ПИРОТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРУТКОВОГО ПРОФИЛЯ Российский патент 1996 года по МПК B25D9/11 B26D1/04 

Изобретение относится к устройствам пиротехнического типа, работающим на энергии давления пороховых газов, образующихся при горении порохового заряда, и может быть использовано при проведении спасательных работ личным составом саперных войск для перерезания заграждений из стальных прутков, а также в общем машиностроении и строительстве для получения мерных заготовок из материалов пруткового типа (металлические прутки различного профиля).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пиротехническое устройство для перерезания материалов пруткового профиля, содержащее ствол с упором на одном конце, расположенные в стволе рабочую камеру и камеру для размещения патрона, ударно-спусковой механизм и режущий элемент, установленный в стволе с возможностью перемещения.

В указанном устройстве пруток перед перерезанием механически закрепляется в упоре устройства. Перед перерезанием поршень с режущим элементом отводится в крайнее заднее положение, где удерживается шариковым фиксатором. Затем производится ручная регулировка начального объема рабочей камеры в зависимости от диаметра перерезаемого прутка. При срабатывании холостого патрона образующиеся пороховые газы действуют на поршень, разгоняя его до определенной скорости, т.е. сообщая режущему элементу энергию, необходимую для перерезания прутка. Перемещаясь по стволу, поршень режущим элементом ударяет по прутку и перерезает его. После удара режущего элемента о пруток пороховые газы через направляющие пазы в стволе стравливаются в атмосферу. После перерезания прутка поршень с режущим элементов ударяется о кольцевой выступ ствола и затормаживается за счет упругой деформации элементов поршня.

Основные недостатки известного устройства заключаются в следующем:
относительно большие затраты на закрепление прутка в опоре устройства;
удар режущего элемента о пруток в начале перерезания, приводящий к резкому снижению ресурса работы как самого режущего элемента, так и других деталей устройства;
ручная регулировка начального объема рабочей камеры в зависимости от наружного размера прутка не точна и требует затраты определенного времени.

Установление начального объема рабочей камеры "на глазок" не позволяет обеспечить оптимальной скорости режущего элемента, необходимой для перерезания прутка. При этом для обеспечения надежного перерезания реальная скорость режущего элемента всегда будет существенно превышать минимальную необходимую, что приводит к увеличению силы удара режущего элемента о пруток при перерезании и о кольцевой выступ ствола при торможении, т.е. в конечном итоге, к уменьшению ресурса работы, как режущего элемента, так и других деталей устройства. Отрезанная часть прутка в процессе перерезания (особенно при перерезании с ударом) приобретает сравнительно большую кинетическую энергию и в случае вылета ее из упора устройства представляет большую опасность.

Технической задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков, обеспечение безопасности при эксплуатации пиротехнического устройства для перерезания материалов пруткового типа и повышение ресурса работы режущего элемента и устройства в целом.

Задача решается тем, что ствол выполнен с расположенным параллельно его оси глухим отверстием, в котором установлен подпружиненный толкатель, передним торцом упирающийся в выступ режущего элемента. На внутренней боковой поверхности ствола выполнены канавки прогрессивного поперечного сечения для сообщения рабочей камеры ствола с расширительной камерой режущего элемента через отверстия в стенках расширительной камеры.

Толкатель, постоянно воздействуя на режущий элемент, прижимает его к перерезаемому прутку, а пруток соответственно к режущей кромке упора. Таким образом, обеспечивается автоматическое регулирование начального объема рабочей камеры и количества пороховых газов в зависимости от диаметра перерезаемого прутка и учитывается диаграмма усилия резания при перемещении режущего элемента. Обеспечивается удержание прутка до перерезания и безударная работа режущего элемента.

Рабочая часть режущего элемента и опорная часть упора выполнены ступенчатой формы с одинаковой высотой уступа (примерно равной одной трети максимального диаметра перерезаемого прутка). На уступах режущего элемента и упора могут быть выполнены зубья клиновидной формы для обеспечения плавного торможения режущего элемента за счет пластической деформации прутка и удержания отрезанной части прутка в устройстве после перерезания.

В случае недопустимости деформации частей перерезаемого прутка в упоре может быть выполнено отверстие, в котором размещается сменный пластичный элемент (кусок прутка, стреляная гильза и т.д.), за счет пластической деформации которого при воздействии на него уступом режущего элемента обеспечивается плавное торможение последнего. Безударная работа режущего элемента в начале перерезания, плавное торможение и автоматическое регулирование начального объема рабочей камеры позволяют значительно увеличить ресурс работы режущего элемента и устройства в целом.

Кроме того, удержание прутка в устройстве режущим элементом (не требуется предварительного закрепления его в устройстве) за счет подпружиненного толкателя и автоматическое регулирование начального объема рабочей камеры позволяют существенно сократить время на подготовку устройства к работе, а также обеспечить условия безопасности при работе, поскольку исключается возможность неправильного регулирования начального объема рабочей камеры и вылет из устройства отрезанной части прутка. Сокращение величины хода режущего элемента за счет постоянного прижатия его к прутку приводит к уменьшению длины пазов в стволе для направления режущего элемента, что позволяет исключить выход пороговых газов из рабочей камеры непосредственно в атмосферу, т.е. обеспечить бесшумную работу устройства.

Отсутствие механизма регулирования начального объема рабочей камеры, механизма крепления прутка в устройстве и упругих элементов для торможения режущего элемента позволяет значительно упростить конструкцию устройства. Уменьшение хода режущего элемента за счет постоянного прижатия его к прутку приводит соответственно к уменьшению длины ствола, а следовательно, и всего устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства, разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1 (вариант выполнения упора и режущего элемента с зубьями клиновидной формы); на фиг.3 сечение А-А на фиг.1 (вариант выполнения упора со сменным пластичным элементом).

Пиротехническое устройство содержит ствол 1 с упором 2 на одном конце для размещения перерезаемого прутка 3, режущий элемент 4, установленный в стволе с возможностью перемещения, расположенные в стволе рабочую камере 5 и камеру для размещения патрона 6, а также ударно-спусковой механизм, включающий затвор 7, ударник 8 и спусковой крючок 9. Ствол имеет глухое отверстие, расположенное параллельно его оси, в котором размещен толкатель 10, взаимодействующий своим торцом с выступом 11 режущего элемента и подпружиненный по направлению к последнему посредством пружины 12. На внутренней боковой поверхности ствола имеются канавки 13 прогрессивного сечения для сообщения рабочей камеры 5 с расширительной камерой 14 режущего элемента посредством отверстий 15 в стенках последней.

Режущий элемент 4 выполнен со ступенчатой рабочей поверхностью, а упор 2 с опорной поверхностью, ответной ступенчатой рабочей поверхности режущего элемента.

В одном из вариантов выполнения режущий элемент 4 и упор 2 могут быть выполнены с зубьями клиновидной формы 16, размещенными на уступах соответственно рабочей и опорной поверхностей.

Кроме того, упор 2 может быть выполнен с отверстием 17 для размещения сменного пластичного элемента 18, с которым взаимодействует уступ 19 на рабочей поверхности режущего элемента 4.

Устройство работает следующим образом.

В упор 2, отжимая режущий элемент 4 с толкателем 10, вставляется пруток 3. При нажатии на спусковой крючок 9 срабатывает ударно-спусковой механизм, ударник 8 накалывает капсюль-воспламенитель холостого патрона 6. Образующиеся при горении порохового заряда газы истекают в рабочую камеру 5, Давление газов в рабочей камере в зависимости от диаметра перерезаемого прутка регулируется за счет изменения ее начального объема и перетекания части газов по канавкам 13 и через отверстия 15 в расширительную камеру 14 режущего элемента 4. Под действием давления пороховых газов режущий элемент 4 перерезает пруток 3 и плавно затормаживается, сдавливая части прутка зубьями клиновидной формы 16 или деформируя сменный пластичный элемент 18.

Безударная работа режущего элемента с автоматической регулировкой начального объема рабочей камеры и плавное торможение режущего элемента позволяют существенно увеличить ресурс работы как режущего элемента, так и всего устройства в целом. Кроме того, автоматическое регулирование начального объема камеры и удержание частей перерезаемого прутка поверхностями упора и режущего элемента повышает эффективность работы устройства за счет уменьшения времени на подготовку устройства к работе и безопасность при эксплуатации.

Отсутствие прямой связи внутреннего объема ствола с атмосферой позволяет значительно снизить уровень шума при работе с устройством, что позволит повысить комфортность (при работе с устройством оператору не требуются средства защиты органов слуха от шумов).

Использование: в общем машиностроении и строительстве при получении мерных заготовок из материалов пруткового типа, а также при проведении спасательных работ для перерезания заграждений из стальных прутков. Сущность изобретения: устройство содержит ствол с упором на одном конце и перемещаемым в его полости режущим элементом. В стволе также имеются рабочая камера, камера для размещения патрона и ударно-спусковой механизм, включающий затвор, ударник и спусковой крючок. Ствол выполнен с глухим отверстием, расположенным параллельно его оси, в котором установлен толкатель, взаимодействующий своим торцем с выступом режущего элемента и подпружиненный по направлению к этому выступу. На внутренней боковой поверхности ствола имеются канавки прогрессивного сечения для сообщения рабочей камеры с расширительной камерой режущего элемента через отверстия в стенках последней. Рабочая поверхность режущего элемента и соответствующая ей опорная поверхность упора выполнены ступенчатыми. Режущий элемент и упор могут быть выполнены с зубьями клиновидной формы, размещенными на уступах их ступенчатых поверхностей. В другом варианте упор может быть выполнен с отверстием для размещения сменного пластичного элемента, с которым взаимодействует уступ на рабочей поверхности режущего элемента. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ПИРОТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРУТКОВОГО ПРОФИЛЯ, содержащее ствол с упором на одном конце, расположенные в стволе рабочую камеру и камеру для размещения патрона, ударно-спусковой механизм и режущий элемент, установленный в стволе с возможностью перемещения, отличающееся тем, что оно снабжено толкателем, режущий элемент выполнен со ступенчатой рабочей поверхностью, расположенным со стороны этой поверхности выступом и расширительной камерой с отверстиями в ее боковых стенках, упор выполнен с опорной поверхностью, ответной ступенчатой рабочей поверхности режущего элемента, а ствол выполнен с расположенным параллельно его оси глухим отверстием и размещенными на его внутренней боковой поверхности канавками прогрессивного поперечного сечения для сообщения рабочей камеры через отверстия в боковых стенках расширительной камеры с последней, при этом толкатель установлен в глухом отверстии ствола с возможностью взаимодействия с выступом режущего элемента и подпружинен по направлению к этому выступу. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено сменным пластичным элементом, упор выполнен с отверстием для размещения последнего, а режущий элемент выполнен с расположенным на его рабочей поверхности уступом и установлен с возможностью взаимодействия поверхностью этого уступа с упомянутым пластичным элементом. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущий элемент и упор выполнены с зубьями клиновидной формы, размещенными на уступах соответственно рабочей и опорной ступенчатых поверхностей.