RU2269435C1

RU2269435C1 - Combination gas source

Info

Publication number: RU2269435C1
Application number: RU2004132520/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Петухов (RU); Николай Николаевич Петухов
Original assignee: Николай Николаевич Петухов
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-02-10

Abstract

FIELD: transport engineering; safety systems.

SUBSTANCE: invention relates to safety systems employing inflatable envelopes and designed for saving vehicles in emergency situations. Proposed combination gas source contains sealed reservoir with compressed gas, mechanism to set sealed reservoir into action, pyrotechnic gas generator, device for starting pyrotechnic gas generator, gas outlet channel, wire and wireless input signal receiver with supply microsource, valve to discharge excess gas, chemical gas reactor of portion supply make and device for starting chemical gas reactor, all arranged in housing. Pyrotechnic gas generator is made in form of pyrotechnic battery, and mechanism to set sealed reservoir with compressed gas into action includes reservoir opener and gas flow interrupter.

EFFECT: provision of quick action, reliability and accuracy of control of gas flow filling flexible envelopes depending on parameters of ambient medium and object to be rescued, preservation of flexible envelopes at simultaneous action of gas flow and ambient medium.

12 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к системам безопасности с надувной оболочкой, предназначенным, в частности, для спасения транспортных средств в аварийных ситуациях.The invention relates to safety systems with an inflatable shell, intended, in particular, to save vehicles in emergency situations.

Известен аппарат для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортного средства по SU 1795617 А1, 15.10.1994, содержащий баллон со сжатым газом, газогенераторное устройство с горючим газообразующим материалом и электровоспламенителем, которое при срабатывании открывает клапан для надувания подушки сжатым газом. Аппарат не предусматривает раздельное использование содержащихся в нем источников газа и не может быть использован в системе безопасности с регулируемой подачей газа.A known device for filling gas with safety airbags of a vehicle safety system according to SU 1795617 A1, 10/15/1994, containing a cylinder with compressed gas, a gas generating device with combustible gas-forming material and an electric igniter, which, when triggered, opens a valve for inflating the pillow with compressed gas. The device does not provide for separate use of the gas sources contained in it and cannot be used in a security system with a regulated gas supply.

Задачей изобретения является создание эффективного комбинированного источника газа для систем безопасности с регулируемой подачей газа в заполняемые емкости.The objective of the invention is the creation of an effective combined gas source for security systems with controlled flow of gas into the filled containers.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, заключается в повышении надежности источника газа, обеспечиваемой дополнением последнего дублирующим генератором газа и возможностью раздельного и совместного использования составляющих источник газообразующих элементов, а также в обеспечении возможности производить регулировку подаваемого потока газа.The technical result provided by the claimed invention is to increase the reliability of the gas source, provided by supplementing the latter with a backup gas generator and the possibility of separate and shared use of gas-generating elements constituting the source, as well as providing the ability to adjust the supplied gas flow.

В известном источнике газа, включающем корпус, размещенные в корпусе герметичную емкость со сжатым газом, механизм приведения в действие герметичной емкости со сжатым газом, пиротехнический газовый генератор, устройство пуска пиротехнического газового генератора, провод для поступления входного сигнала, канал для выхода газа для решения вышепоставленной задачи дополнен устройством приема проводного и беспроводного входного сигнала с микроисточником электропитания, клапаном для выпуска избыточного газа, химическим газовым реактором, выполненным порционным, устройством пуска химического газового реактора, пиротехнический газовый генератор, химический газовый реактор и герметичная емкость со сжатым газом размещены в одном корпусе, при этом пиротехнический газовый генератор выполнен в виде пиротехнической батареи, а механизм приведения в действие герметичной емкости со сжатым газом включает вскрыватель емкости и прерыватель потока газа, устройство приема проводного и беспроводного входного сигнала соединено с механизмом приведения в действие герметичной емкости со сжатым газом, устройством пуска пиротехнического газового генератора, устройством пуска химического газового реактора, канал для выхода газа является общим для герметичной емкости со сжатым газом и пиротехнического газового генератора, химический газовый реактор имеет отдельный канал для выхода газа, а пиротехнический газовый генератор размещен в корпусе между химическим газовым реактором и герметичной емкостью со сжатым газом.In a known gas source including a housing, an airtight container with compressed gas placed in the body, a mechanism for actuating an airtight container with compressed gas, a pyrotechnic gas generator, a trigger device for the pyrotechnic gas generator, a wire for receiving an input signal, a gas outlet channel for solving the above tasks supplemented by a device for receiving a wired and wireless input signal with a micro power source, a valve for the release of excess gas, a chemical gas reactor made by a batch, starting device of a chemical gas reactor, a pyrotechnic gas generator, a chemical gas reactor, and a sealed container with compressed gas are placed in one housing, while the pyrotechnic gas generator is made in the form of a pyrotechnic battery, and the mechanism for actuating a sealed container with compressed gas a tank opener and a gas flow chopper, a device for receiving a wired and wireless input signal is connected to the actuating mechanism of a sealed container and with compressed gas, a start-up device for a pyrotechnic gas generator, a start-up device for a chemical gas reactor, a gas outlet is common to a sealed container with compressed gas and a pyrotechnic gas generator, a chemical gas reactor has a separate gas outlet, and a pyrotechnic gas generator is located in a housing between a chemical gas reactor and a sealed container with compressed gas.

Кроме того, в частных случаях реализации изобретения химический газовый реактор, выполненный порционным, содержит мембрану и механизм дозирования компонентов, обеспечивающие регулирование порционного смешивания газообразующих компонентов, а также трубку, защищенную от попадания газообразующих компонентов, с размещенным в ней клапаном для регулируемой порционной подачи газа в выходной канал.In addition, in particular cases of implementing the invention, a chemical gas reactor made in portions contains a membrane and a component dosing mechanism for controlling the batch mixing of gas-forming components, as well as a tube that is protected from ingress of gas-forming components, with a valve for controlled batch gas supply output channel.

Пиротехнический газовый генератор выполненный в виде пиротехнической батареи, содержит газообразующий материал, разделенный прокладками на слои, при этом каждый слой содержит детонатор, выполненный в виде электрического сопротивления, при этом все электрические сопротивления соединены параллельно, а характеристики электрических сопротивлений выбраны в зависимости от расположения слоя, для которого данное сопротивление является детонатором.A pyrotechnic gas generator made in the form of a pyrotechnic battery contains a gas-generating material separated by gaskets into layers, each layer containing a detonator made in the form of electrical resistance, while all electrical resistors are connected in parallel, and the characteristics of the electrical resistance are selected depending on the location of the layer, for which this resistance is a detonator.

Механизм приведения в действие герметичной емкости со сжатым газом выполнен с возможностью срабатывания от пиротехнического газового генератора.The mechanism for actuating a sealed container with compressed gas is configured to be triggered by a pyrotechnic gas generator.

Герметичная емкость со сжатым газом имеет защитную мембрану, выполненную в виде полой эластичной оболочки с вырезами по краям, заполненной расширяющимся при затвердевании материалом.The sealed container with compressed gas has a protective membrane made in the form of a hollow elastic shell with cutouts along the edges, filled with material expanding during solidification.

Вскрыватель емкости со сжатым газом выполнен с возможностью прокалывания или расплавления защитной мембраны.The opener of the container with compressed gas is configured to puncture or melt the protective membrane.

Прерыватель потока газа включает иглу для регулирования скорости потока газа посредством частичного или полного перекрывания отверстия в защитной мембране емкости со сжатым газом путем поступательного или вращательного движения иглы.The gas flow chopper includes a needle for controlling the gas flow rate by partially or completely blocking the opening in the protective membrane of the compressed gas container by translational or rotational movement of the needle.

Пиротехнический газовый генератор выполнен в виде пиротехнической батареи, содержит емкости с газообразующими компонентами и механизм для вскрытия этих емкостей.The pyrotechnic gas generator is made in the form of a pyrotechnic battery, it contains containers with gas-forming components and a mechanism for opening these containers.

Комбинированный источник газа содержит нагреватель для повышения температуры исходящих газов.The combined gas source contains a heater to raise the temperature of the outgoing gases.

Комбинированный источник газа содержит патрубок для разъемного соединения с надуваемой гибкой оболочкой, который имеет резьбу.The combined gas source contains a pipe for detachable connection with an inflatable flexible shell, which has a thread.

Пример реализации заявляемого комбинированного источника газа поясняется фиг.1-10An example implementation of the inventive combined gas source is illustrated in figures 1-10

Фиг.1 (а, б), 2 - комбинированный источник газа;Figure 1 (a, b), 2 - combined gas source;

Фиг.3 - химический газовый реактор;Figure 3 - chemical gas reactor;

Фиг.4 - пиротехнический газовый генератор;Figure 4 - pyrotechnic gas generator;

Фиг.5 - защитная мембрана для емкости со сжатым газом;5 is a protective membrane for a container with compressed gas;

Фиг.6-8 - варианты выполнения игл для вскрытия или перекрывания потока газа для емкости со сжатым газом;6-8 - embodiments of needles for opening or shutting off the gas flow for a container with compressed gas;

Фиг.9 (а, б) - схема электромеханического устройства;Fig. 9 (a, b) is a diagram of an electromechanical device;

Фиг.10 - схема действия пиротехнического элемента.Figure 10 - diagram of the action of the pyrotechnic element.

Комбинированный источник газа (фиг.1, 2) содержит корпус 1, герметичную емкость со сжатым газом 2, мембрану емкости со сжатым газом 3, поршень с иглой 4, стопор 5, проводник сигнала 6, поршень с толкателем 7, канал для выхода газа 12, химический реактор 9, мембрану химического реактора 8, пиротехническую батарею 11, дырчатый кожух 10.The combined gas source (FIGS. 1, 2) comprises a housing 1, a sealed container with compressed gas 2, a membrane of the container with compressed gas 3, a piston with a needle 4, a stopper 5, a signal conductor 6, a piston with a pusher 7, a gas outlet 12 , a chemical reactor 9, a membrane of a chemical reactor 8, a pyrotechnic battery 11, a hole casing 10.

Источник газа, изображенный на фиг.1а, отличается от источника газа на фиг.1б компоновкой слоев пиротехнической батареи. На фиг.1а слои расположены параллельно, а на фиг.1б - коаксиально.The gas source shown in figa, differs from the gas source in figb layout layers of a pyrotechnic battery. On figa layers are arranged in parallel, and on figb - coaxially.

В зависимости от характеристик подаваемого сигнала происходит срабатывание одного из стопоров 5, при этом стопор убирается в специально предусмотренное в стенке корпуса углубление. Электросхема пиротехнической батареи 11 срабатывает от сигнала, имеющего параметры, отличающиеся от параметров сигналов для стопоров 5.Depending on the characteristics of the supplied signal, one of the stoppers 5 is triggered, while the stopper retracts into a recess specially provided in the housing wall. The wiring diagram of the pyrotechnic battery 11 is triggered by a signal having parameters different from the signal parameters for the stoppers 5.

Поршни 4, 7 при условии срабатывания стопоров 5 перемещаются давлением газа, создаваемым работающей пиротехнической батареей 11, либо под воздействием установленных на них пружин электромеханического устройства, при этом начало реакции газообразования инициирует игла.Pistons 4, 7, provided that the stoppers 5 are activated, are moved by the gas pressure generated by the operating pyrotechnic battery 11, or by the action of the electromechanical device springs installed on them, and the onset of the gas generation reaction initiates a needle.

Химический газовый реактор (фиг.3) комбинированного источника включает емкость 17 реактора с первым компонентом 18 для химической реакции, трубку 19 для выхода газа, регулирующий выход газа клапан 20, мембрану 8, связанную со штоком 13, который входит в корпус 14, содержащий вторые компоненты 15 для химической реакции. Кроме того, в корпусе 14 размещен подпружиненный толкатель 16.The chemical gas reactor (Fig. 3) of the combined source includes a reactor vessel 17 with a first component 18 for a chemical reaction, a gas outlet pipe 19, a gas outlet control valve 20, a membrane 8 connected to a rod 13, which enters a housing 14 containing second components 15 for a chemical reaction. In addition, in the housing 14 posted by a spring-loaded pusher 16.

Под действием мембраны 8 шток 13 с крышкой открывает отверстия в корпусе 14, при этом компонент 15 под давлением толкателя 16 падает в емкость химического реактора 17 и смешивается с компонентом 18. В результате реакции возросшее до определенной величины давление образующегося газа воздействует на мембрану 8 и, соответственно, шток 13 с крышкой, отверстия в корпусе 14 закрываются. Кроме того, возросшее давление газа в реакторе открывает клапан 20, и газ поступает по трубке 19 в канал для выхода газа. Снижение давления газа в реакторе приводит к закрытию клапана 20. Цикл импульсной подачи газа может повторяться до полного использования компонентов 15 и 18.Under the action of the membrane 8, the rod 13 with the cover opens the holes in the housing 14, while the component 15, under the pressure of the pusher 16, falls into the capacity of the chemical reactor 17 and mixes with the component 18. As a result of the reaction, the pressure of the generated gas increased to a certain value and acts on the membrane 8 and, accordingly, the stem 13 with a cover, the holes in the housing 14 are closed. In addition, the increased gas pressure in the reactor opens the valve 20, and the gas enters through the tube 19 into the channel for the exit of gas. The decrease in gas pressure in the reactor closes valve 20. The cycle of pulsed gas supply can be repeated until the full use of components 15 and 18.

Пиротехнический газовый генератор (фиг.4) содержит газообразующий материал 21, разделенный прокладками 23, и детонаторы 22.Pyrotechnic gas generator (figure 4) contains a gas-generating material 21, separated by gaskets 23, and detonators 22.

Детонаторы, представляющие собой электрические сопротивления, соединены в электрическую схему параллельно. Кроме того, электрическая схема содержит управляемый ключ 24 и микроисточник питания 25. Характеристики электрических сопротивлений, например длина или удельное сопротивление материала, последовательно изменяются в соответствии с расположением слоев газообразующего материала 21. Таким образом, при каждом импульсном сигнале происходит газообразование в определенном слое газообразующего материала.The detonators, which are electrical resistances, are connected in parallel to the electrical circuit. In addition, the electrical circuit contains a controlled key 24 and a micro-power source 25. The characteristics of the electrical resistances, for example, the length or resistivity of the material, are sequentially changed in accordance with the arrangement of the layers of gas-forming material 21. Thus, with each pulse signal, gas generation occurs in a certain layer of gas-forming material .

Емкость со сжатым газом 2 после заполнения герметизируется защитной мембраной, выполненной в виде полой эластичной оболочки (фиг.5), имеющей по краям вырезы. Оболочка заполняется расширяющимся при затвердевании материалом, например пенополиуретаном, при этом по краям оболочки, где расположены вырезы, происходит расширение объема наполняющего материала, и отверстие емкости герметизируется.The container with compressed gas 2 after filling is sealed with a protective membrane made in the form of a hollow elastic shell (figure 5), having cutouts at the edges. The shell is filled with a material expanding during solidification, for example, polyurethane foam, while the edges of the shell where the cuts are located, the volume of the filling material expands, and the opening of the container is sealed.

Вскрыватель защитной мембраны выполняется в виде иглы, представленной на фиг.6-8.The opener of the protective membrane is made in the form of a needle, shown in Fig.6-8.

Передача сигнала на вскрытие емкости со сжатым газом может осуществляться посредством электромеханического устройства, фиг.9, либо с помощью энергии взрыва пиротехнического элемента, фиг.10.The signal transmission for opening the container with compressed gas can be carried out by means of an electromechanical device, Fig.9, or by using the explosion energy of a pyrotechnic element, Fig.10.

Иглы, изображенные на фиг.6, 7, 8, могут использоваться для частичного или полного перекрывания газа, выходящего из емкости.The needles shown in Fig.6, 7, 8, can be used to partially or completely block the gas leaving the tank.

Выполнение комбинированного источника газа из нескольких газообразующих элементов и возможность раздельного и совместного использования составляющих источник газообразующих элементов, связанных схемой приема входного дифференцированного сигнала, обеспечивают повышение надежности источника газа в целом, а также возможность производить регулировку подаваемого потока газа.The implementation of the combined gas source from several gas-generating elements and the possibility of separate and sharing the gas-generating elements constituting the source, connected by the input differential signal receiving circuit, provide an increase in the reliability of the gas source as a whole, as well as the ability to adjust the supplied gas flow.

Claims

1. Combined gas source, comprising a housing, a sealed container with compressed gas placed in the housing, a mechanism for actuating a sealed container with compressed gas, a pyrotechnic gas generator, a trigger device for the pyrotechnic gas generator, a gas outlet channel, characterized in that it further comprises a device receiving a wired and wireless input signal with a micro-power supply, a valve for the release of excess gas, a chemical gas reactor, made batch, the device and a chemical gas reactor, a pyrotechnic gas generator, a chemical gas reactor, and a sealed container with compressed gas are housed in one housing, while the pyrotechnic gas generator is made in the form of a pyrotechnic battery, and the mechanism for actuating the sealed container with compressed gas includes a tank opener and a flow breaker gas, a device for receiving a wired and wireless input signal is connected to a mechanism for actuating a sealed container with compressed gas, a pirot trigger device a technical gas generator, a start-up device for a chemical gas reactor, a gas outlet is common for a sealed container with compressed gas and a pyrotechnic gas generator, a chemical gas reactor has a separate channel for gas outlet, and a pyrotechnic gas generator is placed in a housing between a chemical gas reactor and a sealed capacity with compressed gas.

2. The combined gas source according to claim 1, characterized in that the chemical gas reactor, made batch, contains a membrane and a metering mechanism for components, providing regulation of batch mixing of gas-forming components, as well as a tube that is protected from ingress of gas-forming components, with a valve for adjustable, portioned gas supply to the outlet channel.

3. The combined gas source according to claim 1, characterized in that the pyrotechnic gas generator, made in the form of a pyrotechnic battery, contains a gas-forming material, divided by gaskets into layers, each layer containing a detonator made in the form of electrical resistance, while all electric resistances are connected in parallel, and the characteristics of electrical resistances are selected depending on the location of the layer for which this resistance is a detonator.

4. The combined gas source according to claim 1, characterized in that the mechanism for actuating the sealed container with compressed gas is configured to be triggered by a pyrotechnic gas generator.

5. The combined gas source according to claim 1, characterized in that the sealed container with compressed gas has a protective membrane made in the form of a hollow elastic shell with cutouts along the edges filled with material expanding during solidification.

6. The combined gas source according to claim 5, characterized in that the opener of the container with compressed gas is configured to puncture or melt the protective membrane.

7. The combined gas source according to claim 6, characterized in that the gas flow chopper includes a needle for regulating the gas flow rate by partially or completely blocking the opening in the protective membrane of the compressed gas container by translational or rotational movement of the needle.

8. The combined gas source according to claim 1, characterized in that the pyrotechnic gas generator is made in the form of a pyrotechnic battery, contains containers with gas-forming components and a mechanism for opening these containers.

9. The combined gas source according to claim 1, characterized in that it contains a heater to increase the temperature of the outgoing gases.

10. The combined gas source according to claim 1, characterized in that it contains a pipe for detachable connection with an inflatable flexible shell.

11. The combined gas source according to claim 10, characterized in that the pipe for detachable connection with an inflatable flexible shell has a thread.

12. The combined gas source according to claim 1, characterized in that the mechanism for actuating the sealed container with compressed gas is made with the possibility of actuation from an electromechanical device.