Акустический излучатель

 

284752

О П

Союз Советских

Социалистических

Республнк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Кл. 42s, 1/20

Заявлено 22.1V.1967 (№ 1149792/18-10) МПК В 06Ь 1/20

Приори гет

Комитет по делам изобретений н открытнй прн Совете Министров

СССР

УДК 534.232(088.8) Опубликовано 14,Х.1970. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 30.XII.1970

Автор изобретения

Иностранец

Хеппи Хью Анфрид (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Мэтелл Инк» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Зависимый от патента №

Изобретение относится к излучателям звука широкого диапазона.

Известны акустические излучатели, содержащие расположенные в корпусе сопло, соединепное воздухопроводом с источником рабочей среды, и резонатор, генерирующие высокочастотные колебания.

Однако они не позволяют получать высокочастотные колебания с наложением на них низкочастотных колебаний, например звуковых.

Предлагаемый излучатель снабжен модулирующим устройством, выполненным в виде олых звукопроводов, входы которых соединены с источником модулирующего сигнала, например рупором, а выходы — с резонатором, а также тем, что выходное отверстие резонатора соединено с дополнительным резонатором радиальной моды колебаний, на выходе которого установлен рупорный отражатель, и модулпрующее устройство снабжено разделит льной мембраной, расположенной в полом звукопроводе перед резонатором.

Такое выполнение излучателя позволяет наложить на высокочастотные колебания колебаний низкой частоты, например звуковые.

Иа фиг. 1 изображен предложенный излучатель с модулирующпм устройством; на фиг.

2 — то же, с дополнительным резонатором и отражателем; на фиг. 3 — разрез излучателя с разделительной мембраной.

Излучатель состоит из корпуса 1, сопла 2 и резонаторной полости 8. Модули рующее

5 устройство представляет собой полые звукопроводы 4, входы которых соединены с источником модулирующего сигнала, например рупором 5.

Излучатель снабжен дополнительным резо10 натором б радиальной моды колебаний, на выходе которого установлен рупорный отражатель 7.

Разделительная мембрана 8 установлена в г.олом звукопроводе 4 перед резонаторной по15 лостью 8.

Излучатель работает следующим образом.

Когда рабочая среда под давлением течет в

co»". - и через фасонное сопло 9, то у отверстия 10 происходит разделение потока, и обра20 зовывается свободная струя 11, которая пытается пройти через отверстие 12, диаметр «оторого несколько больше диаметра отверстия

10. Поток, который не может пройти через отверстие 12, отклоняется твердой гранью пла25 стинки 18 — прерывателя потока. Результирующее нарушение давлени на пластинку начинает распространяться пз исходного источника. Это вызывает увеличение потока через отверстие 12 и уменьшение потока через от3Q всрстие 10, что может рассматриваться

284752

50 возмущение скорости потока, а следовательно как локализация завихренности потока в зоне прохода через отверстие 10. Это возмущение перемещается к низу со скоростью гидродинамической волны uUp, где с является функцией числа Струхаля, а Уо представляет среднюю скорость потока у отверстия 10 (а находится в пределах 0,25 — 0,75). По мере того, как возмущение переносится книзу, завихренность сдвигаемого слоя струи сливается, и возмущение возрастает. Цикл повторяется, и при наличии достаточного усиления возмущения и соответствующей фазы следует самовоз. буждение. Этот процесс приводит к колебаниям массового расхода потока через отверстие 12, которые являются источником звука или несущей волны 14 на частоте, идентичной частоте гидродинамического потока внутри резонаторной полости 3. Звукопроводы 4 соединены с рупором 5 звукового входа У-образным концом 15 воздухопровода. Модулирующий сигнал, включающий звуковую подачу из рупора 16, может быть затем введен в резонаторную полость 8 через рупор 5 и волноводы 4, вызывая изменения давления в резонаторной полости 3, тенденция которых частично аннулировать, или, наоборот, увеличивать обратную связь гидродинамического давления; нз этого следует, что струя 11 модулируется вместе с несущей волной 14. Резонаторная полость 8 действует в качестве шунтовой податливости к звуковой подаче или к входному модулирующему сигналу так, что резонаторная полость 8 должна быть маломерной по своему объему для достижения высокочастотной модуляции, Когда модулирующий сигнал, принимающий форму звуковой подачи или т. п., вводится по звукопроводу 4 в резонаторную полость 8, то

«скорость — возмущение» прилагается поперечно к потоку, что также производит модуляцию, результирующую в амплитудномодулированной несущей волне 14.

Рупорный отражатель 7 увеличивает сопротивление излучению среды, противопоставленное модулированной несущей волне 14. Он оснащен горловиной, которая несколько раз превосходит по своей площади отверстие 12— прерыватель потока. Это преследует главным образом цель сохранения низкого частотного сопротивления горловины рупора 1б на минимальном уровне и возможности свободного расширения гидродинамического потока из отверстия 12. Практика выявила, что горловина рупора lб, равная по ширине величине отверстия 12, дросселирует поток и гасит или даже полностью подавляет колебания.

При введении дополнительного резонатора среда под давлением вводится в сопло 9, снабженное отверстием 10, при выходе из котсрого устанавливается свободная струя 11 в резонаторной полости 8. Поток из отверстия

10 проникает в резонаторную полость 3 и проходит затем через второе отверстие 17. Модулирующий сигнал 18, принимающий форму звуковой подачи, впускается в резонаторную полость 8 через звукопроводы 4 и действует па течение струи 11 между отверстием 10 и резонаторной полостью 3. Из отверстия 17 поток входит в резонатор радиальной моды колебаний б до своего истечения через третье отверстие 12 и в связывающий рупор 7. Отдача рупора 7 принимает форму амплитудномодулнрованной несущей волны 14. Мембрана 8 является блокирующим приспособлением, уплотняющим резонаторную полость 8. Входной звуковой сигнал 18 вибрирует мембрану 8 и вызывает модуляцию свободной струи 11, которая колеблется в резонаторной полости 3.

Это производит амплитудно-модулированную несущую волну 14. Мембрана 8 представляет дополнительное стеснение для частотной характеристикии.

Предмет изобретения

1. Акустический излучатель, содержащий расположенные в корпусе сопло, соединенное воздухопроводом с источником рабочей среды, и резонатор, генерирущие высокочастотные колебания, отличающийся тем, что, с целью наложения на высокочастотные колебания колебаний низкой частоты, например звуковых, он снабжен модулирующим устройством, выполненным в виде полых звукопроводов, входы которых соединены с источником модулирующего сигнала, например рупором, а выходы— с резонатором.

2. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что выходное отверстие резонатора соединено с дополнительным резонатором радиальной моды колебаний, на выходе которого установлен рупорный отражатель.

3. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что модулирующее устройсгво снабжено разделительной мембраной, расположенной в полом звукопроводе перед резонатором.

284752

Фиг.1

Фиг.2

3 /3 б

Составитель Догаева

Техред Л. В. Куклина Корректор О. М. Ковалева

Редактор С. И. Хейфиц

Закал 3729/12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий гри Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

В 4

Фиг 3

i)