Пристрій для збудження сейсмічних коливань

1. Пристрій для збудження сейсмічних коливань, що містить зовнішній корпус, інертну масу, напрямну колону, опорну плиту, амортизатори, а також електромеханічний привід, що включає якір, кільцева магнітна система якого містить магнітопровід, встановлений у своєму корпусі, і індуктор, розташований з можливістю осьового переміщення по напрямній колоні без прокручування, при цьому його кільцева магнітна система містить магнітопровід, встановлений у своєму корпусі, жорстко зв'язаному з інертною масою, і обмотку, а опорна плита жорстко зв'язана з якорем, який відрізняється тим, що опорна плита з'єднана з якорем напрямною колоною, на останній вгору від опорної плити поміщені індуктор і якір, закріплений на напрямній колоні, корпус індуктора жорстко зв'язаний зовнішнім корпусом з інертною масою, встановленою на його верхньому торці, напрямна колона з'єднана з індуктором за допомогою фігурної шпонки, в ролі електромеханічного приводу застосований привід електромагнітного типу, а обмотка індуктора розміщена в кільцевому пазі, виконаному на верхньому торці його магнітопроводу. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що опорна плита і напрямна колона виконані як одне ціле. Корисна модель належить до невибухових джерел сейсмічних коливань і призначена для створення сейсмічних хвиль шляхом імпульсних силових дій на поверхню ґрунту, зокрема, до пристроїв електромагнітного типу. Відомий пристрій для збудження сейсмічних коливань з електромагнітним приводом (див. патент RU 2171478 С1 від 23.02.2000., МПК 7 G01 V 1/02, опуб. 27.07.2001.). Пристрій містить корпус, інертну масу і електромагнітний привод, що включає індуктор, магнітна система якого складається з магнітопровода і обмотки, а також якір. Корпус утворений боковими стінками полозів і поперечиною. Одночасно бокові стінки кожного з полозів виконують функцію напрямної, а днища утворюють опорну плиту. Пристрій також містить амортизатори, що являють собою демпфери односторонньої дії. Встановлені вони між краями інертної маси і днищем у кожному з полозів. Днища полозів жорстко зв'язані зі своїми боковими стінками. В кожному з полозів послідовно вгору від днища встановлені інертна маса, індуктор і якір. Індуктор має можливість осьового переміщення без прокручування. Недоліком відомої конструкції можна вважати обмеженість застосування. Це обумовлено можливістю одержання достатньої сейсмічної ефективності тільки в зимову пору року. Крім того, у пристрої недостатньо використовується активна частина індуктора привода через наявність полів розсіювання в лобових частинах обмотки. Прототипом конструкції, що заявляється, можна вважати пристрій для збудження сейсмічних коливань, що описаний в авторському свідоцтві SU 988075 А, від 29.12.1980., МПК З G01 V 1/04, опуб. 23.07.1985., бюл. №27. Пристрій містить зовнішній корпус, інертну масу, напрямну колону, опорну плиту, амортизатори, а також електромеханічний привод, що включає якір, кільцева магнітна система якого містить магнітопровід, встановлений у своєму корпусі. Привод містить також індуктор, розташований з можливістю осьового переміщення по напрямній колоні без прокручування. Кільцева магнітна система індуктора містить магнітопровід, встановлений у своєму корпусі, жорстко зв'язаному з інертною масою, і обмотку. Опорна плита жорстко зв'язана з якорем. Це спільні ознаки з конструкцією, що заявляється. 00 1748 Якір і індуктор привода розміщені коаксіальне, їхні обмотки знаходяться в кільцевих пазах на обернених одна до одної бокових поверхнях магнітопроводів Нижній кінець напрямної колони вільний і центрується напрямним виступом, який жорстко зв'язаний з корпусом якоря, розташованого ззовні індуктора У ролі електромеханічного привода використаний привод електродинамічного типу Недоліком відомої конструкції можна вважати низьку ефективність перетворення електричної енергії в механічну, яка передається у вигляді імпульсу силової дії на поверхню ґрунту Обумовлено це використанням привода електродинамічного типу Крім того, відомий пристрій має значні масогабаритні показники, що обмежує його застосування В основу корисної моделі поставлена задача створити такий пристрій для збудження сейсмічних коливань, в якому нова компоновка конструкції з використанням привода електромагнітного типу і забезпечення жорсткості і центрування кожної з частин привода, що переміщаються, дозволили одержати мінімальні масогабаритні показники, універсальність у застосуванні і максимальну ефективність перетворення електричної енергії в механічну Для розв'язання поставленої задачі у пристрої для збудження сейсмічних коливань, що містить ЗОВНІШНІЙ корпус, інертну масу, напрямну колону, опорну плиту, амортизатори, а також електромеханічний привод, що включає якір, кільцева магнітна система якого встановлена у своєму корпусі, і індуктор, розташований з можливістю осьового переміщення по напрямній колоні без прокручування, при цьому його кільцева магнітна система містить магнітопровід, встановлений у своєму корпусі, жорстко зв'язаному з інертною масою, і обмотку, а опорна плита жорстко зв'язана з якорем, ВІДПОВІДНО ДО корисної моделі, опорна плита з'єднана з якорем напрямною колоною На останній вгору від опорної плити поміщені індуктор і якір, закріплений на напрямній колоні Корпус індуктора жорстко зв'язаний ЗОВНІШНІМ корпусом з інертною масою, встановленою на його верхньому торці Напрямна колона з'єднана з індуктором за допомогою фігурної шпонки В ролі електромеханічного привода використаний привод електромагнітного типу, а обмотка індуктора розміщена в кільцевому пазі, виконаному на верхньому торці його магнітопровода Напрямна колона і опорна плита можуть бути виконані як одне ціле Жорсткий зв'язок якоря з опорною плитою за допомогою напрямної колони забезпечує мінімізацію КІЛЬКОСТІ елементів, які не приймають безпосередньої участі у створенні силової ди Установка вгору від опорної плити на напрямній колоні індуктора та якоря, який при цьому закріплений на напрямній колоні, дозволяє найбільш просто реалізувати привод електромагнітного типу Зв'язок корпусу індуктора з інертною масою, встановленою на його верхньому торці за допомогою зовнішнього корпусу дозволяє одержати жорсткість з'єднаних з індуктором елементів конструкції і додатково зменшити число елементів, які безпосередньо не приймають участі у створенні силової дП Сполучення напрямної колони з індуктором за допомогою фігурної шпонки забезпечує центрування індуктора і його осьове переміщення без прокручування, чим досягається надійність конструкції Розміщення обмотки індуктора у кільцевому пазі, виконаному на його верхньому торці, дозволяє конструктивно просто реалізувати привод електромагнітного типу і суттєво підвищити ефективність перетворення електричної енергії в механічну Таким чином, запропонована компоновка дозволяє поліпшити масогабаритні показники, підвищити ефективність перетворення електричної енергії в механічну, знизити собівартість виготовлення, підвищити надійність конструкції, що забезпечує універсальність застосування пристрою Можливість виконання напрямної колони і опорної плити як одне ціле додатково знижує масу частини конструкції, яка безпосередньо діє на грунт Пристрій, що заявляється, ілюструється кресленням, де представлений його поздовжній розріз Пристрій для збудження сейсмічних коливань містить ЗОВНІШНІЙ корпус 1, інертну масу 2, напрямну колону 3, опорну плиту 4 і амортизатори 5 В ролі електромеханічного привода у пристрої використаний привод електромагнітного типу Він включає якір 6, кільцева магнітна система якого містить магнітопровід 7, встановлений у своєму корпусі 8, а також індуктор 9 Кільцева магнітна система індуктора містить магнітопровід 10, який встановлений у своєму корпусі 11, і обмотку 12 Опорна плита 4 і якір 6 жорстко зв'язані між собою за допомогою напрямної колони 3 На колоні 3 від опорної плити 4 послідовно вгору поміщені індуктор 9, з можливістю осьового переміщення без прокручування, і якір 6 Корпус 11 індуктора 9 жорстко зв'язаний ЗОВНІШНІМ корпусом 1 з інертною масою 2, встановленою на його верхньому торці Напрямна колона 3 з'єднана з індуктором 9 за допомогою фігурної шпонки 13 Це забезпечує одночасну можливість осьового переміщення по напрямній колоні 3 без прокручування і центрування індуктора 6 Обмотка 12 індуктора 9 розміщена в кільцевому пазі 14, що є на верхньому торці його магнітопровода 10 Опорна плита 4 і напрямна колона 3 можуть бути виконані як одне ціле В ролі амортизаторів 5 використовують, наприклад, амортизатори пружинного типу, їх встановлюють між інертною масою 2 і корпусом 8 якоря 6 В зовнішньому корпусі 1 передбачені вікна 15 для вимірювання повітряного проміжку між якорем 6 і індуктором 9 Величина повітряного проміжку вибирається, виходячи з максимальної силової дії, що одержується при взаємному переміщенні якоря 6 і індуктора 9 При цьому враховується необхідність безударного взаємного переміщення 1748 якоря і індуктора при роботі на різних грунтах. Величина переміщення індуктора 9 визначається сумарною масою його і елементів 1 і 2, амплітудою та тривалістю імпульсу силової дії. У робочому стані вікна закриті, наприклад, гумовими поясами 16. Регулювання повітряного проміжку здійснюється поворотом гвинтів 17 амортизаторів 5. До обмотки 12 підключений струмопідвід 18. Для переміщення пристрою на інертній масі 2 встановлені транспортні вушка 19. Якір 6 жорстко закріплений на напрямній колоні 3, наприклад, за допомогою упора 20 та кріпильних елементів (на кресленні не показані). Пристрій працює наступним чином. При протіканні імпульсу струму по обмотці 12 між магнітопроводами 7 і 10 відповідно якоря 6 та індуктора 9 виникає імпульс механічного зусилля, під дією якого якір притягається до індуктора і через напрямну колону 3 та опорну плиту 4 здійснює силову дію на ґрунт, збуджуючи в ньому сейсмічні хвилі. Під дією реактивного імпульсу індуктор 9 з інертною масою 2 і корпусом 1 переміщається вгору, вибираючи при цьому повітряний проміжок між індуктором 9 і якорем 6. Шпонка 13 центрує жорстку конструкцію з індуктора, зовнішнього корпусу і інертної маси відносно напрямної колони 3 і забезпечує її осьове переміщення без прокручування. Після закінчення імпульсу струму в обмотці 12 індуктора 9, а, отже, і силової дії на ґрунт, індуктор 9 під дією сили тяжіння повертається у вихідний стан, при цьому його кінетична енергія гаситься амортизатором 5. В процесі створення механічного зусилля досягається добра ефективність його передачі, тому що компоновка має максимальний коефіцієнт заповнення об'єму елементами, що безпосередньо приймають участь в його створенні. Така компоновка забезпечує також мінімізацію масогабаритних показників і, отже, розширює коло застосування пристрою у труднопрохідній місцевості, наприклад, в гірських умовах. Фіг. Підписано до друку 05.05.2003 р. Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236 - 47 - 24