CN104234957A - 一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳 - Google Patents

Abstract

一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳，涉及一种等离子体推进器的永磁体外壳。本发明是要解决永磁铁存在的相同磁极间斥力大安装不方便以及陶瓷通道的散热的技术问题。一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳包括内套筒、外套筒、内套筒底部螺栓连接板、外套筒底部螺栓连接板和多组永磁铁。本发明利用内、外两重套筒，将永磁铁定位于其中，实现了通道长度可以调节的特点，在保证永磁铁数目和磁场位形可调节的同时，实现永磁铁的轻松安装和定位，同时位于多组永磁铁和陶瓷通道间的内套筒同时具有将陶瓷通道的热量导走的能力。本发明主要应用于航天领域。

Description

一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳

技术领域

本发明涉及一种等离子体推进器的永磁体外壳。

背景技术

由环状永磁体构成的多级会切磁场通道，通过约束等离子体的运动来实现一种新的电推进形式并极大的减弱了推力器放电通道陶瓷壁面的电侵蚀。会切磁场是由极性相反的相邻永磁体形成。由此造成相邻级磁铁间斥力大，使永磁铁的组装困难。磁场每一级的位置分布对通道各个区域的等离子体变化的影响也需要更多的实验探究。推力器在真空中工作时，只能通过辐射散热。而陶瓷通道内温度高，向外散热的过程中会使永磁铁的温度升高，磁性变弱，永磁铁寿命也受到影响。

永磁体材料易碎，需要用金属外壳加以保护，铜、铝、不锈钢等材料不导磁，不会对永磁体组构成的会切磁场通道的磁场位型形成干扰。

发明内容

本发明是要解决永磁铁存在的相同磁极间斥力大安装不方便以及陶瓷通道的散热的技术问题，从而提供了一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳。

本发明的一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳包括内套筒、外套筒、内套筒底部螺栓连接板、外套筒底部螺栓连接板和多组永磁铁；所述的内套筒由紫铜材料加工制造，所述的外套筒采用铝材料制造，所述的内套筒和外套筒都为圆筒形结构，内套筒底部螺栓连接板和外套筒底部螺栓连接板均为中心带有通孔的圆形板，通孔内径相同，在连接板的边缘附近都各加工有六个螺栓连接孔；所述内套筒中心轴与内套筒底部螺栓连接板的圆面垂直，二者中心轴重合；所述外套筒中心轴与外套筒底部螺栓连接板的圆面垂直，二者中心轴重合；所述的多组永磁铁中的每组永磁铁模块为圆环状结构，多组永磁铁沿内套筒和外套筒轴向排列；每组永磁铁模块内壁与内套筒外壁配合，每组永磁铁模块外壁与外套筒内壁配合。

本发明包括以下有益效果：

1、本发明中由内套筒和外套筒构成的通道外壳长度可以随永磁铁组的多少变化。同时能很好的保护两套筒内的多组永磁铁。位于多组永磁铁和陶瓷通道间的内套筒同时具有将陶瓷通道的热量导走的能力。保证了本发明的功能。

2、本发明利用内、外两重套筒，将永磁铁定位于其中，实现了通道长度可以调节的特点，在保证永磁铁数目和磁场位形可调节的同时，实现永磁铁的轻松安装和定位，也未使用其他专用工具进行操作，简化了专配的难度，实现了该发动机的一体化设计。

3、本发明所述外套筒采用铝材料制造，加工方便，结构简单，既减轻了发动机的整体质量，同时保证永磁铁不易受碰撞损坏。内套筒由紫铜材料加工制造，导热性能好，在推力器工作过程中能及时将陶瓷通道外壁向外散出的热量通过套筒和圆环底板导出到外部环境中，降低了所述环形永磁铁在工作过程中的温度，避免其在工作过程中产生热量积累，引起其温度升高、磁性下降，影响推力器的正常工作。同时推力器的阳极工作部分由于处于内套筒的保护之下，因而大大降低了其受到损伤的几率。

4、本发明所述推力器外壳采用模块化设计，结构简单，再此基础上只需更换推力器的阳极工作部分即可实现不同性能的推力器之间的转换。

附图说明

图1为内外套筒之间填满磁铁时的示意图；

图2为永磁铁总长度超过套筒长度时的配合示意图；

图3为内套筒剖视图；

图4为内套筒与永磁铁配合示意图；

图5为外套筒轴测图；

图6为外套筒剖视后视图；

图7为外套筒侧视图；

图8为外套筒与永磁铁配合示意图；

图9为单个永磁铁的形状。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳包括内套筒1、外套筒2、内套筒底部螺栓连接板3、外套筒底部螺栓连接板4和多组永磁铁5；所述的内套筒1由紫铜材料加工制造，所述的外套筒2采用铝材料制造，所述的内套筒1和外套筒2都为圆筒形结构，内套筒底部螺栓连接板3和外套筒底部螺栓连接板4均为中心带有通孔的圆形板，通孔内径相同，在连接板的边缘附近都各加工有六个螺栓连接孔；所述内套筒1中心轴与内套筒底部螺栓连接板3的圆面垂直，二者中心轴重合；所述外套筒2中心轴与外套筒底部螺栓连接板4的圆面垂直，二者中心轴重合；所述的多组永磁铁5中的每组永磁铁模块为圆环状结构，多组永磁铁5沿内套筒1和外套筒2轴向排列；每组永磁铁模块内壁与内套筒1外壁配合，每组永磁铁模块外壁与外套筒2内壁配合。

本实施方式包括以下有益效果：

1、本实施方式中由内套筒1和外套筒2构成的通道外壳长度可以随永磁铁组的多少变化。同时能很好的保护两套筒内的多组永磁铁。位于多组永磁铁5和陶瓷通道间的内套筒1同时具有将陶瓷通道的热量导走的能力。保证了本发明的功能。

2、本实施方式利用内、外两重套筒，将永磁铁定位于其中，实现了通道长度可以调节的特点，在保证永磁铁数目和磁场位形可调节的同时，实现永磁铁的轻松安装和定位，也未使用其他专用工具进行操作，简化了专配的难度，实现了该发动机的一体化设计。

3、本实施方式所述外套筒2采用铝材料制造，加工方便，结构简单，既减轻了发动机的整体质量，同时保证永磁铁不易受碰撞损坏。内套筒1由紫铜材料加工制造，导热性能好，在推力器工作过程中能及时将陶瓷通道外壁向外散出的热量通过套筒和圆环底板导出到外部环境中，降低了所述环形永磁铁在工作过程中的温度，避免其在工作过程中产生热量积累，引起其温度升高、磁性下降，影响推力器的正常工作。同时推力器的阳极工作部分由于处于内套筒的保护之下，因而大大降低了其受到损伤的几率。

4、本实施方式所述推力器外壳采用模块化设计，结构简单，再此基础上只需更换推力器的阳极工作部分即可实现不同性能的推力器之间的转换。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的内套筒1和外套筒2构成的通道长度由多组永磁铁5的长度决定。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的内套筒底部螺栓连接板3和外套筒底部螺栓连接板4通过螺栓连接，利用螺母和垫片固定。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的通过内套筒底部螺栓连接板3和外套筒底部螺栓连接板4之间螺栓的连接长度来调节通道长度。其它与具体实施方式一或三之一相同。

Claims (4)

1.一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳，其特征在于通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳包括内套筒(1)、外套筒(2)、内套筒底部螺栓连接板(3)、外套筒底部螺栓连接板(4)和多组永磁铁(5)；所述的内套筒(1)由紫铜材料加工制造，所述的外套筒(2)采用铝材料制造，所述的内套筒(1)和外套筒(2)都为圆筒形结构，内套筒底部螺栓连接板(3)和外套筒底部螺栓连接板(4)均为中心带有通孔的圆形板，通孔内径相同，在连接板的边缘附近都各加工有六个螺栓连接孔；所述内套筒(1)中心轴与内套筒底部螺栓连接板(3)的圆面垂直，二者中心轴重合；所述外套筒(2)中心轴与外套筒底部螺栓连接板(4)的圆面垂直，二者中心轴重合；所述的多组永磁铁(5)中的每组永磁铁模块为圆环状结构，多组永磁铁(5)沿内套筒(1)和外套筒(2)轴向排列；每组永磁铁模块内壁与内套筒(1)外壁配合，每组永磁铁模块外壁与外套筒(2)内壁配合。

2.根据权利要求1所述的一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳，其特征在于所述的内套筒(1)和外套筒(2)构成的通道长度由多组永磁铁(5)的长度决定。

3.根据权利要求1所述的一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳，其特征在于所述的内套筒底部螺栓连接板(3)和外套筒底部螺栓连接板(4)通过螺栓连接，利用螺母和垫片固定。

4.根据权利要求1所述的一种通道长度可变的多级会切磁场等离子体推力器的永磁体外壳，其特征在于所述的通过内套筒底部螺栓连接板(3)和外套筒底部螺栓连接板(4)之间螺栓的连接长度来调节通道长度。