專利名稱：一種孔式微牛級膠質推力器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種孔式微牛級膠質推力器，屬于空間微小推力發(fā)動機技術領域。
背景 & *
近年來，衛(wèi)星的發(fā)展本著低成本、高可靠性、高精簡、長壽命的原則，釆用功能較為單 一的微小衛(wèi)星星座取代大型衛(wèi)星執(zhí)行綜合空間任務。微小衛(wèi)星的應用對推進系統(tǒng)提出新的要 求不僅是微沖量、微推力的苛刻要求，還包括對重量、體積、功率等參數(shù)的限制。采用微 推進系統(tǒng)可以精確地改變衛(wèi)星的位置和消除外部微小干擾，實現(xiàn)衛(wèi)星星座定位等要求。膠質 微推力器和FEEP是目前眾多微推進系統(tǒng)中最具系統(tǒng)優(yōu)勢和代表性的應用方案。
國外相關科研機構及公司從上世紀90年代就重新展開了膠質微推力器的研究。雖然膠 質推力器的設計都是基于電噴霧過程的物理現(xiàn)象，但推力器的結構參數(shù)如發(fā)射極的形式、發(fā) 射極之間的距離、發(fā)射極與抽取極的距離、發(fā)射極的尺寸及推進器不同器件使用的材料對推 進器性能的影響均未考慮在推進器的設計過程中或未做出詳細報道。
就國內的相關技術而言，質譜儀、燃燒、材料合成等工業(yè)生產和科學應用均基于電噴霧 過程，此方面的研究報道很多，伹將電噴霧過程應用于微推進的研究單位較少，針對膠質推 力器的設計的文獻尚未公開報道。
發(fā)明 內容
本發(fā)明跟據電噴霧工作原理，使用碘化鈉甲酰胺等溶劑作為推進劑，提供能產生微牛級 推力的膠質推力器。本發(fā)明通過在浸潤性較差的絕緣材料上鈷出陣列通孔作為液體推進劑流 出的通道，使用不銹鋼薄片做為抽取極和加速極，絕緣材料采用PEEK或聚四氟乙烯。本發(fā) 明中液體推進劑流出的通道可以根據需要改變通孔直徑大小或改變通孔的數(shù)目，通孔出口到 抽取極的距離、抽取極到加速極的距離均可自由調整。本發(fā)明對膠質微推進的研究及其他電 噴霧應用有一定的參考意義。
本發(fā)明提供的孔式微牛級膠質推力器，包括液體管路、過墻式接頭、絕緣封套、儲箱、 絕緣基座、抽取極、加速極、絕緣套環(huán)和絕緣墊片。
所述的液體管路固定于過墻式接頭一側，過墻接頭的另一側穿過絕緣封套，深入儲箱內 部，實現(xiàn)液體推進劑的供給。在所述液體管路與過墻接頭之間設置壓環(huán)保證密封。
所述的儲箱用于存儲和供應液體推進劑，儲箱的兩端分別通過絕緣螺柱固定連接絕緣封 套和絕緣基座。所述的絕緣螺柱的另一端作為抽取極和加速極的固定支撐，在絕緣螺柱上順次穿入絕緣墊片、抽取極、絕緣套環(huán)、加速極。
安裝抽取極和加速極時，將定位銷順序穿過加速極、抽取極、絕緣基座和儲箱，保證同 心后，在絕緣螺柱兩端使用螺母固定以上部件，之后卸掉定位銷。
抽取極和加速極的間距可通過絕緣套環(huán)或絕緣墊片的數(shù)目來調節(jié)。所述的絕緣基座上布 置有等間距陣列通孔作為液體推進劑流出的通道。陣列通孔的分布可自由調整，通孔的大小 及絕緣基座的厚度需要依據推進劑浸潤性確定?？资轿⑴＜壞z質推力器工作時的電壓施加于 過墻式接頭、抽取極和加速極上。儲箱采用聚四氟乙烯或PEEK,使推進劑與外部絕緣。在 儲箱和絕緣基座之間、儲箱與絕緣封套之間通過O型密封圈進行密封。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、 絕緣基座上的通孔布局和數(shù)量可調，通過替換不同形式陣列通孔的絕緣基座和對應 的抽取極、加速極，可以方便組成不同形式的推力器，實現(xiàn)推力器性能的不同調節(jié)方式；
2、 通過調節(jié)絕緣基座、抽取極、加速極之間的相互距離，亦可以實現(xiàn)不同形式的推力 器，滿足不同的性能需求；
3、 孔式微牛級膠質推力器的發(fā)射極為絕緣基座上的通孔，比采用毛細管路作為發(fā)射極 的膠質推力器更容易加工，成本要低很多。


圖l為孔式微牛級膠質推力器總裝配圖2為孔式微牛級膠質推力器密封圈安裝示意圖3為絕緣螺柱切面圖。
圖中
l.液體管路 2.過墻式接頭 3.絕緣封套
4.儲箱 5.絕緣基座 6.抽取極
7.加速極 8.絕緣套環(huán) 9.絕緣墊片
IO.定位銷 ll.絕緣螺柱 12.壓環(huán)
13.0型密封圈 14.密封圈 1101.凸臺
15.螺母 501.通孔
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的孔式微牛級膠質推力器進行詳細說明。
本發(fā)明提供的孔式微牛級膠質推力器，如圖1，包括液體管路1、過墻式接頭2、絕緣封 套3、儲箱4、絕緣基座5、抽取極6、加速極7、絕緣套環(huán)8和絕緣墊片9。
所述的液體管路1固定于過墻式接頭2—側，過墻接頭2的另一側穿過絕緣封套3，深 入儲箱4內部，實現(xiàn)液體推進劑的供給。在所述液體管路1與過墻接頭2之間設置壓環(huán)12保
4證密封；在所述過墻接頭2與儲箱4之間設置密封圈14保證二者之間的密封，防止儲箱4內 液體泄露。
所述的儲箱4用于存儲和供應液體推進劑，儲箱4的兩端分別固定連接絕緣封套3和絕 緣基座5,并且在儲箱4和絕緣基座5之間、儲箱4與絕緣封套3之間通過O型密封圈13 進行密封。儲箱4釆用聚四氟乙烯或PEEK (聚醚醚酮樹脂)，使推進劑與外部絕緣。
所述的絕緣螺柱11是中間帶有凸臺1101的螺柱結構，如圖3所示，凸臺1101兩側 的螺柱長度不等，較長的一端用于連接絕緣封套3和絕緣基座5;較短的另一端作為抽取極 6和加速極7的固定支撐，在絕緣螺柱11上較短的一端順次布置有絕緣墊片9、抽取極6、 絕緣套環(huán)8、加速極7。安裝抽取極和加速極時，將定位銷10順序穿過加速極7、抽取極6、 絕緣基座5和儲箱4，保證同心后，在絕緣螺柱11兩端使用螺母15固定以上部件，之后卸 掉定位銷10。
抽取極6和加速極7的間距可通過絕緣套環(huán)8或絕緣墊片9的數(shù)目來調節(jié)。 所述的絕緣基座5上布置有等間距陣列通孔501作為液體推進劑流出的通道。需要滿足 推進劑經過通孔501時的壓降大于儲箱4內推進劑壓強的變化，并且要大于推進劑在陣列通 孔501內毛細作用造成的壓降。絕緣基座5釆用PEEK,其與多種推進劑的浸潤性較差，防 止儲箱4內有推進劑且推力器不工作時推進劑從其陣列通孔501中流出。陣列通孔501的 分布可自由調整，通孔501的大小及絕緣基座5的厚度需要依據推進劑浸潤性確定
孔式微牛級膠質推力器工作時的電壓施加于過墻式接頭2、抽取極6和加速極7上。 推進劑流量控制在納升每秒時，推力器產生的推力在微牛級別。
權利要求
1、一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于包括液體管路、過墻式接頭、絕緣封套、儲箱、絕緣基座、抽取極、加速極、絕緣套環(huán)和絕緣墊片；所述的液體管路固定于過墻式接頭一側，過墻接頭的另一側穿過絕緣封套，深入儲箱內部；所述的儲箱的兩端分別通過絕緣螺柱固定連接絕緣封套和絕緣基座；所述的絕緣螺柱作為抽取極和加速極的固定支撐，在絕緣螺柱上順次穿入絕緣墊片、抽取極、絕緣套環(huán)、加速極。
2、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于在所述液體管路與過 墻接頭之間設置壓環(huán)保證密封。
3、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于抽取極和加速極的間距通過絕緣套環(huán)或絕緣墊片的數(shù)目來調節(jié)。
4、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于所述的絕緣基座上布 置有等間距陣列通孔作為液體推進劑流出的通道，陣列通孔的分布自由調整，通孔的大小 及絕緣基座的厚度依據推進劑浸潤性確定；
5、 根據^t利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特fiE在于孔式微牛級膠質推力器工作時的電壓施加于過墻式接頭、抽取極和加速極上。
6、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于儲箱采用聚四氟乙烯 或PEEK，使推進劑與外部絕緣。
7、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于在儲箱和絕緣基座之 間、儲箱與絕緣封套之間通過O型密封圈進行密封。
8、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于在所述過墻接頭與儲 箱之間設置密封圈保證二者之間的密封，防止儲箱內液體泄露。
9、 根據權利要求1所述的一種孔式微牛級膠質推力器，其特征在于安裝抽取極和加速極 時，將定位銷順序穿過加速極、抽取極、絕緣基座和儲箱，保證同心后，在絕緣螺柱兩端 使用螺母固定以上部件，之后卸掉定位銷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔式微牛級膠質推力器，包括液體管路、過墻式接頭、絕緣封套、儲箱、絕緣基座、抽取極、加速極、絕緣套環(huán)和絕緣墊片；所述的液體管路固定于過墻式接頭一側，過墻接頭的另一側穿過絕緣封套，深入儲箱內部；所述的儲箱的兩端分別通過絕緣螺柱固定連接絕緣封套和絕緣基座；所述的絕緣螺柱作為抽取極和加速極的固定支撐，在絕緣螺柱上順次穿入絕緣墊片、抽取極、絕緣套環(huán)、加速極。該孔式微牛級膠質推力器的絕緣基座上的通孔布局和數(shù)量可調，通過替換不同形式陣列通孔的絕緣基座和對應的抽取極、加速極，或者通過調節(jié)絕緣基座、抽取極、加速極之間的相互距離，均可以實現(xiàn)不同形式的推力器，滿足不同的性能需求。
文檔編號F02K9/00GK101539067SQ20091008260
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權日2009年4月21日
發(fā)明者湯海濱, 王海興, 秦超晉 申請人:北京航空航天大學