混合式充气器制造技术

本发明专利技术公开了一种混合式充气器，包括一充气器壳体；一种加压介质，装在该充气器壳体里面；一种喷气燃料，重量在从大约０．５克至大约２０克的范围内，装在该充气器壳体里面。该加压介质从该充气器壳体中释放出来，而该喷气燃料被点燃以产生喷气燃料气体。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
小型混合式充气器本专利技术一般地涉及汽车充气安全系统领域，特别是一种利用快速加压方法产生通向气/安全囊的气流的混合式充气器。用于汽车充气安全系统的各种充气器的演化导致了单纯加压气体充气器、单纯喷气燃料(propellant)充气器以及混合式充气器的发展。对于每一种上述类型的充气器自然存在许多的设计依据。在所有三种系统中，两项主要的设计依据是，气/安全囊为了在操作上有效必须在一预定的时间内膨胀一预定量。由于汽车的重量目前在许多情况下是一项重要的设计依据，因此充气器的重量也是如此。其次，由于在许多汽车设计中可提供的空间有限，充气器的尺寸也是一项重要的设计依据。因此，本专利技术的一项目的是提供一种比传统的充气器结构紧凑、而且能够在一预定的时间内使气/安全囊膨胀一预定量的混合式充气器。为达到以上目的，本专利技术的一种混合式充气器包括一充气器壳体，一种盛放在此充气器壳体里面的加压介质，以及一种盛放在充气器壳体里面、从大约0.5克至大约20克的喷气燃料。加压介质从充气器壳体中释放出来，而喷气燃料被点燃以产生燃料气体。图1是一种汽车充气安全系统的示意图；图2A-B分别是一种混合式充气器的一实施例的纵向剖面视图-->和其一部分的放大视图；图3是实例2的喷气燃料组合物的一条充气器内部压力对时间的性能曲线；图4是实例2的喷气燃料组合物的一条接收罐压力对时间的性能曲线；图5是一种混合式充气器的另一项实施例的纵向剖面视图；图6A-D是在操作期间不同时刻图5的充气器的阀和封闭圆盖的放大纵向剖面视图；图7A-D是图6A-D中的阀的端视图；图8是一种混合式充气器的另一项实施例的纵向剖面视图；图9是沿着图8的直线9-9所剖取的中央壳体的横向剖面视图；图10是图8中气体发生器壳体的第一与第二腔室之间的隔板的顶视图；具体表明各喷气燃料孔口的取向；图11A-C是在操作期间不同时刻图8中充气器的阀和封闭圆盖的放大纵向剖面视图；图12表明在操作期间图8中的充气器的各个腔室里面的压力；图13A-D表明在操作期间不使用阀/阀系统时图8中的充气器的各个腔室里面的压力；图14A和B是图5和8中混合式充气器的阀的、其它各实施例的横向剖面视图；图15是一种混合式充气器的另一项实施例的纵向剖面视图；图16是一种混合式充气器的另一项实施例的纵向剖面视图；图16A是图16中混合式充气器的一种改型。本专利技术将参照有助于显示本专利技术各种特点的各附图予以说明。-->在这方面，本专利技术一般地涉及汽车充气安全系统的混合式充气器。亦即，本专利技术涉及一种同时利用储备的加压气体和气和/或热发生喷气燃料(propellant)的充气器。Hamilton等人的美国专利No.5,230,531中披露了各种类型的混合式充气器，此专利被转让给本申请的受让人，因而此专利的整个公开内容在此作为参照予以引用。一种汽车充气安全系统的一项实施例大体上示于图1。充气安全系统10的主要部件包括一检测器14，一充气器26，以及一气/安全囊18。在检测器14检测出一要求气/安全囊18膨胀的情况(比如一种预定的减速)时，一讯号即发给充气器26，以便从充气器26经由导管22向气/安全囊18释放气体或其他适当的流体。示于图2的充气器30是一种混合式充气器，并且可以代替充气器26而用在图1的充气安全系统10中。相应地，充气器30包括一容器或充气器壳体34，具有某种加压介质36，该加压介质在适当时刻提供给气/安全囊18(图1)，以及一气体发生器82，可提供喷气燃料气体以增强通向气/安全囊18的流量(比如，通过提供热量使加压介质36膨胀和/或生成另外一些气体)。如下面将较为详细说明的，一种火药型(gun-type)燃料(比如，一种高温、富油喷气燃料)可以用于制成置放在气体发生器82中的喷气燃料颗粒90，而至少一种惰性气体(比如，氩)和氧的混合气可以用作加压介质36。对于与本专利技术有关的一个或几个方面，最好是，以克分子计，加压介质包括从大约70％至大约92％的惰性流体和从大约8％至大约30％的氧，而更为可取的是，以克分子计，加压介质包括从大约79％至大约90％的惰性流体和从大约10％至大约21％的氧。充气器壳体34和气体发生器82是相互连接的，气体发生器82置-->放在充气器壳体34里面以减少充气器30所需的空间。更为具体地说，一空心扩散管38焊接于一空心套管66(比如，具有大约1.25英寸的直径)的一端。扩散管38具有通过自身的多排排气孔40(比如，80个排气孔40，每个直径大约0.100英寸)，这些气孔从充气器30提供一种“无推压输出”，一滤网58靠近各排气孔40设置。一封闭圆盖70以适当方式安置在套管66里面并且焊在其上，以便起初把加压介质36挡在充气器壳体34里面。在需要释放时，一具有基本为锥形端头的射弹50被推进而穿透封闭圆盖70。更为具体地说，射弹50安置在一圆筒54里面、位于封闭圆盖70的凸出侧，并在从充气安全系统(图1)的检测器14接收到一适当讯号时通过启动一引爆器46而被推射出去。一圆环62用来在发射之前起初把射弹50保持就位。一孔口套筒74焊接于封闭圆盖70和/或套管66的端部上。孔口套筒74是空心的，并且包括许多孔口小孔78(比如，四个小孔，每个直径大约是0.201英寸)，以便在封闭圆盖70被射弹50捅破时与充气器壳体34内部和套管66的内部以及扩散管38流体连通。此外，气体发生器82，更为具体地说，气体发生器壳体86焊接于孔口套筒74以实现充气器壳体34与气体发生器82的相互连接。气体发生器壳体86盛放许多燃料颗粒90，在点燃之后它们会提供加热的喷气燃料燃烧气体产物，用以增强通向气/安全囊18(图1)的流量。燃料颗粒90由一喷气燃料套管94保持在气体发生器壳体86里面，此套筒由一滤网104和挡板100使之与气体发生器壳体86的端部96上的气体发生器入口管嘴98隔离开来。如以下将要说明的那样，喷气燃料颗粒90可以由一种火药型喷气燃料制成，并且是“无烟的”。不过，颗粒90基本上是圆筒形的，带有一单独孔眼穿过其中心部分。-->其它喷气燃料颗粒形状可能也适用，这将至少部分取决于所使用的特定喷气燃料配制方法。一单个(或多个)气体发生器入口管嘴98(比如，一直径大约0.516英寸的单个管嘴98)设置在气体发生器壳体86的端部96上面，并且大体上指向离开封闭圆盖70的一方。气体发生器壳体86还包括许多位于壳体86侧壁上的沿周向间隔开来的出口或排放管嘴200(比如，一“排”四个管嘴，各自直径大约0.221英寸)。可能会希望改变一下这些管嘴200的轴向配置(它们一般可以处在壳体86的中部)，尽管由于更为接近于出口的位置会增加许多操作计算。其次，还可能希望改变一下这些管嘴200的数量。在气体发生器壳体86的侧壁上具有一些排放管嘴200和在壳体86的端部96上面具有一入口管嘴98的这种结构情况之下，在嘴气燃料颗粒90燃烧期间，加压介质36通过入口管嘴98被吸进气体发生器壳体86，而从气体发生器壳体86里面出来的混合气体则通过各管嘴200流出壳体86，具体地说，沿着气体发生器壳体86侧壁的加压介质36的气流造成一种压差，把加压介质36通过入口管嘴98吸进气体发生器壳体86。这就大大地改进了充气器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合式充气器，用于包括一气／安全囊的汽车充气安全系统，包括： 一充气器壳体； 一种加压介质，装在充气器壳体里面；以及 一种喷气燃料，重量从大约０．５克到大约２０克，装在充气器壳体里面； 其中所述加压介质从所述充气器壳体中释放出来，而所述喷气燃料被点燃以产生喷气燃料气体。

【技术特征摘要】
US 1994-10-25 328657;US 1995-2-16 389297;US 1995-91、一种混合式充气器，用于包括一气/安全囊的汽车充气安全系统，包括：一充气器壳体；一种加压介质，装在充气器壳体里面；以及一种喷气燃料，重量从大约0.5克到大约20克，装在充气器壳体里面；其中所述加压介质从所述充气器壳体中释放出来，而所述喷气燃料被点燃以产生喷气燃料气体。2、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中：所述喷气燃料的燃烧速度在4000磅每平方英寸(27.6兆帕)下从大约0.2英寸每秒(0.25厘米/秒)至大约2英寸每秒(5厘米/秒)。3、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料的燃烧温度从大约2000K至大约3800K。4、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料的爆炸热量从大约800卡/克至大约1300卡/克。5、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述加压介质对所述喷气燃料的重量比为从大约8至大约25。6、一种权利要求1所述的混合式充气器，其中所述混合式充气器用于汽车的乘客一侧场合，所述喷气燃料的重量是大约6克至大约20克。7、一种权利要求6所述的混合式充气器，其中所述混合式充气器用于汽车的乘客一侧场合，所述喷气燃料的重量为从大约6克至大约15克。8、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述混合式充气器用于汽车的司机一侧场合，所述喷气燃料的重量为从大约2克至8克。9、一种如权利要求8所述的混合式充气器，其中所述混合式充气器用于汽车的司机一侧场合，所述喷气燃料的重量为从大约2克至大约6克。10、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述混合式充气器用于汽车的侧面充气器场合，所述喷气燃料的重量为从大约0.5克至大约2克。11、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量是大约10立方厘米至大约450立方厘米。12、一种如权利要求11所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量，对于汽车的乘客一侧应用场合，是从大约150立方厘米至大约450立方厘米。13、一种如权利要求11所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量，对于汽车的司机一侧应用场合，是大约50立方厘米至大约150立方厘米。14、一种如权利要求11所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量，对于汽车的侧面充气器应用场合，是从大约10立方厘米至大约50立方厘米。15、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的壁厚是从大约1毫米至大约4毫米。16、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中所述壁厚，对于汽车的乘客一侧应用场合，为从大约2.5毫米至大约4毫米。17、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中所述壁厚，对于汽车的司机一侧应用场合，为从大约1毫米至大约3毫米。18、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中所述壁厚，对于汽车的侧面充气器应用场合，为从大约1毫米至大约3毫米。19、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量是大约10立方厘米至大约450立方厘米，而壁厚是大约1毫米至大约4毫米。20、一种如权利要求19所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量是大约150立方厘米至大约450立方厘米，而壁厚是大约2.5毫米至大约4毫米，所述充气器壳体用于汽车的乘客一侧场合。21、一种如权利要求19所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量是大约50立方厘米至大约150立方厘米，而壁厚是大约1毫米至大约3毫米，所述充气器壳体用于汽车的司机一侧场合。22、一种如权利要求19所述的混合式充气器，其中所述充气器壳体的容量是大约10立方厘米至大约50立方厘米，而壁厚是大约1毫米至大约3毫米，所述充气器壳体用于汽车的侧面充气器场合。23、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述加压介质包括一种惰性流体和氧气。24、一种如权利要求23所述的混合式充气器，其中所述加压介质包括：以克分子计，从大约70％至大约92％的所述惰性流体；以克分子计，从大约8％至大约30％的所述氧气。25、一种如权利要求24所述的混合式充气器，其中所述加压介质包括：以克分子计，从大约79％至大约90％的所述惰性流体；以克分子计，从大约10％至大约21％的氧气。26、一种如权利要求23所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料燃烧以生成与加压介质中的氧气发生反应的喷气燃料气体。27、一种如权利要求26所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料气体包括一氧化碳和氢。28、一种如权利要求27所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料气体中的所述一氧化碳与氢的混合物，以克分子计从大约30％至大约70％。29、一种如权利要求23所述的混合式充气器，其中加压介质中的所述氧气与喷气燃料气体发生化学反应。30、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料包括一种二次喷气燃料和一种火药型喷气燃料中的一种。31、一种如权利要求30所述的混合式充气器，其中所述火药型喷气燃料选自一种单基火药喷气燃料、一种双基火药喷气燃料和一种三基喷气燃料组成的群体。32、一种如权利要求30所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料包括一种二次炸药和一种粘合物质。33、一种如权利要求30所述的混合式充气器，其中所述二次炸药是硝胺。34、一种如权利要求33所述的混合式充气器，其中：所述二次炸药选自由RDX(六氢三硝基三嗪)、HMX(环四亚甲基四硝胺)、PETN(季戊四醇四硝酸酯)、以及TAGN(硝酸三氨基胍)组成的群体。35、一种如权利要求32所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料包括从大约50wt％至大约90wt％的二次炸药和从大约10wt％至大约50wt％的粘合物质。36、一种如权利要求32所述的混合式充气器，其中所述粘合物质包括一种粘合剂、一种增塑剂和一种稳定剂。37、一种如权利要求36所述的混合式充气器，其中所述粘合物质包含从大约5wt％至大约30wt％的粘合剂、从0wt％至大约20wt％的增塑剂和从0wt％至大约5wt％的稳定剂。38、一种如权利要求36所述的混合式充气器，其中所述粘合剂选自由CA(乙酸纤维素)、CAB(纤维素醋酸丁酸酯)、CAP(醋酸丙酸纤维素)、EC(乙基纤维素)、PVA(聚乙酸乙烯酯)、叠氮基聚合物、聚丁二烯、聚丁二烯氢化物、以及聚氨基甲酸乙酯组成的群体。39、一种如权利要求38所述的混合式充气器，其中所述叠氮基聚合物是均聚物和共聚物中的一种，包括一种单体，它选自由GA(缩水甘油叠氨化物)单体、BAMO(3，3-双(叠氮基甲基环氧丙烷))单体、以及AMMO(叠氮基甲基环氧丙烷)单体组成的群体。40、一种如权利要求36所述的混合式充气器，其中所述增塑剂选自由TMETN(三甲基乙烷三硝酸)、BTTN(丁三醇三硝酸酯)、NG(硝化甘油)、BDNPA/F(双(2，2-二硝基苯基)乙缩醛/缩甲醛、缩水甘油基叠氮化物、以及ATEC(乙酰基柠檬酸三乙酯)组成的群体。41、一种如权利要求36所述的混合式充气器，其中所述稳定剂选自由乙基中定剂、DPA(二苯胺)、以及间苯二酚组成的群体。42、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料包括大约70wt％的RDX(六氢三硝基三嗪)、从大约5wt％至大约15wt％的CA(醋酸纤维素)、以及从大约5wt％至大约15wt％的GAP(缩水甘油叠氮化物的聚合物)和ATEC(乙酰基柠檬酸三乙酸)中之一种。43、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中所述喷气燃料包括大约70wt％的RDX(六氢三硝基三嗪)、从大约5wt％至大约15w...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩K汉密尔顿，布伦特A帕克斯，岛田俊雄，詹姆斯L巴格里尼，
申请(专利权)人：奥艾公司，大赛璐化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]