ПЕРЕНОСНЫЕ ИМПУЛЬСНО-ТЕПЛОВЫЕ НОЖНИЦЫ Российский патент 2018 года по МПК B23D15/04 B23D15/12 

Изобретение относится к области металлорежущего инструмента и может быть использовано в аварийно-спасательных работах, для расчленения конструкции автомобиля, потерпевшего аварию, для обеспечения доступа к пострадавшему, и в пожарных службах для обеспечения доступа к горящим объектам, в других чрезвычайных ситуациях.

Известны переносные ножницы (Заявка ФРГ N 2238600, кл. В23D 17/02, 1972). Указанные переносные ножницы состоят из собственно ножниц, включающих шарнирно соединенные осью поворотные режущие ножи с гидравлическим механизмом с поршнем и клапанами, соединенным шлангами высокого давления с компрессором, который, в свою очередь, соединен с двигателем внутреннего сгорания или с электродвигателем.

Основной недостаток этих переносных ножниц - это зависимость их от внешнего источника энергии (двигателя с компрессором). Внешний источник энергии накладывает большие ограничения на возможность применения этих ножниц в экстремальных ситуациях. Необходимо большое время на доставку и подготовку этих ножниц к работе, невозможность переноса ножниц на большие расстояния от двигателя с компрессором из-за ограниченной длины шлангов, что накладывает ограничения на работу с ними в труднодоступных местах, кроме того, этими ножницами невозможно резать вручную от мускульной силы (без применения двигателя с компрессором).

Известны также переносные ножницы (Заявка ФРГ N 3809640, кл. В23D 29/00, 1988). Эти ножницы состоят из шарнирно соединенных осью поворотных режущих ножей, передаточного механизма с клиновой передачей, привода с поршнем высокого давления, привода с поршнем малого давления, системы перепускных клапанов как малого, так и высокого давления, стационарной рукоятки и встроенной емкости с гидравлической жидкостью.

Эти переносные ножницы тоже содержат недостатки, заключающиеся в большой трудоемкости резания и значительном времени одного цикла резки (сжатие-разжатие ножей), в связи с тем, что необходимо качать гидравлическую жидкость по принципу домкрата, кроме того, данные ножницы очень сложны в конструктивном исполнении, что должно отражаться на их надежности и, по мнению авторов, должны обладать большой массой.

Наиболее близким к заявляемым переносным импульсно-тепловым ножницам (далее по тексту ножницы) по технической сущности и достигаемому эффекту, по мнению авторов, является устройство для резки (Патент RU 2070483), принятое авторами за прототип.

Переносные пиротехнические ножницы, содержащие верхний и нижний ножи, подпружиненный толкатель с ползуном и поршнем, размещенные в корпусе и взаимодействующие посредством осей с ножами, патронник, связанный с надпоршневой полостью и взаимодействующий с курковым механизмом, размещенным в корпусе рукоятки и имеющим спусковой крючок с подпружиненным ударником, бойком, и подпружиненный затвор. Верхний и нижний ножи шарнирно соединены осью и взаимодействуют через серьгу с ползуном подпружиненного толкателя и поршнем, упор, взаимодействующий после совершения процесса резки с опорной площадкой демпфера, выполненного в виде кольцевых конических пружин, при этом ползун подпружиненного толкателя снабжен опорной площадкой, взаимодействующей после процесса резки с ответной опорной площадкой, выполненной в корпусе.

Недостатком данных ножниц является то, что при длине реза металла больше длины лезвий ножниц применение ножниц сложно или невозможно, так как для того, чтобы ввести ножницы в зону реза для следующего реза, приходится отгибать кромки разрезанного металла, что в условиях резки жестких конструкций не всегда возможно.

Еще одним недостатком рассматриваемых ножниц является сложный и тяжелый демпфирующий упор, который усложняет и утяжеляет конструкцию ножниц.

Также недостатком рассматриваемой конструкции является то, что в процессе резки металла возникают большие потери энергии пороховых газов на преодоление сил трения в передаточных механизмах и сочленениях. Целью изобретения является: упрощение конструкции ножниц, снижение непроизводительных потерь энергии пороховых газов, и обеспечение быстрого и удобного реза любой длины при разрезании металлических конструкций. Для решения поставленной задачи в импульсно-тепловых ножницах, содержащих верхнее подвижное лезвие и два нижних неподвижных лезвия, расположенные параллельно друг другу на расстоянии, равном ширине верхнего лезвия, на конце нижних лезвий установлено торцевое лезвие, верхнее лезвие крепится к ползуну, который соединен с поршнем, расположенным в цилиндре, на торце которого расположен патронник. К патроннику крепится механизм перезарядки с ударно-спусковым механизмом, ползун движется по направляющей, на которой крепятся с двух сторон нижние параллельные лезвия так, чтобы верхнее лезвие проходило между двумя нижними лезвиями, нижняя часть направляющей соединяется с верхней частью перемычкой, ширина которой меньше ширины верхнего лезвия, при этом запоршневой объем связан с атмосферой отверстием, при движении поршня воздух сжимается и выходит через отверстие в атмосферу до тех пор, пока поршень не перекроет отверстие, после перекрытия отверстия воздух перед поршнем начинает сжиматься, следовательно, его давление растет, образуя воздушную «подушку», которая смягчает удар поршня при контакте с ограничительным кольцом.

Отличием предлагаемых ножниц является то, что разрезаемый металл зажимается между двумя неподвижными параллельно расположенными на расстоянии, равном ширине верхнего лезвия, на торцах которых установлено торцевое лезвие и верхним подвижным лезвием, при смыкании верхнего и нижних лезвий происходит вырубка полоски разрезаемого металла, при этом после вырубки в образовавшуюся прорезь заводится перемычка, соединяющая верхнюю и нижнюю части направляющей, после чего производится следующий выстрел. Кроме того, отличием предлагаемых ножниц является и то, что для торможения подвижных элементов конструкции после вырубки металла используется предпоршневой замкнутый объем, заполненный воздухом, при сжатии которого растет давление, что тормозит подвижные элементы конструкции.

На фиг 1 показан разрез общего вида.

На фиг. 2 показан горизонтальный разрез общего вида.

Переносные импульсно-тепловые ножницы содержат: два параллельно расположенных неподвижных лезвия 1, которые крепятся к левой части направляющей 2, а к правой части направляющей крепится цилиндр 6, левая и правая части направляющей соединяются перемычкой 12, в пазах направляющей 2 устанавливается ползун 3, к которому крепится подвижное лезвие 4, также к ползуну крепится поршень 5, установленный в цилиндре 6, между поршнем и цилиндром образуется запоршневое пространство 16, в поршне 5 выполнена камера дожигания пороха 7, в цилиндр встроен патронник 8, к цилиндру крепится перезарядное устройство с ударно-спусковым механизмом 10, также на цилиндр устанавливается глушитель 11, связанный с надпоршневой полостью отверстием 13. Предпоршневое пространство образует замкнутую полость 14, имеющую связь с атмосферой через отверстие 9, к ползуну крепятся возвратные пружины 15.

Переносные импульсно-тепловые ножницы работают следующим образом.

Перед началом работы с помощью механизма перезарядки 10 патрон досылается в патронник 8. Ножницы подводятся к кромке разрезаемого металла так, чтобы разрезаемый металл был между неподвижными лезвиями 1 и подвижным лезвием 4. Нажимая на спусковой крючок спускового механизма 10, производится выстрел, пороховые газы из патрона истекают в камеру дожигания пороха 8 и в запоршневое пространство 16, оказывая давление на поршень 5, поршень начинает ускоряться, при этом газ из камеры дожигания 7 перетекает в запоршневое пространство, обеспечивая более плавное изменение давления пороховых газов за поршнем. Движение поршня 5 передается ползуну 3, на котором закреплено лезвие 4. Металл сжимается между лезвиями 1 и 4. Между двумя нижними неподвижными 1, торцевым 17 лезвиями и верхним подвижным лезвием 4 вырубается полоса металла, при этом пороховые газы истекают через небольшое калиброванное отверстие 13 в глушитель 11. При движении подвижных частей пружины 15, закрепленные одним концом на неподвижном цилиндре 6, а другим к подвижному ползуну 3, растягиваются, а при падении давления внутри цилиндра 6 возвращают подвижные элементы в исходное положение. При движении поршня 5 от действия пороховых газов предпоршневое пространство 14 уменьшается, вследствие чего давление воздуха, находящегося в этом объеме, увеличивается и стравливается через отверстие 9 до тех пор, пока поршень не перекроет отверстие 9, после чего давление под поршнем начнет резко расти, смягчая удар поршня с ограничительным кольцом 17. Далее ножницы перемещаются таким образом, чтобы перемычка 12 заходила в образовавшийся вырез, после перезарядки снова производится выстрел.

Ножницы содержат верхнее подвижное лезвие, прикрепленное к ползуну, который соединен с поршнем, расположенным в цилиндре, на торце которого расположен патронник с ударно-спусковым механизмом. При этом они снабжены механизмом перезарядки, прикрепленным к патроннику, и двумя нижними неподвижными лезвиями, расположенными параллельно друг другу на расстоянии, равном ширине верхнего лезвия, направляющей, к одной части которой прикреплены нижние лезвия, на конце которых установлено торцевое лезвие, а к другой – цилиндр, и перемычкой, соединяющей указанные части направляющей. При этом лезвия выполнены с возможностью вырубания прорези для продвижения ножниц и последующей вырубки вглубь металла. Ножницы могут быть снабжены ограничительным кольцом и выполнены с возможностью демпфирования удара поршня об упомянутое ограничительное кольцо путем сжатия воздуха, находящегося в предпоршневом пространстве. Достигается расширение технологических возможностей за счет снятия ограничений на длину реза. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Переносные импульсно-тепловые ножницы для резки металла, содержащие верхнее подвижное лезвие, прикрепленное к ползуну, который соединен с поршнем, расположенным в цилиндре, на торце которого расположен патронник с ударно-спусковым механизмом, отличающиеся тем, что они снабжены механизмом перезарядки, прикрепленным к патроннику, и двумя нижними неподвижными лезвиями, расположенными параллельно друг другу на расстоянии, равном ширине верхнего лезвия, направляющей, к одной части которой прикреплены нижние лезвия, на конце которых установлено торцевое лезвие, а к другой – цилиндр, и перемычкой, соединяющей указанные части направляющей, при этом лезвия выполнены с возможностью вырубания прорези для продвижения ножниц и последующей вырубки вглубь металла.

2. Ножницы по п. 1, отличающиеся тем, что они снабжены ограничительным кольцом и выполнены с возможностью демпфирования удара поршня об упомянутое ограничительное кольцо путем сжатия воздуха, находящегося в предпоршневом пространстве.