CN108639391B - 用于快速作动的气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于快速作动的气体发生器，其中：壳体的开口端设置有排气孔，平底封头固定于壳体的排气孔外，壳体的排气孔内侧固定有硝基软片Ⅱ，三通接头的出口固定于平底封头的螺纹孔中，中心传火管固定于螺纹孔中的三通接头出口处，点火装置固定于三通接头的入口处；药架组件包括药架、主装药和硝基软片Ⅰ，主装药填充于药架的内腔中，硝基软片Ⅰ将主装药密封于内腔中；壳体、平底封头、三通接头、O形密封圈Ⅰ和点火器密封圈形成自密封结构。通过本发明的技术方案，提高了点火产气的响应速度，并构成自密封结构，提高了点火的可靠性和长期贮存环境的适应性。

Description

用于快速作动的气体发生器

技术领域

本发明涉及火工能源作动技术领域，尤其涉及一种用于快速作动的气体发生器。

背景技术

在火工能源作动系统中，当探空火箭飞行到达预定高度在极短的时间内保持某种分离姿态，要求释放机构能够快速完成载荷低过载、高速分离，往往通过火药或推进剂燃烧产生的高压气体和高压冷气为释放装置提供动力。通常火药或推进剂发生器产气量大，使弹体产生较高峰值压力，弹体承受较大冲击过载，且常规设计均为三级点火序列，导致建压过程慢，响应速度低；而高压冷气装置存在无法长期密封保存，需定期进行检测和充气，不利于勤务保证和快速响应作战任务。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种用于快速作动的气体发生器，通过壳体和平底封头将点火装置和药架组件进行固定，并通过中心传火管聚集输出点火至主装药，点火装置和药架组件构成两级点火序列，提高了点火产气的响应速度，并利用密封圈构成自密封结构，提高了点火的可靠性和长期贮存环境的适应性，且气体发生器结构紧凑合理、安装简便。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于快速作动的气体发生器，包括：壳体、平底封头、三通接头、点火装置、中心传火管、药架组件、硝基软片和密封圈；所述壳体的开口端设置有排气孔，所述平底封头固定于所述壳体的排气孔外，所述壳体的排气孔内侧固定有硝基软片Ⅱ，所述三通接头的出口固定于所述平底封头的螺纹孔中，所述中心传火管固定于所述螺纹孔中的所述三通接头出口处，所述点火装置固定于所述三通接头的入口处；所述药架组件包括药架、主装药和硝基软片Ⅰ，所述药架固定于所述壳体与所述平底封头之间，所述主装药填充于所述药架的内腔中，所述硝基软片Ⅰ将所述主装药密封于所述内腔中；所述壳体与所述平底封头的固定连接处设置O形密封圈Ⅰ，所述三通接头与所述平底封头的固定连接处设置点火器密封圈，形成自密封结构。

在上述技术方案中，优选地，所述点火装置包括连接器插座、防波套、点火装置座、压螺和电点火管，所述电点火管安装在所述压螺内出口处，所述点火装置座安装在所述压螺内入口处，所述连接器插座和所述电点火管通过导线连接，所述导线穿过所述点火装置座的导线孔，所述导线外侧包裹所述防波套。

在上述技术方案中，优选地，气体发生器还包括调整垫，所述调整垫设置于所述药架与所述壳体的连接处。

在上述技术方案中，优选地，两组所述点火装置分别设置于所述三通接头的两个入口处，并共用所述三通接头的出口。

在上述技术方案中，优选地，所述电点火管与所述点火装置座之间的环向间隙利用环氧灌注胶进行灌封。

在上述技术方案中，优选地，所述壳体与硝基软片Ⅱ使用铁锚101胶和环氧胶粘剂进行粘接密封，所述药架的内腔底部和环向涂覆铁锚101胶作为缓冲面，在所述内腔中压实所述主装药，所述药架与硝基软片Ⅰ使用铁锚101胶粘接密封。

在上述技术方案中，优选地，所述药架上沿圆周方向分布设置有通孔，所述通孔直径为3毫米。

在上述技术方案中，优选地，所述主装药为硼/硝酸钾点火药，所述主装药的装药量为12.5±0.5克。

在上述技术方案中，优选地，所述中心传火管的通孔直径为10毫米，所述中心传火管的底端与所述药架的上端面之间距离为5毫米。

在上述技术方案中，优选地，所述中心传火管与所述平底封头之间的连接处设置O形密封圈Ⅱ。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过壳体和平底封头将点火装置和药架组件进行固定，并通过中心传火管聚集输出点火至主装药，点火装置和药架组件构成两级点火序列，提高了点火产气的响应速度，并利用密封圈构成自密封结构，提高了点火的可靠性和长期贮存环境的适应性，且气体发生器结构紧凑合理、安装简便。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的用于快速作动的气体发生器的结构示意图；

图2为本发明一种实施例公开的硝基软片Ⅰ的安装结构示意图；

图3为本发明一种实施例公开的药架组件的结构示意图；

图4为本发明一种实施例公开的气体发生器点火后的压力重复曲线图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.壳体，2.平地封头，3.三通接头，4.防波套，5.连接器插座，6.点火装置座，7.压螺，8.电点火管，9.中心传火管，10.药架，11.主装药，12.硝基软片Ⅰ，13.O形密封圈Ⅰ，14.O形密封圈Ⅱ，15.点火器密封圈，16.调整垫，17.硝基软片Ⅱ，18.排气孔，19.铁锚101胶，20.环氧灌注胶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1至图3所示，根据本发明提供的一种用于快速作动的气体发生器，包括：壳体1、平底封头2、三通接头3、点火装置、中心传火管9、药架组件、硝基软片和密封圈；壳体1的开口端设置有排气孔18，平底封头2固定于壳体1的排气孔18外，壳体1的排气孔18内侧固定有硝基软片Ⅱ17，三通接头3的出口固定于平底封头2的螺纹孔中，中心传火管9固定于螺纹孔中的三通接头3出口处，点火装置固定于三通接头3的入口处；药架组件包括药架10、主装药11和硝基软片Ⅰ12，药架10固定于壳体1与平底封头2之间，主装药11填充于药架10的内腔中，硝基软片Ⅰ12将主装药11密封于内腔中；壳体1与平底封头2的固定连接处设置O形密封圈Ⅰ13，三通接头3与平底封头2的固定连接处设置点火器密封圈15，形成自密封结构。

在上述实施例中，具体地，气体发生器为载荷释放舱提供动力源，主要包括由合金钢制成的壳体1、固定在壳体1开口端与φ8毫米排气孔18处的平底封头2和硝基软片Ⅱ17，壳体1和平底封头2连接处加设O形密封圈Ⅰ13。优选地，壳体1设有12个φ6.5毫米的法兰孔和1个φ8毫米的排气孔18，法兰孔用于连接载荷释放舱，排气孔18用于向舱内充气。壳体1内装有由药架10、主装药11、硝基软片Ⅰ12构成的药架组件。三通接头3与平底封头2通过螺纹连接，连接处加设点火器密封圈15。点火装置成组设于三通接头3的两个入口的M14×1螺纹孔内，连接处加设点火器密封圈15。中心传火管9与平底封头2的M14×1螺纹孔连接，连接处加设O形密封圈Ⅱ14。

具体地，壳体1与平底封头2利用O形密封圈Ⅰ13实现端面密封，三通接头3与平底封头2、点火装置之间利用点火器密封圈15实现端面密封，壳体1与硝基软片Ⅱ17利用铁锚101胶19和DG-3S环氧胶粘剂粘接密封，从而形成自密封体结构。

在壳体1的φ8毫米排气孔18处、药架10内腔处涂抹适量的铁锚101胶19，要求分多次、均匀涂抹、完全固化，不允许出现凸凹不平、漏涂等缺陷，完全固化条件为：室温条件72小时、表干或者50℃、固化24小时。在壳体1的排气孔18处沿圆周涂抹一圈DG-3S环氧胶粘剂，固化条件是室温24小时、表干或者50℃恒温固化4小时。O形密封圈装配前使用特14号精密仪表油(SH/T0454)浸泡10分钟。

在工作过程中，接收点火指令后起爆2组点火装置，所含的初级火工品—38号电点火管爆发，经中心传火管9聚集输出，引燃主装药11产生燃气，至此构成两级点火序列。

在上述实施例中，优选地，防波套4、连接器插座5、点火装置座6、压螺7和电点火管8构成点火装置，电点火管8安装在压螺7内出口处，点火装置座6安装在压螺7内入口处，连接器插座5和电点火管8通过导线连接，导线穿过点火装置座6的导线孔，导线外侧包裹防波套4，连接器插座5优选KZ038-3型插座。

在上述实施例中，优选地，气体发生器还包括调整垫16，调整垫16设置于药架10与壳体1的连接处，从而利用平底封头2的轴向定位和调整垫16的自身压缩适应轴向距离。

在上述实施例中，优选地，两组点火装置分别设置于三通接头3的两个入口处，并共用三通接头3的出口。

在上述实施例中，优选地，38号电点火管8与点火装置座6之间的环向间隙优选利用环氧灌注胶20进行灌封，环氧灌注胶20优选型号为J-2090。

在上述实施例中，优选地，药架10上沿圆周方向分布设置有通孔，通孔直径为3毫米，通孔个数优选设置45个。主装药11燃烧产生的燃气通过通孔梳理稳流后排出。

在上述实施例中，优选地，药架10由高强合金钢制成，主装药11是由12.5g±0.5g的硼/硝酸钾点火药BPN-D3压制而成，压制为与药架10的内腔规格相同的φ66.8毫米、厚2.2毫米的形状，在内腔中压实主装药11。药架10与主装药11底部和环向间隙填充0.1mm厚的铁锚101胶19作为缓冲界面，药架10与硝基软片Ⅰ12使用铁锚101胶19粘接密封。壳体1与硝基软片Ⅱ17使用铁锚101胶19和环氧胶粘剂进行粘接密封。为防止硼/硝酸钾点火药吸潮影响点火性能，压药前对BPN-D3颗粒经60℃、恒温6h烘干，且压药成型高度以低于药架10端面0.1mm为基准。

在上述实施例中，优选地，中心传火管9的通孔直径为10毫米，中心传火管9的底端与药架10的上端面之间距离为5毫米。

在上述实施例中，优选地，中心传火管9与平底封头2之间的连接处设置O形密封圈Ⅱ。

在上述实施例中，在载荷释放舱的输入端安装气体发生器，通过12个φ6.5毫米法兰孔和O形密封圈实现固定和密封，当接收弹上指令起爆点火装置后，点火能量经中心传火管9聚集输出，在由硝基软片Ⅰ12和硝基软片Ⅱ17构成的密封空腔内迅速建压，引燃主装药11—硼/硝酸钾点火药BPN-D3，产生的燃气经药架10圆周上的通孔梳理稳流后输入药架组件下端，同时滞留燃气中所含的绝大部分凝聚相颗粒，后经壳体1的排气孔18节流加速降温并输出至载荷释放舱内。如图4所示可知，利用本发明的气体发生器产生的气流平稳可控，可有效地为临近空间探控火箭载荷高初速、低过载和高可靠释放提供解决方案。

以上所述为本发明的实施方式，根据本发明提出的用于快速作动的气体发生器，采用高能烟火剂—硼/硝酸钾点火药BPN-D3为气体发生剂，通过点火装置所含初级火工品38号电点火管直接点燃主装药，简化点火序列为两级，采用高压室燃烧产气，经过药架上的通孔加速降温，扩容输出至低压室做功，输出质量流量约300g/s、输出过载约120g～200g，持续工作时间约30ms～50ms。此外，采用自密封结构，提高了点火可靠性和长期贮存环境的适应性，结构紧凑合理、安装简便、换装简易，能够通用于各类控制、伺服、机械装置中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于快速作动的气体发生器，其特征在于，包括：壳体、平底封头、三通接头、点火装置、中心传火管、药架组件、硝基软片和密封圈；

所述壳体的开口端设置有排气孔，所述平底封头固定于所述壳体的排气孔外，所述壳体的排气孔内侧固定有硝基软片Ⅱ，所述三通接头的出口固定于所述平底封头的螺纹孔中，所述中心传火管固定于所述螺纹孔中的所述三通接头出口处，所述点火装置固定于所述三通接头的入口处；

所述药架组件包括药架、主装药和硝基软片Ⅰ，所述药架固定于所述壳体与所述平底封头之间，所述中心传火管的通孔直径为10毫米，所述中心传火管的底端与所述药架的上端面之间距离为5毫米，所述主装药填充于所述药架的内腔中，所述硝基软片Ⅰ将所述主装药密封于所述内腔中；

所述壳体与所述平底封头的固定连接处设置O形密封圈Ⅰ，所述三通接头与所述平底封头的固定连接处设置点火器密封圈，形成自密封结构；

所述点火装置包括连接器插座、防波套、点火装置座、压螺和电点火管，所述电点火管安装在所述压螺内出口处，所述点火装置座安装在所述压螺内入口处，所述连接器插座和所述电点火管通过导线连接，所述导线穿过所述点火装置座的导线孔，所述导线外侧包裹所述防波套；

所述点火装置和所述药架组件构成两级点火序列；

所述壳体与硝基软片Ⅱ使用铁锚101胶和环氧胶粘剂进行粘接密封，所述药架的内腔底部和环向涂覆铁锚101胶作为缓冲面，在所述内腔中压实所述主装药，所述药架与硝基软片Ⅰ使用铁锚101胶粘接密封；

所述药架上沿圆周方向分布设置有通孔，所述通孔直径为3毫米。

2.根据权利要求1所述的用于快速作动的气体发生器，其特征在于，还包括调整垫，所述调整垫设置于所述药架与所述壳体的连接处。

3.根据权利要求1所述的用于快速作动的气体发生器，其特征在于，两组所述点火装置分别设置于所述三通接头的两个入口处，并共用所述三通接头的出口。

4.根据权利要求1所述的用于快速作动的气体发生器，其特征在于，所述电点火管与所述点火装置座之间的环向间隙利用环氧灌注胶进行灌封。

5.根据权利要求1所述的用于快速作动的气体发生器，其特征在于，所述主装药为硼/硝酸钾点火药，所述主装药的装药量为12.5±0.5克。

6.根据权利要求1所述的用于快速作动的气体发生器，其特征在于，所述中心传火管与所述平底封头之间的连接处设置O形密封圈Ⅱ。

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