專利名稱：阻擋射流揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于揚(yáng)聲裝置領(lǐng)域。
迄今為止，大功率揚(yáng)聲器如美國(guó)林電子(Ling Electronics CO.)公司生產(chǎn)的4000聲瓦和10000聲瓦氣流揚(yáng)聲裝置，均采用調(diào)制氣流而發(fā)聲，即用改變氣流通道面積的調(diào)制方式，產(chǎn)生脈動(dòng)氣流，然后轉(zhuǎn)變成聲波。具有代表性的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，它由一對(duì)帶有多道環(huán)形縫隙的動(dòng)環(huán)21和靜環(huán)22組成套閥。動(dòng)環(huán)21與一個(gè)處于強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)線圈23相聯(lián)接。通過(guò)改變線圈電流的大小，使驅(qū)動(dòng)線圈23在磁場(chǎng)力的作用下，上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)21上下移動(dòng)。由于動(dòng)、靜環(huán)縫隙錯(cuò)位遮蓋，改變氣流通過(guò)面積，將氣室的壓力變成脈動(dòng)的壓力波，通過(guò)喉道和號(hào)筒轉(zhuǎn)變成聲波輻射擊去。其不足之處在于1.動(dòng)環(huán)比較重，且與靜環(huán)側(cè)壁間難免有摩擦，因而影響其高頻響應(yīng)，頻帶太窄，不能用作語(yǔ)音播音;2.動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的間隙很小，易摩擦磨損，和被氣流中的微?？ㄗ?，無(wú)故障工作時(shí)間短;3.間隙中有氣流泄漏，能量損失大，轉(zhuǎn)換效率低。
本發(fā)明的目的在于，為了克服上述不足之處，提供了一種阻擋射流揚(yáng)聲器，該揚(yáng)聲器所利用的發(fā)聲原理與上述已有技術(shù)不同，即，不是利用改變氣流通道面積來(lái)調(diào)制壓力波而是利用阻擋貼壁片狀射流，使其改變方向，達(dá)到使氣流產(chǎn)生壓力脈動(dòng)的目的。如附

圖1所示。高壓氣流從環(huán)形噴嘴14噴出后，如果沒(méi)有阻擋，片狀射流將貼著壁面，向前流動(dòng)，不發(fā)生脫體。如果在噴嘴口外適當(dāng)距離處，有一突出的阻擋物-阻擋環(huán)15。則貼壁片狀射流將發(fā)生脫體分離，其脫體分離的高度與阻擋環(huán)15相對(duì)于壁面突出的高度成比例，如果在阻擋環(huán)的下游上方設(shè)置一個(gè)劈狀物-環(huán)狀分流劈20，脫體分離后的片狀射流將沖向分流劈20，并向其兩邊分流，兩邊分流流量與片狀射流流向環(huán)狀分流劈的方向有關(guān)，阻擋環(huán)由高強(qiáng)度輕金屬制成，其下部纏繞著線圈13，線圈處于強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈13中通入交變電流時(shí)，在電磁力的作用下，帶動(dòng)阻擋環(huán)15上下移動(dòng)，其幅度與電流大小成正比，從而使貼壁片狀射流脫體分離的程度隨電流大小而變化，使流向環(huán)狀分流劈20兩邊的流量交替發(fā)生變化，在環(huán)狀分流劈20與中心錐19之間形成的喉道2中的分流將轉(zhuǎn)變?yōu)槁暡?，?jīng)號(hào)筒(未畫出)輻射出去，而環(huán)狀分流劈20另一邊的氣流則經(jīng)過(guò)排氣消聲孔3放入大氣中。
根據(jù)以上分析，本發(fā)明-阻擋射流揚(yáng)聲器，其特征在于，在環(huán)形氣流噴嘴14口外，裝有能上下移動(dòng)的阻擋環(huán)15，在迎著射流的位置有環(huán)狀分流劈20，其內(nèi)側(cè)為喉道2，另一側(cè)為排氣消聲孔3。阻擋環(huán)15的下部纏繞著處于強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈13，上述阻擋環(huán)15，可以用高強(qiáng)度輕合金-鈦合金制成，其支承可用氟硅橡膠環(huán)。
利用本發(fā)明可以取得很好的效果，1.由于取消了套閥，不存在動(dòng)靜環(huán)間的摩擦，所用阻擋環(huán)為高強(qiáng)度輕合金，因而重量很輕，這樣調(diào)制氣流的頻率響應(yīng)范圍寬，可以達(dá)到50～3000Hz，達(dá)到了一般語(yǔ)音廣播的頻響范圍，而已有的氣流揚(yáng)聲器一般只能達(dá)到1600Hz，滿足不了語(yǔ)音廣播的要求。一般達(dá)到語(yǔ)音基本聽(tīng)清，其頻率至少應(yīng)大于1800Hz。由此可見(jiàn)，本發(fā)明不僅可用于環(huán)境噪聲試驗(yàn)，結(jié)構(gòu)的聲疲勞試驗(yàn)，而且可用于大功率、長(zhǎng)距離、大范圍的語(yǔ)音廣播、喊話，2.運(yùn)動(dòng)部件-阻擋環(huán)15不存在摩擦問(wèn)題，因而無(wú)磨損和被微?？ㄗ〉膯?wèn)題，壽命長(zhǎng)。由于阻擋環(huán)15與下部線圈13的骨架是用鈦合金整體制成，因此即使線圈壞了，還可以重復(fù)纏繞線圈，繼續(xù)使用，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。3.由于高壓貼壁片狀射流能量集中，阻擋射流十分靈敏，便于控制，因而氣聲轉(zhuǎn)換效率高，輸出聲功率大，單個(gè)發(fā)音頭聲功率可達(dá)到2萬(wàn)聲瓦以上。4.整機(jī)重量輕，小功率發(fā)音頭(1000聲瓦以下，有效傳聲距離達(dá)3公里)可以用輕型汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的輕型壓氣機(jī)作為能源，可以安裝在汽車上、直升飛機(jī)上或艦船上，機(jī)動(dòng)性能好?？捎糜诰葹?zāi)、城市報(bào)警、海難救援、武裝警察防暴喊話，核電站事故報(bào)警，機(jī)場(chǎng)上驅(qū)趕飛鳥等。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1 阻擋射流揚(yáng)聲器原理示意2 阻擋射流揚(yáng)聲器實(shí)施例圖3 已有氣流揚(yáng)聲器示意圖符號(hào)說(shuō)明1.上蓋 2.喉道 3.排氣消聲孔4.定位螺釘 5.支撐板 6.定心環(huán)7.外殼 8.進(jìn)氣口 9.磁鋼10.內(nèi)磁極 11.外磁極 12.通氣孔13.線圈 14.噴嘴 15.阻擋環(huán)16.橡膠支承 17.下壓板 18.上壓板19.中心錐 20.環(huán)狀分流劈 21.動(dòng)環(huán)22.靜環(huán) 23.驅(qū)動(dòng)線圈下面介紹本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如附圖2，由上下兩半組合而成的環(huán)形向心噴嘴14，0.1～0.5MPa的高壓氣流從進(jìn)氣口8經(jīng)通氣孔12到噴嘴14，形成片狀射流，當(dāng)片狀射流碰到突出于中心錐19的表面的阻擋環(huán)15時(shí)，上述片狀射流被阻擋分離沖向喉道口上的環(huán)狀分流劈20，被分流，一部分射流經(jīng)喉道2排出，流速降低壓力升高轉(zhuǎn)變?yōu)槁暡?，另一部分流?jīng)排氣消聲孔排向大氣，在環(huán)狀噴嘴外0.1～0.3毫米處，設(shè)置阻擋環(huán)15，其為鈦合金制成，并由氟硅橡膠制的橡膠支承16定位，其力順大小由上壓板18和下壓板17的壓緊程度決定，上壓板18和下壓板17由中心錐19壓緊，定位螺釘4保證中心錐19和上壓板18，下壓板17處于軸線上。內(nèi)磁極10和外磁極11由定心環(huán)6保證形成均勻的環(huán)形磁隙，磁鋼9使磁隙中形成高磁場(chǎng)強(qiáng)度。阻擋環(huán)15的下部，纏繞有線圈13。它處于磁隙中心，當(dāng)有交變電流流過(guò)線圈13時(shí)，它將受磁場(chǎng)力的作用，帶動(dòng)阻擋環(huán)15，壓迫氟硅橡膠環(huán)變形而上下運(yùn)動(dòng)。噴嘴14外磁極11由支撐板5聯(lián)為一體。支撐板用螺釘固定在外殼7上。上蓋1罩在喉道2和噴嘴14上，并用螺釘與外殼聯(lián)在一起。排放的氣體經(jīng)排氣消聲孔3使壓力脈動(dòng)減弱，達(dá)到減弱聲音的目的。按照此實(shí)施例，可以制成不同尺寸的發(fā)音頭，配上適當(dāng)?shù)奶?hào)筒(未畫出)可以產(chǎn)生頻響范圍達(dá)到50～3000Hz、輸出功率達(dá)到1000～20000聲瓦以上的語(yǔ)音聲波。
不言而喻，尺寸不同，部分另件的改變都屬于本專利的變型，必然落在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種阻擋射流揚(yáng)聲器，其特征在于，在環(huán)形噴嘴14外一定距離處裝有可上下移動(dòng)的阻擋環(huán)15，在迎著射流的位置，裝有環(huán)狀分流劈20，分流劈內(nèi)側(cè)為喉道2，外側(cè)為排氣消聲孔3，上述阻擋環(huán)的下部纏繞著處于強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈13。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所記載的阻擋射流揚(yáng)聲器，其特征在于，所說(shuō)的阻擋環(huán)15由高強(qiáng)度輕合金-鈦合金材料制成，其支承為氟硅橡膠環(huán)16。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所記載的阻擋射流揚(yáng)聲器，所說(shuō)的喉道2是由環(huán)狀分流劈20的內(nèi)側(cè)與中心錐19表面構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所記載的阻擋射流揚(yáng)聲器，其特征在于，所說(shuō)的強(qiáng)磁場(chǎng)由內(nèi)磁極10和外磁極11構(gòu)成。且由定心環(huán)6保證形成均勻的環(huán)形磁隙，磁鋼使磁隙中形成高磁場(chǎng)強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所記載的阻擋射流揚(yáng)聲器，其特征在于所說(shuō)的環(huán)狀分流劈的端部為鈍園形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用壓縮氣體為能源的新型揚(yáng)聲器。它利用環(huán)形貼壁片狀射流受突出物阻擋后，產(chǎn)生脫體分離，改變方向，使其交體地進(jìn)入喉道和經(jīng)排氣消聲孔排入大氣，其分流的流量受阻擋環(huán)控制，阻擋環(huán)的運(yùn)動(dòng)又取決于通入處于磁場(chǎng)中的磁圈中的交變電流，從而實(shí)現(xiàn)將高壓氣流轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)聲波。該揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)范圍寬，可達(dá)50～3000Hz，可用于語(yǔ)音廣播，效率高，可制成20000聲瓦以上的單個(gè)發(fā)音頭，無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)，整機(jī)重量輕，機(jī)動(dòng)性能好。
文檔編號(hào)H04R23/00GK1064384SQ9210227
公開(kāi)日1992年9月9日 申請(qǐng)日期1992年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月9日
發(fā)明者席葆樹(shù) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)