CN217948244U - 一种电推进试验防羽流溅射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种电推进试验防羽流溅射装置，至少包括正面束流挡靶以及大门热沉。所述正面束流挡靶整体呈百叶窗结构，布置在电推进器前侧，其由第一钛材折板、第一支架螺接而成。第一钛材折板具备三个折边，充分考虑高能离子入射角度及反射角度。以此，正面束流挡靶能够有效缓冲高能离子，对于羽流集度不是很高的场合，已能够对真空容器内的设备进行有效防护。进一步的，所述电推进试验防羽流溅射装置还包含有暗区束流挡靶，这就能够更好的保护相关设备，特别是暗区束流挡靶与真空容器间的设备。更进一步的，所述电推进试验防羽流溅射装置还具备周面防溅射屏，其与前两者结合，形成全防护结构，能够应对高强度高能离子流，有效保护相关设备。

Description

一种电推进试验防羽流溅射装置

技术领域

本实用新型属于电推进系统地面试验技术领域，具体涉及一种电推进试验防羽流溅射装置。

背景技术

目前，世界各国研制开发了多种用于航天器姿态控制和轨道推进的电推进系统，广泛应用于高轨道航天器的轨道保持和深空探测等任务。电推进器在试验容器内部工作时，其产生的高能离子(如氙离子、氪离子等惰性气体离子)形成羽流，并对真空容器及其内部其他设备产生溅射侵蚀，严重影响设备的使用寿命及试验效果。当前，利用束流挡靶来降低高能离子的冲击是比较有效的防护措施。由于石墨具有相对较低的溅射率，因而，常在靶面包覆高纯度石墨，这种技术的缺点是束流挡靶价格昂贵。另外，现有束流挡靶往往布置在真空容器中间位置，位于电推进器正前方，不仅浪费容器空间，还有部分高能离子经反射后仍会冲击到其他设备(包括电推进器、低温泵等)，影响设备的工况。因此，开发一种性价比较高的电推进试验防羽流溅射装置，对真空容器及其内部其他设备进行有效防护，仍是非常有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电推进试验防羽流溅射装置，对真空容器及其内部其他设备进行有效防护，结构紧凑。

为避免概念混乱，现对羽流、高能离子、惰性气体离子进行解释，电推进器通过电离方式，将惰性气体电离，并将惰性气体离子喷射出去，使得电推进器产生推力，喷射出去的惰性气体离子即为高能离子，高能离子流即为羽流。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电推进试验防羽流溅射装置，置于真空容器内，其特征在于：所述电推进试验防羽流溅射装置至少包括正面束流挡靶以及大门热沉；所述正面束流挡靶整体呈圆盘形，布置在电推进器前侧，并与大门热沉相联接，其由第一钛材折板、第一支架螺接而成；所述大门热沉置于大门内部。以此，电推进器产生的高能离子所形成的羽流冲击在正面束流挡靶上，并在第一钛材折板上进行反射作用，消耗高能离子的能量。

作为优选，所述第一支架至少包括正面钛板、第一骨架以及第一安装板；所述第一骨架由骨架主体、钛板固定板相互焊接而成；所述骨架主体由骨架前板、骨架侧板、骨架后板以及圆钢管焊接而成，骨架前板与骨架后板为中空不锈钢圆板，骨架侧板为不锈钢板卷制而成的圆筒；所述正面钛板为中空圆板，厚度不超过2MM，固定联接在骨架前板上。

作为优选，所述第一钛材折板具备第一折边、第二折边、第三折边；所述第一折边上布置有安装孔，第一折边与第二折边的夹角为A，第二折边与第三折边的夹角为B，并且140°≤A≤160°，110°≤A≤130°。进一步的，若干个长度不一的第一钛材折板通过螺栓紧固在第一支架上，使得正面束流挡靶呈百叶窗式结构；一般情况下正面束流挡靶正中间开设有正面观察孔。

作为优选，所述第一支架还具备背面钛板，其为圆形薄板，厚度不超过2MM，并紧挨骨架后板设置。

作为优选，所述大门热沉为胀板式热沉，其至少包括前换热板、后换热板以及导热介质管道；前换热板比后换热板厚度大，加工时，后换热板呈鼓胀状态，增强胀板式热沉的换热效率。

作为优选，所述电推进试验防羽流溅射装置还包括布置在电推进器后侧的暗区束流挡靶；所述暗区束流挡靶呈伞状结构，其由第二钛材折板与第二支撑骨架固定联接而成。进一步的，所述暗区束流挡靶中心开设有背面观察孔。所述暗区束流挡靶进一步吸收高能离子能量，保护暗区束流挡靶与真空容器之间的设备，比如低温泵上的冷板就往往设在此处，低温泵还包括冷头。

作为优选，所述第二支撑骨架由周向肋板与径向肋板相互焊接而成，呈伞状结构；所述第二钛材折板具备第四折边、第五折边以及第六折边，并且第四折边上开设通孔。

作为优选，所述电推进试验防羽流溅射装置还包括周面防溅射屏，其布置在正面束流挡靶与暗区束流挡靶之间；所述周面防溅射屏呈圆筒型，固定在真空容器内壁上。虽然正面束流挡靶能够缓冲掉大部分高能离子，但仍有部分高能离子被反射至周面防溅射屏上，经由周面防溅射屏的缓冲作用，进一步削弱了高能离子的能量，保护真空容器内的设备。

本实用新型的优点和积极效果是：一、所述电推进试验防羽流溅射装置包含的正面束流挡靶具备正面钛板、第一钛材折板以及背面钛板，三者布置合理，结构紧凑；第一钛材折板具备三个折边，充分考虑高能离子入射角度及反射角度；以此，能够有效缓冲高能离子，对于羽流集度不是很高的场合，正面束流挡靶已能够对真空容器及其内部其他设备进行有效防护。二、所述电推进试验防羽流溅射装置包含正面束流挡靶、暗区束流挡靶，两者相互结合，能够更好的保护真空容器及相关设备，特别是暗区束流挡靶与真空容器间的设备。三、所述电推进试验防羽流溅射装置包含正面束流挡靶、暗区束流挡靶以及周面防溅射屏，三者相互结合，形成全防护结构，能够应对高强度高能离子流，保护真空容器及相关设备。

附图说明

图1示出本实用新型下电推进试验防羽流溅射装置应用场景；

图2示出本实用新型下正面束流挡靶第一方向结构示意图；

图3示出本实用新型下正面束流挡靶局部结构及其安装效果图；

图4示出本实用新型下第一骨架主视图；

图5示出本实用新型下第一骨架焊接示意图；

图6示出本实用新型下正面钛板结构示意图；

图7示出本实用新型下第一钛材折板截面图；

图8示出本实用新型下正面束流挡靶第二方向结构示意图；

图9示出本实用新型下暗区束流挡靶结构示意图；

图10示出本实用新型下第二支撑骨架结构示意图；

图11示出本实用新型下第二钛材折板结构示意图。

具体实施方式

下面，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。

为避免概念混乱，现对羽流、高能离子、惰性气体离子进行解释，电推进器通过电离方式，将惰性气体电离，并将惰性气体离子喷射出去，使得电推进器产生推力，喷射出去的惰性气体离子即为高能离子，高能离子流即为羽流。

如图1、图2以及图3所示，一种电推进试验防羽流溅射装置，置于真空容器(70)内，其特征在于：所述电推进试验防羽流溅射装置至少包括正面束流挡靶(2)以及大门热沉(1)；所述正面束流挡靶(2)整体呈圆盘形，布置在电推进器(80)前侧，并与大门热沉(1)相联接，其由第一钛材折板(21)、第一支架(22)螺接而成；所述大门热沉(1)置于大门(60)内部。以此，电推进器(80)产生的高能离子(90)所形成的羽流冲击在正面束流挡靶(2)上，并在第一钛材折板(21)上进行反射作用，消耗高能离子的能量，保护大门热沉、电推进器等设备。

作为优选，如图2至图6所示，所述第一支架(22)至少包括正面钛板(221)、第一骨架(222)以及第一安装板(224)；所述第一骨架(222)由骨架主体(2220)、钛板固定板(2221)相互焊接而成；所述骨架主体(2220)由骨架前板(2222)、骨架侧板(2223)、骨架后板(2224)以及圆钢管(2225)焊接而成，骨架前板与骨架后板为中空不锈钢圆板，骨架侧板为不锈钢板卷制而成的圆筒；所述正面钛板(221)为中空圆板，厚度不超过2MM，固定联接在骨架前板(2222)上。

作为优选，如图2、图3、图5以及图8所示，所述第一支架(22)还具备背面钛板(223)，其为圆形薄板，厚度不超过2MM，并紧挨骨架后板(2224)设置。

作为优选，如图7所示，所述第一钛材折板具备第一折边(211)、第二折边(212)、第三折边(213)；所述第一折边上布置有安装孔(2110)，第一折边与第二折边的夹角为A，第二折边与第三折边的夹角为B，并且140°≤A≤160°，110°≤A≤130°。进一步的，如图2、图3以及图7所示，若干个长度不一的第一钛材折板(21)通过螺栓紧固在第一支架(22)上，使得正面束流挡靶呈百叶窗式结构；一般情况下正面束流挡靶正中间开设有正面观察孔100)。

需要特别指出的是，前述正面钛板(221)、第一钛材折板以及背面钛板(223)呈相互堆叠模式，除正面观察孔100)外，正、反两面去看，正面束流挡靶完全被钛板(包括正面钛板(221)、第一钛材折板以及背面钛板(223))遮挡，即高能离子(90)入射时，直接冲击的都是钛板，第一钛材折板呈两次折弯，折弯角度也充分考虑高能离子(90)的入射角度。

作为优选，如图1以及图3所示，所述大门热沉(1)为胀板式热沉，其至少包括前换热板(13)、后换热板(12)以及导热介质管道(11)；前换热板比后换热板厚度大，加工时，后换热板呈鼓胀状态，增强胀板式热沉的换热效率。

作为优选，如图1、图9所示，所述电推进试验防羽流溅射装置还包括布置在电推进器(80)后侧的暗区束流挡靶(4)；所述暗区束流挡靶(4)呈伞状结构，其由第二钛材折板(41)与第二支撑骨架(42)固定联接而成。进一步的，暗区束流挡靶(4)中心开设有背面观察孔(200)。所述暗区束流挡靶(4)进一步吸收高能离子能量，保护暗区束流挡靶与真空容器之间的设备，如图1所示，低温泵(5)上的冷板(51)就往往设在此处，低温泵(5)还包括冷头(52)。

作为优选，如图10以及图11所示，所述第二支撑骨架(42)由周向肋板(421)与径向肋板(422)相互焊接而成，呈伞状结构；所述第二钛材折板(41)具备第四折边(411)、第五折边(412)、第六折边(413)，并且第四折边上开设通孔。

作为优选，如图1所示，所述电推进试验防羽流溅射装置还包括周面防溅射屏(3)，其布置在正面束流挡靶(2)与暗区束流挡靶(4)之间；所述周面防溅射屏(3)呈圆筒型，固定在真空容器(70)内壁上。虽然正面束流挡靶(2)能够缓冲掉大部分高能离子，但仍有部分高能离子被反射至周面防溅射屏(3)上，经由周面防溅射屏(3)的缓冲作用，进一步削弱了高能离子的能量，保护真空容器内的设备。

本实用新型的优点和积极效果是：一、所述电推进试验防羽流溅射装置包含的正面束流挡靶具备正面钛板、第一钛材折板以及背面钛板，三者布置合理，结构紧凑；第一钛材折板具备三个折边，充分考虑高能离子入射角度及反射角度；以此，能够有效缓冲高能离子，对于羽流集度不是很高的场合，正面束流挡靶已能够对真空容器及其内部其他设备进行有效防护。二、所述电推进试验防羽流溅射装置包含正面束流挡靶、暗区束流挡靶，两者相互结合，能够更好的保护真空容器及相关设备，特别是暗区束流挡靶与真空容器间的设备。三、所述电推进试验防羽流溅射装置包含正面束流挡靶、暗区束流挡靶以及周面防溅射屏，三者相互结合，形成全防护结构，能够应对高强度高能离子流，保护真空容器及相关设备。

本实用新型不局限于上述实施例，不能一一例举，凡采用本实用新型已指出的设计方式或者设计思路，均应认为在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电推进试验防羽流溅射装置，置于真空容器(70)内，其特征在于：所述电推进试验防羽流溅射装置至少包括正面束流挡靶(2)以及大门热沉(1)；所述正面束流挡靶(2)整体呈圆盘形，布置在电推进器(80)前侧，并与大门热沉(1)相联接，其由第一钛材折板(21)、第一支架(22)螺接而成；所述大门热沉(1)置于大门(60)内部。

2.根据权利要求1所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述第一支架至少包括正面钛板(221)、第一骨架(222)以及第一安装板(224)；所述第一骨架(222)由骨架主体(2220)、钛板固定板(2221)相互焊接而成；所述骨架主体(2220)由骨架前板(2222)、骨架侧板(2223)、骨架后板(2224)以及圆钢管(2225)焊接而成，骨架前板与骨架后板为中空不锈钢圆板，骨架侧板为不锈钢板卷制而成的圆筒；所述正面钛板(221)为中空圆板，厚度不超过2MM，固定联接在骨架前板(2222)上。

3.根据权利要求2所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述第一支架还具备背面钛板(223)，其为圆形薄板，厚度不超过2MM，并紧挨骨架后板(2224)设置。

4.根据权利要求1所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述第一钛材折板具备第一折边(211)、第二折边(212)、第三折边(213)；所述第一折边上布置有安装孔，第一折边与第二折边的夹角为A，第二折边与第三折边的夹角为B，并且140°≤A≤160°，110°≤A≤130°。

5.根据权利要求4所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：若干个长度不一的第一钛材折板(21)通过螺栓紧固在第一支架(22)上，使得正面束流挡靶呈百叶窗式结构。

6.根据权利要求1所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述大门热沉为胀板式热沉，其至少包括前换热板(13)、后换热板(12)以及导热介质管道(11)，后换热板呈鼓胀状态，增强胀板式热沉的换热效率。

7.根据权利要求1所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述电推进试验防羽流溅射装置还包括布置在电推进器(80)后侧的暗区束流挡靶(4)；所述暗区束流挡靶(4)呈伞状结构，其由第二钛材折板(41)与第二支撑骨架(42)固定联接而成。

8.根据权利要求7所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述暗区束流挡靶(4)中心开设有背面观察孔(200)。

9.根据权利要求7所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述第二支撑骨架(42)由周向肋板(421)与径向肋板(422)相互焊接而成，呈伞状结构；所述第二钛材折板(41)具备第四折边(411)、第五折边(412)、第六折边(413)，并且第四折边上开设通孔。

10.根据权利要求7所述的一种电推进试验防羽流溅射装置，其特征在于：所述电推进试验防羽流溅射装置还包括周面防溅射屏(3)，其布置在正面束流挡靶(2)与暗区束流挡靶(4)之间；所述周面防溅射屏(3)呈圆筒型，固定在真空容器(70)内壁上。

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