Динамический громкоговоритель

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах, гидроакустических аппаратах большой мощности.

Динамический громкоговоритель содержит магнитную систему, как минимум, с двумя кольцевыми постоянными магнитами с осевой намагниченностью, размещенными в цилиндрическом корпусе из магнитомягкого железа с встречным расположением одноименных полюсов и с зазором между ними, кольцевые концентраторы из магнитомягкого железа, керн, два соосных каркаса с кольцевыми катушками. Внешняя кольцевая катушка размещена над зазором между кольцевыми постоянными магнитами с внешней стороны, а внутренняя кольцевая катушка размещена над зазором, внутри отверстий в кольцевых постоянных магнитах. Каркасы кольцевых катушек закреплены на дисковой связке из диамагнетика. Выводы обоих кольцевых катушек могут быть электрически соединены перекрестно в параллель или встречно-последовательно и подключены к источнику электрического сигнала.

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах инфранизких частот большой мощности, а также в гидроакустических аппаратах и других изделиях.

Известно устройство, содержащее магнитную систему из кольцевого постоянного магнита с осевой намагниченностью и керна, кольцевую катушку, связанную с центрирующей шайбой и диффузором. В известном устройстве катушка размещена в зазоре между керном и внутренней поверхностью отверстия кольцевого постоянного магнита (см. конструкцию динамических громкоговорителей, опубликованную на сайте ) прототип.

Недостатком прототипа является низкий коэффициент преобразования электрической энергии в механическую, малая мощность и малый ход подвижной катушки с диффузором.

Технический результат заключается в устранении выше перечисленных недостатков и наиболее полном использовании энергии магнитного поля постоянных магнитов.

Технический результат достигается тем, что динамический громкоговоритель содержит магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, дисковый концентратор магнитного потока в виде торцевой стенки цилиндрического корпуса, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, закрепленные с помощью тонкостенного крепежного стакана из диамагнетика внутри цилиндрического корпуса соосно с ним на торцевой стенке, керн из магнитомягкого железа, кольцевой концентратор магнитного потока из магнитомягкого железа, первый каркас с внешней кольцевой катушкой и второй каркас с внутренней кольцевой катушкой, которые закреплены соосно на общей дисковой связке из немагнитного материала, связанной с центрирующей шайбой и диффузором.

Особенностью является то, что кольцевые постоянные магниты с осевой намагниченностью размещены на тонкостенном крепежном стакане с зазором между ними и встречно расположенными одноименными полюсами, внешняя кольцевая катушка, закрепленная на первом каркасе, размещена внутри цилиндрического корпуса с внешней стороны кольцевых постоянных магнитов под зазором между их одноименными полюсами, а внутренняя кольцевая катушка, закрепленная на втором каркасе, размещена внутри тонкостенного крепежного стакана против зазора между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: высота каждого кольцевого постоянного магнита составляет (0,2÷0,4) от его диаметра; величина зазора между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов составляет (0,5÷1) от их высоты; длина каждой кольцевой катушки близка к величине зазора между встречно расположенными одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов; первый каркас с внешней кольцевой катушкой должен иметь минимальный зазор с внешней образующей кольцевых постоянных магнитов, обеспечивающий свободное возвратно-поступательное перемещение внешней кольцевой катушки вдоль оси магнитной системы; второй каркас с внутренней кольцевой катушкой должен иметь минимальный зазор с керном, обеспечивающим свободное возвратно-поступательное перемещение внутренней кольцевой катушки внутри тонкостенного крепежного стакана вдоль оси магнитной системы; внутренний диаметр корпуса больше диаметра кольцевых постоянных магнитов не более чем на размер высоты кольцевого постоянного магнита, а диаметр керна должен быть меньше внутреннего диаметра отверстия кольцевого постоянного магнита не более чем на размер высоты кольцевого постоянного магнита.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - конструкция динамического громкоговорителя; на фиг.2 - схематическое представление визуализированных силовых магнитных линий магнитной системы, взаимодействующих с катушками.

Динамический громкоговоритель (фиг.1), содержащий магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус 1 из магнитомягкого железа, дисковый концентратор магнитного потока в виде торцевой стенки 2 цилиндрического корпуса 1, как минимум, два кольцевых постоянных магнита 3 с осевой намагниченностью, закрепленные с помощью тонкостенного крепежного стакана 4 из диамагнетика внутри цилиндрического корпуса 1 соосно с ним на торцевой стенке 2, керн 5 из магнитомягкого железа, кольцевой концентратор 6 магнитного потока из магнитомягкого железа, первый каркас 7 с внешней кольцевой катушкой 8 и второй каркас 9 с внутренней кольцевой катушкой 10, которые закреплены соосно на общей дисковой связке 11 из немагнитного материала, связанной с центрирующей шайбой 12 и диффузором 13. Кольцевые постоянные магниты 3 с осевой намагниченностью размещены на тонкостенном крепежном стакане 4 с зазором между встречно расположенными одноименными полюсами, внешняя кольцевая катушка 8, закрепленная на первом каркасе 7, размещена внутри цилиндрического корпуса 1 с внешней стороны кольцевых постоянных магнитов 3 над зазором между их одноименными полюсами, а внутренняя кольцевая катушка 10, закрепленная на каркасе 9, размещена внутри тонкостенного крепежного стакана 4 против зазора между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов 3. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: высота каждого кольцевого постоянного магнита 3 составляет (0,2÷0,4) от его диаметра D_м; величина зазора между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов 3 составляет (0,5÷1) от их высоты h; длина L_к каждой кольцевой катушки 8, 10 близка к величине зазора между встречно расположенными одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов 3; первый каркас 7 с внешней кольцевой катушкой 8 должен иметь минимальный зазор с внешней образующей кольцевых постоянных магнитов 3; обеспечивающий свободное возвратно-поступательное перемещение внешней кольцевой катушки 8 вдоль оси магнитной системы; второй каркас 9 с внутренней кольцевой катушкой 10 должен иметь минимальный зазор b=(d_B-d_К)/2 с керном 5, обеспечивающий свободное возвратно-поступательное перемещение внутренней кольцевой катушки 10 внутри тонкостенного крепежного стакана 4 вдоль оси магнитной системы; внутренний диаметр D корпуса 1 больше диаметра D_м кольцевых постоянных магнитов 3, не более чем на размер высоты h кольцевого постоянного магнита 3, а диаметр d_k керна 5, должен быть меньше диаметра d_м внутреннего отверстия кольцевого постоянного магнита 3, не более чем на размер высоты h кольцевого постоянного магнита 3. Размер зазора между кольцевыми постоянными магнитами 3 устанавливается с помощью распорной втулки 14. Выводы 15 внешней кольцевой катушки 8 и выводы 16 внутренней кольцевой катушки 10, подсоединенные к контактам 17, 18 на каркасе 19, могут быть электрически соединены в параллель встречно или последовательно и встречно и подключены к источнику (на фиг. не показано) сигнала.

Магнитная система в предложенной полезной модели позволяет наиболее полно использовать энергию магнитного потока кольцевых постоянных магнитов 3, замыкающегося между полюсами, как с внешней стороны зазора через корпус 1, так и внутри отверстий кольцевых постоянных магнитах 3 через керн 5, пересекая силовыми магнитными линиями 20 (фиг.2) витки кольцевых катушек 8, 10.

Из выражения определяющего преобразование энергии в динамическом громкоговорителе F=В×l×I, где F - сила, l - длина привода катушки, I - сила тока в проводе, имеем:

- для прототипа с одной катушкой: F_п=В××d_м×n×I, где F_п - сила, достигаемая в преобразователе прототипа, n - число витков катушки;

- для предложенной полезной модели с двумя катушками:

F_м=В×(d_м+D_м)×n×I и F_м >F_п, где F_п - сила, достигаемая в преобразователе предложенной полезной модели, откуда видно, что F_м >F_п, что подтверждает достижение ожидаемого результата.

1. Динамический громкоговоритель, содержащий магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, дисковый концентратор магнитного потока в виде торцевой стенки цилиндрического корпуса, как минимум два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, закрепленные с помощью тонкостенного крепежного стакана из диамагнетика внутри цилиндрического корпуса соосно с ним на торцевой стенке, керн из магнитомягкого железа, кольцевой концентратор магнитного потока из магнитомягкого железа, первый каркас с внешней кольцевой катушкой и второй каркас с внутренней кольцевой катушкой, которые закреплены соосно на общей дисковой связке из немагнитного материала, связанной центрирующей шайбой и диффузором, отличающийся тем, что кольцевые постоянные магниты с осевой намагниченностью размещены на тонкостенном крепежном стакане с зазором между встречно расположенными одноименными полюсами, внешняя кольцевая катушка, закрепленная на первом каркасе, размещена внутри цилиндрического корпуса с внешней стороны кольцевых постоянных магнитов над зазором между их одноименными полюсами, а внутренняя кольцевая катушка, закрепленная на втором каркасе, размещена внутри тонкостенного крепежного стакана против зазора между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов.

2. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: высота каждого кольцевого постоянного магнита составляет 0,2÷0,4 его диаметра; величина зазора между одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов составляет 0,5÷1 их высоты; длина каждой кольцевой катушки близка к величине зазора между встречно расположенными одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов; первый каркас с внешней кольцевой катушкой должен иметь минимальный зазор с внешней образующей кольцевых постоянных магнитов, обеспечивающий свободное возвратно-поступательное перемещение внешней кольцевой катушки вдоль оси магнитной системы; второй каркас с внутренней кольцевой катушкой должен иметь минимальный зазор с керном, обеспечивающий свободное возвратно-поступательное перемещение вдоль внутренней кольцевой катушки внутри тонкостенного крепежного стакана вдоль оси магнитной системы; внутренний диаметр корпуса больше диаметра кольцевых постоянных магнитов не более чем на размер высоты кольцевого постоянного магнита, а диаметр керна должен быть меньше внутреннего диаметра отверстия кольцевого постоянного магнита не более чем на размер высоты кольцевого постоянного магнита.