[發明專利]一種大發射電流空心陰極

有效

• 申請號: 201911362861.3
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111156141B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 谷增杰;郭寧;楊威;賈艷輝
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發明提供了一種大發射電流空心陰極，包括儲備式發射體、陰極管、多孔塞、加熱器、多層保溫熱屏筒、陶瓷、觸持極、安裝法蘭及進氣管；儲備式發射體為圓柱體，沿周向均勻分布有軸向通孔；陰極管與帶邊沿進氣管固連形成杯形件；儲備式發射體固連在杯形件內壁，同時儲備式發射體底面與進氣管通過多孔塞連通；陰極管外圓周設置加熱器，并通過加熱器外圍的多層保溫熱屏筒保溫；觸持極與安裝法蘭通過陶瓷絕緣連接，形成杯形件、加熱器、多層保溫熱屏筒的安裝空間，杯形件的進氣管穿過安裝法蘭與外界連通，杯形件杯口與觸持極相對，觸持極頂部的觸持極孔與軸向通孔同軸，引出電子電流。本發明提高了發射能力，實現百安級大發射電流。

技術領域

本發明涉及電推進系統技術領域，具體涉及一種大發射電流空心陰極。

背景技術

大發射電流空心陰極是大功率、超大功率空間電推進系統的核心，受現有技術條件下電子發射物質直流發射能力限制，依靠現有單放電通道空心陰極技術，難以把空心陰極電子發射能力提升至100A量級。鋇鎢發射體需用鎢海綿體浸漬鋇鹽以存儲發射物質，現有工藝技術條件下，大尺寸鎢海綿體孔洞均勻性和一致性難以保證，無法滿足百安級大發射電流空心陰極研制需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種大發射電流空心陰極，提高了發射能力，實現百安級大發射電流。

本發明采取的技術方案如下：

一種大發射電流空心陰極，所述空心陰極包括儲備式發射體、陰極管、多孔塞、加熱器、多層保溫熱屏筒、陶瓷、觸持極、安裝法蘭及進氣管；

所述儲備式發射體為圓柱體，沿周向均勻分布有軸向通孔；所述陰極管與帶邊沿進氣管固連形成杯形件；所述儲備式發射體固連在杯形件內壁，同時所述儲備式發射體底面與進氣管通過多孔塞連通；陰極管外圓周設置加熱器，并通過加熱器外圍的多層保溫熱屏筒保溫；所述觸持極與安裝法蘭通過陶瓷絕緣連接，形成杯形件、加熱器、多層保溫熱屏筒的安裝空間，杯形件的進氣管穿過安裝法蘭與外界連通，杯形件杯口與觸持極相對，所述觸持極頂部的觸持極孔與軸向通孔同軸，引出電子電流。

進一步地，所述加熱器包括加熱絲、環形骨架、陶瓷外套、加熱引線及陶瓷管；

所述加熱絲纏繞在環形骨架上，加熱引線穿過多層保溫熱屏筒與加熱絲一端連接，同時加熱引線與多層保溫熱屏筒接觸部分通過陶瓷管絕緣；環形骨架外圓周設置陶瓷外套。

進一步地，所述多層保溫熱屏筒包括熱屏頂板、熱屏筒、周向熱屏及底部熱屏；

所述熱屏頂板為圓環狀，固定在熱屏筒開放端，周向熱屏設置在熱屏筒內部，與熱屏筒間隔一定距離；底部熱屏設置在熱屏筒封閉端，與熱屏筒底面間隔一定距離。

進一步地，所述儲備式發射體包括陰極頂板、發射體筒、發射物質、鎢海綿體及發射體底板；

陰極頂板和發射體底板固定在發射體筒的兩端，圓筒狀鎢海綿體沿周向均勻分布在發射體筒內，鎢海綿體內表面為電子發射表面，鎢海綿體與發射體筒之間容納發射物質；所述陰極頂板上加工有節流孔，發射體底板上加工有進氣孔，所述節流孔和進氣孔與鎢海綿體同軸。

有益效果：

1、本發明利用沿周向均勻設置軸向通孔的儲備式發射體增加發射面的面積，提高發射能力，結合加熱器、多層保溫熱屏筒的加熱和保溫功能實現百安級大發射電流，不引入其他復雜工藝，具有較強的可實現性。

2、本發明儲備式發射體采用周向均勻分布的多個鎢海綿體構成電子發射表面，不需要加工大尺寸鎢海綿體；而發射體內部腔室儲備較多發射物質，隨著鎢海綿體內部及表面的發射物質的消耗，儲備的發射物質能夠通過擴散過程及時補充至鎢海綿體表面，維持電子發射表面的發射物質覆蓋度，是保證大發射電流空心陰極工作壽命的基礎。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；