RU2703848C1 - Gas-electric isolation - Google Patents
Gas-electric isolation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703848C1 RU2703848C1 RU2018130385A RU2018130385A RU2703848C1 RU 2703848 C1 RU2703848 C1 RU 2703848C1 RU 2018130385 A RU2018130385 A RU 2018130385A RU 2018130385 A RU2018130385 A RU 2018130385A RU 2703848 C1 RU2703848 C1 RU 2703848C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- permeable
- flow channel
- ger
- insert
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к плазменной технике и может использоваться в системах хранения и подачи газообразного рабочего тела электрических ракетных двигателей (ЭРД) космических аппаратов, в том числе ионных и плазменных двигателей, в двигательных установках на основе ЭРД, а также в системах подачи рабочего тела источников заряженных частиц, применяемых в технологических процессах вакуумной ионно-плазменной обработки.The invention relates to plasma technology and can be used in storage systems and supply of a gaseous working fluid of electric rocket engines (ERE) of spacecraft, including ion and plasma engines, in propulsion systems based on ERE, as well as in supply systems of a working fluid sources of charged particles used in technological processes of vacuum ion-plasma treatment.
Нормальное функционирование источников заряженных частиц различного назначения связано с обеспечением электрической изоляции элементов конструкции, находящихся под высокими электрическими потенциалами, относительно контактирующих с ними элементов вспомогательных систем, в том числе от подводящих трубопроводов системы подачи рабочего тела. Для решения данной задачи используются специальные технические средства, обеспечивающие необходимую электрическую прочность трактов подачи рабочего тела в газоразрядные камеры источников заряженных частиц. В качестве таких технических средств обычно применяются газоэлектрические развязки (ГЭР), с помощью которых достигается требуемый уровень электрической прочности для прерывания электрической проводимости между высоковольтными элементами газоразрядных камер и электропроводящими элементами системы подачи рабочего тела. Вместе с тем ГЭР должна обеспечивать расчетные значения расхода и давления рабочего тела на входе в газоразрядную камеру.The normal functioning of the sources of charged particles for various purposes is associated with the provision of electrical isolation of structural elements under high electric potentials, relative to the auxiliary systems in contact with them, including from the supply pipelines of the working fluid supply system. To solve this problem, special technical means are used that provide the necessary electric strength of the supply paths of the working fluid to the gas-discharge chambers of the sources of charged particles. As such technical means, gas-electric isolation (GER) is usually used, with the help of which the required level of electric strength is achieved to interrupt the electrical conductivity between high-voltage elements of gas-discharge chambers and electrically conductive elements of the working fluid supply system. At the same time, the GER should provide the calculated values of the flow rate and pressure of the working fluid at the entrance to the gas discharge chamber.
При проектировании ГЭР следует учитывать, что согласно закону Пашена величина пробойного напряжения между проводящими элементами конструкции, находящимися под различными потенциалами, зависит от параметра Pd, представляющего собой произведение давления газа P и расстояния d между близлежащими кромками проводящих элементов, разделенных газовым промежутком. Зависимости (кривые) Пашена устанавливаются для каждого определенного вида газа (или смеси газов), заполняющего межэлектродный промежуток. Принимая во внимание, что зависимости Пашена имеют минимальные значения пробойного напряжения в области относительно малых значений давления газообразного рабочего тела от 0,5 до 50 торр (при фиксированном межэлектродном расстоянии ~1 см), важное значение имеет выбор конструкции ГЭР для трактов подачи рабочего тела в газоразрядные камеры источников заряженных частиц, работающих при давлениях менее 30 торр. К данному типу газоразрядных устройств, в частности, относятся газоразрядные источники ионов, широко применяемые в составе ионных ЭРД.When designing a GER, it should be taken into account that, according to the Pashen law, the breakdown voltage between the conducting structural elements under different potentials depends on the parameter Pd, which is the product of the gas pressure P and the distance d between the adjacent edges of the conducting elements separated by the gas gap. Paschen dependencies (curves) are set for each specific type of gas (or mixture of gases) filling the interelectrode gap. Taking into account that the Paschen dependences have minimum breakdown voltage values in the region of relatively small values of the pressure of the gaseous working fluid from 0.5 to 50 torr (with a fixed interelectrode distance of ~ 1 cm), the choice of the GER design for the working fluid supply paths is important gas discharge chambers of charged particle sources operating at pressures less than 30 torr. This type of gas-discharge devices, in particular, include gas-discharge ion sources, which are widely used in ionic electric propulsion systems.
В патенте US 3520110 (опубликован 14.07.1970) описана конструкция ГЭР, применяемой в трактах подачи газообразного рабочего тела в газоразрядные камеры источников заряженных частиц. В рассматриваемом случае в качестве источника заряженных частиц используется источник ионов. Давление P рабочего газа и длина изолирующего промежутка (расстояние d) в известном устройстве выбирается таким образом, чтобы обеспечить необходимый запас электрической прочности изолятора в диапазоне значений Pd, соответствующих левой части кривой Пашена за пределами области с минимальными значениями пробойного напряжения U.US Pat. No. 3,520110 (published July 14, 1970) describes the design of GERs used in the paths for supplying a gaseous working medium to gas-discharge chambers of charged particle sources. In this case, an ion source is used as a source of charged particles. The pressure P of the working gas and the length of the insulating gap (distance d) in the known device is selected in such a way as to provide the necessary margin of dielectric strength in the range of Pd values corresponding to the left side of the Paschen curve outside the region with the minimum breakdown voltage U.
Для выполнения данных условий используется конструкция ГЭР с изолятором в форме цилиндрической трубки, образованной изолирующими секциями, выполненными, например, из свинцового стекла, обладающего слабой электрической проводимостью. Изолирующие секции отделены друг от друга металлическими газопроницаемыми вставками и установлены в изолирующем корпусе. Первая и последняя вставки, установленные в проточном канале ГЭР, электрически соединены с входным и выходным металлическими патрубками соответственно. Для предотвращения проникновения заряженных частиц из газоразрядной камеры источника ионов в тракт подачи рабочего тела газопроницаемые вставки выполнены в виде волокнистой структуры. В качестве такой структуры используется металлический войлок, образованный стальными нитями. Принцип работы известной ГЭР основан на разделении длинного изолирующего промежутка на отдельные изолирующие секции при равномерном распределении разности потенциалов между секциями.To fulfill these conditions, a GER design with an insulator in the form of a cylindrical tube formed by insulating sections made, for example, of lead glass having weak electrical conductivity, is used. The insulating sections are separated from each other by metal gas permeable inserts and are installed in an insulating casing. The first and last inserts installed in the flow channel of the GER are electrically connected to the inlet and outlet metal pipes, respectively. To prevent the penetration of charged particles from the gas discharge chamber of the ion source into the supply path of the working fluid, gas-permeable inserts are made in the form of a fibrous structure. As such a structure, metal felt formed by steel threads is used. The principle of operation of the well-known GER is based on the separation of a long insulating gap into separate insulating sections with a uniform distribution of the potential difference between the sections.
Газопроницаемые вставки с волокнистой структурой, образованной вольфрамовыми нитями (вольфрамовый войлок), используются в ГЭР, конструкция которой описана в патенте US 3576107 (опубликован 27.04.1971). ГЭР предназначена для электрической изоляции системы подачи рабочего тела ионного двигателя от элементов газоразрядной камеры двигателя, находящихся под высоким напряжением. С помощью ГЭР обеспечивается высоковольтная изоляция при давлении рабочего тела в газоразрядной камере от 1 до 10 торр. С целью ограничения габаритных размеров устройства используется лабиринтный канал, выполненный в диэлектрическом корпусе ГЭР. Проточный канал состоит из прямолинейных параллельно расположенных участков с противоположным направлением течения рабочего тела. Газопроницаемые вставки, выполненные из металлического войлока, располагаются между выходами и входами соседних участков каналов. Данное техническое решение связано со снижением концентрации заряженных частиц в полости проточного канала. Вследствие этого предотвращается электрический пробой при повышении давления рабочего тела, что обусловлено необходимостью одновременной подачи рабочего тела в газоразрядные камеры источника ионов и источника электронов (катода-компенсатора). Однако такие конструкции ГЭР являются сложными и ненадежными и не позволяют исключить проникновение заряженных частиц из газоразрядной камеры в проточный канал. Движение заряженных частиц в тракт подачи рабочего тела не может быть полностью предотвращено из-за высокой прозрачности волокнистой структуры газопроницаемых вставок. Кроме того, волокнистая структура газопроницаемых вставок не обеспечивает равномерное распределение потока газообразного рабочего тела по всему поперечному сечению проточного канала.Gas permeable inserts with a fibrous structure formed by tungsten filaments (tungsten felt) are used in the ERT, the construction of which is described in US Pat. No. 3,576,107 (published April 27, 1971). GER is designed for electrical isolation of the supply system of the working fluid of the ion engine from the elements of the gas discharge chamber of the engine under high voltage. Using GER, high-voltage isolation is provided at a working fluid pressure in the gas discharge chamber of 1 to 10 torr. In order to limit the overall dimensions of the device, a labyrinth channel is used, made in the GER dielectric casing. The flow channel consists of straight parallel sections located with the opposite direction of the flow of the working fluid. Gas-permeable inserts made of metal felt are located between the exits and entrances of adjacent sections of channels. This technical solution is associated with a decrease in the concentration of charged particles in the cavity of the flow channel. As a result of this, electrical breakdown is prevented when the pressure of the working fluid is increased, which is due to the need to simultaneously supply the working fluid to the gas-discharge chambers of the ion source and electron source (cathode-compensator). However, such GER designs are complex and unreliable and do not preclude the penetration of charged particles from the gas discharge chamber into the flow channel. The movement of charged particles into the supply path of the working fluid cannot be completely prevented due to the high transparency of the fibrous structure of the gas-permeable inserts. In addition, the fibrous structure of the gas-permeable inserts does not ensure uniform distribution of the gaseous working fluid flow over the entire cross section of the flow channel.
Более перспективной формой выполнения газопроницаемых вставок, устанавливаемых в проточном канале ГЭР, является пористая структура с открытыми порами. В патенте RU 2481753 C2 (опубликован 10.05.2013) раскрыта конструкция ГЭР, которая устанавливается непосредственно на входе в газоразрядную камеру источника заряженных частиц. В устройстве-аналоге высоковольтный изолятор с пористой структурой установлен на стенке газоразрядной камеры источника ионов с тыльной стороны анода, выполняющего функцию газораспределителя. Изолятор представляет собой пористую вставку, выполненную из диэлектрического керамического материала. Пористая вставка служит для предотвращения возникновения в проточном канале коронного разряда, переходящего в дуговой разряд, при давлении газа от 20 до 115 торр и разности потенциалов в несколько кВ. Для этого используется диэлектрический керамический пористый материал с открытыми порами, размер которых составляет менее 100 мкм.A more promising form of gas-permeable inserts installed in the flow channel of the GER is a porous structure with open pores. Patent RU 2481753 C2 (published May 10, 2013) discloses a GER design, which is installed directly at the entrance to the gas-discharge chamber of a charged particle source. In the analog device, a high-voltage insulator with a porous structure is mounted on the wall of the gas discharge chamber of the ion source from the back of the anode, which performs the function of a gas distributor. The insulator is a porous insert made of a dielectric ceramic material. The porous insert serves to prevent the appearance of a corona discharge passing into the arc discharge in the flow channel at a gas pressure of 20 to 115 torr and a potential difference of several kV. For this, an open-pore dielectric ceramic porous material with a size of less than 100 μm is used.
С целью ограничения перемещения заряженных частиц из газоразрядной камеры в тракт подачи рабочего тела и выполнения ГЭР своих функций в устройстве-аналоге между газопроницаемой вставкой и анодом устанавливается дополнительный экранирующий металлический электрод, находящийся под анодным потенциалом. Через отверстие, выполненное в экранирующем электроде, производится подача рабочего газа в газоразрядную камеру с заданным расходом и давлением.In order to limit the movement of charged particles from the gas discharge chamber to the supply path of the working fluid and perform the GER of its functions, an additional shielding metal electrode located under the anode potential is installed between the gas-permeable insert and the anode. Through the hole made in the shielding electrode, the working gas is supplied to the gas discharge chamber with a given flow rate and pressure.
При данном конструктивном выполнении диэлектрическая газопроницаемая вставка расположена непосредственно в области действия высокой разности потенциалов (~2 кВ) между экранирующим электродом, с одной стороны, и подводящим металлическим патрубком системы подачи рабочего тела, с противоположной стороны. В этом случае не может быть полностью исключена возможность электрического пробоя диэлектрика и возникновения коронных разрядов в каналах, образованных открытыми порами газопроницаемой вставки. Материал вставки должен обладать высоким электрическим сопротивлением, чтобы обеспечить необходимый запас электрической прочности при разности потенциалов до 3 кВ. Данное требование достаточно сложно реализовать на практике при ограниченных размерах ГЭР. Следует также отметить, что с помощью ГЭР с диэлектрической вставкой невозможно обеспечить электрическую изоляцию тракта подачи рабочего тела при использовании высокочастотно (ВЧ) электромагнитного поля для возбуждения электрического разряда в газоразрядной камере источника заряженных частиц.With this design, the dielectric gas-permeable insert is located directly in the area of action of the high potential difference (~ 2 kV) between the shield electrode, on the one hand, and the supply metal pipe of the working fluid supply system, on the opposite side. In this case, the possibility of electric breakdown of the dielectric and the occurrence of corona discharges in the channels formed by the open pores of the gas-permeable insert cannot be completely excluded. The insert material must have high electrical resistance to provide the necessary margin of electric strength with a potential difference of up to 3 kV. This requirement is quite difficult to implement in practice with limited sizes of GER. It should also be noted that using a GER with a dielectric insert, it is impossible to provide electrical isolation of the working fluid supply path when using a high-frequency (HF) electromagnetic field to excite an electric discharge in a gas-discharge chamber of a charged particle source.
Электрическая изоляция тракта подачи рабочего тела в современных плазменных источниках заряженных частиц обеспечивается с помощью высоковольтных ГЭР с секционированным проточным каналом. В патенте RU 2444867 C2 (опубликован 10.03.2012) описана конструкция ГЭР тракта подачи рабочего тела плазменного ускорителя. Такой ускоритель может применяться в качестве плазменного ЭРД или технологического источника заряженных частиц. Особенностью данного типа плазменных ускорителей является относительно низкий уровень разрядных напряжений (~400 В) и высокий уровень давления газообразного рабочего тела в разрядной камере (от 50 до 150 торр).Electrical isolation of the working fluid supply path in modern plasma sources of charged particles is provided by high-voltage GER with a sectioned flow channel. The patent RU 2444867 C2 (published March 10, 2012) describes the design of the GER of the supply path of the working fluid of the plasma accelerator. Such an accelerator can be used as a plasma electric propulsion or a technological source of charged particles. A feature of this type of plasma accelerators is a relatively low level of discharge voltages (~ 400 V) and a high level of pressure of the gaseous working fluid in the discharge chamber (from 50 to 150 torr).
С целью обеспечения высокой электрической прочности устройство-аналог включает в свой состав несколько изоляторов с проточными каналами, которые чередуются электропроводящими вставками. Проточные каналы секционированных изоляторов имеют различную площадь поперечного сечения, которая уменьшается в направлении подачи рабочего тела, либо различную кривизну и/или ориентацию, определяющие величину гидравлического сопротивления каналов.In order to ensure high electrical strength, the analog device includes several insulators with flow channels, which alternate with electrically conductive inserts. The flow channels of the partitioned insulators have a different cross-sectional area, which decreases in the direction of supply of the working fluid, or different curvature and / or orientation, which determine the hydraulic resistance of the channels.
При данном выполнении между входом и выходом из проточного канала увеличивается перепад давления газообразного рабочего тела и, вследствие этого, повышается давление газа в полости проточного канала. В результате повышается надежность ГЭР за счет увеличения запаса электрической прочности конструкции. Вместе с тем при использовании сборки из последовательно соединенных изоляторов, разделенных электропроводящими вставками, находящихся под плавающими потенциалами, увеличивается расстояние между элементами конструкции, находящимися под различными потенциалами. В этом случае происходит перераспределение разности потенциалов между отдельными изолирующими секциями. Однако такая конструкция ГЭР не обладает универсальностью использования в системах подачи рабочего тела для питания различных типов источников заряженных частиц. Так, например, данное устройство не может использоваться в системах питания ВЧ источников ионов, работающих при давлении газа в газоразрядной камере не более 30 торр и разности потенциалов между элементами конструкции не менее 2 кВ.In this embodiment, between the inlet and outlet of the flow channel, the pressure drop of the gaseous working fluid increases and, as a result, the gas pressure in the cavity of the flow channel increases. As a result, the reliability of the GER is increased by increasing the margin of electric strength of the structure. However, when using an assembly of series-connected insulators separated by electrically conductive inserts located under floating potentials, the distance between structural elements under various potentials increases. In this case, there is a redistribution of the potential difference between the individual insulating sections. However, such a GER design does not have the universality of use in working fluid supply systems for feeding various types of charged particle sources. So, for example, this device cannot be used in power supply systems for RF ion sources operating at a gas pressure in the gas discharge chamber of not more than 30 torr and a potential difference of at least 2 kV between structural elements.
Наиболее близким аналогом изобретения является ГЭР тракта подачи рабочего тела в газоразрядную камеру источника заряженных частиц, в частности в газоразрядную камеру плазменного ускорителя (патент RU 2191289 C2, опубликован 20.10.2002, фиг. 4 чертежей). ГЭР содержит входной и выходной патрубки, выполненные из электропроводящего материала. В диэлектрическом корпусе ГЭР образован проточный канал, протяженность которого превышает его максимальный диаметр. Проточный канал ограничен секционированным изолятором, который разделен на две части металлической перегородкой. В перегородке выполнен сквозной канал, смещенный относительно основного проточного канала. В состав ГЭР входит газопроницаемая металлическая вставка, установленная на входе в выходной патрубок с образованием электрического контакта с выходным патрубком. Газопроницаемая вставка в устройстве-аналоге выполнена в виде дроссельной шайбы.The closest analogue of the invention is the GER of the path for supplying a working fluid to the gas discharge chamber of a source of charged particles, in particular to the gas discharge chamber of a plasma accelerator (patent RU 2191289 C2, published on October 20, 2002, Fig. 4 of the drawings). GER contains inlet and outlet nozzles made of electrically conductive material. A flow channel is formed in the GER dielectric casing, the length of which exceeds its maximum diameter. The flow channel is limited by a sectioned insulator, which is divided into two parts by a metal partition. A through channel is made in the partition, offset from the main flow channel. The GER includes a gas-permeable metal insert installed at the inlet to the outlet pipe with the formation of electrical contact with the outlet pipe. The gas-permeable insert in the analog device is made in the form of a throttle washer.
Применение дроссельной шайбы позволяет повысить давление рабочего газа в проточном канале ГЭР за счет увеличения гидравлического сопротивления тракта на входе в газоразрядную камеру. Повышение давления газа P при фиксированном межэлектродном расстоянии d позволяет, в свою очередь, обеспечить надежную работу ГЭР в интервале значений параметра Pd, при которых, согласно зависимости Пашена, существенно увеличивается критическая величина пробойного напряжения U. Из-за этого снижается вероятность электрического пробоя межэлектродного промежутка в проточном канале. Однако, учитывая, что гидравлическое сопротивление дроссельной шайбы имеет локальный характер (в поперечном сечении канала), размеры канала дроссельной шайбы оказываются достаточно большим для прохождения через него заряженных частиц. Попадая в полость проточного канала, заряженные частицы вызывают ионизацию рабочего газа и электрический пробой ГЭР. Существенное значение для прохождения заряженных частиц имеет и форма канала газопроницаемой вставки: прямолинейная форма канала дроссельной шайбы не препятствует свободному перемещению через него заряженных частиц. Кроме того, при секционированном выполнении изолятора и использовании электропроводящих вставок между секциями изолятора исключается возможность применения ГЭР в трактах подачи рабочего тела газоразрядных камер ВЧ источников заряженных частиц.The use of a throttle washer makes it possible to increase the working gas pressure in the GER flow channel by increasing the hydraulic resistance of the duct at the entrance to the gas discharge chamber. An increase in the gas pressure P at a fixed interelectrode distance d allows, in turn, to ensure reliable operation of the GER in the range of the parameter Pd at which, according to the Paschen dependence, the critical value of the breakdown voltage U increases significantly. This reduces the likelihood of electrical breakdown of the interelectrode gap in the flow channel. However, given that the hydraulic resistance of the throttle washer is local (in the cross section of the channel), the dimensions of the channel of the throttle washer are large enough for charged particles to pass through it. Once in the cavity of the flow channel, charged particles cause ionization of the working gas and electrical breakdown of the GER. The shape of the channel of the gas-permeable insert is also essential for the passage of charged particles: the rectilinear shape of the channel of the throttle washer does not impede the free movement of charged particles through it. In addition, with the partitioned design of the insulator and the use of electrically conductive inserts between the sections of the insulator, the possibility of using GER in the supply paths of the working medium of gas-discharge chambers of RF sources of charged particles is excluded.
Изобретение направлено на комплексное решение технических проблем, связанных с надежной электрической изоляцией тракта рабочего тела, который может использоваться для питания различных типов источников заряженных частиц. Данные проблемы включают: необходимость создания в проточном канале ГЭР газовой среды с повышенным давлением (не менее 100 торр) по сравнению с давлением на входе в газоразрядную камеру; исключение проникновения в проточный канал заряженных частиц из газоразрядной камеры источника заряженных частиц; исключение влияния электромагнитных полей, создаваемых в газоразрядной камере, в том числе ВЧ полей, на ионизацию рабочего тела в полости проточного канала и, как следствие, на снижение электрической прочности ГЭР.The invention is directed to a comprehensive solution to technical problems associated with reliable electrical isolation of the working fluid path, which can be used to power various types of sources of charged particles. These problems include: the need to create a gaseous medium with an increased pressure (at least 100 torr) in the GER flow channel compared to the pressure at the inlet to the gas discharge chamber; the exclusion of penetration into the flow channel of charged particles from the gas discharge chamber of the source of charged particles; the exclusion of the influence of electromagnetic fields created in the gas discharge chamber, including RF fields, on the ionization of the working fluid in the cavity of the flow channel and, as a result, on the decrease in the electric strength of the GER.
Достигаемый при решении указанных проблем технический результат заключается в повышении надежности электрической изоляции и электрической прочности тракта подачи рабочего тела в газоразрядные камеры различных типов источников заряженных частиц, в том числе ВЧ источников ионов.The technical result achieved in solving these problems consists in increasing the reliability of electrical insulation and the electric strength of the path for supplying a working fluid to gas-discharge chambers of various types of sources of charged particles, including high-frequency ion sources.
Технический результат достигается с помощью ГЭР тракта подачи рабочего тела в газоразрядную камеру источника заряженных частиц, включающей в свой состав диэлектрический корпус, входной и выходной патрубки, выполненные из электропроводящего материала. Диэлектрический корпус ГЭР выполняется по меньшей мере с одним проточным каналом, протяженность которого превышает его максимальный диаметр. ГЭР содержит газопроницаемую вставку, изготовленную из электропроводящего материала. Вставка устанавливается на входе в выходной патрубок с образованием электрического контакта с выходным патрубком. В качестве вставки используется по меньшей мере один газопроницаемый элемент с пористой структурой. Применяемый газопроницаемый элемент изготовлен из порошкового электропроводящего материала методом порошковой металлургии. Открытые поры газопроницаемого элемента образуют криволинейные каналы, связывающие проточный канал с выходным патрубком.The technical result is achieved using the GER path of supplying the working fluid to the gas discharge chamber of the source of charged particles, which includes a dielectric housing, inlet and outlet pipes made of electrically conductive material. The dielectric housing of the GER is performed with at least one flow channel, the length of which exceeds its maximum diameter. GER contains a gas-permeable insert made of an electrically conductive material. The insert is installed at the entrance to the outlet pipe with the formation of electrical contact with the outlet pipe. At least one gas permeable element with a porous structure is used as an insert. The gas-permeable element used is made of electrically conductive powder material by powder metallurgy. The open pores of the gas-permeable element form curvilinear channels connecting the flow channel with the outlet pipe.
Газопроницаемый элемент с пористой структурой одновременно выполняет сразу несколько функций. Во-первых, за счет равномерно распределенной по площади поперечного сечения канала газовой проницаемости вставки гидравлическое сопротивление также равномерно распределяется по поперечному сечению канала. В этом случае расчетный уровень давления газа P, при котором значения параметра Pd соответствуют правой части кривой Пашена, достигается при минимальных поперечных размерах сквозных криволинейных каналов, связывающих проточный канал с выходным патрубком ГЭР. Вследствие этого снижается вероятность прохождения заряженных частиц из газоразрядной камеры в проточный канал через газопроницаемый элемент под действием приложенной разности потенциалов. Следует отметить, что величина разности потенциалов в газоразрядных камерах источников ионов может превышать 2 кВ.A gas-permeable element with a porous structure simultaneously performs several functions at once. Firstly, due to the insert uniformly distributed over the cross-sectional area of the channel of gas permeability of the insert, the hydraulic resistance is also evenly distributed over the cross-section of the channel. In this case, the calculated level of gas pressure P, at which the values of the parameter Pd correspond to the right side of the Paschen curve, is achieved with the minimum transverse dimensions of the through curvilinear channels connecting the flow channel with the outlet pipe of the GER. As a result, the probability of the passage of charged particles from the gas discharge chamber into the flow channel through the gas permeable element under the action of the applied potential difference is reduced. It should be noted that the potential difference in the gas-discharge chambers of ion sources can exceed 2 kV.
Во-вторых, стенки каналов, образованных открытыми порами газопроницаемого элемента, выполняют функцию нейтрализатора заряженных частиц, поскольку они выполнены из электропроводящего материала и находятся под потенциалом выходного патрубка, который соответствует потенциалу корпуса газоразрядной камеры. При данных условиях на поверхности стенок каналов произойдет рекомбинация при осаждении заряженных частиц, имеющих противоположную полярность по отношению к потенциалу газопроницаемой вставки, и отражение заряженных частиц, имеющих одноименную полярность по отношению к потенциалу газопроницаемой вставки.Secondly, the walls of the channels formed by the open pores of the gas-permeable element perform the function of a neutralizer of charged particles, since they are made of electrically conductive material and are under the potential of the outlet pipe, which corresponds to the potential of the body of the gas discharge chamber. Under these conditions, recombination will occur on the surface of the channel walls during the deposition of charged particles having the opposite polarity with respect to the potential of the gas-permeable insert, and reflection of charged particles having the same polarity with respect to the potential of the gas-permeable insert.
В-третьих, электропроводящая структура газопроницаемого элемента будет полностью экранировать полость каналов, образованных открытыми порами, от внешних электромагнитных полей, возбуждаемых в газоразрядной камере. При использовании ГЭР в тракте подачи рабочего тела для питания ВЧ источников ионов электропроводящая структура газопроницаемого элемента будет экранировать полость каналов от внешнего ВЧ поля. Данное преимущество приобретает существенное значение при расположении ГЭР в непосредственной близости от газоразрядной камеры ВЧ источника ионов, что обычно имеет место в двигательных установках космических аппаратов на основе ЭРД.Thirdly, the electrically conductive structure of the gas-permeable element will completely shield the cavity of the channels formed by open pores from external electromagnetic fields excited in the gas-discharge chamber. When using the GER in the supply path of the working fluid to power the RF ion sources, the electrically conductive structure of the gas-permeable element will shield the channel cavity from the external RF field. This advantage becomes significant when the GER is located in close proximity to the gas discharge chamber of the RF ion source, which usually occurs in propulsion systems of spacecraft based on electric propulsion.
Указанные выше преимущества ГЭР обусловлены применением порошкового электропроводящего материала для формирования пористой структуры газопроницаемого элемента методом порошковой металлургии. Размеры частиц порошка, применяемого в порошковой металлургии, обычно составляют от 10-8 до 5⋅10-4 м. Используемые для формирования пористой структуры порошки металлов или электропроводящих керамик могут быть получены механическими или физико-химическими методами. Порошок предварительно компактируют прессованием, а затем спекают при высокой температуре. Для совмещения данных операций применяют метод горячего прессования порошковых материалов, заключающий в одновременной формовке-спекании порошка. Характерной особенностью порошковых материалов с пористой структурой является большое количество пор, равномерно распределенных по всему объему изделия. В зависимости от технологических режимов и характеристик исходного порошкового материала степень пористости структуры изделия может изменяться в широком диапазоне значений: от 2% до 98%.The above advantages of GER are due to the use of electrically conductive powder material for the formation of a porous structure of a gas-permeable element by powder metallurgy. The particle sizes of the powder used in powder metallurgy are usually from 10 -8 to 5⋅10 -4 m. Powders of metals or electrically conductive ceramics used to form a porous structure can be obtained by mechanical or physicochemical methods. The powder is precompacted by compression, and then sintered at high temperature. To combine these operations, the method of hot pressing of powder materials is used, which involves the simultaneous molding and sintering of powder. A characteristic feature of powder materials with a porous structure is a large number of pores uniformly distributed throughout the volume of the product. Depending on the technological conditions and characteristics of the initial powder material, the degree of porosity of the product structure can vary over a wide range of values: from 2% to 98%.
Газопроницаемый элемент с пористой структурой, выполненный из порошкового электропроводящего материала методом порошковой металлургии, содержит равномерно распределенные по всему объему открытые поры, которые образуют криволинейные каналы, связывающие проточный канал с полостью выходного патрубка. При этом поперечный размер криволинейных каналов не превышает максимальный размер частиц порошка (5⋅10-4 м), из которого выполнен газопроницаемый элемент.A gas-permeable element with a porous structure made of powder electrically conductive material by the powder metallurgy method contains open pores uniformly distributed throughout the volume, which form curved channels connecting the flow channel with the cavity of the outlet pipe. In this case, the transverse size of the curved channels does not exceed the maximum particle size of the powder (5⋅10 -4 m) from which the gas-permeable element is made.
Для повышения технологичности процесса изготовления ГЭР газопроницаемая вставка может быть собрана из нескольких последовательно установленных газопроницаемых элементов с пористой структурой. В этом случае поверхности близлежащих газопроницаемых элементов, через которые осуществляется газообмен, должны контактировать между собой. Такое выполнение вставки может использоваться для достижения расчетного значения гидравлического сопротивления вставки с помощью однотипных газопроницаемых элементов, имеющих одинаковые размеры. В частности, газопроницаемая вставка может быть образована двумя контактирующими между собой газопроницаемыми элементами.To increase the manufacturability of the GER manufacturing process, the gas-permeable insert can be assembled from several sequentially installed gas-permeable elements with a porous structure. In this case, the surfaces of nearby gas-permeable elements through which gas exchange is carried out must be in contact with each other. This embodiment of the insert can be used to achieve the calculated value of the hydraulic resistance of the insert using the same type of gas-permeable elements having the same dimensions. In particular, the gas permeable insert may be formed by two gas permeable elements in contact with each other.
Степень пористости газопроницаемого элемента преимущественно выбирается в диапазоне от 30% до 50%. Газопроницаемый элемент может быть выполнен в форме диска, противоположные плоские поверхности которого обращены к входному и выходному патрубкам.The degree of porosity of the gas-permeable element is preferably selected in the range from 30% to 50%. The gas-permeable element can be made in the form of a disk, the opposite flat surfaces of which are facing the inlet and outlet pipes.
С целью снижения вероятности электрического пробоя вдоль внутренней поверхности диэлектрического корпуса, образующей проточный канал, между входным и выходным патрубками может использоваться по меньшей мере одно сужение проточного канала. Такое сужение создается за счет выполнения кольцеобразного выступа на поверхности проточного канала.In order to reduce the likelihood of electrical breakdown along the inner surface of the dielectric housing forming the flow channel, at least one narrowing of the flow channel can be used between the inlet and outlet pipes. Such a narrowing is created by performing an annular protrusion on the surface of the flow channel.
ГЭР может применяться в трактах подачи рабочего тела в газоразрядные камеры не только источников ионов, но и источников электронов (см., например, патент US 3576107).GER can be used in the paths of supplying a working fluid to gas-discharge chambers not only of ion sources, but also of electron sources (see, for example, US Pat. No. 3,576,107).
Далее изобретение поясняется описанием конкретного примера выполнения ГЭР тракта подачи рабочего тела в газоразрядную камеру источника заряженных частиц, в качестве которого используется ВЧ источник ионов. На прилагаемом чертеже (фиг. 1) схематично изображен продольный разрез ГЭР.The invention is further illustrated by the description of a specific example of the implementation of the GER path for supplying a working fluid to the gas-discharge chamber of a source of charged particles, which is used as an RF ion source. The accompanying drawing (Fig. 1) schematically shows a longitudinal section of the GER.
ГЭР содержит входной патрубок 1, подключенный к системе хранения и подачи газообразного рабочего тела. В качестве рабочего тела в рассматриваемом примере используется ксенон. Выходной патрубок 2 ГЭР соединен с трактом подачи рабочего тела в газоразрядную камеру источника заряженных частиц (на чертеже не показан). В качестве источника заряженных частиц используется ВЧ источник ионов, в газоразрядной камере которого установлен ВЧ индуктор. Патрубки 1 и 2 выполнены из электропроводящего материала, в частности из сплава ковар. Электропроводящие парубки находятся под различными потенциалами: патрубок 1 - под потенциалом системы хранения и подачи рабочего тела, патрубок 2 - под потенциалом корпуса газоразрядной камеры ВЧ источника ионов. Между патрубками 1 и 2 установлен диэлектрический корпус 3 осесимметричной формы, в котором выполнен проточный канал 4, соединяющий патрубки 1 и 2. Проточный канал 4 имеет осесимметричную форму и выполнен с сужением, образованным кольцеобразным выступом 5 на поверхности канала. Протяженность L проточного канала 4 превышает его максимальный диаметр D.GER contains an
На входе в выходной патрубок 2 установлена электропроводящая газопроницаемая вставка с образованием электрического контакта с выходным патрубком 2. В рассматриваемом примере вставка состоит из двух контактирующих между собой газопроницаемых элементов 6 с пористой структурой. Газопроницаемые элементы 6 выполнены из пористого никеля. Каждый газопроницаемый элемент 6 имеет форму диска, противоположные плоские поверхности которого обращены к входному и выходному патрубкам 1 и 2. Газопроницаемые элементы изготовлены из порошкового электропроводящего материала (никеля) методом порошковой металлургии. Никелевые газопроницаемые элементы производят путем формовки-спекания (горячего прессования) частиц никеля при температуре от 1050°С до 1150°С. Производство газопроницаемых элементов методом порошковой металлургии осуществляется в соответствии с известными технологическими процессами и режимами обработки с помощью известного технологического оборудования (см., например, Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М. Металлургия. 1980. С. 359-370).An electrically conductive gas-permeable insert is installed at the entrance to the
Открытые поры газопроницаемых элементов 6 образуют криволинейные каналы, связывающие проточный канал 4 с выходным патрубком 2. Степень пористости каждого газопроницаемого элемента составляет 37% при среднем поперечном размере криволинейных каналов равном 10-5 м. Толщина каждого газоэлектрического элемента составляет 2,65 мм.The open pores of the gas-permeable elements 6 form curvilinear channels connecting the flow channel 4 with the
Работа ГЭР в составе тракта подачи рабочего тела ВЧ источника ионов, используемого в качестве ЭРД космического аппарата, осуществляется следующим образом.The work of the GER as part of the supply path of the working fluid of the RF ion source, used as the electric propulsion of the spacecraft, is as follows.
При включении устройства ВЧ индуктор источника ионов подключается к ВЧ генератору, на эмиссионный электрод и корпус газоразрядной камеры подается высокое напряжение положительной полярности ~2000 кВ. Соответствующая разность потенциалов создается между патрубками 1 и 2 ГЭР. Одновременно производится открытие клапанов системы хранения и подачи рабочего тела, и газообразное рабочее тело (ксенон) поступает в газоразрядную камеру ВЧ источника ионов через тракт подачи, включающий в свой состав ГЭР. Расход ксенона через ГЭР в газоразрядную камеру источника ионов поддерживается равным 0,5 мг/с.When the RF device is turned on, the ion source inductor is connected to the RF generator, and a high voltage of positive polarity ~ 2000 kV is applied to the emission electrode and the gas discharge chamber body. The corresponding potential difference is created between the
За счет предварительного выбора размеров и степени пористости двух газопроницаемых элементов 6, образующих газопроницаемую вставку, устанавливается расчетное значение гидросопротивления тракта подачи, при котором давление газа P в полости проточного канала 4 превышает критическое значение, соответствующее минимальному уровню пробойного напряжения U согласно зависимости Пашена (правая ветвь кривой Пашена). Увеличение значений параметра Pd в объеме проточного канала 4 приводит к существенному снижению вероятности электрического пробоя ГЭР. При этом давление PK в газоразрядной камере источника ионов и расход G газообразного рабочего тела остаются в пределах расчетных значений: PK=30 торр, G=0,5 мг/с.Due to the preliminary selection of the sizes and porosity of the two gas-permeable elements 6 forming the gas-permeable insert, the calculated value of the hydraulic resistance of the supply path is established at which the gas pressure P in the cavity of the flow channel 4 exceeds the critical value corresponding to the minimum breakdown voltage U according to the Paschen dependence (right branch Paschen curve). An increase in the values of the parameter Pd in the volume of the flow channel 4 leads to a significant decrease in the probability of electric breakdown of the GER. In this case, the pressure P K in the gas-discharge chamber of the ion source and the flow rate G of the gaseous working fluid remain within the calculated values: P K = 30 torr, G = 0.5 mg / s.
Стенки криволинейных каналов, образованных открытыми порами каждого газопроницаемого элемента, выполнены из электропроводящего материала (никеля) и находятся под потенциалом выходного патрубка 2. Вследствие этого в криволинейных каналах газопроницаемых элементов осуществляется нейтрализация заряженных частиц. На поверхности стенок каналов происходит рекомбинация при осаждении заряженных частиц, имеющих противоположную полярность по отношению к потенциалу газопроницаемой вставки, и отражение заряженных частиц, имеющих одноименную полярность по отношению к потенциалу газопроницаемой вставки.The walls of the curved channels formed by the open pores of each gas-permeable element are made of electrically conductive material (nickel) and are under the potential of the
Кроме того, электропроводящая структура газопроницаемого элемента экранирует полость каналов, образованных открытыми порами, от внешних электромагнитных полей, в том числе и от ВЧ поля, возбуждаемого ВЧ индуктором в газоразрядной камере источника ионов. Возможность экранирования внешних электромагнитных полей имеет существенное значение при установке ГЭР в трактах подачи рабочего тела ВЧ источников ионов, особенно при близком расположении ГЭР относительно газоразрядной камеры. Экранирование каналов газопроницаемой вставки от внешних электромагнитных полей снижает вероятность возбуждения коронного разряда в полости каналов.In addition, the electrically conductive structure of the gas-permeable element shields the cavity of the channels formed by open pores from external electromagnetic fields, including the RF field excited by the RF inductor in the gas discharge chamber of the ion source. The ability to shield external electromagnetic fields is essential when installing the GER in the supply paths of the working fluid of the RF ion sources, especially when the GER is close to the gas discharge chamber. Shielding the channels of the gas-permeable insert from external electromagnetic fields reduces the likelihood of a corona discharge in the channel cavity.
При использовании газопроницаемых элементов с пористой структурой, изготовленных из порошкового электропроводящего материала методом порошковой металлургии, криволинейные каналы, образованные открытыми порами и имеющие минимальные поперечные размеры, равномерно распределены по всему объему пористой структуры вставки. В этом случае происходит равномерное перераспределение расхода рабочего газа по всему поперечному сечению газопроницаемой вставки, что существенно снижает вероятность электрического пробоя в области, где действует максимальный перепад давления газа. За счет использования пористой электропроводящей структуры вставки исключается образование каналов с максимальным размером поперечного сечения, что характерно для дроссельных шайб, и связанная с этим локализация области с максимальным расходом газового потока.When using gas-permeable elements with a porous structure made of powder electrically conductive material by powder metallurgy, curved channels formed by open pores and having minimal transverse dimensions are uniformly distributed over the entire volume of the porous structure of the insert. In this case, a uniform redistribution of the working gas flow occurs over the entire cross section of the gas-permeable insert, which significantly reduces the likelihood of electrical breakdown in the region where the maximum pressure drop of the gas acts. Due to the use of the porous electrically conductive structure of the insert, the formation of channels with a maximum cross-sectional size, which is typical for throttle washers, and the associated localization of the region with the maximum gas flow rate, are eliminated.
Вероятность электрического пробоя в газовом потоке по поверхности диэлектрика (на внутренней поверхности корпуса 3) снижается за счет сужения проточного канала 4. Сужение, образованное кольцеобразным выступом 5 на поверхности проточного канала 4, является препятствием для распространения электрического разряда вдоль диэлектрической поверхности канала. В этом случае дополнительно снижается вероятность электрического пробоя ГЭР в целом.The probability of electric breakdown in the gas stream over the surface of the dielectric (on the inner surface of the housing 3) is reduced due to the narrowing of the flow channel 4. The narrowing formed by the
За счет комплексного решения перечисленных выше технических проблем, связанных с возможностью электрического пробоя ГЭР, повышается надежность электрической изоляции и электрическая прочность тракта подачи рабочего тела в газоразрядные камеры различных типов источников заряженных частиц.Due to the integrated solution of the above technical problems associated with the possibility of electrical breakdown of the GER, the reliability of electrical insulation and the electric strength of the path of the supply of the working fluid to gas-discharge chambers of various types of sources of charged particles are increased.
Представленный пример осуществления изобретения основывается на конкретной форме выполнения конструкции ГЭР, однако это не исключает возможность достижения технического результата и в других частных случаях реализации изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы. Форма выполнения элементов конструкции ГЭР, размеры, степень пористости газопроницаемой вставки, количество газопроницаемых элементов и другие характеристики ГЭР выбираются в зависимости от типа источника заряженных частиц и его рабочих характеристик.The presented exemplary embodiment of the invention is based on a specific embodiment of the design of the GER, however, this does not exclude the possibility of achieving a technical result in other special cases of the invention as described in the independent claim. The execution form of the GER design elements, dimensions, porosity of the gas-permeable insert, the number of gas-permeable elements and other GER characteristics are selected depending on the type of charged particle source and its operating characteristics.
В частности, в зависимости от расхода газообразного рабочего тела, давления в газоразрядной камере источника заряженных частиц, разности потенциалов между корпусом газоразрядной камеры и трубопроводом системы хранения и подачи рабочего тела расчетным путем определяется оптимальная степень пористости, размеры и количество элементов 6, образующих газопроницаемую вставку. На основании исходных данных определяются размеры проточного канала 4, а также количество проточных каналов (при ограничении габаритных размеров ГЭР). В случае использования в ГЭР нескольких проточных каналов они могут быть расположены параллельно относительно друг друга и оси симметрии диэлектрического корпуса устройства (см., например, патент RU 2444867 C2).In particular, depending on the flow rate of the gaseous working fluid, the pressure in the gas-discharge chamber of the source of charged particles, the potential difference between the body of the gas-discharge chamber and the pipeline of the storage and supply system of the working fluid, the optimal degree of porosity, size and number of elements 6 forming a gas-permeable insert are determined by calculation. Based on the initial data, the dimensions of the flow channel 4 are determined, as well as the number of flow channels (with a limitation of the overall dimensions of the GER). If several flow channels are used in the GER, they can be located parallel to each other and to the axis of symmetry of the dielectric body of the device (see, for example, patent RU 2444867 C2).
На основании выбранных значений степени пористости газопроницаемой вставки, рабочих характеристик и условий эксплуатации ГЭР выбирается электропроводящий порошковый материал (металл или электропроводящая керамика) и технологические режимы его обработки методом порошковой металлургии, включая давление прессования (формования) и температуру спекания. Необходимость использования кольцеобразных выступов 5, образующих сужение проточного канала 4, и количество таких выступов устанавливается в зависимости от расчетных размеров проточного канала.Based on the selected values of the degree of porosity of the gas-permeable insert, the operating characteristics and operating conditions of the GER, the electrically conductive powder material (metal or electrically conductive ceramic) and the technological modes of its processing by powder metallurgy, including pressing (molding) pressure and sintering temperature, are selected. The need to use
Выполненная согласно изобретению ГЭР может использоваться в системах подачи газообразного рабочего тела ЭРД космических аппаратов, в том числе ионных и плазменных двигателей, в двигательных установках на основе ЭРД, а также в системах подачи рабочего тела источников заряженных частиц, применяемых в технологических процессах ионно-плазменной обработки.The GER performed according to the invention can be used in the systems for supplying the gaseous working fluid of the propulsion systems of spacecraft, including ion and plasma engines, in propulsion systems based on electric propulsion, as well as in the systems for supplying the working fluid of charged particle sources used in ion-plasma processing processes .
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130385A RU2703848C1 (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Gas-electric isolation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018130385A RU2703848C1 (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Gas-electric isolation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703848C1 true RU2703848C1 (en) | 2019-10-22 |
Family
ID=68318405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018130385A RU2703848C1 (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | Gas-electric isolation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703848C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817410C1 (en) * | 2023-07-26 | 2024-04-16 | Кирилл Константинович Свистунов | Gas isolation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3576107A (en) * | 1969-03-04 | 1971-04-27 | Nasa | Propellant feed isolator |
| EP1082541A1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-03-14 | Primex Aerospace Company | Uniform gas distribution in ion accelerators with closed electron drift |
| RU2191289C2 (en) * | 2000-08-17 | 2002-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российского авиационно-космического агентства "Опытное конструкторское бюро "Факел" | Closed-electron-drift plasma-jet engine |
| RU2444867C2 (en) * | 2010-04-06 | 2012-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" | High-voltage gas-arc isolation of plasma accelerator actuating medium supply track (versions) |
-
2018
- 2018-08-22 RU RU2018130385A patent/RU2703848C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3576107A (en) * | 1969-03-04 | 1971-04-27 | Nasa | Propellant feed isolator |
| EP1082541A1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-03-14 | Primex Aerospace Company | Uniform gas distribution in ion accelerators with closed electron drift |
| RU2191289C2 (en) * | 2000-08-17 | 2002-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российского авиационно-космического агентства "Опытное конструкторское бюро "Факел" | Closed-electron-drift plasma-jet engine |
| RU2444867C2 (en) * | 2010-04-06 | 2012-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро "Факел" | High-voltage gas-arc isolation of plasma accelerator actuating medium supply track (versions) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817410C1 (en) * | 2023-07-26 | 2024-04-16 | Кирилл Константинович Свистунов | Gas isolation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2961113B2 (en) | Plasma accelerator with closed electron drift | |
| US7176469B2 (en) | Negative ion source with external RF antenna | |
| JP5659425B2 (en) | Processing system and neutral beam source for generating negative ion plasma | |
| US7624566B1 (en) | Magnetic circuit for hall effect plasma accelerator | |
| CN109786205B (en) | Electron cyclotron resonance ion source | |
| US20080047256A1 (en) | Gas-fed hollow cathode keeper and method of operating same | |
| US6246059B1 (en) | Ion-beam source with virtual anode | |
| US2285622A (en) | Ion source | |
| US20030218430A1 (en) | Ion source with external RF antenna | |
| JP5449166B2 (en) | High voltage insulator and ion accelerator provided with the high voltage insulator | |
| US5899666A (en) | Ion drag vacuum pump | |
| RU2703848C1 (en) | Gas-electric isolation | |
| KR100876052B1 (en) | Neutralizer-type high frequency electron source | |
| US20090314952A1 (en) | Ion source for generating negatively charged ions | |
| WO2001093293A1 (en) | Plasma ion source and method | |
| US4891525A (en) | SKM ion source | |
| Ham et al. | Characterization of propellant flow and bias required to initiate an arc discharge in a heaterless hollow cathode | |
| JP5105775B2 (en) | Insulating piping, plasma processing apparatus and method | |
| RU2656851C1 (en) | Plasma accelerator with closed electron drift | |
| US3268758A (en) | Hollow gas arc discharge device utilizing an off-center cathode | |
| JP4111441B2 (en) | Large-diameter electrostatic accelerator with discharge breakdown prevention function | |
| US3226598A (en) | Source of ions for use in synchro-cyclotrons | |
| RU2749668C1 (en) | Ion source | |
| JP2015204185A (en) | Microwave ion source, and shield member used for the same | |
| RU2684166C1 (en) | Dielectric separator of supply channel of working medium of ion and electron sources |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200417 Effective date: 20200417 |