一种旋笛声波发声装置的制作方法

1.本发明涉及气流声源技术领域，特别涉及一种旋笛声波发声装置。


背景技术：

2.旋笛是调制气流产生声音的装置，它的输出声功率大，性能稳定，结构简单，操作使用方便，因此得到广泛应用，除用作航标外，还可用于高声强实验室、城市防空报警、超声波声源和锅炉除灰等。旋笛是利用旋转体快速切割气流，引起空气振动而产生低频声波。
3.现有的旋笛声波发声装置都需要配置价格高的变频电机，使得旋笛声波发声系统生产成本很高，而且忽略了电机发热带来的影响以及可持续稳定工作的问题，同时电机出现故障的几率较高，往往会影响设备的正常运行。


技术实现要素：

4.为解决以上技术问题，本发明提供了一种旋笛声波发声装置，通过气流驱动装置进行自旋转，解决传统旋笛发声装置由于电动机模块带来的诸多问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种旋笛声波发声装置，包括进气管、出气管以及外表面贯穿有若干气流切割孔的通风转盘，所述出气管的后端呈喇叭状，所述进气管和所述出气管分别滑动连接于所述通风转盘的两侧面，所述通风转盘可通过转动带动所述气流切割孔和所述进气管、所述出气管形成重叠或交错，所述气流切割孔的两端形成扇叶弧面结构，所述进气管的气流能够对所述气流切割孔产生切向力。
7.作为优选方案，所述扇叶弧面的角度为30
°‑
45
°
。
8.作为优选方案，所述旋笛声波发声装置还包括外部壳体，所述通风转盘中心连接有转轴，所述转轴的两端通过向心轴承连接所述外部壳体。
9.作为优选方案，所述转轴上还套接有推力轴承，所述推力轴承和所述通风转盘之间连接有调节弹簧。
10.作为优选方案，所述转轴通过螺纹连接有调节旋钮，所述调节旋钮安装于所述推力轴承的侧面，所述调节旋钮能够对所述推力轴承和所述通风转盘之间的间距进行调整。
11.作为优选方案，所述调节旋钮和所述推力轴承之间安装有弹簧垫片。
12.作为优选方案，所述气流切割孔均匀分布于所述通风转盘的外表面，所述气流切割孔数量为6
‑
10个。
13.作为优选方案，所述通风转盘采用铝合金材质，厚度为20
‑
30mm。
14.作为优选方案，所述进气管、所述出气管和所述通风转盘之间分别密封连接。
15.本发明取消了传统旋笛声波发声装置中价格较高的变频电机驱动，通过气流切割孔结构上的扇叶弧面改进和通风转盘材料和厚度上的改进使得装置可以通过气流作用达到自旋转的效果，使得本装置的生产成本与传统的旋笛声波发声装置相比大幅降低，减少了电能消耗和电缆敷设，大大减少了系统设备的安装施工量，且调试方便，采用稳定的气
‑
气机械结构，减少了传统装置中电
‑
气机械结构容易出现的电气故障，提高使用寿命；且在转轴上加入调节弹簧和推力轴承可改变通风转盘的旋转速度从而达到调频的功能，本装置工作适应性强，运行效率高，可以在更恶劣的环境下工作，设备安装便捷，维护简单。
附图说明
16.图1为本发明一种旋笛声波发声装置的整体外观结构示意图；
17.图2为本发明一种旋笛声波发声装置的内部结构示意图；
18.图3为本发明中通风转盘的结构示意图；
19.图4为本发明一种旋笛声波发声装置的侧面运行剖视图；
20.图5为附图4中a
‑
a方向的剖面示意图；
21.图6为本发明实施例的进气压力和声压级对应关系图；
22.图7为本发明实施例的进气压力和频率对应关系图。
23.图中，1、外部壳体；2、转轴；3、通风转盘；4、气流切割孔；5、进气管；6、出气管；7、调节弹簧；8、推力轴承；9、向心轴承；10、调节旋钮；11、弹簧垫片。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
26.参见图1
‑
图5，公开了一种旋笛声波发声装置，包括进气管5、出气管6以及通风转盘3，出气管6的后端呈从前向后方向孔径逐渐变大的喇叭状，进气管5和出气管6分别滑动连接在通风转盘3的两个侧面，通风转盘3上分布有气流切割孔4，气流切割孔4的进口端和出口端形成扇叶弧面结构，所谓扇叶弧面结构，即气流切割孔4的进口端圆心和出口端圆心所连成的直线与出气管6所在的水平面呈一定的角度，该角度优选为30
°‑
45
°
，通过进气管5进入的气流能够对扇叶弧面结构的气流切割孔4产生切向力，从而驱动通风转盘3转动，其转速可达到1200
‑
3000r/min，通风转盘3可以通过转动带动气流切割孔4分别和进气管5、出气管6形成重叠或交错，从而对通过的气流形成切割使其成为断续流而发出声波，通过出气管6后端喇叭再次放大形成高强声波。
27.进一步，进气管5和出气管6连接于通风转盘3处的端口管径相同，且连接处分别加装密封环进行密封处理，防止气流泄漏。
28.气流切割孔4的数量优选为6个
‑
10个，且在通风转盘3上均匀分布，使得通风转盘3可以平稳转动，气流切割孔4的孔径和上述进气管5、出气管6的端口管径相同。
29.其中通风转盘3可以采用轻质铝合金材料，通风转盘3的厚度优选为20
‑
30mm，结构简单，强度可靠，可以在气流作用下稳定转动。
30.进一步，通风转盘3中心固定连接有用于支撑的转轴2，转轴2呈长圆柱体结构，其两端分别连接向心轴承9，向心轴承9的外部连接有外部壳体1，外部壳体1是内部空心的长
方体，不但能够对装置整体进行固定支撑，还能够对装置内部进行保护，进气管5和出气管6分别从外部壳体1相对的两个外表面穿入和穿出。
31.进一步，进气管5的气体的压力可稳定控制，通过以下方式实现，转轴2上套接有推力轴承8，推力轴承8和通风转盘3之间连接有调节弹簧7，调节弹簧7固定在通风转盘3的一侧，此外，转轴2还通过螺纹连接有调节旋钮10，调节旋钮10安装于推力轴承8的前侧，旋转调节旋钮10可通过改变弹簧位移量从而改变弹簧弹力，改变通风转盘3和推力轴承8之间的轴向力，从而改变通风转盘3转速达到调节发声频率的效果；调节旋钮10和推力轴承8之间安装有弹簧垫片11，弹簧垫片11可防止转动带来的震动影响装置正常发声。
32.参见图6，展示了进气压力和声压级对应关系图，通过cfd软件对装置进行模拟，得出进气管5处不同气流进气压力大小和出气管6在1米处声压级大小的对应关系图，气体介质选用空气，在进气管5进口气源压强为0.4
‑
0.75mpa，声源发声频率为200
‑
500hz，距声源一米处声压级可达150db以上。
33.参见图7，展示了进气压力和频率对应关系图，通过实物实验，在出气管6一米处放置一个声功率计，通过信号线将传感器连接至示波器中，得出进气管5处不同气流进气压力大小和出气管6在一米处频率大小的对应关系图，气体介质选用空气，在进气压力0.4
‑
0.75mpa内，可稳定发出400hz左右的声波，且频率随着进气压力的变大而逐步增大。
34.该旋笛声波发声装置的工作原理为：基于气流切割孔4的特殊扇叶弧面结构特点，通过进气管5的高压气流对气流切割孔4有一个切向力的作用使通风转盘3发生转动，通风转盘3的转动会切割进气管5的气流使其成为断续流发出声波，通过调节弹簧7和推力轴承8作用改变通风转盘3旋转速度从而改变声波发声频率，声波通过出气管6放大作用进入设备中即达到稳定发声的效果。
35.本发明取消了传统旋笛声波发声装置中价格较高的变频电机驱动，通过气流切割孔4结构上的扇叶弧面改进和通风转盘3材料和厚度上的改进使得装置可以通过气流作用达到自转的效果，使得本装置的生产成本与传统的旋笛声波发声装置相比大幅降低，减少了电能消耗和电缆敷设，大大减少了系统设备的安装施工量，且调试方便，采用稳定的气
‑
气机械结构，减少了原电
‑
气机械结构容易出现的电气故障，提高使用寿命；且在转轴2上加入调节弹簧7和推力轴承8可改变通风转盘3的旋转速度从而达到调频的功能，本装置工作适应性强，运行效率高，可以在更恶劣的环境下工作，设备安装便捷，维护简单。
36.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。