包括第二粉末装填物以降低***风险的用于使气囊膨胀的气体发生装置

文档序号:1431704 发布日期:2020-03-17 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 包括第二粉末装填物以降低***风险的用于使气囊膨胀的气体发生装置 (Gas generating device for inflating an airbag comprising a second powder charge to reduce the risk of explosion ) 是由 保罗·菲利普·科德 于 2018-04-03 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于使气囊膨胀的气体发生装置,所述气体发生装置由第一室和第二室构成,所述第一室包含第一烟火组合物,所述第二室包含第二组合物,所述第一室和所述第二室彼此连通,第一组合物是能够控制由至少一种氧化性装填物和10至少一种还原性装填物的混合物构成的第二组合物的固体推进剂,所述第一室形成在耐受所述第一烟火组合物的给定操作压力的第一壳体中,所述第二室形成在耐受所述第二组合物的给定较低操作压力的第二壳体中,第一壳体和第二壳体位于外壳中,第二壳体在一15端处具有金属门,所述金属门限定通过形成在所述外壳中的至少一个气体逸出口与外部连通的体积,特征在于:所述第二组合物是至少两种组分的粉末混合物,第一组分是高氯酸铵、硝酸铵、硝酸钾或碱式硝酸铜,第二组分是从胍、草酰胺、尿素、三唑、四唑的氨基衍生物或硝酸盐衍生物衍生的碳-20氢-氧-氮还原性衍生物,所述粉末混合物由粒度大于或等于20μm且堆密度为0.7至1.1的颗粒形成。(The invention relates to a gas generator for inflating an airbag, consisting of a first chamber containing a first pyrotechnic composition and a second chamber containing a second composition, said first and second chambers being in communication with each other, the first composition being a solid propellant capable of controlling the second composition consisting of a mixture of at least one oxidizing charge and 10 at least one reducing charge, the first chamber being formed in a first casing resistant to a given operating pressure of the first pyrotechnic composition, the second chamber being formed in a second casing resistant to a given lower operating pressure of the second composition, the first and second casings being located in a housing, the second casing having at one 15 end a metal door defining a volume in communication with the outside through at least one gas escape opening formed in the housing, is characterized in that: the second composition is a powder mixture of at least two components, the first component being ammonium perchlorate, ammonium nitrate, potassium nitrate or basic copper nitrate and the second component being a carbon-20 hydrogen-oxygen-nitrogen reducing derivative derived from an amino or nitrate derivative of guanidine, oxamide, urea, triazole, tetrazole, the powder mixture being formed from particles having a particle size greater than or equal to 20 μm and a bulk density of from 0.7 to 1.1.)

包括第二粉末装填物以降低***风险的用于使气囊膨胀的气 体发生装置

技术领域

本发明涉及用于使气囊型的安全系统膨胀以保护机动车乘员的气体发生装置。

本发明更具体地涉及用于使气囊膨胀的气体发生装置,所述气体发生装置由第一室和第二室构成,第一室包含被称为第一装填物的第一烟火组合物,第二室包含被称为第二装填物的第二组合物,第一室和第二室彼此直接或间接连通,第一组合物为能够控制由至少一种氧化性装填物和至少一种还原性装填物的混合物构成的第二组合物的固体推进剂,第一室形成在所述第一烟火组合物的第一耐压壳体中,第二室形成在所述第二组合物的第二耐压壳体中,第一壳体和第二壳***于外壳中,第二壳体在一端处具有金属门,该金属门限定通过形成在所述外壳中的至少一个气体逸出口与外部连通的体积。

背景技术

从申请WO2008053097中已知一种气体发生装置,其包括被称为第一室的一个室和被称为第二室的另一个室,第一室用于被称为第一化合物的烟火化合物的存储和燃烧,所述第一室具有至少一个被称为排出孔的孔,第二室用于被称为第二化合物的化合物的储存和分解,第一化合物和第二化合物形成气体发生器的***装填物并且被适配成使得第二化合物可以被第一化合物的燃烧产物分解,所述第二室在操作中具有至少一个被称为入口的开口,第一化合物的燃烧产物可以通过入口进入。

还从申请WO2007/068856中已知一种用于安全系统的气体发生装置,其包括在第一室中至少由第一烟火化合物形成的***装填物,该***装填物由第二室中的至少一种具有增强装填物和第二化合物的引发剂引发,其分解受第一化合物的燃烧产物控制,第一化合物的燃烧产物与第二化合物的燃烧产物通过氧化还原反应的相互作用在低容纳体积中发生,第一室通过周边气体逸出口与设置在与所述第一室相邻的第一区域处的所述第二室连通,并且一方面在第二区域处封闭所述第二化合物,另一方面封闭形成气体通过的障碍物的装置,所述形成障碍物的装置安装在所述第一区域和所述第二区域之间并布置成允许气体通过中心部分而防止其通过具有足够透过性的周边部分,使得相互作用体积保持稍微受限。

申请WO2008/050006和WO2004/091981中也描述了气体发生装置的另一些实例。

通常,上述申请的气体发生装置提供:优选使用复合材料或Lova型推进剂作为第一化合物,并且优选使用粉末或粒料或丸粒形式的基于胍衍生物的添加剂和硝酸铵作为第二化合物。

然而,以粉末形式使用的第二化合物的缺点在于其物理形式随时间变化,从而无法确保一致的性能。它们还需要大的第二室使得使用粉末第二化合物的现有技术的气体发生器相对笨重。

以丸粒形式使用的第二化合物的缺点在于对它们所经受的不同作用敏感。特别地,第二化合物丸粒倾向于在机械作用、热作用或物理化学作用(例如水分)下碎裂,使第二化合物具有潜在的***性。此外,丸粒形式的化合物提供的反应运动学比粉末化合物更不尽如人意。

本发明旨在通过提供一种不具有现有技术的气体发生系统的缺点的气体发生系统来解决该问题,特别是通过在确保随时间推移可再现且恒定的性能的同时限制或甚至消除***的风险来解决该问题。

本发明还旨在提供一种在燃烧气体的产生期间防止形成有害粉尘的气体发生系统。

本发明还旨在提供一种可再循环的气体发生系统。

发明内容

为此,并且根据第一方面,本发明提供了一种用于使气囊型的安全系统膨胀的气体发生装置,所述气体发生装置由第一室和第二室构成,第一室包含被称为第一装填物的第一烟火组合物,第二室包含被称为第二装填物的第二组合物,第一室和第二室彼此直接或间接连通,第一组合物是能够控制由至少一种氧化性装填物和至少一种还原性装填物的混合物构成的第二组合物的固体推进剂,第一室形成在[处于]所述第一烟火组合物的给定操作压力下时耐受所述第一烟火组合物的操作压力的第一壳体中,第二室形成在耐受所述第二组合物的给定较低操作压力的第二壳体中,第一壳体和第二壳体连接[并]位于外壳中,第二壳体在一端处具有金属门,所述金属门限定通过形成在所述外壳中的至少一个气体逸出口与外部连通的体积,该气体发生装置的出众之处在于:所述第二组合物是至少两种组分的粉末混合物,第一组分是高氯酸铵、硝酸铵、硝酸钾或碱式硝酸铜,第二组分是从胍、草酰胺、尿素、***、四唑的氨基衍生物或硝化衍生物衍生的还原性碳-氢-氧-氮衍生物,粉末混合物由粒度大于或等于20μm且堆密度为0.7至1.1的颗粒形成。

由粒度为至少20μm且堆密度为0.7至1.1的颗粒构成的第二化合物具有提供随时间推移稳定的反应并且需要比现有技术的粉末第二化合物更小的反应空间的效果。因此,可以在最佳空间中获得令人满意的反应运动学。还消除了***的风险,并且使气体发生装置的性能随时间推移可再现且恒定。

表观密度是指在没有压缩操作的情况下,混合质量(以克计)/该混合质量所占体积(以cm3计)的比率的数。该密度以Kg/m3或1000*d表示。

另外,在本发明中,当构成混合物的颗粒的至少90%具有在上述范围内的粒度和表观密度时,认为粉末混合物由粒度大于或等于20μm且表观密度为0.7至1.1的颗粒形成。

有利地,粉末混合物由粒度为20μm至100μm,优选20μm至60μm,优选30μm的颗粒形成。

有利地,混合物是低共熔体。

有利地,粉末混合物经共研磨。然后,粉末混合物的特征在于均匀的外观。由粒度为至少20μm且表观密度为0.7至1.1的颗粒形成的经共研磨的粉末状混合物的优点在于改善混合物在时间和空间上的稳定性,从而确保随时间推移令人满意的稳定且可再现的反应性能。最终的共研磨操作改善了组分之间的混杂,降低了混合物粒度的分散性,堆密度保持为0.7至1.1。

另一个实施方案在于喷洒小球(prill)形式的组分的水溶液。这些小球可以压碎或不压碎地使用。有利地,它们的表观密度为0.7至1.1。

有利地,第二组合物被调节成使得由第一组合物和第二组合物的反应产生的气体在发生装置的出口处的氧平衡大于-5%,有利地为-5%至+1%,优选为-3%至+1%。

有利地,第一室的第一壳体耐受大于5MPa的操作压力。

有利地,第二室的第一壳体耐受小于15MPa的操作压力。

有利地,第二室的第二壳体耐受大于3MPa的操作压力。

有利地,第二室的第二壳体耐受小于30MPa的操作压力。

有利地,第二室(有利地是发生器的主气体发生器)的操作压力小于15MPa(150巴),优选小于10MPa(100巴),并且有利地小于5MPa(50巴)。

有利地,由第二室产生的气体的体积覆盖0.25摩尔到大于4摩尔的范围。

根据第一实施方案,第二组合物由硝酸胍和硝酸铵构成。

根据另一个实施方案,第二组合物由硝酸胍和碱式硝酸铜构成。

有利地,第一壳体具有至少一种引发剂,所述引发剂可以通过带有增强装填物和中间装填物的外部控制来活化。

有利地,第一装填物是操作压力小于30MPa且燃烧时间在0.015秒至2.5秒的范围内的推进剂。

有利地,所述门具有一个或更多个孔,所述孔限定比气体逸出口更大透过性的表面。

有利地,第一室经由喷嘴与第二室连通,所述喷嘴限定成确保气体从第一室到第二室的音速流动。

有利地,喷嘴和门布置成彼此相距小于40毫米。

有利地,所述第一壳体在其外前端侧具有可以通过设置有增强装填物的外部控制来活化的引发剂,并且在其内前端侧具有中心喷嘴;在其外前端侧封闭的第二壳体在其内前端侧具有门;所述外壳以这样的定位将两个壳体连接,其中它们各自的内前端彼此面对并且被中间体积隔开,特征在于该体积通过至少一个开口与外部连通。

根据一个替代实施方案,第一室与第二室直接连通,门位于第一室的相反端,与外部连通的体积位于第二室的下游。

这样的发生器装置的优点在于,其提供了可再现且稳定的性能,第二装填物在构造方面保持稳定:其保持粉末形式并且其密度不变。此外,没有组分的离析。

如下面将讨论的,第一装填物是由粘合剂和填料构成的推进剂,其与丸粒不同,如果组分分离,其不能形成***性混合物。

附图说明

本发明的其他目的和优点将从参照附图的以下描述中得出,附图中:

-图1示出了根据本发明的第一实施方案的气体发生装置。

-图2示出了与气体发生装置一起使用的第一装填物块的形状的示意图。

-图3示出了根据本发明的另一个实施方案的气体发生装置。

-图4示出了根据本发明的另一个示例性实施方案的气体发生装置。

为了更加清楚,在所有附图上,不同实施方案的相同或相似要素由相同的附图标记标示。

具体实施方式

结合图1描述根据本发明的第一示例性实施方案的气体发生装置。

所示的气体发生装置是用于使110升乘客气囊膨胀的发生器装置。其由第一室1和第二室2构成,第一室1包含被称为第一装填物的第一烟火组合物,第二室2包含可以包装在筒中的被称为第二装填物的第二组合物。该第二装填物能够由第一组合物控制。

第一室1形成在耐受所述第一烟火组合物的操作压力的第一壳体1A中。类似地,第二室2形成在耐受所述第二组合物的操作压力的第二壳体2A中。第一壳体1A和第二壳体2A通过外壳10A彼此连接。

第一壳体1A在其外前端11侧具有引发剂15并且在其内前端12侧具有中心喷嘴,所述引发剂15可以通过带有增强装填物的外部控制来活化。喷嘴用于控制气体发生装置中的第一装填物的燃烧。其限定成确保气体从第一室到第二室的音速流动。

第二壳体2A在其外前端13侧上封闭,而在其内前端14侧具有金属门16。

第一室和第二室经由限定第三室的中间体积彼此连通,第三室通过形成在外壳中的孔与外部连通。

有利地,放在第一室中的第一装填物是固体推进剂,放在第二室中的第二组合物由至少一种氧化性装填物和至少一种还原性装填物的混合物构成。通常,根据个人防护气囊系统的操作要求,用于使气囊膨胀的气体发生器必须能够具有几毫秒至几秒的操作时间。因此,优选地,第一装填物是双基或复合推进剂或者Lova型的弹道式粉末。

推进剂可以是不受约束的块(block)的形式。在这种情况下,为了限制第一室的壁的影响,增加装填物密度并增加反应表面,推进剂块具有径向分支。根据优选的配置,推进剂块具有带翅片的环形形状,如图2所示。

还可以使用双基(硝化纤维素/***油,优选没有碱性防眩光盐)推进剂,例如如下推进剂:

-SD 1152推进剂,能量:1000卡/g;Vc:30mm/秒,在20MPA下的平台效应,气体产量:1.0/g,无残留物

-SD1133推进剂(能量:800卡/g,5.5MPa下的Vc:10mm/秒,气体产量:1.0/g,无残留物)。

在两种情况下,都必须设置发生器装置的容纳泄漏的第一装填物的部分以允许在发生器老化期间形成的气体逸出。

还可以使用有机硅结合的复合推进剂。有利地,所使用的有机硅结合的复合推进剂由41%高氯酸铵、36%硝酸钾、22%有机硅粘合剂、2%添加剂构成(气体产量:0.7l/g,残留物:0.3g/g)35MPa下的Vc=30mm/秒。

还可以使用具有聚丁二烯粘合剂的复合推进剂。有利地,所使用的具有聚丁二烯粘合剂的复合推进剂由88%高氯酸铵、14%聚丁二烯构成。(气体产量:1l/g,0残留物但HCl待固定)。10MPa下的Vc:1.7mm/秒。

对于Lova型的弹道式粉末,组成为84%三亚甲基三硝基胺、14%Nilpol、2%添加剂(燃烧速率:20mm/毫秒至25mm/毫秒;Lova导线束尺寸(Lova strand dimension):高度3.5mm至4.8mm;外径3.5mm;内径1.8mm;气体产量:1l/g,0残留物)。

优选使用整体式推进剂(monolithic propellant)。选择燃烧受喷嘴控制的整体式推进剂的优点在于降低了第一装填物故障的风险。如果将组分分开,则基体保持其完整性,没有第一装填物故障的风险。此外,性能也得到改善:流量可根据形状调节,并因此可以达到恒定流量;还可以选择温度系数为零(平台效应)或小于0.3的推进剂;还可以选择在任何温度下操作压力为100巴至200巴的推进剂;第一室的燃烧时间也可从几毫秒调节至几秒。此外,它们覆盖了宽范围的燃烧时间,在中等压力(通常<20MPa)下操作,并且对温度不十分敏感。

第一装填物是“冷”能量材料,即难以引发。设置了装填有0.04g高氯酸钾/锆和0.090g硝酸钾/硼的点火剂。还需要添加约0.5g的硝酸钾/硼组合物或36%硝酸胍、62%氧化铜62%和2%添加剂的组合物的中间装填物。

第二装填物以这样的方式制备:所获得的混合物是均匀的,密度为0.9±0.2,可以将其倒入以进行装填物并且不经受分离,并且由第一装填物和第二装填物燃烧产生并离开发生器的气体的氧平衡为-5%至+1%。

“氧平衡”定义为每100g化合物供应或消耗的氧的质量数。当氧化剂中的所有氧被还原剂消耗时,氧平衡为零。

为此,有利地使用球磨机通过对粒度已经预先调节的组分进行共研磨来制备第二装填物。

对于处理400g至500g的一种或更多种组分,球磨机由比率H/D=1的5升陶瓷罐和直径为10mm至30mm的4Kg的陶瓷球构成。使罐以100rpm水平旋转一确定的时间段。共研磨技术的优点在于,通过使用所谓的单螺杆或双螺杆系统,容易适应大批量的连续生产。

混合物的共研磨技术的优点在于,其允许两种组分以单一形式团聚。所获得的混合物是均匀的,没有“细颗粒”,因为所施加的共研磨使组分颗粒团聚而不使其分级,因此粒度是变紧凑。有利地,需要由具有恒定粒度的颗粒(粒子)构成的第二装填物。恒定粒度组合物意指组合物包含至少95%这样的颗粒,其截面±10%相同。有利地,寻求截面在30μm至±10%的范围内的颗粒。

以下是通过共研磨制备第二装填物的实例。在这些实例中,根据第一装填物调整第二装填物的标称组成,以获得指定***装填物的氧平衡(-5%至+1%)并固定不期望的物质,例如在复合推进剂的情况下的盐酸、氮氧化物。可以添加其他添加剂,例如稀释剂。此外,所有操作在25%±5%的受控湿度下进行。将与粉末组合物接触的所有装置在70℃下预干燥12小时±2小时。

实施例1(Riegel)

第二装填物由57%硝酸铵和43%硝酸胍构成。

由于***装填物是经平衡的,因此组合物根据第一化合物的性质和质量以及所选的氧平衡演变(例如,NA:84%,GuNi:16%)。

如下制备组分:

通过将硝酸铵的90%浓溶液喷洒在“造粒”塔中获得NAEO品质的硝酸铵(供应商:la Grande Paroisse)。该产品呈现为直径1mm的致密晶粒,具有高机械阻力(力学性能,mechanical resistance)。是多孔的,其不受晶体学变化的影响。其密度为约0.7g/cm3。将其单独研磨(球磨机,速度为100rpm,持续15分钟)以获得有利地约30μm的粒度。

将粒度为300μm的硝酸胍(供应商:Degusa)单独研磨(以100rpm的速度球磨30分钟)以使其粒度有利地达到约30μm。

一旦研磨了硝酸铵和硝酸胍,就将两种化合物与球一起引入研磨罐中进行共研磨操作。(如上所述,对于4g至500g待处理的混合物,罐:5升H/D=1,球:4Kg直径为10mm至30mm的球)。使罐以100rpm水平旋转一分钟。该时间已经被确定为使晶粒团聚,非常短时间的操作不允许显著改变组分的粒度。所得混合物的表观密度为0.76g/cm3(29cm3中22g Riegel)。将Riegel及其衍生物归类为1.3b:“燃烧相对缓慢并且***和喷射影响最小的材料”。

当然,这是制造Riegel的一个实例,并且可以使用其他技术,例如以下方法:根据制造小球或粒料的方法溶解混合物并蒸发溶液,然后,如有必要,研磨混合物以获得粒度分布为约30μm并且表观密度为0.7至1.1的第二装填物。

创新特征在于材料的开发和使用方式:它们是均匀分布在筒中的粉末。这些特性不受操作老化的影响。Riegel的表观密度为7.5,其固态组分的表观密度为1.44和1.70;粉末状态的表观密度是可变的,但通常小于7。该过程使混合物的形状稳定。

实施例2(Vega)

第二装填物由40%硝基胍和60%硝酸铵构成。

如实施例1中,通过将硝酸铵的90%浓溶液喷洒到“造粒”塔中来获得NAEO品质的硝酸铵(供应商:Great Parish)。该产品呈现为直径1mm的致密晶粒,具有高机械阻力。是多孔的,其不受晶体学变化的影响。其密度为约0.7g/cm3。将其单独研磨(速度为100rpm,持续15分钟)以获得约30μm的粒度。

将粒度为125μm的硝基胍研磨30分钟以使其粒度达到约30μm。

如实施例1中,一旦研磨了硝酸铵和硝基胍,就将这两种化合物与球一起引入研磨罐中以进行共研磨操作。使罐以100rpm水平旋转一分钟。

当然,这是制造Vega的一个实例,并且可以使用其他技术,例如以下方法:根据造球或造粒方法溶解混合物、蒸发溶液,然后研磨混合物以获得粒度分布为30μm左右的第二装填物。

实施例3(Mercure)

第二装填物由48.5%碱式硝酸铜和51.5%硝酸胍构成。

如在先前的实施例中,将这两种化合物与球一起引入研磨罐中以进行共研磨操作。使罐以100rpm水平旋转一分钟。

当组合物中包含量小于2%的气相二氧化硅或硼酸型的添加剂时,将其添加并与先前已经历共研磨步骤的两种化合物混合。混合操作在未添加球的磨机中进行。

将氧化剂(例如硝酸钾或硝酸钠)添加至硝酸铵时,如有必要,先进行研磨,然后与硝酸铵进行共研磨,然后与还原剂进行共研磨。这适用于还原性添加剂。

第二装填物的制备当然不限于共研磨技术,并且在不脱离本发明的范围的情况下可以使用其他混合技术。这些可以包括例如重力混合、在研钵中研磨、用球磨机研磨,目的是获得优选约30μm的限定粒度。

无论第二装填物的组成如何,都在均化筒中进行重力均化步骤,这有利地通过在与粉末接触的活塞上滴落小质量物质通过撞击进行。也可以进行振动或垂直冲击操作。在后一种情况下,筒垂直附接至将其提起并放下的圆柱体。为了获得令人满意的均化,在2分钟内进行约200次冲击。该操作不通过压缩进行。

在HR<25%的情况下进行将第二装填物装入相关筒中的操作。

装入第二室中的粉末的密度有利地为9g/cm3±2g/cm3。这取决于组分的性质、它们的制备方法以及混合物的制备方法。根据所选择的配方和方法,密度是可再现的。在装填时证实,混合物的质量和筒的体积是固定的。

一旦装填完成,就通过焊接和随后的渗透剂密封措施(≥1.10-7毫巴·l/秒,即1.10-9Pa·m3/秒)封闭筒/第二室。

门密封特定于每种配置。其可以使用盖或通过在第二室上引发破裂来获得。可以将点火继电器粘在盖上以有助于开启。在这种情况下,优选氧化锆铜组合物。

创新特征在于材料的开发和使用方式:它们是均匀分布在筒中的粉末。这些特性不受操作老化的影响。该方法使混合物的形状稳定。

因为燃烧不是自主的而是由第一装填物控制的,所以使反应在低压下进行以确保安全的气体发生装置。

这样的第二装填物组合物的优点在于,由于第二装填物的粉末状态不会随时间变化,因此它们使气体发生装置的性能稳定。此外,所示配方允许调整由***性(第一/第二)装填物形成的气体的组成。最后,产生的气体的体积可以在0.1摩尔至0.4摩尔的范围以及此外的范围。

有利地,第一装填物/***装填物质量比为12%至30%,优选为15%至25%,离开发生器的气体的氧平衡必须为-5%至+1%。氧平衡定义为每100g化合物提供或消耗的氧的质量数。当氧化剂中的所有氧被还原剂消耗时,氧平衡为零。

下表中列出了气体发生装置10的特性以及其中容纳的第一装填物和第二装填物的组成。

具有LOVA的气体发生器

室1和室2中的压力是高的。

表1

第一装填物1 Lova质量3.20g
引发剂15 Patvag
中间装填物 0.55g BNP+0.1g热熔丝
喷嘴直径12 1.7mm
喷嘴与门之间的距离X 16mm
第二装填物2 Riegel 20.8g
门16的透过性 47%(258mm<sup>2</sup>)
逸出表面 160mm<sup>2</sup>

结果:室1 55MPa;室2 14MPa±2MPa,在氮气下的60l罐中,发生器产生的Pmax为0.34MPa±0.2Mpa,持续时间31毫秒±2毫秒。

由于LOVA的选择,因此第一室(55MPa)和室2(14MPa)中的压力相对高。约30毫秒的操作时间仍与车辆安全应用相关。

在用于使16升膝盖保护袋膨胀的气体发生装置的情况下,这样的装置的特性以及其中容纳的第一装填物和第二装填物的组成列在下面两个表中。

表2

第一装填物1 Lova质量1.22g
引发剂15 Indet
中间装填物 0.15g BNP
喷嘴直径12 1.5mm
喷嘴与门之间的距离X 5.5mm
第二装填物2 Riegel 5.5g
门的透过性 40%(134mm<sup>2</sup>)
逸出表面 55mm<sup>2</sup>

结果:室1 53MPa;室2 16MPa±2MPa,在氮气下的60l罐中,发生器产生的Pmax为0.26MPa±0.2Mpa,持续时间31毫秒±2毫秒。

在此同样,Lova的选择会在第二室中产生16MPa的压力。

关于筒的形状和特性,有利地限定了0.5至2.2的长径比以使第二装填物有规律和完全地燃烧。还为门或洗涤器限定了其空表面应为排出表面的1.5倍,即对于542mm2的固体表面为210mm2至315mm2,第三室的排出口的排出表面为140mm2至210mm2

下面两个表详细示出了L/D比为0.88至2的1.6g Lova和16g Riegel装填的气体发生装置的特性。

表3

第一装填物1 Lova质量1.60g
引发剂15 Patvag
中间装填物 0.15g BNP
喷嘴直径12 1.6mm
喷嘴与门之间的距离X 4mm
第二装填物2 Riegel 16g
门的透过性 47%(258mm<sup>2</sup>)
逸出表面 160mm<sup>2</sup>

表4

Figure BDA0002257336680000121

*TFP,至第一压力的时间,罐压力的延迟为0.015Pmax

具有双基推进剂的气体发生器

下面给出了发生器装置的另一些实例(图3和4)。

粒度对装填有SD1152和Vega推进剂的气体发生器装置的影响

下面两个表详细示出了装填有3.70g SD1152推进剂和20g Vega的气体发生装置的特性,Vega的硝酸铵粒度严格大于100μm且严格小于500μm(无细颗粒)(NiGu在125μm下过滤,混合基于重力)。因此室2中的压力小于10MPa。

表5

第一装填物 双基1152重量3.70g
引发剂 Davey Bickford
中间装填物 0.30g BNP
喷嘴直径 3.5mm
喷嘴与门之间的距离X 33mm
第二装填物 Vega 20.0g
门的透过性 47%
逸出表面 174mm<sup>2</sup>

表6

不存在细颗粒使装填物2的燃烧稳定。在相同配置中,我们示出了罐中压力与18g至22g范围内的装填物2质量之间的成比例性。

下表示出了倒置室2和室3的影响(图4所示的下游配置)。

表7

第一装填物 双基1152重量2.10g
引发剂 Patvag
中间装填物 0.50g Zr/CuO
喷嘴直径 2.4mm
喷嘴与门之间的距离X 0mm
第二装填物 Vega 12g
门的透过性 47%
逸出表面 143mm<sup>2</sup>

结果:室1 33MPa;室2 9MPa,在氮气下的60l罐中,发生器产生的Pmax为0.21Mpa,持续时间30毫秒。

将装填有具有有机硅S1粘合剂(42%AP;35%KNO3;21%有机硅粘合剂)的复合推 进剂的气体发生装置与装填有推进剂1152,Vega作为第二装填物的气体发生装置进行比 较。

下面的两个表详细示出了装填有3.30g复合推进剂和3.35g SD1152的气体发生器装置的特性以及所获得的装置室内的压力和操作时间。

表8

第一装填物 双基1152质量3.7g,S1质量:3.35g
引发剂 Patvag
中间装填物 0.3g BNP
喷嘴直径 3.5mm
喷嘴与门之间的距离X 33mm
第二装填物 Vega 20.0g
门的透过性 47%
逸出表面 174mm<sup>2</sup>

表9

Figure BDA0002257336680000141

通常,所测试的具有三种类型的推进剂(LOVA、SD1152和SD1152+SI)的气体发生装置具有相同的性能。

装填有Mercury组合物的气体发生装置的实施例

下面的两个表详细示出了如此装填的气体发生装置的特性以及所获得的装置室内的压力和操作时间。

表10

第一装填物 双基1152重量4g
引发剂 Patvag
中间装填物 0.3g BNP
喷嘴直径 3.5mm
喷嘴-门的距离X 33mm
第二装填物 Mercury 25g
门的透过性 47%
逸出表面 174mm<sup>2</sup>

表11

所提供的实施例没有示出第二室中的压力小于10MPa的目标。

装填有SD1152推进剂并具有增加的第二装填物的气体发生装置的实例

下面的两个表详细示出了气体发生器装置的特性以及所获得的装置室内的压力和操作时间。

表12

第一装填物 双基1152重量8g
引发剂 DB
中间装填物 0.3g BNP
喷嘴直径 5.1mm
喷嘴与门之间的距离X 33mm
第二装填物 16NA+4g GuNi*)混合物
门的透过性 50%
逸出表面 291mm<sup>2</sup>

表13

Figure BDA0002257336680000161

在先前的实例中,我们已经示出了利用合适的推进剂的几十毫秒的持续时间,该持续时间可以延长到几百秒甚至几秒。

装填有双基1133推进剂和14 NA+2.6g NiGu的第二装填物混合物的气体发生装置 的实例

下面的两个表详细示出了如此装填物的持久气体发生装置的特性以及所获得的装置室内的压力和操作时间。第二装填物的混合物(14g NA或84%以及2.6NiGu或16%)。

表14

第一装填物 双基1133重量6.45g
引发剂 DB
中间装填物 0.40g BNP
喷嘴与门之间的距离X 30mm
喷嘴直径 2.6mm
第二装填物 14g NA+2.6g NiGu混合物
逸出表面 64mm<sup>2</sup>
门的透过性 50%

表15

Figure BDA0002257336680000162

装填有Butalite和Riel的非常持久的气体发生装置的实例

下面的两个表详细示出了如此装填物的气体发生装置的特性以及所获得的装置室内的压力和操作时间。使用造球方法通过溶解组分并使其蒸发来制备Riegel混合物。结果是按原样使用的直径为1mm±0.5mm的球。为Butalite选择的压力值在6MPa至10MPa范围内,燃烧速率为1.7mm。

表16

第一装填物 Butalite C 1559-2质量16g
引发剂 Patvag
中间装填物 0.5g ZrCuO
喷嘴直径 1.13mm
喷嘴与门之间的距离X 7.9
第二装填物 Riegel Mix b 89g
逸出表面 30mm<sup>2</sup>
门的透过性 30%

表17

Figure BDA0002257336680000171

以上通过实例描述了本发明。应当理解,本领域技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下实施本发明的不同实施方案。

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