Инструмент для термогазодинамической резки материалов

 

Изобретение относится к технологии резки, разделки и обработки естественных и искусственных минеральных материалов динамической струей перегретого газового агента. Задачей изобретения является повышение удобства эксплуатации, упрощение конструкции и эффективность использования инструмента. Это достигается тем, что инструмент содержит приспособление для резки в форме рукоятки револьвера, закрепленный на ней рабочий орган в виде камеры сгорания, внутри которой расположена емкость для топливного состава, электровоспламенитель, закрепленный на торце камеры сгорания и управляющее устройство. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технологии резки, разделки и обработки естественных и искусственных минеральных материалов динамической струей перегретого газового агента.

В настоящее время для реализации этой технологии используют различные технические средства, наиболее представительным из которых можно считать рабочий инструмент, содержащий камеру, заполненную топливным составом в виде навески твердого топлива, или жидкого горючего и окислителя, размещенные в корпусе в виде цилиндра, имеющего монтажные лапы для закрепления корпуса инструмента на платформе рабочей площадки, на которой ведут резку и обработку материала [1, 2, 3] Преимущества данного инструмента проявляются только при использовании его в условиях стационарного технологического процесса, однако при использовании его как переносного инструмента для оперативной резки и обработки материала инструмент малоэффективен, так как требует тележку для погрузки и перевозки емкостей с топливом, нагнетательной и регулировочной арматуры и приборов, что лишает его мобильности и автономности, сужая сферы возможного применения инструмента.

Наиболее близким по технической сущности является термоинструмент, содержащий газогенератор и управляющее устройство, которые соединены друг с другом при помощи накидной гайки, при этом газогенератор состоит из камеры сгорания, выполненной с прямоугольными двухзаходными винтовыми канавками, служащими для подвода и отвода охлаждающей воды, в один конец камеры сгорания ввернуто сопло, термоинструмент снабжен рукояткой [4] Недостатком этого термоинструмента является сложность эксплуатации и значительная металлоемкость.

Задачей изобретения является повышение удобства эксплуатации, упрощение конструкции и эффективность использования инструмента.

Это достигается тем, что инструмент для термогазодинамической резки материалов, содержащий приспособление для руки в форме рукояти револьвера, закрепленный на ней рабочий орган в виде камеры сгорания, оснащенной сопловым насадком, и управляющее устройство, снабжен емкостью для топливного состава, выполненной в виде сменной гильзы и расположенной внутри камеры сгорания электровоспламенителем, закрепленным на торце камеры сгорания между сопловым насадком и гильзой, при этом на противоположном торце камеры сгорания имеется втулка с уплотнительной муфтой для поджатия гильзы, а управляющее устройство содержит размещенный в рукояти аккумулятор электроэнергии, электрически соединенный посредством кнопки включения с электровоспламенителем, причем камера сгорания соединена с рукоятью шарнирно с возможностью фиксирования ее в рабочем положении с помощью винтового стержня, размещенного со стороны, противоположной шарниру.

Рабочий орган инструмента может быть снабжен дополнительной рукоятью, закрепленной на его корпусе.

Кроме того, рабочий орган может быть на переднем торце оснащен направляющим опорным роликом, соединенным с корпусом рабочего органа посредством пружинного амортизатора.

Такое выполнение инструмента позволяет существенно расширить сферу его применения, повысить мобильность и удобство пользования инструментом.

На фиг.1 показан инструмент в мобильном транспортном положении при упаковке его в футляре типа дипломат; на фиг.2 общий вид инструмента с сечением по продольной оси; на фиг.3 деталь конструкции рукоятки инструмента; на фиг. 4 конструкция рабочего органа инструмента; на фиг.5, 6 муфта поджатия вид сбоку и с торца; на фиг.7 общий вид инструмента в сборке при использовании.

Инструмент для термогазодинамической резки и обработки материалов содержит рабочий орган 1 с сопловым насадком 2 и камерой 3, выполненной в виде емкости, заполненной топливным составом. Рабочий орган 1 снабжен приспособлением 4 для руки оператора, выполненный в виде рукоятки револьвера, а при значительных габаритных размерах рабочего органа и для повышения удобства пользования инструмент имеет дополнительную рукоять 5, закрепленную на корпусе рабочего органа снизу или сбоку: принцип автомата по выбору потребителя, с точки зрения дизайна и удобства пользования.

Рукоять 4 имеет шарнир 6 для соединения с корпусом рабочего органа, оснащена кнопкой 7 включения контактов 8 электролинии, соединенной с аккумулятором электроэнергии 9, с которым, при необходимости, например ввиду малой мощности аккумулятора, соединен блок 10 повышения напряжения (катушка Румкорфа или конденсатор разрядный), при этом электроконтактная линия 11 соединена через изолированный токонесущий стержень 12 с электровоспламенителем 13, например, в виде спирали накаливания или в виде искроразрядных электродов (по выбору пользователя). Кнопка 7 защищена пылевлагонепроницаемым упругоподатливым колпачком 14.

Для удобства и оперативности осмотра, смены аккумулятора рукоять снизу имеет поворотную крышку 15. А для возможности слежения за включением питания от аккумулятора отведены дополнительные линии 16 контакта на индикатор, например, накаливания 17. Для точного ориентирования сопловой насадки 2 на материал и линию реза передняя торцовая часть рабочего органа оснащена подпружиненным роликом 18 для опоры и перемещения сопла. Пружинный амортизатор ролика может быть настроен по выбору упругости и отдаления ролика от материала на требуемое расстояние (зазор).

Рабочий орган 1 имеет на торце винтовую нарезку 19, на которую навинчивается муфта 20, имеющая торец 21 или не имеющая такого торца 22 (вид по стрелке А на фиг.5 и 6), наличие или отсутствие торца диктуется видом используемой топливной смеси: не имеющая торцового ограничения втулка с торцом 21, если имеется торцовое ограничение втулка без торцового ограничения со сквозным вырезом 22 предпочтительна при использовании принятой в изобретении сменной гильзы (фиг.2), заполненной с переднего торца, при этом гильза уплотняется не только муфтой 20, но и винтовым стяжным элементом 23 (резьба и винт) при использовании шарнира 6 и поджимающих уплотнительных дисков 24, при этом рукоять имеет винтовое гнездо 25 и стенку с уплотняющим кольцом 26 для поджатия и уплотнения гильзы 3 (емкости с топливной смесью), имеющей свой цилиндр 27 и торец 28.

Для повышения удобства пользования инструментом и транспортировки его, хранения инструмента в сборе (фиг.1) и несколько запасных гильз 3 их укладывают в футляр типа дипломат, где с помощью зажимов 29 и мундштука 30 фиксируют инструмент в корпусе дипломата 31, в котором может быть размещена Инструкция и правила использования инструмента 32.

Работа инструмента для резки и обработки материалов осуществляется следующим образом.

Вскрывают дипломат 31, вынимают инструмент, освобождая зажимы и сняв мундштук 30, проверяют готовность аккумулятора 9, по нажатию кнопки 7 и срабатыванию индикатора 17, затем размещают гильзу с топливной смесью в корпусе 1, вставляя ее через отверстие 22 в муфте 20 (при выполнении емкости 3 не в виде гильзы, а в виде "голого" топливного блока муфту предпочтительно использовать с глухим торцом 21 для плотного поджатия топливной смеси и герметизации его в корпусе).

После этого ориентируют сопловой насадок 2 на линию реза материала и роликом 18 отслеживают зазор между соплом и поверхностью материала. Включают нажатием кнопки 7 подачу напряжения на электровоспламенитель 13, включая в работу топливную смесь. Газы, вырываясь из соплового насадка, воздействуют своей кинетической и тепловой энергией на материал, подвергая его резке, разделке или обработке по заданной работе с этим материалом. При резке материалов значительной толщины используют корпус с двумя рукоятями (фиг.7), что повышает удобство, снижает нагрузки на руки оператора, более точно и надежно позволяет вести рез по заданному направлению, линии реза или по площади обработки материала.

Конкретные рабочие параметры технологии резки материала выбирают в зависимости от вида материала, его прочности, крепости, толщины материала, зависимости скорости реза от физико-механических свойств конкретного материала и выбора режима расхода топливной смеси, а также за счет формирования специальной структуры и формы струи из соплового насадка 2 и зазором между соплом и поверхностью материала.

Для прочих практических целей, в особенности при использовании инструмента в особых ситуациях: при работах на пожарах, пожарах фонтанирующих нефтяных, нефтегазовых и газовых месторождений, при образовании аварийных выходов, лазов, люков при завалах и т.п. ситуациях, целесообразно использовать повышенные энергетические топливные составы, чтобы без подбора, сразу, непосредственно резать высокоэнергетической струей практически любые материалы, которые могут в данной ситуации встречаться. То же относится и к ситуациям использования инструмента при спасательных работах после землетрясений при обвалах.

Материалами могут быть: пластики, минеральные естественные и искусственные плитки, покрытия из керамики, стекла, металлов и т.п.

Таким образом, технологические, технические и тактико-технические характеристики инструмента для термогазодинамической резки и обработки материалов предполагают удобство пользования им в различных особых ситуациях, когда нет возможности для использования громоздких, габаритных и тяжелых рабочих резаков, требующих наличия баллонов, шлангов, запорной и клапанной арматуры и аппаратуры.

Кроме того, преимущества инструмента заключаются также и в модульности его узлов и комплектующих деталей, которые возможно подбирать на различные производительности, для различных целей и задач, для использования одной рукой и двумя руками оператора в особых ситуациях, где обычные инструменты или малоэффективны, или неприменимы вообще.

Так, при использовании рукояти и муфты на шарнире можно закреплять различные по длине рабочие органы, оснащенные различными гильзами, подобранными по параметрам внутренней баллистики для различных целей: резки, разделки, обработки материалов.

Формула изобретения

1. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащий приспособление для руки в форме рукояти револьвера, закрепленный на ней рабочий орган в виде камеры сгорания, оснащенной сопловым насадком, и управляющее устройство, отличающийся тем, что инструмент снабжен емкостью для топливного состава, выполненной в виде сменной гильзы и расположенной в камере сгорания, электровоспламенителем, закрепленным на торце камеры сгорания между сопловым насадком и гильзой, при этом на противоположном торце камеры сгорания имеется втулка с уплотнительной муфтой для поджатия гильзы, а управляющее устройство содержит размещенный в рукояти аккумулятор электроэнергии, электрически соединенный посредством кнопки включения с электровоспламенителем, причем камера сгорания соединена с рукоятью шарнирно с возможностью фиксирования ее в рабочем положении с помощью винтового стержня, расположенного со стороны, противоположной шарниру.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочий орган снабжен дополнительной рукоятью, закрепленной на его корпусе.

3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочий орган на переднем торце оснащен направляющим опорным роликом, соединенным с корпусом рабочего органа посредством пружинного амортизатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7