Твердотопливный газогенератор

 

Изобретение относится к области спасательной техники, в частности к газогенераторам для заполнения надуваемых емкостей. Сущность изобретения: газогенератор содержит композитный корпус с зарядом твердого топлива, воспламенителем, фильтром и выхлопным сопловым насадком. Корпус выполнен намоткой непосредственно на газопроницаемый заряд или окружающую его арматуру по всей длине между крышками без пропитки, которая, например, наносится на поверхность намотки в виде герметизирующей пленки, при этом крышки скреплены силовой оболочкой воспламенителя, а заряд зафиксирован без зазоров между крышками, например, через эластичные прокладки. 1 ил.

Изобретение относится к области спасательной техники, в частности к газогенераторам для заполнения надуваемых емкостей.

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.

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.

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).

Работа газогенератора согласно изобретению происходит следующим образом.

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.

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.

Формула изобретения

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ГАЗОГЕНЕРАТОР, содержащий образованный намоткой композитный корпус с крышками, моноблочный газопроницаемый заряд твердого топлива, фильтр и систему запуска с воспламенителем, расположенным в канале заряда, отличающийся тем, что он снабжен силовой оболочкой, жестко соединяющей крышки и размещенной коаксиально между воспламенителем и зарядом, зажатым без зазоров между крышками, при этом композитный корпус выполнен в виде намотанных на заряд или окружающую его арматуру по всей длине между крышками нитей с нанесенной на них снаружи герметизирующей пленкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1