Изобретение относится к области спасательной техники, в частности к газогенераторам для заполнения надуваемых емкостей. The invention relates to the field of rescue equipment, in particular to gas generators for filling inflated containers.
Известен генератор холодного газа, имеющий заряд твердого топлива с воспламенителем, охладитель и фильтр, размещенные в герметичном корпусе с выхлопным насадком [1]
Известен взятый за прототип твердотопливный газогенератор, содержащий образованный намоткой композитный корпус с крышками, моноблочный газопроницаемый заряд твердого топлива, фильтр и систему запуска с воспламенителем, расположенным в канале заряда [2]
Конструктивная схема газогенератора на твердом топливе, поясняющая суть изобретения, представлена на чертеже.Known cold gas generator having a solid fuel charge with an igniter, a cooler and a filter placed in a sealed enclosure with an exhaust nozzle [1]
A well-known solid-fuel gas generator is used, comprising a composite body formed by winding with covers, a monoblock gas-permeable charge of solid fuel, a filter and a launch system with an igniter located in the charge channel [2]
A structural diagram of a solid fuel gas generator explaining the essence of the invention is presented in the drawing.
Крышки 1 и 2 газогенератора жестко скреплены силовой оболочкой 3 воспламенителя 4. Заряд 5 твердого топлива в виде моноблочной газопроницаемой, например, с радиальными каналами 6 канальной шашки зафиксирован без зазоров между крышками с помощью эластичных прокладок 7. Непосредственно на заряд 5 по всей длине между крышками 1 и 2 намотаны непропитанные нити (корпус) 8. Связующее нанесено поверх намотки в виде тонкой герметизирующей пленки 9. Намотка нити, способ ее укладки, усилие натяга, толщина наматываемого слоя определяются требуемой величиной перепада между внутренним и внешним давлением и прочностными характеристиками заряда и корпуса газогенератора. Используемые для намотки корпуса нити могут быть из стекло- или углеволокна. Возможно применение и тканых лент из этих и других термостойких прочных материалов, в том числе и металлов. В частности, высокими прочностными свойствами характеризуются углепластики. Кроме высокой удельной жесткости высокомодульные углепластики обладают высокой статической выносливостью. Они обладают более высокой, чем у металлов, демпфирующей способностью и вибропрочностью. Объясняется это меньшей, чем, например, у стеклопластиков, деформацией при одинаковом уровне напряжения. Особенно важно, что природа углеродных волокон обеспечивает незначительный положительный или даже отрицательный коэффициент термического расширения. The covers 1 and 2 of the gas generator are rigidly fastened by the power shell 3 of the igniter 4. The charge 5 of solid fuel in the form of a monoblock gas-permeable, for example, with radial channels 6 channel checkers is fixed without gaps between the covers using elastic gaskets 7. Directly on charge 5 along the entire length between the covers 1 and 2, the non-impregnated threads are wound (case) 8. The binder is applied over the winding in the form of a thin sealing film 9. The winding of the thread, the method of laying, the tension, the thickness of the wound layer are determined by the required value th differential between internal and external pressure and strength characteristics of the charge and the gas generator housing. The threads used for winding the body can be made of glass or carbon fiber. It is possible to use woven tapes from these and other heat-resistant durable materials, including metals. In particular, high strength properties are characterized by carbon plastics. In addition to high specific stiffness, high-modulus carbon plastics have high static endurance. They have a higher damping ability and vibration resistance than that of metals. This is explained by less than, for example, fiberglass, deformation at the same stress level. It is particularly important that the nature of the carbon fibers provides a slight positive or even negative coefficient of thermal expansion.
Для гарантированного сохранения механической целостности заряда непосредственно на заряд может быть уложена или намотана силовая металлическая арматура, например в случае ограничения толщины фильтра из-за его газодинамического сопротивления (или при необходимости повышения теплоемкостных свойств намотки). To ensure the preservation of the mechanical integrity of the charge, power metal fittings can be laid directly or wound directly on the charge, for example, in the case of limiting the thickness of the filter due to its gas-dynamic resistance (or, if necessary, increasing the heat capacity of the winding).
Работа газогенератора согласно изобретению происходит следующим образом. The operation of the gas generator according to the invention is as follows.
После подачи электрического импульса на пиропатрон запуска 10 происходит зажигание воспламенителя 4, высокотемпературные продукты сгорания которого через отверстия перфорации силовой оболочки 3 воспламенителя поступают в канал моноблочного заряда 5 твердого топлива и зажигают его поверхность. Отсюда через радиальные каналы 6 или по пористой структуре, если заряд получен прессованием из гранул, смесь продуктов сгорания пиропатрона, воспламенителя и твердого топлива устремляется к газопроницаемому корпусу 8 газогенератора. После разрушения герметизирующей пленки 9 газы равномерно через всю боковую поверхность газогенератора поступают в наддуваемую емкость или оболочку. Благодаря эластичным прокладкам 7 расход газа осуществляется только через пористую структуру корпуса, что обеспечивает требуемое качество очистки и охлаждения газов. Заданный уровень давления в газогенераторе для любого размера заряда обеспечивается плотностью и толщиной слоя намотки. Необходимо особо отметить, что силы, вызванные этим давлением, благодаря признакам, отличающим изобретение от прототипа, распределены по конструктивным элементам газогенератора. Так, осевые нагрузки воспринимаются силовой оболочкой воспламенителя, а радиальные-газопроницаемым корпусом газогенератора или арматурой. При этом действующие на заряд радиальные силы, обусловленные внутриканальным давлением, нейтрализуются намоткой непосредственно на заряд арматуры либо корпуса. Компенсирующие усилия регулируются прочностными характеристиками, плотностью укладки и степенью натяжения нитей. After applying an electric pulse to the ignition trigger 10, the igniter 4 is ignited, the high-temperature products of combustion of which pass through the perforation holes of the ignitor power shell 3 into the solid fuel charge channel 5 and ignite its surface. From here, through radial channels 6 or in a porous structure, if the charge is obtained by pressing from granules, the mixture of combustion products of the pyro cartridge, igniter and solid fuel rushes to the gas-permeable body 8 of the gas generator. After the destruction of the sealing film 9, the gases uniformly through the entire lateral surface of the gas generator enter the pressurized container or shell. Thanks to the elastic gaskets 7, gas consumption is carried out only through the porous structure of the housing, which ensures the required quality of gas cleaning and cooling. The set pressure level in the gas generator for any charge size is ensured by the density and thickness of the winding layer. It should be specially noted that the forces caused by this pressure, due to the features distinguishing the invention from the prototype, are distributed among the structural elements of the gas generator. So, axial loads are perceived by the power shell of the igniter, and radial loads by the gas-permeable body of the gas generator or by the fittings. In this case, the radial forces acting on the charge due to the intra-channel pressure are neutralized by winding directly on the charge of the valve or the housing. Compensating forces are regulated by strength characteristics, laying density and the degree of tension of the threads.
Таким образом, поставленная цель изобретения-упрощение конструкции газогенератора достигается за счет максимального усиления отрицательного свойства композитных корпусов газопроницаемости. Это позволило создать конструкцию газогенератора на твердом топливе, где в одном конструктивном элементе совмещены функции силового корпуса газогенератора, фильтра очистки продуктов сгорания охладителя, выхлопного насадка и газораспределительного устройства. Thus, the goal of the invention is to simplify the design of the gas generator by maximizing the negative properties of the composite gas permeability bodies. This made it possible to create a solid fuel gas generator design, where the functions of the power generator body, the filter for cleaning the combustion products of the cooler, the exhaust nozzle and the gas distribution device are combined in one structural element.
