ПЕРЕНОСНЫЕ ИМПУЛЬСНО-ТЕПЛОВЫЕ НОЖНИЦЫ
PORTABLE PULSE HEAT SCISSORS

Изобретение относится к области металлорежущего инструмента и может быть использовано в аварийно-спасательных работах, для расчленения конструкции автомобиля, потерпевшего аварию, для обеспечения доступа к пострадавшему и в пожарных службах для обеспечения доступа к горящим объектам, в других чрезвычайных ситуациях.
Известны переносные ножницы (Заявка ФРГ N 2238600, кл. В23D 17/02, 1972). Указанные переносные ножницы состоят из собственно ножниц, включающих шарнирно соединенные осью поворотные режущие ножи с гидравлическим механизмом с поршнем и клапанами, соединенным шлангами высокого давления с компрессором, который, в свою очередь, соединен с двигателем внутреннего сгорания или с электродвигателем.
Основной недостаток этих переносных ножниц - это зависимость их от внешнего источника энергии (двигателя с компрессором). Внешний источник энергии накладывает большие ограничения на возможность применения этих ножниц в экстремальных ситуациях. Необходимо большое время на доставку и подготовку этих ножниц к работе, невозможность переноса ножниц на большие расстояния от двигателя с компрессором из-за ограниченной длины шлангов, что накладывает ограничения на работу с ними в труднодоступных местах, кроме того, этими ножницами невозможно резать вручную от мускульной силы (без применения двигателя с компрессором).
Известны также переносные ножницы (Заявка ФРГ N 3809640, кл. В23D 29/00, 1988). Эти ножницы состоят из шарнирно соединенных осью поворотных режущих ножей, передаточного механизма с клиновой передачей, привода с поршнем высокого давления, привода с поршнем малого давления, системы перепускных клапанов как малого, так и высокого давления, стационарной рукоятки и встроенной емкости с гидравлической жидкостью.
Эти переносные ножницы тоже содержат недостатки, заключающиеся в большой трудоемкости резания и значительном времени одного цикла резки (сжатие - разжатие ножей), в связи с тем, что необходимо качать гидравлическую жидкость по принципу домкрата, кроме того, данные ножницы очень сложны в конструктивном исполнении, что должно отражаться на их надежности и, по мнению авторов, должны обладать большой массой.
Наиболее близким к заявляемым переносным импульсно-тепловым ножницам (далее по тексту ножницы) по технической сущности и достигаемому эффекту, по мнению авторов, является устройство для резки (Патент RU 2070483), принятое авторами за прототип.
Переносные пиротехнические ножницы, содержащие верхний и нижний ножи, подпружиненный толкатель с ползуном и поршнем, размещенные в корпусе и взаимодействующие посредством осей с ножами, патронник, связанный с надпоршневой полостью и взаимодействующий с курковым механизмом, размещенным в корпусе рукоятки и имеющим спусковой крючок с подпружиненным ударником, бойком, и подпружиненный затвор, связанный с экстрактором. Верхний и нижний ножи шарнирно соединены осью и взаимодействуют через серьгу с ползуном подпружиненного толкателя и поршнем, упор, взаимодействующий после совершения процесса резки с опорной площадкой демпфера, выполненного в виде кольцевых конических пружин, при этом ползун подпружиненного толкателя снабжен опорной площадкой, взаимодействующей после процесса резки с ответной опорной площадкой, выполненной в корпусе.
Недостатком данных ножниц является то, что при длине реза металла больше длины лезвий ножниц применение ножниц сложно или невозможно, так как для того, чтобы ввести ножницы в зону реза для следующего реза приходится отгибать кромки разрезанного металла, что в условиях резки жестких конструкций не всегда возможно.
Также недостатком рассматриваемой конструкции является то, что в процессе резки металла для продолжения работы вставлять пиропатрон в патронник необходимо вручную, что значительно удлиняет технологический процесс резки.
Целью изобретения является: упрощение конструкции ножниц, снижение непроизводительных потерь во время работы и обеспечение быстрого и удобного реза любой длины при разрезании металлических конструкций.
Для решения поставленной задачи импульсно-тепловые ножницы содержат верхнее подвижное лезвие, выполненное в виде клина, на режущей части которого сделаны ограненные выступы, и два нижних неподвижных упора, жестко связанных между собой и расположенных параллельно друг другу на расстоянии, большем ширины основания верхнего лезвия. Верхнее лезвие крепится к ползуну или выполнено совместно с ним. Ползун соединен с поршнем, расположенным в цилиндре, на торце которого расположен патронник. К цилиндру крепится перезарядное устройство с затворным механизмом, включающим в себя ударно-спусковой механизм, экстрактор, и которое оснащено обоймой с расположенными в ней несколькими пиропатронами. Ползун движется по направляющей, на которой крепятся с двух сторон нижние параллельные упоры, так чтобы верхнее лезвие проходило между ними, нижняя часть направляющей соединяется с верхней частью перемычкой, ширина которой меньше ширины основания верхнего лезвия. При этом запоршневой объем связан с атмосферой отверстием, через которое, при движении поршня, воздух выходит в атмосферу. Перезарядка и подача пиропатрона в патронник из обоймы, установленной в специальное гнездо перезарядного устройства, осуществляется, например, таким образом, что при обратном ходе затворного механизма использованный пиропатрон удаляется экстрактором, а при прямом ходе затворного механизма следующий пиропатрон подается затвором в патронник. Отличием предлагаемых ножниц является то, что разрезаемый металл зажимается между двумя неподвижными упорами, которые параллельно расположены друг от друга и верхним лезвием, на торце которого выполнены ограненные выступы. При рабочем движении верхнего лезвия происходит разрушение целостности металла за счет создания точечных концентраторов напряжения при врезании в него ограненных выступов верхнего лезвия, а затем происходит разрыв металла клиновой частью верхнего лезвия, после чего, после врубки и возврата верхнего лезвия в исходное положение, в образовавшуюся прорезь заводится перемычка, соединяющая верхнюю и нижнюю части направляющей, после чего производится следующий выстрел.
Кроме того, отличием предлагаемых ножниц является и то, что для сокращения времени и облегчения процесса перезарядки, она производится следующим образом: из патронника извлекается использованный пиропатрон, например, на обратном ходе затворного механизма, экстрактором из патронника выкидывается использованный пиропатрон, а на прямом ходе - из обоймы, установленной и зафиксированной в специальном гнезде устройства, подается в патронник следующий пиропатрон, например, на прямом ходе затворный механизм зацепляет ближайший патрон из обоймы и перемещает его в патронник. При отсутствии пиропатронов в обойме снимают фиксатор, извлекают ее и меняют на обойму, снаряженную пиропатронами, фиксируя ее в гнезде перезарядного устройства.
На фиг 1 показан разрез общего вида.
На фиг. 2 показан горизонтальный разрез общего вида.
Переносные импульсно-тепловые ножницы содержат: два параллельно расположенных неподвижных упора 1, которые крепятся к левой части направляющей 2, а к правой части направляющей крепится цилиндр 6, левая и правая части направляющей соединяются перемычкой 12, в пазах направляющей 2 устанавливается ползун 3, к которому крепится, или выполнено совместно с ним, подвижное лезвие 4, также к ползуну крепится поршень 5, установленный в цилиндре 6. В поршне 5 выполнена камера дожигания пороха 7, в цилиндр встроен патронник 8, к цилиндру крепится перезарядное устройство с ударно-спусковым механизмом 10, также на цилиндр устанавливается глушитель 11, связанный с надпоршневой полостью отверстием 13. Предпоршневое пространство образует замкнутую полость 14, имеющую связь с атмосферой через отверстие 9, к ползуну крепятся возвратные пружины 15. Перезарядное устройство 10 также содержит затворный механизм 16 и обойму 17 с уложенными в ней несколькими пиропатронами, зафиксированную, например, шариковым пружинным фиксатором, в гнезде перезарядного устройства 10.
Переносные импульсно-тепловые ножницы работают следующим образом. Перед началом работы с помощью перезарядного устройства 10 пиропатрон затворным механизмом 16 досылается из обоймы 17 в патронник 8. Ножницы подводятся к кромке разрезаемого металла так, чтобы разрезаемый металл был между неподвижными упорами 1 и подвижным лезвием 4. Активируя ударно-спусковой механизм затворного механизма 16, производится выстрел, пороховые газы из патрона истекают в камеру дожигания пороха 8 и в запоршневое пространство, оказывая давление на поршень 5, поршень начинает ускоряться, при этом газ из камеры дожигания 7 перетекает в запоршневое пространство, обеспечивая плавное изменение давления пороховых газов за поршнем. Движение поршня 5 передается ползуну 3, на котором закреплено лезвие 4. Металл сжимается между упорами 1 и лезвием 4, и происходит разрушение целостности металла, за счет создания и расширения точечных концентраторов напряжения при врезании в него ограненных выступов лезвия 4, а затем происходит разрыв металла клиновой частью лезвия 4, при этом пороховые газы истекают через небольшое калиброванное отверстие 13 в глушитель 11. При движении подвижных частей пружины 15, закрепленные одним концом на неподвижном цилиндре 6, а другим на подвижном ползуне растягиваются, а при падении давления внутри цилиндра 6 возвращают подвижные элементы в исходное положение. Далее ножницы перемещаются таким образом, чтобы перемычка 12 заходила в образовавшийся вырез, после перезарядки снова производится выстрел. При отсутствии пиропатронов в обойме 17 снимают фиксатор, извлекают ее и меняют на обойму, снаряженную пиропатронами, фиксируя ее в гнезде перезарядного устройства 10.