CN109623136A - 燃烧型钢构件定向切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃烧型钢构件定向切割装置，装药桶内从下向上依次设有底支撑套筒、横截面呈圆形的顶板、切割剂层、点火剂层；顶盖的径向外周表面上设有用于将顶盖固定在待冲切物体上的固定装置；顶盖中心设有圆柱状通孔，通孔内安装有圆柱状绝缘塞，绝缘塞上垂直向设有顶套筒；绝缘塞中心安装有两点火电极，两点火电极与电点火装置相连；顶盖设有若干冲切孔。本发明的切割装置能量密度大、燃烧温度高、切割速度快，适用于野外或战场无电、无气、无设备条件下各种钢结构件的快速应急热切割及其水下切割。
Description
技术领域
本发明涉及应急切割领域，特别涉及一种钢构件定向切割装置。
背景技术
应急切割是野外工程设施装备紧急安装、抢修和拆除的重要技术，也是部队战场抢修中必不可少的技术。统计表明，装备零部件在野外或战场上出现卡死、折断、穿孔等损坏，影响使用性能，大部分需首先采用应急切割的方法快速加以解决。在地震、雪灾、塌方、沉船等灾害抢险救援中和日常消防救护中同样迫切需要轻便安全的应急切割方法。
目前，野外抢修中常用的热切割方法是等离子切割或气割。等离子切割是利用高能量密度、高温高速气流进行切割的一种热切割方法，可以切割多种金属，但它需要大功率电源和沉重昂贵的设备，在野外使用严重制约抢修的灵活机动性；气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧形成的高温火焰和金属在氧气流中剧烈燃烧，并将燃烧后产生的氧化物熔渣吹掉实现金属分割的一种热切割方法，可以切割碳素钢、低合金钢，但不能有效切割铸铁、不锈钢、有色金属等材料，而且需要储气设备等。近些年，技术人员在新可燃气体研发，储气设备小型化作了大量工作，但是无论使用何种可燃气体、液体或其它引燃方式，都离不开强助燃剂氧气或液态氧，氧气储罐小型化必然带来储罐更换频繁，需要配备研制大型专用灌气或液设备，同时高压氧气罐在枪林弹雨、烟熏火燎的环境下极易损伤或破裂十分危险。利用燃烧合成技术，基于手工自蔓延焊接技术成果，拓展研究出的手工自蔓延切割方法，是一种无需外界能源和设备的野外应急切割新方法，其使用的切割器材为适合手工操作的燃烧型切割笔(棒)。虽然该方法可在无电源、无气源及无设备条件下烧穿切割金属，但是由于切割笔(棒)燃烧产生的喷射射流温度低、射流速度小、能量密度小、热量损失大、含氧量低等原因，造成金属切割效率低、厚度薄、切口宽度大且不整齐等难以克服的问题。野外切割常采用切割剂。切割剂采用普通的高热剂。发热剂主要是由铝、氧化物、硝酸盐和氧化铁组成的混合物，同时还常含有其他一些附加物，如黏结剂和充填剂等。发热剂的燃烧迅速及燃烧时释放出的热量，对其适用性具有决定性影响。此外，它的导热性及熔化温度等也影响其适用性。也可以采用铝热剂。铝热剂是铝粉和难熔金属氧化物的混合物。常见铝热剂是铝粉和三氧化二铁粉末按比例配成呈粉红色的混合物(比例约为1:2.95)，当用引燃剂点燃，反应猛烈进行，得到氧化铝和单质铁并放出大量的热，温度可到2500℃，并发出耀眼的光芒，能使生成的铁熔化。铝热剂是铝热反应的重要成分，铝热反应在轨道焊接等高温户外作业中发挥重要作用。可用于引发一些需要高温的反应。
便携式固体切割剂切割技术是一种新型钢结构件打孔或切割技术，其切割用器材由便携式切割枪和燃烧型切割弹两部分组成。切割时将燃烧型切割弹装填入切割枪中，手持切割枪对准切割件，击发切割弹底火，底火点燃弹内引燃剂，引燃剂点燃切割剂，产生高温冶金熔体和高压气体，产物经喷嘴聚能压缩后喷出，将钢结构件局部熔化并被高压气体吹除，实现打孔或切割。该方法可实现对各种碳钢、合金钢等金属的手工操作切割。由于燃烧产生的高温冶金熔体和高压气体是经过喷嘴聚能压缩后喷出，喷射射流温度高、射流速度大、能量密度大、热量损失小，具有切割金属厚度大、效率高、应用面广、使用储运安全性好等特点。因此，这种适合手工操作，且无需外界电源和气源，携带方便、操作简单、安全可靠的金属构件切割新方法，是应急快速热切割金属的理想技术手段，对更好更快地完成野外或战场情况下的应急抢修和抢险救灾任务，具有十分重要的意义。
发明人申请的公开号为CN108627058A的专利公开了一种燃烧转爆轰聚能爆炸装置，包括高压电火花点火装置和聚能爆炸装置。聚能爆炸装置包括装药容器、药型罩，装药容器包括一筒状的装药容器本体及顶盖；顶盖上设有点火电极安装孔；装药容器本体内安装有药型罩；装药容器本体内药型罩上方从上至下依次装有起爆装药层、传爆药层、猛炸药层；起爆药层自上而下依次为混合装药层、散装黑索金层、黑索金药柱，混合装药层为黑火药、活性金属粉末、高氯酸盐的混合物。所述混合装药层自上而下分为混合装药层上层、混合装药层下层，混合装药层上层的密度范围为0.5～0.7g/cm3，混合装药层下层的密度范围为0.7～0.9g/cm3；混合装药层上层、混合装药层下层、散装黑索金层、黑索金药柱的体积比为1.5～2:2～3.5:5～6:5～6；黑索金药柱的密度为1.2～1.4g/cm3。或者，所述混合装药层包括圆环柱体状的混合装药层外层及镶嵌在混合装药层外层内的圆柱体状的混合装药层内层，混合装药层外层的密度范围为0.7～0.9g/cm3，混合装药层内层的密度范围为0.5～0.7g/cm3；混合装药层、散装黑索金层、黑索金药柱的体积比为3～3.5:2～3.5:5～6:5～6；黑索金药柱的密度为1.2～1.4g/cm3。高压电火花点火装置包括电源、升压装置、两点火电极，两点火电极安装在一绝缘塞上，所述绝缘塞安装在点火电极安装孔上。该燃烧转爆轰聚能爆炸装置能安全稳定地起爆并产生有效的聚能射流，适用于微声爆破打孔，但该装置是利用炸药爆炸进行聚能切割，炸药在使用过程中危险性大，必须远距离操作。
中国人民解放军军械工程学院申请的公开号为CN103182109A为发明专利公开了一种钢结构件切割用燃烧型切割弹，该燃烧型切割弹由弹底、底火、弹壳、引燃剂、切割剂和喷嘴组成；切割剂中高热剂以铝热剂为主，约占切割剂重量的百分比为65％～85％，造气剂以硝酸钾为主，约占切割剂重量的百分比为5％～25％，造渣剂和合金剂约占切割剂重量的百分比为7％～20％。切割时将燃烧型切割弹装填入切割枪中，手持切割枪对准切割件，击发切割弹底火，底火点燃弹内引燃剂，引燃剂点燃切割剂，产生高温冶金熔体和高压气体，产物经喷嘴聚能压缩后喷出，将钢结构件局部熔化，实现切割。该切割弹主要用于各种钢结构件的快速热切割及其水下切割。该切割弹的缺陷在于，该装置中含有感度较高的火工元件底火，在储存及运输过程中存在不安全因素，该装置属于近距离操作切割，当待切割构件较大时，不能适应切割需要。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种燃烧型钢构件定向切割装置，解决现有技术中采用感度较高的火工元件底火，在储存及运输过程中存在不安全因素，不使用远距离操作、定向性差、耗能高的问题。
本发明采用的技术方案如下。
燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：包括装药桶，装药桶内从下向上依次设有底支撑套筒、横截面呈圆形的顶板、切割剂层、点火剂层，底支撑套筒的中轴线与装药桶的中轴线重合；顶板的径向外周表面紧贴装药桶的径向内周表面；顶板放置在底支撑套筒上；底支撑套筒放置在装药桶的桶底上；装药桶的顶端安装有可密封装药桶顶部开口的顶盖；顶盖的径向外周表面上设有用于将顶盖固定在待冲切物体上的固定装置；顶盖中心设有圆柱状通孔，圆柱状绝缘塞安装在通孔内，圆柱状绝缘塞上垂直向设有顶套筒；顶套筒的厚度大于底支撑套筒的厚度；顶套筒的顶端与待冲切物体相接触；顶套筒的底端与圆柱状绝缘塞相接触；圆柱状绝缘塞上中心安装有两点火电极，两点火电极与电点火装置相连；顶盖设有若干冲切孔，各冲切孔的顶端位于顶盖的顶面上，各冲切孔的顶面在水平面的投影形成一圆环，各冲切孔的底端与圆柱状绝缘塞安装通孔相连通且连通点位于圆柱状绝缘塞的上方。
作为优选技术方案，装药桶的内表面上设有装药桶耐高温层；顶盖的内周表面上设有顶盖耐高温层；各冲切孔的内周表面上设有冲切孔耐高温层。
作为优选技术方案，所述装药桶耐高温层、顶盖耐高温层、冲切孔耐高温层分别为陶瓷制成的装药桶耐高温层、陶瓷制成的顶盖耐高温层、陶瓷制成的冲切孔耐高温层。作为优选技术方案，所述装药桶耐高温层、顶盖耐高温层、冲切孔耐高温层分别为石墨制成的装药桶耐高温层、石墨制成的顶盖耐高温层、石墨制成的冲切孔耐高温层。
作为优选技术方案，圆柱状绝缘塞上设有两安装孔，两安装孔内分别装有两点火电极，两点火电极的底端靠近点火剂层。
作为优选技术方案，装药桶内垂直向设有一镁条，镁条的顶端位于点火剂层内，镁条的底端位于切割剂层内。
作为优选技术方案，顶盖与装药桶的顶端螺纹连接。
作为优选技术方案，圆柱状绝缘塞为石墨制成的圆柱状绝缘塞或陶瓷制成的圆柱状绝缘塞。
作为优选技术方案，所述固定装置为设置在顶盖上的若干安装耳，各安装耳通过钢丝绳与待冲切物体相连。
作为优选技术方案，所述固定装置为设置在顶盖上的若干安装耳，各安装耳上设有磁铁。
作为优选技术方案，顶盖的顶面设有开口向上的待冲切物体固定槽，顶套筒的顶面位于待冲切物体固定槽上且与待冲切物体固定槽相适应。
本发明的有益效果是：顶板与桶底之间设有底支撑套筒，当切割剂燃烧产生的压力级别大于底支撑套筒的支撑能力，底支撑套筒失效，未反应的切割剂继续发生燃烧反应，随后，当切割剂燃烧产生的压力级别大于顶套筒的支撑能力，圆柱状绝缘塞沿圆柱状绝缘塞安装通孔向上运动，露出圆柱状绝缘塞安装通孔上的冲切孔，高温高压燃烧产物沿冲切孔喷出，在待冲切物体上冲出一个各圆形的孔且所述圆形的孔组成一个更大的圆环形孔，圆柱状绝缘塞通过推动顶套筒将更大的圆环形孔内部分推出待冲切物体，完成切割。本发明由于板与桶底之间设有底支撑套筒，顶套筒的厚度大于底支撑套筒的厚度，使切割剂发生充分的燃烧反应而又避免了转变为爆轰，主要靠高热剂反应后释放的热量将构件熔穿；各冲切孔的顶端的在水平面的投影形成一圆环，切割以切割剂中高热剂发生燃烧反应产生的高温及其高温熔体产物熔化金属为主，以造气剂产生的大量过氧气体与钢材发生放热并形成低熔点氧化物的氧化反应为辅，在持续高速气流作用下吹掉熔融金属和熔渣实现切割，加上顶套筒的推力，可以最大限度的利用切割能量，具有耗能低，切割效果好的特点。本发明的装置采用高热剂，燃烧反应速度快，能量密度大，燃烧温度高，切割速率快，而且不使用火工品及猛炸药。适用于野外或战场无电、无气、无设备条件下各种钢结构件的快速应急热切割及其水下切割。
附图说明
图1是本发明燃烧型钢构件定向切割装置一较佳实施例的结构示意图。
图2是图1的A部分的局部放大图。
图3是图1所示燃烧型钢构件定向切割装置与一待冲切物体连接的示意图。
图4是图3的B部分的局部放大图。
图5是图3所示燃烧型钢构件定向切割装置切割剂层燃烧后的示意图。
图6是图5的C部分的局部放大图。
图7是一种顶盖的结构示意图。
图8是图7的D部分的局部放大图。
图9是一种燃烧型钢构件定向切割装置与一待冲切物体连接的示意图。
图10是图9的E部分的局部放大图。
图11是图9所示燃烧型钢构件定向切割装置的冲切孔喷出的高温高压熔融流体在待冲切物体上冲切成孔示意图。
图12是一种燃烧型钢构件定向切割装置与一待冲切物体连接的示意图。
图13是图12的F部分的局部放大图。
图14是图5的G部分的局部放大图。
其中：装药桶-1；桶底-2；底支撑套筒-3；顶板-4；切割剂层-5；点火剂层-6；顶盖-7；圆柱状绝缘塞-8；圆柱状绝缘塞安装通孔-9；顶套筒-10；待冲切物体固定槽-11；点火电极-12；电点火装置-13；冲切孔-14；固定装置-15；装药桶耐高温层-16；顶盖耐高温层-17；冲切孔耐高温层-18；镁条-19；待冲切物体-20；磁铁-21；钢丝绳-22；圆环形孔内部分-23。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1。如图1-8所示，一种燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：包括装药桶1，装药桶1内从下向上依次设有底支撑套筒3、横截面呈圆形的顶板4、切割剂层5、点火剂层6，底支撑套筒3的中轴线与装药桶1的中轴线重合；顶板4的径向外周表面紧贴装药桶1的径向内周表面；顶板4放置在底支撑套筒3上；底支撑套筒3放置在装药桶1的桶底2上；装药桶1的顶端安装有可密封装药桶1顶部开口的顶盖7；顶盖7的径向外周表面上设有用于将顶盖7固定在待冲切物体20上的固定装置15；顶盖7上垂直向设有圆柱状绝缘塞安装通孔9，圆柱状绝缘塞安装通孔9内安装有圆柱状绝缘塞8、圆柱状绝缘塞8上垂直向设有顶套筒10；顶套筒10的厚度大于底支撑套筒3的厚度；顶套筒10的顶端与待冲切物体20相接触；顶套筒10的底端与圆柱状绝缘塞8相接触；圆柱状绝缘塞8上垂直向安装有两点火电极12，两点火电极12与电点火装置13相连；顶盖7设有若干冲切孔14。各冲切孔14的顶端位于顶盖7的顶面上。如图11所示，各冲切孔14的顶面在水平面的投影形成一圆环。各冲切孔14的底端与圆柱状绝缘塞安装通孔9相连通且连通点位于圆柱状绝缘塞8的上方。顶套筒10、底支撑套筒3由铁制成。
电点火装置13为CN108627058A专利公开的高压电火花点火装置，包括电源、升压装置、两点火电极，两点火电极安装在一绝缘塞上。点火剂层6为CN108627058A专利公开的起爆装药层中的混合装药层，所述混合装药层为黑火药、活性金属粉末、高氯酸盐的混合物。所述混合装药层自上而下分为混合装药层上层、混合装药层下层，混合装药层上层的密度范围为0.5～0.7g/cm3，混合装药层下层的密度范围为0.7～0.9g/cm3；混合装药层上层的顶面上点火电极安装孔的底端开口下设有一开口向上的凹陷，两点火电极位于所述凹陷内。混合装药层为黑火药、活性金属粉末、高氯酸盐、硝化棉的按照质量比为2.1:1.3:1：0.05混合在一起的混合物。切割剂采用公开号为CN103182109A专利的切割剂。切割剂组成为CuO(-200目)8％～12％、Fe2O3(-200目)45％～50％、Al(-250目)18％～22％、KNO3(-100目)10％～15％、CaCO3(-100目)2％、Al2O3(-150目)1.5％、Cr2O3(-200目)1.5％、Ni(-150目)5％～8％、Ti(-100目)1％及微量成分。上述物料分别球磨过筛后，于120℃烘干2小时，按配比混合均匀，通过自制的成型机成型切割剂。经试验，当装药桶长120mm，外径为23mm时，切割装置能够实现28mm厚钢结构件的切割。当然，本实施例也可以采用现有技术的常规的铝热剂。
装药桶1的内周表面上设有装药桶耐高温层16；顶盖7的内周表面上设有顶盖耐高温层17；各冲切孔14的内周表面上设有冲切孔耐高温层18。
所述装药桶耐高温层16、顶盖耐高温层17、冲切孔耐高温层18分别为陶瓷制成的装药桶耐高温层、陶瓷制成的顶盖耐高温层17、陶瓷制成的冲切孔耐高温层18，或者，所述装药桶耐高温层16、顶盖耐高温层17、冲切孔耐高温层18分别为石墨制成的装药桶耐高温层、石墨制成的顶盖耐高温层17、石墨制成的冲切孔耐高温层18。
圆柱状绝缘塞8上设有两点火电极安装孔，两点火电极12分别安装在两点火电极安装孔，两点火电极12的底端靠近点火剂层6。
装药桶1内垂直向设有一镁条19，镁条19的顶端位于点火剂层6内，镁条19的底端位于切割剂层5内。
顶盖7与装药桶1的顶端螺纹连接。
圆柱状绝缘塞8为石墨制成的圆柱状绝缘塞8或陶瓷制成的圆柱状绝缘塞8。待冲切物体20为金属管或金属杆。
所述固定装置15为设置在顶盖7上的若干安装耳，各安装耳通过钢丝绳22与待冲切物体20相连。待冲切物体20的横截面呈圆环状。顶盖7的顶面设有开口向上的待冲切物体固定槽11，顶套筒10的顶面位于待冲切物体固定槽11上且与待冲切物体固定槽11相适应。
安装时，先安装好底支撑套筒3顶板4到装药桶1内，装入切割剂层5、点火剂层6，安装顶盖7到装药桶1，向圆柱状绝缘塞安装通孔9内插入圆柱状绝缘塞8，向圆柱状绝缘塞安装通孔9插入顶套筒10，固定顶盖7到待冲切物体20上，点火后装置开始工作。
本实施例中：顶板4与桶底2之间设有底支撑套筒3，当切割剂燃烧产生的压力级别大于底支撑套筒3的支撑能力，底支撑套筒3失效，未反应的切割剂继续发生燃烧反应，随后，当切割剂燃烧产生的压力级别大于顶套筒10的支撑能力，圆柱状绝缘塞8沿圆柱状绝缘塞安装通孔9向上运动，露出圆柱状绝缘塞安装通孔9上的冲切孔14，高温高压熔融流体沿冲切孔14喷出，如图11所示，在待冲切物体20上冲出一个各圆形的孔且所述圆形的孔组成一个更大的圆环形孔，圆柱状绝缘塞8通过推动顶套筒10将更大的圆环形孔内部分23推出待冲切物体20，完成切割。本发明由于板4与桶底2之间设有底支撑套筒3，顶套筒10的厚度大于底支撑套筒3的厚度，使切割剂发生充分的燃烧反应而又避免了转变为爆轰，主要靠高热剂反应后释放的热量将构件熔穿；各冲切孔14的顶端的在水平面的投影形成一圆环，切割以切割剂中高热剂发生燃烧反应产生的高温及其高温熔体产物熔化金属为主，以造气剂产生的大量过氧气体与钢材发生放热并形成低熔点氧化物的氧化反应为辅，在持续高速气流作用下吹掉熔融金属和熔渣实现切割，加上顶套筒10的推力，可以最大限度的利用切割能量，具有耗能低，切割效果好的特点。本发明的装置燃烧反应能量密度大，燃烧温度高，切割速率快。适用于野外或战场无电、无气、无切割设备条件下各种钢结构件的快速应急热切割及其水下切割。
实施例2。如图9-10所示，本实施例与实施例1的不同在于：所述固定装置15为设置在顶盖7上的若干安装耳，各安装耳上设有磁铁21。待冲切物体20的横截面呈长方形。待冲切物体20为金属板。
实施例3。如图12-13所示，本实施例与实施例1的不同在于：所述固定装置15为设置在顶盖7上的若干安装耳，各安装耳通过钢丝绳22与待冲切物体20相连。待冲切物体20的横截面呈长方形。待冲切物体20为金属板。
以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：包括装药桶(1)，装药桶(1)内从下向上依次设有底支撑套筒(3)、横截面呈圆形的顶板(4)、切割剂层(5)、点火剂层(6)，底支撑套筒(3)的中轴线与装药桶(1)的中轴线重合；顶板(4)的径向外周表面紧贴装药桶(1)的径向内周表面；顶板(4)放置在底支撑套筒(3)上；底支撑套筒(3)放置在装药桶(1)的桶底(2)上；装药桶(1)的顶端安装有可密封装药桶(1)顶部开口的顶盖(7)；顶盖(7)的径向外周表面上设有用于将顶盖(7)固定在待冲切物体(20)上的固定装置(15)；顶盖(7)上中心设有圆柱状通孔(9)，圆柱状通孔(9)内安装有圆柱状绝缘塞(8)、圆柱状绝缘塞(8)上垂直向设有顶套筒(10)；顶套筒(10)的厚度大于底支撑套筒(3)的厚度；顶套筒(10)的顶端与待冲切物体(20)相接触；顶套筒(10)的底端与圆柱状绝缘塞(8)相接触；圆柱状绝缘塞(8)上垂直向安装有两点火电极(12)，两点火电极(12)与电点火装置(13)相连；顶盖(7)设有若干冲切孔(14)，各冲切孔(14)的顶端位于顶盖(7)的顶面上，各冲切孔(14)的顶面在水平面的投影形成一圆环，各冲切孔(14)的底端与圆柱状绝缘塞安装通孔(9)相连通且连通点位于圆柱状绝缘塞(8)的上方。
2.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：装药桶(1)的内周表面上设有装药桶耐高温层(16)；顶盖(7)的内表面上设有顶盖耐高温层(17)；各冲切孔(14)的内周表面上设有冲切孔耐高温层(18)。
3.如权利要求2所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：所述装药桶耐高温层(16)、顶盖耐高温层(17)、冲切孔耐高温层(18)分别为陶瓷制成的装药桶耐高温层、陶瓷制成的顶盖耐高温层(17)、陶瓷制成的冲切孔耐高温层(18)，或者，所述装药桶耐高温层(16)、顶盖耐高温层(17)、冲切孔耐高温层(18)分别为石墨制成的装药桶耐高温层、石墨制成的顶盖耐高温层(17)、石墨制成的冲切孔耐高温层(18)。
4.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：圆柱状绝缘塞(8)上设有两安装孔，两点火电极(12)分别安装在两安装孔，两点火电极(12)的底端靠近点火剂层(6)。
5.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：装药桶(1)内垂直向设有一镁条(19)，镁条(19)的顶端位于点火剂层(6)内，镁条(19)的底端位于切割剂层(5)内。
6.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：顶盖(7)与装药桶(1)的顶端螺纹连接。
7.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：圆柱状绝缘塞(8)为石墨制成的圆柱状绝缘塞(8)或陶瓷制成的圆柱状绝缘塞(8)。
8.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：所述固定装置(15)为设置在顶盖(7)上的若干安装耳，各安装耳通过钢丝绳(22)与待冲切物体相连。
9.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：所述固定装置(15)为设置在顶盖(7)上的若干安装耳，各安装耳上设有磁铁(21)。
10.如权利要求1所述的燃烧型钢构件定向切割装置，其特征在于：顶盖(7)的顶面设有开口向上的待冲切物体固定槽(11)，顶套筒(10)的顶面位于待冲切物体固定槽(11)上且与待冲切物体固定槽(11)相适应。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110642664A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-03 | 四川蓝狮科技有限公司 | 一种高能量高燃速点火药剂 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3484044A (en) * | 1963-08-17 | 1969-12-16 | Messer Griesheim Gmbh | Cutting torch nozzle and method |
| CN1310652A (zh) * | 1998-05-22 | 2001-08-29 | 罗尔夫·普勒茨 | 用于一个金属热焊接包的一次性使用的便携式反应坩埚 |
| US20030006538A1 (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-09 | Jonathan Mohler | Thermite torch cutting nozzle |
| CN1688407A (zh) * | 2002-08-14 | 2005-10-26 | 瑞尔泰克国际公司 | 用于铝热剂反应熔炉的盖 |
| CN102151982A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-08-17 | 武汉大学 | 一种便携式焊笔 |
| CN103182609A (zh) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 中国人民解放军军械工程学院 | 一种钢结构件切割用燃烧型切割弹 |
| US20160153753A1 (en) * | 2011-06-13 | 2016-06-02 | Darrel Barnette | Rotating and oscillating breaching device with reactive material |
| CN207403291U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-05-25 | 威海化工机械有限公司 | 一种爆炸复合板 |
| CN207757068U (zh) * | 2017-12-11 | 2018-08-24 | 天津宏昊源科技有限公司 | 放热焊接剂自蔓延焊接导嘴 |
| CN108627058A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-10-09 | 南京君缘科爆工程技术有限公司 | 一种燃烧转爆轰聚能爆炸装置 |
-
2019
- 2019-01-21 CN CN201910055845.3A patent/CN109623136B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3484044A (en) * | 1963-08-17 | 1969-12-16 | Messer Griesheim Gmbh | Cutting torch nozzle and method |
| CN1310652A (zh) * | 1998-05-22 | 2001-08-29 | 罗尔夫·普勒茨 | 用于一个金属热焊接包的一次性使用的便携式反应坩埚 |
| US20030006538A1 (en) * | 2001-07-09 | 2003-01-09 | Jonathan Mohler | Thermite torch cutting nozzle |
| CN1688407A (zh) * | 2002-08-14 | 2005-10-26 | 瑞尔泰克国际公司 | 用于铝热剂反应熔炉的盖 |
| CN102151982A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-08-17 | 武汉大学 | 一种便携式焊笔 |
| US20160153753A1 (en) * | 2011-06-13 | 2016-06-02 | Darrel Barnette | Rotating and oscillating breaching device with reactive material |
| CN103182609A (zh) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 中国人民解放军军械工程学院 | 一种钢结构件切割用燃烧型切割弹 |
| CN207403291U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-05-25 | 威海化工机械有限公司 | 一种爆炸复合板 |
| CN207757068U (zh) * | 2017-12-11 | 2018-08-24 | 天津宏昊源科技有限公司 | 放热焊接剂自蔓延焊接导嘴 |
| CN108627058A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-10-09 | 南京君缘科爆工程技术有限公司 | 一种燃烧转爆轰聚能爆炸装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110642664A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-03 | 四川蓝狮科技有限公司 | 一种高能量高燃速点火药剂 |
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| Publication number | Publication date |
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