CN214944761U - 一种高精度微牛级推力器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度微牛级推力器，包括一体化壳体，一体化壳体的出口端为密封阀座结构，其中间部位设有拉法尔喷管结构，一体化壳体的进口端为开口结构，一体化壳体的中间为空腔，在一体化壳体的空腔内设有压电陶瓷堆栈，压电陶瓷堆栈上设有平板弹簧阀杆，介质入口辅助件与一体化壳体连接并压紧平板弹簧阀杆，介质入口组件与介质入口辅助件压接。本实用新型的有益效果在于：1)实现真空推力器0～100μN连续真空推力输出并可控；2)实现真空推力器0.5μN精度控制。
Description
技术领域
本实用新型属于航空航天类推力器，具体涉及一种高精度微牛级推力器。
背景技术
航空航天器在空间运行最终端推力输出部分为推力器，为达到不同目标，各种推力范围推力器被用于姿态控制，深空探测，长时飞行等功能。
为配合完成深空探测目标任务的实现，航天用推力器向高精度，小推力方向发展。
目前现有的技术难以满足高精度，小推力等实际需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高精度微牛级推力器，它具有“高精度”、“微牛级推力”、“可控制”等特点，同时能够有效地满足介质氮气在真空条件下0～100μN，精度控制0.5μN连续变化推力输出。
本实用新型的技术方案如下：一种高精度微牛级推力器，包括一体化壳体，一体化壳体的出口端为密封阀座结构，其中间部位设有拉法尔喷管结构，一体化壳体的进口端为开口结构，一体化壳体的中间为空腔，在一体化壳体的空腔内设有压电陶瓷堆栈，压电陶瓷堆栈上设有平板弹簧阀杆，介质入口辅助件与一体化壳体连接并压紧平板弹簧阀杆，介质入口组件与介质入口辅助件压接。
所述的介质入口组件的中间开有通孔。
所述的介质入口辅助件中间具有一阶梯状的空腔。
所述的介质入口组件与介质入口辅助件过盈压接。
所述的平板弹簧阀杆中间具有一杆状结构，杆状结构的头部为圆锥形，平板弹簧阀杆一端具有圆形板状结构，圆形板状结构内还具有一个环状的凸缘，平板弹簧阀杆的杆状结构的头部对一体化壳体的拉法尔喷管接触并实现密封。
所述的压电陶瓷堆栈通过压电陶瓷负极电缆与负极焊接件进行负极焊接，负极焊接件通过负极引出电缆将压电陶瓷负极从推力器引出，负极导线密封件与负极焊接件使用过盈密封压接，负极导线密封件与负极密封件使用过盈密封压接。
所述的压电陶瓷堆栈通过压电陶瓷正极电缆与正极焊接件进行正极焊接，正极焊接件通过正极引出电缆将压电陶瓷正极从推力器引出，正极导线密封件与正极焊接件使用过盈密封压接，正极导线密封件与正极密封件使用过盈密封压接。
所述的负极密封件与一体化壳体通过焊接连接。
所述的正极密封件与一体化壳体通过焊接连接。
所述的平板弹簧阀杆的圆形板状结构上开有通气孔。
本实用新型的有益效果在于：1)实现真空推力器0～100μN连续真空推力输出并可控；2)实现真空推力器0.5μN精度控制。
附图说明
图1为本实用新型所提供的一种高精度微牛级推力器外形图；
图2为本实用新型所提供的一种高精度微牛级推力器内部结构图；
图3为平板弹簧阀杆的侧视图。
图中，1介质入口组件，2介质入口辅助件，3一体化壳体，4平板弹簧阀杆，51负极密封件，52正极密封件，61负极导线密封件，62正极导线密封件，71负极焊接件，72正极焊接件，81压电陶瓷负极电缆，82压电陶瓷正极电缆，91负极引出电缆，92正极引出电缆，10压电陶瓷堆栈，15通气孔。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本实用新型所提供的一种高精度微牛级推力器采用压电陶瓷堆栈驱动，微小孔出流方式实现微牛级，高精度真空推力器目标。
如图2所示，一种高精度微牛级推力器包括作为阀门主结构部分的一体化壳体3，一体化壳体3的出口端(如图2所示的左端)为密封阀座结构，其中间部位设置有拉法尔喷管状的通孔，一体化壳体3上直接开有拉法尔喷管状的通孔可以有效的减少部件的数量，提高装置的可靠性和安全性，一体化壳体3的进口端(如图2所示的右端)为开口结构，一体化壳体3的中间为具有空腔的筒状结构，一体化壳体3的侧壁面上开有一个贯穿其内部空腔的通孔，压电陶瓷堆栈10设置在一体化壳体3的空腔内，所述的压电陶瓷堆栈10为一环状结构，平板弹簧阀杆4压紧设置在压电陶瓷堆栈10上，平板弹簧阀杆4中间具有一杆状结构，杆状结构的头部为圆锥形，平板弹簧阀杆4一端具有圆形板状结构，圆形板状结构内还具有一个环状的凸缘，所述的凸缘将压电陶瓷堆栈10的一端包在其内，平板弹簧阀杆4的杆状结构的头部对一体化壳体3的拉法尔喷管接触并实现密封，如图3所示，平板弹簧阀杆4的圆形板状结构上开有通气孔15，所述的通气孔包括四组，四组通气孔相互之间均匀分布在平板弹簧阀杆2的圆形板状结构上，每组通气孔15均包括三个孔，三个孔从内到外依次增大，平板弹簧阀杆2采用可压缩的材质制成，所述的通气孔能够有效的将进气导出到出口端，同时通气孔15可以更好的实现平板弹簧阀杆4的圆形板状结构的压缩变形量，使平板弹簧阀杆4的圆形板状结构的变形量足够大，从而满足对介质气体流量控制的要求，介质入口辅助件2与一体化壳体3通过焊接的方式连接在一起，通过焊接的连接方式可以保证两者之间不会出现相对位移更加稳固安全，同时介质入口辅助件2压紧平板弹簧阀杆4，介质入口辅助件2中间具有一阶梯状的空腔，介质入口组件1与介质入口辅助件2过盈压接，介质入口组件1的中间开有通孔，介质气体通过该通孔流入到推力器中。
如图2所示，压电陶瓷堆栈10通过压电陶瓷负极电缆81与负极焊接件71进行负极焊接，负极焊接件71通过负极引出电缆91将压电陶瓷负极从推力器引出，负极导线密封件61与负极焊接件71使用过盈密封压接，负极导线密封件61与负极密封件51使用过盈密封压接。
压电陶瓷堆栈10通过压电陶瓷正极电缆82与正极焊接件72进行正极焊接，正极焊接件72通过正极引出电缆92将压电陶瓷正极从推力器引出，正极导线密封件62与正极焊接件72使用过盈密封压接，正极导线密封件62与正极密封件52使用过盈密封压接。
负极密封件51及正极密封件52分别两侧与一体化壳体3通过焊接连接。
本实用新型的工作过程如下：
按照如图2所示的介质气体流动方向，介质气体从介质入口组件1进入介质入口辅助件2内的腔体，穿过平板弹簧阀杆4的通气孔，通过压电陶瓷堆栈10内的流道，进入平板弹簧阀杆4与一体化壳体3密封前端，推力器需要工作时，对压电陶瓷供电，压电陶瓷轴向伸缩变形，从而对动平板弹簧阀杆4的圆形板状结构进行压缩或者复原，当平板弹簧阀杆4的圆形板状结构压缩时，平板弹簧阀杆4的杆状部分脱离密封面实现流道开启，介质气体通过流道流入一体化壳体3上的拉法尔喷管结构，喷出推力器外形成推力。
压电陶瓷堆栈10可调变形量为0～20μ，拉法尔喉道尺寸0.2～0.5mm实现推力器0～100μN输出；
压电陶瓷堆栈调节精度＜1μ，实现推力精度0.5μN输出；
利用不同供电电压实现不同压电陶瓷变形量从而实现不同阀门开度，进而实现不同推力输出。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高精度微牛级推力器，其特征在于：包括一体化壳体，一体化壳体的出口端为密封阀座结构，其中间部位设有拉法尔喷管结构，一体化壳体的进口端为开口结构，一体化壳体的中间为空腔，在一体化壳体的空腔内设有压电陶瓷堆栈，压电陶瓷堆栈上设有平板弹簧阀杆，介质入口辅助件与一体化壳体连接并压紧平板弹簧阀杆，介质入口组件与介质入口辅助件压接。
2.如权利要求1所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的介质入口组件的中间开有通孔。
3.如权利要求1所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的介质入口辅助件中间具有一阶梯状的空腔。
4.如权利要求1所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的介质入口组件与介质入口辅助件过盈压接。
5.如权利要求1所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的平板弹簧阀杆中间具有一杆状结构，杆状结构的头部为圆锥形，平板弹簧阀杆一端具有圆形板状结构，圆形板状结构内还具有一个环状的凸缘，平板弹簧阀杆的杆状结构的头部对一体化壳体的拉法尔喷管接触并实现密封。
6.如权利要求1所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的压电陶瓷堆栈通过压电陶瓷负极电缆与负极焊接件进行负极焊接，负极焊接件通过负极引出电缆将压电陶瓷负极从推力器引出，负极导线密封件与负极焊接件使用过盈密封压接，负极导线密封件与负极密封件使用过盈密封压接。
7.如权利要求1所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的压电陶瓷堆栈通过压电陶瓷正极电缆与正极焊接件进行正极焊接，正极焊接件通过正极引出电缆将压电陶瓷正极从推力器引出，正极导线密封件与正极焊接件使用过盈密封压接，正极导线密封件与正极密封件使用过盈密封压接。
8.如权利要求6所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的负极密封件与一体化壳体通过焊接连接。
9.如权利要求7所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的正极密封件与一体化壳体通过焊接连接。
10.如权利要求5所述的一种高精度微牛级推力器，其特征在于：所述的平板弹簧阀杆的圆形板状结构上开有通气孔。
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