RU2185264C2

RU2185264C2 - Portable apparatus for impulse cutting

Info

Publication number: RU2185264C2
Application number: RU2000104805/02A
Authority: RU
Inventors: В.А. Тарасов; А.А. Коротков; Ю.П. Черепанов
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: equipment used, mainly in extremal conditions, for example at rescuing procedures, particularly, for cutting reinforcement, breaking stone plates and so on. SUBSTANCE: apparatus includes cylinder with two cavities having different diameters. Said cavities (working and damping ones) are divided by means of mobile spring-loaded washer through which passes piston rod joined with actuating mechanism. Piston rod has opening that is open directly behind spring-loaded washer to damping cavity. Powder charge is used as pressure source. At detonation, gas is fed through opening to damping cavity creating sufficient pressure in it. After termination of working stroke, piston through washer compresses gas in said cavity. After stoppage gas pressure is reduced through gaps; return springs set mechanism to initial position. EFFECT: reduced mass of apparatus, its enhanced reliability and efficiency. 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 for 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, исполняющий 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 executing mechanism of which is driven from an autonomous energy source - a powder charge-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" (авт. св. 448948, кл. В 25 D 9/11) и "Пороховой пистолет для забивки крепежных деталей" (авт. св. 919861 кл. В 25 D 9/11). Those are the "Mounting powder gun" (ed. St. 448948, class B 25 D 9/11) and the "Powder gun for driving fasteners" (ed. St. 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, легкого 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, lightweight controlled mechanism.

Наиболее близким к заявленному является решение, приведенное в описании к пат. РФ 2033904, кл. В 29 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 US Pat. RF 2033904, cl. At 29 D 23/00. A “portable cutting device” comprising 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. 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. In the development of this invention, the task was set: reducing the weight of the device and increasing reliability and performance.

Задача решена за счет того, что в известное решение, содержащее цилиндр, поршень со штоком, размещенный в цилиндре и приводимый в действие от источника давления газа, и исполнительный механизм, связанный с указанным штоком, дополнительно снабжено подвижной подпружиненной шайбой, разделяющей цилиндр на две полости, выполненные разного диаметра, а в поршне со штоком выполнено отверстие с выходом непосредственно за подпружиненной шайбой в полость большего диаметра. The problem is solved due to the fact that in the known solution comprising a cylinder, a piston with a rod located in the cylinder and driven by a gas pressure source, and an actuator associated with the specified rod, is additionally equipped with a movable spring-loaded washer that divides the cylinder into two cavities made of different diameters, and in the piston with the rod a hole is made with the exit directly behind the spring-loaded washer into the cavity of a larger diameter.

Выполнение цилиндра в виде двух полостей разновеликих диаметров, отделенных друг от друга подвижной подпружиненной шайбой, создает условие, когда газ высокого давления, опережая движение поршня, поступает в замкнутую полость и создает там необходимое расчетное давление, достаточное для полного поглощения энергии заряда при холостом выстреле. The execution of the cylinder in the form of two cavities of different diameters, separated from each other by a movable spring loaded washer, creates a condition when a high-pressure gas, advancing the movement of the piston, enters a closed cavity and creates there the necessary calculated pressure sufficient to completely absorb charge energy during an idle shot.

Выполнение в поршне со штоком отверстия с выходом непосредственно за подпружиненной шайбой обеспечивает поступление газа в демпфирующую полость в достаточно продолжительный интервал времени до момента закрытия отверстия после прохождения полости демпфирования. The implementation in the piston with the rod of the hole with the exit directly behind the spring loaded washer ensures the flow of gas into the damping cavity for a sufficiently long period of time until the opening of the hole after passing through the damping cavity.

Совокупность этих признаков обуславливает необходимое демпфирование при холостом выстреле, когда энергия выстрела не поглощается процессом разрушения аварийных конструкций при спасательных работах. The combination of these signs determines the necessary damping during a single shot, when the energy of the shot is not absorbed by the destruction of emergency structures during rescue operations.

Предлагаемое устройство содержит цилиндр 1, выполненный из двух полостей разного диаметра - рабочей 2 и демпфирующей 3, разделенных шайбой 4, поджатой пружиной 5. Через шайбу 4 проходит шток поршня 6, связанный с механизмом ножниц 7 (см. чертеж). The proposed device contains a cylinder 1 made of two cavities of different diameters - the working 2 and the damping 3, separated by a washer 4, pressed by a spring 5. A piston rod 6 connected to the scissors mechanism 7 passes through the washer 4 (see drawing).

В штоке с поршнем 6 имеется отверстие 8 с началом в поршневой части и выходом непосредственно за подпружиненной шайбой 4 в демпфирующую полость 3. Шток поршня 6 упирается в пружину возврата 9. Источником давления служит пороховой заряд 10, размещенный в торце цилиндра 1. In the piston rod 6 there is an opening 8 with a start in the piston part and the exit directly behind the spring loaded washer 4 into the damping cavity 3. The piston rod 6 abuts against the return spring 9. The powder source 10 is located in the end face of cylinder 1.

Устройство работает следующим образом:
Газ при выстреле давит на поршень 6 и одновременно поступает через отверстие 8 в демпфирующую полость 3, обеспечивая достаточное давление в полости. По окончании рабочего хода поршень 6 через шайбу 4 сжимает газ в полости 3, отдавая кинетическую энергию удара и потенциальную энергию остаточного давления газа над поршнем. После останова газ стравливается через зазоры, а пружины возврата 5 и 9 устанавливают механизм в исходное положение для последующего выстрела.The device operates as follows:
Gas when fired presses on the piston 6 and simultaneously enters through the hole 8 into the damping cavity 3, providing sufficient pressure in the cavity. At the end of the stroke, the piston 6 through the washer 4 compresses the gas in the cavity 3, giving the kinetic energy of the impact and the potential energy of the residual gas pressure above the piston. After stopping, the gas is vented through the gaps, and return springs 5 and 9 set the mechanism to its original position for a subsequent shot.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет компактности и снижения веса устройства, облегчающего труд оператора. Feasibility is achieved due to the compactness and weight reduction of the device, facilitating the work of the operator.

Claims

A portable device for pulsed cutting, comprising a cylinder, a piston with a rod located in the cylinder and driven by a gas pressure source, and an actuator associated with the specified rod, characterized in that it is equipped with a movable spring loaded washer that divides the cylinder into two cavities, made of different diameters, and in the piston with the rod a hole is made with the exit directly behind the spring-loaded washer into the cavity of a larger diameter.