Устройство для возбуждения сейсмических колебаний

Устройство для возбуждения сейсмических колебаний.
Полезная модель относится к невзрывным источникам сейсмических колебаний и предназначена для создания сейсмических волн путем имнульсных силовых воздействий на поверхность грунта, в частности, к устройствам электромагнитного типа.
Известно устройство для возбуждения сейсмических колебаний с электромагнитным приводом (см. патент RU 2171478 С1 от 23.02.2000., МПК 7 G01 V 1/02, опуб.27.07.20р1.). Устройство содержит корпус, инертную массу и электромагнитный привод, включающий индуктор, магнитная система которого состоит из магнитопровода и обмотки, а также якорь. Корпус образован боковыми стенками полозьев и поперечиной. Одновременно боковые стенки каждого из полозьев выполняют функцию направляющей, а днища образуют опорную плиту. Устройство также содержит амортизаторы, представляющие собой демпферы одностороннего действия. Установлены они между краями инертной массы и днищем в каждом из полозьев. Днища полозьев жестко связаны со своими боковыми стенками. В каждом из полозьев последовательно вверх от днища установлены инертная масса, индуктор и якорь. Индуктор имеет возможность осевого перемещения без проворота.
Недостатком известной конструкции можно считать ограниченность применения. Это обусловлено возможностью получения достаточной сейсмической эффективности только в зимнее время года. Кроме того, в устройстве недостаточно используется активная часть индуктора привода изза наличия полей рассеивания в лобовых частях обмотки. SU 988075 А, от 29. 12. 1980., МПК 3 G01 V 1/04, опуб. 23.07.1985., бюл.
№27. Устройство содержит наружный корпус, инертную массу, направляющую колонну, опорную плиту, амортизаторы, а также электромеханический привод, включающий якорь, кольцевая магнитная система которого содержит магнитопровод, установленный в своем корпусе. Привод содержит также индуктор, расположенный с возможностью осевого перемещения по направляющей колонне без проворота. Кольцевая магнитная система индуктора содержит магнитопровод, установленный в своем корпусе, жестко связанном с инертной массой, и обмотку. Опорная плита жестко связана с якорем. Это общие признаки с заявляемой конструкцией.
Якорь и индуктор привода расположены коаксиально, их обмотки находятся в кольцевых пазах на обращенных друг к другу боковых поверхностях магнитопроводов. Нижний конец направляющей колонны свободен и центрируется направляющим выступом, который жестко связан с корпусом якоря, расположенного снаружи индуктора. В качестве электромеханического привода использован привод электродинамического типа.
Недостатком известной конструкции можно считать низкую эффективность преобразования электрической энергии в механическую, которая передается в виде импульса силового воздействия на поверхность грунта. Обусловлено это использованием привода электродинамического типа. Кроме того, известное устройство имеет значительные массогабаритные показатели, что ограничивает его применение.
В основу полезной модели поставлена задача создать такое устройство для возбуждения сейсмических колебаний, в котором новая компоновка конструкции с использованием привода электромагнитного типа и обеспечение жесткости и центрирования каждой из перемещающихся частей привода, позволили получить минимальные массогабаритные показатели.
2 универсальность в применении и максимальную эффективность
преобразования электрической энергии в механическую.
Для решения поставленной задачи в устройстве для возбуждения сейсмических колебаний, содержащем наружный корпус, инертную массу, направляющую колонну, опорную плиту, амортизаторы, а также электромеханический привод, включающий якорь, кольцевая магнитная система которого установлена в своем корпусе, и индуктор, расположенный с возможностью осевого перемещения по направляющей колонне без проворота, при этом его кольцевая магнитная система содержит магнитопровод, установленный в своем корпусе, жестко связанном с инертной массой, и обмотку, а опорная плита жестко связана с якорем, согласно полезной модели, опорная плита соединена с якорем направляющей колонной. На последней вверх от опорной плиты помещены индуктор и якорь, закрепленный на направляющей колонне. Корпус индуктора жестко связан наружным корпусом с инертной массой, установленной на его верхнем торце. Направляющая колонна соединена с индуктором при помощи фигурной щпонки. В качестве электромеханического привода применен привод электромагнитного типа, а обмотка индуктора размещена в кольцевом пазу, выполненном на верхнем торце его магнитопровода.
Направляющая колонна и опорная плита могут быть выполнены как одно целое.
Жесткая связь якоря с опорной плитой с помощью направляющей колонны, обеспечивает минимизацию числа элементов, непосредственно не участвующих в создании силового воздействия.
Установка от опорной плиты вверх на направляющей колонне индуктора и якоря, котбрый при этом закреплен на направляющей колонне, позволяет наиболее просто реализовать привод электромагнитного типа.
3 соединенных с индуктором элементов конструкции и дополнительно
уменьшить число элементов, которые непосредственно не участвуют в создании силового воздействия.
Соединение направляющей колонны с индуктором при помощи фигурной щпонки обеспечивает центрирование индуктора и его осевое перемещение без проворота, чем достигается надежность конструкции.
Размещение обмотки индуктора в кольцевом пазу, выполненном на его верхнем торце, позволяет конструктивно просто реализовать привод электромагнитного типа и существенно повысить эффективность преобразования электрической энергии в механическую.
Таким образом, предложенная компоновка позволяет улучщить массогабаритные показатели, повысить эффективность преобразования электрической энергии в механическую, снизить себестоимость изготовления, повысить надежность конструкции, что обеспечивает универсальность применения устройства.
Возможность выполнения направляющей колонны и опорной плиты как одно целое дополнительно снижает массу части конструкции, непосредственно воздействующей на грунт.
Заявляемое устройство иллюстрируется чертежом, где представлен его продольный разрез.
Устройство для возбуждения сейсмических колебаний содержит наружный корпус 1, инертную массу 2, направляющую колонну 3, опорную плиту 4 и амортизаторы 5. В качестве электромеханического привода в устройстве использован привод электромагнитного типа. Он включает якорь 6, кольцевая магнитная система которого содержит магнитопровод 7, установленный в своем корпусе 8, а также индуктор 9. Кольцевая магнитная система индуктора содержит магнитопровод 10, который установлен в своем корпусе 11, и обмотку 12. Опорная плита 4 и якорь 6 жестко связаны между собой при помощи направляющей колонны 3. На колонне 3 от опорной
4 плиты 4 последовательно вверх помещены: индуктор 9, с возможностью
осевого перемещения без проворота, и якорь 6.
Корпус 11 индуктора 9 жестко связан наружным корпусом 1 с инертной массой 2, установленной на его верхнем торце. Направляющая колонна 3 соединена с индуктором 9 при помощи фигурной шпонки 13. Это обеспечивает одновременную возможность осевого перемещения по направляющей колонне 3 без проворота и центрирование индуктора 6.
Обмотка 12 индуктора 9 размещена в кольцевом пазу 14, имеющемся на верхнем торце его магнитопровода 10. Опорная плита 4 и направляющая колонна 3 могут быть выполнены как одно целое. В качестве амортизаторов 5 используют, например, амортизаторы пружинного типа. Их устанавливают между инертной массой 2 и корпусом 8 якоря 6.
В наружном корпусе 1 предусмотрены окна 15 для измерения воздущного зазора между якорем 6 и индуктором 9. Величина воздущного зазора выбирается, исходя из максимального силового воздействия, получаемого при взаимном перемещении якоря 6 и индуктора 9. При этом З итывается необходимость безударного взаимного перемещения якоря и индуктора при работе на различных грунтах. Величина перемещения индуктора 9 определяется суммарной массой его и элементов 1 и 2, амплитудой и длительностью импульса силового воздействия. В рабочем состоянии окна закрыты, например, резиновыми поясами 16. Регулировка воздущного зазора осуществляется поворотом винтов 17 амортизаторов 5. К обмотке 12 подключен токоподвод 18. Для перемещения устройства на инертной массе 2 установлены транспортные ущки 19. Якорь 6 жестко закреплен на направляющей колонне 3, например, при помощи упора 20 и крепежных элементов (на чертеже не показаны).
Устройство работает следующим образом. При протекании импульса тока по обмотке 12 между магнитопроводами 7 и 10 соответственно якоря 6 и индуктора 9 возникает импульс механического усилия, под действием которого якорь притягивается к индуктору и через направляющую колонну 3
5
и опорную плиту 4 осуществляет силовое воздействие на грунт, возбуждая в нем сейсмические волны. Под действием реактивного импульса.индуктор 9 с инертной массой 2 и корпусом 1 перемещается вверх, выбирая при этом воздущный зазор между индуктором 9 и якорем 6. Шпонка 13 центрирует жесткую конструкцию из индуктора, наружного корпуса и инертной массы относительно направляющей колонны 3 и обеспечивает ее осевое перемещение без проворота.
После окончания импульса тока в обмотке 12 индуктора 9, а, следовательно, и силового воздействия на грунт, индуктор 9 под действием силы тяжести возвращается в исходное состояние, при этом его кинетическая энергия гасится амортизатором 5. В процессе создания механического усилия достигается хорошая эффективность его передачи, т.к. компоновка имеет максимальный коэффициент заполнения объема элементами, непосредственно участвующими в его создании. Такая компоновка обеспечивает также минимизацию массогабаритных показателей и, следовательно, расширяет круг применения устройства в труднодоступной местности, например, в горных условиях.
Подпись заявителя:
Директор
ОАО Завод Потенциал
В.П.Ткаченко