【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及霍尔推力器，具体地，涉及一种霍尔推力器气磁一体化结构及其3d打印制作方法。
技术介绍
1、霍尔推力器是一种利用正交电磁场电离和加速原子工质，将电能转换为离子动能的电推力器，具有结构简单、比冲高、效率高、可靠性高等优点，适用于各类航天器的姿态控制、位置保持、深空探测等任务，是目前国际上应用最成熟的电推进装置之一。
2、现有供气结构降低了有效空间利用率。当前的设计中，霍尔推力器供气结构通常采用小孔憋气-周向缓冲的气体分配器部件实现；在结构内部构建多层均化腔室/气路，利用下游出气小孔增大流阻来促进气体周向流动，进而实现气体均化和供给。为了节省零部件数量、简化推力器结构，采用气路、电路一体化设计的阳极/气体分配器结构，在气体分配器上施加阳极高电位，消除了传统的阳极结构。但是，阳极/气体分配器结构因为缓冲腔室存在一定高度，占据了放电通道内一定的轴向尺寸，以及基于气体均化需求下的缓冲腔室数量增加导致的尺寸增大，都会造成放电通道结构有效空间利用率下降的问题。
3、现有结构存在固有的非均匀进气缺陷，并造成供气非均匀性。传统环形阳极/气体分配器只能采用周向单点位进气，这种进气布局造成了固有的进气非均匀性。多级缓冲腔室虽然只能降低、但不能消除气体周向非均匀性。因此，需要新的结构能够实现均匀供气气路。
4、现有供气结构存在自身结构改进困难的问题。现有气体分配器为小孔憋气-周向缓冲结构，为了实现均化需要采用多级缓冲腔结构，或者减小小孔孔径，前者会引起尺寸加大，进一步降低有效空间利用率，后者会提升加工难度
5、现有供气结构限制了霍尔推力器的结构设计优化。霍尔推力器结构紧凑，特备是小功率霍尔推力器，不能给性能提升需求下的阳极/气体分配器结构优化提供足够的空间。同时，大量的小尺寸结构部件的加工、装配存在相互干涉的问题。同时，气体分配器的存在也贡献了推力器的一部分重量，结构优化造成的气体分配器尺寸增加不利于推力器的小型化。
6、综上，传统的气体分配器存在非均匀供气的固有缺陷、有效空间利用率低、结构改进存在制约和限制推力器结构设计优化等问题。为了解决上述问题，需要一种新的霍尔推力器结构，在保持推力器基本功能的基础上，取消传统气体分配器结构，精简供气结构部件，消除供气结构改进受到的制约以及其对推力器总体结构设计优化等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种霍尔推力器气磁一体化结构及其3d打印制作方法。
2、根据本专利技术提供的一种霍尔推力器气磁一体化结构，包括进气管、沉槽盖板、磁极底板以及放电通道；
3、所述磁极底板的下表面开设有磁极底板沉槽，所述沉槽盖板的外缘轮廓与磁极底板沉槽相匹配并密封盖合在所述磁极底板沉槽上并与所述磁极底板沉槽之间形成空腔，所述进气管贯穿所述沉槽盖板的中部并与所述空腔连通；
4、所述放电通道的下底面连接所述磁极底板的上底面，所述磁极底板沉槽的上底边缘开设有多个周向均布的第一出气通孔，所述放电通道的下底开设有多个周向均布的第二出气通孔，所述第一出气通孔与第二出气通孔一一对应且相对应的第一出气通孔与第二出气通孔连通。
5、优选地，所述第一出气通孔与第二出气通孔之间采用过渡面密封结构，所述过渡面密封结构采用如下任一种方式：
6、大小圆连通结构；
7、凹凸连接结构；
8、针孔连接结构；
9、刃板连接结构。
10、优选地，所述第一出气通孔与第二出气通孔之间设置有密封圈。
11、优选地，还包括出气调节结构，所述出气调节结构盖合在所述放电通道内部的底部，所述出气调节结构的底面与所述放电通道的底部平面贴合。
12、优选地，所述出气调节结构为圆环形结构，包括底板以及沿所述底板径向方向依次间隔布置在底板上的多个肋脊条，多个肋脊条分别记为1级肋条、2级肋条、…、n级肋条，其中，1级肋条内侧与所述底板之间形成1级腔室，1级肋条与2级肋条之间形成2级沉槽，…，n-1级肋条与n级肋条之间形成n级沉槽，其中，所述1级肋条上设置有缺口，所述1级腔室正对所述第二出气通孔，所述n级肋条和/或n级沉槽上设置有出气孔。
13、优选地，相邻的两个肋条上的缺口错位布置。
14、优选地，所述出气孔的出气方向为径向出气、轴向出气、旋转出气中的任一种或任多种组合；
15、所述出气孔的数量能够被设定。
16、优选地，所述出气调节结构粘接在所述放电通道上。
17、优选地，所述沉槽盖板粘接或焊接在所述磁极底板上。
18、优选地，所述沉槽盖板的下底面与所述磁极底板的下底面共面。
19、根据本专利技术提供的一种采用3d打印制作所述霍尔推力器气磁一体化结构的方法，将所述进气管、沉槽盖板、磁极底板三个部件加工为一体成型的结构。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
21、1、本专利技术在磁路内构建气路，取消了霍尔推力器传统结构中的气体分配器，将气体分配器占据的空间释放出来，增大了放电通道的有效空间利用率，同时，消除了气体分配器结构对结构设计的空间限制，将气路内置于磁路中，进气管中置、轴对称内腔室设计和周向均布气孔形成的轴对称气路有利于供气的均化，提升供气均匀性和推力器性能，具有广泛的适用性，可以应用到不同功率等级的霍尔推力器中。
22、2、本专利技术取消气体分配器实体结构，在磁路内部构建空腔，可以有效降低推力器的重量，利于霍尔推力器的轻质化设计。
23、3、本专利技术在放电通道腔内底部设置出气调节结构作为防击穿结构，既可以通过延长阳极到磁极底板的气路长度来降低气路击穿，也可以改变工质气体的出气方式和方向，便于放电通道内流场设计。
24、4、本专利技术中的霍尔推力器气磁一体化结构可采用3d打印技术将部分部件打印成一体成型，既能够提升产品的精密度，又能够提高加工效率，同时还为霍尔推力器供气结构的精密性、小型化加工提供了新的思路，有待进一步推广。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，包括进气管(1)、沉槽盖板(2)、磁极底板(3)以及放电通道(4)；
2.根据权利要求1所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述第一出气通孔(32)与第二出气通孔(41)之间采用过渡面密封结构，所述过渡面密封结构采用如下任一种方式：
3.根据权利要求1或2所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述第一出气通孔(32)与第二出气通孔(41)之间设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，还包括出气调节结构(6)，所述出气调节结构(6)盖合在所述放电通道(4)内部的底部，所述出气调节结构(6)的底面与所述放电通道(4)的底部平面贴合。
5.根据权利要求4所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述出气调节结构(6)为圆环形结构，包括底板(61)以及沿所述底板(61)径向方向依次间隔布置在底板(61)上的多个肋脊条，多个肋脊条分别记为1级肋条(612)、2级肋条(622)、…、n级肋条(6n2)，其中，1级肋条(612)内侧与所述底板(61)
6.根据权利要求5所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，相邻的两个肋条上的缺口(613)错位布置。
7.根据权利要求5所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述出气孔(601)的出气方向为径向出气、轴向出气、旋转出气中的任一种或任多种组合；
8.根据权利要求4所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述出气调节结构(6)粘接在所述放电通道(4)上。
9.根据权利要求1所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述沉槽盖板(2)粘接或焊接在所述磁极底板(3)上；
10.一种采用3D打印制作权利要求1至9中任一项所述霍尔推力器气磁一体化结构的方法，其特征在于，将所述进气管(1)、沉槽盖板(2)、磁极底板(3)三个部件加工为一体成型的结构。
...【技术特征摘要】
1.一种霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，包括进气管(1)、沉槽盖板(2)、磁极底板(3)以及放电通道(4)；
2.根据权利要求1所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述第一出气通孔(32)与第二出气通孔(41)之间采用过渡面密封结构，所述过渡面密封结构采用如下任一种方式：
3.根据权利要求1或2所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述第一出气通孔(32)与第二出气通孔(41)之间设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，还包括出气调节结构(6)，所述出气调节结构(6)盖合在所述放电通道(4)内部的底部，所述出气调节结构(6)的底面与所述放电通道(4)的底部平面贴合。
5.根据权利要求4所述的霍尔推力器气磁一体化结构，其特征在于，所述出气调节结构(6)为圆环形结构，包括底板(61)以及沿所述底板(61)径向方向依次间隔布置在底板(61)上的多个肋脊条，多个肋脊条分别记为1级肋条(612)、2级肋条(622)、…、n级肋条(6n2)，其中，1级肋条(612)内侧与所述底板(61)之间形成1级腔室(611)，1级肋条(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁明浩，王正，张岩，梁伟，李林，徐亚男，李诗凝，
申请(专利权)人：上海空间推进研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。