CN114030440A - 一种气体发生器 - Google Patents
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Abstract
本方案公开了一种气体发生器包括筒体，以及在筒体内部从左到右依次设置的电爆管组件、弹性挡片、产气药、节流阀、爆破片、过滤部件和排气端盖；所述电爆管组件设于筒体的左端，且与筒体卡边连接，排气端盖位于筒体的右端，排气端盖与筒体焊接连接所述节流阀，爆破片分别与筒体焊接连接；节流阀与弹性挡片之间形成第一燃烧室，节流阀与爆破片之间形成第二燃烧室，爆破片与排气端盖之间形成第三燃烧室；所述过滤部件设于第三燃烧室内。与传统柱状发生器相比，减少了零件数量、减少了焊接次数、取消传火药、排气组件模块化设计，生产工艺简单，有助于提高生产效率，降低发生器的成本。
Description
技术领域
本发明涉及车辆用安全气囊技术领域，特别涉及一种气体发生器。
背景技术
随着近年来汽车行业的持续发展和消费者对汽车需求的进一步扩大，汽车安全气囊的市场也在逐步扩大。除了传统的主驾驶和副驾驶安全气囊外，侧气囊、侧气帘等产品也开始在汽车中普及开来。其中侧气囊是主副驾安全气囊外，市场普及率最高的安全气囊，该气囊放置于主副驾座椅内，用于对人员胸部以及腰部的防护。随着技术进步，提供一种高性能，工作可靠性，结构简单，制造容易，低成本的发生器，才能提高产品的竞争力。
通常的气体发生器原理都是点火器点火，引燃传火药，传火药引燃产气药，产气药燃烧后产生大量气体，再通过过滤部件对残渣进行过滤后，对气囊充气。因此一般的发生器内都装配有传火药，并且设计固定传火药或者自动点火药的结构件，结构复杂。
发明内容
本方案的一个目的在于提供一种气体发生器，该气体发生器为一种低成本高性能的柱状烟火式气体发生器，与传统柱状发生器相比，减少了零件数量、减少了焊接次数、取消传火药、排气组件模块化设计，生产工艺简单，有助于提高生产效率，降低发生器的成本。
为达到上述目的，本方案如下：
一种气体发生器，包括筒体，以及在筒体内部从左到右依次设置的电爆管组件、弹性挡片、产气药、节流阀、爆破片、过滤部件和排气端盖；
所述电爆管组件设于筒体的左端，且与筒体卡边连接，排气端盖位于筒体的右端，排气端盖与筒体焊接连接；
所述排气端盖，节流阀，爆破片与筒体焊接连接；
节流阀与弹性挡片之间形成第一燃烧室，节流阀与爆破片之间形成第二燃烧室，爆破片与排气端盖之间形成第三燃烧室；
所述过滤部件设于第三燃烧室内。
优选的，所述产气药散布在第一燃烧室内，为中孔药剂；所述产气药的药剂距离电爆管组件的距离为3mm～10mm。
优选的，所述弹性挡片的底部设有用于传递火焰的通孔。
优选的，所述节流阀的外径与筒体的内径过盈配合，所述节流阀装入筒体后与筒体底部的端面平齐；节流阀与筒体的筒壁内表面的间隙为0.5mm～1.5mm，节流阀的侧壁均布若干第一排气孔，所述第一排气孔的孔径不小于所述节流阀的阀壁厚度；所述节流阀的顶部为圆弧封头。将节流阀顶部设计为圆弧封头，可以增加压力承受能力。
优选的，气体在经过节流阀与筒体的筒壁内表面的间隙后，在第一排气孔处折流。
优选的，过滤部件的高度与所述排气端盖的深度相同，所述过滤部件装入排气端盖后与排气端盖的端面高度平齐，所述过滤部件的外径与排气端盖的内径过盈配合；所述过滤部件为中空管状结构。
优选的，节流阀和过滤部件将爆破片夹持在中间且保持三者的外径同心，节流阀，爆破片和过滤部件通过焊接连接为一体。
优选的，所述筒体、爆破片和排气端盖所选材料包括低碳钢，奥氏体不锈钢，筒体与排气端盖为同一种材质。
优选的，爆破片外径与筒体外径相同，爆破片与筒体焊接时，爆破片与筒体的焊接深度大于筒体的壁厚但小于排气端盖的壁厚；爆破片的厚度在0.1mm～0.5mm，爆破片上设有若干个均匀分布的刻槽。
优选的，所述排气端盖内径，小于筒体内径但大于等于节流阀内径。
本方案的有益效果如下：
1.无传火药和自动点火药，无需设计固定传火药和自动点火药的结构设计，简化了结构降低了成本；
2.节流阀与过滤部件配合，进行过滤，节流阀阻挡大颗粒通过，过滤部件进一步过滤；
3.采用中孔药剂作为产气药剂，发生器内压较低；
4.选用爆破片设计提高初始燃烧内压，点火后产气药剂在筒体内预先燃烧后释放，提高了低温燃烧一致性；
5.优化焊接工艺，一次焊接将筒体、排气端盖、爆破片、节流阀装配固定在一起。
附图说明
为了更清楚地说明本方案的实施，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为气体发生器结构示意图；
图2A为平面节流阀结构示意图；
图2B平面节流阀结构示意图；
图2C为弧形节流阀结构示意图；
图2D为弧形节流阀结构示意图；
图3为节流阀、爆破片、过滤部件、排气端盖焊接示意图；
图4为气体发生器工作过程产气示意图；
其中，1-电爆管组件；2-弹性挡片；3-产气药；4-筒体；5-节流阀；6-爆破片；7-过滤部件；8-排气端盖；9-第一燃烧室；10-第二燃烧室；11-第三燃烧室；12-第一排气孔；13-第二排气孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本方案的实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本方案的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有的一般的发生器都装配有传火药，并且设计固定传火药或者自动点火药的结构件存在结构复杂的现象，所以取消点火药和自动点火药可以有效降低成本。
一般现有柱状气体发生器依靠过滤部件进行过滤或者节流阀进行过滤，本方案中将过滤部件与节流阀相结合，提高过滤效率；利用节流阀进行粗过滤，再利用过滤部件进行精过滤，输出纯净燃气，提高过滤部件效果；利用周向激光焊接技术将节流阀、爆破片、筒体和排气端盖焊接在一起，充分利用焊接工艺对零件进行装配和固定，有效降低了发生器成本，提高了发生器性能。
如图1所示，一种气体发生器，包括作为外壳体的筒体4，从左至右依次设计的电爆管组件1，弹性挡片2，产气药3，节流阀5、爆破片6、过滤部件7、排气端盖8。
电爆管组件1位于筒4体的左端，且与筒体4左侧卡边连接，节流阀5、爆破片6以及排气端盖8与筒体4通过激光焊接连接，排气端盖8位于筒体4的右端，弹性挡片2与节流阀5之间形成第一燃烧室9，产气药3自由散布在第一燃烧室内；节流阀5与爆破片6之间形成第二燃烧室10，爆破片6与排气端盖8之间形成第三燃烧室，过滤部件7设置在第三燃烧室11内。电爆管组件1点火后由于爆破片6存在，产气药3在在第一燃烧室9内燃烧，当内部压力大于爆破压力时爆破片6从刻痕处破裂，第二燃烧室10和第三燃烧室11连通，产气药药剂在第一燃烧室9内部燃烧，经过节流阀5侧壁的第一排气孔12排出，进入第二燃烧室10和第三燃烧室11，燃气经过过滤部件7排出。
在一个实施例中，散布在第一燃烧室9内的产气药3为中孔药剂；中孔药剂指药剂的孔的内部直径为1～2mm，药剂外部直径为4～6mm的药剂，产气药药剂距离电爆管组件的距离为3mm～10mm，产气药剂离电爆管距离过近，电爆管爆破后会炸碎药剂，造成燃烧不稳定。在一个实施例中，弹性挡片2起到压紧药片和传输火焰作用，其底部设有多个传递火焰的通孔。
在一个实施例中，节流阀5具有一端封闭的凸台形结构，节流阀5的外径与筒体4的内径过盈配合，装入筒体4后与筒体4底部的端面平齐；节流阀5与筒体4的筒壁内表面的间隙为0.5mm～1.5mm，节流阀的侧壁均布若干第一排气孔，第一排气孔12的孔径大小不小于节流阀5的阀壁厚度，第一排气孔12的数量不少于6个；气体在经过节流阀5与筒体4筒壁的间隙后，在第一排气孔12处折流；如图2A至2D所示，节流阀5的封闭一端的顶部可以是平头封头也可以是圆弧封头，本实施例中，优选将节流阀的顶部设计为圆弧封头，以增加压力承受能力。
在一个实施例中，过滤部件7具有中空管状结构；节流阀5和过滤部件7将爆破片6夹持在中间，三个零件保持外径同心，通过对接激光焊接工艺，将三个零件焊接在一起，节流阀5，爆破片6和过滤部件7焊接为一体后，将节流阀5，爆破片6再与筒体4焊接，焊接时，如图3所示，爆破片6与筒体4的焊接深度h1大于筒体4的壁厚h3但小于排气端盖8的壁厚h2，焊接后爆破片6与筒体4密封并固定，同时，过滤部件7装入排气端盖8，过滤部件7的高度与排气端盖8的深度相同，过滤部件7装入排气端盖8后与排气端盖8的端面高度平齐，过滤部件7的外径与排气端盖8的内径过盈配合；排气端盖8与筒体4的筒壁构成支撑台阶结构，排气端盖8的内径D1小于筒体4的内径D3但大于等于节流阀5的内径D2，支撑台阶结构是相对于支撑节流阀5而言，由于节流阀5在压力作用下的受力面在排气端盖8上，所以排气端盖8与筒体4的筒壁构成支撑台阶机构，对节流阀5起支撑作用。
在一个实施例中，节流阀5、爆破片6和排气端盖8通过周向激光焊接与筒体4焊接为一体，爆破片6夹在筒体4与排气端盖8中间，焊接深度略大于筒体4的壁厚，焊接后爆破片6保持密封状态；筒体4与排气端盖8焊接后强度不低于筒体爆破强度，因为筒体在爆破的时候不从焊缝爆破；节流阀5、爆破片6、排气端盖8以及筒体4在焊接后保持外径同心，焊接后爆破片6对过滤部件7起到轴向固定作用。
在一个实施例中，筒体、爆破片和排气端盖所选材料包括低碳钢，奥氏体不锈钢，如Q235系列、DC01～04系列、304、316系列，筒体与排气端盖为同一种材质。
在一个实施例中，爆破片6的厚度在0.1mm～0.5mm，爆破片外径与筒体外径相同，爆破片6上加工有若干个均匀分布的刻槽，起到爆破后无飞溅碎片的效果，爆破压力10MPa～30MPa。
在装配气体发生器时，先组装第一组组件，即将节流阀5装入筒体4内至节流阀5的底部与筒体4的端面平齐；再组装第二组组件，即将过滤部件7装入筒体4内至过滤部件7的端面与排气端盖8的端面平齐。
用上述两个组件分别夹持在爆破片6的两侧，保持外径同心，利用激光焊接在爆破片位置进行周向焊接，焊接深度略大于壁厚，焊接后焊缝强度大于本体强度，节流阀5被焊接固定；随后将产气药3自由装填在筒体4内，再装入弹性挡片2和电爆管组件1，筒体4收边，完成装配。
如图4所示，工作时电爆管组件1接收电流脉冲信号，起爆后引燃产气药3，产生的气体在第一燃烧室9和第二燃烧室10内，发生器内部压力急剧上升，爆破片6在刻槽薄弱位置爆破，呈现花瓣状，燃气通过节流阀5与筒体4筒壁之间的间隙，形成第一次过滤；燃气在节流阀5侧壁的多个第一排气孔12位置处转折形成第二次过滤；未完全燃烧的燃气在第二燃烧室10和第三燃烧室11内充分燃烧；经过过滤部件7的第三次过滤后，经过排气端盖8上的第二排气孔13排出。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种气体发生器，其特征在于，包括筒体(4)，以及在筒体内部从左到右依次设置的电爆管组件(1)、弹性挡片(2)、产气药(3)、节流阀(5)、爆破片(6)、过滤部件(7)和排气端盖(8)；
所述电爆管组件(1)设于筒体(4)的左端，且与筒体(4)卡边连接，排气端盖(8)位于筒体(4)的右端，排气端盖(8)与筒体(4)焊接连接；
所述排气端盖(8)，节流阀(5)，爆破片(6)与筒体(4)焊接连接；
节流阀(5)与弹性挡片(2)之间形成第一燃烧室(9)，节流阀(5)与爆破片(6)之间形成第二燃烧室(10)，爆破片(6)与排气端盖(8)之间形成第三燃烧室(11)；
所述过滤部件(7)设于第三燃烧室(11)内。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述产气药(3)散布在第一燃烧室(9)内，为中孔药剂；所述产气药(3)的药剂距离电爆管组件(1)的距离为3mm～10mm。
3.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述弹性挡片的底部设有用于传递火焰的通孔。
4.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述节流阀(5)的外径与筒体(4)的内径过盈配合，所述节流阀(5)装入筒体(4)后与筒体(4)底部的端面平齐；节流阀(5)与筒体(4)的筒壁内表面的间隙为0.5mm～1.5mm，节流阀(5)的侧壁均布若干第一排气孔(12)，所述第一排气孔(12)的孔径不小于所述节流阀(5)的阀壁厚度；所述节流阀(5)的顶部为圆弧封头。
5.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，气体在经过节流阀(5)与筒体(4)的筒壁内表面的间隙后，在第一排气孔(12)处折流。
6.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，节流阀(5)和过滤部件(7)将爆破片(6)夹持在中间且保持三者的外径同心，节流阀(5)，爆破片(6)和过滤部件(7)通过焊接连接为一体。
7.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，过滤部件(7)的高度与所述排气端盖(8)的深度相同，所述过滤部件(7)装入排气端盖(8)后与排气端盖(8)的端面高度平齐，所述过滤部件(7)的外径与排气端盖(8)的内径过盈配合；所述过滤部件(7)为中空管状结构。
8.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，爆破片(6)外径与筒体(4)外径相同，爆破片(6)与筒体(4)焊接时，爆破片(6)与筒体(4)的焊接深度大于筒体(4)的壁厚但小于排气端盖(8)的壁厚；爆破片(6)的厚度在0.1mm～0.5mm，爆破片(6)上设有若干个均匀分布的刻槽。
9.根据权利要7所述的气体发生器，其特征在于，所述排气端盖(8)的内径小于筒体(4)的内径但大于等于节流阀(5)的内径。
10.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述筒体、爆破片和排气端盖所选材料包括低碳钢，奥氏体不锈钢，筒体与排气端盖为同一种材质。
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