專利名稱：一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空間微小推力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器。
背景技術(shù)：
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，采用功能較為單 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(wù)。微小衛(wèi)星的應(yīng)用對(duì)推進(jìn)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(duì)重量、體積、功率等參數(shù)的限制。采用微 推進(jìn)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(shí)現(xiàn)衛(wèi)星星座定位等要求。膠質(zhì) 微推力器和FEEP是目前眾多微推進(jìn)系統(tǒng)中最具系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和代表性的應(yīng)用方案。
國外相關(guān)科研機(jī)構(gòu)及公司從上世紀(jì)90年代就重新展開了膠質(zhì)微推力器的研究。雖然膠 質(zhì)推力器的設(shè)計(jì)都是基于電噴霧過程的物理現(xiàn)象，但推力器的結(jié)構(gòu)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(jìn)器不同器件使用的材料對(duì)推 進(jìn)器性能的影響均未考慮在推進(jìn)器的設(shè)計(jì)過程中或未做出詳細(xì)報(bào)道。
就國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)而言，質(zhì)譜儀、燃燒、材料合成等工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)應(yīng)用均基于電噴霧
過程，此方面的研究報(bào)道很多，但將電噴霧過程應(yīng)用于^:推進(jìn)的研究單位較少，針對(duì)膠質(zhì)推
力器詳細(xì)設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)尚未公開報(bào)道。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明根據(jù)電噴霧工作原理，使用碘化鈉甲酰胺等溶液作為推進(jìn)劑，提供一種多針微牛 級(jí)膠質(zhì)推力器。
本發(fā)明采用內(nèi)徑為微米級(jí)的不銹鋼毛細(xì)管作為發(fā)射極，使用石墨壓環(huán)作為密封圈、不銹 鋼薄片做為抽取極和加速極，絕緣材料均采用聚四氟乙烯。所述的發(fā)射極均可用其他尺寸的 毛細(xì)管替換，發(fā)射極到抽取極的距離、抽取極到加速極的距離均可自由調(diào)整。本發(fā)明對(duì)膠質(zhì) 微推進(jìn)的研究及其他電噴霧應(yīng)用有一定的參考意義。
本發(fā)明的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，包括絕緣封套、套筒、過墻式接頭、多通、毛細(xì) 管路、絕緣基座、金屬墊片、抽取極、加速極、絕緣墊片、絕緣套環(huán)、絕緣螺柱、發(fā)射極和 導(dǎo)線。
所述的毛細(xì)管路其中一根與過墻式接頭連接，并通過絕緣封套，連接于套筒內(nèi)部的多通， 多通上連接多根用于推進(jìn)劑輸出的毛細(xì)管路，可實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑單路流入多路流出。用于輸出的 多路毛細(xì)管路分別與絕緣基座上的過墻式接頭連接；每個(gè)過墻式接頭的另一端連接發(fā)射極。所述的絕緣基座與發(fā)射極之間的過墻式接頭上固定一個(gè)金屬墊片，所述的金屬墊片和過墻式
接頭均為金屬材料，保證了導(dǎo)線與發(fā)射極的導(dǎo)通。
所述每個(gè)發(fā)射極對(duì)應(yīng)一根毛細(xì)管路，并且數(shù)量可以根據(jù)推力器的性能需求進(jìn)行設(shè)置。 所述的導(dǎo)線通過絕緣封套，并貫穿套筒后穿過絕緣基座，最后通過螺釘將導(dǎo)線兩端固定
在絕緣基座和絕緣封套上。
套筒為圓筒狀，套筒底端固定連接絕緣封套，頂端通過絕緣螺柱固定連接絕緣基座，所
述絕緣螺柱上順序安裝有螺母、抽取極、絕緣套環(huán)、加速極、絕緣墊片，最后通過螺母進(jìn)行固定。
所述的抽取極與發(fā)射極之間的距離可通過絕緣螺柱上的螺母進(jìn)行調(diào)節(jié)。
發(fā)射極與過墻式接頭之間、毛細(xì)管路與過墻式接頭之間、多通與毛細(xì)管路之間均設(shè)有石 墨壓環(huán)，來保證每組連接部件之間的良好密封。
所述的發(fā)射極為不銹鋼毛細(xì)管。毛細(xì)管路及多通均使用釆用非金屬材料，保證了發(fā)射極 與毛細(xì)管路的絕緣。
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(diào)節(jié)。
安裝時(shí)，首先由定位銷保證發(fā)射極、抽取極和加速極的同心，然后使用螺母將抽取極、 加速極和絕緣套環(huán)固定，最后再卸掉定位銷。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 通過改變發(fā)射極內(nèi)徑、調(diào)節(jié)發(fā)射極和抽取極的間距，可以方便組成不同形式的推力器，
實(shí)現(xiàn)推力器性能的不同調(diào)節(jié)方式；
2、 通過增加或減少過墻式接頭和發(fā)射極數(shù)量及替換多通實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目發(fā)射極的推力器。


圖l為多針膠質(zhì)推力器結(jié)構(gòu)示意圖2為多針膠質(zhì)推力器的套筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中
2.套筒
5.抽取極
8.絕緣套環(huán)
ll.發(fā)射極 14.導(dǎo)線 17.石墨壓環(huán)
l.絕緣封套 4.金屬墊片 7.絕緣墊片 IO.定位銷 13.螺母 16.多通
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器進(jìn)行詳細(xì)說明。
3.絕緣基座 6.加速極 9.絕緣螺柱 12.過墻式接頭 15.毛細(xì)管路本發(fā)明的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，如圖1、圖2所示，包括絕緣封套1、套筒2、 過墻式接頭12、多通16、毛細(xì)管路15、絕緣基座3、金屬墊片4、抽取極5、加速極6、 絕緣墊片7、絕緣套環(huán)8、絕緣螺柱9、發(fā)射極11和導(dǎo)線14。
所述的毛細(xì)管路15其中一根與過墻式接頭12連接，并通過絕緣封套l,連接于套筒2 內(nèi)部的多通16,多通16上連接多根用于推進(jìn)劑輸出的毛細(xì)管路15，可實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑單路流 入多路流出。用于輸出的多路毛細(xì)管路15分別與絕緣基座3上的過墻式接頭12連接；每個(gè) 過墻式接頭12的另一端連接發(fā)射極11 。所述的絕緣基座3與發(fā)射極11之間的過墻式接頭 12上固定一個(gè)金屬墊片4，所述的金屬墊片4和過墻式接頭12均為金屬材料，保證了導(dǎo)線 14與發(fā)射極11的導(dǎo)通。
所述每個(gè)發(fā)射極11 Xt應(yīng)一根毛細(xì)管路15，并且數(shù)量可以根據(jù)推力器的性能需求進(jìn)行設(shè)置。
所述的導(dǎo)線14通過絕緣封套1，并貫穿套筒2后穿過絕緣基座3，最后通過螺釘18將 導(dǎo)線14兩端固定在絕緣基座3和絕緣封套1上。
如圖1所示，套筒2為圓筒狀，套筒2底端固定連接絕緣封套1，頂端通過絕緣螺柱9 固定連接絕緣基座3，所述絕緣螺柱9上順序安裝有螺母13、抽取極5、絕緣套環(huán)8、加速 極6、絕緣墊片7，最后通過螺母13進(jìn)行固定。所述的抽取極5與發(fā)射極11之間的距離可 通過絕緣螺柱9上的螺母13進(jìn)行調(diào)節(jié)。
發(fā)射極11與過墻式接頭12之間、毛細(xì)管路15與過墻式接頭12之間、多通16與毛 細(xì)管路15之間均設(shè)有石墨壓環(huán)17，來保證每組連接部件之間的良好密封。
所述的發(fā)射極ll為不銹鋼毛細(xì)管。毛細(xì)管路15及多通16均使用采用非金屬材料，保 證了發(fā)射極11與毛細(xì)管路15的絕緣。
抽取極5和加速極6的間距可通過絕緣套環(huán)8或絕緣墊片7的數(shù)目來調(diào)節(jié)。
安裝時(shí)，如圖l，首先由定位銷lO保證發(fā)射極ll、抽取極5和加速極6的同心，然后 使用螺母13將抽取極5、加速極6和絕緣套環(huán)8固定，最后再卸掉定位銷IO。
推進(jìn)劑通過絕緣封套1處的毛細(xì)管路15流入多通16,之后再流向發(fā)射極11。電壓通 過從絕緣封套1引出的導(dǎo)線14及在固定抽取極5和加速極6的螺母處引出的導(dǎo)線而施加， 推進(jìn)劑流量控制在納升每秒時(shí)，推力器產(chǎn)生的推力在微牛級(jí)別。
權(quán)利要求
1、一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于包括絕緣封套、套筒、過墻式接頭、多通、毛細(xì)管路、絕緣基座、金屬墊片、抽取極、加速極、絕緣墊片、絕緣套環(huán)、絕緣螺柱、發(fā)射極和導(dǎo)線。所述的毛細(xì)管路其中一根與過墻式接頭連接，并通過絕緣封套，連接于套筒內(nèi)部的多通，多通上連接多根用于推進(jìn)劑輸出的毛細(xì)管路；用于輸出的多路毛細(xì)管路分別與絕緣基座上的過墻式接頭連接；每個(gè)過墻式接頭的另一端連接發(fā)射極；所述的導(dǎo)線通過絕緣封套，并貫穿套筒后穿過絕緣基座，最后通過螺釘將導(dǎo)線兩端固定在絕緣基座和絕緣封套上；套筒為圓筒狀，套筒底端固定連接絕緣封套，頂端通過絕緣螺柱固定連接絕緣基座，所述絕緣螺柱上順序安裝有螺母、抽取極、絕緣套環(huán)、加速極、絕緣墊片，最后通過螺母進(jìn)行固定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于所述的絕緣基座與發(fā) 射極之間的過墻式接頭上固定一個(gè)金屬墊片，所述的金屬墊片和過墻式接頭均為金屬材 料，保證了導(dǎo)線與發(fā)射極的導(dǎo)通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于所述每個(gè)發(fā)射極對(duì)應(yīng)一根毛細(xì)管路，并且數(shù)量根據(jù)推力器的性能需求進(jìn)行設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于所述的抽取極與發(fā)射 極之間的距離通過絕緣螺柱上的螺母進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于發(fā)射極與過墻式接頭 之間、毛細(xì)管路與過墻式接頭之間、多通與毛細(xì)管路之間均設(shè)有石墨壓環(huán)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于所述的發(fā)射極為不銹 鋼毛細(xì)管；毛細(xì)管路及多通均使用采用非金屬材料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)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(diào)節(jié)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，其特征在于安裝時(shí)，首先由定位 銷保證發(fā)射極、抽取極和加速極的同心，然后使用螺母將抽取極、加速極和絕緣套環(huán)固定， 最后再卸掉定位銷。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多針微牛級(jí)膠質(zhì)推力器，包括絕緣封套、套筒、過墻式接頭、多通、毛細(xì)管路、絕緣基座、金屬墊片、抽取極、加速極、絕緣墊片、絕緣套環(huán)、絕緣螺柱、發(fā)射極和導(dǎo)線。毛細(xì)管路連接于套筒內(nèi)的多通，多通上連接多根用于輸出的毛細(xì)管路，分別與絕緣基座上的過墻式接頭連接；每個(gè)過墻式接頭另一端連接發(fā)射極；所述的導(dǎo)線兩端固定在絕緣基座和絕緣封套上；套筒底端連接絕緣封套，頂端通過絕緣螺柱連接絕緣基座，絕緣螺柱上順序安裝螺母、抽取極、絕緣套環(huán)、加速極、絕緣墊片。本發(fā)明通過改變發(fā)射極內(nèi)徑、調(diào)節(jié)發(fā)射極和抽取極的間距，以及增加或減少過墻式接頭和發(fā)射極數(shù)量及替換多通，可以方便組成不同形式的推力器，實(shí)現(xiàn)推力器性能的不同調(diào)節(jié)方式。
文檔編號(hào)F02K9/60GK101539073SQ20091008260
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者張莘艾, 湯海濱, 秦超晉 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)