[发明专利]大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构

权利要求书

1.一种大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于包括：阴极套筒内壁(1)、阴极套筒外水冷套(2)、进口管路(51)和出口管路(52)；其中，

所述阴极套筒内壁(1)与所述阴极套筒外水冷套(2)通过焊接实现密封配合，所述阴极套筒内壁(1)与所述阴极套筒外水冷套(2)之间的区域构成冷却腔体(4)；

所述进口管路(51)与所述阴极套筒内壁(1)焊接，并且所述进口管路(51)与所述冷却腔体(4)相连通；

所述出口管路(52)与所述阴极套筒内壁(1)焊接，并且所述出口管路(52)与所述冷却腔体(4)相连通；

所述阴极套筒内壁(1)的外表面上设有导流板(3)，所述导流板(3)在冷却腔体(4)内引导冷却剂的流动。

2.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：所述阴极套筒内壁(1)为空心圆柱体，所述阴极套筒内壁(1)的一端设有向外凸起的阶梯，所述阴极套筒内壁(1)的表面温度沿轴向梯度变化，温度变化范围为300～400K。

3.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：所述阴极套筒外水冷套(2)为空心薄壁圆柱体，所述阴极套筒外水冷套(2)的一端设置有第一平直段，所述阴极套筒内壁(1)设置有第二平直段，第一平直段和第二平直段焊接。

4.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：阴极套筒外水冷套(2)和阴极套筒内壁(1)的焊接位置为角接焊缝，采用氩弧焊、真空电子束焊和钎焊进行焊接。

5.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：进口管路(51)和阴极套筒内壁(1)的焊接位置为管路与板角焊缝，采用电子束焊和钎焊；

出口管路(52)和阴极套筒内壁(1)的焊接位置为管路与板角焊缝，采用电子束焊和钎焊。

6.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：阴极套筒外水冷套(2)和阴极套筒内壁(1)最薄处厚度为3～5mm，以保证整体焊接后的耐压性，最大可承受内压大于4MPa。

7.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：阴极套筒内壁(1)及导流板(3)无尖端，减小流阻，冷却腔体(4)内部的冷却剂的流速为0.5～2kg/s。

8.根据权利要求1所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：阴极套筒内壁(1)、阴极套筒外水冷套(2)、进口管路(51)和出口管路(52)均采用紫铜。

9.根据权利要求7所述的大功率附加场磁动力等离子体推力器阴极螺旋换热结构，其特征在于：所述冷却剂为液氮、液氦或去离子水。