Пневматическое устройство для доставки материалов по назначению

Авторы патента:

F41B11 - Пневматическое оружие, например пневматические пистолеты; паровое оружие

Владельцы патента RU 2473858:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (RU)

Изобретение предназначено для доставки материалов с высокой точностью в заданную точку пространства. Может быть использовано для проведения метеорологических исследований, для искусственного сброса снежных лавин, для тушения пожаров и для локализации распространения нефтяных пятен на поверхности воды. Пневматическое устройство состоит из пусковой трубы, разделенной на две части шариковым замком, камеры высокого давления с клапаном, стабилизатора и загрузочного отсека с материалом. Использование изобретения повышает надежность работы, увеличивает дальность заброса материала и его массу, сокращает время доставки материала. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области техники, связанной с экологической безопасностью, и может быть использовано для доставки материалов в заданную точку пространства, а также для проведения метеорологических исследований.

Известно пневматическое пусковое устройство с разрушаемым диском [1], которое содержит накопительный резервуар со сжатым воздухом, поступающим от источника; к резервуару через разрушаемый диск присоединена пусковая труба. При определенной величине давления диск разрушается и пропускает освобождающийся воздух для пуска снаряда. Устройство допускает повторную замену диска после пуска. Признаками, общими с заявляемым устройством, являются наличие пусковой трубы и разрушаемого диска, а также использование энергии сжатого воздуха для доставки материалов в зону назначения. Однако известное устройство не позволит обеспечить высокую точность и достаточную дальность выброса материала, поскольку оно не имеет конструктивных возможностей для размещения и последующего разбрасывания различных материалов.

Известно пневматическое стреляющее устройство [2], которое содержит ствол, источник сжатого газа, канал, соединяющий источник сжатого газа со стволом, блокиратор и клапан. Блокиратор перекрывает канал, соединяющий источник сжатого газа со стволом. Клапан расположен вне ствола, соединен с источником сжатого газа и управляет блокиратором. При срабатывании клапана блокиратор открывает канал, соединяющий ствол с источником сжатого газа, что обеспечивает подачу сжатого газа в ствол и выстрел. Признаками, общими с заявляемым устройством, являются наличие ствола - пусковой трубы и использование энергии сжатого воздуха или газа для стрельбы снарядами. Однако известное устройство имеет недостаточную дальность выброса материала и невысокую эффективность его разброса, поскольку не содержит приспособлений для размещения и последующего разбрасывания различных материалов.

Известно устройство постановки ложных целей [3], которое предназначено для выброса материала и постановки аэрозольных образований из дипольных отражателей. Устройство включает в себя направленную вверх пусковую трубу, в нижней части которой имеется отверстие для подачи воздуха высокого давления, и снаряд, состоящий из двух камер высокого давления, одна из которых с обратным клапаном, а вторая камера с функцией задержки по времени, между ними установлен жиклер, и с загрузочного отсека с материалом, поршнем и крышкой. Снаряд выстреливается через верхний конец пусковой трубы с помощью воздуха высокого давления. Материал выпускается из снаряда в определенное время после выстрела и образует облако на заданной высоте и заданном расстоянии, что позволяет создать ложную цель и затруднить обнаружение реальной цели для противника. Признаками, общими с заявленным устройством, являются: применение пусковой трубы, обеспечивающей снаряжение снаряда воздухом высокого давления и последующее направление движения снаряда после выстрела в расчетную точку пространства; наличие в снаряде обратного клапана, позволяющего создать запас энергии сжатого воздуха и сохранить его достаточным для производства разброса вещества через определенное расчетное время; наличие жиклера между камерами высокого давления и поршневого устройства для выброса материала и использование энергии сжатого воздуха для стрельбы и разбрасывания материалов в заданной точке пространства. Однако известное устройство имеет ограниченную дальность выброса материала (до 100 м) и ограниченную его массу; ограниченный запас энергии сжатого воздуха для выброса материала, что приводит к снижению эффективности его разброса, а также увеличивает протяженность аэрозольного облака по дистанции, вызванную длительным временем перемещения выталкивающего поршня с материалом по загрузочному отсеку снаряда.

Известно также устройство [4], с помощью которого осуществляется доставка материалов по назначению, которое является наиболее близким к заявляемому изобретению по техническому результату и техническому решению задачи, принятое в качестве прототипа. Устройство включает в себя направленную вверх пусковую трубу, в нижней части которой имеется отверстие для подачи воздуха высокого давления, и снаряд, состоящий из камеры высокого давления, корпус которой выполнен в виде отрезка трубы, снизу герметично прикреплено дно с отверстием, переходящим в седло обратного клапана, верх камеры высокого давления герметично закрыт крышкой, внутри камеры высокого давления помещен обратный клапан с затвором и пружиной, к крышке зарядной камеры герметично присоединен загрузочный отсек, выполненный в виде цилиндрической тонкостенной оболочки, разрыв которой происходит при определенном давлении воздуха, камера высокого давления сообщается с загрузочным отсеком через жиклер, часть внутреннего объема загрузочного отсека заполнена материалом для разбрасывания. К нижней части камеры высокого давления крепится стабилизатор, состоящий из цилиндрической обечайки и складных лопастей, которые раскрываются при вылете устройства из пусковой трубы.

Общими с заявленным устройством признаками являются: применение пусковой трубы, обеспечивающей снаряжение снаряда воздухом высокого давления и последующее направление движения снаряда после выстрела (для доставки материала) в расчетную точку пространства; наличие в снаряде обратного клапана, позволяющего создать запас энергии сжатого воздуха; загрузочный отсек выполнен в виде цилиндрической тонкостенной оболочки и заполнен материалом; наличие стабилизатора, а также жиклера между камерой высокого давления и загрузочным отсеком; использование энергии сжатого воздуха для доставки и разбрасывания материалов в заданной точке пространства.

Недостатками известного устройства являются: невысокая надежность его работы, ограниченная (до 500 м) дальность выброса материала и ограниченность массы доставляемого материала. Ограниченный запас энергии сжатого воздуха для выброса материала снижает эффективность его использования, большие ударные нагрузки на затвор обратного клапана при выстреле снижают надежность его работы.

Заявленное изобретение свободно от указанных недостатков.

Технический результат предлагаемого устройства состоит в повышении надежности работы, дальности выброса материала и увеличении его массы, сокращении времени выброса материала и повышении эффективности его разброса.

Указанный технический результат достигается тем, что в пневматическом устройстве для доставки материалов по назначению в соответствии с заявленным изобретением пусковая труба разделена на две части шариковым замком, состоящим из корпуса с кольцевым разрезом, в котором по диаметру расположены шарики, и кольцевой заслонки с канавкой для шариков, делящей корпус на две герметичные полости, по диаметру заднего фланца камеры высокого давления сделаны две канавки под шарики и уплотнение, а вдоль оси фланца установлен впускной клапан, состоящий из корпуса и затвора с пружиной, на переднем фланце вдоль оси установлен инерционный клапан, состоящий из корпуса, пружины и затвора, который перекрывает жиклер и имеет шариковый упор в виде поперечной цилиндрической полости с пружиной и шариками, в нижней части пусковой трубы установлен поршневой затвор.

Сущность заявленного изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена его схема в разрезе и два сечения (фиг.2).

Устройство доставки материалов, как видно из представленной на фиг.1 схемы, содержит пусковую трубу 1, разделенную на две части шариковым замком, состоящим из корпуса 2 с кольцевым разрезом, в котором по диаметру расположены шарики 3, и кольцевой заслонки 4, которая делит корпус на две герметичные полости. По диаметру заднего фланца 5 камеры высокого давления 6 сделаны канавки под шарики 3 и уплотнение 7, на оси расположено входное отверстие 8 и впускной клапан, состоящий из корпуса 9, затвора 10 и пружины 11. Вдоль оси переднего фланца 12 камеры высокого давления 6 установлен инерционный клапан, состоящий из корпуса 13, пружины 14 и затвора 15 с шариковым упором, выполненным в виде поперечной цилиндрической полости с пружиной 16 и двумя шариками 17. К переднему фланца 12 камеры высокого давления 6 герметично крепится загрузочный отсек с материалом 18, выполненный в виде тонкостенной цилиндрической оболочки. Между камерой высокого давления 6 и загрузочным отсеком с материалом 18 установлен жиклер 19. К заднему фланцу 5 камеры высокого давления 6 жестко крепится стабилизатор 20 с лопастями. В задней части пусковой трубы 1 герметично установлен поршневой затвор 21.

Работа предлагаемой полезной модели осуществляется следующим образом. Устанавливается пусковая труба 1 в горизонтальное положение. Выкручивается поршневой затвор 21 из задней части пусковой трубы 1 и вставляется туда устройство пуска. В начальный момент затвор 15 инерционного клапана перекрывает жиклер 19, за счет поджатия пружиной 14, при этом шариковый упор закрыт, и два шарика 17 с пружиной 16 находятся внутри поперечной цилиндрической полости затвора. Затем закручивается поршневой затвор 21, который подпирает устройство пуска таким образом, что канавка заднего фланца 5 встает под шариками 3. При этом кольцевая заслонка 4 шарикового замка расположена в крайнем верхнем положении, его канавка находится над шариками 3, и они свободны, что позволяет вставить устройство пуска в пусковую трубу 1. После этого подается управляющий воздух высокого давления P₁ в верхнюю герметичную полость корпуса шарикового замка 2, что приводит к перемещению заслонки 4 до упора в крайнее нижнее положение и запирает шарики 3 в канавке заднего фланца 5. Таким образом, устройство пуска зажато шариками 3 в нижней части пусковой трубы 1. После этого подается сжатый воздух заданного давления P₀ в заднюю часть пусковой трубы 1. При этом открывается затвор впускного клапана 10 в камере высокого давления 6, и она заполняется воздухом высокого давления. Одновременно воздухом высокого давления заполняется задняя полость пусковой трубы 1, ограниченная поршневым затвором 21 и задним фланцем 5 с уплотнением 7 камеры высокого давления 6. По окончанию заполнения сжатым воздухом до заданного давления его подача перекрывается. Устройство в целом готово к стрельбе и доставке материалов. Устанавливается пусковая труба в заданном направлении и положении к горизонту. Для проведения выстрела подается управляющий воздух высокого давления P₂ в нижнюю герметичную полость корпуса шарикового замка 2, что приводит к перемещению заслонки 4 до упора в крайнее верхнее положение, при этом его канавка находится над шариками 3 и они освобождают задний фланец 5. Предназначенный для доставки материал выстреливается из пусковой трубы 1. При этом под действием сил инерции и пружины 11 впускного клапана затвор 10 герметично перекрывает входное отверстие 8 в камере высокого давления 6. Одновременно затвор инерционного клапана 15 будет по инерции перемещаться вниз и откроет шариковый упор, шарики 18 под действием пружины 16 на половину выйдут из цилиндрической полости и заклинят затвор, что откроет жиклер 19, и воздух высокого давления будет перетекать в загрузочный отсек с материалом 18. При достижении определенного значения давления воздуха в загрузочном отсеке тонкостенная цилиндрическая оболочка разорвется и разбросает материал в заданной точке. Время перетекания воздуха из камеры высокого давления 6 в загрузочный отсек с материалом определяется диаметром жиклера 19, а также толщиной и материалом тонкостенной цилиндрической оболочки, что позволяет обеспечить заданную дальность выброса материала.

Примеры конкретной реализации заявленного устройства.

В процессе проведения теоретических и экспериментальных исследований пневматического устройства для доставки материалов были определены его оптимальные параметры. На их основе был изготовлен работоспособный макет. Апробация макета заявленного изобретения осуществлялась в режиме реального времени на лабораторной базе Санкт-Петербургского государственного университета.

Результаты исследований показали, что за счет устранения больших ударных нагрузок на затвор обратного клапана при выстреле, повышения запаса энергии сжатого воздуха в камере высокого давления газодинамического устройства доставки, заявленное изобретение имеет более высокую надежность работы, по сравнению с прототипом, за счет устранения больших ударных нагрузок на затвор обратного клапана при выстреле, путем изменения конструкции, а также позволяет существенно увеличить дальность доставки материала и его массу по сравнению с известными устройствами примерно в 2-3 раза.

В таблице 1, в качестве примера, приведены значения дальности заброса материала в зависимости от величины давления воздуха при выбросе.

Таблица 1
Давление воздуха (атм)	40	60	80	100
Дальность (м)	570	810	950	1120

Результаты испытаний показали, что заявленное пневматическое устройство доставки материалов позволяет сократить время выброса материала и повысить эффективность его разброса, за счет повышения запаса энергии сжатого воздуха в камере высокого давления газодинамического устройства доставки практически до 98% от давления воздуха при выстреле (ранее оно не превышало 50%).

Технико-экономическая эффективность заявленного устройства позволяет с высокой точностью осуществлять доставку материалов по назначению, повышает надежность и эффективность устройства, что существенно расширяет область его применимости для решения разных экологических проблем, а также достижения таких прикладных целей как проведения метеорологических исследований, искусственного сброса снежных лавин, тушения пожаров, проведения дегазации и дезактивации местности; для локализации распространения нефтяных пятен на поверхности воды и других чрезвычайных ситуаций, где необходимо исключить нахождение человека в опасной зоне и обеспечить доставку материала для рассеяния его в зоне назначения.

Источники информации

1. Патент США №5365913 A от 22.11.94. Заявка №9393158 от 20.07.93.

2. Патент США 5370033 A от 6.12.94. Заявка №93129726 от 30.09.93.

3. Патент № WO 79/00658 от 06.09.79. Заявка № PCT/SE 79/00039 от 22.02.79.

4. Патент №2304269 от 10.08.07. Заявка №2005140175 от 23.12.05 (прототип).

Пневматическое устройство для доставки материалов по назначению, содержащее пусковую трубу и устройство, состоящее из камеры высокого давления с клапаном, стабилизатора и загрузочного отсека с материалом, выполненном в виде тонкостенной цилиндрической оболочки, между ними установлен жиклер, отличающееся тем, что пусковая труба разделена на две части шариковым замком, состоящим из корпуса с кольцевым разрезом, в котором по диаметру расположены шарики, и кольцевой заслонки с канавкой для шариков, делящей корпус на две герметичные полости, по диаметру заднего фланца камеры высокого давления сделаны две канавки под шарики и уплотнение, а вдоль оси фланца установлен впускной клапан, состоящий из корпуса и затвора с пружиной, на переднем фланце вдоль оси установлен инерционный клапан, состоящий из корпуса, пружины и затвора, имеющего шариковый упор в виде поперечной цилиндрической полости с пружиной и шариками, в нижней части пусковой трубы установлен поршневой затвор.

Изобретение относится к неогнестрельному ствольному стрелковому пружинно-поршневому пневматическому оружию малого и среднего размеров. .

Спортивная пневматическая винтовка, перезаряжаемая подвижным цевьем // 2471135

Изобретение относится к пневматическому оружию. .

Механическое ствольное пружинно-инерционное стрелковое оружие (пистолет, винтовка) // 2466341

Изобретение относится к ствольному пружинно-поршневому пневматическому оружию, например к пистолету или винтовке. .

Автоматический пневматический маркер для игры "пейнтбол" с клапаном бесконтактного запирания подачи газа // 2463541

Изобретение относится к автоматическому пневматическому маркеру для игры "пейнтбол" с клапаном бесконтактного запирания подачи газа. .

Сопряженная армированная нить стержнево-оплеточного типа, трикотажное полотно, изделие одежды и способ получения сопряженной армированной нити стержнево-оплеточного типа // 2463395

Изобретение относится к сопряженной армированной пряже (нити) стержнево-оплеточного типа, трикотажному полотну, изделию одежды и способу получения нити. .

Пневматическое оружие // 2458310

Изобретение относится к оружейной технике, в частности к пневматическому оружию с магазином для пуль. .

Пневматическое оружие // 2452914

Изобретение относится к пневматическому оружию для спортивной пулевой стрельбы. .

Устройство стреляющее пневматическое // 2420701

Изобретение относится к области боевого пневматического оружия, в частности к портативным стреляющим ножам. .

Пневматическая винтовка // 2400686

Изобретение относится к пневматическому оружию пружинно-компрессионного типа и может быть применено в спортивной стрельбе и охоте. .

Магазин многозарядного пневматического оружия // 2393407

Изобретение относится к оружейной технике. .

Пневматическое оружие // 2488063

Изобретение относится к пневматическому оружию

Пневматическое гарпунное ружье для подводной охоты // 2496076

Пневматическое гарпунное ружье для подводной охоты состоит из ресивера, ствола, поршня и надульника. Также ружье включает спусковой механизм, шептало с длинным рычагом, основной клапан с подвижной манжетой, упорную крышку и сбрасыватель линя. В конструкции ружья применен вакуумный насос, который состоит из вакуумной камеры и штока вакуумного насоса с клапаном. Изобретение обеспечивает надежность устройства. 3 ил.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи пневмоэлектрического оружия // 2502035

Изобретение относится к отрасли вооружений и может быть применено в устройстве для зарядки аккумуляторной батареи пневмоэлектрического оружия. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи пневмоэлектрического оружия содержит ствол, пневмопатрон, выполненный в виде гильзы, пулю и металлическую спираль. Пневмопатрон расположен в казенной части ствола. Пуля запрессована в гильзу. Пневмопатрон содержит под давлением смесь кислорода с другими газами. Металлическая спираль подсоединена к аккумуляторной батарее. Под стволом закреплена стальная трубка, левый торец которой закрыт полностью, а правый торец закрыт частично. На трубке намотана обмотка из изолированной проволоки. В конце ствола сделано газоотводное отверстие, на одной оси с которым в стальной трубке также сделано отверстие. Внутри стальной трубки свободно перемещается постоянный магнит. Магнит поджимается возвратной пружиной. Северный и южный полюса магнита располагаются вдоль оси трубки, а сам магнит покрыт износостойким диэлектриком. На конце магнита, который контактирует с газом, выталкивающим пулю из ствола, закреплена теплоизоляционная керамическая пластина. Выходы обмотки соединены через диод с входом зарядного устройства, которое подключено к аккумуляторной батарее. Достигается повышение постоянной боевой готовности пневмоэлектрического оружия без замены аккумуляторной батареи. 2 ил.

Система заряжания шариков для спортивных ружей или пистолетов // 2517642

Изобретение относится к спортивному оружию, в частности к системе заряжания шариков для спортивных ружей и пистолетов. Система заряжания шариков для спортивных ружей и пистолетов содержит ствол, соединенную со стволом ствольную коробку с отверстием, деталь для заряжания шариков с выемкой, рукоятку и пружинный толкатель. Деталь для заряжания шариков с выемкой расположена в ствольной коробке. Деталь для заряжания шариков в открытом положении или положении заряжания шарика заканчивается напротив входного отверстия ствола. Рукоятка жестко соединена с деталью для заряжания шариков. Деталь для заряжания шариков выступает через отверстие за ствольную коробку и обеспечивает возможность вращения детали для заряжания шариков из закрытого положения в открытое положение и обратно. Рукоятка опирается на первую сторону отверстия. Между стволом и деталью для заряжания шариков расположена пружина. На первой стороне отверстия выполнено частичное поднутрение, вдоль которого рукоятка перемещается из открытого положения в закрытое положение и обратно. Под действием пружины деталь для заряжания шариков перемещается от входного отверстия каждый раз, когда рукоятка находится в поднутрении. Достигается повышение надежности и безотказности системы заряжания. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Пружинная винтовка // 2525583

Изобретение относится к пружинной пневматической винтовке, которая включает в себя спусковой крючок, приводящий в действие стреляющий механизм, который управляет соединительной деталью, которая действует силой на контр-храповик, который освобождает пружину, которая приводит в действие поршень, при этом упомянутый стреляющий механизм представляет собой электронный стреляющий механизм, который включает в себя гибкий стержень для приведения в действие переключателя. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система механической блокировки стрельбы при нарушении цикла выстрела // 2531633

Изобретение относится к конструкциям маркеров для игры пейнтбол, а именно к системам механической блокировки стрельбы при нарушении цикла выстрела. Система состоит из корпуса блокировки, блокиратора, пружины блокиратора и ограничителя. Корпус блокировки жестко крепится в корпусе маркера напротив окна подачи шаров. В корпусе блокировке выполнен канал, где расположен блокиратор. Блокиратор представляет собой Т-образную деталь. Продольная часть блокиратора выполнена в виде штока. Поперечная часть блокиратора - блокирующий стопор затвора. Пружина блокиратора установлена на направляющей части штока блокиратора. Ограничитель выполняет функцию ограничения хода блокиратора и выполнен в виде стержня или гайки. Под воздействием подаваемого из магазина шара блокиратор занимает положение разблокировки и не мешает ходу затвора вперед. При отсутствии шара блокиратор под действием своей пружины занимает положение блокировки и препятствует движению затвора. Технический результат заключается в блокировке движущегося затвора в случае отсутствия шара, снижении вероятности двойной подачи шара, возможности перехода на меньший калибр без изменения настроек, а также в простоте конструкции. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Быстросъемный блок системы подачи шаров // 2531636

Изобретение относится к конструкциям маркеров для игры “пейнтбол”, а именно к быстросъемным блокам системы подачи шаров. Корпус блока представляет собой единый элемент, который состоит из адаптера системы подачи и зарядной каморы. Блок установлен поперек продольной оси канала ствола и зафиксирован в корпусе маркера при помощи ствола. Блок дополнительно зафиксирован опорным стаканом возвратной пружины. Технический результат заключается в упрощении конструкции, надежности крепления и центровки положения зарядной каморы, а также в возможности быстрого извлечения быстросъемного блока системы подачи шаров. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система хранения шаров "магазин-подсумок" // 2531638

Изобретение относится к конструкциям маркеров для игры “пейнтбол”, а именно к системам хранения шаров “магазин-подсумок”. Система включает магазин и подсумок. Магазин состоит из корпуса, подавателя шаров, пружины подавателя и запирающей крышки. На задней стороне корпуса подсумка размещен фиксатор подавателя. Фиксатор стопорит подаватель шаров в положении, исключающем воздействие на хранимые шары силы упругости пружины магазина. Технический результат заключается в исключении деформации формы шаров, в повышении надежности и практичности, а также в упрощении конструкции магазина и его перезарядки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Клапанный механизм пневматического оружия // 2532011

Клапанный механизм содержит корпус с расположенным в нем клапаном, шток, пружину, пробку, винт, кольцо уплотнения. Кольцо уплотнения размещено между корпусом и газовым баллоном, а пружина - между клапаном и пробкой. Шток и клапан выполнены раздельно друг от друга, при этом шток контактирует с клапаном и является запирающим элементом проходного сечения между клапаном и штоком для перемещения газа из внутренней полости между клапаном и пробкой после удара курка по штоку. После удара по штоку давление во внутренней полости меньше давления в газовом баллоне. Достигаются уменьшение ударной энергии по штоку, снижение веса ударной массы и усилия взведения, а также сокращение длины плеча взведения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система механической блокировки стрельбы при нарушении цикла выстрела // 2537202

Изобретение относится к конструкциям маркеров для игры “пейнтбол”, а именно к системе механической блокировки стрельбы при нарушении цикла выстрела. Система состоит из вращающегося на своей оси рычага, установленного напротив места положения поданного в зарядную камору шара вдоль линии подачи шаров, поперек продольной оси канала ствола. При отсутствии шаров или их неподаче данный рычаг, под действием своей пружины, повернут в позицию блокировки. Подаваемый силой упругости пружины магазина шар поворачивает рычаг в положение разблокировки. Расположение рычага в сочетании с его формой способствуют фиксации направления движения шара из магазина на линию досылки и его положения в зарядной каморе. Технический результат заключается в предотвращении раскола шара движущимся вперед затвором, исключении возможности ведения холостой стрельбы, а также в простоте конструкции. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.