一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构转让专利
申请号 : CN202010312361.5
文献号 : CN111561431B
文献日 : 2021-03-12
发明人 : 刘辉 , 黄昱璋 , 李鑫 , 于达仁
申请人 : 哈尔滨工业大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:包括设置于电推力器阳极(10)尾部的电磁铁(1)、导体(2)、设置在电推力器阳极(10)外周的热辐射板(4)、套设在电推力器阳极(10)上的滑套(7)、触点(5)和套设在滑套上的铁磁性环(6);
在电磁铁(1)前方的电推力器阳极(10)上设有绝缘夹层(9),所述的导体(2)套设在绝缘夹层(9)上,所述的热辐射板(4)的首部与电推力器阳极(10)的首部铰接,热辐射板(4)的尾部通过连杆(3)与触点(5)铰接,所述的触点(5)固定在滑套(7)的后端面上,在绝缘夹层(9)与滑套(7)之间的电推力器阳极(10)上设有弹簧(8),通电时,电磁铁(1)产生磁性吸引铁磁性环(6)沿电推力器阳极(10)的轴线移动,触点(5)与导体(2)连通,并通过连杆(3)带动所述热辐射板(4)绕与电推力器阳极(10)的首部的连接处旋转,扩大热辐射面积;
所述电推力器阳极(10)和电磁铁(1)的一端与电源(12)的正极连接;电源(12)的负极与一开关(11)的一端及电推力器阴极(13)连接;电磁铁(1)的另一端与导体(2)并联,并联电路与开关(11)的另一端串联。
2.根据权利要求1所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:所述热辐射板(4)至少设置两组,且均匀设置在电推力器阳极(10)的外周,相应的触点(5)也至少设置两个,且每个热辐射板(4)的尾部与连杆(3)的一端铰接,连杆(3)的另一端与相应的触点铰接。
3.根据权利要求2所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:在滑套(7)的后端设有向外延伸的挡沿,所有的触点(5)均匀设置在挡沿上,所述铁磁性环(6)设置在挡沿下方。
4.根据权利要求1所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:所述电推力器阳极(10)为不锈钢空心阳极。
5.根据权利要求2所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:触点(5)与电推力器阳极(13)中轴线之间的距离和导体(2)与电推力器阳极(13)的中轴线的距离相等。
6.根据权利要求1所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:所述弹簧(8)的自然长度大于绝缘夹层(9)至电推力器阳极(10)首端的距离;
弹簧(8)的外径小于触点(5)距电推力器阳极(10)中轴线的最小距离;弹簧(8)的内径大于电推力器阳极(10)外表面距电推力器阳极(10)中轴线的最大距离;弹簧(8)的中轴线与电推力器阳极(10)的中轴线重合。
7.根据权利要求2所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:所述导体(2)、热辐射板(4)、触点(5)及连杆(3)的材质均为铜,且热辐射板(4)的首部通过不锈钢铰链与电推力器阳极(10)的首部连接,热辐射板(4)的尾部通过不锈钢铰链与连杆(3)的一端连接,连杆(3)的另一端通过不锈钢铰链与触点(5)连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:所述绝缘夹层(9)为氮化硼陶瓷夹层。
9.根据权利要求8所述的一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构,其特征在于:所述铁磁性环(6)的材料为铁,所述滑套(7)的材料是石英或云母,使铁磁性环(6)与触点(5)和电推力器阳极(10)绝缘。
说明书 :
一种用于碘工质电推力器冷凝产物清除的热辐射阳极结构
技术领域
背景技术
氙作为推力器工质,因为其具有电离能低,相对原子质量较大等特点。但由于其常温常压下
为气体,需要高压储存以增加工质携带量,这就导致其减压系统十分复杂,增加了推进系统
的体积和质量。为了解决这些缺点,固体工质是一个可行的研究方向。在这一方向上,碘被
认为是一种可能的替代氙的工质。碘与氙的相对原子质量相近,一些研究证明,相同工况下
碘工质与氙工质推力器的性能相当,且碘的熔沸点相对较高,可以以固体形式储存,能够避
免使用氙工质而产生的劣势。
入放电通道内时,会降温凝结在阳极供气通道和放电通道表面。凝结的碘首先会造成参与
电离过程的碘的减少,使得实验数据中碘蒸汽流量误差增大,其次电推力器会专门设计阳
极供气通道与放电通道的几何形状,以增加推力器效率,碘在这两者上的凝结会造成几何
形状的改变,从而使得几何形状不再处于理想状态,最后冷凝的碘可能会与阳极发生反应,
缩短阳极寿命。
发明内容
的工作性能。
滑套、触点和套设在滑套上的铁磁性环;
接,所述的触点固定在滑套的后端面上,在绝缘夹层与滑套之间的电推力器阳极上设有弹
簧,通电时,电磁铁产生磁性吸引铁磁性环沿电推力器阳极的轴线移动,触点与导体连通,
并通过连杆带动所述热辐射板绕与电推力器阳极的首部的连接处旋转,扩大热辐射面积。
的触点铰接。
端串联。
距电推力器阳极中轴线的最大距离;弹簧的中轴线与电推力器阳极的中轴线重合。
连接,连杆的另一端通过不锈钢铰链与触点连接。
过调节电源功率完成。
附图说明
源,16-电推力器外壳。
具体实施方式
套设在电推力器阳极10上的滑套7、触点5和套设在滑套上的铁磁性环6;
缘夹层9上,位置相对固定,所述的热辐射板4的首部与电推力器阳极10的首部铰接,热辐射
板4的尾部通过连杆3与触点5铰接,所述的触点5固定在滑套7的后端面上,在绝缘夹层9与
滑套7之间的电推力器阳极10上设有弹簧8,通电时,电磁铁1产生磁性吸引铁磁性环6沿电
推力器阳极10的轴线移动,触点5与导体2连通,并通过连杆3带动所述热辐射板4绕与电推
力器阳极10的首部的连接处旋转,扩大热辐射面积。
铰接。图1中是均匀设置四组热辐射板。
与开关11的另一端串联。
力器为现有结构,在此不再赘述。
电推力器阳极10中轴线的最大距离;弹簧8的中轴线与电推力器阳极10的中轴线重合。
接,连杆3的另一端通过不锈钢铰链与触点5连接。
1无磁性,滑套7受弹簧8的作用位于电推力器阳极10首部,导体2,触点5,连杆3,热辐射板4,
电推力器阳极10构成的加热电路断开,通过调整电源12的电压,电推力器阳极10与电推力
器阴极13可以发生放电,完成电推力器点火,这一过程中由于热辐射板4未打开,阳极热辐
射功率与传统设计相比无太大变化,避免电推力器工作时温度过高。
向电推力器阳极10的尾端运动,当触点5运动至与导体2接触时,连杆3支撑起热辐射板4,使
得热辐射板4绕与电推力器阳极10的连接点顺时针转动,增大热辐射面积;与此同时导体2,
触点5,连杆3,热辐射板4和电推力器阳极10构成加热电路,由于该电路电阻小,电推力器阳
极10与电推力器阴极13这一回路被短路,避免加热时发生电推力器点火,并且可通过调节
电源12的功率来调节加热功率。