ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ РЕЗКИ Российский патент 2001 года по МПК B23D29/00 

Изобретение относится к средствам, используемым, преимущественно, в экстремальных ситуациях при спасении жизни людей, и может быть использовано как для резки арматуры, так и при дроблении каменных плит, и других работ подобного рода. Предлагаемое устройство при непредвиденных аварийных ситуациях позволит оперативно вести расчистку завалов для спасения людей, т.к. имеющиеся стационарные средства в таких случаях оперативно практически использовать не представляется возможным.

Взамен стационарных средств может быть использована конструкция облегченного переносного устройства, исполнительный механизм которого приводится в действие от автономного источника энергии - порохового заряда - патрона.

Решения, исполнительный механизм которых приводится в действие от порохового заряда, известны.

Таковыми являются "Монтажный пороховой пистолет" (а.с. СССР 448948, кл. B 25 D 9/11) и "Пороховой пистолет для забивки крепежных деталей" (а.с. СССР 919861, кл. B 25 D 9/11).

Их конструкция предусматривает осуществление демпфирования излишней энергии заряда посредством пружин. Такого рода демпфирование неприемлемо для механизмов, работающих в экстремальных ситуациях, где большая вероятность холостых выстрелов по ситуационным условиям, когда энергия не реализуется в полезную работу резки арматуры и должна быть поглощена конструкцией механизма, что приводит к резкому снижению его надежности и работоспособности. При осуществлении же полного демпфирования посредством пружинных элементов резко возрастают весовые характеристики, что неприемлемо для переносного, легко управляемого механизма.

Наиболее близким к заявленному является решение, приведенное в описании к патенту РФ N 2033904, кл. B 23 D 23/00. "Переносное устройство для резки", содержащее механизм привода в виде однополостного цилиндра с размещенными в нем поршнем со штоком, передающим усилие на режущий элемент. Поршень приводится в действие пороховым зарядом. Ввиду практического отсутствия демпфирования полной энергии порохового заряда при холостом выстреле такое решение неприемлемо с точки зрения работоспособности и надежности конструкции при ударных нагрузках.

Анализ аналогов, прототипа и других технических решений, в которых частично или полностью решена проблема демпфирования, показал, что эти решения либо не обеспечивают надежность механизмов, либо при мощных пружинных элементах не соответствуют понятию "переносное" по весовым характеристикам, что снижает эффективность их использования в экстремальных ситуациях.

При разработке данного изобретения была поставлена задача снизить вес устройства и повысить при этом надежность и работоспособность.

Задача решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем цилиндр, поршень со штоком, размещенный в цилиндре с возможностью приведения в действие от источника давления, и исполнительный механизм, связанный с указанным штоком, в предлагаемом решении цилиндр выполнен в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной шайбой и связанных между собой каналом.

Выполнение цилиндра в виде двух полостей разновеликих диаметров с подвижной шайбой обеспечивает демпфирование независимо от диаметра полости.

Связь полостей каналом обеспечивает повышенное давление в полости демпфирования, что увеличивает эффект демпфирования.

Совокупность признаков обеспечивает расчетное давление в демпфирующей полости, требуемое и достаточное для поглощения энергии при холостом выстреле.

Техническим результатом является снижение веса устройства за счет использования в качестве рабочего тела газовой среды, поглощающей энергию выстрела.

На чертеже представлено предлагаемое решение.

Устройство выполнено в виде цилиндра 1, представляющего собой две полости разновеликого диаметра - рабочая полость 2 и демпфирующая 3. Полости 2 и 3 отделены друг от друга подвижной подпружиненной шайбой 4, которая размещена на штоке поршня 5. Поршень 5 со штоком кинематически связан с исполнительным механизмом ножниц 6. Вместо ножниц может быть использован другой режущий инструмент, например, долбяк, зубило, которые могут быть применены для разрушения каменных и подобных плит. Поршень 5 со штоком упирается в рычажную систему ножниц, содержащую шток 7 и возвратную пружину 8. Полости 2 и 3 через дроссель 9 и обратный клапан 10 соединены между собой каналом 11.

В качестве источника давления использован пороховой заряд 12 - холостой патрон, установленный в торце цилиндра 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При выстреле газы давят на поршень 5 со штоком, одновременно по каналу 1 поступают в демпфирующую полость 3, где запираются обратным клапаном 10. Поршень 5 со штоком передает усилие на механизм ножниц 6 и в конце рабочего хода, при избытке энергии, давит на подвижную шайбу 4, газ в полости 3 сжимается - происходит демпфирование удара, после чего сжатый газ стравливается через зазоры по штоку поршня 5, затем под действием возвратной пружины 8 механизм ножниц 6 и поршень 5 возвращаются в исходное положение. Устройство готово к следующему выстрелу.

В связи со скоротечностью процесса (тысячные доли секунды) расчетное давление в полости 3 приближенно можно принять постоянным с момента срабатывания обратного клапана 10 до начала движения подвижной шайбы 4.

Изобретение предназначено для резки арматуры, дробления каменных плит и других работ подобного рода. Устройство выполнено в виде цилиндра, который представляет собой две полости разновеликого диаметра - рабочую и демпфирующую. Эти полости отделены друг от друга подвижной шайбой, которая размещена на штоке поршня, что обеспечивает демпфирование независимо от диаметра полости. В качестве источника давления используют пороховой заряд, установленный в торце цилиндра. При выстреле газы давят на поршень со штоком и одновременно по каналу поступают из рабочей полости в демпфирующую, где запираются обратным клапаном. Усилие передается на исполнительный механизм, например, ножницы. В конце рабочего хода поршень со штоком давит на подвижную шайбу, происходит демпфирование удара. После этого сжатый газ стравливается через зазоры по штоку поршня. Под действием возвратной пружины исполнительный механизм ножниц и поршень возвращаются в исходное положение. Использование в качестве рабочего тела газовой среды, поглощающей энергию выстрела, позволяет снизить вес устройства, а предлагаемая конструкция - повысить его надежность и работоспособность. 1 ил.

Переносное устройство для импульсной резки, содержащее цилиндр, поршень со штоком, размещенный в цилиндре с возможностью приведения в действие от источника давления, и исполнительный механизм, связанный с указанным штоком, отличающееся тем, что цилиндр выполнен в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной шайбой и связанных между собой каналом.