RU2157742C2

RU2157742C2 - Portable device for pulsed cutting

Info

Publication number: RU2157742C2
Application number: RU96121490A
Authority: RU
Inventors: А.А. Коротков; В.А. Тарасов; Ю.П. Черепанов
Original assignee: Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: facilities used mainly in extreme situations. SUBSTANCE: device may be used for people's rescue, as well as for cutting of fittings and crushing of stone plates. Device has cylinder 1 with holes 8 for gas bleeding, piston 3 with rod 9, and actuating mechanism 4. Cylinder 1 is provided with internal longitudinal grooves 2 originated at end of piston working stroke. Their length exceeds height of piston 3 by at least one fourth. Piston 3 is positioned in cylinder 1 and actuated by pressure source. Actuating mechanism 4 is coupled to rod 9. When piston 3 passes through zone of internal longitudinal grooves 2 gases break through into damping cavity 6, thus providing for high pressure in it. In this way impacts at piston stroke end are excluded. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

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. The invention relates to means used mainly in extreme situations when saving lives, and can be used both for cutting reinforcement and for crushing stone slabs and other works of this kind.

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. The proposed device in unforeseen emergencies will allow you to quickly clear the rubble to save people, because available stationary means in such cases it is practically impossible to practically use operatively.

Взамен стационарных средств может быть использована конструкция облегченного переносного устройства, исполнительный механизм которого приводится в действие от автономного источника энергии - порохового заряда - патрона. Instead of stationary means, the design of a lightweight portable device can be used, the actuator of which is driven from an autonomous energy source - a powder charge - a cartridge.

Решения, исполнительный механизм которых приводится в действие от порохового заряда, известны. Solutions whose actuator is powered by a powder charge are known.

Таковыми являются "Монтажный пороховой пистолет" (а.с. СССР N 448948, кл. E 25 D 9/11) и "Пороховой пистолет для забивки крепежных деталей" (а. с. СССР N 919861 кл. B 26 D 9/11). Those are the "Mounting powder gun" (a.s. of the USSR N 448948, class E 25 D 9/11) and the "Gunpowder gun for driving fasteners" (a.a. USSR N 919861 class B 26 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. Their design provides for the damping of excess charge energy by means of springs. This kind of damping is unacceptable for mechanisms operating in extreme situations, where there is a high probability of idle shots under situational conditions, when energy is not realized in the useful work of cutting reinforcement and must be absorbed by the design of the mechanism, which leads to a sharp decrease in its reliability and performance. When implementing full damping by means of spring elements, the weight characteristics sharply increase, which is unacceptable for a portable, easily controlled mechanism.

Наиболее близким к заявленному является решение, приведенное в описании к патенту РФ N 2033904 (кл. L 23 D 29/00), "Переносное устройство для резки", содержащее механизм привода в виде однополостного цилиндра с отверстиями и 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. Closest to the claimed is the solution given in the description of the patent of the Russian Federation N 2033904 (CL L 23 D 29/00), "Portable cutting device" containing a drive mechanism in the form of a single-cavity cylinder with holes and with a piston with a rod placed in it transmitting force to the cutting element. The piston is driven by a powder charge. In view of the practical absence of damping of the total energy of the powder charge during an idle shot, such a solution is unacceptable from the point of view of operability and reliability of the structure under shock loads.

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. The analysis of analogues, prototype and other technical solutions, in which the damping problem is partially or completely solved, showed that these solutions either do not ensure the reliability of the mechanisms, or with powerful spring elements do not correspond to the concept of "portable" by weight characteristics, which reduces the efficiency of their use in extreme situations.

При разработке данного изобретения была поставлена задача - снижение веса устройства и повышение при этом надежности и работоспособности. When developing this invention, the task was set to reduce the weight of the device and at the same time increase reliability and performance.

Задача решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем цилиндр с отверстиями для стравливания газа, поршень со штоком, размещенный в цилиндре с возможностью приведения в действие от источника давления, и исполнительный механизм, связанный с указанным штоком, цилиндр в предлагаемом устройстве выполнен с внутренними продольными пазами, начало которых находится в конце рабочего хода поршня, а их длина превышает, по крайней мере, на четверть высоту поршня. The problem is solved due to the fact that in the known device containing a cylinder with holes for bleeding gas, a piston with a rod placed in the cylinder with the possibility of actuation from a pressure source, and an actuator associated with the specified rod, the cylinder in the proposed device is made with internal longitudinal grooves, the beginning of which is at the end of the stroke of the piston, and their length exceeds at least a quarter the height of the piston.

Выполнение цилиндра с внутренними продольными пазами, начало которых находится в конце рабочего хода поршня, и длиной их, превышающей высоту поршня, обеспечивает перетекание газа высокого давления в демпфирующую полость и тем самым безударный останов поршня. The implementation of the cylinder with internal longitudinal grooves, the beginning of which is at the end of the stroke of the piston, and their length exceeding the height of the piston, allows high-pressure gas to flow into the damping cavity and thereby stop the piston in an unstressed manner.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Устройство выполнено в виде цилиндра 1 с предусмотренными в нем внутренними продольными пазами 2, начало которых находится в конце рабочего хода поршня 3 со штоком, и длиной их, превышающей, по крайней мере, на четверть высоту поршня. Поршень со штоком кинематически связан с исполнительным механизмом ножниц 4. The device is made in the form of a cylinder 1 with internal longitudinal grooves 2 provided therein, the beginning of which is at the end of the stroke of the piston 3 with the rod, and their length exceeding at least a quarter the height of the piston. The piston with the rod is kinematically connected with the actuator of the scissors 4.

Вместо ножниц может быть использован другой режущий или ударный инструмент, например зубило, применяемое для разрушения бетонных и подобных им конструкций. На уровне начала внутренних продольных пазов установлена пружина возврата 5, а на дне демпфирующей полости - 6-тарельчатая пружина 7. На расстоянии высоты поршня 3 от начала продольных пазов выполнены отверстия 8 для стравливания газа во время работы. Механизм ножниц 4 приводится в действие поршнем 3 со штоком, упирающийся в шток 9, поджатый пружиной возврата 10. Полость пазов закрыта муфтой 11. В качестве источника давления использован, в частности, холостой патрон 12, устанавливаемый в торце цилиндра 1. Instead of scissors, another cutting or percussion instrument can be used, for example a chisel, used to destroy concrete and similar structures. At the level of the beginning of the internal longitudinal grooves, a return spring 5 is installed, and at the bottom of the damping cavity a 6-disk spring 7. At the distance of the height of the piston 3 from the beginning of the longitudinal grooves, openings 8 are made for bleeding gas during operation. The scissors mechanism 4 is driven by a piston 3 with a rod, abutting against the rod 9, pressed by the return spring 10. The groove cavity is closed by the sleeve 11. As a pressure source, in particular, an idle cartridge 12 installed in the cylinder end 1 is used.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

При выстреле патрона 12 газы перемещают поршень 3 со штоком, который передает усилие на шток 9 механизма ножниц 4. При этом сжимаются пружины возврата 5 и 10. При прохождении поршнем 3 со штоком области внутренних продольных пазов 2, которые имеют большую длину, чем высота поршня, в демпфирующую полость прорываются газы, обеспечивая в ней высокое давление, и запираются поршнем 3 на уровне окончания пазов 2. В дальнейшем происходят интенсивное сжатие газа и поглощение кинетической энергии массы поршня 3 со штоком. When the cartridge 12 is fired, the gases move the piston 3 with the rod, which transfers force to the rod 9 of the scissor mechanism 4. In this case, the return springs 5 and 10 are compressed. When the piston 3 and the rod pass, the areas of the internal longitudinal grooves 2, which are longer than the piston height , gases break into the damping cavity, providing high pressure in it, and are locked by the piston 3 at the level of the end of the grooves 2. Subsequently, intense gas compression and absorption of the kinetic energy of the mass of the piston 3 with the rod occur.

В течение рабочего хода газ, сжимаемый под поршнем, сбрасывается через отверстия 8, что облегчает его движение. Когда поршень прошел отверстия 8, через них же сбрасывается высокое давление над поршнем, что облегчает демпфирование. В конце движения поршень 3 упирается в тарельчатую пружину 7, что полностью исключает жесткий удар в конце хода. По окончании движения поршень 3 со штоком возвращается в исходное положение пружинами возврата 5 и 10. Механизм готов к работе. Таким образом, исключаются удары, особенно при холостом ходе поршня, когда по каким-либо причинам оператору не удалось использовать энергию на полезную работу резания или разрушение бетонной конструкции. During the working stroke, the gas compressed under the piston is discharged through the holes 8, which facilitates its movement. When the piston has passed holes 8, high pressure over the piston is also released through them, which facilitates damping. At the end of the movement, the piston 3 abuts against a Belleville spring 7, which completely eliminates a hard blow at the end of the stroke. At the end of the movement, the piston 3 with the rod returns to its original position with return springs 5 and 10. The mechanism is ready for operation. Thus, impacts are excluded, especially when the piston is idling, when for some reason the operator was not able to use the energy for the useful work of cutting or destroying the concrete structure.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет снижения веса, увеличения надежности и облегчения работы оператора. Feasibility is achieved by reducing weight, increasing reliability and facilitating the work of the operator.

Claims

A portable device for pulsed cutting, containing a cylinder with holes for bleeding gas, a piston with a rod placed in the cylinder with the possibility of actuation from a pressure source, and an actuator associated with the specified rod, characterized in that the cylinder is made with internal longitudinal grooves, the beginning of which is at the end of the piston stroke, and their length exceeds at least a quarter the height of the piston.