ПЕРЕНОСНЫЕ ИМПУЛЬСНО-ТЕПЛОВЫЕ НОЖНИЦЫ
PORTABLE PULSE-THERMAL SHEARS

Изобретение относится к области аварийно-спасательного инструмента и может быть использовано для разрушения конструкций автомобиля, потерпевшего аварию, чтобы обеспечить доступ к пострадавшим, в пожарных службах для разрушения конструкций и других чрезвычайных ситуациях в труднодоступных местах и условиях отсутствия источников энергии со значительным сокращением времени в сравнении с используемыми в данное время технологиями.
Известны импульсные ножницы (Explosive cutter for cables and the like [взрывные ножницы для кабелей и т.п.], GB 1285986 (A), B23D 15/14, 1972-08-16). Указанные ножницы имеют верхний подвижный и нижний неподвижный ножи, патронник, ударно-спусковый механизм, содержащий затвор, выполненный в виде подпружиненного плунжера с ударным элементом, предохранителя от случайного срабатывания, спусковой крючок для активации устройства и рукоять со спусковой скобой.
Недостатком рассматриваемой конструкции является то, что в процессе резки металла возникают потери энергии на режущих кромках ножей, так как рез происходит по всему профилю разрезаемого материала одновременно.
Также известны переносные пиротехнические ножницы (RU 2070483, B23D 17/02, 06.10.1994). Эти ножницы имеют верхний подвижный и нижний неподвижный ножи, патронник, ударно-спусковый механизм, содержащий ударник и воздействующий на него боек, предохранитель, имеющий поворотную ось с флажком. Эти ножницы оснащены рукоятью, выполненной в виде замкнутого контура с расположенным внутри спусковым крючком.
Недостатком рассматриваемой конструкции является то, что в процессе резки металла возникают большие потери энергии пороховых газов на преодоление сил трения в передаточных механизмах и сочленениях и затягивание тонколистового пластичного материала между ножей.
Кроме того, обе вышеуказанные конструкции ножниц содержат недостатки, заключающиеся в чрезмерной сложности пользования при работе в обычных средствах индивидуальной защиты рук (рукавицы, перчатки), особенно в зимний период. Так же представляется достаточно сложным снятие/постановка ударно-спускового механизма с предохранителя, что требует для этих устройств исключение одной руки из процесса удержания их [устройств] в рабочей позиции и существует опасность оставить незаблокированным ударно-спусковый механизм вне процесса его активации, т.е. просто забыть включить предохранитель, оставив ножницы во взведенном состоянии.
Наиболее близким к заявляемым переносным импульсно-тепловым ножницам (далее по тексту ножницы) по технической сущности и достигаемому эффекту являются переносные импульсно-тепловые ножницы (RU 2661652, B23D 15/04, 17.03.2015), принятые авторами за прототип. Такие переносные импульсно-тепловые ножницы, содержат верхний и нижний ножи, причем верхний подвижный нож выполнен в виде прямоугольной трапеции, скошенная сторона которой является ножом с боковыми параллельными друг другу режущими кромками. Кроме того, эти ножницы содержат патронник, ударно-спусковый механизм, содержащий ударник и воздействующий на него боек, обойму с пиропатронами и рукоять, выполненную в виде замкнутого контура с расположенным внутри спусковым крючком.
Недостатком рассматриваемой конструкции является сложность использования индивидуальных средств защиты рук, а также то, что в процессе резки металла возникают потери энергии при резке материала одновременно обеими режущим кромкам верхнего ножа, а также сложность замены его в процессе работы.
Еще одним недостатком вышеописанных конструкций является невозможность регулирования потребной энергии резания, что ведет к избыточному износу исполнительного механизма. Кроме того, недостатком является неудобство транспортировки этих ножниц.
Задачей изобретения является: снижение непроизводительных потерь энергии пороховых газов, и обеспечение быстрого и удобного использования переносных импульсно-тепловых ножниц (далее по тексту - ножниц) в любых климатических условиях и рабочих ситуациях и повышение их мобильности.
Для решения поставленной задачи в ножницах верхний подвижный нож выполнен в виде двух разнонаправленных лезвий, расположенных под углом друг к другу в пересекающихся плоскостях поперечных боковым плоскостям реза. К патроннику крепится механизм перезарядки с ударно-спусковым механизмом, содержащим ударник, боек, предохранитель, выполненный в рукояти, которая является исполнительным элементом механизма перезарядки и активации ударно-спускового механизма. Предохранитель выполнен в виде устройства, фиксирующего рукоять относительно элементов ударно-спускового механизма вне процесса его активации. Силовой механизм для оперативной регулировки усилия реза снабжен дросселем давления пороховых газов. Для повышения мобильности ножниц и удобства транспортировки силовой механизм может отделяться от перезарядного устройства.
Отличием предлагаемых ножниц является то, что после активации ударно-спускового устройства, путем снятия с предохранителя и поворотом рукояти относительно своей продольной оси происходит выстрел, после чего пороховые газы, расширяясь в цилиндре силового механизма, приводят его шток-поршень в движение. Для оперативной регулировки усилия резания в силовом механизме установлен дроссель. Шток-поршень передает рабочее усилие на ползун, с установленным на нем верхним ножом, и при смыкании верхнего и нижнего ножей происходит резка материала лезвиями верхнего ножа, но не одновременно обеими боковыми режущими кромками, а последовательно, что ведет снижению энергозатрат при вырубке полоски разрезаемого материала. После чего, в образовавшуюся прорезь заводится направляющая, с установленными на ней ножами, и производится перезарядка ножниц смещением рукояти вдоль их продольной оси назад, при этом из патронника затвором извлекается отстреленная гильза пиропатрона и выбрасывается, затем, при возвращении рукояти в исходную позицию, затвор из обоймы досылает следующий пиропатрон в патронник, ударник устанавливается в рабочее состояние, а боек остается во взведенном положении. При возврате рукояти в исходную позицию она фиксируется предохранительным устройством. Ножницы приведены в готовность для совершения следующего реза. Для возможности быстрой замены нож установлен в ползуне посредством, например, пазового соединения с винтовой фиксацией от поперечного перемещения.
На фиг. 1 показан частичный разрез ударно-спускового устройства на общем виде ножниц.
На фиг. 2 - показано транспортировочное состояние ножниц.
Переносные импульсно-тепловые ножницы (фиг. 1) содержат нижний неподвижный нож 1 с двумя параллельно расположенными лезвиями, который крепится к левой части направляющей 2, а к правой части направляющей 2 крепится силовой механизм 3. В пазах направляющей 2 устанавливается ползун 4, к которому крепится верхний подвижный нож 5, с противоположной стороны ползун крепится к шток-поршню 6, установленному в цилиндре силового механизма 3, в цилиндр установлен дроссель 7, патронник (не показан) и крепится перезарядное устройство быстросъемным соединением, например, фланцевым байонетным, шлицевым или другим, обеспечивающим функциональные свойства ножниц.
Конструкция перезарядного устройства может быть выполнена следующим образом. В его корпусе 8 установлен затвор 9, ударно-спусковой механизм, состоящий из ударника 10, пружины ударника (не показана), бойка 11, с установленным в нем подпружиненным фиксатором 12, пружины 13 бойка. Так же, перезарядное устройство имеет рукоять 14, надетую на заднюю часть корпуса 8 и связанную с затвором 9 посредством сухаря 15, расположенного в продольном пазе 16 корпуса 8. В корпус 8 механизма перезарядки под зоной движения затвора 9 устанавливается обойма 17 с пиропатронами. Для осуществления функции активации ударно-спускового механизма на внутренней поверхности рукояти 14 над фиксатором 12 бойка, находящимся в положении I выполнен сегментный паз 18 со скошенной боковой поверхностью со стороны, противоположной повороту рукояти, а в корпусе 8 выполнено сквозное отверстие под фиксатор. Кроме того, в сторону поворота рукояти 14 на ее внутренней поверхности выполнен сегментный паз 19 в месте установки сухаря 15. Для фиксации линейного перемещения на рукояти 14 выполнен прямоугольный выступ 20, который фиксирует рукоять в пазе 16 от проворота, для той же цели на бойке 11 выполнен выступ 21. Для активации ударно-спускового механизма на корпусе 8 в сторону поворота рукояти 14 предусмотрен поперечный паз 22, пересекающийся с продольным пазом 16. Для фиксации рукояти 14 в исходном положении и предотвращения от случайного срабатывания ножниц в рукояти 14 предусмотрено предохранительное устройство 23, фиксирующее ее через отверстие в корпусе 8 механизма перезарядки. Для возврата ножниц в исходное состояние предусмотрен реверсивный механизм 24. Для возможности быстрой замены нож 5 установлен в ползуне 4 посредством, например, пазового соединения с винтовой фиксацией 25 от поперечного перемещения.
Переносные импульсно тепловые ножницы работают следующим образом.
Перед началом работы в корпус 8 механизма перезарядки ножниц устанавливается обойма 17 с пиропатронами. Затем, нажатием на предохранительное устройство 23 рукоять 14 ножниц освобождается от фиксации относительно корпуса 8 и перемещается в крайнее заднее положение. При этом рукоять 14 за счет выступа 20 будет двигаться по пазу 16 и передвигать затвор 9 посредством сухаря 15 до установки бойка 11, который, также двигаясь по пазу 16 своим выступом 21, перемещается из положения II в положение I, в котором он зафиксируется за счет установки подпружиненного фиксатора 12 в соответствующее отверстие корпуса 8. При этом процессе затвор 9 при перемещении рукоятью 14 по пазу 16, за счет фиксации сухарем 15, извлекает из патронника отстрелянную гильзу (или пиропатрон) и она выбрасывается из корпуса 8 перезарядного устройства эжектором (не показан). При возврате рукояти 14 в исходное положение затвор 9 выталкивает из обоймы следующий пиропатрон и устанавливает его в патронник. При этом предохранительное устройство 23 за счет своей пружины автоматически фиксирует рукоять 14 относительно корпуса 8. Устройство готово к активации. Если необходимость в активации ножниц отпала, но предохранительное устройство 23 нажато, то достаточно просто его отпустить и оно автоматически зафиксирует рукоять 14 от незапланированного перемещения и остановит процесс активации ударно-спускового механизма. Для продолжения работы между ножей ножниц помещается материал, который необходимо разрезать, ножницы снимаются с предохранительного устройства 23 путем нажатия на него, рукоять 14 поворачивается по пазу 22 своим выступом 20 относительно продольной оси до ограничения поворота сегментным пазом 19 о сухарь 15. При этом фиксатор 12 бойка 11, нажатием скошенной стенкой паза 18 рукояти 14 затопляется в своем гнезде, и пружина 13 толкает боек 11 из положения I в положение II, дожимая фиксатор 12 в гнездо за счет его [фиксатора] сферической внешней поверхности. Боек 11 бьет по ударнику 10, который накалывает капсюль пиропатрона и происходит выстрел. Пороховые газы из пиропатрона истекают в запоршневое пространство силового механизма, оказывая давление на шток-поршень 6, и он начинает ускоряться. Для снижения давления пороховых газов, например, при появлении необходимости резания тонколистового материала кузова в процессе работы по разрушению стоек автомобиля при ДТП, открывается заслонка дросселя 7, и излишек давления стравливается в атмосферу, затем дроссель закрывается и продолжается основная работа. Движение шток-поршня 6 передается ползуну 4, на котором закреплено лезвие 5. Материал, помещенный между ножами 1 и 5, начинает разрушаться за счет последовательного давления боковыми лезвиями ножа 5 и вырубается полоса материала. После того, как давление пороховых газов в силовом механизме стравливается через выпускные отверстия (не показано) реверсивный механизм 24 возвращает подвижные части инструмента ножниц в исходное состояние. Далее ножницы перемещаются таким образом, чтобы направляющая 12 заходила в образовавшийся вырез в материале, после чего цикл повторяется, или извлекается обойма, производится холостая перезарядка и ножницы переводятся в транспортировочное состояние путем разъединения перезарядного устройства от силового механизма (фиг. 2). Для замены ножа 5 из ползуна 4 извлекается винт 25 фиксации, нож 5 смещается по пазу в сторону и извлекается, после чего устанавливается другой нож, и винт 25 фиксирует его от перемещения (фиг. 1).