CN114523932A - 整体式点火结构和压缩气体式燃气发生器 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种整体式点火结构和压缩气体式燃气发生器，涉及安全气囊技术领域，该整体式点火结构包括点火盒、点火器和端盖，相较于现有技术，本发明通过设置能够产生塑性形变的端盖，实现压缩气体式燃气发生器在高温、常温和低温起爆时，且相同化学药剂重量时，针对不同燃烧温度下产生不同的塑性变形大小，从而形成不同大小容积的点火室空间，有效缩小由其产生的点火室压力差，并配合流通孔的使用，优化点火室与压缩气体室之间的连通结构，从而保证高温、常温和低温时起始压力TTFG的一致性，并有效降低高温时起始压力和燃烧室压力，有利于降低壳体材料成本和重量。

Description

整体式点火结构和压缩气体式燃气发生器

技术领域

本发明涉及安全气囊领域，具体而言，涉及一种整体式点火结构和压缩气体式燃气发生器。

背景技术

本领域中已公开了用于为可充气约束系统安全气囊充气的许多类型的燃气发生器设备。此类燃气发生器设备的一种类别通常称为“压缩气体式燃气发生器”，并且一般是指含有压缩气体的各种燃气发生器设备。

众所周知，一种特定类型的压缩气体式燃气发生器(有时称为“储气式燃气发生器”)仅仅含有一定数量的储存压缩气体，该储存压缩气体被选择性地释放以便为相关联的安全气囊内充气。另一种已知类型的压缩气体式燃气发生器通常称为“混合式燃气发生器”。在这种燃气发生器设备中，充气气体由储存压缩气体和产气材料(例如，化学药剂)燃烧气体的组合产生。

与正面冲击和正面安全气囊相比，导致或产生侧面安全气囊、帘式气囊展开的侧面冲击或碰撞通常导致在发生展开事件(例如，车辆碰撞或冲击)与乘员接触展开的安全气囊之间的时间显著缩短。因此，为了满足或达到这一要求，必须缩短“起始压力时间”(TTFG)，利用强大的压力波来快速打开排气端部的密封件(例如，爆破片)，为了确保足够强大的压力波，通常会在点火器后附加点火室，内部装填化学药剂，其高温燃烧气体可以加快并补充气体输出。

经发明人调研发现，现有技术中采用化学药剂直接点燃的方式，具有以下缺点：首先化学药剂其自身的温度敏感性，会带来化学药剂在高温、低温和常温环境下不同的起始压力值，直接影响排气端部的密封件爆破时间，继而影响TTFG。其次，化学药剂在相同空间内，不同温度环境下燃烧，其燃烧室内压力差别非常大。最后，为满足高温时的安全系数要求，通常情况下，燃气发生器的外壳必须采用更高强度钢管或钢板，或增加材料自身厚度，这些也直接影响成本和体积，造成不必要的浪费。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种整体式点火结构和压缩气体式燃气发生器，其能够有效缩小由化学药剂点火产生的点火室压力差，并能够保证不同温度下的起始压力TTPG的一致性，有效降低高温时起始压力和点火室压力，有利于降低壳体材料成本和重量。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种整体式点火结构，包括点火盒、点火器和端盖，点火盒呈一端开口状，并具有相对的封闭端和开口端，点火器设置在封闭端，端盖设置在开口端，并与点火盒围设形成一点火室，且端盖上开设有用于导通点火室的流通孔，点火室内设置有点火药，点火器用于点燃点火药并产生膨胀气体，端盖还用于在膨胀气体的气压作用下发生塑性变形，以增大点火室的容积。

在可选的实施方式中，端盖包括一体设置的连接环和形变板，连接环固定设置在点火盒的内侧壁上，形变板封堵在开口端，流通孔开设在形变板上，形变板用于在膨胀气体的气压作用下朝向远离封闭端的方向发生塑性变形。

在可选的实施方式中，流通孔为多个，多个流通孔均匀分布在形变板的中心位置，且每个流通孔的尺寸小于点火药的颗粒尺寸，以防止点火药冲出点火室。

在可选的实施方式中，形变板的中心位置朝向远离封闭端的方向凸起，以形成凸台结构，流通孔设置在凸台结构上。

在可选的实施方式中，连接环包括一体设置的第一环部和第二环部，第一环部固定设置在点火盒的内侧壁上，第二环部的一侧与第一环部连接，另一侧与形变板连接，第二环部用于在形变板的带动下脱离点火盒的内侧壁。

在可选的实施方式中，第二环部上开设有多个助流孔，多个助流孔用于在第二环部脱离点火盒的内侧壁的情况下导通点火室和外管内部。

在可选的实施方式中，封闭端的端面设置有朝向开口端凹陷的凹陷部，凹陷部靠近开口端的一端表面设置有刻痕，以局部减薄凹陷部的厚度，点火器至少部分容置在凹陷部内，并用于冲破刻痕以点燃点火药。

在可选的实施方式中，点火器包括电爆管和固定基座，电爆管容置在凹陷部内，固定基座与电爆管连接，并至少部分设置在凹陷部外，且固定基座与点火盒密封连接。

在可选的实施方式中，电爆管上套设有密封圈，密封圈用于封堵凹陷部。

第二方面，本发明提供一种压缩气体式燃气发生器，包括外管和如前述实施方式任一项的整体式点火结构，外管中填充有压缩气体，点火盒固定设置在外管的一端，流通孔用于导通点火室和外管的内部空间。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明提供的整体式点火结构和压缩气体式燃气发生器，通过该在点火盒的开口端设置端盖，端盖与点火盒围设形成点火室，并在点火室内设置点火药，端盖采用塑性材料，在实际点火时，通过点火器点燃点火药，点火药燃烧后产生大量的膨胀气体，并在点火室内迅速建立内压，在膨胀气体的气压作用下，端盖发生塑性变形，从而增大了点火室的容积，缩小了不同温度下点火药产生点火室压力差。相较于现有技术，本发明通过设置能够产生塑性形变的端盖，实现压缩气体式燃气发生器在高温、常温和低温起爆时，且相同化学药剂重量时，针对不同燃烧温度下产生不同的塑性变形大小，从而形成不同大小容积的点火室空间，有效缩小由其产生的点火室压力差，并配合流通孔的使用，优化点火室与压缩气体室之间的连通结构，从而保证高温、常温和低温时起始压力TTFG的一致性，并有效降低高温时起始压力和燃烧室压力，有利于降低壳体材料成本和重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例中压缩气体式燃气发生器的外部结构示意图；

图2为本发明第一实施例中压缩气体式燃气发生器的内部结构示意图；

图3为图1中端盖与点火盒在第一视角下的连接结构示意图；

图4为图1中端盖与点火盒在第二视角下的连接结构示意图；

图5为图4中凹陷部的结构示意图；

图6为图2中端盖与点火盒的连接结构剖视图；

图7为图2中端盖与点火盒在点火状态下的结构示意图；

图8为本发明第一实施例中整体式点火结构的示意图；

图9为本发明第二实施例中端盖与点火盒在第一视角下的连接结构示意图；

图10为本发明第二实施例中端盖与点火盒在第二视角下的连接结构示意图；

图11为本发明第三实施例中端盖与点火盒在第一视角下的连接结构示意图；

图12为本发明第三实施例中端盖与点火盒在第二视角下的连接结构示意图。

图标：100-整体式点火结构；110-点火盒；111-开口端；113-封闭端；115-凹陷部；117-刻痕；130-点火器；131-电爆管；133-固定基座；150-端盖；151-连接环；153-形变板；155-凸台结构；157-第一环部；159-第二环部；170-点火室；171-点火药；190-流通孔；191-助流孔；200-压缩气体式燃气发生器；210-外管；230-导流罩。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的，本领域中已公开了用于为可充气约束系统安全气囊充气的许多类型的燃气发生器设备。此类燃气发生器设备的一种类别通常称为“压缩气体式燃气发生器”，并且一般是指含有压缩气体的各种燃气发生器设备。众所周知，一种特定类型的压缩气体式燃气发生器(有时称为“储气式燃气发生器”)仅仅含有一定数量的储存压缩气体，该储存压缩气体被选择性地释放以便为相关联的安全气囊内充气。另一种已知类型的压缩气体式燃气发生器通常称为“混合式燃气发生器”。在这种燃气发生器设备中，充气气体由储存压缩气体和产气材料(例如，化学药剂)燃烧气体的组合产生。

侧面安全气囊(有时也称为侧面冲击安全气囊)、帘式气囊在当今汽车技术中广泛使用。通常，侧面安全气囊储存或位于内侧结构诸如车辆的立柱或车辆座椅的靠背中，帘式气囊通常安装在汽车顶部或前侧，并且在冲击或碰撞的情况下有助于保护乘员，尤其是在侧面冲击或碰撞期间保护乘员的胸部和头部。在实施中，通常安装侧面安全气囊系统以防止或以其他方式最小化或减少由于与车辆侧面或门碰撞而造成的乘员伤害，并且防止乘员受到破碎门窗碎片的伤害，或者当诸如例如在发生车辆侧面碰撞时乘员向车门倾斜或者车门向内凹陷时，防止乘员从车身挤出。压缩气体式燃气发生器已经在侧面安全气囊和帘式气囊系统中广泛应用。

与正面冲击和正面安全气囊相比，导致或产生侧面安全气囊展开的侧面冲击或碰撞通常导致在发生展开事件(例如，车辆碰撞或冲击)与乘员接触展开的安全气囊之间的时间显著缩短。因此，为了满足或达到这一要求，必须缩短“起始压力时间”(TTFG)，利用强大的压力波来快速打开排气端部的密封件(例如，爆破片)，为了确保足够强大的压力波，通常会在点火器后附加点火室，内部装填化学药剂，其高温燃烧气体可以加快并补充气体输出。

然而，现有技术中，其采用的是在点火室中设置点火药，点火药直接与压缩气体室连通，在点火器点燃点火药时，点火室内即产生膨胀气体，并直接导通至压缩气体室。而这种结构形式，必然带来了以下技术问题。

1、化学药剂由于其自身的温度敏感性，会到来化学药剂在高温、低温和常温环境下不同的起始压力值，这无疑直接影响了排气端部的密封件爆破时间，继而影响TTPG。

2、化学药剂在相同空间内的不同温度环境下燃烧，其燃烧产生的膨胀气体压力差别非常大，导致对于压缩气体室的补充气体能力差别很大，进而影响TTPG。

3、通常情况下，由于点火时局部气压较大，因此未来满足高温时的安全系数要求，通常情况下，燃气发生器的外壳必须采用更高强度的钢管或钢板，或者需要增加材料的自身厚度，这无疑也直接影响了产品的成本和体积，造成不必要的浪费。

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的整体式点火结构100和压缩气体式燃气发生器200。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

参见图1至图8，本实施例提供了一种整体式点火结构100，其适用于压缩气体式燃气发生器200，并且其能够有效缩小由不同温度下化学药剂点火产生的压力差，并能够保证不同温度下的起始压力TTPG的一致性，有效降低高温时起始压力和点火室170压力，有利于降低壳体材料成本和重量。同时优化了点火结构，简化装配流程，降低制造成本。

本实施例提供了一种整体式点火结构100，包括点火盒110、点火器130和端盖150，点火盒110呈一端开口状，并具有相对的封闭端113和开口端111，点火器130设置在封闭端113，端盖150设置在开口端111，并与点火盒110围设形成一点火室170，且端盖150上开设有用于导通点火室170的流通孔190，点火室170内设置有点火药171，点火器130用于点燃点火药171并产生膨胀气体，端盖150还用于在膨胀气体的气压作用下发生塑性变形，以增大点火室170的容积。

具体地，本实施例中的整体式点火结构100，其适用于压缩气体式燃气发生器200，该压缩气体式燃气发生器200包括该整体式点火结构100和外管210，外管210中填充有压缩气体，点火盒110固定设置在外管210的一端，且点火盒110外的外管210内部形成压缩气体室，压缩气体填充在该压缩气体室内部，同时，流通孔导通了点火室170和压缩气体室，外管210的另一端设置有导流罩230和爆破片，其中导流罩230和爆破片的结构和爆破原理与常规技术中的爆破结构一致，在此不再详细描述。

在本实施例中，点火盒110呈深杯状，并具有相对的封闭端113和开口端111，其中点火盒110焊接设置在外管210的内壁上，以实现固定，且点火盒110可以采用易于焊接、强度较高的冷轧或热轧钢材，例如钢板或钢带冲压成型，其一端封闭另一端开口，且点火盒110的封闭端113靠近外管210的端部，开口端111更加靠近外管210的中心，并延伸至压缩气体室。点火器130固定设置在点火盒110的封闭端113，端盖150固定设置在点火盒110的开口端111，且端盖150上的流通孔190同时导通点火室170和压缩气体室。

需要说明的是，本实施例中端盖150焊接设置在点火盒110上，直接组成了点火室170，点火器130和点火盒110采用一体化装配方式，通过焊接固定密封，可提前装配后库房存放备用，提高生产效率。

在本实施例中，封闭端113的端面设置有朝向开口端111凹陷的凹陷部115，凹陷部115靠近开口端111的一端表面设置有刻痕117，以局部减薄凹陷部115的厚度，点火器130至少部分容置在凹陷部115内，并用于冲破刻痕117以点燃点火药171。具体地，封闭端113的中心设有凹陷部115，凹陷部115朝向开口端111凹陷，并呈台阶状，且凹陷台阶的直径略大于点火器130伸入凹陷部115的部分的直径，且凹陷部115靠近开口端111的端部呈封闭状，使得在未点火的情况下点火室170与外部保持密封隔离状态。

在本实施例中，凹陷部115上的刻痕117可以呈十字型或米字形，其可以刻至凹陷部115厚度的至少一半，在点火器130进行点火时，可以优先冲破刻痕117处的凹陷部115，从而使得点火器130的点火处与点火室170导通，从而实现点火药171的点火操作。

点火器130包括电爆管131和固定基座133，电爆管131容置在凹陷部115内，固定基座133与电爆管131连接，并至少部分设置在凹陷部115外，且固定基座133与点火盒110密封连接。具体地，凹陷部115的直径略大于电爆管131的直径，凹陷部115的凹陷深度略大于电爆管131的高度，从而使得电爆管131能够完全容置在该凹陷部115内，固定基座133可以通过焊接的方式固定在凹陷部115外的点火盒110上，并保持固定密封，焊接方式可以是激光或电阻等。关于点火器130的安装结构和点火原理，具体可以参考现有技术中的相关描述。

在本实施例中，电爆管131上套设有密封圈(图未示)，密封圈用于封堵凹陷部115。具体地，密封圈可以是耐热橡胶圈，其位于点爆管上靠近凹陷部115上具有刻痕117的位置，从而使得凹陷部115内部形成局部的点火内腔，点爆管的端部进行点火时，在密封圈的阻挡作用下，点火内腔中的气压迅速升高，能够迅速地冲破刻痕117，使得点火室170与凹陷部115连通，进而使得点爆管能够点燃位于点火室170内的点火药171，完成点火。

结合参见图6，端盖150包括一体设置的连接环151和形变板153，连接环151固定设置在点火盒110的内侧壁上，形变板153封堵在开口端111，流通孔190开设在形变板153上，形变板153用于在膨胀气体的气压作用下朝向远离封闭端113的方向发生塑性变形。具体地，在本实施例中，连接环151固定在点火盒110的内侧壁上，且连接环151的端部与点火盒110的开口端111的端部相平齐。

需要说明的是，此处连接环151和形变板153一体成型，其中端盖150整体可以采用冷轧或热轧薄钢材，例如钢板或钢带冲压成型，材料强度和厚度可以小于点火盒110的用料，且端盖150呈浅杯状，包括连接环151和形变板153，形变板153相对于连接环151更加靠近点火盒110的封闭端113。其中，连接环151可以通过焊接或数次卷边的方式固定在点火盒110的开口端111的内壁上，优选采用激光、电阻等焊接方式实现连接环151的固定。

在本实施例中，流通孔190为多个，多个流通孔190均匀分布在形变板153的中心位置，且每个流通孔190的尺寸小于点火药171的颗粒尺寸，以防止点火药171冲出点火室170。具体地，流通孔190可以呈蜂窝状分布在形变板153的中心，且尺寸小于点火药171的尺寸，从而能够避免点火药171被一并冲出至压缩气体室造成进一步的燃烧。在点火时，点火药171被点火器130点燃，点火室170内产生大量的膨胀气体，其中部分膨胀气体能够从多个流通孔190中流入压缩气体室，而其余来不及流入的膨胀气体，则会作用在形变板153上，使得形变板153朝向开口端111塑性形变，形成圆拱形的结构，从而增大了点火室170的容积，由于塑性形变时端盖150也会对膨胀气体具有一定的限制作用，故通过塑性形变的调和作用，能够保持点火盒110内的压力在较窄的范围内波动，进而保证流入压缩气体室内的气体流速和压强也在较窄的范围内波动。

本实施例提供的整体式点火结构100，其工作原理如下：电爆管131接收到电流起爆，产生的能量作用在凹陷部115，当达到设定的破裂压力时，凹陷部115表面薄弱的刻痕117按照预设的位置定向破裂，引燃点火室170内的点火药171，快速产生大量的气体，由于产气速度非常快，气体来不及通过形变板153上的流通孔190流出，因此在点火室170内的气体会在极短时间内迅速建立内压，气压作用在形变板153上，导致形变板153产生塑性变形，呈圆拱形。因药剂的温度敏感性，燃速会因温度升高而加快，塑性变形会随温度升高而增加，点火室170空间容积随塑性变形增加而增大，也就是说，通过形变板153能够起到调节作用，即便点火药171的起始压力值不同，也能够向压缩气体室输出气压较为一致的气体，最终保持点火室170内压力在较窄的范围内波动，进而保证流入压缩气体室内的气体流速和压强也在较窄的范围内波动，进而保证TTPG在较小的范围内波动，使得不同温度下也能够达成较为一致的TTPG。通过形变板153的塑性形变，能够避免点火室170内的气压过大，调节了进入压缩气体室的气体压强，同时对于外壳的强度要求更低，使得端盖150和点火盒110均可以采用较薄的材料，无疑节约了材料。

本实施例还提供了一种整体式点火结构100的装配方法，可以采用以下步骤进行装配：

1、将电爆管131放入固定基座133中，将O形密封圈套在电爆管131尾部的装药端。

2、将点火盒110的封闭端113放在固定基座133的平面上，此时电爆管131尾部装药端正好嵌入凹陷部115，采用激光焊接方式将点火盒110的封闭端113与固定基座133焊接固定。

3、点火盒110端盖150上连通孔用密封箔密封。

4、点火盒110内称量填入一定量的点火药171。

5、将端盖150放入点火盒110内，开口端111齐平，采用激光焊接方式将两零件的开口端111侧壁焊接固定，装配成半成品存放库房备用。

综上所述，本实施例提供的整体式点火结构100，通过设置能够产生塑性形变的端盖150，实现压缩气体式燃气发生器200在高温、常温和低温起爆时，且相同化学药剂重量时，针对不同燃烧温度下产生不同的塑性变形大小，从而形成不同大小容积的点火室170空间，有效缩小由其产生的点火室170压力差，并配合流通孔190的使用，优化点火室170与压缩气体室之间的连通结构，从而保证高温、常温和低温时起始压力TTFG的一致性，并有效降低高温时起始压力和燃烧室压力，有利于降低壳体材料成本和重量。具体而言，本实施例通过利用金属材料固有的塑性变形特性，实现压缩气体式燃气发生器200在高温、常温和低温起爆时，相同化学药剂装填量时，不同燃烧温度下点火室170内端盖150产生不同的塑性变形大小，形成不同大小容积的点火室170空间，有效缩小由其产生的点火室170压力差、稳定形成第一冲击波的时间，从而保证爆破片破裂时间一致性提升，稳定压力起始时间TTFG。同时简化了零件结构设计，简化药剂配方组份和药型(无需配置不同温度下的特殊药剂)，有利于降低生产成本，尤其是制药工艺成本，同时高温内压的降低，也可实现低强度壳体钢管的使用，从而降低钢管采购成本。

第二实施例

结合参见图9和图10，本实施例提供了一种整体式点火结构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，整体式点火结构100包括点火盒110、点火器130和端盖150，点火盒110呈一端开口状，并具有相对的封闭端113和开口端111，点火器130设置在封闭端113，端盖150设置在开口端111，并与点火盒110围设形成一点火室170，且端盖150上开设有用于导通点火室170的流通孔190，点火室170内设置有点火药171，点火器130用于点燃点火药171并产生膨胀气体，端盖150还用于在膨胀气体的气压作用下发生塑性变形，以增大点火室170的容积。

端盖150包括一体设置的连接环151和形变板153，连接环151固定设置在点火盒110的内侧壁上，形变板153封堵在开口端111，流通孔190开设在形变板153上，形变板153用于在膨胀气体的气压作用下朝向远离封闭端113的方向发生塑性变形。

在本实施例中，形变板153的中心位置朝向远离封闭端113的方向凸起，以形成凸台结构155，流通孔190设置在凸台结构155上。具体地，在形变板153的中心位置设置凸台结构155，且该凸台结构155可以通过冲压工艺形成，并呈圆台拱状，其表面设有数个流通孔190，每个流通孔190的孔径均小于点火药171的尺寸。

在本实施例中，通过在形变板153的中心位置形成凸台结构155，在点火形变时，由于具有凸台结构155，能够起到塑性变形的导向作用，即由凸台结构155处开始形变，从而对塑性形变构成了一定的方向引导，使得塑性形变更加均匀和快速。

本实施例提供的整体式点火结构100，其工作原理如下：电爆管131接收到电流起爆，产生的能量作用在凹陷部115，当达到设定的破裂压力时，凹陷部115表面薄弱的刻痕117按照预设的位置定向破裂，引燃点火室170内的点火药171，快速产生大量的气体，由于产气速度非常快，气体来不及通过凸台结构155上的流通孔190流出，因此在点火室170内的气体会在极短时间内迅速建立内压，气压作用在形变板153上，形变板153上的凸台结构155处产生塑性变形。因药剂的温度敏感性，燃速会因温度升高而加快，塑性变形会随温度升高而增加，点火室170内空间容积随塑性变形增加而增大，最终保持点火室170内压力在较窄的范围内波动，保证流入压缩气体室内的气体流速和压强也在较窄的范围内波动。

第三实施例

结合参见图11和图12，本实施例提供了一种整体式点火结构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，整体式点火结构100包括点火盒110、点火器130和端盖150，点火盒110呈一端开口状，并具有相对的封闭端113和开口端111，点火器130设置在封闭端113，端盖150设置在开口端111，并与点火盒110围设形成一点火室170，且端盖150上开设有用于导通点火室170的流通孔190，点火室170内设置有点火药171，点火器130用于点燃点火药171并产生膨胀气体，端盖150还用于在膨胀气体的气压作用下发生塑性变形，以增大点火室170的容积。

在本实施例中，端盖150包括一体设置的连接环151和形变板153，连接环151固定设置在点火盒110的内侧壁上，形变板153封堵在开口端111，流通孔190开设在形变板153上，形变板153用于在膨胀气体的气压作用下朝向远离封闭端113的方向发生塑性变形。形变板153的中心位置朝向远离封闭端113的方向凸起，以形成凸台结构155，流通孔190设置在凸台结构155上。具体地，在形变板153的中心位置设置凸台结构155，且该凸台结构155可以通过冲压工艺形成，并呈圆台拱状，其表面设有数个流通孔190，每个流通孔190的孔径均小于点火药171的尺寸。

在本实施例中，连接环151包括一体设置的第一环部157和第二环部159，第一环部157固定设置在点火盒110的内侧壁上，第二环部159的一侧与第一环部157连接，另一侧与形变板153连接，第二环部159用于在形变板153的带动下脱离点火盒110的内侧壁。具体地，第一环部157和第二环部159均呈环状，且第一环部157焊接在点火盒110的内侧壁上，第二环部159在未点火状态时可以贴附在点火盒110的内侧壁上，在点火时形变板153发生形变，当形变至一定程度时，可以带动第二环部159发生形变，并脱离点火盒110的内侧壁，从而使得形变板153能够移动的更远，进一步增加了点火室170内的容积，从而提升了对气压的调节能力。

在本实施例中，第二环部159上开设有多个助流孔191，多个助流孔191用于在第二环部159脱离点火盒110的内侧壁的情况下导通点火室170和外管210内部。具体地，通过设置助流孔191，能够进一步提升气体流入气体压缩室的速度，保证快速反应。同时，多个助流孔191的孔径也小于点火药171的尺寸，从而防止点火药171冲击至压缩气体室。

本实施例提供的整体式点火结构100，其工作原理如下：电爆管131接收到电流起爆，产生的能量作用在凹陷部115，当达到设定的破裂压力时，凹陷部115表面薄弱的刻痕117按照预设的位置定向破裂，引燃点火室170内的点火药171，快速产生大量的气体，由于产气速度非常快，气体来不及通过凸台结构155上的流通孔190流出，因此在点火室170内的气体会在极短时间内迅速建立内压，气压作用在形变板153上，形变板153上的凸台结构155处产生塑性变形。因药剂的温度敏感性，燃速会因温度升高而加快，塑性变形会随温度升高而增加，点火室170内空间容积随塑性变形增加而增大，最终保持点火室170内压力在较窄的范围内波动，保证流入压缩气体室内的气体流速和压强也在较窄的范围内波动。在高温环境下，由于内部压力建立时间极短，内压增加迅速，此时，凸台结构155处产生的塑性变形非常大，当形变板153变形到一定位置时，第二环部159也随之产生变形，脱离点火盒110的侧壁，并与形变板153共同形成更大的圆拱状，此时第二环部159上的通孔脱离原有位置，变成气流通孔190，进一步增加气体流速，降低高温时点火室170内压力。

第四实施例

本实施例提供了一种压缩气体式燃气发生器200，包括如第一实施例、第二实施例或第三实施例提供的整体式点火结构100。

在本实施例中，压缩气体式燃气发生器200包括外管210和整体式点火结构100，整体式点火结构100包括点火盒110、点火器130和端盖150，点火盒110呈一端开口状，并具有相对的封闭端113和开口端111，点火器130设置在封闭端113，端盖150设置在开口端111，并与点火盒110围设形成一点火室170，且端盖150上开设有用于导通点火室170的流通孔190，点火室170内设置有点火药171，点火器130用于点燃点火药171并产生膨胀气体，端盖150还用于在膨胀气体的气压作用下发生塑性变形，以增大点火室170的容积。外管210中填充有压缩气体，点火盒110固定设置在外管210的一端，流通孔用于导通点火室170和外管210的内部空间。

在本实施例中，点火盒110设置在外管210的一端，且外管210的中部形成了压缩气体室，压缩气体填充在该压缩气体室内部，同时，流通孔导通了点火室170和压缩气体室，外管210的另一端设置有导流罩230和爆破片，其中导流罩230和爆破片的结构和爆破原理与常规技术中的爆破结构一致，在此不再详细描述。

在本实施例中，通过利用金属材料固有的塑性变形特性，实现压缩气体式燃气发生器200在高温、常温和低温起爆时，相同化学药剂装填量时，不同燃烧温度下端盖150产生不同的塑性变形大小，形成不同大小容积的点火室170空间，有效缩小由其产生的点火室170压力差、稳定形成第一冲击波的时间，从而保证爆破片破裂时间一致性提升，稳定压力起始时间TTFG，这些有利于简化零件结构设计，简化药剂配方组份和药型，有利于降低生产成本，尤其是制药工艺成本，同时高温内压的降低，也可实现低强度壳体钢管的使用，从而降低钢管采购成本。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种整体式点火结构，其特征在于，包括点火盒、点火器和端盖，所述点火盒呈一端开口状，并具有相对的封闭端和开口端，所述点火器设置在所述封闭端，所述端盖设置在所述开口端，并与所述点火盒围设形成一点火室，且所述端盖上开设有用于导通所述点火室的流通孔，所述点火室内设置有点火药，所述点火器用于点燃所述点火药并产生膨胀气体，所述端盖还用于在所述膨胀气体的气压作用下发生塑性变形，以增大所述点火室的容积。

2.根据权利要求1所述的整体式点火结构，其特征在于，所述端盖包括一体设置的连接环和形变板，所述连接环固定设置在所述点火盒的内侧壁上，所述形变板封堵在所述开口端，所述流通孔开设在所述形变板上，所述形变板用于在所述膨胀气体的气压作用下朝向远离所述封闭端的方向发生塑性变形。

3.根据权利要求2所述的整体式点火结构，其特征在于，所述流通孔为多个，多个所述流通孔均匀分布在所述形变板的中心位置，且每个所述流通孔的尺寸小于所述点火药的颗粒尺寸，以防止所述点火药冲出所述点火室。

4.根据权利要求2所述的整体式点火结构，其特征在于，所述形变板的中心位置朝向远离所述封闭端的方向凸起，以形成凸台结构，所述流通孔设置在所述凸台结构上。

5.根据权利要求2或4所述的整体式点火结构，其特征在于，所述连接环包括一体设置的第一环部和第二环部，所述第一环部固定设置在所述点火盒的内侧壁上，所述第二环部的一侧与所述第一环部连接，另一侧与所述形变板连接，所述第二环部用于在所述形变板的带动下脱离所述点火盒的内侧壁。

6.根据权利要求5所述的整体式点火结构，其特征在于，所述第二环部上开设有多个助流孔，多个所述助流孔用于在所述第二环部脱离所述点火盒的内侧壁的情况下导通所述点火室。

7.根据权利要求1所述的整体式点火结构，其特征在于，所述封闭端的端面设置有朝向所述开口端凹陷的凹陷部，所述凹陷部靠近所述开口端的一端表面设置有刻痕，以局部减薄所述凹陷部的厚度，所述点火器至少部分容置在所述凹陷部内，并用于冲破所述刻痕以点燃所述点火药。

8.根据权利要求7所述的整体式点火结构，其特征在于，所述点火器包括电爆管和固定基座，所述电爆管容置在所述凹陷部内，所述固定基座与所述电爆管连接，并至少部分设置在所述凹陷部外，且所述固定基座与所述点火盒密封连接。

9.根据权利要求8所述的整体式点火结构，其特征在于，所述电爆管上套设有密封圈，所述密封圈用于封堵所述凹陷部。

10.一种压缩气体式燃气发生器，其特征在于，包括外管和如权利要求1-9任一项所述的整体式点火结构，所述外管中填充有压缩气体，所述点火盒固定设置在所述外管的一端，所述流通孔用于导通所述点火室和所述外管的内部空间。

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