一种产气药剂及由其组成的高输出低燃温气体发生器的制作方法

本发明涉及火工，尤其涉及一种产气药剂及由其组成的高输出低燃温气体发生器。

背景技术：

1、在目前的鱼雷设计中，通过外带气瓶提供压力，推动燃料仓燃料进入燃烧室内，保证燃料稳定燃烧。但外带气瓶具有寿命短，压力不能保持稳定，重量和体积大、成本高等缺陷。

2、在该种情况下，就出现了使用气体发生器替代外带气瓶的设计思路。气体发生器安装在鱼雷燃料仓外，通过一段管路（或直接）与仓内连接，当收到发火信号时输出高压、低温气体，为鱼雷燃料仓提供持续稳定的压力，保证燃料可靠、稳定燃烧。

3、为实现该功能，就要求气体发生器的输出气体具备温度低、杂质少、高压输出且压力稳定等特点。

技术实现思路

1、本发明的目的之一，就在于提供一种高输出、低燃速的产气药剂配方，以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种产气药剂，其由下述重量份的原料组成：

3、硝酸钾 50-60份

4、偶氮二酰胺 33-43.5份

5、二茂铁 0.5-1份

6、粘合剂 6份；

7、共计100份。

8、本发明产气药剂中，选择硝酸钾作为氧化剂，受热分解时为反应提供氧气；偶氮二酰胺作为还原剂，反应时生产对应的化合物和氮气；二茂铁是一种燃速调节物质，能够促进药剂燃烧，调节气体发生器药剂的的燃烧速度；粘合剂在药剂中包覆各组分材料，起到粘合、固定组分及钝化的作用。

9、硝酸钾是硝酸盐类中性能较为稳定的、使用频率较高的硝酸盐，本申请的优选配方在确定前，使用硝酸钠进行试验，得出的结果为：混有硝酸钠的产气药剂威力更大，反应速度更快，瞬间输出压力更大，且硝酸钠吸湿性更大，不利于药剂的存储，所以最后选定硝酸钾作为原材料。

10、作为优选的技术方案，其由下述重量份的原料组成：

11、硝酸钾50份、偶氮二酰胺43.5份、二茂铁0.5份、粘合剂 6份，或者

12、硝酸钾60份、偶氮二酰胺33份、二茂铁1.0份、粘合剂 6份。

13、作为优选的技术方案，所述原料纯度均为分析纯。

14、作为优选的技术方案，所述硝酸钾粒度为200目标准筛下物，所述偶氮二酰胺粒度为100目标准筛下物。原材料的粒度越小，其比表面积越大，燃烧时越易反应，否则，颗粒太粗，混制的药剂无法燃烧。

15、作为优选的技术方案，所述粘合剂为氟橡胶，所述粘合剂用丙酮完全溶解。

16、本发明的目的之二，在于提供一种由上述的产气药剂组成的高输出低燃温气体发生器，采用的技术方案为，包括外壳，所述外壳内设置内壳，在所述内壳内从中心到四周依次设置所述产气药剂、装药盒、过滤剂和滤网，在所述内壳的一端设置有底座和电发火管，另一端设置有喷嘴。

17、本发明一方面对产气药剂进行改进，提供了一种高输出、低燃速药剂配方，另一方面对气体发生器的结构进行改进，从而实现输出气体温度低，杂质少、输出压力稳定的气体发生器。

18、作为优选的技术方案，所述外壳、内壳、装药盒、底座及喷嘴均为钢件结构。优选由冲压和机械加工制成，保证产品结构的稳定性。

19、作为优选的技术方案，所述电发火管为钝感点火器，由电连接器、点火药、金属壳体组成。满足1a1w5min不发火钝感要求，在接收到发火能量后，能够可靠发火并点燃气体发生器中的产气药剂，同时满足防静电、抗杂散电流以及电磁辐射等要求。

20、所述底座优选为具备足够强度及电发火管安装接口的金属零件。

21、所述装药盒优选为具备装药和燃气泄放功能的金属件。

22、作为优选的技术方案，所述过滤剂为氯化钙和碳酸钠按1:1的质量比例混合而成，并分布在装药盒的四周；所述产气药剂的自由堆积密度为（0.3～0.5）g·cm-3。

23、自由堆积密度的选择是保证药剂的质量一致性，堆积密度过大，装药盒内会有富余的空间，药剂在装药盒内晃动，产品安全性降低；堆积密度过小时，为保证装药量不变，对药剂进行压缩，药剂的间隙发生变化，药剂的反应速度将会发生变化。

24、装药盒内产气药燃烧后产生的燃气会通过过滤剂，燃气中的水分被过滤剂吸收，且过滤剂会对燃气进行降温。保证气体发生器作用后输出气体的干燥和低温，使得输出气体能够保持稳定的压力（燃气中如果水蒸气过多，燃气降温时，水蒸气冷凝后燃气压力会快速下降）。

25、作为优选的技术方案，所述滤网为刚性滤网，为利用冲压成型的金属筛网多层折叠后卷成圆柱状，壁厚2-6mm。滤网用于过滤燃烧气体中各种杂质，保证气体的清洁。

26、与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明满足了输出气体低温度、低燃速、少燃烧杂质、输出压力稳定的鱼雷燃料仓要求，能够达到：容腔内气体温度≤80℃、气体水溶解率≤5%、气体中杂质颗粒直径≤5μm，填补了气体发生器输出低温度、低燃速气体的空白，解决了鱼雷中外带气瓶体积大、重量大的问题。

技术特征：

1.一种产气药剂，其特征在于，其由下述重量份的原料组成：

2.根据权利要求1所述的一种产气药剂，其特征在于，其由下述重量份的原料组成：

3.根据权利要求1所述的一种产气药剂，其特征在于，所述原料纯度均为分析纯。

4.根据权利要求1所述的一种产气药剂，其特征在于，所述硝酸钾粒度为200目标准筛下物，所述偶氮二酰胺粒度为100目标准筛下物。

5.根据权利要求1所述的一种产气药剂，其特征在于，所述粘合剂为氟橡胶，所述粘合剂用丙酮完全溶解。

6.一种由权利要求1至5任一项的产气药剂组成的高输出低燃温气体发生器，其特征在于，包括外壳（1），所述外壳（1）内设置内壳（2），在所述内壳（2）内从中心到四周依次设置所述产气药剂（3）、装药盒（9）、过滤剂（5）和滤网（6），在所述内壳（2）的一端设置有底座（7）和电发火管（8），另一端设置有喷嘴（4）。

7.根据权利要求6所述的气体发生器，其特征在于，所述外壳（1）、内壳（2）、装药盒（9）、底座（7）及喷嘴（4）均为钢件结构。

8.根据权利要求6所述的气体发生器，其特征在于，所述电发火管（8）为钝感点火器，由电连接器、点火药、金属壳体组成。

9.根据权利要求6所述的气体发生器，其特征在于，所述过滤剂（5）为氯化钙和碳酸钠按1:1的质量比例混合而成，并分布在装药盒（9）的四周；所述产气药剂（3）的自由堆积密度为（0.3～0.5）g·cm-3。

10.根据权利要求6所述的气体发生器，其特征在于，所述滤网（6）为刚性滤网，为利用冲压成型的金属筛网多层折叠后卷成圆柱状，壁厚2-6mm。

技术总结本发明公开了一种产气药剂及由其组成的高输出低燃温气体发生器，属于火工技术领域，本发明的产气药剂由硝酸钾、偶氮二酰胺、二茂铁和粘合剂组成，本发明的气体发生器包括外壳、内壳、产气药剂、装药盒、过滤剂、滤网、电发火管、喷嘴、底座等组成；本发明满足了输出气体低温度、低燃速、少燃烧杂质、输出压力稳定的鱼雷燃料仓要求，能够达到：容腔内气体温度≤80℃、气体水溶解率≤5%、气体中杂质颗粒直径≤5μm，填补了气体发生器输出低温度、低燃速气体的空白，解决了鱼雷中外带气瓶体积大、重量大的问题。技术研发人员：王明,曾光伟,张蕾蕾,卢烨,彭斌,杨弘,童瑶受保护的技术使用者：四川蓝狮科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13