專利名稱：自動對中的雙梭氣槍的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及海底地震探測作業(yè)中的氣槍。更具體地說，本發(fā)明涉及一種在氣槍中的壓縮空氣排放后對氣槍梭形滑閥進(jìn)行對中的雙梭氣槍。
海底地震探測作業(yè)記錄從海底和海底下面地質(zhì)構(gòu)造反射的聲波。該聲波是由釋放壓強(qiáng)在2000至6000psi之間的壓縮空氣的氣槍產(chǎn)生的。單獨一支氣槍產(chǎn)生的聲波脈沖被地震探測陣列中的附加氣槍放大，從而產(chǎn)生大的聲波。這些聲波從海底和地質(zhì)構(gòu)造反射并由記錄儀器感測，這些記錄儀器具有將聲波轉(zhuǎn)換為電信號用的換能器。這些記號受到記錄并隨后受到處理，從而作出海底表面下地質(zhì)構(gòu)造的模型。
普通氣槍將壓縮空氣儲存在一個殼體中，壓縮空氣通過殼體中的有閥的孔釋放。釋放的空氣在水中形成氣泡，從而產(chǎn)生聲壓脈沖。一個電操作的電磁線圈控制閥的操作和壓縮空氣的釋放。Harrison，Jr.的美國專利No.4,623,033(1986)中示出一種氣槍的一個例子，其中一支氣槍包括圍繞氣槍殼體延伸360度的有閥的孔。該滑閥由一個沿氣槍的軸向往復(fù)移動的梭組成。
Harrison的美國專利No.5,365,492(1994)描述一種當(dāng)氣槍開槍時加速該梭的改進(jìn)的氣槍。Harrison，Jr.的美國專利No.5,001,679(1991)中示出另一種氣槍設(shè)計，其中壓縮空氣通過雙梭的操作從殼體釋放。這一雙梭的概念通過當(dāng)氣槍開槍時加速壓縮空氣從殼體的釋放來增大氣槍的效率。兩個梭同時操作以釋放壓縮空氣，并且兩個梭返回到初始位置。
雖然改進(jìn)的氣槍顯著地改善了聲波的有效發(fā)生，但還可以改進(jìn)氣槍的重量和響應(yīng)特性，以有利于氣槍的使用和改善聲波質(zhì)量。因此，需要一種能完成這些目的的改進(jìn)的氣槍。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種用于地震探測作業(yè)的改進(jìn)的雙梭氣槍。本發(fā)明描述一種用于將壓縮空氣釋放到環(huán)境中的氣槍，該氣槍包括一個形成儲存壓縮空氣用的內(nèi)室的殼體、一個殼體中的用于將壓縮空氣從內(nèi)室釋放到環(huán)境中去的孔、一個可以相對于殼體移動以選擇性地關(guān)閉孔的一部分的第一閥、一個可以相對于殼體移動以便與第一閥配合而將孔關(guān)閉在初始充氣位置中的第二閥、一個用于移動第一和第二閥以通過該孔釋放壓縮空氣的致動器，以及一個用于使第一和第二閥返回到初始充氣位置的對中機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的其它實施例中，這些閥可以由可以沿軸向相對于殼體移動的第一和第二梭組成。一個對中機(jī)構(gòu)將第一和第二梭定位在初始充氣位置處。該對中機(jī)構(gòu)可以包括一個連接在殼體上的止動件或可以包括與壓縮空氣接觸的在第一和第二梭上的錐形表面上，以便產(chǎn)生跨越第一和第二梭的壓力不平衡并向著初始充氣位置推動第一和第二梭。
附圖的簡要說明

圖1例示本發(fā)明的一個實施例，其中可以移動的梭包括錐形表面，用于產(chǎn)生接觸壓縮空氣用的面積差異和用于向著初始充氣位置推動這些梭。
圖2和圖3例示一個可以移動的梭的錐形表面的詳細(xì)截面圖。
圖4例示本發(fā)明的另一個實施例，其中這兩個可以移動的梭用一個固定的止動件對中。
圖5例示本發(fā)明的另一個實施例，表示固定止動件的一個替代的實施例。
優(yōu)選實施例的描述本發(fā)明提供一種包括兩個梭形滑閥或梭的改進(jìn)的氣槍。圖1例示氣槍10，總的包括殼體12、第一閥或梭14和第二閥或梭16。殼體12包括圓筒18用于將壓縮空氣儲存在所形成的內(nèi)腔空間中，而孔20位于筒18的壁中，以選擇性地控制壓縮空氣的釋放。
第一梭14的形狀基本上像圍繞筒18的圓環(huán)，并包括圓筒形主體22和導(dǎo)向端部24。第一梭14的接觸端部26與導(dǎo)向端部24對置。第二梭16的形狀基本上像圍繞筒18的圓環(huán)，具有圓筒形主體28和導(dǎo)向端部30。第二梭16的接觸端部32與導(dǎo)向端部30對置。如圖所示，第一梭14的接觸端部26在殼體內(nèi)腔34中往復(fù)運動，而第二梭16的接觸端部32在殼體內(nèi)腔36中往復(fù)運動。磨損環(huán)38減少殼體12與第一梭14和第二梭16之間的摩擦和磨損。
如圖1中所示，接觸端部26和接觸端部32跨越接觸表面40會合。密封件42防止壓縮空氣在它們之間泄漏。密封件44和46還接觸錐形表面48和50，以防止壓縮空氣泄漏進(jìn)入周圍環(huán)境。
孔52連接在壓縮空氣源(未示出)上并引導(dǎo)壓縮空氣進(jìn)入通道54。當(dāng)殼體12抽空時，通道54輸送壓縮空氣同時充滿殼體空腔34、殼體空腔36和筒18的內(nèi)室。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入空腔34和空腔36時，壓縮空氣同時作用在第一梭14的導(dǎo)向端部24和第二梭16的導(dǎo)向端部30上。由壓縮空氣產(chǎn)生的力作用在這些表面上，推動第一梭14和第二梭16朝向圖1中所示的初始充氣位置。
參照圖2和圖3，圖中示出接觸端部32和錐形表面50的細(xì)節(jié)。錐形表面50接觸密封件46并隨第二梭16的位置而對壓縮空氣逐漸呈現(xiàn)不同的輪廓面積。如果如圖2中所示第二梭16過度伸出到殼體空腔36之外而朝向第一梭14，那么第二梭16的接觸端32的錐形表面50呈現(xiàn)比第一梭14的接觸端部24的表面積小的表面積。因為在該例子中空腔34中的壓縮空氣作用在比空腔36的表面積要大的表面積上，所以如圖3中所示，產(chǎn)生一個不同的力來推動第一梭14朝向空腔36內(nèi)的初始充氣位置。同樣，如果第一梭14過度伸出到殼體空腔34之外，那么就產(chǎn)生一個相反的力。
致動器56圖示為由開關(guān)和電源(未示出)電力驅(qū)動的電磁閥。致動器56將壓縮空氣引入通道58，后者轉(zhuǎn)過來引向接觸表面40。當(dāng)壓縮空氣接觸原先處于環(huán)境壓力的表面40時，一個大得多的面積暴露于壓縮空氣壓力下，使得第一梭14和第二梭16分開而打開孔20，從而將壓縮空氣釋放到環(huán)境中去。
圖4例示本發(fā)明的另一實施例，其中殼體60與第一梭62和第二梭64相嚙合。法蘭66連接在殼體60上并基本上平分殼體60的內(nèi)室68。密封件69位于法蘭66與第一梭62和第二梭64之間。法蘭66形成一個前止動件，阻止第一梭62和第二梭64之間的接觸，還減小這些梭在限定的移動范圍內(nèi)的行程。如圖4中所示，致動器70提供壓縮空氣通過通道72以接觸和移動與法蘭66接觸的第一梭62和第二梭64的表面，使得室68中的壓縮空氣釋放到周圍環(huán)境中。在打開程序期間第一梭62和第二梭64繼續(xù)加速，使得大量的空氣被迅速排放，從而產(chǎn)生高壓聲波。這個特點決定梭的打開速度和相應(yīng)的孔的打開程度及空氣排放速率。
圖5例示具有不同止動件構(gòu)型的另一種氣槍實施例。殼體74與第一梭76和第二梭78嚙合?？諝馔ǖ?0將壓縮空氣引向室82和84，而空氣通道86將壓縮空氣從致動器88引向在密封件90和93之間與94和95之間限定的區(qū)域。如前所述，這一致動動作使第一梭76脫離與第二梭78的接觸，并使壓縮空氣能夠從殼體74的內(nèi)部釋放。法蘭98提供圖3中所示實施例中法蘭66的所述同樣作用。
能夠理解，可以進(jìn)行本文說明的本發(fā)明部件的許多組合和構(gòu)型。例如，使第一和第二梭分離的致動器可以包括適合于從初始充氣位置推動這兩個梭的液壓、電動、氣動或機(jī)械裝置。此外，這兩個梭的定中機(jī)構(gòu)可以包括一種如圖1中所示的浮動構(gòu)型，可以包括一種如圖4和圖5中所示的固定止動件，或者可以包括能用于完成預(yù)定結(jié)果的其它結(jié)構(gòu)組合。
雖然本發(fā)明是按照某些優(yōu)選實施例來描述的，但該技術(shù)的一般熟練人員可以清楚，對本文的發(fā)明概念可以進(jìn)行修改和改進(jìn)而不偏離本發(fā)明的范圍。本文描述的實施例僅僅例示發(fā)明的概念施而不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將壓縮空氣釋放到環(huán)境中的氣槍，它包括一個殼體，該殼體形成一個儲存壓縮空氣用的由內(nèi)室并且還形成一個孔，該孔用于能夠?qū)嚎s空氣從所述由室釋放到環(huán)境中；一個可以相對于所述殼體移動的第一閥，用于選擇性地關(guān)閉所述孔的一部分；一個可以相對于所述殼體移動的第二閥，用于與所述第一閥配合以便將所述孔關(guān)閉在一個初始充氣位置中，從而能夠?qū)嚎s空氣安置在所述殼體內(nèi)室中；一個致動器，用于移動所述第一閥和所述第二閥以打開所述孔，使得能夠?qū)嚎s空氣釋放到環(huán)境中；以及一個對中機(jī)構(gòu)，用于使所述第一閥和所述第二閥返回到初始充氣位置。
2.一種如權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，所述對中機(jī)構(gòu)包括一個連接在所述殼體上的法蘭。
3.一種如權(quán)利要求2中所述的設(shè)備，其中所述法蘭的中心平分所述殼體內(nèi)室。
4.一種如權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，還包括一個與所述第一閥接觸的第一充氣內(nèi)室和一個與所述第二閥接觸的第二充氣內(nèi)室，其中所述第一和第二充氣內(nèi)室能夠充入壓縮空氣，以便將所述第一閥和所述第二閥推動到初始充氣位置中。
5.一種如權(quán)利要求4中所述的設(shè)備，其特征在于，所述對中機(jī)構(gòu)包括一個在所述第一閥上與所述第一充氣內(nèi)室接觸的第一表面和一個在所述第二閥上與所述第二充氣內(nèi)室接觸的第二表面，其中在所述第一和第二充氣內(nèi)室中的壓縮空氣選擇性地作用壓靠所述第一和第二表面，以便使所述第一和第二閥移動到初始充氣位置中。
6.一種如權(quán)利要求5中所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二表面包括錐形表面，用于選擇性地改變所述第一閥和所述第二閥與壓縮空氣接觸的表面積。
7.一種如權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，還包括一個在所述殼體和所述第一錐形表面之間的第一密封件，并且包括一個在所述殼體和所述第二錐形表面之間的第二密封件。
8.一種如權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，還包括一個在所述第一閥和所述殼體之間的第一密封件，并且還包括一個在所述第二閥和所述殼體之間的第二密封件。
9.一種用于將壓縮空氣釋放到環(huán)境中的氣槍，它包括一個殼體，該殼體形成一個儲存壓縮空氣用的內(nèi)室并且還形成一個孔，該孔用于能夠?qū)嚎s空氣從所述內(nèi)室釋放到環(huán)境中；一個可以相對于所述殼體沿軸向移動的第一梭，用于選擇性地關(guān)閉所述孔的一部分；一個可以相對于所述殼體沿軸向移動的第二梭，用于與所述第一閥配合以便將所述孔關(guān)閉在一個初始充氣位置中，從而能夠?qū)嚎s空氣安置在所述殼體內(nèi)室中；一個致動器，用于移動所述第一和第二梭以打開所述孔，從而將壓縮空氣釋放到環(huán)境中；以及一個止動件，在平分所述殼體內(nèi)室的位置處連接在所述殼體上，用于在初始充氣位置處接觸所述第一和第二梭。
10.一種如權(quán)利要求9中所述的氣槍，還包括一個在所述第一梭和所述殼體之間的第一密封件，并且包括一個在所述第二梭和所述殼體之間的第二密封件。
11.一種如權(quán)利要求9中所述的氣槍，其特征在于所述致動器引導(dǎo)所述第一梭和所述止動件之間的壓縮空氣，并且還引導(dǎo)所述第二梭和所述止動件之間的壓縮空氣，以便選擇性地移動所述第一和第二梭離開初始充氣位置，從而打開所述孔并釋放壓縮空氣進(jìn)入環(huán)境。
12.一種如權(quán)利要求9中所述的氣槍，其特征在于，所述孔位于所述止動件的附近。
13.一種如權(quán)利要求12中所述的氣槍，還包括多個位于所述止動件附近的孔。
14.一種如權(quán)利要求9中所述的設(shè)備，還包括在所述殼體與所述第一和第二梭之間的磨損表面。
15.一種用于將壓縮空氣釋放到環(huán)境中的氣槍，它包括一個殼體，該殼體形成一個儲存壓縮空氣用的內(nèi)室并且還形成一個孔，該孔用于能夠?qū)嚎s空氣從所述內(nèi)室釋放到環(huán)境中，其中所述孔基本上位于一個平分所述內(nèi)室的位置中；一個可以相對于所述殼體沿軸向移動的第一梭，用于選擇性地關(guān)閉在初始充氣位置中的所述孔的一部分；一個可以相對于所述殼體沿軸向移動的第二梭，用于選擇性地關(guān)閉在初始充氣位置中的所述孔的一部分，其中所述第一和第二梭越過一個在所述初始充氣位置中的密封表面相互配合，以密封所述孔；一個對壓縮空氣作出反應(yīng)的對中機(jī)構(gòu)，用于使所述第一和第二閥返回到一個初始位置，在該處所述密封表面鄰近于所述孔；以及一個致動器，用于移動所述第一和第二梭離開所述初始充氣位置，以便能夠釋放壓縮空氣通過所述孔并進(jìn)入環(huán)境。
16.一種如權(quán)利要求15中所述的設(shè)備，其特征在于，所述對中機(jī)構(gòu)包括在所述第一和第二梭上的錐形表面，用于接觸作用在所述對中機(jī)構(gòu)上的壓縮空氣，其中跨越所述兩個錐形表面作用的壓力差向著所述初始充氣位置推動所述第一和第二梭。
17.一種如權(quán)利要求16中所述的設(shè)備，還包括一個位于所述殼體和所述第一梭的錐形表面之間的第一密封件，并且包括一個位于所述殼體和所述第二梭的錐形表面之間的第二密封件。
18.一種如權(quán)利要求15中所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二梭在所述初始充氣位置中跨越一個表面而接觸，而且其中所述致動器越過所述表面提供壓縮空氣，以移動所述第一和第二梭離開所述初始充氣位置。
全文摘要
一種氣槍(10),用于將壓縮空氣釋放到環(huán)境中。兩個對置的梭形滑閥(14,16)選擇性地打開孔(20),以更快地從氣槍釋放壓縮空氣。一個對中機(jī)構(gòu)使第一(14)和第二(16)梭形滑閥返回到初始位置。該對中機(jī)構(gòu)可以包括一個壓力補(bǔ)償系統(tǒng)或機(jī)械止動件,以便將第一和第二梭安置在選定的位置。
文檔編號G01V1/02GK1180471SQ96192105
公開日1998年4月29日 申請日期1996年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月24日
發(fā)明者E·R·哈里森, 菲利普·J·詹金斯 申請人:I/O探測產(chǎn)品(美國)公司