Wynalazek dotyczy wibratora do przemiany stalego cisnienia osrodka takiego jak powietrze lub gaz na cisnienie zmienne. Wibrator taki po¬ siada czesc drgajaca, w rodzaju diafragmy, u- mieszczona pomiedzy komora z jednej strony i obu koncami przejsc osrodka wlotem i wylotem z drugiej strony. Stanowi ona sciane komory i urzadzenie, zamykajace poszczególne przejscia.Celem wynalazku jest zbudowanie wibratora o duzej wydajnosci. Pierwszym warunkiem, któ¬ ry dla tego celu musi byc spelniony, jest ten, ze¬ by czesc drgajaca, po kazdym otwarciu i po przejsciu pewnej ilosci osrodka z przejscia wlo¬ towego do przejscia wylotowego, zamykala sku¬ tecznie to polaczenie. Nastepnie wazne jest, aby czesc drgajaca podczas otwierania i zamykania polaczenia poruszala sie w rezonansie ze slupem osrodka w przejsciu wylotowym.Wibrator wedlug wynalazku znamienny jest tym, ze czesc drgajaca sklada sie z dwóch kraz¬ ków, z których jeden jest zaopatrzony w otwór zamkniety drugim krazkiem, gdy .wibrator jest w stanie spoczynku. Krazki sa dopasowane do sie¬ bie tak, by tworzyly urzadzenie zaworowe pomie¬ dzy przejsciem wylotowym a komora.Wynalazek zostal opisany nizej na przykla^ dzie wykonania, przedstawionym na rysunku.Fig. 1 rysunku przedstawia przekrój podluz¬ ny wibratora wedlug wynalazku, fig. 2 i 3 przed¬ stawiaja odmiany zamocowania czesci wibruja¬ cej, fig. 4 i 5 zas — ksztalt tuby aparatu sygna¬ lowego lub czesci wylotowej.- Wibrator wedlug fig. 1 posiada kadlub 1 z pokrywa 2. Czesci te sa zaopatrzone w kolnierze 3 i Uj zlaczone za pomoca srub 5, rozmieszczo¬ nych naokolo kolnierzy. Wlot 6 i wylot 7 sa zao¬ patrzone w gwinty 8 i 9, sluzace do polaczenia rury, doprowadzajacej powietrze sprezone, i trab¬ ki albo rezonatora 10, który tworzy dalszy ciag wylotu 7. Wlot 6 przechodzi w pierscieniowa ko¬ more 11 w kadlubie £. Komora 11 otacza we¬ wnetrzny koniec wylotu 7, wykonanego jako jed¬ na calosc z kadlubem 1, albo tez jako oddzielna czesc wkrecona w kadlub.Czesc drgajaca sklada sie z dwóch krazków lub diafragm 12 i 13. Krazek 12 normalnie nie ma otworu, podczas gdy krazek 13 posiada w srodku duzy otwór. Przed zamocowaniem w ka¬ dlubie wibratora krazki te sa plaskie. Krazek 13 posiada srednice zewnetrzna cokolwiek wieksza niz krazek 12.Kolnierz 3 posiada wystep zewnetrzny 1U i wewnetrzny 16 ksztaltu pierscieniowego. Kol¬ nierz U posiada odpowiednie uskoki 15 i 16. Ze- wnetrzny wystep 1U i uskok 15 stykaja sie ze so¬ ba. Gdy kolnierze sa scisniete, wystep 1U styka sie z uskokiem 15, a wystep wewnetrzny 16 i uskok wewnetrzny 17 sciskaja krazek 131 Po¬ wierzchnie kolnierzy pomiedzy wystepami otwo¬ rza szczeline 18. Sluzy ona do tego, zeby kolnierz wyginal sie, gdy sruby 5 sa dociagniete, dzieki czemu na krazek 13 dzialaja sily promieniowe, skierowane na zewnatrz na calym jego obwo¬ dzie. W tym celu wystep 11+ i uskok 15 moga byc tak wykonane, zeby stykaly sie ze soba zanim wystep 16 i uskok 17 scisna krazek 13, albo tak, zeby te zetkniecia nastepowaly jednoczesnie.Wlot 7 jest skonstruowany w ten sposób, ze je¬ go krawedz 19, stykajaca sie z krazkiem 13, le¬ zy w innej plaszczyznie, niz plaszczyzna styku wystepu 16. W rezultacie, gdy krazek 13 jest scisniety pomiedzy pokrywa a kadlubem, we¬ wnetrzny jego obwód jest przycisniety do kra¬ wedzi wylotu, wskutek czego krazek 13 staje sie wypukly. Dzieki temu, ze na krazek 13, zacisnie¬ ty w kadlubie, dzialaja sily promieniowe, skie¬ rowane na zewnatrz na calym jego obwodzie, si¬ ly te powiekszaja sile docisku krazka 13 do kra- . wedzi 19. GdyBy zas sily te byly skierowane pro¬ mieniowo do wewnatrz, .dazyly by one do zmniej¬ szenia docisku, co mogloby spowodowac calkowi¬ te przerwanie kontaktu, wskutek czego wibrator przestalby dzialac. Sposób zaciskania krazka 13 w kadlubie posiada wiec duze znaczenie, gdyz od niego zalezy dzialanie wibratora.Krazek 12 jest wpasowany z malymi tole¬ rancjami i umieszczony we wglebieniu 20 pokry¬ wy 2. Ma on pewna mozliwosc poruszania sie we wlasnej plaszczyznie. Glebokosc wglebienia 20 jest dobrana w ten sposób, ze krazek 12 naciska na wewnetrzna pierscieniowa krawedz krazka 13 i dzieki temu jest docisniety do dna wglebienia 20. Krazek ten, poczatkowo plaski, wygina sie tak, iz jego czesc srodkowa staje sie wypukla.Pomiedzy krazkami 12 i 13 i wewnetrzna scian¬ ka pokrywy 2 powstaje przestrzenj ksztalcie pierscienia o przekroju trójkatnym. Jednoczes¬ nie pomiedzy pokrywa 2 i krazkiem 12 tworzy sie zamknieta komora 21.Dla ulatwienia montazu pokrywy 2 i krazków 12 i 13 w kadlubie 1 krazki 12 i 13 nalezy umies¬ cic we wglebieniach pokrywy 2, do^której nale¬ zy wkrecic trzy sruby 22 dookola obwodu kraz¬ ka 13. Sruby te utrzymuja krazek 13 w odpo¬ wiednim polozeniu przy pomocy swych lbów bez dokladnego zaciskania go. Krazek 12 jest zatem takze utrzymywany w odpowiednim polozeniu, chociaz posiada pewien ruch osiowy. W ten spo¬ sób pokrywa wraz z ^krazkami moze byc latwo ustawiona prawidlowo w^ stosunku do kadluba i dociagnieta srubami 5. W kadlubie 1 zaglebienia 23 sa uksztaltowane odpowiednio do lbów srub 22.Komora 21 moze byc calkowicie zamknieta, jednakze aby zabezpieczy z sie przed zbyt wyso¬ kim cisnieniem w niej, które moze utrudnic, a nawet w niektórych przypadkach uniemozliwic rozruch wibratora, komora 21 moze posiadac bardzo maly ©twór 24, laczacy komore z otacza¬ jaca atmosfere i zmniejszajacy przez to stop¬ niowo wewnetrzne cisnienie w komorze. Na fig. 1 otwór ten jest wykonany w wysjtepie wewnetrz¬ nym 25, zaopatrzonym po stronie zewnetrznej w kanal 26 b stosunkowo duzej srednicy. Urzadze¬ nie to uchroni otwór 2J+ przed dostepem brudu.Zamiast otworu 2J+ moze byc zrobiony odpowied¬ ni otwór 27 w krazku 12, laczacy -wnetrze komo¬ ry z wylotem 7.Na fig. 1 przestrzen pierscieniowa o przekro¬ ju trójkatnym pomiedzy krazkami 12 i 13 i we¬ wnetrzna scianka pokrywy 2 laczy sie z komora 21 mala szczelina pomiedzy obwodem krazka 12 i scianka pokrywy, a takze przez jedno, lub wie¬ cej wglebien 28 w powierzchni styku pokrywy z kr4zkiem 12. Zamiast tego polaczenia, krazek 12 moze byc zaopatrzony w jeden lub wiecej otwo¬ rów 29, które lacza bezposrednio komore z prze¬ strzenia o przekroju trójkatnym.Fig. 2 przedstawia inne zamocowanie kraz¬ ków 12 i 13. W zamocowaniu tym wystajacy brzeg kadluba, który stykal sie z krazkiem 13, jest zastapiony uszczelka 30. Z rysunku widzi sie w jaki sposób pierscieniowe przejscie (ro¬ wek) 31 dla powietrza jest wykonane dookola obwodu krazka 13 i jak ono jest polaczone z atmosfera innym przejsciem 32. To urzadzenie ma na celu zapewnienie dostatecznego zamknie¬ cia pomiedzy kadlubem i krazkiem 13, a w przy¬ padku przedostawania sie pomimo to sprezone¬ go powietrza pomiedzy te czesci, odprowadzenie go do atmosfery i zabezpieczenie przed prze¬ niknieciem do komory 21 przez przestrzen o pr7e- kroju trójkatnym. Zamiast w pokrywie uszczel¬ ka moze byc umieszczona po przeciwnej stronie krazka, niz to uwidoczniono na rysunku.Fig. 3 przedstawia trzeci sposób- zamocowania krazka 13. Wedlug tego sposobu krazek jest u- mieszczony pomiedzy dwoma kolnierzami 3 i 4, których powierzchnie sa plaskie.Sposób dzialania wibratora wedlug fig. 1 opi¬ sano nizej.Niech w krazku 12 nie bedzie otworów 27 i 29. Gdy sprezone powietrze jest wpuszczane do wlotu 6, jego stale cisnienie zamienia sie na zmienne dzieki temu, ze powietrze w komorze 11 wyciska krazek 13 a zatem i krazek 12 wpuszcza pewna ilosc powietrza do wylotu 7. Gdy powie¬ trze wchodzi do wylotu 7, dziala ono równiez na krazek 12, który wówczas wygina sie dalej i otwiera szczeline pomiedzy krazkami 12 i 13, tak ze powietrze wchodzi równiez do przestrzeni o przekroju trójkatnym pomiedzy krazkami, prze- *plywa kolo krawedzi krazka 12 i przez wglebie¬ nie 28 do komory 21. Dzieki wzrostowi cisnienia w komorze- 21 i wewnetrznym naprezeniom w krazkach, jak równiez dzialaniu wylotu 7, sily te szybko przezwyciezaja cisnienie powietrza na górna strone krazków 12 i 13, po czym te ostat¬ nie przeginaja sie razem do góry i zamykaja po¬ laczenie pomiedzy wlotem a wylotem. W komo¬ rze 21 zostalo w ten sposób zmagazynowane pew¬ ne cisnienie, które po zniknieciu fali cisnienia z wewnetrznej czesci wylotu, bedzie dzialalo jako cisnienie dociskajace krazek 12. Powietrze wy¬ plywajace wylotem zostaje wprawione w drga¬ nie dzieki ksztaltowi i dlugosci wylotu, a ponie¬ waz fale cisnienia sa skierowane ku otwartemu koncowi wylotu* wytwarza sie wzrost cisnienia na wewnetrznym koncu wylotu. Ta fala cisnie¬ nia dziala na krazek 12, który dzieki temu zmniejsza swój nacisk na krazek 13. Podczas te¬ go cisnienie w komorze 11 stale dziala na krazek 13, a gdy nadchodzi fala cisnienia, krazki 12 i 13 wyginaja sie znowu, nowa ilosc powietrza prze¬ plywa z wlotu do wylotu i nowa ilosc powietrza wchodzi do komory 21, jezeli powietrze wyszlo z komory 21, albo jezeli fala powietrza, o której mowa, jest silniejsza, niz poprzednia, to znaczy jezeli sila dzwieku wzrasta, po czym proces opi¬ sany powtarza sie. Stale cisnienie sprezonego powietrza zamienia sie w ten sposób w wylocie na cisnienie zmienne. Podczas tego czesc powie- trza wyplywa przez otwór 2U z komory dó atmo¬ sfery. Strata ta jest jednak niewielka, ze wzgle¬ du na maly rozmiar otworu 2U i^jak dlugo wi¬ brator dziala, strata jest wyrównywana powie¬ trzem, które wplywa pomiedzy krazki 12 i przez wglebienie 28. Gdyby otworu 2U nie bylo, komo¬ ra bylaby równiez pod cisnieniem podczas stanu spoczynku wibratora, co mogloby mlec ten sku¬ tek, ze w razie potrzeby puszczenia w ruch wi¬ bratora, cisnienie w komorze byloby tak duze, ze sprezone powietrze w komorze ii nie wystarczy¬ loby do poruszenia krazków 12, 13 i otworzenia polaczenia z wylotem, tak ze wibrator nie bylby w stanie ruszyc. Ogólnie, pomimo dobrych urza¬ dzen uszczelniajacych, istnieje normalny uplyw, który stopniowo zmniejsza cisnienie w komorze 21. Jesli jednak pozadany jest rozruch wibrato¬ ra natychmiast po uzyciu go, to uplyw ten moze byc nie wystarczajacy i dla pewnosci stosuje sie sztuczny uplyw przez otwór 2A. Podobnie pola¬ czenie przez wglebienie 28 i przez szcjzejine po¬ miedzy krazkfem 12 i pokrywa 2 moze byc zasta¬ pione przez otwór 29 w krazku 12.Z powyzszego widac, jak wazne jest, aby po¬ wietrze z komory 11 nie moglo przeniknac do ko¬ la obwodu krazka 13 do wnetrza komory 27, cze¬ go mozna uniknac za pomoca urzadzen wedlug fig. 2 i 3. Aby zabezpieczyc sie przed przechodze¬ niem powietrza z komory 11 przy wewnetrznej krawedzi krazka 13 pomiedzy krazki 12 i 13, we¬ wnetrzny obwód krazka 13 powinien wystawac kilka milimetrów do srodka w stosunku do kra- - wedzi wylotu 7.Wedlug wynalazku wylot 7 posiada ksztalt scisle zalezny od konstrukcji czesci oscylujacej.Na fig. 1 czesc wylotu stanowi jedna calosc z ka¬ dlubem 1 wibratora.Wewnetrzna czesc wylotu, stykajaca sie z czes¬ cia drgajaca, posiada wewnetrzna srednice o sto¬ sunkowo duzym przekroju poprzecznym. Zmniej¬ sza sie ona stopniowo do najwezszego przekroju 33 wylotu. Dla pradu powietrza, od wlotu do mi¬ nimalnego poprzecznego przekroju wylotu, prze¬ kroje poprzeczne drogi wylotowej zwiekszaja sie stopniowo w kierunku pradu powietrza od zera do minimalnego przekroju 33. Jednak w niektó¬ rych przypadkach moze byc rzecza korzystniej- ' sza, aby powierzchnia przeplywu wzrastala ra¬ ptowniej w fazie wczesniejszej a mniej raptow¬ nie potem. Uksztaltowanie pierwszej czesci przej¬ scia wylotowego w ten sposób ma na celu otrzy¬ manie wiekszej powierzchni cisnienia powietrza na krazek 12.Ksztalt wylotu 7, poczynajac od najmniejsze¬ go przekroju az do przekroju na zewnatrz, jest tego rodzaju, ze przekrój przejscia wylotowego wzrasta wedlug równania wykladniczego: gdzie Ax = powierzchni dla kazdego x, A0" = powierzchni poczatkowej, x = odleglosc od naj¬ mniejszego przekroju do punktu, dla którego okreslana jest powierzchnia przekroju poprzecz¬ nego. £ = wykladnikowi, który znajduje sie ze wzoru: to —q- = const., gdzie w = czestotliwosci — 2 u n, n = liczbie drgan na sekunde. Stala powinna miec wartosc, — 3która lezy pomiedzy 2,13.104 a 3,2.104. Teore¬ tyczne uzasadnienie tych wzorów podano nizej.Rozek (dlugi) o tworzacej ksztaltu krzywej' wykladniczej odpowiada pewnej zasadniczej cze¬ stotliwosci, spelniajacej warunek y = 2,5 . 10*.Teoretycznie powyzej tej czestotliwosci kazdy dzwiek jest przenoszony do atmosfery zewnetrz¬ nej przez tube bez zadnego odbicia. Z drugiej strony, ponizej zasadniczej czestotliwosci, kazdy dzwiek zostaje odbity, a zaden nie przechodzi do atmosfery zewnetrznej. W rzeczywistosci grani¬ ca ta nie jest ostra, tak ze równiez w sasiedztwie granicznej czestotliwosci czesc energii wibruja¬ cej jest odbijana, a czesc oddawana na zewnatrz.Zwlaszcza w wibratorze takim, jak opisany, wy¬ magany jest taki rezonator albo wylot, który czesciowo odbija, a czesciowo promieniuje energie wibrujaca lub wysyla ja w inny sposób. Z tego powodu badane bylo sasiedztwo czestotliwosci granicznej. Znaleziono w ten sposób, ze odpo¬ wiedni stosunek pomiedzy energia odbita a wy¬ slana otrzymuje sie wewnatrz zakresu dla OJ -g- = od 2,13.104 do 3,2.104, a najlepsze wyniki otrzymuje sie, gdy OJ -n- = 2,43 .104 Gdy p jest znalezione, ealkowita dlugosc tuby moze byc okreslona doswiadczalnie. Jezeli zas obie wartosci p i dlugosc tuby sa zmienne, pra¬ ktycznie jest niemozliwe okreslic przez doswiad¬ czenie, przy jakiej dlugosci i jakim ¦ p najlepszy efekt moze byc osiagniety.Teoretycznie, po pewnej "poprawce koncowej, calkowita dlugosc tuby powinna wynosic 4 » gdzie X = dlugosci fali, przy czym zwrócic na¬ lezy uwage na fakt, ze szybkosc dzwieku w tubie nie jest normalna, lecz zwiekszona.Przy uzyciu wartosci podanych wyzej, two¬ rzaca wylotu lub tuby bedzie linia krzywa, ma¬ jaca wyglad uwidoczniony w calosci na fig. 5.Linra SA. odpowiada wartosci 2,13, a linia 35 wartosci 3,2. Jednak tuby, skonstruowani we¬ dlug tych krzywych, bylyby trudne do wykona¬ nia. Doswiadczalnie stwierdzono, ze ksztalt tuby moze byc stozkowy z prosta tworzaca, jezeli ta ostatnia lezy istotnie wewnatrz tworzacych 3Ary 35. To uproszczenie ma bardzo niewielki wplyw na dzialanie wibratora.Jesli wibrator jest uzywany do wysylania dzwieków, wylot (tuba albo rezonator) powinien wystawac czescia, zWana dzwonem, która nie jest l uksztaltowana wedlug wzoru podanego wyzej.Jest mianowicie konieczne, aby powierzchnia przekroju poprzecznego wylotu wzrastala dosc szybko, az do powierzchni przekroju graniczace¬ go z powietrzem zewnetrznym, aby tuba nie by¬ la zbyt dluga i aby energia dzwieku na em2 w plaszczyznie^ graniczacej z powietrzem zewnetrz¬ nym nie byla zbyt duza.Okreslono doswiadczalnie, ze wzrost pla¬ szczyzny przekroju w dzwonie na cm dlugosci w stosunku do wzrostu plaszczyzny przekroju w tu¬ bie na cm dlugosci jest mniejszy niz 1,09. Gdy to jest znane, wykladnik dla dzwonu moze byc otrzy¬ many ze wzoru nastepujacego: x A.XR V e Pk XR e Pt = c = e.X(Pk-Pt) gdy Ak_= powierzchni przekroju poprzecznego dzwonu, odleglej o 1 cm od A, Ko Ai = najmniejszej powierzchni przekroju 0 , dzwonu, ^, A . = plaszczyznie przekroju' stozka, przy¬ leglej do dzwonu, gdy A . = At , 1 Ko A . = powierzchni przekroju tuby, odlegle- 0 go o 1 cm od A , k = wykladnikowi dzwonu, t = wykladnikowi tuby, x = dlugosci czesci dzwonu albo tuby pomie¬ dzy przekrojami, o których mowa, np. 1 cm, i to samo dla tuby lub dzwonu, c = stalej, która zgodnie z doswiadczeniem nie powinna przewyzszac 1,09 dla x = 1 cm.Odpowiednia wartoscia jest c = 1,04 przy p k okreslonym jak wyzej i powierzchni .przekroju — 4•dzwonu dla kazdej wartosci x obliczonej wedlug wzoru A, =Ai ex^k, gdzie A, jest kx ko Kx powierzchnia przekroju dzwonu w odleglosci x od poczatku dzwonu.Od tego miejsca, w którym srednica dzwonu, wzrosla do podwójnej wartosci, wykladnik dzwo¬ nu moze byc zwiekszany dowolnie, a dlugosc dzwonu okreslona tak, aby jej maksymalna sred¬ nica byla D = od 0,15 do 0,30 X. gdzie k = dlugosci fali.Ogólnie mozna powiedziec, ze tuba .powinna byc uzupelniona dzwonem, tak, zeby srednica wzrastala szybko do wTartosci równej D jak wy¬ zej. Oczywiscie ksztalt dzwonu powinien przecho¬ dzic lagodnie w ksztalt tuby. Fig. 4 przedstawia przyklad tuby lacznie z dzwonem, skonstruowa¬ nych wedlug powyzszego wzoru.Wedlug wynalazku pierscieniowa przestrzen pomiedzy krazkami 12 i 13 moze takze posiadac inny przekrój, niz wyzej wymieniony trójkatny.Co wiecej, ta przestrzen pierscieniowa moze byc utworzona w inny sposób, niz przez zacisniecie "' opisanych plaskich krazków 12 i 13.. Na. przyklad krazek 13 moze byc plasko scisniety i docisniety do krawedzi wylotu 7 wypuklym krazkiem 12.Szczelina 18 na fig. 1 moze wiec byc uzyta jako przejsciowy zbiornik powietrza, które moze prze¬ nikac wzdluz krazka 13. Powietrze to moze byc odprowadzone do atmosfery wzdluz sworzni 5 lub przez specjalne otwory wentylacyjne, podobne do otworu 32 na fig. 2. PL