本發(fā)明專利技術(shù)提供一種補(bǔ)償式氣體分配器及電推力器，屬于空間設(shè)備推進(jìn)器技術(shù)領(lǐng)域。該氣體分配器包括：分配器主體；進(jìn)氣通道，設(shè)置在所述分配器主體上；出氣通道，設(shè)置在所述分配器主體上；緩沖腔，設(shè)置在所述分配器主體內(nèi)；在進(jìn)氣通道與出氣通道之間串行連通有至少兩個所述緩沖腔；連通孔，連通于兩個相鄰的所述緩沖腔之間；兩個相鄰所述緩沖腔之間分布有多個連通孔，且在氣體流動路徑上區(qū)分出最靠近進(jìn)氣通道的近端連通孔和最遠(yuǎn)離進(jìn)氣通道的遠(yuǎn)端連通孔；所述遠(yuǎn)端連通孔的直徑大于所述近端連通孔的直徑。該裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的氣體分配器靠近進(jìn)氣道的緩沖腔通氣孔的氣流較大，越遠(yuǎn)離進(jìn)氣道的緩沖腔通氣孔的氣流越小，造成裝置整體出氣的不均勻性的缺陷。氣的不均勻性的缺陷。氣的不均勻性的缺陷。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
補(bǔ)償式氣體分配器及電推力器
[0001]本專利技術(shù)涉及空間設(shè)備推進(jìn)器
，具體涉及一種補(bǔ)償式氣體分配器及電推力器。
技術(shù)介紹
[0002]電推力器是依靠電力驅(qū)動工質(zhì)噴射的推進(jìn)裝置，其中最重要的一類便是霍爾推力器。霍爾推力器是利用電磁場作用來實(shí)現(xiàn)工質(zhì)電離后加速外噴形成等離子體射流源的推進(jìn)裝置。它是一種為航天器在軌運(yùn)行提供微小推力的動力裝置，具有高效率、高比沖以及高可靠性等優(yōu)點(diǎn), 廣泛地應(yīng)用于航天器軌道的提升、位置保持、姿態(tài)控制等推進(jìn)任務(wù)。其工質(zhì)一般采用中性氣體，于是用于將中性氣體分布在放電通道內(nèi)的氣體分配器必可不少。而中性氣體在大多呈環(huán)狀的放電通道內(nèi)的分布均勻性直接影響霍爾推力器的推力表現(xiàn)。因從氣源過來的進(jìn)氣通道一般只具有一個或者數(shù)個，與最終形成環(huán)形陣列的諸多出氣通道之間具有天然的不對應(yīng)性，從而產(chǎn)生出氣通道的氣體分配不均衡性問題。為了實(shí)現(xiàn)氣體的均勻流出，現(xiàn)有技術(shù)中存在使用兩個或兩個以上的緩沖腔來對釋放前的中性氣體進(jìn)行均勻化處理的方案。而相鄰緩沖腔之間通常使用等間距且等直徑的通氣孔來連通，但這種方案使得靠近進(jìn)氣道的通氣孔的氣流較大，越遠(yuǎn)離進(jìn)氣道的通氣孔的氣流越小，最終造成裝置整體出氣的不均勻性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0003]因此，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的氣體分配器靠近進(jìn)氣道的緩沖腔通氣孔的氣流較大，越遠(yuǎn)離進(jìn)氣道的緩沖腔通氣孔的氣流越小，最終造成裝置整體出氣的不均勻性的缺陷。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的技術(shù)方案為：一種補(bǔ)償式氣體分配器，包括：分配器主體；進(jìn)氣通道，設(shè)置在所述分配器主體上；出氣通道，設(shè)置在所述分配器主體上；緩沖腔，設(shè)置在所述分配器主體內(nèi)；在進(jìn)氣通道與出氣通道之間串行連通有至少兩個所述緩沖腔；連通孔，連通于兩個相鄰的所述緩沖腔之間；兩個相鄰所述緩沖腔之間分布有多個連通孔，且在氣體流動路徑上區(qū)分出最靠近進(jìn)氣通道的近端連通孔和最遠(yuǎn)離進(jìn)氣通道的遠(yuǎn)端連通孔；所述遠(yuǎn)端連通孔的直徑大于所述近端連通孔的直徑。
[0005]可選地，沿氣體流動路徑，在所述近端連通孔與所述遠(yuǎn)端連通孔之間設(shè)置有多個連通孔，從所述近端連通孔至所述遠(yuǎn)端連通孔的連通孔直徑依次增大。
[0006]可選地，在氣體流動路徑上，相鄰連通孔的直徑差值呈逐漸增大趨勢。
[0007]可選地，所述分配器主體呈環(huán)狀，出氣通道圍繞所述分配器主體的軸線呈環(huán)形陣
列排布，出氣通道朝向所述分配器主體的徑向開設(shè)。
[0008]可選地，所述分配器主體沿周向開設(shè)有出氣槽，所述出氣槽靠近所述分配器主體內(nèi)側(cè)的壁面為氣槽內(nèi)側(cè)壁，所述出氣槽靠近所述分配器主體外側(cè)的壁面為氣槽外側(cè)壁，在氣槽內(nèi)側(cè)壁和氣槽外側(cè)壁上均開設(shè)有出氣通道。
[0009]可選地，氣槽內(nèi)側(cè)壁上的出氣通道與氣槽外側(cè)壁上的出氣通道互呈交錯相位分布。
[0010]可選地，所述分配器主體包括：底座，貫通開設(shè)有進(jìn)氣通道；H型構(gòu)件，為截面呈H形的回轉(zhuǎn)體； H型構(gòu)件的上下開口的朝向與回轉(zhuǎn)軸的軸向一致；H型構(gòu)件的一側(cè)開口與底座合圍出第一緩沖腔；在H型構(gòu)件的中橫結(jié)構(gòu)上開設(shè)有連通孔；連通孔圍繞所述回轉(zhuǎn)軸圓周分布；氣槽構(gòu)件，為截面呈凹形的回轉(zhuǎn)體；氣槽構(gòu)件的內(nèi)凹部分形成所述出氣槽；H型構(gòu)件的另一側(cè)開口與氣槽構(gòu)件合圍出第二緩沖腔。
[0011]可選地，所述近端連通孔的面積A0滿足公式：；其中，C為按連通孔數(shù)量分配的單孔預(yù)設(shè)流導(dǎo)；α為克勞辛系數(shù)、又稱傳輸幾率；R為氣體摩爾常數(shù)；T為氣體溫度；M為氣體摩爾質(zhì)量。
[0012]可選地，進(jìn)氣通道的數(shù)量為一個，連通孔圍繞所述回轉(zhuǎn)軸圓周均布有18個；以氣體在第一緩沖腔內(nèi)做半圓形的流動路徑劃分，連通孔被對稱分劃為兩組；沿氣體流動路徑，每組連通孔8的孔徑以1.0/ 1.1/ 1.2/ 1.4/ 1.6/ 1.9/ 2.2/ 2.6/ 3.0的比例分布。
[0013]一種電推力器，包括：推力器主體；如前所述的補(bǔ)償式氣體分配器，安裝在所述推力器主體上。
[0014]通過采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)具有如下技術(shù)效果：1.本專利技術(shù)提供的補(bǔ)償式氣體分配器，通過相對加大了遠(yuǎn)離進(jìn)氣通道的遠(yuǎn)端連通孔的直徑，從而使中性氣體在從進(jìn)氣通道流出后經(jīng)較長行程到達(dá)遠(yuǎn)端連通孔時，可通過大直徑的連通孔加強(qiáng)其出氣量，從而補(bǔ)償了氣流因遠(yuǎn)離氣源而帶來的流量損失，使得連通孔無論在氣源近端還是遠(yuǎn)端均取得相對均衡的出氣量，進(jìn)而使中性氣體在前一緩沖腔至下一緩沖腔間的流動均勻性獲得提高，最終在出氣通道得到更均勻的出氣效果，而更均勻的中性氣體在其后的放電通道可獲得更充分的電離，使霍爾推力器的推力表現(xiàn)得以提高。
[0015]2.本專利技術(shù)提供的補(bǔ)償式氣體分配器，通過使所述近端連通孔至所述遠(yuǎn)端連通孔的連通孔直徑依次增大，且相鄰孔的直徑差值逐漸增大，使得中性氣體在氣體分配器的周向上得到更充分的均勻化分布。
[0016]3. 本專利技術(shù)提供的補(bǔ)償式氣體分配器，采用氣槽結(jié)構(gòu)配合出氣通道徑向開設(shè)，使中性氣體在從出氣通道流出后，會首先充盈在氣槽之內(nèi)，因氣槽是沿裝置周向所進(jìn)行的環(huán)狀設(shè)置，從而使氣體在進(jìn)入后面的放電通道之前，會先在裝置周向上進(jìn)行均勻化，從而提高了出氣均勻性。而在氣槽的兩側(cè)壁上均設(shè)置出氣通道，則提高了裝置的出氣效率，也因?yàn)槌鰵馔ǖ赖脑黾佣岣吡藲怏w流出后的均勻化效果。
附圖說明
[0017]為了更清楚地說明本專利技術(shù)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意剖視圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意立體圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例1的氣槽構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意立體圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例1的H型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意立體圖；圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例1的H型構(gòu)件為模型0時的結(jié)構(gòu)示意俯視圖；圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例1的H型構(gòu)件為模型1時的結(jié)構(gòu)示意俯視圖；圖7為本專利技術(shù)實(shí)施例1的H型構(gòu)件為模型2時的結(jié)構(gòu)示意俯視圖；圖8為本專利技術(shù)實(shí)施例1的H型構(gòu)件為模型3時的結(jié)構(gòu)示意俯視圖；圖9為本專利技術(shù)實(shí)施例1的氣槽構(gòu)件為模型0時的結(jié)構(gòu)示意俯視剖面圖；圖10為本專利技術(shù)實(shí)施例1的氣槽構(gòu)件為模型4時的結(jié)構(gòu)示意俯視剖面圖；圖11為模型0~4在放電通道周向截線上的中性氣體分子數(shù)密度分布對比圖；圖12為模型0~4在放電通道周向截線上分子數(shù)密度的差異率分布對比圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明：1、底座；2、H型下?lián)醢澹?、H型中層擋板；4、H型上檔板；5、氣槽頂面；6、進(jìn)氣通道；7、第一緩沖腔；8、連通孔；9、第二緩沖腔；10、氣隙；11、出氣通道；12、氣槽構(gòu)件；13、進(jìn)氣柱；14、固定螺柱；15、進(jìn)氣柱安裝孔；16、螺柱安裝孔；17、氣槽內(nèi)側(cè)壁；18、氣槽外側(cè)壁；19、氣槽底壁、20、H型構(gòu)件。
具體實(shí)施方式
[0020]下面將結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦＠夹g(shù)中的實(shí)施例本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種補(bǔ)償式氣體分配器，其特征在于，包括：分配器主體；進(jìn)氣通道（6），設(shè)置在所述分配器主體上；出氣通道（11），設(shè)置在所述分配器主體上；緩沖腔，設(shè)置在所述分配器主體內(nèi)；在進(jìn)氣通道（6）與出氣通道（11）之間串行連通有至少兩個所述緩沖腔；連通孔（8），連通于兩個相鄰的所述緩沖腔之間；兩個相鄰所述緩沖腔之間分布有多個連通孔（8），且在氣體流動路徑上區(qū)分出最靠近進(jìn)氣通道（6）的近端連通孔和最遠(yuǎn)離進(jìn)氣通道（6）的遠(yuǎn)端連通孔；所述遠(yuǎn)端連通孔的直徑大于所述近端連通孔的直徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式氣體分配器，其特征在于，沿氣體流動路徑，在所述近端連通孔與所述遠(yuǎn)端連通孔之間設(shè)置有多個連通孔（8），從所述近端連通孔至所述遠(yuǎn)端連通孔的連通孔（8）直徑依次增大。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的補(bǔ)償式氣體分配器，其特征在于，在氣體流動路徑上，相鄰連通孔（8）的直徑差值呈逐漸增大趨勢。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的補(bǔ)償式氣體分配器，其特征在于，所述分配器主體呈環(huán)狀，出氣通道（11）圍繞所述分配器主體的軸線呈環(huán)形陣列排布，出氣通道（11）朝向所述分配器主體的徑向開設(shè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)償式氣體分配器，其特征在于，所述分配器主體沿周向開設(shè)有出氣槽，所述出氣槽靠近所述分配器主體內(nèi)側(cè)的壁面為氣槽內(nèi)側(cè)壁（17），所述出氣槽靠近所述分配器主體外側(cè)的壁面為氣槽外側(cè)壁（18），在氣槽內(nèi)側(cè)壁（17）和氣槽外側(cè)壁（18）上均開設(shè)有出氣通道（11）。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的補(bǔ)償式氣體分配器，其特征在于，氣...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧世旭，羅威，徐祿祥，周艷波，吳銘釤，
申請(專利權(quán))人：國科大杭州高等研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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