CN114348301B - 利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，涉及空间推进技术领域，该方法包括：贮箱本体、分子筛、贮箱盖、隔热屏、隔垫、固定架和辐射加热板；所述贮箱本体上设置有第一出口管路和第二出口管路，所述分子筛置于第一出口管路中，所述分子筛和第一出口管路间进行密封；所述贮箱盖设置在贮箱本体上，且贮箱盖上设置有接线柱；所述隔热屏和辐射加热板通过隔垫隔开，共同固定于固定架上；所述固定架连接于贮箱盖上。本发明能够解决现有技术中贮箱笨重、加热效率低和启动时间长的问题。

Description

利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域，具体地，涉及电推进的工质贮供单元—利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，尤其涉及一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱。

背景技术

在空间电推进领域，一般采用的工质为氙气，但因为氙气价格昂贵，同时存在高压贮存等问题，碘工质成为了一个重要的研究方向。固体碘价格相对便宜，并且存储密度高，碘工质推力器的性能基本与氙气接近，甚至在某些方面要优于氙气。

但碘贮箱在装入固体碘后，贮箱中必然存在一个大气压的压力，目前解决的方案是在抽真空达到目标真空度后，打开管路上的放气电磁阀，实现快速放气。但是，该方案在会导致碘贮箱承受最高0.1MPa的内压，碘贮箱必须设计成耐压结构，造成碘贮箱笨重、加热效率低、启动时间长，制约碘贮箱在轨工作。

公开号为CN207876471U的实用新型，公开了一种新型工业粗碘储存装置，包括储存箱，进料管，可调节挡盖装置，刻度尺，支撑架，温度调节装置，排料斗装置，一级锁紧螺栓，移动轮，固定轴，一级套杆，一级套筒和启动开关，所述的进料管注塑在储存箱的上部中间位置；所述的可调节挡盖装置安装在储存箱的左上部；所述的刻度尺螺栓连接在储存箱的正表面左侧；所述的支撑架焊接在储存箱的左侧中间位置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱。

根据本发明提供的一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，所述方案如下：

一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，包括：贮箱本体、分子筛、贮箱盖、隔热屏、隔垫、固定架和辐射加热板；

所述贮箱本体上设置有第一出口管路和第二出口管路，所述分子筛置于第一出口管路中，所述分子筛和第一出口管路间进行密封；

所述贮箱盖设置在贮箱本体上，且贮箱盖上设置有接线柱；

所述隔热屏和辐射加热板通过隔垫隔开，共同固定于固定架上；所述固定架连接于贮箱盖上。

优选地，所述第一出口管路通向下游管路，第二出口管路通向外部环境，所述分子筛和第一出口管路间用密封圈或密封胶密封。

优选地，所述贮箱本体、贮箱盖、隔热屏和固定架的材料采用与碘相容的金属。

优选地，所述分子筛为耐高温多孔陶瓷基体的分子筛。

优选地，所述贮箱本体和贮箱盖为薄壁双层抽真空结构。

优选地，抽真空时，升华产生的碘蒸气和内部空气一同流出管道，分子筛将分子动力学直径大与筛孔的碘蒸气留在贮箱本体，最终贮箱本体内空气排净，内外气压保持平衡；真空舱破真空时，空气通过分子筛自动进入贮箱本体，同样贮箱本体内外气压保持平衡。

优选地，在电推进系统工作过程中，贮箱本体内辐射加热板将固体碘工质加热变为碘蒸气，为电推力器的运行提供推进剂。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明在抽真空、破真空时，利用可分离碘蒸气和空气的分子筛，使得贮箱内外气压均始终保持平衡，为轻质的贮箱设计奠定了基础；

2、本发明通过内部辐射加热板将固体碘工质变为碘蒸气，为电推力器工作提供推进剂，提高了贮箱加热效率；

3、本发明薄壁双层结构的设计既实现了轻质化，又起到良好的保温效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构剖视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明碘贮箱外观图。

贮箱本体 1 分子筛 2

第一出口管路 3 贮箱盖 4

接线柱 5 隔热屏 6

固定架 7 隔垫 8

辐射加热板 9 第二出口管路 10

固定件 11 固体碘工质 12

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明实施例提供了一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，参照图1、图2和图3所示，包括：贮箱本体1、分子筛2、贮箱盖4、隔热屏6、隔垫8、固定架7和辐射加热板9；贮箱本体1上设置有第一出口管路3和第二出口管路10，第一出口管路3通向下游管路，第二出口管路10通向外部环境。其中，分子筛2置于第一出口管路3中，分子筛2和第一出口管路3间用密封圈或密封胶密封，本实施例中分子筛2为中空圆柱状分子筛。

贮箱盖4设置在贮箱本体1上，且贮箱盖4上设置有接线柱5；隔热屏6和辐射加热板9通过隔垫8隔开，共同固定于固定架7上；固定架7连接于贮箱盖4上。

贮箱本体1、贮箱盖4、隔热屏6和固定架7的材料采用与碘相容性较好的金属。分子筛2为耐高温多孔陶瓷基体的分子筛。贮箱本体1和贮箱盖4为薄壁双层抽真空结构。碘贮箱上还设置有固定件11，用于固定辐射加热板9，该固定方式可以将固定件11焊接在固定架7上，固定件11也可以是一个螺母拧在固定架7上。

具体地，在抽真空时，小部分升华产生的碘蒸气和内部空气一同流出管道，分子筛2将分子动力学直径大与筛孔的碘蒸气留在贮箱本体1，最终贮箱本体1内空气排净，内外气压保持平衡；真空舱破真空时，空气通过分子筛2自动进入贮箱本体1，同样贮箱本体1内外气压保持平衡。

在电推进系统工作过程中，贮箱本体1内辐射加热板9将固体碘工质12加热变为碘蒸气，为电推力器的运行提供推进剂。

实施例2：

本发明提供一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，在实施例1的基础之上，采用片状分子筛2代替中空圆柱状分子筛2，可安装在贮箱盖4上，无需第一出口管路3。

本发明实施例提供了一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，在抽真空、破真空时，利用可分离碘蒸气和空气的分子筛，使得贮箱内外气压均始终保持平衡，为轻质的贮箱设计奠定了基础；通过内部辐射加热板将固体碘工质变为碘蒸气，为电推力器工作提供推进剂，提高了贮箱加热效率；薄壁双层结构的设计既实现了轻质化，又起到良好的保温效果。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (5)

1.一种利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，其特征在于，包括：贮箱本体、分子筛、贮箱盖、隔热屏、隔垫、固定架和辐射加热板；

所述贮箱本体上设置有第一出口管路和第二出口管路，所述分子筛置于第一出口管路中，所述分子筛和第一出口管路间进行密封；

所述贮箱盖设置在贮箱本体上，且贮箱盖上设置有接线柱；

所述隔热屏和辐射加热板通过隔垫隔开，共同固定于固定架上；所述固定架连接于贮箱盖上；

所述贮箱本体和贮箱盖为薄壁双层抽真空结构；

抽真空时，升华产生的碘蒸气和内部空气一同流出管道，分子筛将分子动力学直径大于筛孔的碘蒸气留在贮箱本体，最终贮箱本体内空气排净，内外气压保持平衡；真空舱破真空时，空气通过分子筛自动进入贮箱本体，同样贮箱本体内外气压保持平衡。

2.根据权利要求1所述的利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，其特征在于，所述第一出口管路通向下游管路，第二出口管路通向外部环境，所述分子筛和第一出口管路间用密封圈或密封胶密封。

3.根据权利要求1所述的利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，其特征在于，所述贮箱本体、贮箱盖、隔热屏和固定架的材料采用与碘相容的金属。

4.根据权利要求1所述的利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，其特征在于，所述分子筛为耐高温多孔陶瓷基体的分子筛。

5.根据权利要求1所述的利用分子筛排气的双层轻质碘贮箱，其特征在于，在电推进系统工作过程中，贮箱本体内辐射加热板将固体碘工质加热变为碘蒸气，为电推力器的运行提供推进剂。