АКУСТИЧЕСКОЕ СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области акустической сигнализации для высокоскоростных железнодорожных составов, в частности к разработке конструкции тифонов.
Известно акустическое сигнальное устройство, содержащее корпус с установленной в нем мембраной и поджимной крышкой, а также соединенный с корпусом резонатор, при этом в корпусе выполнены входная полость, сообщенная с источником сжатого воздуха и выходная резонансная камера, сообщенная с резонатором, мембрана установлена с возможностью контакта с кольцевым выступом корпуса, разделяющим входную полость и резонансную камеру, внешний край мембраны контактирует с поверхностью входной полости посредством уплотняющего эластичного кольца, а крышка установлена со стороны, противоположной входной полости, с возможностью ограничения перемещения внутренней кольцевой области мембраны в сторону крышки (см. патент SU №487410A, опуб., 05.10.1975).
Недостатками известного устройства являются повышенный расход сжатого воздуха и увеличенные габариты.
Технической проблемой является устранение отмеченного недостатка.
Техническим результатом полезной модели является снижение затрат энергии на генерацию акустического сигнала заданными значениями звукового давления и частоты звука.
Обеспечивается уменьшения веса и габаритов устройства за счет уменьшения диаметра мембраны.
Проблема решается и технический результат достигается тем, что акустическое сигнальное устройство содержит корпус с установленными в нем мембраной и поджимной крышкой, а также соединенный с корпусом резонатор, при этом в корпусе выполнены входная полость, сообщенная с источником сжатого воздуха и выходная резонансная камера, сообщенная с резонатором, мембрана установлена с возможностью контакта с кольцевым выступом корпуса, разделяющим входную полость и резонансную камеру, внешний край мембраны контактирует с поверхностью входной полости посредством уплотняющего эластичного кольца, а крышка установлена со стороны, противоположной входной полости, с возможностью ограничения перемещения мембраны в сторону крышки, при этом, согласно полезной модели, поджимная крышка контактирует с мембраной посредством поджимного эластичного кольца, имеющего диаметр, меньший диаметра уплотняющего эластичного кольца и большие диаметра кольцевого выступа, мембрана выполнена из титанового сплава, а в мембране выполнено калиброванное отверстие, расположенное на расстоянии от центра мембраны меньшем, чем радиус кольцевого выступа корпуса.
Диаметр калиброванного отверстия составляет от 0,6 мм до 1,5 мм.
Полезная модель поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показан продольный разрез устройства;
на фиг. 2 показана разборка устройства;
на фиг. 3 показана мембрана устройства.
Акустическое сигнальное устройство (тифон) содержит корпус 1 с установленными в нем мембраной 2 и поджимной крышкой 3, а также соединенный с корпусом 1 резонатор 4, состоящий из трубы 5 с расширенным концом 6 (рупор тифона). В корпусе 1 выполнены входная полость 7, сообщенная с источником сжатого воздуха (на чертеже не показан) посредством входного отверстия 8, а также выходная резонансная камера 9, сообщенная с резонатором 4. Мембрана 2 выполнена из титанового сплава, напримерВТ1-0 толщиной 0,5 - 0,8 мм и диаметром - 75 мм и установлена с возможностью контакта с кольцевым выступом 10 корпуса 1, разделяющим входную полость 7 и резонансную камеру 9. Внешний край мембраны 2 контактирует с поверхностью входной полости 7 посредством уплотняющего эластичного кольца 11, а крышка 3 установлена со стороны, противоположной входной полости 7, с возможностью ограничения перемещения мембраны 2 в сторону крышки 3 за счет ее контакта с кольцевой областью мембраны 2 посредством поджимного эластичного кольца 12, имеющего диаметр, меньший диаметра уплотняющего эластичного кольца 11 и больший диаметра кольцевого выступа 10. В мембране 2 выполнено калиброванное отверстие 13, расположенное на расстоянии от центра мембраны 2 меньшем, чем радиус кольцевого выступа 10 корпуса 1. Величина диаметра калиброванного отверстия 13 находится в диапазоне от 0,6 мм до 1,5 мм.
Устройство работает следующим образом. На мембрану 2 действует напор воздуха, поступающего во входную полость 7 через входное отверстие 8. В результате такого воздействия мембрана 2 испытывает колебательные движения. При колебаниях мембрана 2 ударяется в кольцевой выступ 10. Эти колебания подаются на рупор 6 через резонансную камеру 9, что позволяет генерировать протяжный и громкий звуковой сигнал. Внешний край мембраны 2 поджат к поверхности входной полости 7 посредством уплотняющего эластичного кольца 11, что позволяет уменьшить потери сжатого генерирующего воздуха. Противоположная сторона мембраны 2 контактирует с поджимным эластичным кольцом 12, упирающимся в крышку 3. Кольцо 12 ограничивает объем буферной полости 14 в крышке 3, связанную с атмосферой и в которую перепускается часть рабочего воздуха, перепускаемого из входной полости 7 в резонансную камеру 9 через калиброванное отверстие 13 в мембране 2. Отверстие 13 необходимо для обеспечения разности давления в каждом колебательном цикле за счет стравливания в атмосферу остаточного давления из резонансной камеры 9 перед поступлением в нее новой порции сжатого воздуха. При этом диаметр отверстия 13 откалиброван и уменьшен до необходимой величины для предотвращения излишних потерь в атмосферу сжатого воздуха. Отверстие 13 в мембране 2 обеспечивает стабильность работы устройства во всем температурном диапазоне. Кольцо 12 также ограничивает амплитуду колебания мембраны 2 и позволяет отрегулировать указанную амплитуду путем изменения положения крышки 3. При этом упругость кольца 12 используется для поддержания заданной частоты колебаний. Труба 5 может быть ввернута на резьбе в корпус 1 и поджата контргайкой 15. Выполнение мембраны 2 из титанового сплава позволяет уменьшить ее габариты за счет использования высокой прочности и эластичности материала, что позволяет уменьшить объемы входной полости 7 и резонансной камеры 9 и, соответственно, уменьшить расход сжатого воздуха без ухудшения акустических параметров тифона.
Таким образом, полезная модель позволяет значительно уменьшить габариты устройства и расход сжатого воздуха, уменьшая при этом затраты энергии на генерацию акустического сигнала заданных параметров. Так, в заявленной полезной модели при диаметре входного отверстия 8, составляющего от 1, 5 до 3 мм (как пример 3 мм) уменьшен расход воздуха со значения 1350 л/мин в тифоне известной конструкции до значения 761 л/мин в заявленной конструкции (на 77%). При этом величина звукового сигнала не изменилась и осталась на уровне 121 дБ при частоте основного тона 370 Гц.