一种一体化的冷气推进系统技术方案

本发明专利技术涉及微小卫星推进系统控制技术领域，具体涉及一种一体化的冷气推进系统。其包括：贮箱、液腔、气腔、推进剂管理装置和推进装置，推进剂管理装置和推进装置均采用内置式设计，封装于贮箱内部，省掉各装置之间的连接管路，使结构更加紧凑，缩小了占用空间的同时使连接更加稳定可靠。推进剂管理装置连接液腔和气腔，控制液腔和气腔隔离或连通，连通时，推进剂管理装置控制液态的R134a单组元推进剂转换为气态的R134a单组元推进剂，并将气态的R134a单组元推进剂输出到气腔，保证气腔的推进剂为纯气态，实现更高推进效率。该系统采用R134a单组元推进剂，绿色无毒，安全环保，常温下汽化液化容易实现，并且推力大、比冲大。

An Integrated Cooled Gas Propulsion System

【技术实现步骤摘要】
一种一体化的冷气推进系统
本专利技术涉及微小卫星推进系统控制
，具体涉及一种一体化的冷气推进系统。
技术介绍
推进系统主要用于卫星控制系统，具有调整卫星姿态、调整卫星轨道等功能，在微小卫星控制系统中，使用的推进系统主要有冷气推进系统、化学推进系统、电推进系统。现有的冷气推进系统主要有氮气、液氨、丁烷等推进剂，使用导管将各部件进行连接，需要现场连接管路并进行协调，各部件相互分离且各部件需要各自与卫星固定，导致系统的稳定性不好、占用空间大、安装效率低、密闭性不足，容易发生阀门泄漏问题。此外，氮气冷气推进系统的比冲小，难以液化，系统体积和重量大，易泄漏；液氨冷气推进系统的比冲小、加热功率大、有毒、易燃易爆；丁烷冷气推进系统的比冲小，易燃易爆，系统体积大，易泄漏。鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的一体化的冷气推进系统成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种一体化的冷气推进系统。本专利技术的目的可通过以下的技术措施来实现：本专利技术提供了一种一体化的冷气推进系统，该系统包括：贮箱，内部依次设置有上腔室和下腔室；R134a单组元推进剂，具有液态和气态两种状态；液腔，位于所述上腔室，存储有液态的R134a单组元推进剂；气腔，位于所述下腔室，存储有气态的R134a单组元推进剂，所述气腔设置有输出端；推进剂管理装置，设于所述贮箱内，连接所述液腔和所述气腔，用于控制所述液腔和所述气腔隔离或连通，连通时，所述推进剂管理装置控制所述液态的R134a单组元推进剂转换为气态的R134a单组元推进剂，并将所述气态的R134a单组元推进剂输出到所述气腔的输出端；推进装置，设于所述贮箱内，与所述气腔的输出端连接，用于将所述气腔的输出端输出的气态的R134a单组元推进剂喷出，提供卫星所需的推力和冲量。优选地，所述推进剂管理装置包括：阀座和弹簧座，所述阀座位于所述弹簧座的上端，所述弹簧座的内侧设有第一螺接块，所述弹簧座通过所述第一螺接块与所述阀座螺接，将所述阀座固定在所述弹簧座上。优选地，所述阀座内设有阀芯、调整垫片和弹簧，所述阀芯的上端端头与所述阀座接触形成阀门，所述调整垫片设于所述阀芯与所述弹簧之间，用于调节所述阀门的打开压力，所述弹簧的一端与所述调整垫片连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧座连接；所述液腔和所述气腔之间的压差小于预设压差阈值时，所述弹簧自由伸缩带动所述阀芯运动至所述阀芯的上端端头与所述阀座接触，所述推进剂管理装置使所述液腔和所述气腔隔离，所述液腔和所述气腔之间的压差大于预设压差阈值时，所述阀芯受不平衡压力，挤压所述弹簧，使所述阀芯的上端端头与所述阀座分离，所述推进剂管理装置使所述液腔和所述气腔连通。优选地，所述阀芯上设有两个对称的通孔，用于在所述阀芯下端面运动至与所述弹簧座抵接时，连通所述液腔与所述气腔。优选地，所述下腔室中还设有隔板，位于所述液腔和所述气腔之间，将所述液腔和所述气腔隔离，并固定所述推进剂管理装置。优选地，所述弹簧座的外侧设有第二螺接块，所述隔板通过所述第二螺接块与所述弹簧座螺接，将所述推进剂管理装置固定在所述隔板上。优选地，所述推进剂管理装置设有位于上方的液态推进剂进口和位于下方的气态推进剂出口，所述液态推进剂进口与所述液腔连通，所述气态推进剂出口与所述气腔连通。优选地，所述推进装置包括电磁阀和冷气推进面板，所述电磁阀与所述气腔的输出端连接，所述冷气推进面板与所述电磁阀的输出端可拆卸连接，所述电磁阀控制所述气态的R134a单组元推进剂喷出到所述冷气推进面板，由所述冷气推进面板将所述气态的R134a单组元推进剂喷出。优选地，该系统还包括加排装置，所述加排装置设于所述液腔的顶端，用于加注和排出液态的R134a单组元推进剂。优选地，所述贮箱上设有多个螺钉孔，用于与卫星进行连接。本专利技术的一体化的冷气推进系统，相比于现有的冷气推进系统，推进剂管理装置、推进装置均采用内置式设计，封装于贮箱内部，推进剂管理装置连接液腔和气腔，通过阀座和弹簧座实现液腔和气腔之间的隔离与连通，替代传统的导管式连接，省掉各装置之间的连接管路，使结构更加紧凑，缩小了占用空间的同时使连接更加稳定可靠；此外，该系统采用R134a单组元推进剂，绿色无毒，安全环保，常温下汽化液化容易实现，并且推力大、比冲大，可实现更高推进效率。附图说明图1是本专利技术的一体化的冷气推进系统的结构示意图。图2是本专利技术的推进剂管理装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。本专利技术的实施例公开了一种一体化的冷气推进系统，相比于现有的冷气推进系统，推进剂管理装置、推进装置和加排装置均采用内置式设计，封装于贮箱内部，省掉各装置之间的连接管路，使结构更加紧凑，缩小了占用空间的同时，使连接更加稳定可靠。推进剂管理装置连接液腔和气腔，控制液腔和气腔隔离或连通，连通时，推进剂管理装置控制液态的R134a单组元推进剂转换为气态的R134a单组元推进剂，并将气态的R134a单组元推进剂输出到气腔，保证气腔的R134a单组元推进剂为纯气态，实现更高推进效率。此外，该系统减少了对外安装接口，通过螺钉孔与卫星连接，方便快捷，在卫星姿态调整、轨道调整中达到精确的控制。图1示出了一种一体化的冷气推进系统，请参见图1，该系统采用的R134a单组元推进剂，具有液态和气态两种状态；该系统包括：贮箱10、液腔20、气腔30、隔板40、推进剂管理装置50和推进装置60。其中，贮箱10内部具有依次设置的上腔室101和下腔室102；液腔20位于上腔室101，用于存储液态的R134a单组元推进剂；气腔30位于下腔室102，用于存储气态的R134a单组元推进剂，气腔30具有输出端301；下腔室102中设有隔板40、隔板40位于液腔20和气腔30之间，将液腔20和气腔30隔离，用于固定推进剂管理装置50；推进剂管理装置50设于贮箱10内，连接液腔20和气腔30，用于控制液腔20和气腔30隔离或连通，连通时，推进剂管理装置50控制液态的R134a单组元推进剂转换为气态的R134a单组元推进剂，并将气态的R134a单组元推进剂输出到气腔30的输出端301；在液腔20和气腔30之间的压差小于预设压差阈值时，推进剂管理装置50使液腔20和气腔30隔离，在液腔20和气腔30之间的压差大于预设压差阈值时，推进剂管理装置50使液腔20和气腔30连通，将液腔20内的R134a单组元推进剂汽化并输出到气腔30中；推进装置60设于贮箱10内部，与气腔30的输出端301连接，用于将气腔30的输出端301输出的气态的R134a单组元推进剂喷出，提供卫星所需的推力和冲量。进一步地，请参见图1和图2，推进剂管理装置50包括：阀座501和弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化的冷气推进系统，其特征在于，该系统包括：贮箱，内部依次设置有上腔室和下腔室；R134a单组元推进剂，具有液态和气态两种状态；液腔，位于所述上腔室，存储有液态的R134a单组元推进剂；气腔，位于所述下腔室，存储有气态的R134a单组元推进剂，所述气腔设置有输出端；推进剂管理装置，设于所述贮箱内，连接所述液腔和所述气腔，用于控制所述液腔和所述气腔隔离或连通，连通时，所述推进剂管理装置控制所述液态的R134a单组元推进剂转换为气态的R134a单组元推进剂，并将所述气态的R134a单组元推进剂输出到所述气腔的输出端；推进装置，设于所述贮箱内，与所述气腔的输出端连接，用于将所述气腔的输出端输出的气态的R134a单组元推进剂喷出，提供卫星所需的推力和冲量。

【技术特征摘要】
1.一种一体化的冷气推进系统，其特征在于，该系统包括：贮箱，内部依次设置有上腔室和下腔室；R134a单组元推进剂，具有液态和气态两种状态；液腔，位于所述上腔室，存储有液态的R134a单组元推进剂；气腔，位于所述下腔室，存储有气态的R134a单组元推进剂，所述气腔设置有输出端；推进剂管理装置，设于所述贮箱内，连接所述液腔和所述气腔，用于控制所述液腔和所述气腔隔离或连通，连通时，所述推进剂管理装置控制所述液态的R134a单组元推进剂转换为气态的R134a单组元推进剂，并将所述气态的R134a单组元推进剂输出到所述气腔的输出端；推进装置，设于所述贮箱内，与所述气腔的输出端连接，用于将所述气腔的输出端输出的气态的R134a单组元推进剂喷出，提供卫星所需的推力和冲量。2.根据权利要求1所述的一体化的冷气推进系统，其特征在于，所述推进剂管理装置包括：阀座和弹簧座，所述阀座位于所述弹簧座的上端，所述弹簧座的内侧设有第一螺接块，所述弹簧座通过所述第一螺接块与所述阀座螺接，将所述阀座固定在所述弹簧座上。3.根据权利要求2所述的一体化的冷气推进系统，其特征在于，所述阀座内设有阀芯、调整垫片和弹簧，所述阀芯的上端端头与所述阀座接触形成阀门，所述调整垫片设于所述阀芯与所述弹簧之间，用于调节所述阀门的打开压力，所述弹簧的一端与所述调整垫片连接，所述弹簧的另一端与所述弹簧座连接；所述液腔和所述气腔之间的压差小于预设压差阈值时，所述弹簧自由伸缩带动所述阀芯运动至所述阀芯的上端端头与所述阀座接触，所述推进剂管理装置使所述液腔和所述气腔隔离，所述液腔和所述气腔之间的压差大于预设压差阈值时...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁强强，滕浩，黄国龙，张浩翔，陈豪智，
申请(专利权)人：深圳市魔方卫星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44