КОМПЛЕКСНЫЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1998 года по МПК B23D29/00 B26B15/00 

Изобретение относится к области обработки металлов и других материалов методами резания, давления, удара, может быть применено как подъемное устройство типа домкрат, так и устройство для выброса. Оно может использоваться в аварийно-спасательных работах различными службами в том числе автомобильной инспекцией, пожарными, МЧС, в различного рода чрезвычайных ситуациях, для расчленения конструкции автомобиля, потерпевшего аварию, для обеспечения доступа к пострадавшему, в пожарных службах для обеспечения доступа к горящим объектам, метания пожарных шашек, вскрытия металлических дверей.

Известен гидравлический инструмент см. в описании патента DE-08 2238600 B 23 D, также гидравлический инструмент, выпускаемый фирмой LUKAS Германия и др. Указанный инструмент содержит исполнительные механизмы, ножницы с верхним и нижним ножами и др. Каждый исполнительный механизм является неотъемлемой частью гидравлического приводного механизма с поршнем, клапанами, соединенного шлангами высокого давления с компрессором с емкостью с гидравлической жидкостью, который, в свою очередь, соединен с двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем.

Основные недостатки этого гидравлического инструмента - это то, что каждый исполнительный механизм имеет свой гидравлический приводной механизм, что делает его сравнительно дорогим, тяжелым для транспортировки или доставки к месту работы ряда исполнительных механизмов, кроме того зависимость этого инструмента от внешнего источника энергии (двигателя с компрессором). Внешний источник энергии накладывает большие ограничения на возможность применения этого инструмента в экстремальных ситуациях. Необходимо большое время на доставку и подготовку этого инструмента к работе, невозможность переноса на большие расстояния от двигателя с компрессором из-за ограниченной длины шлангов высокого давления, что накладывает ограничения на работу с ним в труднодоступных местах, при пожарах, кроме того невозможность запуска двигателя в сильно задымленных и загазованных местах и трудность его запуска при сильных морозах, также в ограниченности его функциональных возможностей, в данном инструменте отсутствует ударный инструмент.

Известен также инструмент (ножницы, разжим) см. описание патента Германии N 3809640 кл. B 23 D 29/00, 29/02, 1988 г. Этот инструмент состоит из исполнительного механизма, включающего шарнирно соединенные осью поворотные режущие (разжимающие) верхний и нижний ножи, передаточного механизма с клиновой передачей, приводного механизма, включающего привод с поршнем высокого давления, привод с поршнем малого давления, системы перепускных клапанов как малого, так и высокого давления, стационарной рукоятки и встроенной емкости с гидравлической жидкостью.

Этот инструмент тоже содержит недостатки, заключающиеся в ограниченности выполняемых им функций (только резание и разжим), невозможность смены или замены других исполнительных механизмов, выполняющих различные функции, большой трудоемкости резания и значительном времени одного цикла (сжатие - разжатие ножей), в связи с тем, что необходимо качать гидравлическую жидкость, кроме того данный инструмент очень сложен в конструктивном исполнении, что должно отражаться на их надежности и, по мнению авторов, должны обладать большой массой.

Наиболее близким к заявляемому комплексному пиротехническому многофункциональному инструменту (далее по тексту - инструмент) по технической сущности и достигаемому эффекту по мнению авторов являются переносные пиротехнические ножницы (пиротехнический инструмент), приведенные в описании патента России (19) RU, (11) 2070483, (13) C1, (51) 6 B 23 D 17/02, 29/00 и принятые авторами за прототип.

Они содержат соединенный между собой в единый агрегат исполнительный, приводной и курковый механизмы. Исполнительный механизм содержит неподвижный нижний нож, шарнирно соединенный осью с верхним ножом, который в свою очередь через серьгу соединен с ползуном. Приводной механизм содержит корпус, в котором размещены подпружиненный шток с поршнем, взаимодействующий с ползуном исполнительного механизма, камера сгорания с предварительной камерой сгорания и патронник. Курковый механизм шарнирно соединен с приводным механизмом и содержит подпружиненный курок с бойком и другими элементами, и имеет возможность однозарядной многоразовой самовзводящейся работы при одном патроне, вставленном в патронник приводного механизма.

Это устройство лишено ряда недостатков, принадлежащих вышеуказанным аналогам. Оно автономно не зависит от внешних источников энергии. Однако и оно содержит недостатки, заключающиеся: в ограниченной функциональной возможности данного инструмента; в невозможности проводить работы под водой; в невозможности многозарядной работы данным инструментом.

Эти недостатки обусловлены тем, что данные переносные пиротехнические ножницы имеют в качестве исполнительного механизма только ножницы, что не обеспечивает весь комплекс аварийно-спасательных работ, проводимых в экстремальных условиях, где часто требуется что-то разжать, приподнять, ударить, пробить или расширить.

Данное устройство не имеет возможности работы под водой, так как может наполниться жидкостью, являющейся не сжимаемой средой, а конструктивное исполнение приводного механизма не позволяет обеспечить его работу в жидкой среде, по ряду причин.

Данное устройство имеет однозарядный, многоразовый самовзводящийся, курковый механизм, при этом после каждого срабатывания необходимо открывать рукоятку, вынимать отстрелянную гильзу и вставлять новый патрон, что в некоторых случаях неудобно делать в рукавицах или пожарных крагах, так как патрон маленький и его неудобно держать, особенно в экстремальных условиях или в темном помещении (темное время суток).

В основу изобретения положено решение задачи, направленной на создание комплексного пиротехнического инструмента для многофункциональных работ в чрезвычайных ситуациях, спасательных работах и других условиях, обеспечивающих комплексное автономное выполнение работ, имея возможность смены исполнительных механизмов, а также возможность работы под водой, кроме того обеспечивающих наряду с однозарядной работой возможность многозарядной работы, не требуя замены патрона после каждого срабатывания.

Для решения поставленной задачи в известных (пиротехническом инструменте) переносных пиротехнических ножницах, содержащих соединенные между собой исполнительный механизм, включающий верхний и нижний ножи с корпусом, взаимодействующие с ползуном, приводной механизм с подпружиненным штоком, размещенным в корпусе и однозарядный курковой механизм, имеющий разъемное соединение с приводным механизмом, выполненное в виде шарнирного соединения фиксируемого подвижной осью, инструмент выполнен в виде ряда исполнительных механизмов - ножниц с верхним и нижним ножами, кусачек также с ножами, разжима с двумя рычагами, домкрата с поворотным фиксируемым рычагом, ударного исполнительного механизма с пробойником, зубилом и молотком и др., соединенных с ползуном и имеющих легкоразъемное соединение с одной из сторон, приводного механизма, выполненного в различном исполнении, для работы на суше и для работы под водой, при этом второй стороной каждый приводной механизм имеет возможность соединения как с однозарядным, так и с многозарядным курковыми механизмами, имеющими аналогичные взаимозаменяемые места стыковки.

Одновременно отличием предлагаемого комплексного пиротехнического инструмента является и то, что легкоразъемное соединение исполнительных механизмов с приводными механизмами выполнено в виде пазов и выступов, выполненных в корпусе и ползуне исполнительных механизмов, взаимодействующих с ответными пазами и выступами, выполненными в штоке и корпусе приводных механизмов и фиксируемое накидной гайкой.

Кроме того, в штоке приводного механизма, обеспечивающего возможность работы под водой, выполнена герметичная камера с подпружиненным поршнем, заполненная воздухом атмосферного давления и одновременно в корпусе установлена предохранительная мембрана и выполнены дренажные отверстия.

Выполнение инструмента с рядом исполнительных механизмов ножниц с верхним и нижним ножами, кусачек также с ножами, разжима с двумя рычагами, домкрата с поворотным фиксируемым рычагом, ударного исполнительного механизма с пробойником, зубилом и молотком и другими механизмами, соединенных с ползуном и имеющих легкоразъемное соединение с одной и сторон приводного механизма, позволило создать многофункциональный инструмент, обеспечивающий автономно большой комплекс аварийных работ в чрезвычайных ситуациях независимо от внешних условий, связанный с обеспечением доступа к пострадавшим, вскрытия или разрушения препятствующих элементов конструкций, при этом отпадает необходимость как у аналогов иметь с каждым исполнительным механизмом свой привод, кроме того данное предложение значительно расширяет возможности применения различных (дополнительных) исполнительных механизмов, включая исполнительные механизмы ударного действия.

Выполнение инструмента с приводными механизмами в различном исполнении в виде приводного механизма для работы на суше аналогично прототипу и приводного механизма для работы под водой позволило значительно расширить возможности применения инструмента, обеспечивая широкий комплекс работ под водой, при этом конструктивное его исполнение позволяет проводить работы до глубины 60 м в легком водолазном костюме.

Обеспечение возможности соединения каждого из приводных механизмов второй стороной как с однозарядным курковым механизмом, так и с многозарядным курковым механизмом, имеющим аналогичные взаимозаменяемые места стыковки, позволило обеспечить возможность поставки инструмента как с однозарядным курковым механизмом вполне устраивающим ряд служб, выполняющих определенный комплекс работ, так и с многозарядным курковым механизмом, имеющим преимущества в виде отсутствия необходимости вставления патрона после каждого срабатывания.

Выполнение легкоразъемного соединения исполнительных механизмов с приводными механизмами в виде пазов и выступов в корпусе и ползуне исполнительных механизмов, взаимодействующих с ответными пазами и выступами выполненными в штоке и корпусе приводных механизмов и фиксируемого накидной гайкой, позволило обеспечить замену исполнительных механизмов, за короткий промежуток времени. Необходимо отвинтить одну накидную гайку, вынуть вставленный исполнительный механизм на его место вставить другой и завинтить отвинченную накидную гайку, что значительно быстрее, чем перестановка двух шлангов высокого давления и замена исполнительного механизма совместно с приводом.

Выполнение в штоке приводного механизма, обеспечивающего возможность работы под водой герметичной камеры с подпружиненным поршнем, заполненной воздухом атмосферного давления, и установка одновременно в корпусе предохранительной мембраны и выполнение дренажных отверстий позволило создать непосредственно перед патроном объем воздуха, при этом поршень камеры находится непосредственно перед патроном, а предварительное усилие подпружинивающей его пружины расчитано до давления на него жидкости до глубины 60 м (6 атмосфер), в момент срабатывания привода при наличии избыточного давления, этот поршень перемещается, воздавая объем, необходимый для горения пороха, после чего происходит работа механизма, аналогично работе приводного механизма для работы на суше. Вода, находящаяся в подпоршневой полости, вытесняется через дренажные отверстия.

В случае нарушения герметичности камеры и заполнения ее водой, для безопасности работ установлена предохранительная мембрана, которая при нештатной работе разрушается, после чего необходимо на суше устранить негерметичность и установить новую мембрану, восстановив работоспособность данного инструмента.

На фиг. 1 показан общий вид комплексного пиротехнического многофункционального инструмента (исполнительный механизм ножницы, приводной механизм для работы на суше и однозарядный курковый механизм в состыкованном состоянии, остальные механизмы показаны в расстыкованном состоянии);
на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1 (легкоразъемное соединение исполнительных механизмов с приводными механизмами);
на фиг. 3 - разрез поз. 1 фиг. 1 (приводной механизм, обеспечивающий возможность работы под водой).

Рекомендуемое изобретение, по мнению авторов, соответствует критерию изобретательного уровня, так как существующие отличительные признаки изобретения из известного уровня не выявлены.

Предлагаемый пиротехнический многофункциональный инструмент содержит исполнительные механизмы 1, приводные механизмы 2 и курковые механизмы 3. Рабочие элементы исполнительных механизмов 1 включают ножницы 4, кусачки 5, разжим 6, домкрат 7, ударный инструмент 8 с пробойником 9, зубилом 10 и молотком 11. Приводные механизмы 2 включают приводной механизм для работы на суше 12 и приводной механизм для работы под водой 13. Курковые механизмы 3 включают однозарядный курковой механизм 14 и многозарядный курковой механизм 15.

Ножницы 4 содержит нижний нож 16, выполненный заодно с корпусом 17, на котором шарнирно установлен верхний нож 18, связанный серьгой 19 с ползуном 20, размещенным в корпусе 17.

Кусачки 5 содержат нижний 21 и верхний 22 ножи, раздельно шарнирно установленные на корпусе 23 и соединенные серьгами 24, 25 соответственно с ползуном 26, размещенным в корпусе 23.

Разжим 6 содержит нижний 27 и верхний 28 рычаги, совместно шарнирно установленные на корпусе 29 и соединенные серьгами 30, 31 с ползуном 32, размещенным в корпусе 29.

Домкрат 7 содержит нижний рычаг 33, выполненный заодно с корпусом 34, на котором шарнирно установлен поворотный верхний рычаг 35, фиксируемый в повернутом положении фиксатором 36 и связанный серьгой 37 с ползуном 38, размещенным в корпусе 34.

Ударный инструмент 8 с пробойником 9, зубилом 10 и молотком 11 содержит корпус 39, в котором размещен ползун 40 со штоком 41, на котором устанавливаются пробойник 9, зубило 10, молоток 11 и имеет ограничитель 42.

Приводной механизм для работы на суше 12 содержит корпус 43, в котором размещены шток 44 с поршнем 45, подпружиненный пружиной 46, с кольцевыми коническими пружинами 47, и имеет патронник 48 с камерой сгорания 49, с дюзой 50 и установленным на нем глушителем 51.

Приводной механизм для работы под водой 13 содержит корпус 52, в котором размещены шток 53 с поршнем 54, подпружиненный пружиной 55 с кольцевыми коническими пружинами 47а, и имеет патронник 56, дренажные отверстия 57, в штоке 53 выполнена герметичная полость 58, заполненная воздухом атмосферного давления, в которой размещен подпружиненный пружиной 59 поршень 60. Приводной механизм 13 снабжен (отверстие) дюзой 61 и предохранительной мембраной 62.

Однозарядный курковой механизм 14 содержит шарнирно установленную на приводном механизме 2 рукоятку 63, в которой размещен самовзводящийся курком 64 курковый механизм. В закрытом положении рукоятка 63 фиксируется подпружиненной осью 65 (затвор).

Многозарядный курковой механизм 15 содержит рукоятку 66, устанавливаемую на приводной механизм на то же место, что и однозарядный курковой механизм, только вместо подвижной подпружиненной оси 65 устанавливается неподвижная ось 67. В рукоятке устанавливается магазин 68 с патронами 69, количество патрон 67 может быть различное от 1 до 20 - 30 шт, так же в рукоятке установлен перезарядный механизм с курком 70 и затвором 71.

Соединение исполнительных механизмов 1 с приводными механизмами 2 выполнены в виде легкоразъемного соединения и содержит пазы 72, 73 и выступы 74, 75, выполненные на корпусах 17, 23, 29, 34, 39 и ползунах 20, 26, 32, 38, 40 исполнительных механизмов 1, взаимодействующих соответственно с пазами 76, 77 и выступами 78, 79, выполненными на штоках 44, 53 и корпусах 43, 52 приводных механизмов 2, кроме того на корпусах 43, 52 приводных механизмов 2 установлена накидная гайка 80.

Комплексный пиротехнический многофункциональный инструмент работает следующим образом. В зависимости от вида проводимых работ на приводной механизм 2 устанавливается тот или иной исполнительный механизм 1, при этом пазы 72, 73 и выступы 74, 75, выполненные на ползуне 20, 26, 32, 38, 40 и корпусе 17, 23, 29, 34, 39 исполнительного механизма 1 совмещаются с отвесными пазами 76, 77 и выступами 78,79, выполненными на штоке 44, 53 и корпусе 44, 52 приводного механизма 2, они надвигаются друг на друга и фиксируются накидной гайкой 80, установленной на корпусе 44, 52 приводного механизма 2, (при необходимости замены исполнительного механизма 1 накидная гайка 80 отвинчивается и исполнительный механизм 1 вынимается из пазов 76, 77 и выступов 78, 79 штока 44, 53 и корпуса 43, 52) с другой стороны на приводном механизме 2 установлен однозарядный 14 или многозарядный 15 курковой механизм 3. При работе с однозарядным курковым механизмом 14 открывается подпружиненная подвижная ось 65, рукоятка 63 поворачивается на шарнире в патронник 48, 56 приводного механизма 2 устанавливается патрон 69, затем рукоятка 63 закрывается и фиксируется подвижной осью 65, инструмент готов к применению.

При работе многозарядным курковым механизмом 15 в рукоятке 66 устанавливается магазин 68, снаряженный патронами 69, передергивается затвор 71, при этом из магазина 68 патрон 69 попадает в патронник 56 приводного механизма 13, инструмент готов к применению. Инструмент подводится к месту проведения работы, нажимается курок 64 или курок 70 порох в патроне 69 воспламеняется. При работе с приводным механизмом для работы на суше 12, воспламенившийся порох, сгорая в камере 49 сгорания, образует высокое давление, которое перемещает поршень 45 со штоком 44, те в свою очередь перемещают ползун 20, 26, 32, 38, 40 исполнительного механизма 1. При работе с приводным механизмом под водой 13 воспламенившийся порох в начальный момент нарастания давления, сжимая пружину 59 и воздух в герметичной камере, перемещает поршень 60, при этом создается объем для горения пороха, при его сгорании образуется высокое давление, которое аналогично приводному механизму для работы на суше 12 перемещает поршень 54 со штоком 53, а те в свою очередь перемещают ползун 20, 26, 32, 38, 40. Вода, накопившаяся в приводном механизме 13, через дренажные отверстия 57 при перемещении штока 53 выходит наружу. В случае разгерметизации герметичной полости 57, если она наполняется водой, во избежание разрушения приводного механизма 13, разрушается предохранительная мембрана 62, после чего инструмент необходимо отремонтировать на суше. Перемещающийся ползун 20 исполнительного механизма 1 при работе с ножницами 4 через серьгу 19 поворачивает верхний нож 18; совершая необходимую работу, при работе с кусачками 5 ползун 26 взаимодействует одновременно через серьги 24, 25 нижним 21 и верхним 22 ножами, те в свою очередь поворачиваются, сжимаясь, и совершают необходимую работу, при работе с разжимом 6 ползун 32 через серьги 30, 31 разворачивает нижний 27 и верхний 28 рычаги, те, разжимаясь, совершают необходимую работу, связанную с разжатием разрывом элементов конструкции, при работе с домкратом 7 нижний 33 и верхний 35 рычаги устанавливаются под элемент конструкции, которую необходимо приподнять, перемещающийся ползун 38 через серьгу 37 разворачивает верхний рычаг 35, который фиксатором 36 фиксируется в верхнем положении, после проведения работ фиксатор 36 отодвигается и верхний рычаг 35 имеет возможность вернуться в исходное положение, при работе с ударным инструментом 8 ползун 40 со штоком 41 производит непосредственное перемещение, установленных на них, пробойника 9, зубила 10 или молотка 11 при этом к месту работы инструмент устанавливается через ограничитель 42, чтобы снизить отдачу и инструмент к моменту свершения работы успел набрать кинетическую энергию. В конечный момент работы шток 44, 53 взаимодействует с коническими пружинами 47, 47а, поглощающими оставшуюся энергию, останавливается и под действием пружин 46, 55 возвращается в исходное положение, одновременно возвращая и исполнительные механизмы 1 в исходное положение. Отработанный газ через дюзу 50 и глушитель 51 стравливается в атмосферу или через дюзу 61 в воду. Для повторного срабатывания однозарядный курковой механизм 14 открывается вынимается отработанная гильза, устанавливается новый патрон 69, закрывается рукоятка 63 и инструмент готов к применению, у многозарядного куркового механизма 15 передергивается затвор 71 и инструмент готов к применению, если в магазине 68 кончились патроны 69 устанавливается новый магазин 68.

Использование изобретения по сравнению с прототипом позволяет создать комплексный пиротехнический инструмент, позволяющий проводить автономно широкий спектр многофункциональных работ, обеспечить возможность работы под водой до глубины 60 м и обеспечить возможность многозарядной работы инструмента.

Так же использование данного изобретения позволяет создать базовое устройство, к которому по требованию потребителей можно устанавливать различные исполнительные механизмы, кроме того его можно использовать как устройство для выброса, например, пожарных шашек.

Этот комплексный пиротехнический инструмент намереваются приобретать службы спасения, пожарные, МЧС, ГАИ и другие организации и, по мнению авторов найдет широкое применение при работе в чрезвычайных ситуациях, аварийно спасательных работах.

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть использовано при аварийно-спасательных работах в том числе и под водой. Исполнительный механизм комплексного пиротехнического многофункционального инструмента выполнен функционально-сменным. Рабочие элементы исполнительного механизма выполнены в виде ножниц, кусачек, разжима, домкрата и ударного механизма. Соединение исполнительного механизма с приводным механизмом выполнено легкоразъемным. На корпусе приводного механизма установлена гайка накидная для фиксации исполнительного механизма. В штоке приводного механизма выполнена герметичная камера с подпружиненным поршнем, заполненная воздухом атмосферного давления. В корпусе установлена предохранительная мембрана и выполнены дренажные отверстия. Наличие легкоразъемного соединения позволяет расширить применение различных типов исполнительных механизмом, а также использовать различные типы куркового механизма. Наличие герметичной камеры обеспечивает работу как на суше, так и под водой. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Комплексный пиротехнический многофункциональный инструмент, содержащий исполнительный механизм, включающий корпус, рабочие элементы и взаимодействующий с ними ползун, приводной механизм с размещенным в его корпусе подпружиненным штоком и курковый механизм, соединенный с корпусом с возможностью разъема, отличающийся тем, что исполнительный механизм выполнен функционально-сменным, соединение исполнительного механизма с приводным механизмом выполнено легкоразъемным в виде пазов и выступов в корпусе и ползуне исполнительного механизма, взаимодействующих с ответными пазами и выступами, выполненными в штоке и корпусе приводного механизма, при этом на корпусе последнего установлена введенная накидная гайка, предназначенная для фиксации исполнительного механизма, причем курковый механизм выполнен сменным однозарядным или многозарядным. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочие элементы исполнительного механизма выполнены в виде ножниц. 3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочие элементы исполнительного механизма выполнены в виде кусачек. 4. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочие элементы исполнительного механизма выполнены в виде разжима. 5. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочие элементы исполнительного механизма выполнены в виде домкрата. 6. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочие элементы исполнительного механизма выполнены в виде ударного механизма с пробойником, зубилом и молотком. 7. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения работы под водой в штоке приводного механизма выполнена герметичная камера с подпружиненным поршнем, заполненная воздухом атмосферного давления, при этом в корпусе установлена предохранительная мембрана и выполнены дренажные отверстия.