RU2161550C2

RU2161550C2 - Portable device for pulse cutting

Info

Publication number: RU2161550C2
Application number: RU96121491A
Authority: RU
Inventors: В.А. Тарасов; А.А. Коротков; 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: 2001-01-10

Abstract

FIELD: cutting reinforcement pieces, breaking stone plates and other similar works. SUBSTANCE: apparatus is in the form of cylinder having two cavities of different diameters- working and damping ones. Said cavities are mutually separated by means of movable washer arranged on piston rod for providing damping independently upon cavity diameter. Gun-powder charge placed in end portion of cylinder is used as pressure source. At detonation gases force upon piston with rod and simultaneously they are fed from working cavity to damping cavity sealed by means of check valve. Effort is transmitted to actuating mechanism such as shears. At termination of working stroke piston with rod acts upon movable washer and shock is absorbed. Then compressed gas is reduced through gaps along piston rod. With the aid of return spring actuating mechanism of shears and piston return to their initial position. EFFECT: light weight of apparatus due to use of gas medium absorbing shock energy as working fluid, enhanced reliability and efficiency of apparatus. 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. 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 invention relates to means used mainly in extreme situations when saving lives, and can be used both for cutting reinforcement and crushing stone slabs, and other works of this kind. 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 448948, кл. B 25 D 9/11) и "Пороховой пистолет для забивки крепежных деталей" (а.с. СССР 919861, кл. B 25 D 9/11). Those are the "Mounting powder gun" (AS USSR 448948, class B 25 D 9/11) and the "Gun powder for driving fasteners" (AS USSR 919861, class 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. 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. 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. Closest to the claimed is the solution given in the description of the patent of the Russian Federation N 2033904, cl. B 23 D 23/00. "Portable cutting device" containing a drive mechanism in the form of a single-cavity cylinder with a piston placed in it with a rod that transfers force to the cutting element. The piston is driven by a powder charge. Due to the practical lack of damping of the total energy of the powder charge during a single shot, this 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 снизить вес устройства и повысить при этом надежность и работоспособность. In the development of this invention, the task was to reduce the weight of the device and increase reliability and performance.

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. The problem is solved due to the fact that in the known device containing a cylinder, 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, in the proposed solution, the cylinder is made in the form of two cavities of different diameters separated from each other by a movable washer and interconnected by a channel.

Выполнение цилиндра в виде двух полостей разновеликих диаметров с подвижной шайбой обеспечивает демпфирование независимо от диаметра полости. The implementation of the cylinder in the form of two cavities of different diameters with a movable washer provides damping regardless of the diameter of the cavity.

Связь полостей каналом обеспечивает повышенное давление в полости демпфирования, что увеличивает эффект демпфирования. The connection of the cavities with the channel provides increased pressure in the damping cavity, which increases the damping effect.

Совокупность признаков обеспечивает расчетное давление в демпфирующей полости, требуемое и достаточное для поглощения энергии при холостом выстреле. The set of features provides the design pressure in the damping cavity, required and sufficient to absorb energy during an idle shot.

Техническим результатом является снижение веса устройства за счет использования в качестве рабочего тела газовой среды, поглощающей энергию выстрела. The technical result is to reduce the weight of the device due to the use of a gaseous medium absorbing the energy of the shot as a working fluid.

На чертеже представлено предлагаемое решение. The drawing shows the proposed solution.

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. The device is made in the form of a cylinder 1, which consists of two cavities of different diameters - a working cavity 2 and a damping 3. Cavities 2 and 3 are separated from each other by a movable spring washer 4, which is placed on the piston rod 5. The piston 5 with the rod is kinematically connected to the actuator scissors 6. Instead of scissors, another cutting tool can be used, for example, a cutter, a chisel, which can be used to destroy stone and similar slabs. The piston 5 with the rod abuts against the lever system of scissors, containing the rod 7 and the return spring 8. Cavities 2 and 3 through the throttle 9 and the check valve 10 are interconnected by a channel 11.

В качестве источника давления использован пороховой заряд 12 - холостой патрон, установленный в торце цилиндра 1. As a pressure source, a powder charge 12 is used - a blank cartridge installed in the end of the cylinder 1.

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

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. When fired, the gases press on the piston 5 with the rod, at the same time through channel 1 they enter the damping cavity 3, where they are closed by a check valve 10. The piston 5 with the rod transfers force to the shear mechanism 6 and, at the end of the stroke, presses on the movable washer with an excess of energy 4, the gas in the cavity 3 is compressed - shock damping occurs, after which the compressed gas is vented through the gaps along the piston rod 5, then, under the action of the return spring 8, the scissors mechanism 6 and the piston 5 return to their original position. The device is ready for the next shot.

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. In connection with the transience of the process (thousandths of a second), the calculated pressure in the cavity 3 can approximately be taken constant from the moment the check valve 10 is activated until the movement of the movable washer 4.

Claims

A portable device for pulsed cutting, containing a cylinder, 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 in the form of two cavities of different diameters separated from each other friend moving washer and interconnected channel.