混合式充气器制造技术

一种混合式充气器，包括装有加压介质的充气器壳体和气体发生器壳体。后者连接于充气器壳体。气体发生器壳体包括装有喷气燃料的第一腔室；一喷气燃料点火装置；一第二腔室；一出口；以及一主封闭圆盖，通常堵住出口并在点燃喷气燃料之后被破裂。气体发生器壳体包括至少一个放气口，用于基本上保持充气器壳体和第一腔室的内部压力相等。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
带有同轴腔室的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混合式充气器，能够迅速地把喷气燃料气体与一种加压介质混合起来并在压力下迅速地燃烧喷气燃料气体和加压介质的混合物，以便向一气囊充气。为了达到上述目的，本专利技术的混合式充气器包括一装有一种加压介质的充气器壳体和一气体发生器壳体。气体发生器壳体连通于所述充气器壳体。气体发生器壳体包括：一第一腔室，装有一种喷气燃料；一喷气燃料点火装置；一第二腔室，流体连通于所述第一腔室和所述充气器壳体，用于使点燃的喷气燃料所生成的喷气燃料气体与所述加压介质发生氧化；一出口，设置在所述气体发生器壳体上，用以从所述第二腔室向气/安全囊提供所述加压介质和喷气燃料气体，以及一主封闭圆盖，通常堵住所述出口，并且在点燃所述喷气燃料之后被破裂。第一和第二腔室和所述主封闭圆盖都按此-->顺序设置在充气器的一条共同纵向轴线上。气体发生器壳体包括至少一个放气口，用于基本上保持所述充气器壳体和所述第一腔室的内部压力相等。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3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挡在克气器壳体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／安全囊的一种汽车充气安全系统，所述充气器包括：一充气器壳体，装有一种加压介质；以及一气体发生器壳体，连通于所述充气器壳体，所述气体发生器壳体包括：一第一腔室，装有一种喷气燃料；一喷气燃料点火装 置；一与所述第一腔室和所述充气器壳体流体连通的第二腔室，用于使点燃的喷气燃料所生成的喷气燃料气体与所述加压介质发生燃烧；一出口，设置在所述气体发生器壳体上，用以从所述第二腔室向气／安全囊提供所述加压介质和喷气燃料气体；以及一主封 闭圆盖，通常堵住所述出口，并在点燃所述喷气燃料之后被破裂；其中所述第一和第二腔室和所述主封闭圆盖都以此顺序设置在充气器的一条共同纵向轴线上，所述气体发生器壳体包括至少一个放气口，用于基本上保持所述充气器壳体和所述第一腔室的内部压力相等。

【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/安全囊的一种汽车充气安全系统，所述充气器包括：一充气器壳体，装有一种加压介质；以及一气体发生器壳体，连通于所述充气器壳体，所述气体发生器壳体包括：一第一腔室，装有一种喷气燃料；一喷气燃料点火装置；一与所述第一腔室和所述充气器壳体流体连通的第二腔室，用于使点燃的喷气燃料所生成的喷气燃料气体与所述加压介质发生燃烧；一出口，设置在所述气体发生器壳体上，用以从所述第二腔室向气/安全囊提供所述加压介质和喷气燃料气体；以及一主封闭圆盖，通常堵住所述出口，并在点燃所述喷气燃料之后被破裂；其中所述第一和第二腔室和所述主封闭圆盖都以此顺序设置在充气器的一条共同纵向轴线上，所述气体发生器壳体包括至少一个放气口，用于基本上保持所述充气器壳体和所述第一腔室的内部压力相等。2、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中：所述喷气燃料点火装置包括一引爆器。3、一种如权利要求1所述的混合充气器，其中：所述喷气燃料点火装置包括一引爆器和一通常阻断所述第一腔室所与所述引爆器之间相互连通的辅助封闭圆盖，所述辅助封闭圆盖设置在所述纵向轴线上。4、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中：所述喷气燃料点火装置包括一引爆器、一由所述引爆器点火的引爆材料和一通常阻断所述第一腔室与所述引爆器之间相互连通并在点着所述引爆材料时就被破裂的辅助封闭圆盖，所述引爆材料和所述辅助封闭圆盖设置在所述纵向轴线上。5、一种如权利要求1所述的混合式充气器，其中：所述加压介质以围绕所述气体发生器壳体的方式盛放在所述充气器壳体里面。6、一种如权利要求5所述的混合式充气器，其中：所述充气器壳体包括一储备气体壳体并具有一环圈形结构，而所述气体发生器壳体则具有一基本上圆筒形结构，所述充气器壳体围绕所述气体发生器壳体同心地设置。7、一种如权利要求6所述的混合式充气器，其中：多个所述放气口相对于所述纵向轴线沿径向排列设置。8、一种如权利要求6所述的混合式充气器，其中：所述第一和第二腔室由一弯形隔板隔开，所述喷气燃料点火装置设置在所述第一腔室里面，靠近所述隔板，所述喷气燃料围绕所述喷气燃料点火装置设置。9、一种如权利要求8所述的混合式充气器，其中：所述隔板包括多个流体连通所述第一腔室和所述第二腔室的连通口，所述各连通口相对于所述纵向轴线是倾斜的。10、一种如权利要求6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，所述第一腔室的容量是5立方厘米至大约15立方厘米，以及所述第二腔室的容量是大约1立方厘米至大约20立方厘米。11、一种如权利要求6所述的混合式充气器，其中：所述第二腔室包括多个入口，用于引导所述加压介质进入所述第二腔室，每一入口设置得与一条从所述纵向轴线伸出的直线相交。12、一种如权利要求11所述的混合式充气器，其中：所述第二腔室包括阀门装置，操作上与所述各入口相关联，用于在所述喷气燃料点火装置被触发之后基本上阻止所述充气器壳体与所述气体发生器之间通过所述各入口的流动，直到所述充气器壳体里面的压力超过所述气体发生器壳体里面的压力一预定程度。13、一种如权利要求5所述的混合式充气器，其中：所述充气器壳体和所述气体发生器壳体具有基本上圆筒形结构，所述气体发生器壳体被包容在所述充气器壳体里面，所述充气器壳体的两端连接于所述气体发生器壳体的两端。14、一种如权利要求13所述的混合式充气器，其中：多个所述放气口相对于所述纵向轴线沿径向设置。15、一种如权利要求13所述的混合式充气器，其中：一吸出管嘴设在所述第一与第二腔室之间，所述吸出管嘴把所述喷气燃料气体投向所述主封闭圆盖。16、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中：所述充气器壳体的容量确定为大于所述第二腔室的容量。17、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中：所述第二腔室包括各入口，用于引导所述加压介质进入所述吸出管嘴附近的所述第二腔室。18、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中：所述的各入口和所述吸出管嘴的一末端中，最接近所述出口者由一大约4毫米至大约80毫米的距离与此出口隔开。19、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中：所述第二腔室包括阀门装置，操作上与所述各入口相关联，用于在所述喷气燃料点火装置被触发之后基本上阻止所述充气器壳体与所述气体发生器壳体之间通过所述各入口的流通，直到所述充气器壳体里面的压力超地过所述气体发生器壳体里面的压力一预定程度为止。20、一种如权利要求19所述的混合式充气器，其中：所述阀门装置由一种柔韧材料制成并围绕所述吸出器设置。21、一种如权利要求15所述的混合式充气器，其中：所述第一腔室在其中具有一传输管，设置在所述纵向轴线上，所述传输管连通于所述吸出管嘴并具有多个流体在所述传输管的内部和所述第一腔室的孔口。22、一种如权利要求13所述的混合式充气器，其中：所述充气器壳体的容量大约150立方厘米至大约450立方厘米，所述第一腔室的容量是大约10立方厘米至大约40立方厘米，所述第二腔室的容量是大约1立方厘米至大约50立...

【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，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]