SE462374B - Reglerstyrd motordriven laagfrekvensljudgenerator - Google Patents

Description

462 374 2 resonansorganet är högre än omgivningstrycket, ventilorganet skall drivas i sådan riktning, att öppningen frilägges och luft, som har ett högre tryck än ljudtrycket, pressas in i resonansorganet. När ljudtrycket i resonansorganet är lägre än omgivningstrycket, skall ventilorganet drivas i motsattt riktning, 5 så att öppningen blir helt stängd.

De ovan beskrivna lågfrekvensljudgeneratorerna är båda luftdrivna. I en matningsenhet till en ljudgenerator enligt den ovan angivna principen gäller det att tillföra en stor luftvolym genom öppningen under en kort tidsperiod 10 och med lägsta möjliga tryckfall vid luftens passage in i resonansorganet.

Den tillförda tryckgasen har hittills alstrats av en bläsmaskin, vilken är både utrymmeskrävande och dyr, samt har den nackdelen att den tillförda luften .år relativt varm. Föreliggande uppfinning går ut på att alstra ljudpulser i resonansorganet utan att en bläsmaskin behöver användas. 15 Lågfrekvensljudgeneratorerna enligt ovan nämnda skrifter är positivt äterkopplade vilket innebär att ventilslidens rörelse och de därmed alstrade tryckgaspulserna automatiskt anpassas till en av luftpelarens i resonansröret egenfrekvenser. Pä så sätt kan hänsyn tas till variationer i 20 frekvensen beroende på t ex temperaturförändringar. Anordningen enligt föreliggande uppfinning är försedd med ett styrsystem vilket normalt används sä att maximalt ljudtryck erhålles i resonansorganet på samma sätt som vid positiv återkoppling enligt ovan, men även kan inställas sä att ett lägre ljudtryck kan erhållas. 25 Uppfinningen, med utföringsexempel, ska nu förklaras närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka 10 15 20 25 462 574 Fig 1 är en sidovy av hela làgfrekvensljudgeneratorn inklusive resonansrör Fig 2 visar den drivande delen av matningsenheten i förstoring Fig 3 visar den luftpulsalstrande delen av matningsenheten i förstoring Fig 4 visar ett blockschema över styrsystemet Fig 1 visar en làgfrekvensljudgenerator med en matningsenhet 1 och ett resonansorgan 2, visat endast fragmentariskt i figuren. Fiesonansorganet 2 utgörs företrädesvis av ett rör som är öppet i ena änden och slutet i sin andra ände. I anslutning till resonansorganets slutna ände finns en matningsenhet 1 installerad. Matningsenhetens huvudsakliga delar utgörs av en drivande del med en motor 3, vars utgående axel 11 via en koppling 4 är förbunden med en axel 5. På axeln 5 är infäst ett svänghjul 6 vilket i sin tur är försett med en uppsättning hål för valbar montering av en kolvstàng 7. Kolvstàngen 7 är fäst vid kolven 8, vilken är rörligt anordnad inuti en cylinder 9 omgiven av ett cylinderhus 10. Den luftpulsalstrande delen i anläggningen utgörs således av kolven 8 och cylindern 9. Det är kolvens 8 fram- och àtergàende rörelser och den därigenom uppkomna, närmast sinusformade, volymhastigheten hos kolven som ger upphov till luftpulser vid resonansorganets 2 slutna ände.

Fig 2 visar den drivande delen av matningsenheten med motorn 3, vilken uppbäres av ett stöd fastsatt på cylinderhuset 10. Motorns utgående axel 11 är via kopplingen 4 förbunden med axeln 5. Kopplingen 4 är exempelvis av gummi eller annat flexibelt material för upptagande av eventuella vinkel-, axial- och/eller-radialspel som kan förekomma mellan motorns 3 utgående axel 11 och axeln 5. Den tar även upp momentvaríationer vilka orsakas dels av trögheten hos kolven och dels av den sinusformade lasten som utgörs av tryckvarationer i resonansröret och vilka inte redan tagits upp av 462 374 10 15 20 25 svänghjulet. Axeln 5 uppbärs av ett Iagerhus 12 vilket i sin tur är fäst, medelst en vinkelrät konsol 13, vid cylinderhusets 10 från resonansröret 2 vända ände. Lagerhuset 12 kan exempelvis vara fäst vid konsolen 13 med ett skruvförband eller svetsat fast. På axelns 5 fràn motorn 3 vända ände är ett svänghjul 6 lösbart fastsatt. Detta svänghjul är, på olika avstånd från sitt centrumhål, försett med hål för valbar, lösbar fastsättning av kolvstàngen 7.

Kolvstången är lagrad pà en skruv 14 med vilken den är fäst vid svänghjulet 6 genom att skruven 14 drages genom ett av svänghjulets 6 härför avsedda hål och fixeras med hjälp av en låsmutter 15.

Fig 3 visar cylinderns 9 och kolvens 8 utseende. Den ovan nämnda kolvstàngens 7 andra ände går genom kolven 8 och är fäst vid dess topp, vars ändyta 16 kan vara utåtbuktande. Kolven 8 är förskjutbar fram och tillbaka med låg friktion i cylindern 9 genom att mellan kolven och cylindern finns ett litet radiellt spel. Kolven bör dessutom lämpligen vara försedd med häl för att bl a minska dess vikt samt därigenom även nämnda friktion. Hålen bidrar också tilll en förbättrad kylning av kolven. Kolven sitter i cylinderhuset 10 vilket är monterat i anslutning till resonansorganets 2 slutna ände.

Genom kolvens 8 fram- och ätergående rörelse och den l det närmaste sinusformade volymhastigheten hos kolven alstras sinusformade luftpulser vilka fortplantas in i resonansröret 2. Genom reflektion av dessa luftpulser uppbygges i resonansröret 2 en stående ljudvåg, som har sitt maximala ljudtryck där matningsenheten är belägen-Detta ljudtryck verkar pà kolvens ändyta 16 och åstadkommer en kraft på kolven som är lika med ljudtrycket multiplicerat med ändytans area. För att åstadkomma så hög Ijudintensitet som möjligt är det önskvärt att kolvens fram- och återgàende rörelse, vilken styrs av svänghjulet 6 och axeln 5, sker med i möjligaste män samma 'lO 15 20 25 462 374 frekvens som en viss utvald frekvens av resonansfrekvenserna hos luftpelaren i resonansröret 2.

Fig 4 visar reglersystemet för styrning av svänghjulet och därmed kolvens rörelse. Reglersystemet bygger på ett utnyttjande av fasförskjutningen mellan ljudtrycket upppmätt vid resonansorganets 2 mot cylinderhuset 10 vända ände och kolvens hastighet. Nämnda Ijudtryck mäts lämpligen med minst en gastryckgivare 17 och fasen för kolvens hastighet mäts lämpligen med minst en lägesgivare 18 monterad i anslutning till svänghjulet. Fasen för kolvens hastighet motsvaras nämligen av fasen för kolvens läge med 90° förskjutning. De uppmätta värdena jämförs med hjälp av en signaljämförare 19 vilken sedan avger en styrsignal som påverkar en varvtalsregulator 20 ansluten till motorn 3. Såväl givare som signaljämförare och varvtalsregulator är företrädesvis elektroniska. Maximal samverkan mellan kolvens rörelse och resonansorganet erhålls när kolvens frekvens väljs så att nämnda fasförskjutning är lika med noll. Vid eventuella fluktuationer i den stående vägens frekvens, beroende t ex på temperatur-variationer, anpassas kolvens frekvens automatiskt. Genom föreliggande anordning kan även kolven tvàngsstyras så att man väljer att ge kolven en något awíkande frekvens än den som motsvarar frekvensen hos den stående ljudvågen. Detta kan ske antingen helt manuellt eller automatiskt styrt av en förutbestämd faktor, t ex temperaturen, eller styrt från annan elektronisk utrustning såsom en dator. Det är även möjligt att använda en utförandeform där motorns varvtalsregulator styrs direkt av gastrycksgivaren utan att någon lägesgivare behöver användas.

Givetvis kan även andra utföríngsformer vara tänkbara inom ramen för uppfinningstanken. T ex kan man tänka sig att byta ut axeln 5, svänghjulet 6 462 374 och kolvstången 7 mot ett mer konventionellt arrangemang med vevaxel och vevstake.

Claims (10)

10 15 20 25 462 374 Patentkrav

1. Lägfrekvensljudgenerator, innefattande ett resonansorgan (2) och en matningsenhet (1) för tillförsel av gaspulser till resonansorganet (2) i vilket nämnda gaspulser ger upphov till en stående ljudvàg och där nämnda matningsenhet drivs av en motor (3), k ä n n e t e c k n a d a v en styrenhet, där nämnda styrenhet registrerar fasförskjutningen mellan matningsenhetens gaspulsalstrande rörelse och det av gaspulserna förorsakade ljudtrycket i närheten av matningsenheten, och att styrenheten, med hänsyn till den registrerade fasförskjutningens storlek, via en varvtalsregulator (20) reglerar frekvensen hos motorn (3) så att fasförskjutningens storlek styrs in mot ett valbart börvärde.

2. Anordning enligt kravet 1 k ä n n e t e c k n a d a v att styrenheten innefattar minst en tryckgivare (17) för mätning av ljudtrycket.

3. Anordning enligt kravet 2 k ä n n e t e c k n a d a v att styrenheten innefattar minst en lägesgivare (18) vilken mäter den gaspulsalstrande matningsenhetens läge för erhållande av ett värde på gaspulsernas fas.

4. Anordning enligt kravet 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d a v att styrenheten innefattar minst en signaljämförare vilken registrerar och behandlar uppmätta värden på fasförskjutningen för att sedan avge en styrsignal som påverkar varvtalsregulatorn (20).

5. Anordning enligt kravet 4 k ä n n e t e c k n a d a v att såväl tryckgivare (17) som lägesgivare (18), signaljämförare (19) och varvtalsregulator (20) företrädesvis är elektroniska. 462 374 8 10 15 20

6. Anordning enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d a v att fasförskjutningens börvärde företrädesvis är lika med noll, men att även andra värden pà fasförskjutningens börvärde kan väljas.

7. Anordning enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d a v att matningsenhetens (1) gaspulsalstrande rörelse utförs av en kolv (8), vilken utför en fram- och ätergáende rörelse i en cylinder (9), och att kolvens volymhastighet är i det närmaste sinusformad.

8. Anordning enligt kravet 7 k ä n n e t e c k n a d a v att kolven (8) är fäst vid en vevstake (7) vilken i sin tur är lösbart och valbart fäst på ett svänghjul (6) och att nämnda svänghjul är monterat på en axel (5) vilken drivs av motorn (3).

9. Anordning enligt något av kraven 7-8 k ä n n e t e c k n a d a v att lägesgivaren (18) mäter kolvens (8) läge och att signaljämföraren (19) registrerar och behandlar uppmätta värden pä fasförskjutningen mellan det uppmätta ljudtrycket och kolvens läge för att sedan avge en styrsignal som påverkar varvtalsregulatom (20).

10. Anordning enligt kravet 8 eller 9 k ä n n e t e c k n a d a v att lägesgivaren (18) utgörs av en detektor monterad i anslutning till svänghjulet (6). 9.!