专利摘要

专利摘要

本申请公开了一种电推力器气体分配器，包括第一焊接螺钉、第二焊接螺钉、第一进气管、第二进气管、第一进气管固定座、第二进气管固定座、分配器下底、分配器上底，其中，分配器下底设置有周向输气槽、两对定位榫插槽、第一进气孔、第二进气孔、第一沉孔、第二沉孔、径向输气槽；分配器上底设置有外圈狭缝、内圈狭缝、多个连接臂、与所述两对定位榫插槽对应的两对定位榫、1.4mm阻流板、1.3mm阻流板、1.2mm阻流板、1mm阻流板。通过本发明的技术方案，可以控制气体流量的分配，以实现更均匀的气体分布，为电推力器提供均匀稳定的中性粒子环境。

权利要求

1.一种电推力器气体分配器，其特征在于，包括第一焊接螺钉、第二焊接螺钉、第一进气管、第二进气管、第一进气管固定座、第二进气管固定座、分配器下底、分配器上底，其中，

所述分配器下底和所述分配器上底均为圆盘形；

所述分配器下底设置有周向输气槽、两对定位榫插槽、第一进气孔、第二进气孔、第一沉孔、第二沉孔、径向输气槽；

所述分配器上底设置有外圈狭缝、内圈狭缝、将外圈狭缝和内圈狭缝分为非均匀的多段的多个连接臂、与所述两对定位榫插槽对应的两对定位榫、1.4mm阻流板、1.3mm阻流板、1.2mm阻流板、1mm阻流板；

所述第一进气孔和所述第二进气孔关于所述分配器下底的圆心中心对称，所述第一沉孔和所述第二沉孔关于所述分配器下底的圆心中心对称，所述第一进气孔和所述第二进气孔的连线与所述第一沉孔和所述第二沉孔的连线垂直；

所述第一焊接螺钉插入所述第一沉孔并焊接固定，所述第二焊接螺钉插入所述第二沉孔并焊接固定；

所述第一进气管穿过所述第一进气管固定座并焊接密封，所述第一进气管固定座焊接固定在所述分配器下底并与所述第一进气孔同心对齐；所述第二进气管穿过所述第二进气管固定座并焊接密封，所述第二进气管固定座焊接固定在所述分配器下底并与所述第二进气孔同心对齐；

所述两对定位榫插槽分别设置于所述分配器上底内圆周和外圆周上且两对定位榫插槽均关于所述分配器上底的圆心中心对称，所述两对定位榫分别插入对应的定位榫插槽，所述分配器下底与所述分配器上底的内外圆周接缝处通过焊接固定密封，所述分配器下底上有内圈环形凹槽、中间环形凹槽、外圈环形凹槽，所述中间环形凹槽即所述周向输气槽，沿所述周向输气槽的槽壁设置的所述多个径向输气槽与所述周向输气槽相通；

所述分配器上底设置两圈所述1.4mm阻流板、所述1.3mm阻流板、所述1.2mm阻流板和所述1mm阻流板，所述1.4mm阻流板、所述1.3mm阻流板、所述1.2mm阻流板和所述1mm阻流板的高度分别为1.4mm、1.3mm、1.2mm和1mm，可插入所述分配器下底的对应位置的内圈环形凹槽和外圈环形凹槽，使得所述分配器上底与所述分配器下底之间形成狭小的喉道；

所述分配器上底的外端面开有外圈狭缝和内圈狭缝，所述外圈狭缝和所述内圈狭缝与所述分配器上底同心，且被多个连接臂分割为多道狭缝；

设定所述第一进气孔与所述分配器下底圆心的连线为0°基准，所述第二焊接螺钉与所述分配器下底圆心的连线为90°，所述第二进气孔与所述分配器下底圆心的连线为180°，所述第一焊接螺钉与所述分配器下底圆心的连线对应位置为270°；

在所述分配器上底的0°两侧33.25°范围内分布所述1.4mm阻流板，33.25°-59.75°范围内分布所述1.3mm阻流板，59.75°-80.75°范围内分布所述1.2mm阻流板，80.75°-90°范围内分布所述1mm阻流板；在所述分配器上底的所有阻流板的分布关于90°-270°连线轴对称。

2.根据权利要求1所述的一种电推力器气体分配器，其特征在于，在所述分配器下底的0°-90°、180°-270°的范围内，顺时针方向，所述径向输气槽将所述周向输气槽划分为4个扇道，每个扇道的圆心角依次为17.5°、27.5°、20°、10°，对应的所述径向输气槽的圆心角依次为2°、2°、5°、6°；在所述分配器下底的90°-180°、270°-0°的范围内，顺时针方向，所述径向输气槽将所述周向输气槽划分为4个扇道，每个扇道的圆心角依次为10°、20°、27.5°、17.5°，对应的所述径向输气槽的圆心角依次为6°、5°、2°、2°。

3.根据权利要求1或2所述的一种电推力器气体分配器，其特征在于，权利要求1所述的多个连接臂为12个连接臂，12个连接臂将所述外圈狭缝和所述内圈狭缝同时分割为多段，在所述分配器上底的0°-90°的范围内，顺时针方向，每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝的位置依次为3.5°-17°，23°-37.5°，42.5°-88.5°；在所述分配器上底的90°-180°的范围内，每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝与0°-90°的范围内的每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝关于90°-270°连线轴对称；在所述分配器上底的180°-360°的范围内，每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝与0°-180°的范围内的每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝关于0°-180°连线轴对称。

4.根据权利要求1或2所述的一种电推力器气体分配器，其特征在于，所述每个定位榫的圆心角为10°。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种电推力器气体分配器，其特征在于，所述分配器下底和所述分配器上底的外径均为42mm，内径均为26mm，不锈钢材质。

说明书

技术领域

本发明属于电推进技术领域，尤其涉及一种电推力器气体分配器。

背景技术

电推进是目前航天器上成熟且广泛使用的技术。据预测，2020年将有近一半新卫星将采用电推力器来完成推进。随着微小卫星的逐渐发展，电推力器也朝着低功率化的方向发展，低功率电推力器在微小卫星的编队飞行、位置保持等方面有着独特的优势。但电推力器的低功率化也给气体分配器的设计带来了难题。由于进气管路分布不均匀，传统的多孔出气式电推力器气体分配器会造成放电通道内推进剂气体周向和径向分布不均匀，在进气管路出口附近推进剂气体密度远远高于其他区域，由此使得放电通道中性粒子环境不均匀，造成等离子体放电不均匀，电子向阳极的流动加剧，造成了电推力器效率的下降。

发明内容

为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出一种狭缝出气的电推力器气体分配器，具有周向和径向输气槽以及双狭缝出气通道。

为实现上述技术目的，本发明的具体技术方案如下：一种电推力器气体分配器，其特征在于，包括第一焊接螺钉、第二焊接螺钉、第一进气管、第二进气管、第一进气管固定座、第二进气管固定座、分配器下底、分配器上底，其中，

所述分配器下底和所述分配器上底均为圆盘形；

所述分配器下底设置有周向输气槽、两对定位榫插槽、第一进气孔、第二进气孔、第一沉孔、第二沉孔、径向输气槽；

所述分配器上底设置有外圈狭缝、内圈狭缝、将外圈狭缝和内圈狭缝分为非均匀的多段的多个连接臂、与所述两对定位榫插槽对应的两对定位榫、1.4mm阻流板、1.3mm阻流板、1.2mm阻流板、1mm阻流板；

所述第一进气孔和所述第二进气孔关于所述分配器下底的圆心中心对称，所述第一沉孔和所述第二沉孔关于所述分配器下底的圆心中心对称，所述第一进气孔和所述第二进气孔的连线与所述第一沉孔和所述第二沉孔的连线垂直；

所述第一焊接螺钉插入所述第一沉孔并焊接固定，所述第二焊接螺钉插入所述第二沉孔并焊接固定；

所述第一进气管穿过所述第一进气管固定座并焊接密封，所述第一进气管固定座焊接固定在所述分配器下底并与所述第一进气孔同心对齐；所述第二进气管穿过所述第二进气管固定座并焊接密封，所述第二进气管固定座焊接固定在所述分配器下底并与所述第二进气孔同心对齐；

所述两对定位榫插槽分别设置于所述分配器上底内圆周和外圆周上且两对定位榫插槽均关于所述分配器上底的圆心中心对称，所述两对定位榫分别插入对应的定位榫插槽，所述分配器下底与所述分配器上底的内外圆周接缝处通过焊接固定密封，所述分配器下底上有内圈环形凹槽、中间环形凹槽、外圈环形凹槽，所述中间环形凹槽即所述周向输气槽，沿所述周向输气槽的槽壁设置的所述多个径向输气槽与所述周向输气槽相通；

所述分配器上底设置两圈所述1.4mm阻流板、所述1.3mm阻流板、所述1.2mm阻流板和所述1mm阻流板，所述1.4mm阻流板、所述1.3mm阻流板、所述1.2mm阻流板和所述1mm阻流板的高度分别为1.4mm、1.3mm、1.2mm和1mm，可插入所述分配器下底的对应位置的内圈环形凹槽和外圈环形凹槽，使得所述分配器上底与所述分配器下底之间形成狭小的喉道；

所述分配器上底的外端面开有外圈狭缝和内圈狭缝，所述外圈狭缝和所述内圈狭缝与所述分配器上底同心，且被多个连接臂分割为多道狭缝；

设定所述第一进气孔与所述分配器下底圆心的连线为0°基准，所述第二焊接螺钉与所述分配器下底圆心的连线为90°，所述第二进气孔与所述分配器下底圆心的连线为180°，所述第一焊接螺钉与所述分配器下底圆心的连线对应位置为270°；

在所述分配器上底的0°两侧33.25°范围内分布所述1.4mm阻流板，33.25°-59.75°范围内分布所述1.3mm阻流板，59.75°-80.75°范围内分布所述1.2mm阻流板，80.75°-90°范围内分布所述1mm阻流板；在所述分配器上底的所有阻流板的分布关于90°-270°连线轴对称。

进一步地，在所述分配器下底的0°-90°、180°-270°的范围内，顺时针方向，所述径向输气槽将所述周向输气槽划分为4个扇道，每个扇道的圆心角依次为17.5°、27.5°、20°、10°，对应的所述径向输气槽的圆心角依次为2°、2°、5°、6°；在所述分配器下底的90°-180°、270°-0°的范围内，顺时针方向，所述径向输气槽将所述周向输气槽划分为4个扇道，每个扇道的圆心角依次为10°、20°、27.5°、17.5°，对应的所述径向输气槽的圆心角依次为6°、5°、2°、2°。

进一步地，权利要求1所述的多个连接臂为12个连接臂，12个连接臂将所述外圈狭缝和所述内圈狭缝同时分割为多段，在所述分配器上底的0°-90°的范围内，顺时针方向，每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝的位置依次为3.5°-17°，23°-37.5°，42.5°-88.5°；在所述分配器上底的90°-180°的范围内，每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝与0°-90°的范围内的每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝关于90°-270°连线轴对称；在所述分配器上底的180°-360°的范围内，每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝与0°-180°的范围内的每段所述外圈狭缝和所述内圈狭缝关于0°-180°连线轴对称。

进一步地，所述每个定位榫的圆心角为10°。

进一步地，所述分配器下底和所述分配器上底的外径均为42mm，内径均为26mm，不锈钢材质。

本发明的有益效果在于：

1.周向输气槽和径向输气槽可以对气体进行预先疏导，1.4mm阻流板、1.3mm阻流板、1.2mm阻流板、1mm阻流板可以对进气孔处的高压流动气体进行充分的抑制，越高的阻流板与分配器上底之间形成的喉道面积就越窄，抑制能力就越强，使得推进剂气体会更多地向远离进气端的位置输送，通过周向输气槽、径向输气槽和不同高度的阻流板实现开槽引流与喉道截流相结合，使电推力器放电通道内气体分布更加均匀，且缩短了达到均布所需的距离；

2.通过不同宽度的连接臂形成的不同开口面积的狭缝，对气体流动的抑制作用不同，可以在阻流板的基础上进一步抑制上游、疏导下游，微调气体的空间分配以实现对流量分布的精确控制以获得最佳的周向与径向的气体分配效果，同时强化了整个气体分配器的结构强度与抗振性能；

3.本发明经过精确的计算和设计得出阻流板、径向输气槽、内圈狭缝和外圈狭缝的详细参数和位置，通过采用COMSOL软件自由分子流模块仿真计算证明本发明的一种电推力器气体分配器能够使得进入放电通道内的推进剂气体在经过4mm-5mm的轴向扩散后即可达到径向周向均匀的效果，仅需较短的轴向长度即可达到均布效果，相比现有技术可缩短2-3mm；

4.双管进气，结构简单稳定，不需要额外的气体贮存室或缓冲腔；

5.焊接固定，操作简单，焊接好的气体分配器具有良好的结构强度与抗振性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本发明的一种电推力器气体分配器的装配图；

图2为本发明的一种电推力器气体分配器的剖视图(沿对称轴剖视)；

图3为本发明的一种电推力器气体分配器的分配器下底结构图；

图4为本发明的一种电推力器气体分配器的分配器上底结构图(正面)；

图5为本发明的一种电推力器气体分配器的分配器上底结构图(背面)。

附图标号说明：

1-第一焊接螺钉；1’-第二焊接螺钉；2-第一进气管；2’-第二进气管；3-第一进气管固定座；3’-第二进气管固定座；4-分配器-下底；5-分配器-上底；6-周向输气槽；7-定位榫插槽；7’-定位榫插槽；8-第一进气孔；8’-第二进气孔；9-径向输气槽；10-外圈狭缝；11-内圈狭缝；12-连接臂；13-定位榫；13’-定位榫；14-1.4mm阻流板；15-1.3mm阻流板；16-1.2mm阻流板；17-1mm阻流板。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的一种电推力器气体分配器，其特征在于，包括第一焊接螺钉1、第二焊接螺钉1’、第一进气管2、第二进气管2’、第一进气管固定座3、第二进气管固定座3’、分配器下底4、分配器上底5，其中，分配器下底4和分配器上底5均为圆盘形；分配器下底4设置有周向输气槽6、两对定位榫插槽7和7’、第一进气孔8、第二进气孔8’、第一沉孔(未示出)、第二沉孔(未示出)、径向输气槽9；分配器上底5设置有外圈狭缝10、内圈狭缝11、将外圈狭缝10和内圈狭缝11分为非均匀的多段的多个连接臂12、与两对定位榫插槽7和7’对应的两对定位榫13和13’、1.4mm阻流板14、1.3mm阻流板15、1.2mm阻流板16、1mm阻流板17；

第一进气孔8和第二进气孔8’关于分配器下底4的圆心中心对称，第一沉孔(未示出)和第二沉孔(未示出)关于分配器下底4的圆心中心对称，第一进气孔8和第二进气孔8’的连线与第一沉孔(未示出)和第二沉孔(未示出)的连线垂直；

第一焊接螺钉1插入第一沉孔(未示出)并焊接固定，第二焊接螺钉1’插入第二沉孔(未示出)并焊接固定；

第一进气管2穿过第一进气管固定座3并焊接密封，第一进气管固定座3焊接固定在分配器下底4并与第一进气孔8同心对齐；第二进气管2’穿过第二进气管固定座3’并焊接密封，第二进气管固定座3’焊接固定在分配器下底4并与第二进气孔8’同心对齐；

两对定位榫插槽7和7’分别设置于分配器上底5内圆周和外圆周上且两对定位榫插槽7和7’均关于分配器上底5的圆心中心对称，两对定位榫13和13’分别插入对应的定位榫插槽7和7’，分配器下底4与分配器上底5的内外圆周接缝处通过焊接固定密封，分配器下底4上有内圈环形凹槽、中间环形凹槽、外圈环形凹槽，中间环形凹槽即周向输气槽6，沿周向输气槽6的槽壁设置的多个径向输气槽9与周向输气槽6相通；

分配器上底5设置两圈1.4mm阻流板14、1.3mm阻流板15、1.2mm阻流板16和1mm阻流板17，1.4mm阻流板14、1.3mm阻流板15、1.2mm阻流板16和1mm阻流板17的高度分别为1.4mm、1.3mm、1.2mm和1mm，可插入分配器下底4的对应位置的内圈环形凹槽和外圈环形凹槽，使得分配器上底5与分配器下底4之间形成狭小的喉道；

分配器上底5的外端面开有外圈狭缝10和内圈狭缝11，外圈狭缝10和内圈狭缝11与分配器上底5同心，且被多个连接臂12分割为多道狭缝；

设定第一进气孔8与分配器下底4圆心的连线为0°基准，第二焊接螺钉1’与分配器下底4圆心的连线为90°，第二进气孔8’与分配器下底4圆心的连线为180°，第一焊接螺钉1与分配器下底4圆心的连线对应位置为270°；

在分配器上底5的0°两侧33.25°范围内分布1.4mm阻流板14，33.25°-59.75°范围内分布1.3mm阻流板15，59.75°-80.75°范围内分布1.2mm阻流板16，80.75°-90°范围内分布1mm阻流板17；在分配器上底5的所有阻流板的分布关于90°-270°连线轴对称。通过阻流板在流道下游控制气体流量分配，不同位置的阻流板高度不同，越靠近第一进气孔8和第二进气孔8’，阻流板的高度越高，形成的喉道面积越窄，对气体流动抑制作用越强，阻流板进一步调整了气体空间分配，缩短了气体在分配器下游达到均布所需要的距离。

通过分配器下底4的周向输气槽6和不同位置与宽度的径向输气槽9，可以达到对大流量中性气体流动的抑制，实现放电通道内均匀的推进剂气体分布。

通过分配器上底5的外圈狭缝10和内圈狭缝11控制流量分配，不同位置的连接臂12的宽度不同，形成的狭缝开口面积不同，对气体流动的抑制作用也不同，通过对连接臂12的位置及宽度的精确计算与设计可以在阻流板的基础上进一步抑制上游、疏导下游，微调气体的空间分配以实现对流量分布的精确控制以获得最佳的周向与径向的气体分配效果，连接臂12同时强化了整个气体分配器的结构强度与抗振性能。

在一些实施方式中，在分配器下底4的0°-90°、180°-270°的范围内，顺时针方向，径向输气槽9将周向输气槽6划分为4个扇道，每个扇道的圆心角依次为17.5°、27.5°、20°、10°，对应的径向输气槽9的圆心角依次为2°、2°、5°、6°；在分配器下底4的90°-180°、270°-0°的范围内，顺时针方向，径向输气槽9将周向输气槽6划分为4个扇道，每个扇道的圆心角依次为10°、20°、27.5°、17.5°，对应的径向输气槽9的圆心角依次为6°、5°、2°、2°。推进剂气体通过第一进气孔8进入环形周向输气槽6，沿着周向扩散，在周向不同的位置有不同宽度的径向输气槽9，使周向输气槽6中的推进剂气体向径向扩散，进入内外侧的喉道，并最终通过外圈狭缝10和内圈狭缝11排出。

在一些实施方式中，多个连接臂12为12个连接臂，12个连接臂将外圈狭缝10和内圈狭缝11同时分割为多段，在分配器上底5的0°-90°的范围内，顺时针方向，每段外圈狭缝10和内圈狭缝11的位置依次为3.5°-17°，23°-37.5°，42.5°-88.5°；在分配器上底5的90°-180°的范围内，每段外圈狭缝10和内圈狭缝11与0°-90°的范围内的每段外圈狭缝10和内圈狭缝11关于90°-270°连线轴对称；在分配器上底5的180°-360°的范围内，每段外圈狭缝10和内圈狭缝11与0°-180°的范围内的每段外圈狭缝10和内圈狭缝11关于0°-180°连线轴对称。

在一些实施方式中，两对定位榫13和13’的每个定位榫的圆心角为10°。

在一些实施方式中，分配器下底4和分配器上底5的外径均为42mm，内径均为26mm，不锈钢材质。

在气体分配器与放电通道装配的过程中，将第一焊接螺钉1穿过放电通道并与外部螺母旋紧，将气体分配器和放电通道固定在一起，即可完成装配，此时只需要将电推力器其他零部件装配完毕即可得到完整的电推力器。

采用COMSOL软件自由分子流模块仿真计算对分配器性能进行评估，计算结果显示，在使用本发明的一种电推力器气体分配器后，进入放电通道内的推进剂气体在经过4mm-5mm的轴向扩散后即可达到径向周向均匀的效果，仅需较短的轴向长度即可达到均布效果，相比现有技术可缩短2-3mm。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种电推力器气体分配器专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。