Устройство для генерирования акустических импульсов в жидкой среде

Номер патента: 858580

Авторы: Адриен, Шадвик

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(31) 75122217512222 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088,8) Иностранцыиен П.Паску и Шадвик (Франция) 72) Авторы изобретения Иностранная фирмаСосьете пур ле Девелоппеман де(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ В ЖИДКОЙ СРЕДЕНижний ция создани верхняя го абоч женин.лужат длльсов,ия нижн мому кото- нных ижне- кото 2 эанные штондра с вода Изобретение относится к области конструирования приборов для создания акустических взрывов в воде при сейсмической подводной разведке.Известен генератор. направленных акустических взрывов для подводной разведки, в котором между двумя быстро расходящимися плитами образуется полостьРезкий прорыв в эту полость окружающей генератор воды производит акустический импульс, распространяющийся в воде 11.Недостатком этого устройства является сравнительно слабый импульс, так как взрыв происходит внутри генератора, а также и то, что генера" тор подвергается при этом действию кавитации и реактивных усилий, сравнительно быстро выводящим его из строя.20 Наиболее близким к предлагустройству является генераторрый состоит из соосно располоверхнего (вспомогательного) иго (рабочего) цилиндров, внутрых помещены поршни, жестко смежду собой общим вертикальнымком. Нижний конец рабочего цисовершенно открыт и сообщаетсной средой, когда устройство ся в рабочем пололиндр и поршень с я акустических импу а пара для передвижен е (р его) поршня.Для создания акустического импульса устройство погружается в воду открытым концом вниз. Нижний поршень находится в исходном положении в крайней нижней точке. При подаче сжатого воздуха в верхний цилиндр в зону, расположенную под верхним поршнем, этот поршень резко поднимается вверх. Так как верхний и нижний поршни связана общим штоком, то нижний поршень также поднимается вверх с большой скоростью и создает в нижнем цилиндре полость, в которую устремляется вода. Таким образом создается акустический импульс..После этого сжатый воздух при помощи клапана снова подается в верхний цилиндр, но уже в зону, расположенную над верхним поршнем. Верхний поршень идет вниз, и соответственно перемещает вниз, в исходное положение, нижний поршень , Цикл повторяется (,2).Недостатками этого устройства являютсяг слабый акустический импульс, вызванный тем, что взрыв происходит858580 Фиг ы г Фиг. ябСоставитель .Г, актор С.Патрушева Техред А, Ач ичев М.Демч Коррек Подписное лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектн аказ 7287/92 Тираж 732 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушмитета ССС ткрытий ая наб., двнутри сильно зкранирующего цилиндра,возникновение реактивного толчка,заставляющего сильно утяжелять конструкцию, для предотвращения еговредного влияния, и возникновениекавитационных эффектов, также заставляющих повышать прочность конструкции. Цель изобретения - создание генератора, обладающего большей мощностью,10 легкостью конструкции и отсутствием кавитационного воздействия на его детали, кроме того устранение реактивного эффекта, возникающего при работе генератора.Генератор выбрасывает в окружающую воду струю воды под большим давлением и с большой скоростью. Вернее это даже не струя, а жидкостная "пуля" (или несколько "пуль" ), которая вылетает из полости генератора и 20 взрывается на расстоянии от него, Взрыв происходит благодаря тому, что давление внутри этой "пули" значительно выше давления окружающей воды. Таким образом, акустический импульс происходит не внутри генератора, а снаружи, что существенно повышает его мощность и устраняет кавитацию.Цель достигается тем, что генератор представляет собой конструкцию, состоящую из двух, размещенных в одном корпусе, цилиндров, расположенных вертикально на одной оси. Внутри цилиндров расположены поршни, соединенные общим штоком. Верхний цилиндр и поршень служат для приведения в движение нижнего поршня, для чего в верхний цилиндр при помощи системы клапанов подается сжатый воздух или иной инертный газ.Нижний цилиндр снабжен особой кон струкции выпускным окном, расположенным в нижней торцовой части цилиндра. Нижний цилиндр в исходном положении заполняется водой, которая и выбрасывается через это выпускное окно, образуя жидкостную "пулю". Выпускное .окно образуется коническим бортиком, идущим по внутренней поверхности нижней кромки цилиндра, причем площадь сечения окна значительно меньше площади внутреннего сечения самого цилиндра. Этот бортик является седлом поршня, работающего в конце своего пути подобно клапану, замыкающему выпускное окно.Замыкание выпускного окна проис- ходиФ благодаря особой конфигурации нижней части поршня, кОторая повто" ряет конфигурацию выпускного окна и имеет специальный выступ, плотно вхо дящий в окно. 60Верхняя часть нижнего цилиндра также имеет окно конструкции, анало" гичной конструкции нижнего выпускного окна. Верхняя часть нижнего поршня выполнена так, что ее конфигу- Я рация соответствует конфигурации этого верхнего окна, площадь сечения которого также значительно меньше площади сечения самого нижнего цилиндра, Через это верхнее окно нижний цилиндр сообщается с верхним и окно служит для резкой передачи давления сжатого газа на нижний поршень,Верхний цилиндр представляет собой три стакана, концентрически вставленные один в другой так, что внутренний стакан служит направляющим для верхнего поршня, средний является коллектором сжатого газа, двигающего верхний поршень, наружный является коллектором сжатого газа, воздействующего на нижний поршень.Конструкция верхнего цилиндра может быть и иной, так как этот цилиндр служит в основном для перемещения нижнего, рабочего поршня и, следовательно, его конструкция не влияет на принцип работы генератора. Предложенная конструкция позволяет как бы "свернуть" длинный верхний цилиндр и сделать конструкцию более компактной.Одной из важнейших частей генератора является дефлектор, который надевается на выпускное окно нижнего цилиндра. Он представляет собой заслонку, препятствующую прямолинейному движению струи воды, выбрасываемой из генератора. Заслонка снабжена отверстиями, разделяющими эту струю минимум на две, противоположно направленные под углом до 90 к оси генератора, струи. Этим устройством устраняется один из важнейших недостатков известных конструкций - реактивная отдача струи.Генератор снабжен также клапаном, расположенным в верхней части генератора, и служащим для переключения подачи сжатого газа, управляющего движением поршней, Клапан состоит из небольшого цилиндра и штока с поршнем, который работает как золотник, Шток проходит своим нижним концом в полость верхнего цилиндра и перемещается вверх в момент, когда верхний поршень передвигается в верхнее крайнее положение и упирается своей верхней частью в нижнюю часть штока клапана.На фиг.1-4 изображены разрезы сбоку одного из вариантов генератора, показывающие различные положения его элементов в процессе работы и конфигурацию производимых генератором струй воды, на фиг.5 - прорыв окружающей воды в сферическую полость, образуемую внутри расширяющейся жидкостной "пули"; на фиг.б - эффект отдачи направленного внутрь взрыва; на фиг,7 - эффект упругого сжатия, вызываемый скошенными поверхностями поршня и выпускного окна; нафиг.8 - зависимость между площадьюпоперечного сечения выпускного окнаи скоростью получаемой водяной струи;на Фиг.9,11 - генератор, снабженныйдефлектором, разрез; на Фиг.10разрез А-А на Фиг.9; на фиг.12 - разрез Б-Б на фиг.11; на фиг.13 - гене=ратор и полости, образующиеся в главной и расщепленных струях; на фиг,14те же полости, что на Фиг.13, видсверху; на Фиг,15 - генератор с дефлектором в момент поднятия поршня;на фиг.16 - обобщенная Форма волныдавления, получаемого посредством импульсного генератора на фиг.17 - тоже, усредненный вариант; на Фиг.18контролируемая форма волны на заданном расстоянии от места взрыва длягенератора без дефлектора; на фиг.19 контролируемая Форма волны на заданном расстоянии от места взрыва длягенератора с дефлектором;на Фиг,20 - 20кривая прямой волны, подученной посредством генератора с дефлектором; нафиг.21 - кривая прямой волны вблизиместа взрыва после отражения от поверхности воды; на фиг.22 - кривая на ложенной формы волны вблизи меставзрыва; на фиг.23 - кривая давления,полученного от генератора беэ расширительной камеры; на фиг.24 - криваядавления для генератора с расширительной камерой; на фиг.25 - использование устройства для проведения сей"смической разведки под водой; нафиг.26 - использование устройства длярасщепления и отклонения струи пара,для генераторов, работающих на перегретом паре. Акустический генератор (фиг.1-4) включает корпус 1, состоящий из верхнего цилиндра 2 и нижнего цилиндра 3. 40Нижний цилиндр снабжен седлами 4 и 5 для соответствующих им верхней и нижней частей нижнего поршня 6, нахо" дящегося в нижнем цилиндре 3. Седла образуют верхнее 7 и нижнее 8 окна, 45 которые имеют скошенные поверхности, соответствующие форме верхней и нижней частей поршня 6. Поршень 6 снабжен уплотнительным кольцом 9.Верхний цилиндр состоит из двух 50 концентрических стаканов внутреннего 10 и промежуточного 11, которые также концентрически вставлены в наружный стакан, являющийся корпусом цилиндра 3.55Внутренний стакан 10 образует камеру 12, в которой помещается верхний поршень 13, снабженный уплотнительным кольцом 14. Верхний и нижний поршни связаны между собой жестким штоком 15.Верхняя часть камеры 12 внутреннего 10 стакана 10 имеет вентиляционное отверстие 16, сообщающееся с забортной водой, отверстие (с уплотнением) 17 для прохода штока 18 клапана 19, и от,верстие 20 для сообщения посредством 65 клапана 21 (предпочтительно электромагнитного) с камерой 22, образованной наружной стенкой верхнего цилиндра 2 и промежуточным стаканом 11.Верхняя часть камеры 23, образованной стенками внутреннего стакана 10и промежуточного стакана 11, имеетотверстие 24 для сообщения с верхнейчастью клапана 19 и с компрессором25, подающим сжатый воздух через клапан 26 в генератор.Камера 22 может сообщаться с полостью 27 нижнего цилиндра (фиг.2),образующейся за опускающимся поршнем6, через окно 7, Сообщающиеся камеры 12 и 23 изолированы от камеры 22специальным уплотнением 28, Крометого, камера 22 имеет отверстие 29,через которое она сообщается с нижнейчастью клапана 19 и компрессором 25.Полость 27 нижнего цилиндра имеетотверстие 30, через которое она сообщается с забортной водой через расширительную камеру 31 и небольшое вентиляционное отверстие 32 в самой расширительной камере.33- основная струя воды, производимая генератором, 33,1 - 33.4ответвленные струи воды, 34 - основная внутренняя полость, 34,1-34.4побочные полости.Генератор содержит все необходимые узлы и элементы для создания импульса гораздо более мощного, чем уизвестного устройства и не претерпевает кавитационного воздействия взрыва, который происходит вне генератора,Желательно, чтобы генератор оканчивался дефлектором, который можетбыть сьемным. На фиг.9-15 показаноустройство и действие дефлектора 35,который в простейшем виде может представлять собой плоскую или коническую плиту, установленную на расстоянии от выпускного окна 8. Предпочтительно, чтобы дефлектор представлялсобой полый стакан, имеющий в стенках36 два или более отверстия 37, разнесенных по окружности напротив другдруга, Оптимальное число отверстийчетыре и разнесены оии должны бытьпримерно на 90 по окружности стенки дефлектора,,Цля подготовки генератора к работе (фиг.1), где генератор изображенв исходном для возбуждения импульсаположении, его погружаюТ в воду выпускным окном 8 вниз и открывают регулировочный клапан 26 с целью подачи сжатого воздуха в камеры 23 и 12через отверстие 24 из компрессора.25.Поданный воздух заставляет поршень 13 занять взведенное положение,при котором шток 18 клапана 19 поднят и открытый клапан 19 подает давление в камеру 22 (направление движения сжатого воздуха показано стрел 858580ками). Нижний поршень также занимаеткрайнее верхнее положение и нижнийцилиндр заполняется забортной водой,Генератор готов к работе,Для генерации импульса необходимооткрыть электромагнитный клапан 21,после чего верхние части камеры 12 -и,камеры 23 получают между собой пря-мое сообщение, Давление из камеры22 передается в камеру 12 и на поршень 13, Это давление суммируется сдавлением, уже воздействующим черезокно 7 на поршень б из камеры 22,изаставляет систему, состоящую изпоршня 12, штока 15 и поршня б, начать движение вниз, (Указанную систему будем в дальнейшем для краткости 15именовать затвором).Когда нижний поршень сдвинется сосвоего верхнего седла 4, то площадь,на которую воздействует давление изкамеры 22 резко, скачком, возрастает. 20Соответственно. возрастает и усилие,воздействующее на затвор, заставляяего резко, рывком, опускаться вниз,выталкивая воду через выпускное окно8 (Фиг.2). 25В конце пути поршень б замыкаетвыпускное окно 8 специальным цилиндрическим выступом (фиг.З). Высокоедавление начинает дросселироватьсячерез отверстие 30 в расширительнуюкамеру 31 и оттуда через отверстие32 в забортную воду.Скошейная поверхность седла 5 выпускного окна 8 имеет весьма важноезначение. До того как коническая поверхность нижней части поршня б приблизится к конической поверхностиседла 5, вода беспрепятственно выходит через выпускное окно 8. Однако,когда эти поверхности начинают сходиться, кольцо воды 38 (Фиг.3,7 и 8) 40оказывается захваченным между двумяэтими поверхностями и начинает работать как амортизатор, препятствуяудару поршня о седло.Скорость выхода водяной струи 33 45зависит от диаметра выпускного окна8 и скорости перемещения затвора.Выстро движущаяся струя отрывается от генератора (фиг.З) и образуетблизкую к цилиндрической полость 39,а затем близкую к сферической полость40 (фиг.4). Эта полость, благодарявысокому внутреннемудавлению,полученному еще внутри генератора, расширяется и прорывается далее заполняющейее забортной водой. Сначала происходит двухмерный а потом и трехмерный взрыв полости на значительномрасстоянии от генератора (фиг,5 и б).Акустическая энергия, создаваемаядвухмерным взрывом (Фиг.З), прибливительно пропорциональна квадратускОрости струи, а акустическая энергия от трехмерного взрыва (Фиг.4 и 5)приблизительно пропорциональна кубу,скорости струи. Таким образом, ско рость струи, которая определяется отчасти площадью поперечного сечения выпускного окна 8, играет главенствующую роль в определении количества энергии акустического импульса, получаемого от генератора,Кроме того, чем выше скорость струи, тем дальше от генератора происходит взрыв, что лучше и с конструктивной точки зрения, поскольку когдавзрыв происходит между элементами кон-,струкции генератора, это вызывает усталость металла. Во всех известных внастоящее время подобных конструкциях импульсы были либо двухмерными,либо трехмерными но всегда происходили внутри генераторов, значительносокращая тем самым срок службы устройства, не говоря уже об очевидномзначительном ослаблении мощности импульса.Когда затвор останавливается,замкнув выступом поршня б выпускноеокно 8 (Фиг.З), камера 27, расположенная над поршнем б, камера 12 (ееверхняя часть, расположенная над поршнем 13) и камера 31 продолжают вентилироваться в забортную воду до техпор, пока противодавление в камере23 не превысит давления в вентилируемых камерах. После этого затвор начнет подниматься вверх (фиг.4),Путем подбора размеров или регулировки просветов вентиляционных отверстий 32 и 16 можно регулироватьскорость возврата затвора во взвешенное положение и тем самым регулировать частоту импульсов.Когда затвор занимает исходноекрайнее верхнее положение (Фиг.1),цикл повторяется снова. Таким образом, генератор работает в автоматическом режиме.Взрыв происходит весьма быстро,даже раньше начала обратного ходазатвора (фиг.4 и 5). Без расширительной камеры 31 полость 27 вентилировалась бы непосредственно в забортнуюводу в точке, слишком близко расположенной к месту взрыва, и выходящийвоздух действовал бы как поглотительакустической энергии воды под высокимдавлением, что ослабляло бы выходныеакустические импульсы генератора.Различие сигналов, детектированных вблиЗи взрыва (известных как "подписи"давления), видно на фиг.23 и 24, Благодаря наличию расширительной камеры 31, полость 27 сначала продувается в эту расширительную камеру, втечение времени взрыва,Таким образом, то что вентиляционное отверстие 32 обращено наверхи находится на большом расстоянии отместа взрыва, улучшает подпись давления, которая становится более чистой, узкой и большой при наличии камеры 31 (Фиг.24), чем без камерыПри работе генератора без дефлектора (фиг.1-4) после каждого срабатывания генератора возникает направленное вверх реактивное усилие, Часто бывает желательно или необходимо исключить это направленное вверх реактивное усилие.Кроме того, полость 39 (фиг.5)заполняется водой под весьма большим давлением. Это создает в водепервичное сжатие 41 и, следовательно, акустический импульс. При такихдавлениях вода в полости действуеткак пружина, которая после взрыва"отдает", производят вторичное сжатие (фиг.б) известное как пузырьковый импульс 42, который является нежелательным сейсмическим импульсом,также вызывающим отражения от лежащих внизу пород. Детектированные отраженные пузырьковые сигналы значи-тельно усложняют обработку сейсмических сигналов.Реактивное усилие и пузырьковыеимпульсы можно исключить или намногоуменьшить при помощи дефлектора(Фиг.9-15),Когда водяная струя 33, производимая генератором, ударяется о плиту дефлвктора 35, то если бы не былоцилиндрической стенки Зб, струя отклонилась бы по окружности во всех направлениях в плоскости, перпендикулярной продольной оси генератора. РЕактивные усилия также находились бы в этой плоскости и стремились бы взаимно уравновесится. Однако цилиндрическая стенка с отверстиями, разнесенными на 90 по окружности,опозволяет упорядочить движение струйи дает воэможность сформировать равныепо объему и действию взрывные полости,Главная струя 33 расщепляется на четыре отввтвленных струи 33.1-33.4. Внутри каждой струи образуются поЛости 34.1-34.4 (фиг.13,14) . Струи отрываются от стенок дефлектора и формируют эти полости внутри своеобразных жидкостных "пуль". Главная струя 10 15 образует полость 34.4 еще внутри деФлектора как только она проходит через выпускное окно. Если использовать болев четырех отверстий 37, то взрывы будут мешать один другому. Если использовать только два отверстия, то пузырьковые импульсы будут ослаблены недостаточно. При использовании четырех отверстий наружные полости 33.1-33.4 не будут заметным образом мешать друг другуУстановлвно, что внутренняя полость 34 заполняется после полостей фо34.1-34,4, так что внутренняя полостьпоглощает массы воды под высоким давлением, которые в противном случае вызывали бы пузырьковые импульсы. Таким образом, расщепление основной:труи 33 на четыре исключает или "ущественно ослабляет пузырьковые импульсы 42, которые чрезвычайно нежелательны при проведении сейсмических наблюдений.Функцию дефлектора можно иллюстрировать на примере взрыва, производимого генератором 43 пара (фнг.21), выпускающим перегретый пар в заборную воду. Перегретый пар выпускают посредством изолированной трубы 44, погруженной примерно на 3-5 м ниже поверхности воды. На конце трубы имеется паровой клапан 45, периодичес". ки эжектирующий шарик перегретого пара в воду с давлением примерно 90 бар при 100 С. Эжектнрование пара из этого клапана вызывает два эффекта, он подвергается воздействию реактивного усилия и отдачи.Путем окружения парового клапана 45 дефлектором 35 эжектируемые пузырьки пара будут располагаться в плоскости, перпендикулярной к траектории из обычного выпуска и реактивное усилие будет уничтожаться. Расщепление пузырька на четыре дает внутреннюю полость и четыре наружных полости 46. И здесь прорыв во внутреннюю полость происходит после прорыва во внешние полости, благодаря чему энергия отдачи взрывов пузырьков поглощается (фиг 14)Таким образом, дефлектор играет важную роль в работе генератора.Основные требования для образования полости определяются условиями, в которых происходит замедление и остановка поршня 6. С другой стороны, для того, чтобы полость производила полезный импульс давления 41, необходимо, чтобы скорость струи 33 (Фиг.8) до остановки поршня была достаточно велика.Важно иметь в виду форму и характер сигналов общего давления, возникающих под воздействием взрывного сжатия. На фиг.16 показан сигнал общего давления, или подпись давления, в функции времени, измеренной на фиксированном расстоянии от места взрыва, Первая часть 1 этой кривой показывает увеличение окружающего давления РЬ в жидкости, соответствующее продвижению струи 33. Избыточное давление достигает пиковой величины ЬРО и после этого давление уменьшается, Часть 2 этой кривой показывает, что когда поршень резко останавливается, давление уменьшается до тех пор, пока не станет отрицательным относительно гидростатического давления. Это отрицательное давление соответствует формированию полости и увеличению ее объема, и продолжается до тех пор, пока разрежение не достигнет своего максимального значения ь Р . Когда объем полости станет максимальным, ее потенциальная энергия преобраэует 858580ся в кинетическую энергию взрыва. Часть кривой 3 отмечает высокий пик д Р,(давления взрыва), который соответствует максимальному давлению в окружающей воде в точке измерения. Этот момент соответствует взрыву по"лости, показанному на фиг.5.Часть кривой 4 показывает отдачу массы воды с высоким давлением, заполняющей полость (Фиг.6). Отдача даО ет вторичную кавитацию, за которой следуют вторичные взрывы, что может повториться последовательно несколько раз. Эти кавитации и взрывы даютпоследовательные пики ЬР, а Р З и т.д., с уменьшающейся амйлитудой и 5 чередованиями стабильности, соответствующими разрежениям.В масштабе времени часть кривой Т означает период сигнала, измеренногоот начала и до конца первичного взрыва. Этот период Т зависит от потенциальной энергии полости, и следовательно, от кинетической энергии водяной струи, а также от расстоянияот поверхности воды. Общая продолжительность подписи давления составляет Т, что и определяет сейсмическоеразрешение. Разрешение больше, когдаТменьше. Базовая кривая, показан"ная на .Фиг,16, не есть кривая обычноиспользуемая в геофизической разведке. Полезным сигналом является тачасть этой базовой кривой, котораянаходится слева после Фильтрованиячастоты 8-62 Гц с точки зрения прони .кания или после Фильтрования частоты 0-248 Гц с точки зрения разрешения.На фиг.17 показано, что означаетлевая часть кривой давления нафиг.16 после Фильтрования при 8- 4062 Гц, Можно видеть, что пик ЬРсоответствует первому. взрыву и, содержащий высокие частоты, не отличается заметно от пика дР, соответствующего взрыву, происходящему после первого пузырькового возрастаниядавления 42. Поэтому сигнал имеетмного пиков, что означает, что каждыйдонный слой дает много отраженныхсигналов, детектируемых вымпельнымкабелем 47 и записывающим блоком 48 (Фиг.25).Все эти Недостатки присущи генератору, работающему без дефлектора.Кроме того, наибольшая часть используемй энергии выделяется в максимуме врыва и излучается в полосе относительно высокой частоты, котораябыстро поглощается грунтом. Проникание такой волны относительно мало.При использовании дефлектора ха- Ярактер работы генератора резко меняется. Исключаются вторичные пики ьРи дРпутем придания соответствующихразмеров боковым отверстиям 36, Таким образом можно создать полости д 5 различных размеров, периоды взрывов которых также будут разными, и все это позволяет создать в моменты, соответствующие вторичным пикам ьР и ЬР 9 (фиг,16), взрывы с оппозитно направленными пиками, что даст аннулирование вторичных пиков.Это формирование взрывных полостей представляет интерес для генераторов, относительно не крупных по размерам, в которых боковые отверстия 37 имеют размеры, не обеспечивающие достаточного поглощения воды под высоким давлением во внутренней полости 34 (фиг.14) во время возникновения отдачи, Наконец, весьма целесообразно укорачивать период Т излучаемого сигнала, так как сигнал, отраженный от поверхности воды (фиг.21) накладывается на гервоначальный сигнал (Фиг.20), но с фаэовой разницей, соответствующей времени, которое необходимо на прохождение первоначальным сигналом полного круга до места взрыва.Генератор с деФлектором позволяет накладывать положительную часть отраженного сигнала (Фиг,20) на положительную часть первоначального сигнала (фиг.20) при относительно мелких взрывах. Объединение сигналов (фиг.20 и 21) дает результирующий сигнал (фиг.22). Этот сигнал представляет особый интерес, поскольку он содержит относительно высокую энергию в полосе низкой частоты именно благодаря использованию низких частот, содержащихся в положительной части отраженного сигнала (фиг,21). В соответствии с этим, при равном количестве входной энергии поступающей в генератор, можно значительно увеличить глубину проникания комбинированного сигнала (Фиг,22).Действительная Форма волны сигналов, прослеживаемая гидрофоном вблизи места взрыва без дефлектора, показана на Фиг;18, соответствующей фиг.20. Форма волны при работе с деФлектором показана на Фиг.19, соответствующей Фиг.22, Таким образом, эксперимент подтверждает приведенные теоретические формы волны.Предложенный генератор акустических импульсов для сейсмической подводной разведки позволяет существенно повысить мощность импульсов, избежать кавитационного воздействия на элементы конструкции и также избежать эффекта отдачи, возникающего при работе всех известных приборов этого назначения.Формула изобретения1. Устройство для генерированияакустических импульсов в жидкой среде,состоящее из соосно расположенных858580 13 14 гР фм 8. 2 верхнего и нижнего цилиндров, в которых помещаются поршни, связанные между собой общим штоком, системы трубопроводов и отверстий для подвода кцилиндрам сжатого газа, а также клапанов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения мощности импульса и предотвращения кавитациивнутри устройства, нижний цилиндримеет выпускное окно, образованноеконическим бортиком, идущим по внутренней поверхности нижней кромки цилиндра, причем площадь сечения окнасущественно меньше площади внутреннего сечения нижнего цилиндра, наружный торец поршня, расположенного внижнем цилиндре, имеет форму, соответствующую форме конического бортика, являющегося седлом поршня и снабжен выступом, входящим в упомянутоеокно, когда поршень находится в крайнем нижнем положении, а выпускное окно снабжено насадкой с отверстиями,разделяющими выбрасываемую жидкостьна не менее чем две противоположнонаправленные струи, которые выходятиз отверстий под углом до 90 к вертикальной оси генератора,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхнийцилиндр представляет собой три стаканана, вставленных соосно один вдругой таким образом, что внутреннийстакан служит направляющим для верхнего поршня, средний стакан являетсяколлектором сжатого газа, двигающеговерхний поршень, а наружный стаканявляется .коллектором сжатого газа,воздействующего на нижний поршень.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхняячасть нижнего цилиндра имеет окно,образованное бортиком, идущим повнутренней поверхности верхней кромки цилиндра, причем площадь сеченияокна существенно меньше площади внутреннего сечения цилиндра.4. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхнийцилиндр имеет в торцовой части отверстие, через которое проходит штокклапана, подающего сжатый газ в верхнюю часть нижнего цилиндра в тот момент, когда верхний поршень находитсяв крайнем верхнем положении и нажимает на шток.5. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхний инижний цилиндры сообщаются между собой посредством трубопровода, снабженного нормально закрытым клапаном.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3369627,кл. 181-5, опублик, 1968.2. Патент США М 3642089,кл. 181-120, опублик. 1972

Смотреть

Заявка

2345908, 16.04.1976

АДРИЕН П. ПАСКУ, ШАДВИК ДАВИ

МПК / Метки

МПК: G01V 1/02

Метки: акустических, генерирования, жидкой, импульсов, среде

Опубликовано: 23.08.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/10-858580-ustrojjstvo-dlya-generirovaniya-akusticheskikh-impulsov-v-zhidkojj-srede.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для генерирования акустических импульсов в жидкой среде</a>

Похожие патенты