用于航天电推进系统的碘罐、碘工质及加热方法技术方案

本发明专利技术提供用于航天电推进系统的碘罐、碘工质及加热方法。其中，碘罐包括：外壳、顶板、底盖、弹性元件和加热元件；其中，所述外壳为圆筒状；所述外壳、所述顶板与所述底盖形成空腔，所述空腔用于放置所述弹性元件、所述加热元件和碘工质；所述弹性元件一端连接所述顶板，另一端抵住碘工质；所述加热元件设置于所述底盖；所述弹性元件将碘工质向所述加热元件方向挤压，以使碘工质接触所述加热元件；所述加热元件用于加热碘工质使其气化，气化碘工质经所述空腔出口排出至外界。该碘罐提升了碘工质的蒸发速度，提升了加热效率。提升了加热效率。提升了加热效率。

【技术实现步骤摘要】
用于航天电推进系统的碘罐、碘工质及加热方法


[0001]本专利技术涉及航天电推进领域，具体涉及用于航天电推进系统的碘罐、碘工质及加热方法。

技术介绍

[0002]在航天电推进(如卫星电推进系统)领域中，通常使用疝气作为推进工质。但是，高纯度疝气获取难度大，且成本高昂。此外，疝气需要以超临界状态高压储存，对储存容器的要求高，储存容器所占的体积也较大。
[0003]随着航天新技术的发展，电推进的工质也逐渐多样化。其中，碘工质作为固态推进剂，具有成本低、储存密度高、无压容器储存和易控制等优势，是当前小卫星电推进系统推进工质的优质选择。
[0004]在实际应用中，碘工质直接存储在碘罐中，然后通过外部加热或辐射加热产生碘蒸汽，并输送至下游推进器。碘工质被加热时往往存在受热不均匀、热量传递慢的问题，导致系统流量控制时压力响应滞后。与此同时，碘罐中的碘工质往往会出现未被充分加热气化的现象，从而导致碘浪费，并给碘工质系统点火带来困难。此外，在部分辐射式碘贮供方式中，机械腔占用空间大，碘工质装载率低。
[0005]为实现对碘工质的充分加热及均匀气化，设计一种用于航天电推进系统的接触式碘罐显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于航天电推进系统的接触式碘罐。
[0007]本专利技术提供一种用于航天电推进系统的接触式碘罐，包括：外壳、顶板、底盖、弹性元件和加热元件；其中，所述外壳为圆筒状；所述外壳、所述顶板与所述底盖形成空腔，所述空腔用于放置所述弹性元件、所述加热元件和碘工质；所述弹性元件一端连接所述顶板，另一端抵住碘工质；所述加热元件设置于所述底盖；所述弹性元件将碘工质向所述加热元件方向挤压，以使碘工质接触所述加热元件；所述加热元件用于加热碘工质使其气化，气化碘工质经空腔出口排出至外界。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，还包括压板组件；所述压板组件包括压板；所述压板设置于所述弹性元件和所述碘工质之间，并将所述空腔分割为稳压腔和加热腔；所述空腔出口设置于所述稳压腔；碘工质在所述加热腔中被加热气化；所述压板设置有多个扩散孔，以将气化碘工质从所述加热腔扩散至所述稳压腔。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述顶板设置有下端开口的内筒；所述内筒用于放置所述弹性元件，以对其进行径向方向的限位。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述压板组件还包括上端开口的套筒；所述套筒设置于所述压板上，并套设于所述内筒；所述套筒两侧沿其轴向方向设置有第一滑槽和第二滑
槽；第一限位销、第二限位销分别穿过所述第一滑槽和所述第二滑槽与所述内筒下端固定；所述弹性元件通过挤压所述套筒底部，使所述套筒相对所述内筒在其轴向方向滑动，以通过所述压板挤压碘工质。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述压板下端面设置有至少一个定位销凸台，以对碘工质进行径向方向的限位。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述加热元件的加热线贯穿所述底盖至外侧；所述底盖沿所述加热线周向设置有第一密封垫，以对所述加热线与气化碘工质进行隔离。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述外壳外侧沿其周向设置有第一凸起；所述底盖与所述第一凸起通过多组螺栓螺母可拆卸连接。
[0014]另一方面，本专利技术还提供了一种碘工质，放置于上述的碘罐中进行加热，其设置有与多个所述扩散孔相对应的蜂窝孔，以将气化碘工质扩散至所述稳压腔。
[0015]另一方面，本专利技术还提供了一种加热方法，使用上述的碘罐加热碘工质，包括：组装碘罐；将碘工质安装于外壳与底盖形成的加热腔中，以及通过所述碘罐中的所述加热元件对碘工质进行加热使其气化；其中所述组装碘罐具体为：安装外壳和顶板，将外壳和顶板倒立放置，所述顶板设置有下端开口的内筒；将弹性元件放入内筒中；将套筒与压板组合，形成压板组件；将所述套筒套设于所述内筒，并使用所述第一限位销和所述第二限位销分别穿过所述套筒的第一滑槽和第二滑槽与所述内筒固定连接，所述压板与所述顶盖和所述外壳之间形成稳压腔，且稳压腔对应的外壳设有空腔出口；所述压板组件压在所述弹性元件上，使所述压板能够在弹性作用下沿其轴向方向运动；所述将碘工质安装于外壳与底盖形成的加热腔中包括：将碘工质安装于所述压板远离所述顶盖的一侧且与所述压板接触设置；安装所述加热元件，使其接触碘工质远离压板的另一端；将所述底盖与外壳固定，所述底盖、外壳与所述压板构成加热腔；所述通过所述碘罐中的所述加热元件对碘工质进行加热使其气化包括：翻转碘罐；以及通过所述加热元件对碘工质进行加热使其气化，气化后的碘工质从加热腔进入稳压腔，并经空腔出口排出。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述加热元件对碘工质进行加热使其气化还包括：气化碘工质经压板上设置的多个扩散孔上升至所述稳压腔中；所述压板组件在所述弹性元件的弹力作用下推动碘工质继续向所述加热元件的方向移动，使所述加热元件持续对碘工质加热。
[0017]根据本专利技术的接触式碘罐，通过将加热元件(例如加热片)内置的接触式加热方式对碘工质进行加热，不仅提升了碘工质的蒸发速度，而且使碘罐节约了功耗，提升了加热效率，解决了碘工质在加热过程中受热不均及上游压力响应慢的问题。
[0018]应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本专利技术所欲主张的范围。
附图说明
[0019]下面的附图是本专利技术的说明书的一部分，其绘示了本专利技术的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明专利技术的原理。
[0020]图1是本专利技术一个实施例的接触式碘罐的立体图；
[0021]图2是图1A
‑
A方向的剖面图；
[0022]图3是本专利技术一个实施例的压板的俯视图；
[0023]图4是图2中B放大图；
[0024]图5是图4的左视图；
[0025]图6是图4的右视图；
[0026]图7是图4的叠套结构伸长状态的示意图；
[0027]图8是图2的叠套结构伸长状态的示意图；
[0028]图9是本专利技术一个实施例的碘工质的立体图；
[0029]图10是本专利技术一个实施例的加热方法的流程图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1‑
外壳，2
‑
压板组件，3
‑
弹性元件，4
‑
碘工质，5
‑
加热元件，6
‑
底盖，7
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第一密封垫，8
‑
第二密封垫，9
‑
压环，10
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截止阀，11
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压力传感器，12
‑
电热偶，13
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顶板，14
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空腔，15
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扩散孔，16
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内筒，17
‑
第一滑槽，18
‑
第二滑槽，19
‑
定位销凸台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于航天电推进系统的碘罐，其特征在于，包括：外壳、顶板、底盖、弹性元件和加热元件；其中，所述外壳为圆筒状；所述外壳、所述顶板与所述底盖形成空腔，所述空腔用于放置所述弹性元件、所述加热元件和碘工质；所述弹性元件一端连接所述顶板，另一端抵住碘工质；所述加热元件设置于所述底盖；所述弹性元件将碘工质向所述加热元件方向挤压，以使碘工质接触所述加热元件；所述加热元件用于加热碘工质使其气化，气化碘工质经空腔出口排出至外界。2.根据权利要求1所述的碘罐，其特征在于，还包括压板组件；所述压板组件包括压板；所述压板设置于所述弹性元件和所述碘工质之间，并将所述空腔分割为稳压腔和加热腔；所述空腔出口设置于所述稳压腔；碘工质在所述加热腔中被加热气化；所述压板设置有多个扩散孔，以将气化碘工质从所述加热腔扩散至所述稳压腔。3.根据权利要求2所述的碘罐，其特征在于，所述顶板设置有下端开口的内筒；所述内筒用于放置所述弹性元件，以对其进行径向方向的限位。4.根据权利要求3所述的碘罐，其特征在于，所述压板组件还包括上端开口的套筒；所述套筒设置于所述压板上，并套设于所述内筒；所述套筒两侧沿其轴向方向设置有第一滑槽和第二滑槽；第一限位销、第二限位销分别穿过所述第一滑槽和所述第二滑槽与所述内筒下端固定；所述弹性元件通过挤压所述套筒底部，使所述套筒相对所述内筒在其轴向方向滑动，以通过所述压板挤压碘工质。5.根据权利要求2所述的碘罐，所述压板下端面设置有至少一个定位销凸台，以对碘工质进行径向方向的限位。6.根据权利要求2所述的碘罐，其特征在于，所述加热元件的加热线贯穿所述底盖至外侧；所述底盖沿所述加热线周向设置有第一密封垫，以对所述加热线与气化碘工质进行隔离。7.根据权利要求4所述的碘罐，其特征在于，所述外壳外侧沿其周向设置有第一凸起；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋超，闫旭，孙德智，
申请(专利权)人：上海蓝箭鸿擎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：