一种与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器的制作方法

1.本技术涉及等离子推进技术领域，具体而言，涉及一种与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器。


背景技术：

2.在离子推力器工作时，空心阴极处于高电压状态，其电压可高达上千伏，其供气管路上必须安装气路电绝缘器抑制低气压放电，以确保电推力器能够正常工作，并确保整体的安全。
3.现有产品气路电绝缘器与空心阴极分开设计，气路绝缘需要设计与空心阴极的气路接口以及固定安装接口，且气体流动路径为一字型，轴向尺寸较大，不利于集成化设计。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器，增加了入口和出口电极的距离，提高了绝缘性，能够实现高性能气路电绝缘的同时与空心阴极一体化集成，提高了产品集成度，缩小了体积。
5.为了实现上述目的，本技术提供了一种与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器，包括进气接口、绝缘腔室以及出气接口，其中：绝缘腔室的一侧与进气接口连接，并且设置有进气口；绝缘腔室的另一侧与出气接口连接，并且设置有出气口；进气接口与供气管路连接，出气接口与空心阴极连接；绝缘腔室的内部设置有陶瓷绝缘结构，外部设置有金属屏蔽罩。
6.进一步的，陶瓷绝缘结构包括内陶瓷绝缘结构和外陶瓷绝缘结构，外陶瓷绝缘结构的一端与进气接口连接，另一端与出气接口连接，内陶瓷绝缘结构设置在绝缘腔室的内部。
7.进一步的，内陶瓷绝缘结构和外陶瓷绝缘结构在绝缘腔室的内部形成s型气体流动通道。
8.进一步的，沿内陶瓷绝缘结构的周向设置有出气孔，外陶瓷绝缘结构的外表面设置成u型槽结构。
9.进一步的，绝缘腔室内部形成的s型气体流动通道填充有氧化铝陶瓷颗粒。
10.进一步的，金属屏蔽罩包括内金属屏蔽罩和外金属屏蔽罩，内金属屏蔽罩和外金属屏蔽罩的中部均设置有折弯结构。
11.进一步的，内金属屏蔽罩的一端与进气接口固定连接。
12.进一步的，外金属屏蔽罩的一端与出气接口固定连接。
13.进一步的，出气孔均设置有不锈钢筛网。
14.进一步的，陶瓷绝缘结构的材料为氧化铝陶瓷，金属屏蔽罩的材料为薄壁可伐合金材料4j29。
15.本发明提供的一种与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器，具有以下有益效果：
16.本技术结构简单，体积小，质量轻，对气路电绝缘器的内部组件进行了特殊设计，通过设置内外陶瓷绝缘结构，使工质气体进入后能够沿绝缘腔室内部的s型通道流动，在相同轴向长度下增加了入口和出口电极距离，提高了绝缘性，通过设置内外金属屏蔽罩，降低了溅射物沉积到陶瓷绝缘结构表面的概率，并设计了与空心阴极的连接接口，能够实现高性能气路电绝缘的同时与空心阴极一体化集成，提高了产品的集成度。
附图说明
17.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
18.图1是根据本技术实施例提供的与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器的示意图；
19.图2是根据本技术实施例提供的与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器与空心阴极集成的剖面图；
20.图3是是根据本技术实施例提供的与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器内陶瓷绝缘结构的示意图；
21.图4是是根据本技术实施例提供的与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器外陶瓷绝缘结构的示意图；
22.图中：1-进气接口、2-外陶瓷绝缘结构、3-内陶瓷绝缘结构、4-内金属屏蔽罩、5-外金属屏蔽罩、6-不锈钢筛网、7-出气接口、8-陶瓷颗粒、9-空心阴极、10-进气口。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
24.如图1所示，本技术提供了一种与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器，包括进气接口1、绝缘腔室以及出气接口7，其中：绝缘腔室的一侧与进气接口1连接，并且设置有进气口10；绝缘腔室的另一侧与出气接口7连接，并且设置有出气口；进气接口1与供气管路连接，出气接口7与空心阴极9连接；绝缘腔室的内部设置有陶瓷绝缘结构，外部设置有金属屏蔽罩。
25.具体的，本技术实施例提供的与空心阴极一体化集成的气路电绝缘器设置在供气管路与空心阴极9之间，保证进入空心阴极9气体的绝缘性。供气装置中的工质气体沿供气管路进入进气接口1，通过进气接口1上面的进气口10进入绝缘腔室，在绝缘腔室内流动，经过陶瓷绝缘材料绝缘后，通过出气口进入到空心阴极9，保证后续点推力器的正常工作。
26.进一步的，陶瓷绝缘结构包括内陶瓷绝缘结构3和外陶瓷绝缘结构2，外陶瓷绝缘结构2的一端与进气接口1连接，另一端与出气接口7连接，内陶瓷绝缘结构3设置在绝缘腔室的内部。内陶瓷绝缘结构3和外陶瓷绝缘结构2均为环形筒状结构，外陶瓷绝缘结构2固定
在进气接口1和出气接口7之间，内陶瓷绝缘结构3与外陶瓷绝缘结构2进行装配后，在中间形成了绝缘腔体，用于工质气体的流动。
27.进一步的，如图3-4所示，内陶瓷绝缘结构3和外陶瓷绝缘结构2在绝缘腔室的内部形成s型气体流动通道。在本技术实施例中，内陶瓷绝缘结构3和外陶瓷绝缘结构2进行钎焊固定装配后，使绝缘腔室内部形成s型的气体流动通道，工质气体沿s型气体通道分别向上下流动，最终通过出气孔汇聚到一起，通过出气口进入到空心阴极9，采用内外陶瓷绝缘结构设计成s型气体通道，在相同轴向长度下增加了进气口10和出口空心阴极9之间的距离，使得工质气体在绝缘腔室内流动的时间更长，提高了绝缘性。
28.进一步的，沿内陶瓷绝缘结构3的周向设置有出气孔，外陶瓷绝缘结构2的外表面设置成u型槽结构。内陶瓷绝缘结构3与出气接口7固定连接，在内陶瓷绝缘结构3与出气接口7的连接处，沿周向设置有一圈出气孔，孔径优选为2mm，能够增加气体流动的均匀性。外陶瓷绝缘结构2的外表面沿环形分布设计成u型槽形式，槽宽优选为0.3mm，降低了离子溅射物沉积到表面导致的绝缘下降风险。
29.进一步的，绝缘腔室内部形成的s型气体流动通道填充有氧化铝陶瓷颗粒8。内部填充氧化铝陶瓷颗粒8主要为了对流动气体进行绝缘，氧化铝陶瓷颗粒8的直径优选为400um。
30.进一步的，金属屏蔽罩包括内金属屏蔽罩4和外金属屏蔽罩5，内金属屏蔽罩4和外金属屏蔽罩5的中部均设置有折弯结构。金属屏蔽罩设置为内外结构，内外金属屏蔽罩5设计成迷宫形式，减少了溅射物接触外陶瓷绝缘结构2表面的路径，金属屏蔽罩中间设计成折弯形状，在增强结构强度的同时，降低了溅射物沉积到陶瓷结构表面的概率。
31.进一步的，内金属屏蔽罩4的一端与进气接口1固定连接。内金属屏蔽罩4设置成环形筒状，一端与进气接口1固定连接，整体套设在外陶瓷绝缘结构2的外部。
32.进一步的，外金属屏蔽罩5的一端与出气接口7固定连接。外金属屏蔽罩5同样设置成环形筒状，一端与出气接口7固定连接，整体套设在内金属屏蔽罩4的外部。
33.进一步的，出气孔均设置有不锈钢筛网6。内陶瓷绝缘结构3周向分布的出气孔均设置有不锈钢筛网6，网孔的直径小于400um，用于阻挡陶瓷颗粒8进入空心阴极9。
34.进一步的，陶瓷绝缘结构的材料为氧化铝陶瓷，金属屏蔽罩的材料为薄壁可伐合金材料4j29。陶瓷绝缘结构主要用于对工质气体进行绝缘，材料优选为氧化铝陶瓷材料，金属屏蔽罩主要用于阻挡外界的溅射沉积物，材料优选为可伐合金材料4j29。
35.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。