Пневматична рушниця

1. Пневматична рушниця, що включає ствол, ствольну коробку, резервуар для стислого газу, перепускний клапан, зворотний клапан, який містить шток і ущільнюючий елемент, яка відрізняється тим, що на зовнішній поверхні ствола є два гнізда, одне з яких у вигляді глухого конічного отвору, друге має плоске дно, ствол закріплений у ствольній коробці двома гвинтами, причому один з них впирається у гніздо конічної форми і його вісь зміщена відносно осі конічного отвору назад не більше, як на піврадіуса гвинта, а другий гвинт впирається в друге гніздо плоским торцем. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що ущільнюючим елементом зворотного клапана є тороїдальне кільце, розташоване у канавці вздовж лінії перетину зовнішньої циліндричної поверхні штока зворотного клапана та його плоскої торцевої поверхні. 3. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що в перепускному клапані є гвинт регулювання попередньої деформації запірної пружини. Галузь техніки, до якої належить корисна модель: Зброя пневматична. Корисна модель може бути використана при виготовленні рушниць для спортивної стрільби та полювання. Відомі винаходи за патентами US 1,512,993 від 28.10.1924 p., МПК F41B11/00 та US 2,495,829 від 31.01.1950 р., МПК F41B11/00, в яких запропоновані пневматичні рушниці. Обидві рушниці включають ствол, ствольну коробку, резервуар для стислого газу, зворотний клапан для заповнення резервуара, перепускний клапан, крізь який газ подається до ствола у момент пострілу. В перепускних клапанах обох винаходів закриття отворів здійснюється шляхом притискання пружинами і тиском газу у резервуарі їхніх ущільнюючих елементів до країв цих отворів. Конструкції" перепускних клапанів не мають механізмів регулювання сили притискання їхніх ущільнюючих елементів, тоді як ця сила впливає на час перебування клапанів у відкритому стані при пострілі. Тому немає можливості настроювати рушниці на мінімальні витрати газу при переході до стрільби кулями іншої маси. У першому згаданому винаході діаметр отвору зворотного клапана є значно меншим за діаметр ущільнюючого елементу зворотного клапана. Тому відкривання клапана при заправці рушниці стислим газом можливе тільки за умови наявності великого перевищення тиску з зовнішнього боку зворотного клапана над тиском газу в резервуарі. У другому згаданому винаході отвір зворотного клапана, до якого притискується ущільнюючий елемент, має форму трубки. Сили тиску на ущільнюючий елемент зсередини і ззовні зворотного клапана залежать від співвідношення зовнішнього і внутрішнього діаметрів цієї трубки, яке значно більше за одиницю. Тому відкривання клапана при заправці рушниці стислим газом також можливе тільки за умови наявності великого перевищення тиску з зовнішнього боку зворотного клапана над тиском в резервуарі. Прототипом запропонованої корисної моделі є пневматична рушниця, яку описано в патенті US 1,078,487 від 11.11.1913 p., МПК F41B11/00. У рушниці є ствол, ствольна коробка, резервуар для стислого газу, зворотний клапан для заповнення резервуара, ущільнюючий елемент та шток зворотного клапана, перепускний клапан. Ствол вгвинчений у ствольну коробку до упора. Положення ствола відносно ствольної коробки не є строго визначеним через його залежність від моменту сили затягування різьбового з'єднання. Це спричиняє необхідність пристрілювати рушницю після кожного встановлення ствола, якщо він від'єднувався для транспортування або чистки. Стислий газ попадає ззовні у канал, що веде до резервуару, крізь отвір у зворотному клапані, який закритий ущільнюючим елементом, притиснутим до країв отвору пружиною і тиском газу в резервуарі. Цей отвір відкривається під час запов 00 00 ST 7988 нення резервуару, якщо сила тиску з зовнішнього боку перебільшує сумарну силу пружини і тиску в резервуарі. Через те, що площа ущільнюючого елементу значно більша за площу перерізу отвору, отвір відкривається лише за умови значного перевищення зовнішнього тиску над тиском в резервуарі. З резервуара до ствола газ потрапляє крізь отвір у перепускному клапані, який нормально закритий ущільнюючим елементом, притиснутим пружиною і тиском газу у резервуарі до країв отвору, і відкривається у момент пострілу при спрацюванні спускового та ударного механізмів рушниці. Конструкція перепускного клапана не має механізмів регулювання сили притискання його ущільнюючого елементу до країв отвору. Тому, як і у наведених вище аналогах, немає можливості настроювати рушницю на мінімальну витрату газу при переході до стрільби кулями іншої маси. В основу корисної моделі поставлена задача розробити пневматичну рушницю, конструкція якої дозволяє: - однозначно фіксувати ствол рушниці у ствольній коробці; - призводити дозаправку рушниці стислим газом навіть при відносно невеликому (порядку 20 кПа) перевищенні тиску газу в зовнішньому джерелі над тиском в резервуарі; - мінімізувати витрату газу на один постріл при заданій масі кулі і швидкості її вильоту зі стволу. Технічний результат досягається тим, що: - на зовнішній поверхні ствола зроблені два гнізда, одне з яких у вигляді глухого конічного отвору. Ствол, вставлений у ствольну коробку, фіксується у ній двома гвинтами. Один з них упирається в конічне гніздо, і його вісь зміщена назад відносно осі конічного отвору не більше, як на піврадіуса гвинта, а другий впирається плоским, торцем у друге гніздо, яке має плоске дно; - як ущільнюючий елемент зворотного клапана застосоване тороїдальне кільце з еластичного матеріалу (наприклад, з гуми), яке розташоване у канавці вздовж лінії перетину зовнішньої циліндричної поверхні штока зворотного клапана та його плоскої торцевої поверхні; - пружина перепускного клапана впирається в гвинт, положення якого вздовж осі пружини може змінюватися, внаслідок чого виникає можливість регулювання попередньої деформації пружини. Суттєві ознаки, спільні з прототипом: ствол, ствольна коробка, резервуар для стислого газу, зворотний клапан для наповнення резервуара, ущільнюючий елемент та шток зворотного клапана, перепускний клапан. Суттєві ознаки, відмінні від прототипу: - наявність на зовнішній поверхні ствола двох гнізд, в які впираються гвинти, закручені в ствольну коробку. Одне з гнізд є глухим конічним отвором, причому вісь цього отвору зміщена відносно осі гвинта вперед. Друге гніздо має плоске дно і може бути плоскою лискою; - наявність канавки на перетині циліндричної поверхні штока зворотного клапана з плоским торцем штока, форма ущільнюючого елемента у вигляді тороїдального кільця і розміщення його у канавці; - наявність гвинта регулювання попередньої деформації запираючої пружини перепускного клапана. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями фіг. 1, 2 і 3, на яких показано запропонований пристрій і взаємне розташування його деталей. Місцем кріплення ствола (1) до рушниці є ствольна коробка (2). На зовнішній поверхні ствола є два гнізда (3) і (4), в які впираються гвинти (5) і (6), закручені в ствольну коробку (2). Гніздо (3) є глухим конічним отвором, вісь якого зміщена вперед відносно осі гвинта (5) на відстань не більш, як на піврадіуса гвинта. Гніздо (4) має плоске дно і може бути плоскою лискою. Зворотний клапан (7), встановлений всередині резервуара (8), складається з корпуса (9), в якому є отвори (10) і (11) для напускання в резервуар (8) стислого газу з зовнішнього джерела; штока (12), на якому вздовж лінії перетину його зовнішньої циліндричної поверхні (13) та плоскої торцевої поверхні (14) є канавка (15), в яку встановлено тороїдальне ущільнююче кільце (16) з еластичного матеріалу. Пружина (17) впирається одним кінцем у шток (12), а другим - в упорний гвинт (18), закріплений в корпусі (9). Перепускний клапан (19), також розташований усередині резервуару (8), складається з корпусу (20), держака регулюючого гвинта (21), регулюючого гвинта (22), гайки упорної (23), штока (24), пружини (25) та ущільнюючого кільця (26). У корпусі (20) є отвори (27) і (28), які створюють канал, що з'єднує внутрішній об'єм резервуара (8) з внутрішнім об'ємом ствола (1). Шток (24) нерухомо приєднаний переднім кінцем до гайки упорної (23), а його задній кінець встановлений у отвір в задній частині корпусу (20). Це з'єднання є рухомим і дає можливість штоку (24) пересуватися відносно корпуса (20) вздовж осі отвору. Ущільнююче кільце (26) розташоване на штоку (24) між гайкою упорною (23) і корпусом (20). Пружина (25) одним торцем впирається в регулюючий гвинт (22), а другим - у гайку упорну (23). Держак регулюючого гвинта (21) нерухомо з'єднаний з корпусом (20) і є його продовженням. У його шийці (29) встановлено на різьбі регулюючий гвинт (22). Пристрій працює так. Ствол (1) вставляється в ствольну коробку (2) до упору і притискується гвинтом (6) з мінімальною силою тиску, достатньою для суміщення плоского торця гвинта (6) з плоским дном гнізда (4), завдяки чому досягається однозначність виставлення ствола щодо повороту навколо своєї осі, але залишається можливість рухати його вздовж осі. Потім затягується гвинт (5), який впирається у конічне дно гнізда (3), вісь якого зміщена вперед відносно осі гвинта (5), через що ствол притискається до упору в ствольній коробці. Остаточно ствол фіксується затягненням гвинта (6). При напусканні стислого газу з зовнішнього джерела через отвори (10) і (11) цей газ, натискуючи на торцеву поверхню (14), долаючи силу тиску газу, що залишився в резервуарі (8), а також силу опору пружини (17), відсуває шток (12) разом з ущільнюючим кільцем (16), чим відкриває отвір (11). Через цей отвір газ потрапляє у резервуар (8). Для відкривання зворотного клапана достат 7988 ньо перевищення тиску в 20 кПа в зовнішньому джерелі над тиском у резервуарі (див Додаток) Після натискання спускового гачка в результаті дії спускового (ЗО) і ударного (31) механізмів шток (24) перепускного клапана (19) одержує поштовх уперед вздовж його осі і, долаючи опір газового тиску в резервуарі (8) і запираючої пружини (25), відсуває ущільнююче кільце (26) від стінки корпусу (20), чим створює зазор між ними Крізь цей зазор стислий газ потрапляє по каналу, що складається з отворів (27) і (28), до ствола (1) і виштовхує кулю (32) зі ствола При цьому витрата газу залежить від величини згаданого зазору між ущільнюючим кільцем (26) і стінкою корпуса (20), а також від часу, за який отвір (27) знов закриється під тиском пружини (25) та тиску газу в резервуарі (8) Величина зазору і час закривання перепускного клапана (19) регулюються попередньою деформацією запираючої пружини (25) Величина деформації встановлюється обертанням регулюючого гвинта (22) Корисну модель було випробувано на дослідному зразку пневматичної рушниці Випробування показали - позиція центра еліпсу розсіяння на мішені не змінювалася після багатократних знімань і приєднань ствола, - при наповненні резервуара від зовнішнього джерела стислого газу відкривання перепускного клапана і перетікання газу в резервуар починалося при перевищенні тиску у 20 кПа, - витрату газу на один постріл при постійних масі і енергії кулі можна змінювати регулюючим гвинтом у межах 20%, завдяки чому була можливість при переході до стрільби кулями іншої маси 31 і? '8 ( Я настроювати рушницю на максимальну КІЛЬКІСТЬ пострілів з однієї заправки газом Додаток Розрахунок тиску у зовнішньому джерелі газу, необхідного для відкривання зворотного клапана Перевищення тиску р в , необхідне для відкриття клапана, можна визначити з умови рівноваги сил, діючих на шток (12) зворотного клапана (7) (фіг 3) Fi+FK=F2+Fn, (1) де Fj = rcRiP! і F2 = лЯ§р2 - сили тиску газу з боку зовнішнього джерела і з боку резервуара ВІДПОВІДНО, Fn - сила пружності пружини, FK - сила пружності ущільнюючого кільця, Ri і R2 - внутрішній і ЗОВНІШНІЙ радіуси смуги прилягання кільця до плоских опор, рі і р2 - тиски у зовнішньому джерелі і резервуарі Як випливає з виразів, що містяться в [1], після простих перетворень, F K =0,974(R 2 -R 1 ) 2 E R/r Звідси рівняння рівноваги (1) приймає такий вигляд TcRfo +0,974(R 2 -R-,) 2 E R/r = 7iR|p2 +F n Умовою відкривання клапана є R2=Ri=R, звідки Оскільки сила Fn не перебільшує 1 Н, а радіус кільця R ~ 4 мм, р в < 20 кПа Література 1 Н М Беляев, Сопротивление материалов, Москва, Государственное издание техникотеоретической литературы, 1951 г, с 155 2 ІЗ / 12J [іб Фіг. 2 7988 32 27j 5 3 8 4 1 120 \26. \23 '-25 \ Фіг.З ISL Фіг. 4 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601