一种用于组装电推进气体阳极分配器的方法与流程

1.本发明涉及电推进系统领域，具体涉及一种用于组装电推进气体阳极分配器的方法。


背景技术：

2.电推进是一种先进的空间推进技术，伴随着电推力器的低功率化，以及推力器放电通道体积的大大减小，气体分配器的设计难度增加。在实际使用时，电推进的阳极需要接通高压电。为实现阳极高电压与电推进总体结构的绝缘，需要增加电推进气体阳极分配器的绝缘性能。
3.鉴于此，亟需设计一种装配简便且具有高可靠性绝缘能力的用于组装电推进气体阳极分配器的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于组装电推进气体阳极分配器的方法。
5.本发明提供一种用于组装电推进气体阳极分配器的方法，所述分配器包括底座、转接板和顶板，所述转接板具有周向分布的多个第一均流孔，所述顶板设有周向分布的多个第二均流孔，该方法包括：
6.步骤s1，将圆环形的所述底座的第一端面和所述转接板的第一对接面通过钎焊焊接，使得所述底座和所述转接板对接且形成气体均流的第一空间；
7.步骤s2，将所述底座的第二端面向外延伸的多个孔柱与对应数量的金属柱进行钎焊焊接，所述底座采用非金属材质；
8.步骤s3，将所述顶板的端面与所述转接板的第二对接面通过激光焊焊接，使得所述顶板与所述转接板对接且形成气体均流的第二空间。
9.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s1之前还包括：提供底座，其中所述底座的第一端面的横截面为第一u型；提供转接板，其中所述转接板的第一对接面的横截面为倒立的第二u型；
10.所述步骤s1还包括：将所述转接板的倒立所述第二u型嵌入到所述底座的所述第一u型进行焊接，以通过所述第一u型和所述第二u型形成所述第一空间，横截面为沿轴向方向的截面。
11.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s1中包括：将所述转接板的第一对接面镀镍再进行钎焊，其中所述底座采用氧化铝陶瓷材质，所述转接板采用瓷封合金材质。
12.根据本发明的一个实施例，所述底座的四个孔柱分布在周向相差90度的四个方位，所述步骤s2包括：将四个金属柱的焊接面镀镍钎焊到四个孔柱中，其中所述金属柱采用瓷封合金材质。
13.根据本发明的一个实施例，所述金属柱包括两个安装柱、一个进气柱和一个配电
柱，在所述步骤s2中包括：将两个安装柱布置在两个相对的孔柱中，一个进气柱和一个配电柱布置在剩下的两个孔柱中，以及同时进行四个金属柱与所述底座之间的钎焊。
14.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s3之前还包括：所述转接板的第二对接面的横截面设置成第三u型，且所述第三u型的内直径与所述第一u型的内直径相同。
15.根据本发明的一个实施例，所述顶板的一端横截面设置成倒立的第四u型，且所述第四u型的内直径与第一u型的外直径相同，在所述步骤s3中包括：将所述转接板的所述第三u型嵌入到所述顶板的倒立的所述第四u型后进行焊接，以通过彼此焊接的所述第三u型和所述第四u型形成所述第二空间。
16.根据本发明的一个实施例，所述安装柱下端设置有外螺纹，该方法还包括：将两个所述安装柱螺接固定在被安装部件上，并使进气柱与被安装部件的进气口对接。
17.根据本发明的一个实施例，在所述步骤s2之后包括：安装导通螺母在所述配电柱的顶端外螺纹处，且所述配电柱贯穿所述转接板用于实现阳极电路的导通。
18.根据本发明的一个实施例，在步骤s3中包括：使所述转接板上的第一均流孔和所述顶板上的第二均流孔周向错开布局，便于实现气体均流。
19.本发明的用于组装电推进气体阳极分配器的方法，通过采用一体化结构的非金属底座与转接板和顶板的组装方法，既能够实现组装电推进气体阳极分配器的便捷，提升了装配效率，而且该方法组装的电推进气体阳极分配器具有高可靠的绝缘性能。
20.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，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
21.下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。
22.图1是本发明一个实施例的用于组装电推进气体阳极分配器的方法示意图；
23.图2是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器的示意图；
24.图3是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器的爆炸图；
25.图4是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器的底座示意图；
26.图5是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器轴向横截面的示意图一；
27.图6是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器轴向横截面的示意图二。
28.附图标记：
29.100-底座，101-孔柱，102-配电柱，103-进气柱，104-安装柱，200-转接板，201-导通螺母，300-顶板。
具体实施方式
30.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明
实施例的理解。
31.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
33.诸如“下面”、“下方”、“在
…
下”、“低”、“上方”、“在
…
上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。
34.对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
35.图1是本发明一个实施例的用于组装电推进气体阳极分配器的方法示意图；图2是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器的示意图；图3是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器的爆炸图；
36.图4是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器的底座示意图；图5是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器轴向横截面的示意图一；图6是本发明一个实施例的电推进气体阳极分配器轴向横截面的示意图二。
37.如图1-图6所示，本发明提供一种用于组装电推进气体阳极分配器的方法，分配器包括底座100、转接板200和顶板300，转接板200具有周向分布的多个第一均流孔，顶板300设有周向分布的多个第二均流孔，该方法在具体实施时，步骤s1具体为，将圆环形的底座100的第一端面和转接板200的第一对接面通过钎焊焊接，使得底座100的第一端面和转接板200的第一对接面相互对接且形成气体均流的第一空间。
38.步骤s2，将底座100的第二端面向外延伸的多个孔柱101与对应数量的金属柱进行钎焊焊接，其中底座100采用非金属材质，金属柱用于将非金属材质转接至金属材质。
39.步骤s3，将顶板300的端面与转接板200的第二对接面通过激光焊焊接，使得顶板300的端面与转接板200的第二对接面相互对接且形成气体均流的第二空间。
40.本发明实施例的方法能够实现电推进气体阳极分配器的一体化结构组装，以及电推进气体阳极分配器的总体结构的绝缘安装，简化了由于采用全金属的电推进气体阳极分配器在装配环节复杂的绝缘结构安装。此外，本实施例能够简化装配结构、提升了组装效率。
41.在一些可选的实施例中，底座100的第一端面向着远离第一端面的方向延伸出若
干孔柱101。例如，若干孔柱与底座一体化设计，采用一体化结构的底座100可以为非金属材质，通过非金属的绝缘材质能够提高绝缘强度，避免采用金属结构的绝缘失效的风险。底座100设有若干孔柱101，用于至少设置配电柱102和进气柱103。其中配电柱102用于阳极电路的导通，进气柱103用于实现与提供气体输出的电推进气管管路的安装。可选的，进气柱103可以设置成中心有2mm的通孔，用于提供流道，有利于气体的传输。
42.其中，分配器设置有圆环形的转接板200，转接板200上设有多个第一均流孔。转接板200的第一对接面与底座100的第一端面对接以形成气体均流的第一空间，从进气柱103中输入的气体进入第一空间后，沿着周向扩散后由第一均流孔流出。此外，分配器设置有圆环形的顶板300，顶板300上设有多个第二均流孔，顶板300的端面与转接板200的第二对接面对接以形成气体均流的第二空间。第一均流孔流出的气体到达第二空间后，沿着周向扩散后由第二均流孔流出。
43.进一步地，转接板200包含均布的十个第一均流孔，顶板300包含均布的二十个第二均流孔，其中第一均流孔和第二均流孔的直径可以设置为1mm。在本实施例中，转接板200在周向方向上的十个第一均流孔和顶板300的二十个第二均流孔交错设置，便于实现气体均流。
44.在本实施例中，转接板200采用合金材质，顶板300采用金属材质，通过该一体化结构的非金属底座100能够实现与转接板200和顶板300的绝缘。若干孔柱101中安装的配电柱102和进气柱103用于将非金属材质转接至金属材质。
45.如图5和图6所示，根据本发明的一个实施例，在步骤s1之前还包括：提供底座100，其中底座100的第一端面的横截面为第一u型；提供转接板200，其中转接板200的第一对接面的横截面为倒立的第二u型；
46.步骤s1还包括：将转接板200的倒立第二u型嵌入到底座100的第一u型进行焊接，以通过第一u型和第二u型形成第一空间，其中横截面为沿轴向方向的截面。
47.根据本发明的一个实施例，在步骤s1中包括：将转接板200的第一对接面镀镍再进行钎焊，其中底座100采用氧化铝陶瓷材质，转接板200采用瓷封合金材质。
48.具体地，在步骤s1之前还需要提供第一端面的横截面为第一u型的底座100，第一对接面的横截面为倒立的第二u型的转接板200。在执行步骤s1时，将将转接板200的倒立第二u型嵌入到底座100的第一u型进行钎焊焊接，以通过第一u型和第二u型形成第一空间。由于底座100为氧化铝陶瓷，转接板200为瓷封合金，在进行转接板200和底座100钎焊之前需要将转接板200的第一对接面镀镍，便于金属材质与非金属材质的钎焊结合。本实施例中采用u型结构的凸台，能够在组装过程中将转接板200和底板正好嵌入定位，一方面便于钎焊的焊接过程，提高结构稳定性，另一方面，可以更好的形成气体均流空间。例如，步骤s1可以选择钎焊的焊接温度为900度。
49.如图3-图6所示，根据本发明的一个实施例，底座100的四个孔柱101分布在周向相差90度的四个方位，步骤s2包括：将四个金属柱的焊接面镀镍钎焊到四个孔柱101中，其中金属柱采用瓷封合金材质。
50.根据本发明的一个实施例，金属柱包括两个安装柱104、一个进气柱103和一个配电柱102，在步骤s2中包括：将两个安装柱104布置在两个相对的孔柱101中，一个进气柱103和一个配电柱102布置在剩下的两个孔柱101中，以及同时进行四个金属柱与底座100之间
的钎焊。
51.根据本发明的一个实施例，安装柱104下端设置有外螺纹，该方法还包括：将两个安装柱104螺接固定在被安装部件上，并使进气柱103与被安装部件的进气口对接。
52.根据本发明的一个实施例，在步骤s2之后包括：安装导通螺母201在配电柱102贯穿转接板后的顶端外螺纹处，且配电柱102贯穿转接板200用于实现阳极电路的导通。
53.具体地，在步骤s2中将四个金属柱的焊接面镀镍钎焊到四个孔柱101中，其中金属柱包括两个安装柱104、一个进气柱103和一个配电柱102，均采用瓷封合金材质。在钎焊过程中，为了保证金属柱与底座100焊接的整体性，需要将四个金属柱与底座100同时进行钎焊。步骤s2的钎焊温度小于步骤s1的钎焊温度，能够保证步骤s2的钎焊不影响步骤s1的钎焊质量。例如，步骤s2的钎焊温度可以设置成700度。
54.作为实施例的一种方式，金属柱中的安装柱、进气柱以及配电柱均设置环形凸起，环形凸起可设置在金属柱沿着轴向方向的中间位置，在金属柱安装在孔柱中时环形凸起能够起到定位作用，便于金属柱更稳定地与孔柱进行钎焊，焊接效果更好。
55.其中，底座100的若干孔柱101包括四个具有一定厚度的孔柱101，可以采用外径为5mm内径为2mm的孔柱101，用于固定金属柱。其中金属柱包括安装柱104、进气柱103及配电柱102，四个孔柱101设置在底座100周向间隔90度的位置，两个安装柱104相对安装。其中，进气柱103、配电柱102和安装柱104用于将非金属材质转接到金属材质，所以将金属柱设置成瓷封合金。
56.可选的，安装柱104的一端设置有外螺纹，外螺纹可以选择m2型，用于电推进气体阳极分配器的结构安装。配电柱102的一端设置有外螺纹，该外螺纹可以选择m2型号。安装柱104下端设置有外螺纹，该方法还包括将两个安装柱104螺接固定在被安装部件即电推进总体结构上，并使进气柱103与被安装部件的进气口对接。
57.在本实施例中，安装导通螺母201在配电柱102的顶端外螺纹处，且配电柱102贯穿转接板200用于实现阳极电路的导通。在转接板200上还需要设置一个直径为3mm的配电孔，导通螺母201安装在配电柱102穿过配电孔的配电柱102顶端，从而配电柱102通过连接阳极线缆，可以导电到转接板200以及导电螺母后，再导电至顶板300上。导通螺母201可以设置成m2型号，通过配电柱102一端的m2的外螺纹与导通螺母201的m2内螺纹匹配，用于配电柱102的拧紧，保证导通螺母201与转接板200的贴合。
58.使用时，转接板200、顶板300、配电柱102、导通螺母201为高电压状态。电推进气体阳极分配器在进行结构安装时，仅底座100的一个侧面与被安装部件接触，能有效实现转接板200、顶板300、导通螺母201的绝缘。底座100的四个孔柱101的伸出，保证了配电柱102与电推进气体阳极分配器的主体结构有效绝缘。
59.如图5-图6所示，根据本发明的一个实施例，在步骤s3之前还包括：转接板200的第二对接面的横截面设置成第三u型，且第三u型的内直径与第一u型的内直径相同。
60.根据本发明的一个实施例，顶板300的一端横截面设置成倒立的第四u型，且第四u型的内直径与第一u型的外直径相同，在步骤s3中包括：将转接板200的第三u型嵌入到顶板300的倒立的第四u型后进行焊接，以通过彼此焊接的第三u型和第四u型形成第二空间。
61.根据本发明的一个实施例，在步骤s3中包括：使转接板200上的第一均流孔和顶板300上的第二均流孔周向错开布局，便于实现气体均流。
62.本实施例中采用u型结构的凸台，能够在组装过程中将转接板200和顶板300正好嵌入定位，便于激光焊的焊接过程。采用该独特的u型结构方式，能够很好地降低电推进气体阳极分配器组装难度，使得不仅转接板200和顶板300之间便于安装，而且转接板200和底座100之间也便于安装，而且该结构安装下的电推进气体阳极分配器能够更好地形成气体均流的空间。
63.示例性地，在步骤s3中需要将顶板300的二十个第二均流孔与转接板200上的十个第一均流孔错位布置，从而实现气体的均流。
64.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。