[发明专利]一种可重复利用工质的气动抛射装置及方法

权利要求书

1.一种可重复利用工质的气动抛射装置，其特征在于：包括一个抛射腔、一个储气腔、动力源；所述抛射腔与储气腔固接在一起并密封，二者之间设置导气结构；所述抛射腔上设置抛射开口，待抛射载体安装在活塞式结构上且能够随着活塞式结构在抛射腔内线性运动，所述的活塞式结构与抛射腔之间形成密封空间；活塞式结构线性运动的动力为安装在储气腔内动力源；抛射前，通过动力源带动活塞式结构运动至抛射腔的下侧，通过堵头堵住所述的导气结构，使储气腔内的压力满足要求；抛射时，导气结构导通，储气腔内的气体从导气结构进入抛射腔，带动活塞式结构将待抛射载体从所述的抛射开口抛射，完成单次抛射；所述的活塞式结构包括托筒拉杆、托筒以及缓冲密封件；托筒的底面与托筒拉杆固定连接，托筒拉杆的另一端与动力源连接，缓冲密封件套在托筒的外径上并固定，缓冲密封件与抛射腔内壁之间采用过盈配合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括二次加速部件；该部件安装在待抛射载体与所述活塞式结构之间，用于对待抛射载体进行二次加速。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的二次加速部件为电磁助推器，待抛射载体底部与其相接触。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：还包括工质补偿单元，该单元的输出通过一个补偿压力传感开关与设置在储气腔上的压力补偿孔连接，用于为储气腔充气，补偿压力传感开关与压力补偿孔之间密封连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的工质补偿单元包括工质补偿腔、增压机、气体发生器；所述的工质补偿腔上设置增压孔，气体发生器产生的气体经增压机增压后通过该增压孔进入工质补偿腔内；工质补偿腔的出口端通过补偿压力传感开关接入压力补偿孔。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的缓冲密封件采用高密度，低回弹性类橡胶材料，该材料与托筒之间采用胶粘结合螺钉方式锁定；所述橡胶材料的密度选取范围在1.4~1.95g/cm³内，弹性模量选取范围在5.4~7.8MPa内。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的动力源包括两台伺服电机，两台伺服电机均固定在储气腔内壁上，其中一台伺服电机的输出动力端与活塞式结构中的托筒拉杆固定连接，二者可在该电机的动力下一起平动；另一台伺服电机的输出动力端与拉杆架固定连接，同样二者可在该电机的动力下一起平动，拉杆架上安装拉杆堵头，拉杆堵头的数量与形状与所述的导气结构的数量与形状一致。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的抛射腔、储气腔、工质补偿腔的腔壁均采用内层钛合金，外层碳纤维复合材料包覆制成。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的托筒拉杆、拉杆架采用合金结构钢或不锈钢材料，通过热轧及锻造进行加工。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：储气腔内初始充入的气体为轻质气体：氢气、氦气或氮气。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的待抛射载体是各种小型无自主动力的探测器或者各种科研试验的微纳卫星。