一种气路密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及航天推力器技术领域，更具体地，涉及一种气路密封结构。


背景技术：

2.霍尔推力器广泛应用于航天器的推进系统，它利用电能将推进剂电离成为等离子体，通过放电过程加速等离子体从而产生推力。霍尔推力器具有推功比高、推力密度大、工作电压低、系统全备份等技术特征，从而使得航天器的推进系统具有可靠性高、在适当电压条件下的最佳比冲和效率、长寿命和性能优异等优点。
3.采用霍尔推力器的推进系统可减少卫星携带的推进剂质量，提高卫星的有效载荷比，降低发射费用，因此在中高轨卫星南北位置保持、东西位置保持、动量轮卸载、轨道转移、深空探测主推进等领域得到了普遍应用。
4.贮供模块是霍尔推力器贮存工质的核心部件，在卫星工作过程中为推力器提供稳定可控的气体工质。气体工质通过气路向放电通道传送，通道内不仅有较高的温度，而且有较高的电压和电流。因此，在放电通道和贮供模块之间需要一个绝缘、耐高温的气路密封结构。
5.在现有技术中，采用螺母和橡胶密封圈的气路密封结构，存在结构复杂、气管轴向无固定、构件易老化的技术问题，降低了霍尔推力器贮供模块的可靠性。
6.鉴于此，本实用新型提供了一种气路密封结构，以缓解现有技术存在的问题。


技术实现要素：

7.本实用新型公开了一种气路密封结构，用以解决现有的技术难题。
8.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
9.一种气路密封结构，包括：两个相对设置的气管、连接部和外壳，所述连接部连接两段气管，所述连接部由玻璃材料烧结而成，所述外壳包裹在连接部的外部，所述气管和所述外壳由合金材料制成。
10.作为一种优选：所述合金材料为4j29可伐合金。
11.作为一种优选：所述玻璃材料为高硼硅玻璃。
12.作为一种优选：两个所述气管间隔设置，并在所述连接部内的连接处形成空隙。
13.作为一种优选：两个所述气管同轴设置。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型提供的气路密封结构，气管之间的连接部通过玻璃烧结而成，缓解了现有气路密封结构中结构复杂、气管轴向无固定、构件易老化的技术问题。
附图说明
16.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
17.图1是现有技术中气路密封结构剖面图示意图；
18.图2是现有技术中气路密封结构示意图。
19.图3是本实用新型实施例一种气路密封结构剖面图示意图；
20.图4是本实用新型实施例一种气路密封结构示意图。
21.图中：1-气管；2-连接部；3-外壳；4-空隙；10-气管；20-连接部；30-橡胶圈；40-螺母。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本文未详细阐述部分属于本领域公知技术方面的内容。应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”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的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
23.图1是现有技术中气路密封结构剖面图示意图；图2是现有技术中气路密封结构示意图。
24.参考图1和图2，气管10通过连接部20进行连接，连接部20采用工程塑料制成，以使气管通道之间达到绝缘的技术效果。螺母40与连接部20的连接处设置有橡胶圈30，以实现密封。
25.为了实现径向和轴向的密封，连接部20的两端被加工成锥形，同时对橡胶圈30实现轴向和径向的挤压变形。气管10属于标准件，轴向无固定结构，因此气管10在轴向易松动，导致霍尔推力器贮供模块的可靠性下降。
26.橡胶圈30工作温度范围-60～+250℃，连接部20的工作温度范围-60～+100℃，在长时间的高温环境中，橡胶材料和工程塑料易老化，从而导致密封结构易失效。
27.图3是本实用新型实施例一种气路密封结构剖面图示意图；图4是本实用新型实施例一种气路密封结构示意图。
28.参考图3和图4，本实用新型实施例提供的一种气路密封结构，包括：气管1、连接部2 和外壳3，连接部2连接两段气管1，连接部2由玻璃材料烧结而成，外壳3包裹在连接部2 的外部，气管1和外壳3由4j29可伐合金材料制成。两个气管同轴设置。
29.需要进行说明的是，玻璃材料的主要成分包含氧化钠、氧化硼、和二氧化硅。气管1和外壳3所采用的4j29可伐合金材料，在20～450℃具有与玻璃材料相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。4j29可伐合金材料与玻璃材料的膨胀系数相近，从而避免了因热胀冷缩造成的密封结构失效。
30.在一个实施例中，玻璃材料为高硼硅玻璃。高硼硅玻璃比普通硅酸盐玻璃的熔点更高，因此有利于提升密封结构的工作温度。采用高硼硅玻璃的烧结工艺，形成密封结构的
步骤包括：采用工装固定外壳3和气管1，填充气孔位置；将玻璃粉浆料填涂在两个气管1的连接处；加热至370℃～390℃，玻璃浆料将软化，变成流动态的玻璃后进行封接；继续加热，流动态的玻璃从表面开始结晶，在440℃～460℃下保温约1小时完成结晶。玻璃晶化后形成连接部2，玻璃一旦晶化，其熔点就会上升至520℃，从而使密封结构的工作温度最高达到520℃。
31.玻璃材料具有绝缘性，相比于现有技术中的橡胶圈和工程塑料，具有更高的工作温度容限，且在长时间的高温环境中无老化的技术问题。气管1的轴向通过玻璃烧结工艺与连接部 2固定，缓解了现有技术中气管1轴向无固定的技术问题。另一方面，本实施例相对于现有技术，无螺母和橡胶圈的连接结构，结构更为简单，降低了因零件松动或腐蚀造成的泄漏风险，提高了密封结构的密封稳定性。
32.在一个实施例中，气管1在连接部2之内的连接处存在空隙4。需要进行说明的是，连接部2在烧结形成之前，在两个气管1之间设置工艺零件，在烧结完成后，取出工艺零件，从而形成空隙4。两个气管1直接接触，较难保证接触部位的密封性，在烧结工艺过程中，可能会存在玻璃桨渗入的风险，设置工艺零件则可规避该风险。
33.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。为了更好的说明本实用新型的目的和优点，下面结合附图和实例对实用新型内容做进一步说明，但本实用新型不只限于该实例。