ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ РЕЗКИ Российский патент 2003 года по МПК B23D29/00 B23D17/06 B26D5/10 

Изобретение относится к средствам, используемым преимущественно в экстремальных ситуациях при спасении жизни людей, и может быть использовано как для резки арматуры, так и для дробления камней, и других работ подобного рода. Предлагаемое устройство позволит при аварийных ситуациях оперативно вести разрезку арматуры в завалах при спасении людей, так как 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.

Такие решения известны. Например, решение, приведенное в описании к патенту РФ 2033904, кл. В 23 D 29/00. "Переносное устройство для резки", содержащее механизм привода в виде однополостного цилиндра с размещенным в нем поршнем со штоком, передающим усилие на режущий элемент. Поршень приводится в действие пороховым зарядом.

Ввиду отсутствия демпфирования энергии порохового заряда при холостом выстреле такое решение неприемлемо с точки зрения работоспособности и надежности конструкции при ударных нагрузках.

Наиболее близким решением к заявляемому является приведенное в описании к заявке 961121491/02, 20.12.1998.

Известное решение представляет собой цилиндр, выполненный в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной шайбой и связанных между собой каналом, поршень со штоком, размещенный в цилиндре с возможностью приведения в действие от источника давления, и исполнительный механизм, связанный со штоком.

Наряду с положительным фактором в этом решении - введением газодинамического торможения поршня со штоком и связанных с ним деталей - оно имеет недостаток - снижается полезная работа энергии заряда, выделяемой при выстреле: ввиду оттока части объема пороховых газов во вторую полость давление в первой полости (под поршнем) снижается и уменьшается усилие на шток с инструментом.

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

При разработке данного изобретения была поставлена задача - увеличить усилие на шток при одинаковом с прототипом заряде и при этом обеспечить газодинамическое торможение поршня и связанных с ним деталей.

Задача решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем цилиндр, выполненный в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной шайбой, поршень со штоком, размещенный в цилиндре с возможностью приведения в действие от источника давления, и исполнительный механизм, связанный с указанным штоком, в полости большего диаметра установлен дополнительный подпружиненный поршень, упирающийся в буртик, предусмотренный на штоке, и образующий с подвижной шайбой замкнутую полость, функционально являющуюся полостью демпфирования.

Наличие вновь введенного дополнительного подпружиненного поршня, упирающегося в буртик штока и образующего с подвижной шайбой замкнутую полость, обеспечивает увеличение полезной работы энергии заряда и повышение в 1,5-2 и более раз усилия на шток с инструментом ввиду того, что пороховые газы при выстреле проходят в замкнутую полость демпфирования не вхолостую, а совершают при этом полезную работу: действуя давлением на дополнительный поршень и далее в буртик штока, создают дополнительное усилие на шток.

Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение полезной мощности переносного устройства.

На чертеже представлено предлагаемое решение:
на фиг.1 показано предлагаемое устройство, разрез;
на фиг.2 - место I на фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Устройство выполнено в виде цилиндра 1, состоящего из двух полостей разновеликих диаметров, меньшей 2 и большей 3, отделенных друг от друга подвижной шайбой 4, с размещенным в нем поршнем 5 со штоком 6, в котором предусмотрен канал 7 с началом в поршневой части и выходом непосредственно за подвижной шайбой 4.

На выходе канала в полость большего диаметра на штоке 6 установлен подвижно дополнительный поршень 8, образующий с подвижной шайбой замкнутую полость 9 и контактирующий торцевой частью с буртиком 10, предусмотренным на штоке.

В дополнительном поршне выполнены кольцевая проточка 11 и сообщающиеся с ней продольные пазы 12. Кольцевая проточка 11 расположена от торца дополнительного поршня 8 (в плоскости В-В) на расстоянии большем, чем ширина выходного отверстия канала 7 - для предотвращения преждевременного сброса давления пороховых газов из полости 9. Дополнительный поршень прижат к подвижной шайбе 4 через шток 6 пружиной 13. Шток воздействует на исполнительный механизм, например на рычажную систему ножниц 14. В полостях 2 и 3 цилиндра выполнены отверстия 15 и 16 для стравливания воздуха. В качестве источника энергии использован пороховой заряд 17, устанавливаемый в торце цилиндра.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При выстреле газы сгоревшего порохового заряда 17 давят на. поршень 5 со штоком. Одновременно пороховые газы по каналу 7 поступают в замкнутую полость 9 и давят на дополнительный поршень 8, который торцом давит в буртик 10 штока, передавая ему дополнительное усилие. При перемещении дополнительного поршня до упора в цилиндре (в плоскости А-А) он останавливается, образуя между собой и подвижной шайбой 4 замкнутую полость демпфирования 9, заполненную газами под давлением, а поршень 5 входит в контакт с подвижной шайбой 4. При последующем перемещении поршня 5 со штоком 6 и подвижной шайбой 4 выходные отверстия канала 7 совмещаются с кольцевой проточкой 11 и пороховые газы из-под поршня 5 (из полости 2) стравливаются в атмосферу через канал 7, кольцевую проточку 11, продольные пазы 12 и отверстие 15 - давление в полости 2 сбрасывается. При дальнейшем перемещении поршня о со штоком 6 и подвижной шайбой 4 газы в замкнутой полости 9 дополнительно сжимаются - происходит газодинамическое демпфирование удара, и поршень 5 со штоком 6 и подвижной шайбой 4 останавливаются. Далее, по мере стравливания пороховых газов через зазоры между штоком, поршнями 5, 8 и цилиндром и под действием пружины 13 шток 6, а вместе с ним поршень 5, дополнительный поршень 8 и подвижная шайба 4 возвращаются в исходное положение.

Изобретение предназначено для резки материалов и может быть использовано в экстремальных условиях. Устройство содержит исполнительный механизм и цилиндр, выполненный в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной шайбой. В указанных полостях цилиндра размещены два поршня. Поршень, расположенный в полости большего диаметра, подпружинен, упирается в буртик, выполненный на штоке второго поршня, и образует с шайбой замкнутую полость. В результате полезная мощность устройства увеличивается. 3 ил.

Переносное устройство для импульсной резки, содержащее цилиндр, выполненный в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной шайбой, поршень со штоком, размещенный в цилиндре с возможностью приведения в действие от источника давления, и исполнительный механизм, связанный с указанным штоком, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в полости большего диаметра дополнительным подпружиненным поршнем, упирающимся в выполненный на штоке буртик с образованием замкнутой полости с подвижной шайбой.