自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器，所述自加热式电推进器工质供给装置包括工质储罐、流量阀、第一管道以及第二管道；所述工质储罐的垂直剖面呈凹槽型，所述流量阀、所述第一管道以及所述第二管道设置在所述凹槽内，所述流量阀的进气口通过所述第一管道与所述工质储罐内部连通，所述流量阀的出气口通过所述第二管道与设置在所述凹槽内的放电腔连通。本发明专利技术提供的自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器，降低了电推进器的功耗，避免了蒸气易局部凝结的问题。

Self heating electric thruster supply device and electric thruster

The invention discloses a self-heating electric propeller working medium supply device and an electric propeller. The self-heating electric propeller working medium supply device comprises a working medium storage tank, a flow valve, a first pipeline and a second pipeline; the vertical section of the working medium storage tank is grooved, and the flow valve, the first pipeline and the said pipeline are grooved. The second pipe is arranged in the groove, and the inlet of the flow valve is connected with the working medium tank through the first pipe, and the outlet of the flow valve is connected with the discharge cavity arranged in the groove through the second pipe. The self-heating electric propeller working medium supply device and the electric propeller provided by the invention can reduce the power consumption of the electric propeller and avoid the problem that the steam is easy to condense locally.

【技术实现步骤摘要】
自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器
本专利技术涉及航天电推进
，具体涉及一种自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器。
技术介绍
随着航天推进技术的迅猛发展，利用工质气体电离后产生的离子或者等离子体喷射产生反推力的电推进技术，以其比冲高、携带方便、质量较轻等优点在微纳卫星的应用中逐渐占有一席之地。以离子推进和霍尔推进为代表的氙工质电推进技术发展较为成熟，推进系统采用高压气体推进剂贮存系统，存在贮存系统干重大、氙气储存密度低以及储罐体积大等问题。基于此，固态工质的推进技术开始发展，较为成熟的固态工质推进器主要有聚四氟乙烯脉冲等离子体推进技术和铟等工质的发射离子推进技术。目前，聚四氟乙烯脉冲等离子体推进技术的比冲和效率较低，发射离子推进技术比冲虽高，但金属离子通过的发射器通道容易阻塞。在这种情况下，以加热可升华或气化的固体材料(例如碘)的电推进技术成为了近几年来新的研究热点。这类电推进器普遍采用空心阴极或射频放电形式产生等离子体，无需高压推进剂储罐，因而引入塑料容器存储固体工质，储存系统干重大幅降低，且具有储存密度高、成本低、适应性强等优点，提升了卫星有效载荷和卫星推进系统使用寿命。推进器工作时，固态工质升华或气化需要进行加热。现有技术中采用工质储罐、流量控制系统、工质储罐与流量控制系统之间的管路、流量控制系统与推进器之间的管路分别缠绕加热带的方式进行加热，这种加热方式加热线路长，因而存在功耗大、蒸气易局部凝结等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是采用现有的方式加热电推进器的固态工质存在功耗大、蒸气易局部凝结的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种自加热式电推进器工质供给装置，包括工质储罐、流量阀、第一管道以及第二管道；所述工质储罐的垂直剖面呈凹槽型，所述流量阀、所述第一管道以及所述第二管道设置在所述凹槽内，所述流量阀的进气口通过所述第一管道与所述工质储罐内部连通，所述流量阀的出气口通过所述第二管道与设置在所述凹槽内的放电腔连通。可选的，所述工质储罐侧壁的水平剖面为圆形或者正多边形。可选的，所述工质储罐侧壁为耐热塑料壳体。可选的，所述凹槽侧壁为导热绝缘壳体。可选的，所述凹槽侧壁的水平剖面为正多边形。可选的，所述自加热式电推进器工质供给装置还包括设置在所述工质储罐内部、均匀分布在所述凹槽四周的至少两个自动推进结构；所述自动推进结构包括弹性件和分隔件，所述弹性件的一端固定在所述工质储罐侧面，所述弹性件的另一端抵接固体工质一侧，所述分隔件的一端固定在所述凹槽侧面，所述分隔件的另一端抵接所述固体工质另一侧。可选的，所述弹性件、所述分隔件以及所述凹槽侧壁的水平剖面的中心点位于同一水平直线上。本专利技术还提供一种电推进器，包括放电腔以及上述自加热式电推进器工质供给装置；所述放电腔设置在所述凹槽内，其底部通过所述第二管道与所述流量阀的出气口连通。可选的，所述放电腔为空心阴极放电腔，所述放电腔侧壁为导热导电壳体。可选的，所述放电腔侧壁为绝缘壳体，且所述放电腔侧壁外表面缠绕有射频天线。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术提供的自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器，取消了常规的加热装置，采用垂直剖面呈凹槽型的工质储罐，将流量阀、运输蒸气的管道以及放电腔设置在所述凹槽内，利用放电腔电极产生的热量实现固态工质的升华或气化，即无需消耗额外的功率，因而大幅度降低了电推进器的功耗，还有利于电推进器自身散热。并且，本专利技术利用放电腔电极产生的热量对固态工质、流量控制系统以及管道进行一体加热，各部分无需单独进行加热，避免了蒸气易局部凝结的问题。进一步，本专利技术在不改变电推进器功能的前提下，有效地利用了自身产生的热能，缩小了电推进器的体积，减轻了电推进器的质量，降低了航天器的发射成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的一种电推进器垂直剖面的结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种电推进器水平剖面的结构示意图；图3是本专利技术实施例的另一种电推进器垂直剖面的结构示意图；图4是本专利技术实施例的另一种电推进器水平剖面的结构示意图；图5是本专利技术实施例的又一种电推进器垂直剖面的结构示意图；图6是本专利技术实施例的又一种电推进器水平剖面的结构示意图；图7是本专利技术实施例的再一种电推进器垂直剖面的结构示意图；图8是本专利技术实施例的再一种电推进器水平剖面的结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：101-工质储罐，102-固体工质，103-弹性件，105-分隔件，106-流量阀，107-第一管道，108-第二管道，201-放电腔，202-射频天线。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1本实施例提供一种自加热式电推进器工质供给装置以及电推进器，所述电推进器包括所述自加热式电推进器工质供给装置，所述自加热式电推进器工质供给装置用于对固态工质进行加热将固态工质升华或气化，以向所述电推进器提供工质气体。图1是本实施例的电推进器垂直剖面的结构示意图，图2是本实施例的电推进器水平剖面的结构示意图，所述电推进器包括自加热式电推进器工质供给装置和放电腔201，所述自加热式电推进器工质供给装置包括工质储罐101、流量阀106、第一管道107以及第二管道108。具体地，所述工质储罐101用于存储固体工质102，其垂直剖面呈凹槽型。所述固态工质102可以为固态碘或者其他固态工质，本实施例对此不作限定。进一步，所述工质储罐101侧壁的水平剖面可以为圆形或者正多边形，所述工质储罐101侧壁可以为轻质耐热塑料壳体。所述凹槽侧壁的水平剖面可以为圆形或者正多边形，所述凹槽侧壁可以为导热绝缘壳体。在本实施例中，所述工质储罐101侧壁的水平剖面和所述凹槽侧壁的水平剖面均为正四边形。所述流量阀106可以为比例流量阀，用于调节进入所述放电腔201的工质气体流量。所述流量阀106、所述第一管道107、所述第二管道108以及所述放电腔201设置在所述凹槽内，所述流量阀106的进气口通过所述第一管道107与所述工质储罐101内部连通，所述流量阀106的出气口通过所述第二管道108与所述放电腔201连通。所述第一管道107可以与所述凹槽底部连接，也可以与所述凹槽侧壁连接。在本实施例中，为保证进入所述第一管道107的工质气体更为均匀，所述凹槽的中心线、所述第一管道107的中心线、所述第二管道108的中心线以及所述放电腔201的中心线重合。所述放电腔201设置在所述凹槽内，其底部通过所述第二管道108与所述流量阀106的出气口连通。在本实施例中，所述电推进器采用空心阴极放电形式电离固体工质，所述放电腔201为空心阴极放电腔，其侧壁为耐腐蚀的导热导电壳体。所述空心阴极放电腔为现有的结构，在此不再赘述。进一步，所述放电腔201侧壁靠近所述凹槽侧壁，两侧壁之间距离可根据实际情况进行设置，只要保证避免因距离过大所述放电腔201电极产生的热量无法升华或者气化所述工质储罐101中的所述固态工质102即可。在本实施例中，所述放电腔201侧壁与所述凹槽侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，包括工质储罐(101)、流量阀(106)、第一管道(107)以及第二管道(108)；所述工质储罐(101)的垂直剖面呈凹槽型，所述流量阀(106)、所述第一管道(107)以及所述第二管道(108)设置在所述凹槽内，所述流量阀(106)的进气口通过所述第一管道(107)与所述工质储罐(101)内部连通，所述流量阀(106)的出气口通过所述第二管道(108)与设置在所述凹槽内的放电腔(201)连通。

【技术特征摘要】
1.一种自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，包括工质储罐(101)、流量阀(106)、第一管道(107)以及第二管道(108)；所述工质储罐(101)的垂直剖面呈凹槽型，所述流量阀(106)、所述第一管道(107)以及所述第二管道(108)设置在所述凹槽内，所述流量阀(106)的进气口通过所述第一管道(107)与所述工质储罐(101)内部连通，所述流量阀(106)的出气口通过所述第二管道(108)与设置在所述凹槽内的放电腔(201)连通。2.根据权利要求1所述的自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，所述工质储罐(101)侧壁的水平剖面为圆形或者正多边形。3.根据权利要求1所述的自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，所述工质储罐(101)侧壁为耐热塑料壳体。4.根据权利要求1所述的自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，所述凹槽侧壁为导热绝缘壳体。5.根据权利要求1所述的自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，所述凹槽侧壁的水平剖面为正多边形。6.根据权利要求5所述的自加热式电推进器工质供给装置，其特征在于，还包括设置在所述工质储罐(101)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建，杨景华，贾少霞，金婷，刘芳芳，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11