RU2193952C2

RU2193952C2 - Portable apparatus for pulse cutting

Info

Publication number: RU2193952C2
Application number: RU2000118304A
Authority: RU
Inventors: В.А. Тарасов; Ю.П. Черепанов
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: equipment used, mainly in extremal conditions for cutting reinforcing pieces, breaking stone plates and other similar works. SUBSTANCE: apparatus includes cylinder with openings, piston with rod arranged in cylinder with possibility of being driven by means of pressure source; actuating mechanism joined with piston. Cylinder has inner lengthwise grooves beginning in end zone of working stroke of piston and having length that exceeds piston height at least by 1/4. Openings in wall of cylinder are parallel relative to its axis in zone of groove beginning; said openings are open to atmosphere. EFFECT: increased useful energy of piston. 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам, используемым преимущественно в экстремальных ситуациях для резки арматуры, при дроблении каменных плит и других подобных работах. The invention relates to means used mainly in extreme situations for cutting reinforcement, when crushing stone slabs and other similar works.

Предлагаемое устройство при аварийных ситуациях позволит оперативно вести расчистку завалов для спасения людей. Использование стационарных средств в таких ситуациях практически не представляется возможным. Взамен может быть использована конструкция, исполнительный механизм которой приводится в действие от автономного источника давления - порохового заряда (патрона). The proposed device in emergency situations will allow you to quickly clear the rubble to save people. The use of stationary means in such situations is practically not possible. Instead, a design can be used whose actuator is driven by an autonomous pressure source — a powder charge (cartridge).

Такие решения известны. Так, приведенное в описании к патенту РФ 2033904, кл. В 29 D 29/00 решение содержит механизм привода в виде однополостного цилиндра с размещенным в нем поршнем со штоком, передающим усилие на режущий элемент. Поршень приводится в действие пороховым зарядом. Such solutions are known. So, given in the description of the patent of the Russian Federation 2033904, cl. In 29 D 29/00, the solution comprises a drive mechanism in the form of a single-cavity cylinder with a piston placed in it with a rod transmitting force to the cutting element. The piston is driven by a powder charge.

Наиболее близким решением к заявляемому является решение, приведенное в описании к заявке 96121490/02 (решение о выдаче патента от 30 мая 2000 г.). Оно выполнено в виде цилиндра с отверстиями для стравливания газа и с размещенным в нем поршнем со штоком, приводимым в действие от источника давления, и исполнительного механизма, связанного со штоком. The closest solution to the claimed is the solution given in the description of the application 96121490/02 (decision on the grant of a patent dated May 30, 2000). It is made in the form of a cylinder with holes for bleeding gas and with a piston placed in it with a rod driven by a pressure source, and an actuator associated with the rod.

В цилиндре предусмотрены внутренние продольные пазы, от начала которых на расстоянии, равном высоте поршня, вне паза выполнены отверстия, при этом начало пазов находится в конце рабочего хода поршня, а длина их превышает высоту поршня, по крайней мере, на четверть. The cylinder has internal longitudinal grooves, from the beginning of which at a distance equal to the height of the piston, holes are made outside the groove, while the beginning of the grooves is at the end of the piston stroke and their length exceeds the piston height by at least a quarter.

В известном решении выполнение отверстия вне паза обеспечивает дискретный сброс давления из полости под поршнем, а затем, после прохождения поршнем отверстия - из полости над ним. Неравномерность, скачкообразность процесса приводят к нерациональному использованию энергии заряда. In the known solution, the implementation of the hole outside the groove provides a discrete pressure relief from the cavity under the piston, and then, after the piston passes through the hole, from the cavity above it. The irregularity, spasmodic process lead to irrational use of charge energy.

При разработке предлагаемого решения была поставлена задача повышения полезной энергии поршня за счет оптимизации процесса. When developing the proposed solution, the task was to increase the useful energy of the piston by optimizing the process.

Задача решена за счет того, что в известном переносном 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 поршнем со штоком, цилиндр выполнен с внутренними продольными пазами, начало которых находится в конце рабочего хода поршня, а их длина превышает, по крайней мере, на четверть высоту поршня, отверстия в предлагаемом решении выполнены в стенке цилиндра параллельно его оси в начале пазов и с выходом в атмосферу. The problem is solved due to the fact that in a known portable 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 piston with a rod, 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, the holes in the proposed solution are made in the cylinder wall parallel to its and at the beginning of the slots and exit to the atmosphere.

Выполнение отверстий в стенке цилиндра в начале пазов параллельно его оси и с выходом их в атмосферу обеспечивает:
- при рабочем ходе поршня свободный сброс газа из полости под ним;
- после окончания рабочего хода газ по пазам, с большой скоростью эффективно заполняя демпфирующую полость, увлекает воздух из атмосферы (благодаря эффекту эжекции, возникающему при высоких скоростях);
- после перекрытия пазов поршнем повышенное остаточное давление над поршнем свободно сбрасывается в атмосферу, уменьшая усилие поршня.The holes in the wall of the cylinder at the beginning of the grooves parallel to its axis and with their release into the atmosphere provides:
- during the stroke of the piston free discharge of gas from the cavity under it;
- after the end of the working stroke, the gas in the grooves, effectively filling the damping cavity with high speed, draws air from the atmosphere (due to the ejection effect that occurs at high speeds);
- after the grooves overlap with the piston, the increased residual pressure above the piston is freely discharged into the atmosphere, reducing the piston force.

Таким образом, обеспечивается резкое снижение энергии движения поршня, что обеспечивает эффективное демпфирование его при холостом выстреле. Thus, a sharp decrease in the energy of movement of the piston is ensured, which ensures its effective damping during an idle shot.

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

Устройство содержит цилиндр 1 с отверстиями 2, поршень 3 со штоком, размещенный в цилиндре 1 с возможностью приведения в действие от источника давления 4, в качестве которого использован, в частности, холостой патрон, установленный в торце цилиндра 1, поршень 3 со штоком кинематически связан с исполнительным механизмом ножниц 5 через шток 6. The device comprises a cylinder 1 with holes 2, a piston 3 with a rod placed in the cylinder 1 with the possibility of actuation from a pressure source 4, which is used, in particular, a blank cartridge installed in the end face of the cylinder 1, the piston 3 with the rod is kinematically connected with the scissors actuator 5 through the stem 6.

Цилиндр 1 выполнен с внутренними продольными пазами 7, начало которых находится в конце рабочего хода поршня 3 со штоком, а их длина превышает, по крайней мере, на четверть высоту поршня. На уровне начала продольных пазов установлена пружина возврата 8, а на дне демпфирующей полости 9 - тарельчатая пружина 10. Шток 6 имеет пружину возврата 11. Полость продольных пазов 7 закрыта муфтой 12. The cylinder 1 is made with internal longitudinal grooves 7, the beginning of which is at the end of the stroke of the piston 3 with the rod, and their length exceeds at least a quarter the height of the piston. At the level of the beginning of the longitudinal grooves, a return spring 8 is installed, and at the bottom of the damping cavity 9 there is a Belleville spring 10. The stem 6 has a return spring 11. The cavity of the longitudinal grooves 7 is closed by the sleeve 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом:
при выстреле патрона 4 газы перемещают поршень 3 со штоком, который передает усилие на шток 6, механизм ножниц 5, пружины возврата 8 и 11 сжимаются. В процессе рабочего хода газ под поршнем 3 сбрасывается через отверстия 2, облегчая его движение. При дальнейшем движении, после рабочего хода газы над поршнем 3 врываются в продольные пазы 7 и с большой скоростью движутся в демпфирующую полость 9, заполняя ее до определенного давления. В этот момент сброса газа в отверстие 2 практически нет, ибо давление газа при большей скорости незначительно. По мере заполнения демпфирующей полости 9 скорость газа в пазах 7 резко падает, а в момент положения поршня в конце их равна нулю. В этот период повышенное давление газа над поршнем 3 интенсивно сбрасывается через отверстия 2, уменьшая силу давления на поршень, что значительно облегчает демпфирование.The proposed device operates as follows:
when firing cartridge 4, the gases move the piston 3 with the rod, which transfers force to the rod 6, the shear mechanism 5, the return springs 8 and 11 are compressed. During the working stroke, the gas under the piston 3 is discharged through the holes 2, facilitating its movement. With further movement, after the working stroke, the gases above the piston 3 burst into the longitudinal grooves 7 and move with great speed into the damping cavity 9, filling it to a certain pressure. At this moment, there is practically no discharge of gas into hole 2, because the gas pressure at a higher speed is negligible. As the damping cavity 9 is filled, the gas velocity in the grooves 7 drops sharply, and at the moment of the piston position it is zero at the end. During this period, the increased gas pressure above the piston 3 is intensively released through the holes 2, reducing the pressure on the piston, which greatly facilitates damping.

В конце движения поршень 3 упирается в тарелчатую пружину 10, что полностью исключает жесткий удар в конце хода. Затем пружины возврата 8 и 11 возвращают механизм в исходное положение для дальнейшей работы. Таким образом исключаются ударные нагрузки, особенно опасные при холостом выстреле, когда по каким-то причинам оператору не удалось избежать его. At the end of the movement, the piston 3 abuts against a Belleville spring 10, which completely eliminates a hard blow at the end of the stroke. Then the return spring 8 and 11 return the mechanism to its original position for further work. This eliminates shock loads, which are especially dangerous during a single shot, when for some reason the operator was unable to avoid it.

Технико-экономическая эффективность достигается за счет увеличения надежности, работоспособности, снижения веса конструкции, облегчения работы оператора. Technical and economic efficiency is achieved by increasing reliability, availability, reducing the weight of the structure, facilitating the work of the operator.

Claims

A portable device for pulsed cutting, containing a cylinder with holes, a piston with a rod placed in the cylinder with the possibility of actuation from a pressure source, and an actuator associated with the piston with a rod, while 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, characterized in that the holes in the cylinder wall are made parallel to its axis at the beginning of the grooves and with the release into the atmosphere pv.