Газогенератор источника сейсмических сигналов

 

О11ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 744401

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05.76 (21) 2360674/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80, Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) М. Кл

G 01Ч 1/04

Государственный комитет (53) УДК 550.834 (088.8) це делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Е. В. Лихтман (71) Заявитель

Волжское отделение Института геологии и разработки горючих ископаемых (54) ГАЗОГЕНЕРАТОР ИСТОЧНИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике возбуждения акустических импульсов и может быть использовано, например, в источниках излучения моноимпульсных, равномерно-импульсных и фазоманипулированных сигналов при изучении около- и межскважинного пространства, в морской сейсморазведке полезных ископаемых, а также в промышленных технологических процессах.

Известен газогенератор-электролизер для 1р выработки газовой смеси в виде герметичного контейнера, расположенного в корпусе источника сейсмических сигналов (1).

Взрывчатая смесь получается из воды, которая путем электролиза разлагается на 15 водород и кислород. Эта смесь поджигается искрой, либо каким-нибудь другим способом; выделяемая энергия в виде упругой волны распространяется в окружающей среде. После сгорания газовой смеси образуется исходный продукт — вода. Таким образом, при работе устройства длительное время не требуется перезарядки рабочего тела.

Существенным недостатком известной конструкции газогенератора-электролизера является образование устойчивой газовой оболочки вокруг электродов, что нейтрализует процесс электролиза. Как известно, при прохождении через электролит необхо- 30 димого напряжения и плотности тока между катодом и анодом, на поверхности катода, в результате электролиза интенсивно выделяется водород. В начальной стадии процесса пузырьки водорода закрывают поверхность катода на значительном его участке, что резко замедляет процесс электролиза с одной стороны, а с другой стороны, через оставшиеся незакрытыми места, начинает проходить ток недопустимо большой силы, что приводит к их разогреву и испарению электролита. Паровая оболочка, в свою очередь, оттесняет электролит и от остальной поверхности катода. В результате сила проходящего тока резко снижается, тепловыделение уменьшается, охлаждающиеся водяные пары конденсируются, электролит дегазируется, электроды охлаждаются, и процесс повторяется в той же последовательности, т. е. приобретает прерывистый характер, что существенно снижает производительность работы электролизера и устройства в целом. К тому же разность концентраций анолита и католита в анодном и катодном пространствах приводит к нарушению стабильности электролиза с течением времени.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является газогенератор источника сейсмических сигналов, содержащий корпус с электролитом и размещенными в нем электродами (2).

Газогенератор содержит устройство принудительной циркуляции электролита в виде насоса.

При прохождении через электролит необходимого напряжения и плотности тока между катодом и анодом на поверхностях электродов в результате электролиза интенсивно выделяются пузырьки газов. 3 а счет принудительной циркуляции жидкости при помощи насоса активируется эвакуация пузырьков газа из электролита и уменьшается разность концентраций католита и анолита в катодном и анодном пространствах.

Существенными недостатками известной конструкции газогенератора источника сейсмических сигналов являются снижение производительности процесса электролиза в связи с отложением осадка на рабочих поверхностях электродов электролизера; усложнение конструкции электролизера в связи с необходимостью применения отдельного насоса для принудительной циркуляции электролита в межэлектродном пространстве; затраты энергии на привод насоса.

Целью настоящего изобретения является увеличение скорости получения газовой смеси. Поставленная цель достигается тем, что электроды выполнены из электропроводного магнитнотвердого материала и установлены встречно одноименными полюсами.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показана конструкция газогенератора источника сейсмических сигналов, Газогенератор источника сейсмических сигналов содержит стальные магниты-электроды: катод 1 и анод 2, погруженные в электролит 3, и резервуар 4, в который помещены перечисленные элементы.

В качестве электролита 3 используются водные растворы щелочей, кислот и солей.

В качестве материалов для электродов применяются магнитножесткие электропроводные материалы, в частности обычные углеродистые стали, которые хорошо обрабатываются, обладают коррозионной стойкостью при катодной поляризации, достаточно низким перенапряжением выделения водорода и остаточной намагниченностью.

Для повышения износоустойчивости и понижения перенапряжения производится активация катода 1 осаждением на его поверхности слоя никеля, а также металламп платиновой группы. На анод 2 наносится матовое никелевое покрытие толщиной

80 — 100 мк, в которое вводятся серосодержащие добавки для снижения анодно"o потенциала. Перед установкой в электролизер электроды 1, 2 намагничиваются и устанавливаются встречно одноименными по люсами.

744401

Устройство работает следующим образом.

При прохождении электрического тока через раствор электролита 3 на электродах 1, 2 происходит разряд ионов и протекают связанные с этим химические реакции. Протекание процесса электролиза определяется переносом электрического тока в жидкости и условиями разряда присутствующих в растворах ионов электролита 3.

В щелочных электролитах перенос тока осуществляется почти исключительно ионами К+ или Na+ и гидроокислами ОН вЂ”. При проведении электролиза в течение длитель15 ного времени концентрация ионов К+ или

Na+ в катодном пространстве возрастает, а в анодном понижается вследствие переноса этих катионов из анодного в катодное пространство.

Для уменьшения разности концентраций анолита и католита в анодном и катодном пространствах, а также для очистки рабочих поверхностей электродов 1, 2 от пузырьков газа и активной их эвакуации из электролита, в конструкции предусмотрена принудительная циркуляция жидкости, которая осуществляется за счет взаимодействия магнитного поля намагниченных электродов 1, 2 с жидким проводником тозр ка — эл ектр ол и том 3.

Магнитное поле постоянно стремится вытолкнуть из межполюсного пространства жидкость, проводящую электрический ток с силой F = BIL, тем самым придавая ей движение снизу вверх между электродами и сверху вниз — в пространстве за электродами. При площади пластин электродов равной 1 м, зазоре между ними, равном

0,02 м, проходящем токе 10000 А и магнит4р ной индукции поля 0,1 Т, действует выталкивающая сила порядка 20 Н. Таким образом, поток жидкости увлекает за собой пузырьки газа с поверхности электродов п одновременно в достаточной степени обес,15 печивает перемешивание анолита и католита, причем различие содержания КНО в анолите и католите не превышает 10 г/л при общей концентрации едкого кали

250+400 г/л.

При протекании жидкости в межэлектродном пространстве между магнитными полюсами электродов 1, 2 электролит 3 проходит магнитную обработку, предотвращая тем самым загрязнение рабочих поверхностей электродов от различного рода осадков, находящихся в электролите в растворенном и во взвешенном состояниях.

Интенсификация процесса электролиза, упрощение конструкции электролизера и

Ор повышение экономичности предложенного устройства расширяет сферу его применения при проведении геологоразведочных работ и в других областях науки и техники, а также устраняет необходимость веде65 ния пазпаботки новых vcxnnAr n nrn

744401

Формула изобретения

Составитель Л. Солодилов

Техред А. Камышникова

Редактор В, Левятов

Корректоры: P. Беркович и Т. Трушкина

Заказ 1021/10 Изд. № 335 Тираж 649 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 назначения и позволяет простыми средствами усовершенствовать действующие системы газогенераторов-электролизеров.

Газогенератор источника сейсмических сигналов, содержащий корпус с электролитом и размещенными в нем электродами, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости получения газовой смеси, электроды выполнены из электропроводного магнитнотвердого материала и установлены встречно одноименными полюсами.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3587775, кл. 181-5, опублик. 1971.

2. Патент США № 3229246, кл. 340-12, 10 опублик. 19бб (прототип).