ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Полезная модель относится к пневматическим генераторам импульсов и может быть использована путем подачи дискретной порции сжатого воздуха в заданный момент времени для возбуждения упругих колебаний в водной среде с формированием в воде низкочастотных гидроакустических импульсов для проведения, в частности, сейсмической морской разведки.
Известен гидропневматический излучатель, содержащий пневматическую камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха, и гидравлическую камеру (см. патент US №4753316, 28.06.1988).
Однако подача под давлением порции жидкости не позволяет получить достаточно мощный импульс давления для генерации гидроакустических импульсов, что сужает область использования данного излучателя.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пневматический излучатель, содержащий камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха (см. патент US №3653460, 04.04.1972)
Однако непосредственное впрыскивание порции воздуха в воду при каждом срабатывании запорного клапана имеет от раза к разу низкую повторяемость временной формы гидроакустического импульса.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является повышение стабильности работы пневматического излучателя.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность добиться высокой повторяемости формируемого гидроакустического импульса с достижением максимума излучения в диапазоне низких частот, что позволяет снизить отрицательное воздействие формируемого гидроакустического воздействия на живые морские организмы.
Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что пневматический излучатель содержит камеру высокого давления, сообщенную через запорный клапан с источником сжатого воздуха, при этом пневматический излучатель снабжен надуваемой эластичной оболочкой, а камера высокого давления сообщена с надуваемой эластичной оболочкой через выпускной патрубок, на котором установлен быстродействующий клапан, причем надуваемая эластичная оболочка герметично закреплена на пропущенном через нее выпускном патрубке, выходной конец выпускного патрубка, выступающий из надуваемой эластичной оболочки, снабжен сбросным регулируемым клапаном, а в стенке выпускного патрубка, расположенной внутри надуваемой эластичной оболочки, выполнены отверстия.
Описанные выше конструктивные особенности позволяют добиться высокой повторяемости движения надуваемой эластичной оболочкой по сравнению с непосредственным впрыскиванием порции сжатого воздуха в окружающую пневматический излучатель водную среду. Важно, что надуваемая эластичная оболочка после расширения не сжимается по инерции в отличие от газового пузыря, сформированного непосредственно в воде, а сжимается сравнительно медленно и контролируемо, что существенным образом упрощает регистрацию импульсов, отраженных от донных структур. Спектр излучения задается не только давлением сжатого воздуха и объемом камеры высокого давления, но и материалом и конструкцией надуваемой эластичной оболочкой. Проведенные испытания показали, что возможно получить спектр излучения с максимумом в заданном диапазоне низких частот от 20 до 60 Гц и низкий уровень на высоких частотах, что позволяет повысить КПД работы пневматического излучателя и снизить губительное действие высокочастотной составляющей гидроакустического импульса на морских животных. Кроме того, при работе пневматического излучателя быстродействующий клапан работает только со сжатым воздухом без контакта с водой, что позволяет снизить требования к материалу, из которого изготавливают быстродействующий клапан, и увеличить ресурс его работы.
На чертеже схематически представлена конструкция пневматического излучателя, где надуваемая эластичная оболочка показана в надутом состоянии.
Пневматический излучатель содержит камеру высокого давления 1, сообщенную через запорный клапан 2 с источником сжатого воздуха.
Кроме того, пневматический излучатель снабжен надуваемой эластичной оболочкой 3, а камера высокого давления 1 сообщена с надуваемой эластичной оболочкой 3 через выпускной патрубок 4, на котором установлен быстродействующий клапан 5.
Надуваемая эластичная оболочка 3 герметично закреплена на пропущенном через нее выпускном патрубке 4. Выходной конец выпускного патрубка 4, выступающий из надуваемой эластичной оболочки 3, снабжен сбросным регулируемым клапаном 6, а в стенке выпускного патрубка 4, расположенной внутри надуваемой эластичной оболочки 3, выполнены отверстия.
Работает пневматический излучатель следующим образом.
В исходном положении запорный клапан 2 открыт, а быстродействующий клапан 5 закрыт, при этом давление сжатого воздуха в камере высокого давления 1 достигает максимальной величины.
После этого закрывают плавно запорный клапан 2 и затем быстро (за время не более 10 мс) открывают быстродействующий клапан 5.
Под действием высокого давления воздуха из камеры высокого давления 1 надуваемая эластичная оболочка 3 расширяется до ее максимального объема.
В ходе проведенных испытаний при объеме надуваемой эластичной оболочки 3 около 10 л время расширения надуваемой эластичной оболочки 3 составило не более 20 мс, а оболочки объемом около 40 л - не более 40 мс.
Затем плавно открывают сбросной регулируемый клапан 6 и воздух из надуваемой эластичной оболочкой 3 сбрасывают в окружающее надуваемую эластичную оболочку 3 пространство.
После этого закрывают сбросной регулируемый клапан 6 и быстродействующий клапан 5 и открывают запорный клапан 2 для поднятия давления сжатого воздуха в камере высокого давления 1 до максимальной величины.
Далее цикл работы пневматического излучателя повторяется, как описано выше.