CN112696329A - 一种离子推力器栅极绝缘连接结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离子推力器栅极绝缘连接结构及装配方法。本发明包括：屏蔽帽A、屏蔽帽B、凹形绝缘子A、凸形绝缘子和连接螺栓；其中，屏蔽帽A和屏蔽帽B的开口相对，凹形绝缘子A放置在屏蔽帽A内；屏栅固定在屏蔽帽A开口端面，加速栅固定在凹形绝缘子A的端面；凸形绝缘子放置在屏蔽帽B内，且凸形绝缘子的凸起与凹形绝缘子A的凹槽相配合；减速栅固定在屏蔽帽B开口端面。栅极栅网之间通过一套绝缘装置实现三栅的绝缘连接，减少了多套绝缘安装造成的累积误差，同时可有效减少栅极热变形造成栅极孔对中精度差的问题，且结构简单，装配工艺好。

Description

一种离子推力器栅极绝缘连接结构及装配方法

技术领域

本发明涉及航天电推进技术、真空电子技术领域，具体涉及一种离子推力器栅极绝缘连接结构及装配方法。

背景技术

栅极组件是离子推力器的关键组件，离子推力器主要依靠引出由电离室产生的离子进行静电加速来工作的，通过在多个栅极之间施加电压实现对离子的加速引出产生推力。栅极组件的性能直接影响推力器的性能和寿命。

目前离子推力器栅极组件栅极的安装多采用多组栅极绝缘子安装在栅极支撑环上，这种连接方式对零件的加工精度和装配人员要求高，结构复杂，容易产生累积误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离子推力器栅极绝缘连接结构，能够通过一次装配实现各个栅网之间可靠绝缘，栅极间距一致性好，栅孔对中性高。本发明结构简单，装配工艺好。

本发明的离子推力器栅极绝缘连接结构，所述栅极包括屏栅、加速栅和减速栅，连接结构包括：屏蔽帽A、屏蔽帽B、凹形绝缘子A、凸形绝缘子和连接螺栓；其中，屏蔽帽A和屏蔽帽B采用导电材料制成；凹形绝缘子A和凸形绝缘子采用绝缘材料制成；

其中，屏蔽帽A开口朝上，凹形绝缘子A放置在屏蔽帽A内；屏栅固定在屏蔽帽A开口端面，加速栅固定在凹形绝缘子A的端面；

屏蔽帽B开口朝下，减速栅固定在屏蔽帽B开口端面；凸形绝缘子放置在屏蔽帽B内，且凸形绝缘子的凸起与凹形绝缘子A的凹槽相配合；

连接螺栓贯穿屏蔽帽A、屏蔽帽B、凹形绝缘子A和凸形绝缘子并绝缘固定。

较优的，在凹形绝缘子A与屏蔽帽A之间设有栅间距调整垫A，凸形绝缘子与屏蔽帽B之间设有栅间距调整垫B，用于调整栅间距。

较优的，还包括凹形绝缘子B，采用绝缘材料制成；所述凹形绝缘子B放置在屏蔽帽A或屏蔽帽B的外侧，连接螺栓贯穿凹形绝缘子B并固定。

较优的，所述凹形绝缘子B材料为氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。

较优的，所述屏蔽帽A、屏蔽帽B采用与栅极热膨胀系数相近的材料制成。

较优的，所述屏蔽帽A、屏蔽帽B材料为不锈钢或铜。

较优的，所述凹形绝缘子A、凹形绝缘子B材料为氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。

本发明还提供了一种采用上述离子推力器栅极绝缘连接结构的栅极装配方法，首先对屏栅与屏蔽帽A，减速栅与屏蔽帽B分别进行固定连接，然后将屏蔽帽A凹面内腔朝上，在屏蔽帽A凹槽放入凹形绝缘子A，再依次放加速栅、凸形绝缘子、减速栅与屏蔽帽B固接组件，最后用连接螺栓贯穿以上部件，并绝缘固定。

有益效果：

(1)本发明结构设计简单，安装方便、经济，能够实现各个栅网之间可靠绝缘，提高栅极使用寿命。栅极栅网之间通过一套绝缘装置实现三栅的绝缘连接，减少了多套绝缘安装造成的累积误差，同时可有效减少栅极热变形造成栅极孔对中精度差的问题。

(2)通过更换栅间距调整垫，易于实现栅间距调整，通用性好。

附图说明

图1为本发明专利连接部位结构剖面示意图。

图2为本发明专利总体示意图。

图3为本发明专利屏蔽帽示意图。

图4为本发明专利凹形绝缘子A示意图。

图5为本发明专利凸形绝缘子示意图。

其中：1-屏栅、2-加速栅、3-减速栅、4-栅间距调整垫B、5-连接螺栓、6-凹形绝缘子B、7-凸形绝缘子、8-屏蔽帽B、9-屏蔽帽A、10-凹形绝缘子A、11-螺母、12-栅间距调整垫A。-

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种离子推力器栅极绝缘连接结构，如图1和图2所示，离子推力器栅极包括屏栅1、加速栅2、减速栅3；绝缘连接结构包括：屏蔽帽A9、屏蔽帽B8、凹形绝缘子A10、凸形绝缘子7和连接螺栓5。

其中，屏蔽帽A9、屏蔽帽B8帽顶开有1个大安装孔用于安装连接螺栓5，边缘开有4个小安装孔，用于安装屏栅1和减速栅3；屏蔽帽A9、屏蔽帽B8采用导电材料制成，优选与栅极热膨胀系数相近的材料，优选不锈钢或铜。

凹形绝缘子A10、凸形绝缘子7外形成圆柱状，中间都设有连接螺栓5安装用的通孔；凹形绝缘子A10、凸形绝缘子7采用绝缘材料制成，优选氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。凹形绝缘子A10凹下深度大于凸形绝缘子7凸起尺寸，二者凹凸部位相互配合。

屏蔽帽A9开口朝上，凹形绝缘子A10放置在屏蔽帽A9内；屏栅1固定在屏蔽帽A9的开口端面，加速栅2固定在凹形绝缘子A10的端面；凹形绝缘子A10的高度要高于屏蔽帽A9，其高度差即为屏栅1与加速栅2之间的间距；屏蔽帽B8开口朝下，减速栅3固定在屏蔽帽B8开口端面；凸形绝缘子7放置在屏蔽帽B8内；凸形绝缘子7的凸起与凹形绝缘子A10的凹槽相配合，并压紧加速栅2；凸形绝缘子7的高度要高于屏蔽帽B 8，其高度差即为加速栅2与减速栅3之间的间距。

其中，在凹形绝缘子A10与屏蔽帽A9之间可设置栅间距调整垫A12，凸形绝缘子7与屏蔽帽B8之间可设置栅间距调整垫B4，用于调整栅间距，从而可适用于栅间间距不同的电推力器。

连接螺栓5贯穿屏蔽帽A9、屏蔽帽B8、凹形绝缘子A10和凸形绝缘子7并绝缘固定。

其中，还可以在屏蔽帽A9或屏蔽帽B8的外侧安装凹形绝缘子B6，凹形绝缘子B6采用绝缘材料制成；连接螺栓5贯穿凹形绝缘子B6并固定，实现连接螺栓5与栅极之间的绝缘。

装配时，首先将屏栅1与屏蔽帽A9，减速栅3与屏蔽帽B8分别通过4个小安装孔螺栓固定连接；然后将屏栅1与屏蔽帽A9固接组件的屏蔽帽A9凹面内腔朝上，在屏蔽帽A9凹面内腔依次放入栅间距调整垫A12、凹形绝缘子A10，再依次放加速栅3、凸形绝缘子7、栅间距调整垫B4、减速栅3与屏蔽帽B8固接组件、凹形绝缘子B6；最后用连接螺栓5和螺母11将以上部件连接固定。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (8)

1.一种离子推力器栅极绝缘连接结构，所述栅极包括屏栅(1)、加速栅(2)和减速栅(3)，其特征在于，包括：屏蔽帽A(9)、屏蔽帽B(8)、凹形绝缘子A(10)、凸形绝缘子(7)和连接螺栓(5)；其中，屏蔽帽A(9)和屏蔽帽B(8)采用导电材料制成；凹形绝缘子A(10)和凸形绝缘子(7)采用绝缘材料制成；

其中，屏蔽帽A(9)和屏蔽帽B(8)的开口相对，凹形绝缘子A(10)放置在屏蔽帽A(9)内；屏栅(1)固定在屏蔽帽A(9)开口端面，加速栅(2)固定在凹形绝缘子A(10)的端面；凸形绝缘子(7)放置在屏蔽帽B(8)内，且凸形绝缘子(7)的凸起与凹形绝缘子A(10)的凹槽相配合；减速栅(3)固定在屏蔽帽B(8)开口端面；

连接螺栓(5)贯穿屏蔽帽A(9)、屏蔽帽B(8)、凹形绝缘子A(10)和凸形绝缘子(7)并绝缘固定。

2.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，在凹形绝缘子A(10)与屏蔽帽A(9)之间设有栅间距调整垫A(12)，凸形绝缘子(7)与屏蔽帽B(8)之间设有栅间距调整垫B(4)，用于调整栅间距。

3.如权利要求1或2所述的连接结构，其特征在于，还包括凹形绝缘子B(6)，采用绝缘材料制成；所述凹形绝缘子B(6)放置在屏蔽帽A(9)或屏蔽帽B(8)的外侧，连接螺栓(5)贯穿凹形绝缘子B(6)并固定。

4.如权利要求3所述的连接结构，其特征在于，所述凹形绝缘子B(6)材料为氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。

5.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述屏蔽帽A(9)、屏蔽帽B(8)采用与栅极热膨胀系数相近的材料制成。

6.如权利要求5所述的连接结构，其特征在于，所述屏蔽帽A(9)、屏蔽帽B(8)材料为不锈钢或铜。

7.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述凹形绝缘子A(10)、凹形绝缘子B(6)材料为氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。

8.一种采用如权利要求1～7任一项所述的离子推力器栅极绝缘连接结构的栅极装配方法，其特征在于，首先对屏栅(1)与屏蔽帽A(9)，减速栅(3)与屏蔽帽B(8)分别进行固定连接，然后将屏蔽帽A(9)凹面内腔朝上，在屏蔽帽A(9)凹槽放入凹形绝缘子A(10)，再依次放加速栅(3)、凸形绝缘子(7)、减速栅(3)与屏蔽帽B(8)固接组件，最后用连接螺栓(5)贯穿以上部件，并绝缘固定。

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