CN114407824A - 一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器。它包括壳体，壳体的内部设有点火器和产气药，点火器包括安装在壳体的侧壁上的点火头，点火头位于壳体外部的一端设有针脚，点火头位于壳体内部的一端设有点爆头和药杯一，药杯一和点火头密封连接，点爆头置于药杯一的内侧，药杯一的内部设有传火药，药杯一的侧壁上设有通孔和与通孔相匹配的通孔密封装置，壳体的侧壁上设有排气孔，排气孔处设有排气孔密封装置和排气孔过滤装置。本发明的有益效果是：很好的代替了传统发生器中点火管、传火药、传火药杯、传火药膜的作用，同时省略原本传火药装配、传火药杯装配和传火药膜贴膜等工艺，工艺步骤更加简单，节省了产品成本和工艺成本。

Description

一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器

技术领域

本发明涉及气体发生器相关技术领域，尤其是指一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器。

背景技术

目前常用的发生器点火管体积都比较小，内部起爆药含量很少，燃烧时产生的能量也很小，仅仅起到初始点爆作用（用于点燃传火药）。常用的气体发生器传火结构，一般是单独结构，包括传火药杯（起到装配传火药和初始保压作用）、传火药（和起爆药化学成分不同、作用原理不同的传火药，一般传火药产生的气体含量比较少，热量（能量）比较多）、传火药铝膜（起到密封传火药、避免传火药吸水受潮，影响传火药性能的作用）。

中国专利授权公告号：CN110371073B，授权公告日2021年11月09日，公开了一种烟火式气体发生器的排气孔结构，包括具有内腔的外壳，外壳上设置有传火桶，传火桶上设置有用于传导电流的针脚，针脚连接有电点火管，电点火管连接有位于传火桶内的传火药，传火桶上设置有传火口，内腔内设置有产气药，外壳上设置有导流部，导流部中间形成排气孔，导流部的远离传火桶的一端设置有导流缺口，外壳的外壁上围绕排气孔设置有缓流壳，缓流壳内转动连接有缓流轴，缓流轴上设置有缓流板，缓流轴上对应缓流板设置有缓流槽，缓流板的下方设置有容纳槽，容纳槽内对应设置有两个定位块，两个定位块之间通过贴紧弹簧连接，缓流板的底部设置有与容纳槽连通的导向孔，缓流槽的底面上对应导向孔设置有用于与定位块相配合的导向块，缓流槽的两侧壁上对应定位块设置有定位槽，缓流壳的远离外壳的一端设置有出气口，传火口上设置有第一隔片，第一隔片为铝箔。该专利为了确保传火功能，所加入的传火药杯、传火药、铝膜等三个部件，不仅提高了产品成本，随着三个部件的增加，引入三个部件对应的工艺装配步骤，提高工艺成本，其中传火药密封方法，传火药密封通过铝膜黏贴密封工艺，火药密封效果受贴膜工艺、胶黏性影响很大，稳定性低；同时，由于薄膜和贴膜载体材质不同，不同材质在不同温度在收缩变形不同，高低温骤变后贴膜密封性会越来越差。

综上所述，目前需要一种能够降低产品成本和工艺成本的兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中气体发生器的产品成本和工艺成本均非常高的不足，提供了一种能够降低产品成本和工艺成本的兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，包括壳体，所述壳体的内部设有点火器和产气药，所述点火器包括安装在壳体的侧壁上的点火头，所述点火头位于壳体外部的一端设有针脚，所述点火头位于壳体内部的一端设有点爆头和药杯一，所述药杯一和点火头密封连接，所述点爆头置于药杯一的内侧，所述药杯一的内部设有传火药，所述药杯一的侧壁上设有通孔和与通孔相匹配的通孔密封装置，所述壳体的侧壁上设有排气孔，所述排气孔处设有排气孔密封装置和排气孔过滤装置。

当点火器上的针脚接收到ECU起爆电流后，由点爆头将药杯一内部的传火药点燃，使药杯一内部的压力和温度升高，能量传递到通孔密封装置处，通孔密封装置被击穿后，传火药能量和传火药燃烧后热的粒子喷射到外侧空间中，引燃外侧产气药，产气药燃烧后，产生大量气体，气体击穿排气孔密封装置并通过排气孔过滤装置过滤后，从排气孔排出，充满气囊。本发明通过将点火头和药杯一进行一体化设计，形成特殊的点火器，不仅包含常规点火器在汽车发生器碰撞时，接受到ECU发出点爆信号后，将电能转化成火药燃烧的化学能的功能；同时还具备一种常规点火管没有的特殊的功能，将点火器内部能量聚集、待能量增大到可以引爆发生器产气药后，打开管壳，将起爆能量传递给外侧产气药的功能。这种特殊点火器很好的代替了传统发生器中点火管、传火药、传火药杯、传火药膜的作用，同时省略原本传火药装配、传火药杯装配和传火药膜贴膜等工艺，工艺步骤相对更加简单，节省了产品成本和工艺成本。

作为优选，所述点火头位于壳体内部的一端还设有药杯二，所述药杯二和点火头密封连接，所述药杯二置于药杯一的内侧，所述点爆头置于药杯二的内侧，所述药杯二的内部设有起爆药，所述药杯二的侧壁上设有弱化槽。当点火器上的针脚接收到ECU起爆电流后，点爆头先将高敏感性的起爆药点燃，药杯二内部的火药能量升高，打开药杯二侧壁上的弱化槽，将能量传递给药杯一内的传火药，再将传火药点燃。

作为优选，所述点火头位于壳体内部一端的端面上设有与药杯一的开口相匹配的环形安装槽一和与药杯二的开口相匹配的环形安装槽二，所述药杯一的开口处设有内螺纹一，所述环形安装槽一的内壁上设有与内螺纹一相匹配的外螺纹一，所述药杯二的开口处设有内螺纹二，所述环形安装槽二的内壁上设有与内螺纹二相匹配的外螺纹二。其中药杯一的材料和药杯二的材料均为金属材料。组装时，首先将药杯二通过内螺纹二和外螺纹二的配合旋入环形安装槽二中，之后再将两者通过激光焊接固定，确保连接强度的同时将起爆药密封在药杯二内；其次将药杯一通过内螺纹一和外螺纹一的配合旋入环形安装槽一中，之后再将两者通过激光焊接固定，确保连接强度的同时将传火药密封在药杯一内。操作方便，工艺简单，定位精度高，连接强度高，密封性好，很好地解决了常规发生器传火药容易吸水影响发生器性能的问题，改善了烟火式发生器传火药密封难题。

作为优选，所述通孔密封装置包括安装在点火头上且与其密封连接的套筒，所述药杯一置于套筒的内侧。其中套筒的材料为塑料，强度相对较低，易被传火药产生的能量击穿，使传火药的能量能够顺利通过通孔进入到壳体中，将产气药点燃。

作为优选，所述点火头和套筒采用一体化注塑成型。加工方便，密封性好。

作为优选，所述壳体由上壳和下壳通过法兰配合组成，所述上壳和下壳密封连接，所述上壳的内底面固定有定位杆，所述下壳的内底面设有与定位杆相匹配的定位槽体，所述点火头安装在下壳的底面上，所述上壳的内底面设有与套筒相匹配的固定槽体，所述固定槽体的内部设有套筒卡接装置。通过定位杆和定位槽体的设计，对上壳和下壳的相互装配起到了定位作用，以便点火器准确装入固定槽体中。通过套筒卡接装置的设计，将整个点火器与固定槽体固定在一起，提高了发生器的结构强度。

作为优选，所述套筒卡接装置包括卡扣，所述卡扣固定在固定槽体的内侧壁上，所述套筒的外侧壁上设有与卡扣相匹配的卡槽。套筒通过卡槽和卡扣的配合固定在固定槽体内，实现整个点火器与固定槽体的固定，连接方式简单易操作，方便安装固定。

作为优选，所述排气孔位于上壳的侧壁上，所述排气孔密封装置包括固定在排气孔内部的密封膜，所述排气孔过滤装置包括固定在排气孔内开口处的过滤网。密封膜的材料为铝，用于排气孔的密封；过滤网对被击破的套筒碎片和药燃烧后的热粒子起到阻拦作用。

作为优选，所述壳体的内部设有与套筒相匹配的活动套，所述活动套的内径和套筒的外径相匹配，所述活动套和壳体活动连接，所述活动套的外侧壁上且位于靠近上壳底面的一端固定有压力调节板，所述压力调节板和上壳的内底面之间设有复位弹簧，所述压力调节板到上壳底面的最大距离小于排气孔到上壳底面的距离，所述排气孔和产气药均位于压力调节板的同一侧，所述活动套的侧壁上设有与通孔相匹配的轴向开口，所述轴向开口远离上壳底面一端的端口处固定有卡块，所述套筒的外侧壁上固定有与卡块相匹配的顶块，所述顶块的位置和卡块的位置均与通孔的位置相匹配。顶块的材料和卡块的材料均为塑料；压力调节板的宽度和壳体的内径相匹配。在上壳和下壳进行相互装配的过程中，套筒会穿过活动套卡入固定槽体中，而套筒在穿过活动套时，套筒上的顶块会顶着活动套上的卡块，带动活动套及其上的压力调节板朝着远离排气口的方向运动（此时复位弹簧被压缩），发生器装配好后，顶块和卡块刚好位于通孔的外侧。当传火药产生的能量通过通孔击穿套筒喷射到外侧空间中引燃产气药时，顶块和卡块也同时被击破，此时压力调节板会在复位弹簧的作用下做复位运动（通孔始终处于轴向开口内，不会被堵塞），压缩排气孔一侧的空间，从而提高排气孔的初始排气速率，进而提高气囊的初始展开速度；随着产气药的燃烧，排气孔一侧的空间的温度越来越高，产气速率也越来越快，气压也越来越高，此时压力调节板会在气压的作用下自动朝着远离排气孔的方向发生偏移，使得排气孔一侧的空间被撑开扩大，一方面避免了壳体内压过高而产生破裂，另一方面降低了排气孔的高温排气速率，进而降低气囊的高温展开速度。通过这样设计很好的实现了气囊的稳定展开，降低安全气囊的设计要求，有效保障乘员安全。

作为优选，所述压力调节板上设有与定位杆相匹配的导向孔，所述定位杆置于导向孔内，所述压力调节板通过导向孔与定位杆滑动连接，所述定位杆上固定有挡块，所述挡块到上壳底面的距离小于排气孔到上壳底面的距离，所述复位弹簧套接在定位杆的外侧，所述复位弹簧的一端和上壳的内底面相连接，所述复位弹簧的另一端和压力调节板相连接。通过导向孔的设计，起到了压力调节板和活动套运动过程中的导向和限位作用；通过挡块的设计，起到压力调节板的限位作用。

本发明的有益效果是：本发明通过将点火头和药杯一进行一体化设计，形成特殊的点火器，不仅包含常规点火器在汽车发生器碰撞时，接受到ECU发出点爆信号后，将电能转化成火药燃烧的化学能的功能，同时还具备一种常规点火管没有的特殊的功能，将点火器内部能量聚集、待能量增大到可以引爆发生器产气药后，打开管壳，将起爆能量传递给外侧产气药的功能；本发明的点火器很好的代替了传统发生器中点火管、传火药、传火药杯、传火药膜的作用，同时省略原本传火药装配、传火药杯装配和传火药膜贴膜等工艺，工艺步骤相对更加简单，节省了产品成本和工艺成本。操作方便，工艺简单，定位精度高，连接强度高，密封性好，很好地解决了常规发生器传火药容易吸水影响发生器性能的问题，改善了烟火式发生器传火药密封难题；加工方便，密封性好；提高了发生器的结构强度；连接方式简单易操作，方便安装固定；实现了气囊的稳定展开，降低安全气囊的设计要求，有效保障乘员安全。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是点火器的结构示意图；

图5是图4中C-C处的剖视图；

图6是图5中D处的放大图。

图中：1. 壳体，2. 点火器，3. 产气药，4. 点火头，5. 针脚，6. 点爆头，7. 药杯一，8. 传火药，9. 通孔，10. 排气孔，11. 药杯二，12. 起爆药，13. 弱化槽，14. 环形安装槽一，15. 环形安装槽二，16. 内螺纹一，17. 外螺纹一，18. 内螺纹二，19. 外螺纹二，20.套筒，21. 上壳，22. 下壳，23. 定位杆，24. 定位槽体，25. 固定槽体，26. 卡扣，27. 卡槽，28. 密封膜，29. 过滤网，30. 活动套，31. 压力调节板，32. 复位弹簧，33. 轴向开口，34. 卡块，35. 顶块，36. 导向孔，37. 挡块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图4和图5所述的实施例中，一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，包括壳体1，壳体1的内部设有点火器2和产气药3，点火器2包括安装在壳体1的侧壁上的点火头4，点火头4位于壳体1外部的一端设有针脚5，点火头4位于壳体1内部的一端设有点爆头6和药杯一7，药杯一7和点火头4密封连接，点爆头6置于药杯一7的内侧，药杯一7的内部设有传火药8，药杯一7的侧壁上设有通孔9和与通孔9相匹配的通孔密封装置，壳体1的侧壁上设有排气孔10，排气孔10处设有排气孔密封装置和排气孔过滤装置。

点火头4位于壳体1内部的一端还设有药杯二11，药杯二11和点火头4密封连接，药杯二11置于药杯一7的内侧，点爆头6置于药杯二11的内侧，药杯二11的内部设有起爆药12，药杯二11的侧壁上设有弱化槽13。

如图5和图6所示，点火头4位于壳体1内部一端的端面上设有与药杯一7的开口相匹配的环形安装槽一14和与药杯二11的开口相匹配的环形安装槽二15，药杯一7的开口处设有内螺纹一16，环形安装槽一14的内壁上设有与内螺纹一16相匹配的外螺纹一17，药杯二11的开口处设有内螺纹二18，环形安装槽二15的内壁上设有与内螺纹二18相匹配的外螺纹二19。

如图1所示，通孔密封装置包括安装在点火头4上且与其密封连接的套筒20，药杯一7置于套筒20的内侧。

点火头4和套筒20采用一体化注塑成型。

壳体1由上壳21和下壳22通过法兰配合组成，上壳21和下壳22密封连接，上壳21的内底面固定有定位杆23，下壳22的内底面设有与定位杆23相匹配的定位槽体24，点火头4安装在下壳22的底面上，上壳21的内底面设有与套筒20相匹配的固定槽体25，固定槽体25的内部设有套筒卡接装置。

如图1和图2所示，套筒卡接装置包括卡扣26，卡扣26固定在固定槽体25的内侧壁上，套筒20的外侧壁上设有与卡扣26相匹配的卡槽27。

排气孔10位于上壳21的侧壁上，排气孔密封装置包括固定在排气孔10内部的密封膜28，排气孔过滤装置包括固定在排气孔10内开口处的过滤网29。

如图1和图3所示，壳体1的内部设有与套筒20相匹配的活动套30，活动套30的内径和套筒20的外径相匹配，活动套30和壳体1活动连接，活动套30的外侧壁上且位于靠近上壳21底面的一端固定有压力调节板31，压力调节板31和上壳21的内底面之间设有复位弹簧32，压力调节板31到上壳21底面的最大距离小于排气孔10到上壳21底面的距离，排气孔10和产气药3均位于压力调节板31的同一侧，活动套30的侧壁上设有与通孔9相匹配的轴向开口33，轴向开口33远离上壳21底面一端的端口处固定有卡块34，套筒20的外侧壁上固定有与卡块34相匹配的顶块35，顶块35的位置和卡块34的位置均与通孔9的位置相匹配。

如图1和图3所示，压力调节板31上设有与定位杆23相匹配的导向孔36，定位杆23置于导向孔36内，压力调节板31通过导向孔36与定位杆23滑动连接，定位杆23上固定有挡块37，挡块37到上壳21底面的距离小于排气孔10到上壳21底面的距离，复位弹簧32套接在定位杆23的外侧，复位弹簧32的一端和上壳21的内底面相连接，复位弹簧32的另一端和压力调节板31相连接。

加工点火器2时，首先将药杯二11通过内螺纹二18和外螺纹二19的配合旋入环形安装槽二15中，之后再将两者通过激光焊接固定，确保连接强度的同时使起爆药12密封在药杯二11内；其次将药杯一7通过内螺纹一16和外螺纹一17的配合旋入环形安装槽一14中，之后再将两者通过激光焊接固定，确保连接强度的同时使传火药8密封在药杯一7内；最后在点火头4上且位于药杯一7的外侧将套筒20加工成型。

通过定位杆23和定位槽体24的配合，对上壳21和下壳22进行相互装配，并使套筒20准确穿过活动套30卡入固定槽体25中。在套筒20穿过活动套30时，套筒20上的顶块35会顶着活动套30上的卡块34，带动活动套30及其上的压力调节板31朝着远离排气口10的方向运动（此时复位弹簧32被压缩），壳体1装配好后，顶块35和卡块34刚好位于通孔9的外侧。

工作原理：当点火器2上的针脚5接收到ECU起爆电流后，由点爆头6先将高敏感性的起爆药12点燃，药杯二11内部的火药能量升高，打开药杯二11侧壁上的弱化槽13（米字形刻槽结构），将能量传递给药杯一7内的传火药8，再将传火药8点燃，当传火药8产生的能量通过通孔9击穿套筒20喷射到外侧空间中引燃产气药3时，顶块35和卡块34也同时被击破，此时压力调节板31会在复位弹簧32的作用下做复位运动（通孔9始终处于轴向开口33内，不会被堵塞），压缩排气孔10一侧的空间，从而提高排气孔10的初始排气速率，进而提高气囊的初始展开速度；随着产气药3的燃烧，排气孔10一侧的空间的温度越来越高，产气速率也越来越快，气压也越来越高，此时压力调节板31会在气压的作用下自动朝着远离排气孔10的方向发生偏移，使得排气孔10一侧的空间被撑开扩大，一方面避免了壳体1内压过高而产生破裂，另一方面降低了排气孔10的高温排气速率，进而降低气囊的高温展开速度。通过这样设计很好的实现了气囊的稳定展开，降低安全气囊的设计要求，有效保障乘员安全。

Claims (10)

1.一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，包括壳体（1），所述壳体（1）的内部设有点火器（2）和产气药（3），所述点火器（2）包括安装在壳体（1）的侧壁上的点火头（4），所述点火头（4）位于壳体（1）外部的一端设有针脚（5），所述点火头（4）位于壳体（1）内部的一端设有点爆头（6）和药杯一（7），所述药杯一（7）和点火头（4）密封连接，所述点爆头（6）置于药杯一（7）的内侧，所述药杯一（7）的内部设有传火药（8），所述药杯一（7）的侧壁上设有通孔（9）和与通孔（9）相匹配的通孔密封装置，所述壳体（1）的侧壁上设有排气孔（10），所述排气孔（10）处设有排气孔密封装置和排气孔过滤装置。

2.根据权利要求1所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述点火头（4）位于壳体（1）内部的一端还设有药杯二（11），所述药杯二（11）和点火头（4）密封连接，所述药杯二（11）置于药杯一（7）的内侧，所述点爆头（6）置于药杯二（11）的内侧，所述药杯二（11）的内部设有起爆药（12），所述药杯二（11）的侧壁上设有弱化槽（13）。

3.根据权利要求2所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述点火头（4）位于壳体（1）内部一端的端面上设有与药杯一（7）的开口相匹配的环形安装槽一（14）和与药杯二（11）的开口相匹配的环形安装槽二（15），所述药杯一（7）的开口处设有内螺纹一（16），所述环形安装槽一（14）的内壁上设有与内螺纹一（16）相匹配的外螺纹一（17），所述药杯二（11）的开口处设有内螺纹二（18），所述环形安装槽二（15）的内壁上设有与内螺纹二（18）相匹配的外螺纹二（19）。

4.根据权利要求1所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述通孔密封装置包括安装在点火头（4）上且与其密封连接的套筒（20），所述药杯一（7）置于套筒（20）的内侧。

5.根据权利要求4所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述点火头（4）和套筒（20）采用一体化注塑成型。

6.根据权利要求4所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述壳体（1）由上壳（21）和下壳（22）通过法兰配合组成，所述上壳（21）和下壳（22）密封连接，所述上壳（21）的内底面固定有定位杆（23），所述下壳（22）的内底面设有与定位杆（23）相匹配的定位槽体（24），所述点火头（4）安装在下壳（22）的底面上，所述上壳（21）的内底面设有与套筒（20）相匹配的固定槽体（25），所述固定槽体（25）的内部设有套筒卡接装置。

7.根据权利要求6所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述套筒卡接装置包括卡扣（26），所述卡扣（26）固定在固定槽体（25）的内侧壁上，所述套筒（20）的外侧壁上设有与卡扣（26）相匹配的卡槽（27）。

8.根据权利要求6所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述排气孔（10）位于上壳（21）的侧壁上，所述排气孔密封装置包括固定在排气孔（10）内部的密封膜（28），所述排气孔过滤装置包括固定在排气孔（10）内开口处的过滤网（29）。

9.根据权利要求8所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述壳体（1）的内部设有与套筒（20）相匹配的活动套（30），所述活动套（30）的内径和套筒（20）的外径相匹配，所述活动套（30）和壳体（1）活动连接，所述活动套（30）的外侧壁上且位于靠近上壳（21）底面的一端固定有压力调节板（31），所述压力调节板（31）和上壳（21）的内底面之间设有复位弹簧（32），所述压力调节板（31）到上壳（21）底面的最大距离小于排气孔（10）到上壳（21）底面的距离，所述排气孔（10）和产气药（3）均位于压力调节板（31）的同一侧，所述活动套（30）的侧壁上设有与通孔（9）相匹配的轴向开口（33），所述轴向开口（33）远离上壳（21）底面一端的端口处固定有卡块（34），所述套筒（20）的外侧壁上固定有与卡块（34）相匹配的顶块（35），所述顶块（35）的位置和卡块（34）的位置均与通孔（9）的位置相匹配。

10.根据权利要求9所述的一种兼具传火和点爆功能点火管的气体发生器，其特征是，所述压力调节板（31）上设有与定位杆（23）相匹配的导向孔（36），所述定位杆（23）置于导向孔（36）内，所述压力调节板（31）通过导向孔（36）与定位杆（23）滑动连接，所述定位杆（23）上固定有挡块（37），所述挡块（37）到上壳（21）底面的距离小于排气孔（10）到上壳（21）底面的距离，所述复位弹簧（32）套接在定位杆（23）的外侧，所述复位弹簧（32）的一端和上壳（21）的内底面相连接，所述复位弹簧（32）的另一端和压力调节板（31）相连接。

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