CN110758311B - 用于气囊保护用的双级式气体发生器及控制方法 - Google Patents

用于气囊保护用的双级式气体发生器及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于气囊保护用的双级式气体发生器及控制方法，包括第一气体发生器、第二气体发生器，第一气体发生器、第二气体发生器位于过滤室内侧，过滤室设有出气口；所述第一气体发生器设有第一电点火器，所述第二气体发生器设有第二电点火器和撞针式点火器，所述撞针式点火器由第一气体发生器产生的气体驱动。本发明能够有效实现发生器的两种充气模式。

Description

用于气囊保护用的双级式气体发生器及控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于气囊保护用的双级式气体发生器及控制方法。
背景技术
气囊保护有利于提升直升机的安全性，提高飞行员的生存能力，解决直升机坠落的实际问题。直升机坠落一般有两种模式，一种是失去动力的自由落体，一种是失速情况下的缓降，针对两种情况设计应有两种气囊打开模式，更加有助于驾驶员的安全性，所说气囊打开即气体发生器瞬间对气囊进行充气。
与本发明最相关的现有技术是US20140261729A1专利，该专利提供了一种双极式气体发生器，两个发生器共用一个过滤室，但气体在两个发生器之间不能流通，也不能够有效实现发生器的两种充气模式。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种用于气囊保护用的双级式气体发生器及控制方法，能够有效实现两种充气模式。
基于同一发明目的，本发明目具有两个独立的技术方案：
1、一种用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：包括第一气体发生器、第二气体发生器，第一气体发生器、第二气体发生器位于过滤室内侧，过滤室设有出气口；
所述第一气体发生器设有第一电点火器，所述第二气体发生器设有第二电点火器和撞针式点火器，所述撞针式点火器由第一气体发生器产生的气体驱动。
进一步地，所述第二气体发生器的结构为，第二气体发生器壳体内设有发生器隔板，将第二气体发生器壳体内隔离成第一气体发生器腔室和第二气体发生器腔室；所述发生器隔板为过滤网；
所述第一气体发生器腔室内设有弱点火药管，弱点火药管内设有弱点火药，弱点火药管外侧设有大产气药片B，大产气药片B可被弱点火药引燃，弱点火药管外接撞针式点火器；
所述第二气体发生器腔室内设有第二强点火药管，第二强点火药管内设有强点火药，第二强点火药管外设有小产气药片，强点火药可引燃小产气药片，第二强点火药管接第二电点火器。
进一步地，所述撞针式点火器的结构为，撞针式点火器壳体内设有活塞和针杆，活塞与针杆连接；对应针杆的端部，第二气体发生器壳体设有底火，针杆动作可激发底火引燃弱点火药。
进一步地，所述撞针式点火器的针杆上设有弹簧。
进一步地，过滤室内设有第一过滤室隔板和第二过滤室隔板，第一过滤室隔板内侧和第二过滤室隔板内侧之间形成公共腔室，过滤室的出气口位于所述的公共腔室；第一过滤室隔板外侧形成第一过滤室腔室，第一气体发生器位于所述第一过滤室腔室内；第二过滤室隔板外侧形成第二过滤室腔室，第二气体发生器位于所述第二过滤室腔室内；所述第一过滤室隔板和第二过滤室隔板均为过滤网。
进一步地，所述第一气体发生器的结构为，第一气体发生器壳体内设有第一强点火药管，第一强点火药管内设有强点火药，第一强点火药管外设有大产气药片A，强点火药可引燃大产气药片A，第一强点火药管接第一电点火器。
进一步地，过滤室的出气口接排气管，排气管的出口处为打孔结构，设计若干，孔径Ф1～Ф3的孔，排气口背面贴密封箔。
2、一种上述用于气囊保护用的双级式气体发生器的控制方法，其特征在于，自动模式下，同时触发第一电点火器、第二电点火器，第一气体发生器、第二气体发生器产生气体，经过滤室出气口向气囊进行快速充气。
进一步地，手动模式下，只触发第一电点火器，第一气体发生器、第二气体发生器产生气体，经过滤室出气口向气囊进行次快速充气。
本发明具有的有益效果：
本发明包括第一气体发生器、第二气体发生器，第一气体发生器、第二气体发生器位于过滤室内侧，过滤室设有出气口；所述第一气体发生器设有第一电点火器，所述第二气体发生器设有第二电点火器和撞针式点火器，所述撞针式点火器由第一气体发生器产生的气体驱动。本发明可实现两种充气模式，自动模式下，通过同时触发第一电点火器、第二电点火器，实现气体发生器对气囊的毫秒级快速充气；手动模式下，通过仅触发第一电点火器可实现气体发生器对气囊的秒级次快速充气。当自由落体或者驾驶员失去意识的情况下，采用自动模式，保证在坠落落地的瞬间弹开气囊，保护驾驶员；当失速缓降的情况下，采用手动模式，驾驶员可以充分的利用降落时间，做好防护动作，在撞击发生之前，使安全气囊完全裹住人员，形成缓冲气垫，更加有效保护驾驶员。
本发明第二气体发生器的结构为，第二气体发生器壳体内设有发生器隔板，将第二气体发生器壳体内隔离成第一气体发生器腔室和第二气体发生器腔室；所述发生器隔板为过滤网；所述第一气体发生器腔室内设有弱点火药管，弱点火药管内设有弱点火药，弱点火药管外侧设有大产气药片B，大产气药片B可被弱点火药引燃，弱点火药管外接撞针式点火器；所述第二气体发生器腔室内设有第二强点火药管，第二强点火药管内设有强点火药，第二强点火药管外设有小产气药片，强点火药可引燃小产气药片，第二强点火药管接第二电点火器。本发明第二气体发生器内同时具有弱点火药管和强点火药管，弱点火药管由撞针式点火器引燃，撞针式点火器由第一气体发生器产生的气体驱动，强点火药管由第二电点火器引燃。本发明第二气体发生器采用电点火和机械点火结合的方式实现顺序点火，采用强弱点火药配合大小产气药片的方式，可有效控制点火速度，从而保证两种充气模式的可靠工作。
本发明第一气体发生器、第二气体发生器均通过产气药片产生气体，相比于高压气瓶具有体积小、重量轻的优点；相比于燃气发生器具有出口气体温度低的优点。本发明过滤室内设有第一过滤室隔板和第二过滤室隔板，第一过滤室隔板和第二过滤室隔板均为过滤网；可以进一步降低残渣含量和充气温度；第一气体发生器壳体、第二气体发生器壳体的内侧均设有过滤网；过滤室的出气口接排气管，排气管的出口处设置排气过滤网；产气药片产生的气体经过多级过滤，滤除杂质，有效保证充气质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明第二气体发生器的剖面图；
图3是本发明撞针式点火器的放大图；
图4是本发明过滤室的结构示意图；
图5是过滤室排气管部分的放大图；
图6是本发明自动模式下的工作状态示意图；
图7是本发明手动模式下的工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例一：
用于气囊保护用的双级式气体发生器
如图1所示，本发明双级式气体发生器包括第一气体发生器1、第二气体发生器2，第一气体发生器1、第二气体发生器2位于过滤室3的内侧，过滤室设有出气口；所述第一气体发生器2设有第一电点火器101，所述第二气体发生器2设有第二电点火器201和撞针式点火器，所述撞针式点火器由第一气体发生器1产生的气体驱动。
如图1、图2所示，所述第二气体发生器的结构为，第二气体发生器壳体内设有发生器隔板210，所述第二气体发生器壳体由上壳体213、下壳体211组成。将第二气体发生器壳体内隔离成第一气体发生器腔室和第二气体发生器腔室；所述发生器隔板210为过滤网；所述第一气体发生器腔室内设有弱点火药管205，弱点火药管205内设有弱点火药，弱点火药管外侧设有大产气药片B204，大产气药片B204可被弱点火药引燃，弱点火药管外接撞针式点火器；所述第二气体发生器腔室内设有第二强点火药管202，第二强点火药管202内设有强点火药，第二强点火药管外设有小产气药片203，强点火药可引燃小产气药片203，第二强点火药管202接第二电点火器201。第二气体发生器壳体的内侧设有过滤网212。
如图2、图3所示，所述撞针式点火器的结构为，撞针式点火器壳体内设有活塞206和针杆2061，活塞206与针杆2061连接；对应针杆2061的端部，第二气体发生器壳体设有底火209(第二气体发生器壳体的下壳体211底部铆接底火209)，针杆2061动作可激发底火209引燃弱点火药。所述撞针式点火器的针杆上设有弹簧208，活塞206外侧设有O形密封圈207。弹簧208的作用主要保护撞针式点火器在安装和运输的安全，在弹簧作用力下，避免撞针针杆在安装和运输过程误接触底火。O形密封圈207的作用主要是保证活塞工作的密封性。
将带有法兰的下壳体211的内径和上壳体213的外径采用过盈配合的方式进行压合，压合完毕后弱点火药管205喇叭口与下壳体211贴合，压合深度大于3mm,压合的缝隙形成V形焊缝，通过激光焊或者电子束焊进行焊接，焊接后形成密闭的壳体，完成第二气体发生器的装配。
如图1、图4所示，过滤室3内设有第一过滤室隔板301和第二过滤室隔板302，第一过滤室隔板内侧和第二过滤室隔板内侧之间形成公共腔室，过滤室的出气口位于所述的公共腔室；第一过滤室隔板外侧形成第一过滤室腔室，第一气体发生器1位于所述第一过滤室腔室内；第二过滤室隔板外侧形成第二过滤室腔室，第二气体发生器2位于所述第二过滤室腔室内；所述第一过滤室隔板301和第二过滤室隔板302均为过滤网，第一过滤室隔板301和第二过滤室隔板302通过紧配合装入过滤室3内侧的台阶处，径向通过压环或者点焊进行固定，对携带渣和铝箔破片的燃气，可进行二次过滤和降温。
如图5所示，过滤室的出气口接排气管，排气管的出口处305为打孔结构，设计若干，孔径Ф1～Ф3的孔，排气口背面贴密封箔304。
如图1所示，所述第一气体发生器的结构为，第一气体发生器壳体内设有第一强点火药管102，第一强点火药管102内设有强点火药，第一强点火药管外设有大产气药片A103，强点火药可引燃大产气药片A103，第一强点火药管102接第一电点火器101。第一气体发生器壳体内侧设有过滤网105。
上述第一气体发生器壳体、第二气体发生器壳体、第一强点火药管、第二强点火药管、弱点火药管均设有气孔，气孔上覆有铝箔。大产气药片A103、大产气药片B204采用Ф4-Ф5的实心药片，小产气药片203采用Ф2～Ф4的实心药片或者中孔药片。所述弱点火药的药量或点火能量小于强点火药。
实施例二：
双级式气体发生器的控制方法
自动模式：
当快速自由落体或者驾驶员失去意识的情况下，驾驶员来不及打开气囊，在坠落落地的瞬间通过传感器判定打开时机，接入点火信号，同时触发第一电点火器101和第二电点火器201，第一气体发生器1、第二气体发生器2产生气体，经过滤室3出气口向气囊进行快速充气。
如图1、图6所示，第一电点火器101触发，第一强点火药管102内的强点火药引燃大产气药片A103，产生的气体经过第一气体发生器壳体上的气孔104(先冲破覆盖在气孔上的铝箔)进入过滤室3。当第一气体发生器产生的气体在过滤室3内积聚到一定压力时，气体推动撞针式点火器的活塞运动，使得撞针式点火器的针杆激发底火，引燃弱点火药管205内的弱点火药，引燃大产气药片B204，产生气体。第二电点火器201触发，第二强点火药管202内的强点火药引燃小产气药片203，产生气体。小产气药片203产生的气体和大产气药片B204产生的气体积聚到一定压力时，气体经过第二气体发生器壳体上的气孔(先冲破覆盖在气孔上的铝箔)进入过滤室3。当过滤室3内的气体积聚到一定压力时，气体冲破覆盖在过滤室排气管出口处的铝箔304，进入气囊，工作时间在100毫秒以内。
手动模式：
当失速缓降的情况下，驾驶员可以手动控制开启按钮，只触发第一电点火器101，第一气体发生器1、第二气体发生器2产生气体，经过滤室出气口向气囊进行次快速充气。
第一电点火器101触发，第一强点火药管102内的强点火药引燃大产气药片A103，产生的气体经过第一气体发生器壳体上的气孔104(先冲破覆盖在气孔上的铝箔)进入过滤室3。当第一气体发生器产生的气体在过滤室3内积聚到一定压力时，气体推动撞针式点火器的活塞运动，使得撞针式点火器的针杆激发底火，引燃弱点火药管205内的弱点火药，引燃大产气药片B204，产生气体。大产气药片B204产生的气体再经发生器隔板210引燃小产气药片203。当过滤室3内的气体积聚到一定压力时，气体冲破覆盖在过滤室排气管出口处的铝箔304，进入气囊。由于自动模式下小产气药片203由强点火药直接引燃，而手动模式下小产气药片203由大产气药片B204产生的气体引燃，并且大产气药片B204产生的气体还需经过发生器隔板210过滤降温，因此，手动模式下工作时间在1—2秒。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.一种用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：包括第一气体发生器、第二气体发生器，第一气体发生器、第二气体发生器位于过滤室内侧，过滤室设有出气口；
所述第一气体发生器设有第一电点火器，所述第二气体发生器设有第二电点火器和撞针式点火器，所述撞针式点火器由第一气体发生器产生的气体驱动；
所述第二气体发生器的结构为，第二气体发生器壳体内设有发生器隔板，将第二气体发生器壳体内隔离成第一气体发生器腔室和第二气体发生器腔室；所述发生器隔板为过滤网；
所述第一气体发生器腔室内设有弱点火药管，弱点火药管内设有弱点火药，弱点火药管外侧设有大产气药片B，大产气药片B可被弱点火药引燃，弱点火药管外接撞针式点火器；
所述第二气体发生器腔室内设有第二强点火药管，第二强点火药管内设有强点火药，第二强点火药管外设有小产气药片，强点火药可引燃小产气药片，第二强点火药管接第二电点火器。
2.根据权利要求1所述的用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：所述撞针式点火器的结构为，撞针式点火器壳体内设有活塞和针杆，活塞与针杆连接；对应针杆的端部，第二气体发生器壳体设有底火，针杆动作可激发底火引燃弱点火药。
3.根据权利要求2所述的用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：所述撞针式点火器的针杆上设有弹簧。
4.根据权利要求1所述的用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：过滤室内设有第一过滤室隔板和第二过滤室隔板，第一过滤室隔板内侧和第二过滤室隔板内侧之间形成公共腔室，过滤室的出气口位于所述的公共腔室；第一过滤室隔板外侧形成第一过滤室腔室，第一气体发生器位于所述第一过滤室腔室内；第二过滤室隔板外侧形成第二过滤室腔室，第二气体发生器位于所述第二过滤室腔室内；所述第一过滤室隔板和第二过滤室隔板均为过滤网。
5.根据权利要求1所述的用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：所述第一气体发生器的结构为，第一气体发生器壳体内设有第一强点火药管，第一强点火药管内设有强点火药，第一强点火药管外设有大产气药片A，强点火药可引燃大产气药片A，第一强点火药管接第一电点火器。
6.根据权利要求1至5任何一项所述的用于气囊保护用的双级式气体发生器，其特征在于：过滤室的出气口接排气管，排气管的出口处为打孔结构，设计若干，孔径Ф1～Ф3的孔，排气口背面贴密封箔。
7.一种权利要求1至6任何一项所述用于气囊保护用的双级式气体发生器的控制方法，其特征在于：自动模式下，同时触发第一电点火器、第二电点火器，第一气体发生器、第二气体发生器产生气体，经过滤室出气口向气囊进行快速充气。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：手动模式下，只触发第一电点火器，第一气体发生器、第二气体发生器产生气体，经过滤室出气口向气囊进行次快速充气。
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