CN105841555A - 一种燃气式气体发生器 - Google Patents

Abstract

一种燃气式气体发生器，上壳体和下壳体构成的主体内有点火室、燃烧室和过滤室；下壳体内壁装有内壳体；电爆管装于下壳体中心孔处；点火壳体装于下壳体围成点火室；点火室内有自动点火药；内壳体上端装有燃烧室盖；燃烧室盖外侧壁嵌入内壳体内壁；燃烧室盖上有过滤网；过滤网内孔处装有过滤室盖；点火壳体顶部伸出燃烧室盖中心孔与过滤室盖内底面相顶；燃烧室内有产气药剂；点火壳体外壁上有传火孔；燃烧室与过滤室之间有排气通道；上壳体内壁与内壳体外壁形成环形气流通道，上壳体环形周面上与环形气流通道对应处有排气孔；排气孔内侧粘贴有密封箔。本发明可以有效提高点火可靠性，减少点火系统尺寸，更利于实现发生器小型化轻量化。

Description

一种燃气式气体发生器

技术领域

本发明涉及一种通过化学药剂燃烧释放气体的气体发生器。

背景技术

气体发生器广泛应用于汽车被动安全系统、航空航天、电力防护系统、深海打捞救生、应急防护系统、武器装备系统等。现有的燃气式气体发生器结构（如图1）多采用在金属板冲压成型的具有封闭端和圆筒壁的杯状下壳体中放置一个圆筒状过滤网，过滤网可以使用压制针织网工艺，为了增加过滤网径向强度，过滤网外侧嵌套有具有多个开孔的金属钢板套圈，过滤网还可采用钢板网，单丝缠绕网，卷制编织网，压制编织网中的任意形式，在下壳体封闭端设有与壳体同心或偏心的向内翻起具有一定高度的圆筒状开孔，该圆孔用于固定点火系统，点火系统高度一般和过滤网高度相当，一个侧壁开有排气孔的杯状上壳体和下壳体由过盈配合方式压装固定，并通过激光焊接的方式进行密封。

采用这种结构的燃气式气体发生器，过滤网直接作为燃烧室的一个组成部分并和产气药剂直接接触，产气药剂被点燃后产生的高温燃气直接经过滤网过滤后，再冲破密封箔从上壳体上的开孔处排出，由于结构的限制，气体经过滤再排出的路径很短，残渣主要依靠过滤网进行过滤，对过滤网性能和产气药剂性能要求较高。另外，通常这种结构所使用过滤网的密度和径向尺寸都比较大，占用空间较大，直接影响发生器装药量和压力性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种碟形的小型化燃气式气体发生器，本发明燃烧室和过滤室相对独立，燃烧室和过滤室沿发生器轴向上下分层布置，使气流通道延长，残渣在延长的通道内进行更充分的沉积，可以减少发生器对过滤网的依赖，降低发生器重量，同时，采用燃烧室和过滤网分开设计的方式可以有效提高点火可靠性，减少点火系统尺寸，可以缩小气体发生器的外形尺寸，进一步拓宽其应用领域。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：其主体由一上下压装在一起的上壳体和下壳体构成，主体内设有点火室、燃烧室和过滤室；下壳体内壁卡装有内壳体；内壳体包括下端与下壳体内壁相卡的圆筒部、沿圆筒部下端面向内折弯的环形底面；电爆管直接或间接装于下壳体中心孔处；点火壳体直接或间接装于下壳体围成点火室；点火室内设有自动点火药；内壳体上端卡装有燃烧室盖；燃烧室盖呈带中心孔的圆盘状结构，燃烧室盖外侧壁嵌入内壳体内壁；燃烧室盖上装有过滤网；过滤网呈环形圆饼状结构；燃烧室盖内侧壁与过滤网外圆周壁相卡；过滤网内孔处卡装有过滤室盖；点火壳体顶部伸出燃烧室盖中心孔与过滤室盖内底面相顶；位于燃烧室盖上部的点火壳体外壁、过滤室盖内底面、过滤网内圆周壁围成过滤室；燃烧室盖外底面、内壳体内壁、下壳体内底面、点火壳体外壁围成燃烧室；燃烧室内设有产气药剂；点火壳体外壁上设有传火孔；燃烧室与过滤室之间设有排气通道；所述上壳体内壁与内壳体外壁形成环形气流通道，上壳体环形周面上与环形气流通道对应处设有排气孔；所述排气孔内侧粘贴有密封箔。

所述下壳体中心孔处装有基座，点火壳体装于基座上，电爆管装于基座内孔。

所述下壳体中心孔处有向壳体内部冲压形成的杯状筒体；所述电爆管经保持体装于下壳体的杯状筒体处。

所述保持体由树脂经注射模具预成型在下壳体上。

所述杯状筒体包括沿中心孔向壳体内部延伸的筒部、沿筒部上端面向内折弯的环形顶面；所述环状顶面的上下两面上均设有多边形环状凹槽。

所述燃烧室盖中心孔为圆形，其孔径小于或等于点火壳体的外径；所述排气通道为燃烧室盖上沿中心孔一周均布的多个气孔；所述气孔孔径小于产气药剂的外径。

所述燃烧室盖中心孔为圆形，其孔径大于点火壳体的外径；所述排气通道为燃烧室盖中心孔与点火壳体外壁之间的环形空隙；所述环形空隙的宽度小于产气药剂的外径。

所述燃烧室盖中心孔为圆形，所述排气通道为燃烧室盖上沿中心孔一周均布的多个凹处。

所述燃烧室盖中心孔为多边形；所述排气通道为燃烧室盖中心孔与点火壳体外壁之间的缝隙。

所述内壳体对应下壳体处的内壁上设有隔热垫。

所述内壳体圆筒部靠近环形底面处设有用于与下壳体内壁相卡的径向隆起部。

所述径向隆起部为多个独立的凸点。

所述径向隆起部为一环形凸缘。

所述燃烧室盖外侧壁与内壳体内壁为过盈连接。

本发明的优点在于：

1）采用燃烧室和过滤室轴向上下分层布置的结构形式，这样设计一方面可以提高点火可靠性，另一方面排气路径和过滤路径均有所加长，可以得到更为洁净的气体。

2）发生器设计有过滤网室盖，有利于收集药剂燃烧后形成的残渣。

3）发生器下壳体向内凸起的圆筒部分底面两侧设计有多边形凹槽，有利于树脂和金属的密封，防止树脂转动。

附图说明

图1为现有燃气式气体发生器的结构示意图。

图2为现有燃气式气体发生器气体流通路径示意图。

图3为本发明实施例一的结构示意图。

图4为本发明实施例一气体流通路径示意图。

图5为本发明实施例一工作后结构示意图。

图6为本发明过滤网的结构示意图。

图7为燃烧室盖实施例1的结构示意图。

图8为燃烧室盖实施例2的结构示意图。

图9为燃烧室盖实施例3的结构示意图。

图10为燃烧室盖实施例4的结构示意图。

图11为内壳体实施例1的结构示意图。

图12为内壳体实施例2的结构示意图。

图13为下壳体的结构示意图。

图14为图13的A部放大图。

图15为图13的B向视图。

图16为图13的C向视图。

图17为本发明实施例二的结构示意图。

其中，1上壳体，2过滤网，2a1过滤网内壁，3燃烧室盖，4内壳体，4a1内壳体圆筒部分，4a2内壳体环形底面，4a3内壳体外壁凸点，4a4内壳体外壁环形凸缘，4a5内壳体内壁，5密封箔，6下壳体，6a1下壳体杯状筒体底面多边形环状凹槽一，6a2下壳体杯状筒体底面多边形环状凹槽二，6a3下壳体杯状筒体底面中孔，6a4下壳体底面，7隔热垫，8产气药剂，9电爆管，10保持体，11点火壳体，11a1点火壳体外壁，12传火药，13过滤室盖，13a1过滤室盖外侧壁，13a2过滤室盖内底面，14自动点火药，15下壳体杯状筒体，16燃烧室盖开孔，16a1燃烧室盖多孔，16a2燃烧室盖单孔，16a3燃烧室盖多边形孔，16a4燃烧室盖锯齿边孔，20燃烧室，30过滤室。101上壳体，102下壳体，103点火壳体，104基座，105电爆管。

具体实施方式

实施例一

图3、图4中，本发明呈圆饼状，包括：

上壳体1、过滤网2、燃烧室盖3、内壳体4、密封箔5、下壳体6、隔热垫7、产气药剂8、电爆管9、保持体10、点火壳体11、传火药12、过滤室盖13、自动点火药14。

其中，带有法兰的上壳体1的内径略小于下壳体6的外径，下壳体6开口端嵌入上壳体内，上壳体内壁和下壳体外壁的接触面长度为1mm~10mm，上壳体开口端的过渡圆弧与下壳体筒体侧壁形成V形焊接接口，上壳体和下壳体通过激光焊接的方式形成密封壳体，

下壳体6底部通过冲压的方式设计有向密封壳体内部凸起的杯状筒体15，电爆管9使用树脂经注射模具预成型在下壳体上。

点火壳体11固定在所述杯状筒体15的圆柱部分，点火壳体11为一端开口、一端封闭的管状体，内壳体4冲压成圆筒状，包括圆筒形部分4a1和从圆筒形部分4a1向内部折弯的中孔圆面，圆筒形部分4a1上通过径向隆起部分卡入下壳体6内进行固定，隆起部分可以是多个周向均匀分布的凸点（图11），也可以是一条连续的凸筋（图12）。

燃烧室盖3由屈服强度大于150MPa的金属板冲压成圆盘状，圆柱形外侧壁以过盈连接的方式嵌入内壳体内壁，燃烧室盖3的底面、内壳体4的内壁、点火壳体11外壁、下壳体6底面形成燃烧室20，用于提供产气药剂燃烧的空间。

过滤网2为环形圆饼状结构，放置在燃烧室盖3内部，盘状过滤室盖13外侧壁扣入过滤网2内壁，过滤网2内壁、过滤室盖13底面、点火壳体11外壁形成过滤室30，用于对产生的气体进行过滤。燃烧室20和过滤室30通过燃烧室盖3中部的开孔16连通。

发生器工作时，上壳体变形，与过滤网端面脱开，在上壳体底面和过滤网端面之间会形成排气通道，同时过滤室盖在气流作用下也被顶起，由于顶起高度△h小于嵌于过滤网内壁的顶盖圆柱形壁面高度H，所以就可以防止残渣和火焰未经过过滤网就直接通排气孔排出。

图5中，过滤室盖13侧壁高度H大于上壳体1工作后的变形量△h，可以得到更为洁净的气体。

图6中，过滤网2为带有中孔的环状圆饼状，过滤网高度H与内外半径之差（R-r）的比值H/（R-r）≤2。

图7中，燃烧室盖3中部可以设置多孔16a1，孔径小于产气药剂8的直径。

图8中，燃烧室盖3中部设置有单孔16a2，孔直径大于点火壳体11外径，单孔16a2和点火壳体11外径之间形成的环形孔隙宽度小于产气药剂8的最小尺寸。

图9中，燃烧室盖3中部可以为多边形的开孔16a3。

图10中，燃烧室盖3中部可以为具有矩形锯齿状边线的开孔16a4。

图13、14、15、16中，杯状筒部15的端面两侧设计有封闭连续的多边形环状凹槽6a1、6a2，两侧凹槽6a1、6a2多边形可以具有相同的尺寸也可是不同的尺寸，多边形的数量可以相同也可以不相同，合适的凹槽深度可以提高结构的刚度，提高下壳体和树脂间的密封性，防止零件间发生器相对转动，杯状筒部15的端面设计有直径合适的开孔6a3。

实施例二

图17，整个发生器呈圆饼状，实施例二与实施例一的区别在于：其具有圆弧面的上壳体101、下壳体102中部设有圆孔，金属基座104一端嵌入下壳体中部圆孔内，并通过激光焊接进行密封固定，点火壳体103通过卷边工艺和基座进行固定，电爆管105通过卷边工艺和基座固定。

Claims (10)

1.一种燃气式气体发生器，其主体由一上下压装在一起的上壳体（1）和下壳体（6）构成，主体内设有点火室、燃烧室和过滤室；其特征在于：

下壳体（6）内壁卡装有内壳体（4）；内壳体（4）包括下端与下壳体（6）内壁相卡的圆筒部、沿圆筒部下端面向内折弯的环形底面；

电爆管（9）直接或间接装于下壳体（6）中心孔处；点火壳体（11）直接或间接装于下壳体（6）围成点火室；点火室内设有自动点火药（14）；

内壳体（4）上端卡装有燃烧室盖（3）；燃烧室盖（3）呈带中心孔的圆盘状结构，燃烧室盖（3）外侧壁嵌入内壳体（4）内壁；燃烧室盖（3）上装有过滤网（2）；过滤网（2）呈环形圆饼状结构；燃烧室盖（3）内侧壁与过滤网（2）外圆周壁相卡；过滤网（2）内孔处卡装有过滤室盖（13）；点火壳体（11）顶部伸出燃烧室盖（3）中心孔与过滤室盖（13）内底面相顶；

位于燃烧室盖（3）上部的点火壳体（11）外壁、过滤室盖（13）内底面、过滤网（2）内圆周壁围成过滤室（30）；

燃烧室盖（3）外底面、内壳体（4）内壁、下壳体（6）内底面、点火壳体（11）外壁围成燃烧室（20）；燃烧室（20）内设有产气药剂（8）；点火壳体（11）外壁上设有传火孔；

燃烧室（20）与过滤室（30）之间设有排气通道；

所述上壳体（1）内壁与内壳体（4）外壁形成环形气流通道，上壳体（1）环形周面上与环形气流通道对应处设有排气孔；所述排气孔内侧粘贴有密封箔（5）。

2.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述下壳体（6）中心孔处有向壳体内部冲压形成的杯状筒体（15）；所述杯状筒体（15）包括沿中心孔向壳体内部延伸的筒部、沿筒部上端面向内折弯的环形顶面；所述环状顶面的上下两面上均设有多边形环状凹槽。

3.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述燃烧室盖（3）中心孔为圆形，其孔径小于或等于点火壳体（11）的外径；所述排气通道为燃烧室盖（3）上沿中心孔一周均布的多个气孔；所述气孔孔径小于产气药剂（8）的外径。

4.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述燃烧室盖（3）中心孔为圆形，其孔径大于点火壳体（11）的外径；所述排气通道为燃烧室盖（3）中心孔与点火壳体（11）外壁之间的环形空隙；所述环形空隙的宽度小于产气药剂（8）的外径。

5.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述燃烧室盖（3）中心孔为圆形，所述排气通道为燃烧室盖（3）上沿中心孔一周均布的多个凹处。

6.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述燃烧室盖（3）中心孔为多边形；所述排气通道为燃烧室盖（3）中心孔与点火壳体（11）外壁之间的缝隙。

7.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述内壳体（4）对应下壳体（6）处的内壁上设有隔热垫（7）。

8.根据权利要求1所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述内壳体（4）圆筒部靠近环形底面处设有用于与下壳体（6）内壁相卡的径向隆起部。

9.根据权利要求8所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述径向隆起部为多个独立的凸点。

10.根据权利要求8所述的燃气式气体发生器，其特征在于：所述径向隆起部为一环形凸缘。