  9, затем установки в цилиндрическое гнездо опоры 5 дисков-прокладок 2 из материалов различной жесткости (например цинка, пластмассы, керамики), упругого звукопоглощающего цилиндра 19, твердосплавной наковальни 20 и закреплени  опоры 5 через фигурную резиновую щайбу 21 на торец корпуса 1 источник ударных

и.мпульсов прижимают опорой 5 к выступам стенки блока горных пород распорными устройствами и подключают к трехфазной электросети через понижающий разделительный трансформатор так, чтобы последовательность изменени  фазы питающего тока

соответствовала последовательности расположени  секций статора 2. При включении тока в секци х статора 2 последовательно возникает электромагнитное поле в пор дке I, II, III, I, И и т. д., которое приводит в возвратно-поступательное движение  корь-ударник так, что в сторону наковальни 20 его скорость движени  в три раза больше, чем при обратном ходе, причем потери кинетической энергии на преодоление сопротивлени  воздуха снижены .до минимума за счет однонаправленной положительной аэродинамической формы (дл  повышени  энергоотдачи). В наковальне 20 кинетическа  энерги  движени  ударника 15 переходит в энергию импульса упругого

5 напр жени  с длительностью, равной времени их контактировани , завис щей от заданной длины  кор -ударника 15 при посто нном времени переключени  движени  электромагнитного пол  статора 2 с пр мого на обратное направление. Однонаправленный импульс упругого напр жени  наковальн  20 передает на пакет прокладок 21, который работает как механический полосовой частотный фильтр, т. е. кажда  часть пакета прокладок 21 из общего спектра ударного импульса пропускает часть частот свойственных ее акустической жесткости и сформированный сигнал с заданным спектром частот поступает на опору 5, котора  и передает его в твердую среду. Частоты колебаний опоры 5 равны утроенной частоте

0 питающего промышленного тока за счет электромагнитного последовательного воздействи  на один магнитопроБод - корпус 1 трех секций статора 2. Якорь-ударник 15 движетс  в направлении от наковальни 20 (холостой ход) с замедленной скоростью,

5 так как в этом направлении магнитное силовое поле перемещаетс  от секции к секции за врем  в три раза больше, чем от секции III к секции I при рабочем цикле, следовательно, с меньшей кинетической .. гией, котора  расходуетс  на сжатие воз- духа в камере демпфировани  9 обратного хода  кор  15, исключает возбуждение импуЛьса обратного знака. Якорь-ударник 15, перемеща сь в направл ющей трубе 8, отжимает воздух в радиальные отверсти  13

и обеспечивает циркул цию его по каналам охлаждени  устройства. Воздушное охлаждение деталей устройства осуществл етс  автоматически.

Достоинством предлагаемого устройства  вл етс  то,- что при простоте конструкции, компактности и транспортабельности обеспечиваетс  надежность и стабильность .излучени  сложного сигнала без применени  дл  энергопитани  устройства сложных специальных генераторов колебаний. Энергоотдача, сравнима  с энергоотдачей породоразрушающих механизмов (например, отбойных молотков ), позвол ет проводить более объективный контроль на большие глубины более прот женных блоков горных пород, интенсивно трей1.иноватых, обладающих большим коэффициентом поглощени  упругих колебаний , а так как в устройство включены узлы и детали,регулирующие параметры сигнала в соответствии с формой и частотой сигнала резонансного дл  определенной твердой минеральной среды, то и расшир ютс  его возможности при использовании в сейсморазведке.

Claims (2)

1. Электромеханический источник ударных импульсов, содержащий корпус, опору, св занную с ней наковальню и возвратнопоступательный электродвигатель с  коремударником и статором, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных

возможностей за счет обеспечени  регулировки спектра излучаемых однонаправленных ударных импульсов и повышени  энергоотдачи устройства, внутри статора возвратно-поступательного электродвигател  установлена направл юща  труба, в которой размещен  корь-ударник, выполненный с регулируемой длиной и массой с продольными косыми проточками по наружной поверхности , наружна  сторона опоры выполнена в виде вогнутой ступенчатой поверхности , а сама опора через упругий элемент св зана с корпусом, между наковальней и опорой размещен согласующий элемент, направл юща  труба заглушена с торца, противоположного наковальне, и в ней выполнены отверсти  напротив каналов охлаждени , выполненных в корпусе и статоре возвратно-поступательного электродвигател , при этом возвратно-поступательный электродвигатель выполнен трехсекционным с трехфазной системой питани .

2. Источник по п. 1, отличающийс  тем, что согласующий элемент выполнен в виде прокладок с различной жесткостью. Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 157270, кл. В Об В 3/02, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР № 660727, кл. В 06 В 1/00, 1979.