ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 1994 года по МПК F23R5/00 

Изобретение относится к конструкциям газогенераторов на твердом химическом топливе, предназначенных для получения холодных газов, используемых при пожаротушении, для наддува бескамерных шин, наполнения эластичных оболочек, развертывания надувных средств спасения, приведения в действие различных механизмов.

Известные конструкции генераторов холодного газа, как правило, имеют корпус с одним или несколькими расходными отверстиями, средство воспламенения, заряд твердого химического топлива, блок с охлаждающим агентом.

В этих конструкциях блок с охлаждающим агентом обычно представляет собой часть камеры сгорания, засыпанную гранулированным или таблетированным веществом - активным или пассивным. При работе газогенератора в блоке охладителя образуется масса каналов, проходов с пониженным газодинамическим сопротивлением, что приводит к непредсказуемому отклонению температуры газа от ожидаемой. Стремление избавиться от этого явления приводит к усложнению конструкций газогенераторов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, взятым за прототип, является конструкция газогенератора, который содержит корпус с выходным отверстием, в котором последовательно размещены воспламенитель, заряд твердого газопроницаемого топлива, блок охладителя и опорная перфорированная решетка, контактирующая с блоком охладителя. Конструкция имеет устройство для формирования направленного движения газов, содержащее неподвижный поршень, перфорированную трубу, проходящую через блок охладителя, и средство для предотвращения несанкционированного прорыва горячих газов из камеры сгорания к выходному отверстию. Последнее представляет собой установленное на неподвижном поршне кольцевое резиновое уплотнение, перекрывающее технологической кольцевой зазор между поршнем и корпусом.

Данная конструкция сложна и недостаточно эффективна, т.к. имеет между зарядом и охладителем элементы, являющиеся в некоторой мере балластом. Кроме того, при таком исполнении в блоке охладителя в области поршня могут образовываться застойные зоны, а также не исключена возможность образования локальных каналов в охладителе, что еще больше снижает эффективность конструкции и делает ее менее надежной.

Задачей изобретения является разработка более простой, эффективной и надежной конструкции газогенератора за счет возможности исключения из нее балластных элементов и выполнения заряда газопроницаемого химического топлива, блока охладителя и газораспределительного устройства в виде единого моноблока.

Поставленную задачу решает предложенная конструкция газогенератора. Он содержит полый корпус с выходным отверстием. В корпусе последовательно размещены воспламенительное устройство, цилиндрический газопроницаемый заряд химического твердого топлива, цилиндрический газопроницаемый блок инертного охладителя и контактирующая с ним опорная решетка. Заряд и охладитель выполнены в виде единого моноблока, на боковую поверхность которого нанесено пластичное бронепокрытие. Опорная решетка выполнена с цилиндрической отбортовкой, соединенной с корпусом в районе выходного отверстия. Боковую поверхность заряда и охладителя с бронепокрытием и цилиндрическую отбортовку опорной решетки плотно охватывает эластичная оболочка, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра корпуса.

Выполнение заряда и охладителя в виде единого моноблока, наличие общего бронепокрытия для них способствуют равномерной продувке газов через охладитель, а выполнение опорной решетки с отбортовкой, расположение ее и наличие общей для всех этих трех узлов эластичной оболочки, плотно их облегающей, предотвращают прорыв горячих газов к выходному отверстию в обход охладителя.

Сравнение предложенной конструкции газогенератора с прототипом показывает, что она отличается от прототипа тем, что в ней средство для предотвращения прорыва горячих газов, являющееся одновременно средством для формирования направленного движения газов, выполнено из пластичного бронепокрытия, нанесенного на боковую поверхность заряда и охладителя, и эластичной оболочки, нанесенной на бронепокрытие и опорную решетку, причем последняя снабжена цилиндрической отбортовкой, соединенной с корпусом в районе выходного отверстия, а внешний диаметр эластичной оболочки меньше внутреннего диаметра корпуса. Таким образом, предложение соответствует критерию "новизна".

Конструкция газогенератора с предложенной совокупностью входящих в нее узлов и элементов позволяет повысить эффективность и надежность конструкции. Действительно, отсутствие элементов между топливом и охладителем, выполнение их в виде единого газопроницаемого моноблока позволяют упростить конструкцию, сделать ее технологичной при сборке, обеспечивают оптимальное распределение потока горячих газов через охладитель. Этому же способствуют другие входящие в конструкцию элементы, образующие средство для предотвращения прорыва горячих газов к выходному отверстию в обход охладителя. Таким образом, достигаемый положительный результат обеспечивается благодаря вышеуказанной совокупности признаков, характеризующих конструкцию. Такое исполнение в технике не известно, непосредственно из существующего уровня техники не вытекает и не было очевидным для специалистов. Это дает основание считать данное техническое решение обладающим изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая конструкция газогенератора.

Газогенератор содержит корпус 1 с крышкой 2, воспламенителем 3, выходным отверстием 4. В корпусе размещен моноблок, состоящий из шашки твердого химического газопроницаемого топлива (блока заряда) 5 и блока охладителя 6, с общим пластичным бронепокрытием 7. Моноблок опирается на опорную решетку 8 с цилиндрической отбортовкой, соединенной с корпусом в районе выходного отверстия. Бронепокрытие 7 и цилиндрическую отбортовку облегает эластичная оболочка 9, закрепленная на боковой поверхности решетки хомутом 10. Между наружной поверхностью эластичной оболочки 9 и внутренней поверхностью корпуса 1 имеется кольцевой зазор 11. Газопроницаемые блоки заряда 5 и охладителя 6 получают последовательным формованием из соответствующих гранулированных составов с последующим отверждением связки. После нанесения на их боковую поверхность слоя пластичного бронепокрытия 7 заряд 5 и охладитель 6 соединяются в единый моноблок посредством размещения их в общей эластичной оболочке, длина которой больше суммарной длины заряда и охладителя на высоту цилиндрической отбортовки. В случае применения однотипного связующего для блоков заряда и охладителя предпочтительно их совместное отверждение, что обеспечивает получение единого моноблока еще до нанесения пластичного бронепокрытия и эластичной оболочки.

Газогенератор работает следующим образом. При подаче команды на запуск срабатывает воспламенитель 3, под действием давления продуктов сгорания которого моноблок заряд - охладитель поджимается к решетке 8, а эластичная оболочка 9 поджимает бронепокрытие 7 к моноблоку заряд - охладитель и сама поджимается к отбортовке перфорированной решетки 8. Таким образом создаются условия для направленного движения продуктов сгорания к выходному отверстию 4 газогенератора только по внутрипоровым каналам газопроницаемого моноблока заряд-охладитель. Продукты сгорания воспламенителя 3, а затем и загоревшегося заряда 5, проходя по внутрипоровым каналам заряда, отдают ему свое тепло, вовлекая все новые слои заряда в процесс горения. При этом сами газы при достаточной длине заряда охлаждаются вплоть до начальной температуры заряда и только продукты сгорания последних слоев топлива будут отдавать свое тепло в блоке охладителя 6. Ширина зоны реакции будет определяться величиной гранул, из которых сформирован заряд, скоростью их горения, а также скоростью подключения их к процессу горения. При необходимости повышения энергетики выходных газов на боковой поверхности опорной решетки 8 перед запуском открывают (или выполняют) требуемое количество отверстий, через которые будет выходить заранее рассчитываемое количество неохлажденных газов, поступающих по кольцевому каналу, образованному между внутренней стенкой корпуса 1 и наружной частью эластичной оболочки 9. При этом результирующая смесь газов будет обладать нужной температурой.

Предложенная конструкция не вызовет затруднений в реализации, так как имеет узлы, детали и материалы, изготавливаемые промышленностью. Моноблок может быть изготовлен самостоятельно, удобен в сборке. Нанесение бронепокрытия и оболочки производится известными в технике средствами. Необходимость в использовании предлагаемого газогенератора не вызывает сомнений. Наиболее эффективно использование такого газогенератора при тушении локальных пожаров, например электро- и радиоэлектронной аппаратуры, размещенной в замкнутых объемах (шкафах, ящиках). Это обусловлено тем, что заряд и охладитель в данной конструкции одновременно выполняют и роль фильтра, что исключает загрязнение столь чувствительной радиоэлектронной аппаратуры. Кроме того, газогенератор может успешно использоваться в качестве средства наддува эластичных оболочек различного использования. Таким образом, предложение имеет и третий критерий - промышленную применимость.

Изобретение относится к конструкциям газогенераторов на твердом химическом топливе, предназначенных для получения холодных газов, используемых при пожаротушении, для наддува бескамерных шин, наполнения эластичных оболочек, развертывания надувных средств спасения, приведения в действие различных механизмов. Газогенератор содержит корпус 1 с выходным отверстием 4. В корпусе последовательно размещены воспламенитель 3, заряд 5 твердого газопроницаемого топлива, блок охладителя 6 и контактирующая с ним опорная решетка 8. На боковую поверхность заряда 5 и охладителя 6 нанесено пластичное бронепокрытие 7. Опорная решетка 8 выполнена с цилиндрической отбортовкой, соединенной с корпусом 1 в районе выходного отверстия 4. Боковую поверхность заряда 5 и охладителя 6 с бронепокрытием 7 и цилиндрическую отбортовку опорной решетки 8 плотно охватывает эластичная оболочка 9, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра корпуса 1. Наличие общего бронепокрытия 7 для заряда 5 и охладителя 6 способствует равномерной продувке газов через охладитель 6, а выполнение опорной решетки 8 с отбортовкой, расположение ее и наличие общей для всех этих трех узлов эластичной оболочки 9, плотно их облегающей, предотвращают прорыв горячих газов к выходному отверстию 4 в обход охладителя 6. 1 ил.

ГАЗОГЕНЕРАТОР, содержащий корпус с выходным отверстием, в котором последовательно размещены воспламенитель, заряд твердого газопроницаемого топлива, блок охладителя, опорная перфорированная решетка, контактирующая с блоком охладителя, и средство для предотвращения несанкционированного прорыва горячих газов из камеры сгорания к выходному отверстию, отличающийся тем, что средство для предотвращения прорыва горячих газов выполнено из пластичного бронепокрытия, нанесенного на боковые поверхности заряда и охладителя, и эластичной оболочки, нанесенной на бронепокрытие и опорную решетку, причем опорная решетка снабжена цилиндрической отбортовкой, соединенной с корпусом в районе выходного отверстия, а внешний диаметр эластичной оболочки меньше внутреннего диаметра корпуса.