УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЗВУКА Российский патент 1998 года по МПК G10K1/28 

Изобретение относится к акустике и может быть использовано для колоколов в колокольнях.

Известна "русская" форма конструкции колокола, содержащая корпус и язык постоянной длины [1].

Недостатком известного устройства является невозможность его настройки и улучшения звукового эффекта после фабричного изготовления.

Наиболее близкой по выполнению является конструкция колокола, язык которого выполнен с бойком [2].

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования положения точки контакта бойка языка с корпусом колокола после фабричного изготовления.

Задачей изобретения является повышение качества (силы и чистоты) звучания колокола за счет возможности его механической настройки после фабричного изготовления и в процессе эксплуатации без дополнительных приспособлений и устройств.

Для решения данной задачи в устройстве для возбуждения звука, содержащем корпус колокола и язык с бойком, язык выполнен разъемным из двух частей, соединенных посредством резьбового соединения с контргайкой и стопорной шайбой, при этом нижняя часть языка снабжена противовесом, а внутренняя поверхность корпуса в точке контакта ее с бойком в момент удара образована окружностью заданного радиуса, центр которой расположен во внешней зоне колокола на прямой, соединяющей его с центром масс языка при ударе, причем в верхней зоне корпуса колокола выполнено отверстие в виде однополостного гиперболоида.

По сравнению с прототипом новым является выполнение языка разъемным из двух частей, соединенных посредством резьбового соединения с контргайкой и стопорной шайбой, при этом нижняя часть языка снабжена противовесом, а внутренняя поверхность корпуса в точке контакта ее с бойком в момент удара образована окружностью заданного радиуса, центр которой расположен во внешней зоне колокола на прямой, соединяющей его с центром масс языка при ударе, причем в верхней зоне корпуса колокола выполнено отверстие в виде однополостного гиперболоида.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизны".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Основным фактором, ухудшающим качество звучания, является возникновение биения, частота которого равна разности основной и дополнительных гармоник, возникающих вследствие касательного удара языка о корпус колокола и динамического удара в подвеске языка и корпуса колокола. Таким образом, для улучшения качества звучания необходимо устранить условия для возникновения дополнительных гармоник.

С этой целью внутренняя поверхность колокола образуется семью кривыми, стыкующимися между собой по общей касательной. Вторая снизу кривая имеет радиус, равный 3 R, где R - радиус нижней кривой, равный 1/14 от диаметра нижней части корпуса колокола. Третья и четвертая кривые имеют, соответственно, радиусы 12 R и 14 R, при этом четвертая кривая стыкуется с прямой, которая переходит в пятую кривую радиусом 3 R, центр которой располагается во внутренней зоне колокола. Шестая кривая имеет радиус, равный 14 R, а ее центр располагается, как и второй, третьей и четвертой кривых - во внешней зоне колокола. Радиус седьмой кривой равен 2,4 R, а центр этой кривой расположен во внутренней зоне корпуса колокола.

На чертеже представлена конструкция устройства для возбуждения звука.

Язык состоит из двух частей, которые имеют между собой резьбовое соединение. Нижняя часть языка 1 находится в контакте с контргайкой 2 и стопорной лепестковой шайбой (узел I). Верхняя зона нижней части языка имеет несквозное резьбовое отверстие, а верхняя часть языка выполнена в виде винта 4.

Язык имеет основную массу-боек произвольной формы 5 (шар, цилиндр, возможны и другие конфигурации), расположенную в нижней части языка и выполняющую роль бойка. Ниже за основной массой языка помещается дополнительная масса - противовес 6, выполненный в форме любой конфигурации, оканчивающейся серьгой 7, имеющей отверстие для привода языка в движение.

Данная конструкция колокола обеспечивает расположение точки контакта 8 бойка языка 5 в момент возбуждения звука на прямой, соединяющей центр масс языка с центром окружности внутренней поверхности корпуса колокола 9 (узел II), в результате чего реализуется центральный удар без сдвига центра масс относительно корпуса по касательной и отсутствует явление дребезжания (искажения звучания) корпуса колокола.

Предлагаемая конструкция подвесной части колокола 10 приводит в режиме ее пространственных колебаний к постоянному контакту с осью подвески только в одной точке, что обеспечивает отсутствие воздействия на звучание колокола дополнительных гармоник.

Регулируемая конструкция языка позволяет также при его ударе о корпус колокола исключить динамические нагрузки на подвеску языка.

Устройство для возбуждения звука работает следующим образом. Звонарь при помощи тяги (не показана), прикрепленной к серьге 7, приводит в движение нижнюю часть языка 1, которая в свою очередь соударяется бойком 5 с корпусом колокола 9.

Источники информации
1. Оловянишников Н. И. История колоколов и колокололитейное искусство. Изд. 2. М., 1912, с. 384-392, рис. I-III.

2. Патент US, 3941082, G 10 K 1/06, 1976.

Изобретение относится к акустике и может быть использовано для возбуждения звука и улучшения акустических свойств колоколов в колокольнях. Задачей изобретения является повышение качества (силы и чистоты) звучания колокола за счет возможности его механической настройки после изготовления и в процессе эксплуатации. Колокол снабжен регулируемой и фиксируемой по длине конструкцией языка с расчетным противовесом. Такая конструкция обеспечивает контакт языка с корпусом колокола в момент удара в точке, которая находится на прямой, соединяющей центр шара языка с центром окружности внутренней поверхности корпуса колокола, в результате чего отсутствует явление дребезжания. 1 ил.

Устройство для возбуждения звука, содержащее корпус колокола и язык с бойком, отличающееся тем, что язык выполнен разъемным из двух частей, соединенных посредством резьбового соединения с контргайкой и стопорной шайбой, при этом нижняя часть языка снабжена противовесом, а внутренняя поверхность корпуса в точке контакта ее с бойком в момент удара образована окружностью заданного радиуса, центр которой расположен во внешней зоне колокола на прямой, соединяющей его с центром масс языка при ударе, причем в верхней зоне корпуса колокола выполнено отверстие в виде однополостного гиперболоида.