[发明专利]固体推进剂/液体型混合气体发生器

说明书

技术领域

本发明总地涉及一种气体发生装置，更具体地涉及一种将固体推进剂或烟火填料的热燃气产物与液体混合在一起的气体发生装置。

背景技术

各种气体发生的设置都是为了达到使安全设备装置膨胀起来的目的，例如气囊。但是其中很多种设置都是简单地、几乎未作处理地将热燃烧产物释放到膨胀装置中，而不是通过过滤将微小颗粒物除去。

为了改善由燃烧像混有氧化剂的叠氮化钠的固体推进剂所产生的气态产物(其中的氧化剂如高氯酸钾)，于1974年1月15日授权给鲍尔等人(Poole et al.)的美国专利(专利号为3,785,674)建议在气体发生器中包括冷却液腔室并向该腔室中充入液体卤烃，例如将卤烃液体在含有丰富氮的环境中雾化以降低用来充胀安全设备(气囊)的气体的温度。然而，在这种设置中所述气态燃烧产物被直接释放到含有卤烃液体并被爆破隔膜封住的腔室中。这当然需要将所述液体加热到沸点。则气态卤烃和热的燃烧产物混合在一起发生反应，使部分卤烃腐烂。卤烃腐烂的结果是形成更低分子量的、有毒的卤素化合物(包括HCl和HF)。为此，卤烃不用于气囊的混合充气中。

专利号为3,862,866的美国专利(在1975年1月28日授权给蒂姆耳曼等人(Timmerman et al.))描述了与鲍尔等人的装置实质相似的一种设置，其基本不同点是用水代替了卤烃液体。但是，此种设置易使所述气囊内部所有未蒸发的液体被像淋浴花洒头喷水一样射出所述装置。

因此，虽然这些设置可作为天然灭火器来应用(为1995年9月12日授权给甘儿伯瑞斯(Galbriath)的专利号为5,449,041的美国专利所披露)，其中固体推进剂填充料被点燃并被用于驱动一定容量的具有抑制火焰能力的液体，来以某种方式抑制和熄灭火焰，这样就达不到用所使用的液体来冷却的可能效果。

这些设置所不能解决的另一个问题是在低温气候条件下的液体，例如水，易于被冻结从而不能获得任何程度的冷却，和/或甚至通过产生固体材料的块(冰)来阻碍装置的运作，这种阻碍或是作为障碍阻塞出口，或是将固体块变为能以一种及不可取的方式从装置中被发射出去的弹药。

因卤烃更不易冻结，上述问题在使用卤烃液体时会更加恶化，所以其根据不同环境因素的考虑被严格的限制使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于气囊和类似物的气体发生装置，其能彻底混合烟火燃气和液体，从而产生较多气体并使之有效冷却，进而达到有效利用的目的。

本发明的另一个目的是提供一种气体发生装置，其能将冷却液保持在它的冻结点之上的温度，由此其在任何气候条件下能维持装置的正常运行，其中使用了与气体发生器有关的安全装置。

简而言之，通过对相对较小的烟火填料的燃烧来达到上述目的，该燃烧用来压缩储存有液体的合适形式的腔室，从而迫使液体从腔室进入混合腔，在混合腔中液体进行充分的混合并在由燃烧填料产生气体的高速气流中汽化。所述燃烧物料的热焓(sensible heat)被液体吸收后，该液体随之转化为大容积的液体蒸汽。汽化液体和燃气的混合物以无毒、低温、低颗粒度的品质用于使气囊膨胀的用途。

在一个实施例中，本发明可用作任何合适的气囊充气泵，例如细长形、大体为筒状外壳的侧面冲击气泵，包括置于一端的打火器、设置在打火器内侧的传爆药柱和设置在传爆药柱内侧的任何合适类型的烟火填料或固体推进剂。杯状隔板围绕烟火填料的内侧部分并在其外围上设有多个第一小孔，该第一小孔与外壳的内围相隔离，并且在杯状隔板的内端部上设有一个或多个第二小孔。

管腔设置在杯状隔板的内侧，包括紧邻隔板设在管腔端部的端帽，所述端帽可移动地设于管腔并能在其中滑动。所述管腔的另一端封闭并包括薄部或弱部，该部分当暴露于预定压力时失效或被打开。管腔中充有合适的液体，如像氯化钙这样的抗冻结的水溶液。所述管腔的外围与外壳的内围隔开，从而在管腔和外壳之间形成环形通道，该通道用于产生自烟火填料作为推进剂被点燃时的燃气由位于杯状隔板上的第一外围小孔流出后的流通。

所述外壳的另一端包括由内壳部件限定的混合腔，该混合腔具有紧邻所述管腔的封闭端设置的内端，所述内壳部件的内端具有与所述管腔封闭端上的弱部相对齐的孔。第二隔板包括多个外围第三小孔，该第三小孔与所述外壳的内围向内相隔离并能与形成于管腔和外壳之间的环形气体流通道相沟通，所述环形气体流通道与位于围绕推进剂的杯状隔板上的第一外围小孔相沟通。在内壳部件的外端，其被设于流体复合管上或与流体复合管做成一体，该内壳部件具有多个放射状排列的等间距的排气口，所述排气口用于连接到复合管和/或气囊或类似物上。