ГАЗОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к источникам газа и может быть использована в системах вытеснения, перемещения, отделения, разделения, в которых в качестве источника давления используют генерируемый газ. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение стабильности функционирования и снижение габаритно-массовых характеристик.
Известна конструкция газогенератора надувной подушки безопасности с пиротехническим зарядом по патенту US 6007098 (публикация от 28.12.99), включающая в себя камеру сгорания, в дне которой выполнены осевые отверстия для выхода газа. Внутри камеры помещен пороховой газогенерирующий заряд, а с торца установлен воспламенитель. Камера помещена в корпус, в котором выполнены радиальные выходные отверстия (газовыводы). При этом между боковыми стенками корпуса и камеры, а также стенками дна размещен фильтр. Газы из камеры сгорания выходят в осевом направлении, а затем в радиальном, после чего через фильтр подходят к газовыводам. Поскольку фильтр выполнен П-образным, то газ подвергается фильтрации, как в осевом, так и в радиальном направлениях, однако фильтрацию можно было бы производить и с противоположного торца, что увеличило бы поверхность фильтра и чистоту генерируемого газа.
Известна другая конструкция газогенератора по патенту RU 2286844 (публикация 27.10.2005), выбранная в качестве прототипа. Данная конструкция содержит корпус с газовыводом на боковой поверхности, газогенерирующий заряд, выполненный из пиротехнического состава (ПТС), фильтры и коллекторы, расположенные на торцах газогенерирующего заряда, и фильтры, расположенные на его боковой поверхности последовательно вдоль оси.
Поскольку фильтры размещены как по боковой поверхности газогенерирующего заряда, так и по торцовым, то максимально увеличивается путь газа к выходным отверстиям. Газ, образующийся при горении газогенерирующего заряда, проходит через торцевые фильтры и коллекторы к боковым фильтрам и очищенным выходит через газовывод, расположенный на боковой поверхности.
Недостатком известной конструкции является то, что боковые фильтры, находясь под действием давления, уплотняются, приобретая пониженную пропускную способность и в большей степени перекрывая газовыход. Реализующееся при этом высокое давление в зоне горения газогенерирующего заряда требует повышенной прочности силовых корпусных элементов конструкции газогенератора и, следовательно, - повышенных массы и габаритных размеров. Следует также отметить, что такое неупорядоченное уплотнение фильтров дестабилизирует выходные характеристики газогенератора: параметры импульса давления и температуру газов.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого решения, заключается в повышении стабильности работы газогенератора и в уменьшении его массы и габаритов путем получения стабильных выходных параметров газогенератора за счет лучшей организации прохождения генерируемого газа через фильтры, коллекторы и газовывод.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в газогенераторе, содержащем корпус с газовыводом, выполненном на его боковой поверхности, газогенерирующий заряд, бронированный со стороны газовывода, фильтры и коллекторы, расположенные на торцах газогенерирующего заряда, а также фильтры, расположенные последовательно по его боковой поверхности вдоль оси, установлен дополнительный коллектор, размещенный по боковой поверхности газогенерирующего заряда в зоне газовывода и разделяющий соседние фильтры друг от друга.
Газогенерирующий заряд может быть выполнен, как минимум, из двух частей, отделенных друг от друга инертной перегородкой.
По боковой поверхности газогенерирующего заряда, по крайней мере, с одного из торцов дополнительного коллектора, может быть установлен, как минимум, еще один дополнительный коллектор, при этом коллекторы отделены друг от друга фильтром.
Дополнительный коллектор может быть выполнен в виде перфорированной втулки.
Дополнительный коллектор может быть зафиксирован относительно корпуса газогенератора.
Установка дополнительного коллектора по боковой поверхности газогенерирующего заряда в зоне газовывода, разделяющего соседние фильтры друг от друга, позволяет увеличить и стабилизировать пропускную способность фильтра и газовывода, повысить эффективность охлаждения и фильтрации генерируемого газа (чистота и низкая температура), при этом выполнение дополнительного коллектора в виде перфорированной втулки является наиболее оптимальным решением. За счет повышения эффективности газовыхода, охлаждения и фильтрации генерируемого газа обеспечены стабильность достижения требуемого рабочего давления за необходимое время и меньшее давления внутри корпуса в зоне горения, что позволяет уменьшить массу и габариты газогенератора.
Выполнение газогенерирующего заряда составным, как минимум, из двух частей, отделенных друг от друга инертной перегородкой, повышает стабильность функционирования за счет улучшения условий горения внутри объема.
Применение фиксации дополнительных коллекторов обеспечивает наименьшее уплотнение фильтра, находящегося между коллекторами.
На фиг. изображен общий вид газогенератора, поясняющий суть заявляемого решения, где:
1 - корпус;
2 - газогенерирующий заряд;
3 - торцевой фильтр;
4 - боковой фильтр;
5 - торцевой коллектор;
6 - дополнительный боковой коллектор;
7 - шайба;
8 -втулка бронирующая.
Примером конкретного выполнения служит газогенератор, включающий корпус с газовыводом в виде радиальных отверстий, закрытых мембранами (на фиг. не показаны). В корпусе 1 размещены: газогенерирующий заряд 2, выполненный из ПТС, и система охлаждения и фильтрации генерируемого газа, состоящая из плоских торцевых 3 и четырех цилиндрических частей 4 бокового металлорезинового фильтра, между которыми установлены три боковых коллектора, выполненных в виде перфорированных втулок. Газогенерирующий заряд разделен инертной перегородкой в виде металлической шайбы 7 на две части и бронирован по внешней цилиндрической поверхности металлической втулкой 8, отделяющей заряд от системы фильтрации. Система фильтрации представляет собой фильтр из металлорезины, состоящий из четырех кольцевых частей, установленных последовательно с чередованием тремя металлическими коллекторами (втулками 8), которые перфорированы отверстиями и пазами с выступами. При этом два крайних коллектора закреплены к корпусу с исключением их движения в направлении газовывода.
Газогенератор работает следующим образом. Газ, выделяющийся при горении газогенерирующего заряда 2, проходит сначала через торцевые фильтры 3 и торцевые коллекторы 5, затем - через части 4 бокового фильтра и боковые дополнительные коллекторы 6. При этом разделенные неподвижными коллекторами фильтры уплотняются незначительно, сохраняя высокую пропускную способность, а не перекрытые фильтром газовыводные отверстия вообще не меняют своей пропускной способности, обеспечивая беспрепятственный выход газа. Организованный таким образом газовыход обеспечивает нужные охлаждение и очищение газа без повышения давления внутри корпуса выше допустимого значения, а во внешнем замкнутом объеме (на фиг. не показан), реализуется достаточный уровень давления при минимальных массе и габаритов газогенератора.
Опытные образцы газогенераторов предложенной конструкции изготовлены и испытаны во всех условиях применения, показали указанный положительный эффект, намечено серийное изготовление газогенераторов.