具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器及该推力器的压紧装配方法，涉及等离子体推进领域。解决磁聚焦型霍尔推力器由于缓冲腔的存在陶瓷通道采用分体设计,存在陶瓷通道前后半段之间的内、外陶瓷套筒插接安装方式，导致推力器的安全运行的稳定性差的问题。放电通道由后半段陶瓷通道和前半段陶瓷通道前后插接构成，且后半段陶瓷通道的内径大于前半段陶瓷通道的内径，后半段陶瓷通道所围区域形成缓冲腔；通道底板设置在后半段陶瓷通道的底部，圆环形壳体挡板与通道底板平行，且压在前半段陶瓷通道与后半段陶瓷通道插接处；通道底板与圆环形壳体挡板通过多个螺栓固定连接，圆环形壳体挡板与每个旋拧在螺栓上的螺母之间设有弹簧。它用在等离子推进器上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子体推进领域。
技术介绍
电推进具有比冲高、寿命长、结构紧凑、体积小何污染轻等优点，因此逐渐受到航天界的注意和青睐。其中霍尔推力器和离子推力器是目前应用最为广泛的空间电推进装置。霍尔推力器是利用电场与磁场的共同作用将电能转化为工质动能的一种功能转化装置，阴极发射的部分电子进入放电室，在正交的径向磁场与轴向电场的共同作用下做指向阳极的周向漂移，与此同时，中性工质由通道底部的气体分配器进入放电通道，在向下游扩散的过程中与电子碰撞，Xe原子被电离。电离产生的离子由于质量大，其运动轨迹基本不受磁场影响，在轴向电场的作用下其沿轴向高速喷出，从而产生推力。在此过程中电子通过各种传导机制到达阳极，在通道内实现了稳定的等离子体放电过程，形成了持续稳定的推力。ATON型霍尔推力器(即：磁聚焦霍尔推力器)是最新类型的霍尔推力器，相比于传统的霍尔推力器具有更高的电离率和效率，其结构上区别于传统霍尔推力器的最大特点之一就是增加了缓冲腔，气体工质经由气体分配器喷入通道后先经过缓冲腔的均化，再与电子作用碰撞电离，其工作原理示意图如图4所示。由于缓冲腔的存在，为了安装气体分配器和阳极，陶瓷通道采用分体设计，这样就涉及到通道前后半段之间的压紧安装问题，且采用分体设计涉及到通道前后半段之间的内、外陶瓷套筒插接的方式，在这种安装方式下推力器正常工作时陶瓷通道温度高达几百摄氏度，材料的热胀冷缩容易导致内、外陶瓷套筒插接的安装面出现缝隙，一旦发生漏气现象，首先会降低工质利用效率，推力器的推力等性能下降，其次的容易在通道外发生电离，这会导致推力器的绝缘问题，严重时发生绝缘失效，危害推力器的安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术是为了解决磁聚焦型霍尔推力器由于缓冲腔的存在陶瓷通道采用分体设计,存在陶瓷通道前后半段之间的内、外陶瓷套筒插接安装方式，导致推力器的安全运行的稳定性差的问题，本专利技术提供了一种具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器。本专利技术包括四套方案:方案一：具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷通道和前半段陶瓷通道前后插接构成，且后半段陶瓷通道的内径大于前半段陶瓷通道的内径，后半段陶瓷通道所围区域形成缓冲腔；它还包括通道底板、圆环形壳体挡板和多个螺栓；通道底板设置在后半段陶瓷通道的底部，圆环形壳体挡板与通道底板平行，且压在前半段陶瓷通道与后半段陶瓷通道的插接处；通道底板与圆环形壳体挡板通过多个螺栓固定连接，且圆环形壳体挡板与每个旋拧在螺栓上的螺母之间设有弹簧。所述的多个螺栓沿圆环形壳体挡板的周向均匀排布。方案二：采用方案一所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器实现的压紧装配方法，该方法的具体过程为：首先，将通道底板固定在后半段陶瓷通道的底部；其次，圆环形壳体挡板压在前半段陶瓷通道与后半段陶瓷通道的插接处，且圆环形壳体挡板与通道底板平行设置；最后，利用多个螺栓使通道底板与圆环形壳体挡板固定连接，且在圆环形壳体挡板与每个旋拧在螺栓上的螺母之间设置有弹簧，完成磁聚焦型霍尔推力器的压紧装配。方案三：具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷通道和前半段陶瓷通道两部分连接而成，前半段陶瓷通道由轴向圆筒和轴向圆环两部分构成，前半段陶瓷通道的轴向圆环与后半段陶瓷通道前后插接在一起，且后半段陶瓷通道的内径大于前半段陶瓷通道的内径，后半段陶瓷通道所围区域形成缓冲腔；它还包括通道底板、金属橡胶环、多个螺栓和壳体挡板；通道底板设置在后半段陶瓷通道的底部，壳体挡板压在前半段陶瓷通道与后半段陶瓷通道的插接处；且壳体挡板全贴合在整个放电通道的外表面，壳体挡板的底部引出端与通道底板之间通过多个螺栓固定连接；壳体挡板与每个旋拧在螺栓上的螺母之间设有金属橡胶垫片；金属橡胶环夹在壳体挡板和前半段陶瓷通道的轴向圆环的前表面之间。所述的多个螺栓沿通道底板周向均布。所述的金属橡胶环为金属碟簧环。所述的金属橡胶垫片为金属碟簧垫片。方案四：采用方案三所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器实现的压紧装配方法，该方法的具体过程为：首先，将通道底板固定在后半段陶瓷通道的底部；其次，使壳体挡板全贴合在整个放电通道的外表面，且壳体挡板压在前半段陶瓷通道与后半段陶瓷通道的插接处；最后，利用多个螺栓使壳体挡板的底部引出端与通道底板固定连接；且在壳体挡板与每个旋拧在螺栓上的螺母之间设有金属橡胶垫片，完成磁聚焦型霍尔推力器的压紧装配。本专利技术带来的有益效果是，通过本专利技术实现了陶瓷通道前后半段的弹性安装压紧，首先保证了冷态时推力器结构的力学性能，其次是保证推力器热态工作时陶瓷通道前后半段一直是压紧状态，避免不同材料、不同温度引起的热胀冷缩导致的密封问题，及推力器产生推力时的抗冲击及缓冲能力，从而保证了推力器的安全运行。附图说明图1为具体实施方式一所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器的结构示意图；图2为具体实施方式四所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器的结构示意图；图3为具体实施方式六所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器的结构示意图；图4为
技术介绍
中所述的磁聚焦型霍尔推力器的原理示意图。具体实施方式具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷通道1和前半段陶瓷通道2前后插接构成，且后半段陶瓷通道1的内径大于前半段陶瓷通道2的内径，后半段陶瓷通道1所围区域形成缓冲腔；其特征在于，它还包括通道底板3、圆环形壳体挡板4和多个螺栓5；通道底板3设置在后半段陶瓷通道1的底部，圆环形壳体挡板4与通道底板3平行，且压在前半段陶瓷通道2与后半段陶瓷通道1的插接处；通道底板3与圆环形壳体挡板4通过多个螺栓5固定连接，且圆环形壳体挡板4与每个旋拧在螺栓5上的螺母之间设有弹簧6。本实施方式中，在现有的磁聚焦型霍尔推力器的基础上增加了圆环形壳体挡板4，圆环形壳体挡板4与通道底板3通过周向均匀布置的螺栓连接，通过这种方法将陶瓷通道前
后半段压紧，实现了插接出的密封，又因螺母与通道底板3之间设置弹簧6，保证一定的弹性连接，从而实现推力器产生推力时的抗冲击能力及缓冲能力，实现弹性密封。具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器的区别在于，所述的多个螺栓5沿圆环形壳体挡板4的周向均匀排布。本实施方式，多个螺栓5沿圆环形壳体挡板4的周向均匀排布方式，使得通道底板3与圆环形壳体挡板4连接更加的紧密与均匀，密封性更好。具体实施方式三：采用具体实施方式一所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器实现的压紧装配方法，该方法的具体过程为：首先，将通道底板3固定在后半段陶瓷通道1的底部；其次，圆环形壳体挡板4压在前半段陶瓷通道2与后半段陶瓷通道1的插接处，且圆环形壳体挡板4与通道底板3平行设置；最后，利用多个螺栓5使通道底板3与圆环形壳体挡板4固定连接，且在圆环形壳体挡板4与每个旋拧在螺栓5上的螺母之间设置有弹簧6，完成磁聚焦型霍尔推力器的压紧装配。具体实施方式四：参见图2说明本实施方式，本实施方式所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷通道(1)和前半段陶瓷通道(2)前后插接构成，且后半段陶瓷通道(1)的内径大于前半段陶瓷通道(2)的内径，后半段陶瓷通道(1)所围区域形成缓冲腔；其特征在于，它还包括通道底板(3)、圆环形壳体挡板(4)和多个螺栓(5)；通道底板(3)设置在后半段陶瓷通道(1)的底部，圆环形壳体挡板(4)与通道底板(3)平行，且压在前半段陶瓷通道(2)与后半段陶瓷通道(1)的插接处；通道底板(3)与圆环形壳体挡板(4)通过多个螺栓(5)固定连接，且圆环形壳体挡板(4)与每个旋拧在螺栓(5)上的螺母之间设有弹簧(6)。
【技术特征摘要】
1.具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷通道(1)和前半段陶瓷通道(2)前后插接构成，且后半段陶瓷通道(1)的内径大于前半段陶瓷通道(2)的内径，后半段陶瓷通道(1)所围区域形成缓冲腔；其特征在于，它还包括通道底板(3)、圆环形壳体挡板(4)和多个螺栓(5)；通道底板(3)设置在后半段陶瓷通道(1)的底部，圆环形壳体挡板(4)与通道底板(3)平行，且压在前半段陶瓷通道(2)与后半段陶瓷通道(1)的插接处；通道底板(3)与圆环形壳体挡板(4)通过多个螺栓(5)固定连接，且圆环形壳体挡板(4)与每个旋拧在螺栓(5)上的螺母之间设有弹簧(6)。2.根据权利要求1所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，其特征在于，所述的多个螺栓(5)沿圆环形壳体挡板(4)的周向均匀排布。3.采用权利要求1所述的具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器实现的压紧装配方法，其特征在于，该方法的具体过程为：首先，将通道底板(3)固定在后半段陶瓷通道(1)的底部；其次，圆环形壳体挡板(4)压在前半段陶瓷通道(2)与后半段陶瓷通道(1)的插接处，且圆环形壳体挡板(4)与通道底板(3)平行设置；最后，利用多个螺栓(5)使通道底板(3)与圆环形壳体挡板(4)固定连接，且在圆环形壳体挡板(4)与每个旋拧在螺栓(5)上的螺母之间设置有弹簧(6)，完成磁聚焦型霍尔推力器的压紧装配。4.具有缓冲腔结构的磁聚焦型霍尔推力器，其特征在于，该磁聚焦型霍尔推力器的放电通道由后半段陶瓷通道(1)和前半段陶瓷通道(2)两部分连接而成，前半段陶瓷通道(2)由轴向圆筒和轴向圆环两部分构成，前半段陶瓷通道(2)的轴向圆环与后半...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁永杰，魏立秋，于达仁，李鸿，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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