Патент на изобретение №2377604

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В МОРСКОЙ СРЕДЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к морским пневмоисточникам, предназначенным для возбуждения упругих колебаний при проведении сейсмических исследований на морских акваториях. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и уменьшение акустических помех. Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде состоит из корпуса цилиндрической формы с днищем, внутри корпуса размещен пневмоисточник акустических колебаний, сопла. При этом пневмоисточник акустических колебаний выполнен в виде свечи зажигания с установленными на внутренней поверхности днища катушкой возбуждения, соединенной с источником питания. Цилиндрический корпус выполнен двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания и катушкой возбуждения. В верхней части корпус жестко сочленен с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами. 1 ил.

Изобретение относится к морским пневмоисточникам, предназначенным для возбуждения упругих колебаний при проведении сейсмических исследований на морских акваториях.

Известны устройства для возбуждения упругих колебаний [1, 2], содержащие камеру сгорания, реактивный двигатель. В известном устройстве [2] для достижения технического результата, заключающегося в повышении сейсмической эффективности путем снижения уровня помех от звуковой волны и увеличения КПД, в реактивном двигателе соосно с камерой сгорания размещена перфорированная труба, снабженная снизу центрирующим фланцем, а сверху снабжена полым вкладышем переменного сечения, торец которого расположен в плоскости горловины сопла, при этом полый вкладыш установлен в горловине сопла с зазором, площадь которого превышает суммарную площадь отверстий в перфорированной трубе, при этом суммарная площадь отверстий в перфорированной трубе составляет 0,05-0,1 площади минимального сечения полого вкладыша.

Данное устройство имеет сложную конструкцию, наличие металлических элементов, что не позволяет полностью снизить уровень помех от звуковой волны.

Известный пневматический источник сейсмических сигналов [3] содержит электропневмоклапан, корпус с кольцевой выемкой и выхлопными окнами, перекрытыми запорным органом в виде подвижного цилиндра с полостью в стенке и внутренним фланцем, опертого на кольцевую выемку корпуса и образующего с ним рабочую и демпферную камеры и стартовый объем, крышку, охватывающую корпус и подвижный цилиндр, образующие с ней управляющую камеру, в которую верхним торцом помещен подвижный цилиндр, и каналы подвода сжатого газа от расходной емкости, соединенной с рабочей камерой через демпферную камеру, в котором для получения технического результата, заключающегося в увеличении сейсмической эффективности путем регулирования спектрально-временными характеристиками сигнала за счет измерения давления в управляющей камере и повышения надежности, он снабжен узлом регулирования давления, соединяющим расходную емкость и управляющую камеру, сообщенную с полостью в стенке подвижного цилиндра, внутренний фланец которого выполнен со стороны нижнего торца с возможностью разделения рабочей и демпферной камер при перемещении подвижного цилиндра. Наличие движущихся элементов в данном устройстве повышает уровень акустической помехи, что требует сложных алгоритмов для регулирования спектровременных характеристик.

Известный пневматический источник сейсмических сигналов в жидкости [4] содержит цилиндрический корпус с выхлопными окнами, перекрытыми размещеными в корпусе с возможностью поворота запорным узлом, образующим с корпусом рабочую камеру, жестко связанный с корпусом пневмопривод, электропневмоклапан, управляющую камеру и стартовый объем, в котором для получения технического результата, заключающегося в повышении сейсмической эффективности путем снижения уровня помех, пневмопривод размещен внутри корпуса и выполнен в виде обладающей точечной симметрией направляющей запорного узла, управляющая камера и стартовый объем образованы сопряженными направляющей и запорным узлом, выполненным обладающим точечной симметрией с возможностью поворота на угол не более 180 градусов. В данном устройстве из-за наличия металлических и перемещающихся элементов присутствует существенный уровень акустической помехи.

Известен также морской пневмоисточник [5], включающий крышку с электропневмоклапаном, основную и дополнительную направляющие с окнами и дном, подвижный цилиндр, охватывающий основную направляющую и перекрывающий окна в ней, корпус с окнами выброса, охватывающий подвижный цилиндр с направляющей и жестко соединенный с крышкой, подпружиненный ступенчатый поршень внутри основной направляющей, сопряженный по ходовой посадке с ней ступенью большего диаметра, а с дополнительной направляющей – ступенью меньшего диаметра, рабочую камеру внутри дополнительной направляющей, управляющую камеру между корпусом, основной направляющей и подвижным цилиндром, подпорный объем внутри основной направляющей, ограниченный крышкой и ступенчатым поршнем, связанный с рабочей, управляющей камерами и полостью избыточного давления, и компенсационный объем внутри основной направляющей под ступенью большего диаметра ступенчатого поршня, связанный окнами в направляющей с рабочей камерой и разгонной полостью, образованной сопряженными торцами крышки и подвижного цилиндра, в котором для получения технического результата, заключающегося в увеличении акустического КПД путем разгона воздушного потока к началу расширения газовой полости и упрощения конструкции, дополнительная направляющая выполнена внутри основной и жестко соединена с ней, окна в дополнительной направляющей выполнены в месте ее жесткого соединения с основной направляющей в виде радиальных сопел Лаваля, пересекающих основную направляющую и размещенных соосно окнам выброса в корпусе. Данное устройство по сравнению с известными устройствами [1-4] имеет менее сложную конструкцию, но существенное наличие вспомогательных перемещающихся металлических конструкций увеличивает уровень акустической помехи.

Задачей настоящего технического решения является упрощение конструкции и уменьшение акустической помехи.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для возбуждения упругих колебаний в морской среде, состоящем из корпуса цилиндрической формы с днищем, внутри которого размещен пневмоисточник акустических колебаний, сопла – пневмоисточник акустических колебаний выполнен в виде свечи зажигания с катушкой возбуждения, соединенной с источником питания и установленной на внутренней поверхности днища, а цилиндрический корпус выполнен двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания, в верхней части корпус жестко сочленен с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами.

Совокупность отличительных признаков, заключающихся в выполнении пневмоисточника акустических колебаний в виде свечи зажигания с катушкой возбуждения, соединенной с источником питания и установленной на внутренний поверхности днища, выполнение цилиндрического корпуса двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания, сочленение корпуса в верхней части жестко с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами, из известного уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности “изобретательский уровень”.

Техническая реализация предлагаемого устройства поясняется чертежом. Фиг.1. Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде содержит корпус 1, сопло 2, свечу зажигания 3, катушку возбуждения 4, источник питания 5.

Корпус 1 выполнен цилиндрической формы. Цилиндр выполнен двустенным из антикоррозийного металла, состоящим из двух корпусов 6 (внешний корпус) и 7 (внутренний корпус). Между внешним 6 и внутренним 7 корпусами, образующими полость 8, размещен макролон 9 для придания корпусу жесткости. В полости 8 размещены источник питания 5 и катушка возбуждения 4. В верхней части корпус 1 сочленен с соплом 2, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами для повышения акустических свойств. Размещение источника питания 5 и катушки возбуждения 4 в полости 8 с макролоном 9 обусловлено гашением акустических сигналов, возникающих при работе источника питания 5 и катушки возбуждения 4.

Устройство работает следующим образом. При погружении устройства морская вода через сопло 2 поступает в цилиндр и заполняет внутренний объем цилиндра. С источника питания 5 напряжение порядка 27 В поступает на катушку возбуждения 4, с которой электрический сигнал поступает на свечу зажигания 3, на которой образуется электрический разряд порядка 1000 А. При этом происходит электрохимическая реакция между ионами кислорода и водорода, в результате которой возникает акустическая волна. Акустическая волна через сопло 2, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами, распространяется в морской воде. Акустическая волна регистрируется приемниками акустических сигналов, расположенных как непосредственно в зонах установки устройств для возбуждения упругих колебаний, так и в прибрежной зоне.

В отличие от известных устройств, в предлагаемом устройстве отсутствуют перемещающиеся металлические элементы, что позволяет существенно уменьшить акустические помехи.

Промышленная реализация предлагаемого устройства технической трудности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности “промышленная применимость”.

Источники информации

1. Авторское свидетельство SU 1116403.

2. Авторское свидетельство SU 1292475.

3. Авторское свидетельство SU 1626930.

4. Авторское свидетельство SU 1697523.

5. Авторское свидетельство SU 1702787.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения упругих колебаний в морской среде, состоящее из корпуса цилиндрической формы с днищем, внутри корпуса размещен пневмоисточник акустических колебаний, сопла, отличающееся тем, что пневмоисточник акустических колебаний выполнен в виде свечи зажигания с установленными на внутренней поверхности днища катушкой возбуждения, соединенной с источником питания, а цилиндрический корпус выполнен двустенным с образованием полости, заполненной макралоном с размещенным в нем источником питания и катушкой возбуждения, в верхней части корпус жестко сочленен с соплом, внутренняя поверхность которого снабжена вертикальными ребрами.

РИСУНКИ