CZ143097A3 - Generator employing liquefied gas - Google Patents

Description

Vynález se týká generátoru na zkapalněný nlyn podle předvýznaku patentového nároku 1.

Dosayadní_stav_techniky

U pasivních bezpečnostních zařízení pro motorová vozidla , u kterých jsou ~idič nebo spolujezdci chráněni nafouknuté)ným ochranným polštářem proti nárazu před zraněním nárazem na volant nebo přístrojovou desku / který se také nazývá air-bag / se pro výrobu plynu používají bud plynové generátory s pevnou hnací náulní nebo plynové generátory se stlačeným plynem, který je pod tlakem / hybridní generátor, generátor na stlačený vzduch / nebo i generátory se směsemi kapalných Dlynů, která se oodílejí částečně aktiv ně na spalování . Přednosti směsí plynů oproti pevným náplním při použití v generátoru jsou dostatečně známy. Problémem u plynových generátorů nebo i u generátorů na zkapalněný plyn je to, že plyny, které jsou pod tlakem , musí být uzavřeny v nádrži, která se v/případě použití, to znamená p*i uvedení generátoru ,musí definitivně otevřít.

Z DE 42 41 221 Al je znám generátor na zka palněný plyn oro nafouknutelné ochranné polštáře proti nárazu pro ocbranu posádky motorového

-2vozidla př-ed zraněním. Generátor na zkapalněný plyn má těleso, ve kterém je umístěna reakční nádrž se zkapalněným plynem. Pro Pro vyvolání spalování zkapalněného plynu se v těchto pohání průbojník s s p^eoouštěcím kanálem. Pohybová energie pro průbojník se vyrábí pyrotechnicky tím, že se iniciuje zapalovací prvek. Zplodiny ze zapálení zapalovacího prvku se dostanou přes přepouštěcí kanál do vnitřku reakční nádrže, kde spustí spalování zkapalněného plynu.Spalovací plyny, které p*i tom vzniknou se dostávají ořeš přepouštěcí kanál ven z reakční nádržedo dutiny,ve které je umístěn průbojník.Dutina je uzavřena vůči výstupnímu prostoru / orůchozímu vrtání / průraznou membránou. Tato průrazná membrána se při dosažení nejnižáího tlaku spalovacích plynů roztrhne a uvolní tím cestu pro od vádění spalovacích ilynů p*es výstupní prostor / průchozí vrtání / volně ven z tělesa.

Nevýhodné na tom je,že průbojník popřípadě úderník musí p*ímo dosednout na reakční nádrž, nebol se jinak může za úderníkem vyvinout tlak, který zabrání proražení reakční nádrže.Kromě toho vzniká nebezpečí,ž- se průbojník zatíží nerovnoměrně, což opět může vést k nejistotám při proražení. Podstatným nedostatkem dále je nutná průrazná membrána,pomocí níž se vytvoří dutina jako tlaková komora. Tyto průrazné membrány jsou za prvé velice drahé a za druhé se při použití jen jedné průrazné membrány vytvoří v

-3sledku vystupujícího plynu zpětný náraz,který podmiňuje nežádoucí točivý moment plynového generátoru.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za základní úlohu zlepšit generátor na zkapalněný plyn podle předvýznaku patentového nároku 1 tak, aby se otevírání popřípadě prorážení reakční nádrže zjednodušilo a výroba plynu se řídila po celou dobu provozu a prováděla ae reprodukovatelně.

Pro “ešenť táto úlohy oodle vynálezu se navrhuje generátor na zkapalněný plyn, jehož, těleso obsahuje uzavřenou reakční nádrž pro zkapalněný plyn.

V tělese je vytvořena dutina, která p*i zavedené reakční nádrži s touto hraničí. V dutině je umístěn posuvně nrůrazný prvek,který je při zapálení zapalovacího prvku hnán v celé své dálce stěnou reakční nádrže a úplně se ponoří do reakční nádrže. Po proražení popřípadě probití stěny reakční nádrže průbojníkem a dalším vniknutí průbojníku do předtím uzavřené reakční nádrže dojde tak ke spojení s průměrem průbojníku.

Podstatnou předností je vynechání odděleného tlakového prostoru s průraznou membránou. Tím je dána rozhodující cenová přednost. Vynecháním průrazné membrány se jednoduše dosáhne symetrický odtok větším počtem výtokových vývrtů rozdělených po průměru. Tím se zabrání zpětnému nárazu popřípadě nežádoucímu točivému momentu. Další přednost spočívá v jednoduší konstrukci plynového generátoru,

-4který je vyroben jakoby jen z rotačně symetrických konstrukčních dílů.

S výhodou je průbojník plné těleso.

Ve výhodné formě provedení podle vynálezu je orůbojník nro lepší proražení/ probití stěny reakční nádrže vytvořen jako projektil to znamená válec s nasazeným kuželem, koulí , válcem atd.

Ve výhodném provedení má zapalovací prvek roznětnou tabletu.

Pro souštění generátoru na zkapalněný plyn se zapalovací prvek popřípadě roznětná tableta zapálí. Spalovací plyny,které vznikají p*i zapálení zapalovacího prvku, Ženou průbojník stěnou reakční nádrže. Při tom je zapalovací prvek a průbojník tak spolu spojeny, aby se v každém případě zaručilo čisté proražení přepážky. Vniknutím následujících horkých plynů do reakční nádrže a výtokem směsi zkapalněných plynů do dutiny dojde k zapálení a k reakci směsi zkapalněných plynů.Vznikající spalovací plyny se odvádí přepoustěcími kanály ,vycházejí čími od dutiny. Tvarováním, polohou a průměrem přepouŠtěcích kanálů se může řídit výroba plynů a může se provádět reprodukovatelně. Tím může odpadnout použití nákladných průrazných membrán v této oblasti. Spalovací plyny vstunující do p^eoouštěcích kanálů se dostanou přes odtokové vývrty v tělese ven z plynového generátoru,kde se nafoukne složený ochranný polštář proti nárazu.

Jek již bylo uvedeno, je průbojník s výho-5dou vytvořen ve tvaru projektilu, aby se zaručilo bezpečné a definované proražení přepážky . S výhodou je průbojník spojen přes trhací hranu se zapalovacím prv_Aem popřípadě objímkou, aby teprve po vzniku definovaného tlaku, vyvolaného spalovacími plyny zapalovacího prvku , se průbojník mohl začít pohybovat s velkou energií.

Alternativně je na průbojníku radiální rozšíření a/nebo ve vodící objímce radiální zúžení,

Pro dosažení energie potřebné pro proražení stě^y je s výhodou mezi průbojníkem a zapalovacím prvkem dutina / využití spalovacích plynů/.Dutina je s výhodou naplněna nábojem. Nábojem je s výhodou pyrotechnická prášková výmětná náplň nebo zápalná směs jako například nitroceluloza, směs borkalium nitrátu nebo směs černého prachu* Podle vynálezu je zapalovací prvek s výhodou opatřen válcovou vodící objímkou pro vedení průbojníku.

S výhodou je průbojník z tepelně stálého,spalitelného tvarového dílu,který se po vniknutí do reakční nádrže spálí společně násobením vysoké teploty vznikající při reakci plynu. Další předností je, že se při zpětném vracení průbojníku otvorem tento již nemůže při spalování ucpat žádný přenou štěcí kanál. S výhodou je průbojník, trhací hrana a objímka tvarový díl.

S výhodou je stěna reakční nádrže ,které se má prorazit průbojníkem, orůrazný kotouč,který je s výhodou integrován do víka uzávěru reakční ná drže.

-6PFehled obrázků na_výkrese

Další znaky vyplývají z obr., které jsou dále popsány . Ukazují 'í

Obr. 1 generátor na zkapalněný plyn v Fezu, podle vynálezu, obr. 2 první formu provedení zapalovacího prvku částečně v Fezu a obr, 3 druhou formu provedení zapalovacího prv ku v Fezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje generátor 1 na zkapalněný plyn podle vynálezu, který v podstatě sestává z hlavy 2 , dna popřípadě adapteru 9 a válcové odtokové trubky 10. V odtokové trubce 10 jsou výtokové vývrty 11 . Kromě toho je v odtokové trubce 10 popřípadě v generátoru 1 na zkapalněný plyn umístěna reakční nádrž 7 jako láhev odolná vůči vlastnímu tlaku. V této reakční nádrži 7 je zkapalněný olyn oooípadě směs zkapalněných plynů.

Reakční nádrž 7 slouží jako zásobní nádrž stejně tak jako spalovací komora směsi zkapalněných plynů. Čelně je je reakční nádrž 7 uzavřena průrazným kotoučem 5 . °růrazný kotouč 5 je p*i tom integrován do víka uzávěru 18 . Tento uzávěr 18 je zašroubován přes závit 20 do hlavy 2 tak, aby dutina 9 hraničila s průrazným kotoučem 5 .

Od dutiny 9 vedou přepouštěcí kanály .6 do meziprostoru mezi reakční nádrží 7 a odtokovou trub-7kou 10 , V hlavě 2 je dále umístěn držák 3 zapalovacího prvku 4 . Přední Špička zapalovacího prvku 4 má průbojník 18 vytvořený jako projektil a vyčnívá tímto do dutiny 9 . Zapalovací prvek 4 je na podélné ose 21 reakční nádrže 7 .

Reakční nádrž 7 je s výhodou vyrobena z ušlechtilé ocele. Těleso je rovněž s výhodou z ocele nebo z hliníku.

Obr, 3 ukazuje jednu variantu zapalovacího prvku 4. Zapalovací prvek 4 je zasazen do držáku pro z_ap_aiovací prvek 4 . Zapalovací prvek 4 sestává z roznětné náložky 12 a dutiny,umístěné mezi průbojníkem 16 a roznětnou náložkou 12,která je naplněna nábojem 13 * Průbojník 16 je spojen tvarováním přes objímku 14 _{s trhací hranou} pevně se zapalovacím prvkem 4 . V případě zapálení se zaoálí zapalovací prvek 4 , vznikající nlyny a horké částice zapálí náboj 13 . Vzhledem k tomu, že průbojník 16,který je nevně spojen ořeš objímku 14 a trhací hranu 15 sodrŽákem 3 ^zapalovacťho prbku 4, se nemůže uvést do pohybu,dochází ke vzniku tlaku,určeném silou trhací hrany 15 . Po dosažení určitého definovaného tlaku dojde mezi průbojníkem 16 a objímkou 14 k velmi rychlému odtržení na místě trhací hrany 15 .Pomocí vodící objímky liPdržáku 3 zapalovacího prvku dojde k Mženému urychlení průbojníku 16, Průbojník 16 se urychlí definovaně ve vodící objímce 17 působením tlaku spalovacího plynu / pricip střely v krátké hlavni /,

-δ- · Ρο oddělení průbojníku 16 od držáku 3 zapalovacího prvku 4 oopřípadě samotného zapalovacího prvku 4 projde průbojník 16 napříč dutinou 9 hlavy 2 a prorazí průrazný kotouč 5, který oddělí směs zkapalněných plynů ve spalovací komoře 8 od hlavy 2 popřípadě dutiny 9 /viz obr. 1/. Horkými plyny a horkými částicemi zapalovacího prvku 4 , následujícími za průbojníkem 16 , se ve spalovací komoře 8 zapálí směs zkapalněných plynů. Otevřením nrůrazného disku 5 dojde k objemovému roztažení do dutiny 9 hlavy 2 a tím se 2ačně přes přepouštěcí kanály 6 a výtokové vývrty 11 nafukovat plynový vak. Průtok olynu a vzestup tlaku v dutině 9 hlavy 2 se mohou definovaně řídit polohou, prů měrem a počtem přepouátěcích kanálů 6 .Průbojník 16 může být z teplotně stálého, spalitelného tvarového dílu / z plastu nebo kovu /, který je vvtvo řen jako projektil. Vysokou teplotou vznikající při reakci směsi zkapalněných plynů se spálí po vniknutí do spalovací komory 8 průbojník 16

Obr. 2 ukazuje jinou formu provedení průbojníku 16, poněkud změněnou oproti obr. 3, a náboj 13 . Průbojník 16 není zde spojen přes trhací hra nu 18 s objímkou 14 popřípadě zapalovacím pi&em 4 . Za to je na průbojníku 16 vytvořeno radiální rozšíření 31 · Alternativně může být také be vodící objímce 14 vytvořeno radiální zúžení 30 .Obě opatření násobí, jak taká i trhací hrana 15 na obr 3, teprve po dosažení určitého tlaku řízené urychlení průbojníku 16 .

Claims (12)

1. Generátor na zkapalněný plyn pro nafouknutelné polštáře proti nárazu , bránící posádku mo torového vozidla před zraněním s

- tělesem,

- uzavřenou nádrží /ý/ pro jímání zkapalněného plynu, umístěnou v tělese,

- dutinou/?/ v tělese ,hranič ící s reakční nádrží /7/,

- zapalovacím prvkem /4/,

- průbojníkem /16/, pohyblivým v dutině/9/, pro prorážení stěny reakční nádrže /7/ p^i iniciování zápalného prvku /4/,přičemž spalovací plypy zkapalněného plynu se dostávají z reakční nádrže /7/ do dutiny /9/ a odtamtud z tělesa ven k ochranému polštáři proti nárazu, vyznačující se tím, že průbojník /16/ probíjí celou svou délkou jednu ze stěn reakční nádrže /7/ a úplně se ponořuje do reakční nádrže ,

2. Generátor na zkapalněný 1, vyznačující se bojník 16 je plné těleso.

plyn oodle nároku tím, že prů

3. Generátor na zkapalněný plyn podle nároku

1 nebo 2, vyznačující tím ze průbojník /16/ je vytvořen jako projektil:

-114. Generátor na zkapalněný plyn podle jednoho z nároků 1 až 3 , vyznačující se t í m , že průbojník je spojen přes trhací hranu /15/ se zapalovacím prvkem /

4/ po případě objímkou /14/.

5. Generátor na zkapalnělý plyn podle jednoho z nároků 1 až 4 , vyznačující se t í m , že průbojník /16/ je z teplotně stálého, spalitelného tvarového dílu.

6. Generátor na zkapalněný plyn podle nároku 4 nebo 5 , vyznačující se tím, že průbojník /16/, trhací hrana /15/ a objímka /14/ jsou tvarovým dílem.

7. Generátor na zkapalněný plyn podle nároku 1 až 6 ,vyznačující se tím, Že zapalovací prvek /4/ je opatřen vodící objímkou /17/ pro vedení průbojníku /16/.

8. Generátor na zkapalněný plyn podle nároku 1 a? 7 , vyznačující se t í m , že na průbojníku /16/ je radiální rozšíření /31/.a/nebo ve vodící objímce /17/ radiální zúžení.

9. Generátor na zkapalněný plyn podle jednoho z nároků 1 až 8 , vyznačující se tím, že zapalovací prvek /4/ obsahuje roznětnou náložku /12/.

10. Generátor na zkapalněný plyn podle jednoho z nároků 1 až 9 , vyznačují-12c í se tím, že mezi zapalovacím prvkem /4/ a průbojníkem /16/ je dutina /9/,která je s výhodou naolněna patrohou /13/.

11. Generátor na zkapalněný plyn podle nároku 1 až 10 , vyznačující se tí že jedna ze stěn reakční nádrže /ý/ je průraz ný disk /5/.

12. Generátor na zkapalněný plyn,podle náro ku 11, vyznačující se tím, že průrazný disk /5/ je integrován do víka uzávěru /18/ reakční nádrže /7/.