ГЕНЕРАТОР НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО АЗОТА Российский патент 2025 года по МПК F02K9/08 B01J7/00 

Генератор низкотемпературного азота относится к ракетной технике, а именно к газогенерирующим устройствам, используемым для получения низкотемпературного газа азота в источниках давления, обеспечивающих длительную подачу охлажденного газа с постоянным расходом в агрегатах систем питания энергетических установок, в том числе при подаче горючих материалов.

Заявленное техническое решение основано на принципе получения газообразного азота путем разложения пиротехнического состава, содержащего азид натрия, сополимер тетрафторэтилена с винилфторидом, углерод технический, и последующего его охлаждения за счет эндотермической реакции при пропускании газа через многоступенчатый фильтр-охладитель, выполненный из теплопоглощающего проницаемого материала.

Из уровня техники известны технические решения Российской федерации (далее - РФ), относящиеся к получению низкотемпературного газа за счет разложения азида натрия и его охлаждения в фильтрах-охладителях, такие как: по патентам на изобретение №2154769 от 02.07.1999, «Генератор холодного чистого азота», на полезную модель №101782 от 22.09.2010, «Генератор холодного чистого азота», на изобретение №2347979 от 22.06.2005, «Пиротехническое азотгенерирующее устройство», на изобретение №2459149 от 22.09.2010, «Генератор холодного чистого азота».

Изобретение по патенту РФ №2154769 характеризует генератор холодного чистого азота, который содержит корпус с размещенными в нем камерой сгорания с канальным зарядом твердого источника азота и камеру охлаждения, разделенную перегородкой с соплом. Отличительной особенностью является то, что камера охлаждения выполнена в виде отдельного блока, герметично закрепленного в корпусе генератора, снабженного подвижными перфорированными днищами с пакетами сеток и заполненного нейтральной мелкодисперсной 0,5 - 1,0 мм двуокисью кремния SiO2, а на перегородке между соплом и передним перфорированным днищем установлен рассекатель газа с боковыми отверстиями, величина ячеек сеток в пакете выполнена уменьшающейся в направлении к центру охладительного блока, перегородка с соплом выполнена с возможностью перемещения.

Полезная модель по патенту РФ №101782 описывает генератор холодного чистого азота, содержащий корпус, внутри которого продольно установлены разделенные сопловым блоком камера сгорания канального пиротехнического заряда, инициируемого от пиропатрона через воспламенитель, и фильтрующий блок охлаждения, выполненный в виде насыпного теплоемкого материала, размещенного между газораспределительными решетками, оснащенными изнутри термостойкими сетками, закрытый крышкой с выходным дросселирующим отверстием коммуникации с наддуваемой рабочей емкостью. Особенностью генератора является то, что пиротехнический заряд выполнен в форме распределенных вдоль камеры сгорания канальных шашек, между которыми расположены таблетки воспламенителя, сообщающиеся с эквидистантно смонтированными передаточными воспламенительными зарядами, соосными фокусирующей втулке пиропатрона, а в качестве насыпного материала фильтрующего блока охлаждения использована чугунная дробь, при этом в дросселирующем выходном отверстии установлен клапан, а перегородка соплового блока жестко связана с корпусом, верхний слой чугунной дроби наполнения фильтрующего блока охлаждения имеет размер частиц 2-3 мм, а нижний слой чугунной дроби наполнения фильтрующего блока охлаждения имеет размер частиц 0,5-1 мм, причем сопло в камере сгорания перекрыто мембраной. Решение направлено на повышение основных показателей назначения генератора: усиление динамики генерирования азота повышенного объема, который при этом более эффективно охлаждается и очищается от примесей, то есть повышается функциональная надежность генератора азота простой технологичной конструкции. Данный генератор позволил повысить надежность получения холодного и чистого азота.

Пиротехническое азотгенерирующее устройство по патенту РФ №2347979 относится к области создания автономных источников сжатого газа, а именно низкотемпературных твердотопливных газогенераторов. Пиротехническое азотгенерирующее устройство содержит корпус с крышкой, расположенную внутри корпуса камеру сгорания, заряд твердого источника азота, пиропатрон, воспламенитель заряда твердого источника азота, блок охлаждения, а также перегородку с расходным отверстием. Блок охлаждения состоит из перфорированных днищ, образующих пространство, заполненное охладителем, и установлен между перегородкой с расходным отверстием и камерой сгорания. Заряд твердого источника азота выполнен в виде шашек с центральными отверстиями, установленных соосно корпусу с фиксированными зазорами между собой. Воспламенитель выполнен в виде перфорированного жаропрочного стакана с глухим дном, установленного внутри центральных отверстий азотгенерирующих шашек и заполненного пиротехническими таблетками или твердотопливными шашками, расположенными с зазором между собой. Решение позволило повысить производительность азотгенерирующего устройства.

Пиротехническое азотгенерирующее устройство по патенту РФ №2459149 от 22.09.2010 описывает генератор холодного чистого азота содержащий смонтированные в корпусе пиропатрон, азотгенерирующий заряд и фильтр-охладитель. Пиропатрон закреплен в фокусирующей втулке, соосной воспламенительному заряду. Азотгенерирующий заряд выполнен в виде канальных шашек азотгенерирующего состава и установлен на поперечной перегородке камеры сгорания. Фильтр-охладитель включает насыпной наполнитель, представляющий собой чугунную дробь и помещенный между распределительными решетками, снабженными изнутри термостойкими сетками. Канальные шашки азотгенерирующего пиротехнического состава скреплены по торцам посредством дополнительных воспламенительных таблеток. Воспламенительный заряд выполнен в виде шашек, продольно распределенных в центральном канале камеры сгорания и смонтированных на уровнях торцевых зазоров между канальными шашками азотгенерирующего пиротехнического состава. Поперечная перегородка камеры сгорания жестко связана с корпусом и оснащена соплом, перекрытым тарированной мембраной, а выход фильтра-охладителя имеет дросселирующее отверстие. Изобретение позволяет усилить динамику генерирования азота, а также повысить эффективность его охлаждения и очищения от примесей. Решение позволило усилить динамику генерирования азота, а также повысить эффективность его охлаждения и очищения от примесей.

Недостатком указанных решений является невозможность обеспечения получения низкотемпературного азота в течение продолжительного времени без существенного увеличения габаритных размеров конструкции, обуславливаемых величиной горящего свода пиротехнического заряда, выражаемой как произведение скорости горения на время работы газогенератора. Также такое увеличение горящего свода приводит к росту поверхности горения, выделяющей азот, в результате чего газогенератор должен оснащаться устройствами контроля давления для обеспечения требуемой величины газопроизводительности.

Так же известны газогенераторы по патентам РФ на изобретение №2234364 от 19.08.2002, «Газогенератор», а также на полезную модель №157476 от 03.07.2015, «Газогенератор».

Изобретение по патенту РФ №2234364 относится к области пиротехники и может быть использовано в системах вытеснения или аэрации жидкостей или порошков. Газогенератор содержит корпус с газовыводом, пиротехнический газогенерирующий заряд, установленный в корпусе с боковым зазором, инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной газовыводу. Газогенерирующий заряд выполнен из низкокалорийного пиротехнического состава с однородно перемешанными компонентами. Диаметр газогенерирующего заряда выбран ниже критического диаметра горения пиротехнического состава при торцевом горении. Между газовыводом и газогенерирующим зарядом установлен фильтрующий элемент. Изобретения имеет конструкцию генератора малых габаритов, что позволило обеспечить повышение его эксплуатационных характеристик.

Полезная модель газогенератора по патенту РФ №157476, содержащий корпус с газовыводным отверстием, газогенерирующий заряд, выполненный из пиротехнического состава, установленный в корпусе, воспламенительное устройство, расположенное со стороны, противоположной газовыводному отверстию, а между газовыводным отверстием и газогенерирующим зарядом установлен фильтрующий элемент, отличающийся тем, что между воспламенительным устройством и газогенерирующим зарядом расположен инициирующий заряд, выполненный из пиротехнического состава, по оси газогенерирующего заряда установлена цилиндрическая втулка, один торец которой через коллекторы и фильтрующий элемент соединен с газовыводным отверстием, а на другом торце установлен элемент в виде пластины с центральным отверстием, сообщенным с трубчатой втулкой, и сквозными прорезями, в которые запрессован пиротехнический состав, обеспечивающий передачу горения от инициирующего заряда к газогенерирующему, в сквозные прорези пластины запрессован газогенерирующий пиротехнический состав или инициирующий пиротехнический состав. Генератор предназначен для использования в качестве источника газа низкого и высокого давления для вытеснения порошков, жидкостей, для наддува различных емкостей, а также в других устройствах, использующих инертный низкотемпературный газ.

Описанные генераторы по патентам РФ №2234364 и №157476 не способны реализовать постоянство газопроизводительности за счет неизменности поверхности горения газогенерирующего элемента, а также не позволяют добиться эффективного охлаждения газа при продолжительной работе газогенератора.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических и функциональных возможностей газогенераторов, а именно, создание генератора низкотемпературного азота, обеспечивающего при его инициировании длительную подачу охлажденного газа с постоянным расходом и равномерную работу составного пиротехнического устройства.

Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в расширении технологических и функциональных возможностей газогенераторов, а именно, в обеспечении стабильности газорасходных характеристик газогенератора путем сложения признаков новизны качества, не присущих им дифференцированно. Данный результат обеспечивается конструктивными особенностями самого газогенератора, в частности применение составного пиротехнического устройства, содержащего цилиндрический торцевой пиротехнический заряд с длительным временем работы (горение заряда происходит по одной из торцевых поверхностей не менее 10 с) и размещенным в компактном промежуточном цилиндрическом корпусном элементе цилиндрического корпуса газогенератора, снабженным фильтрующе-охлаждающей системой, одновременно решающей задачу теплопроводного теплообменника подогрева заряда, выполненного в виде пористой структуры с активной зоной химических реакций.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению и выбранным заявителем за прототип решением является генератор холодного азота по патенту №2234364, содержащий корпус с газовыводом, пиротехнический газогенерирующий заряд, установленный в корпусе с боковым зазором, инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной газовыводу, а также фильтрующий элемент, установленный между газовыводом и газогенерирующим зарядом.

Отличительной особенностью генератора низкотемпературного азота от прототипа является то, что он содержит цилиндрический корпус, во внутреннем объеме которого, закреплены продольно размещенные цилиндрический корпусной элемент и металлический стакан, блок воспламенителя, составное пиротехническое устройство, фильтрующе-охлаждающая система и предохранительное устройство.

Металлический стакан в целях обеспечения радиального и осевого центрирования его в цилиндрическом корпусном элементе зафиксирован посредством резьбового соединения с ложементом, выполненным в торцевой части цилиндрического корпусного элемента.

Блок воспламенителя включает электровоспламенитель, заневоленную в посадочном месте цилиндрического корпусного элемента между опорным элементом и форсункой цилиндрическую воспламенительную таблетку, воспламенительный пыж, опорный элемент с выполненными в его теле сквозными переферийными концевыми отверстиями инжекции, электровоспламенитель, закреплен во внутреннем объеме цилиндрического корпуса с образованными в нем камерой и каналом передачи тепловой энергии к воспламенительному пыжу и составному пиротехническому устройству, воспламенительный пыж выполнен из функционального газогенерирующего пиротехнического состава на основе азида натрия.

Составное пиротехническое устройство содержит цилиндрический торцевой пиротехнический заряд, выполненный в виде предварительно подвергнутых прессованию под давлением, по меньшей мере, двух последовательно соединенных в единый элемент припрессовок цилиндрических газогенерирующих пиротехнических элементов изготовленных посредством запрессовки из дымного ружейного пороха из медленногорягцего пиротехнического состава в форме, повторяющем размеры воспламенительного пыжа и помещенных в целях ограничения площади распространения горения в цилиндрическую картонную трубку.

Фильтрующе-охлаждающая система состоит из системы очистки и блока охлаждения.

Система очистки размещена в кольцевом зазоре, образованном между цилиндрическим корпусным элементом и металлическим стаканом, в объеме которого, в целях образования пустотелых камер очистки, разделенных цилиндрическими вставками последовательно установлены цилиндрические фильтрующие элементы, по меньшей мере одного фильтра грубой и одного фильтра тонкой очистки, каждый из которых собран в виде плотно и зеркально соединенных перфорированных решеток имеющих множество диаметрально распределенных отверстий с коаксиальными сетками, между которыми уплотненно содержится фильтрующий наполнитель для каждого используемого фильтра свой, осевая фиксация цилиндрических фильтрующих элементов, по меньшей мере, одного фильтра грубой и одного фильтра тонкой очистки производится посредством фиксирующей гайки.

В качестве фильтрующего наполнителя фильтра грубой очистки используется чугунная дробь.

В качестве фильтрующего наполнителя фильтра тонкой очистки, используется фракционный дисперсный базальт или стекловолокно.

Цилиндрические вставки, решетки и коаксиальные сетки, каждого из используемых, фильтров грубой и тонкой очистки выполнены из жаропрочной стали типа 14X17.

На конце цилиндрического корпусного элемента, противоположном блоку воспламенения выполнен и зафиксирован стяжным кольцом блок охлаждения, состоящий из функционального термопоглощающего дисперсного наполнителя, зеркально установленных сетчатых блоков и дисковых решеток, позволяющих создавать условия равномерного протекания газа через отверстия дисковых решеток.

Блок охлаждения образован посредством герметичного соединения цилиндрического корпуса с резьбовой крышкой, с формированием камеры смешения очищенного газа, которая сообщается с внешним потребителем очищенного газа посредством, по меньшей мере одного штуцера, в целях регуляции расхода газа при колебаниях давления по меньшей мере один штуцер оснащен предохранительным устройством, выполненным в виде металлической прорывной мембраны, стянутой в бобышке гайкой, в целях исключения перекрытия проточного канала осколочными фрагментами прорывной мембраны в бобышке выполнен конический канал, сообщающийся с потребителем очищенного газа.

Цилиндрический торцевой пиротехнический заряд составного пиротехнического устройства выполнен из пиротехнического состава, не образующего в ходе реакции разложения проницаемый шлаковый остаток.

Еще одной особенностью цилиндрического торцевого пиротехнического заряда составного пиротехнического устройства является то, что хотя бы на одной из своих торцевых поверхностей он имеет хотя бы одну прочноскрепленную с ней тонкопленочный элемент воспламенительного состава.

Предложенные авторами технические решения обеспечивают продолжительную (более 10 с) генерацию газовой смеси на основе азота с последующим ее охлаждением и многоступенчатой фильтрацией конденсированных частиц непосредственно в объеме газогенератора, что позволяет применить изобретение в качестве источника давления в агрегатах систем питания энергетических установок, в том числе при подаче горючих материалов.

Горение торцевого пиротехнического заряда происходит по поверхности со стороны, обращенной к воспламенителю, состоящему изгерметичного, исключающего утечку генерируемого газа в металлическом стакане, что обеспечивает постоянство газоприхода.

Сокращение конструктивных габаритов газогенератора достигается коаксиальным размещением фильтров грубой и тонкой очистки относительно пиротехнического заряда. Линии тока газовой фазы при этом организованы таким образом, чтобы при охлаждении истекающего газа часть тепла за счет теплопроводности и конвекции отдавалась в окружающую среду, а другая часть, за счет теплопроводности, отдавалась в металлический стакан с цилиндрическим торцевым пиротехническим зарядом, в результате чего происходит равномерный прогрев поверхности составных пиротехнических шашек, не участвующих в процессе газогенерации. За счет описанного эффекта послойно прогретая поверхность пиротехнического заряда на момент подхода волны горения имеет достаточную постоянную температуру, позволяющую сохранить величину газогенерации без потерь на прогрев необходимого последующего слоя заряда.

Сущность технического решения фильтра-охладителя, изложенного в патенте на изобретение РФ №2464498 от 26.10.2010 «Устройство для охлаждения газового потока и способ получения теплопоглощающего материала» направлена непосредственно на снижение температуры газа, а также фильтрации от конденсированных частиц.

Предлагаемое заявителем техническое решение фильтрующе-охлаждающей системы состоит из совокупности физических эффектов, позволяющих осуществлять охлаждение газа, грубую фильтрацию от конденсированных частиц, а также осаждать молекулы агрессивных соединений, находящихся изначально в газовой фазе за счет увеличения длины пробега молекул вдоль тел фильтров грубой и тонкой очистки, заполненных материалом, вступающим в химическую реакцию, в результате чего образуются стабильные химические соединения, осажденные в пористой структуре их наполнителей, а затем в результате эндотермической реакции за счет предварительной очистки газовой фазы позволяет более эффективно отводить тепло в блок охлаждения азота.

Выбор используемого пиротехнического состава на основе азида натрия для снаряжения составного пиротехнического устройства обусловлен возможностью достижения заданного уровня газификации наряду с возможностью образования при горении прочного газопроницаемого шлакового остатка для обеспечения оттока газовой фазы от горящей поверхности.

Снижение времени достижения уровня стабильной газопроизводительности обеспечивается припрессовкой на торце составных цилиндрических газогенерирующих пиротехнических элементов, а также обращенных к воспламенителю, воспламенительного пыжа (например, дымного ружейного пороха) и переходного составов (например, зажигательных составов на основе соединений бора), занимающих всю площадь торцевой поверхности.

Таким образом, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, в результате чего, поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Совокупность всех перечисленных признаков позволяет получить азот с температурой не более 80°С при полном отсутствии конденсированных частиц размера более 40 мкм в течение времени работы не менее 10 с.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративную цель и не ограничивают объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертежах изображены:

на Фиг. 1 - генератор низкотемпературного азота в продольном разрезе;

на Фиг. 2 - выносной элемент генератора низкотемпературного азота, отражающий фильтр грубой очистки.

на Фиг. 3 - выносной элемент генератора низкотемпературного азота, отражающий прорывную мембрану предохранительного устройства.

Генератор низкотемпературного азота, содержит цилиндрический корпус 1, во внутреннем объеме которого, закреплены продольно размещенные цилиндрический корпусной элемент 2 и металлический стакан 3, блок воспламенителя, составное пиротехническое устройство, фильтрующе-охлаждающая система и предохранительное устройство, металлический стакан 3 в целях обеспечения радиального и осевого центрирования его в цилиндрическом корпусном элементе 2 зафиксирован посредством резьбового соединения с ложементом 4, выполненным в торцевой части цилиндрического корпусного элемента 2, блок воспламенителя включает электровоспламенитель 5, заневоленную в посадочном месте цилиндрического корпусного элемента 2 между опорным элементом 6 и форсункой 7 цилиндрическую воспламенительную таблетку 8, воспламенительный пыж 9, опорный элемент 6 с выполненными в его теле сквозными переферийными концевыми отверстиями 10 инжекции, электровоспламенитель 5, закреплен во внутреннем объеме цилиндрического корпуса 1 с образованными в нем камерой 11 и каналом 12 передачи тепловой энергии к воспламенительному пыжу 9 и составному пиротехническому устройству, воспламенительный пыж 9 выполнен из функционального газогенерирующего пиротехнического состава на основе азида натрия, составное пиротехническое устройство содержит цилиндрический торцевой пиротехнический заряд 13, выполненный в виде предварительно подвергнутых прессованию под давлением, по меньшей мере, двух последовательно соединенных в единый элемент припрессовок цилиндрических газогенерирующих пиротехнических элементов изготовленных посредством запрессовки из дымного ружейного пороха из медленногорящего пиротехнического состава в форме, повторяющем размеры воспламенительного пыжа 9 и помещенных в целях ограничения площади распространения горения в цилиндрическую картонную трубку 14, фильтрующе-охлаждающая система состоит из системы очистки и блока охлаждения, система очистки размещена в кольцевом зазоре, образованном между цилиндрическим корпусным элементом 2 и металлическим стаканом 3, в объеме которого, в целях образования пустотелых камер очистки 15, разделенных цилиндрическими вставками 16 последовательно установлены цилиндрические фильтрующие элементы, по меньшей мере, одного фильтра грубой и одного фильтра тонкой очистки, каждый из которых собран в виде плотно и зеркально соединенных перфорированных решеток 17 имеющих множество диаметрально распределенные отверстия 18 с коаксиальными сетками 19 между которыми уплотненно содержится фильтрующий наполнитель 20,21 для каждого используемого фильтра свой, осевая фиксация цилиндрических фильтрующих элементов, по меньшей мере, одного фильтра грубой и одного фильтра тонкой очистки производится посредством фиксирующей гайки 22, в качестве фильтрующего наполнителя 20 фильтра грубой очистки используется чугунная дробь, в качестве фильтрующего наполнителя 21 фильтра тонкой очистки, используется фракционный дисперсный базальт или стекловолокно, цилиндрические вставки 16, решетки 17 и коаксиальные сетки 19, каждого из используемых, фильтров грубой и тонкой очистки выполнены из жаропрочной стали, на конце цилиндрического корпусного элемента 2, противоположном блоку воспламенения выполнен и зафиксирован стяжным кольцом блок охлаждения, состоящий из функционального термопоглощающего дисперсного наполнителя 24 (например, из литой чугунной дроби), зеркально установленных сетчатых блоков 25 и дисковых решеток 26, позволяющих создавать условия равномерного протекания газа через отверстия 27 дисковых решеток 26, блок охлаждения образован посредством герметичного соединения цилиндрического корпуса 1 с резьбовой крышкой 28, с формированием камеры 29 смешения очищенного газа, которая сообщается с внешним потребителем очищенного газа посредством, по меньшей мере, одного штуцера 30, в целях регуляции расхода газа при колебаниях давления, по меньшей мере, один штуцер 30 оснащен предохранительным устройством, выполненным в виде металлической прорывной мембраны 31, стянутой в бобышке 32 гайкой 33, в целях исключения перекрытия проточного канала осколочными фрагментами прорывной мембраны 31 в бобышке 32 выполнен конический канал 34, сообщающийся с потребителем очищенного газа.

Цилиндрический торцевой пиротехнический заряд 13 составного пиротехнического устройства выполнен из пиротехнического состава, не образующего в ходе реакции разложения проницаемый шлаковый остаток, (например, из окислов железа и натрия).

Цилиндрический торцевой пиротехнический заряд 13 составного пиротехнического устройства хотя бы на одной из своих торцевых поверхностей имеет хотя бы одну прочноскрепленную с ней тонкопленочный элемент воспламенительного состава.

Работа газогенератора осуществляется в следующей последовательности. После подачи электрического сигнала на электроинициатор воспламенителя 5, его продукты сгорания, проникая через канал 12, воспламеняют воспламенительную таблетку 8. По мере сгорания таблетки, ее продукты сгорания попадают на торцевую поверхность воспламенительного пыжа 9, вызывая его горение и последующее горение торцевого пиротехнического заряда 13. Образующийся многофазный газ оттекает от поверхности заряда через отверстия 10 в зазор между металлическим стаканом 3 и корпусом 1 газогенератора. Протекая через последовательные камеры очистки 15 фильтрующе-охлаждающей системы смесь за счет механической фильтрации и температурного расширения теряет конденсированные примеси и поступает в блок охлаждения, в котором производится окончательное охлаждение азота за счет процессов теплопередачи до заданной температуры. В камере смешения 29 происходит восстановление давления газовой среды, после чего генерируемый азот отбирается в узлы-потребители через параллельно подключенные в одну магистраль штуцеры 30, причем при превышении установленного предельного уровня давления на одном из штуцеров вскрывается мембрана 31, открывая дополнительное расходное сечение, в результате чего давление в камере генератора низкотемпературного азота падает и газовыделение происходит с исходной скоростью, тем самым обеспечивается постоянство величины газовыделения при различных начальных температурах окружающей среды.

Проведенный сопоставительный анализ предложенной конструкции генератора низкотемпературного азота с выявленными аналогами уровня техники, из которой изобретение может явным образом следовать для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления на мощностях нашего предприятия генератора для получения низкотемпературного газа азота в источниках давления, обеспечивающих длительную подачу охлажденного газа с постоянным расходом в агрегатах систем питания энергетических установок, в том числе при подаче горючих материалов.

Испытания опытных образцов предложенного генератора низкотемпературного азота по вышеописанному техническому решению показали высокую надежность в обеспечении стабильности газорасходных характеристик газогенератора за счет его конструктивных особенностей, применение составного пиротехнического устройства, содержащего цилиндрический торцевой пиротехнический заряд, позволило увеличить работы время его работы.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к газогенерирующим устройствам, используемым для получения низкотемпературного газа азота в источниках давления, обеспечивающих длительную подачу охлажденного газа с постоянным расходом в агрегатах систем питания энергетических установок, в том числе при подаче горючих материалов. Генератор низкотемпературного азота содержит корпус с газовыводом, пиротехнический газогенерирующий заряд, установленный в корпусе с боковым зазором, инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной газовыводу, а также фильтрующий элемент, установленный между газовыводом и газогенерирующим зарядом. Особенностью данного генератора является то, что он содержит цилиндрический корпус, во внутреннем объеме которого закреплены продольно размещенные цилиндрический корпусной элемент и металлический стакан, блок воспламенителя, составное пиротехническое устройство, фильтрующе-охлаждающая система и предохранительное устройство. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в расширении технологических и функциональных возможностей газогенераторов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Генератор низкотемпературного азота, содержащий корпус с газовыводом, пиротехнический газогенерирующий заряд, установленный в корпусе с боковым зазором, инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной газовыводу, а также фильтрующий элемент, установленный между газовыводом и газогенерирующим зарядом, отличающийся тем, что газогенератор низкотемпературного азота содержит цилиндрический корпус, во внутреннем объеме которого закреплены продольно размещенные цилиндрический корпусной элемент и металлический стакан, блок воспламенителя, составное пиротехническое устройство, фильтрующе-охлаждающая система и предохранительное устройство, металлический стакан в целях обеспечения радиального и осевого центрирования его в цилиндрическом корпусном элементе зафиксирован посредством резьбового соединения с ложементом, выполненным в торцевой части цилиндрического корпусного элемента, блок воспламенителя включает электровоспламенитель, заневоленную в посадочном месте цилиндрического корпусного элемента между опорным элементом и форсункой цилиндрическую воспламенительную таблетку, воспламенительный пыж, опорный элемент с выполненными в его теле сквозными периферийными концевыми отверстиями инжекции, электровоспламенитель закреплен во внутреннем объеме цилиндрического корпуса с образованными в нем камерой и каналом передачи тепловой энергии к воспламенительному пыжу и составному пиротехническому устройству, воспламенительный пыж выполнен из функционального газогенерирующего пиротехнического состава на основе азида натрия, составное пиротехническое устройство содержит цилиндрический торцевой пиротехнический заряд, выполненный в виде предварительно подвергнутых прессованию под давлением по меньшей мере двух последовательно соединенных в единый элемент припрессовок цилиндрических газогенерирующих пиротехнических элементов, изготовленных посредством запрессовки из дымного ружейного пороха из медленногорящего пиротехнического состава в форме, повторяющей размеры воспламенительного пыжа, и помещенных в целях ограничения площади распространения горения в цилиндрическую картонную трубку, фильтрующе-охлаждающая система состоит из системы очистки и блока охлаждения, система очистки размещена в кольцевом зазоре, образованном между цилиндрическим корпусным элементом и металлическим стаканом, в объеме которого, в целях образования пустотелых камер очистки, разделенных цилиндрическими вставками, последовательно установлены цилиндрические фильтрующие элементы по меньшей мере одного фильтра грубой и одного фильтра тонкой очистки, каждый из которых собран в виде плотно и зеркально соединенных перфорированных решеток, имеющих множество диаметрально распределенных отверстий с коаксиальными сетками, между которыми уплотненно содержится фильтрующий наполнитель - для каждого используемого фильтра свой, осевая фиксация цилиндрических фильтрующих элементов по меньшей мере одного фильтра грубой и одного фильтра тонкой очистки производится посредством фиксирующей гайки, в качестве фильтрующего наполнителя фильтра грубой очистки используется чугунная дробь, в качестве фильтрующего наполнителя фильтра тонкой очистки используется фракционный дисперсный базальт или стекловолокно, цилиндрические вставки, решетки и коаксиальные сетки каждого из используемых фильтров грубой и тонкой очистки выполнены из жаропрочной стали типа 14X17, на конце цилиндрического корпусного элемента, противоположном блоку воспламенения, выполнен и зафиксирован стяжным кольцом блок охлаждения, состоящий из функционального термопоглощающего дисперсного наполнителя из чугунной дроби, зеркально установленных сетчатых блоков дисковых решеток, позволяющих создавать условия равномерного протекания газа через отверстия дисковых решеток, блок охлаждения образован посредством герметичного соединения цилиндрического корпуса с резьбовой крышкой с формированием камеры смешения очищенного газа, которая сообщается с внешним потребителем очищенного газа посредством по меньшей мере одного штуцера, в целях регуляции расхода газа при колебаниях давления по меньшей мере один штуцер оснащен предохранительным устройством, выполненным в виде металлической прорывной мембраны, стянутой в бобышке гайкой, в целях исключения перекрытия проточного канала осколочными фрагментами прорывной мембраны в бобышке выполнен конический канал, сообщающийся с потребителем очищенного газа.

2. Генератор низкотемпературного азота по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрический торцевой пиротехнический заряд составного пиротехнического устройства выполнен из пиротехнического состава, не образующего в ходе реакции разложения газопроницаемый шлаковый остаток (из окислов железа и натрия).

3. Генератор низкотемпературного азота по пп. 1, 2, отличающийся тем, что цилиндрический торцевой пиротехнический заряд составного пиротехнического устройства хотя бы на одной из своих торцевых поверхностей имеет хотя бы один прочно скрепленный с ней тонкопленочный элемент воспламенительного состава.