一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器的制作方法

1.本技术属于聚变技术领域，具体涉及一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器。


背景技术：

2.在目前聚变研究中为获得高质量的等离子体，器壁条件尤为重要，其主要原因是真空室器壁状态能控制等离子体杂质浓度和器壁再循环等。为此，等离子体与壁相互作用以及器壁表面状态的实时控制技术成为目前聚变研究中的重要课题之一。
3.国内外聚变实验装置通常采用的器壁处理手段主要有热烘烤、辉光放电清洗、薄膜沉积等，都能起到很好器壁处理效果，从而在放电中能获得优质的等离子体。但是这类方法通常都是在实验运行前期进行器壁处理后开展放电实验，随着放电实验不断的进行，真空室器壁条件会逐渐恶化，伴随着杂质浓度增高和器壁再循环降低等，最终导致不能获得高品质的等离子体。
4.但在一些聚变实验装置上，采用在线原位锂丸或硼丸注入方式对第一壁进行实时锂化，即在放电中注入锂丸或硼丸，实验结果表明降低了等离子体中心和边缘的碳、氧杂质浓度和氢再循环，提高了等离子体约束性能。对于这样的实时在线原位器壁处理手段也许对将来的聚变堆能提供一种新的器壁处理手段和一种思路。为此，需要提供一种实验要求连续注入锂弹丸，实现等离子体在线原位器壁处理的装置。


技术实现要素：

5.本技术目的是提供一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器，能够按照实验要求连续注入锂弹丸，实现等离子体在线原位器壁处理。
6.实现本技术目的的技术方案：
7.本技术实施例提供了一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器，所述活塞式锂弹丸成型器，包括：锂挤压器、电缸和气动切割发射器；
8.所述锂挤压器设置有进料口，所述锂挤压器一端与所述电缸连接，另一端与所述气动切割发射器连接，用于在所述电缸的作用下，将从所述进料口填入的锂原料挤压成预设尺寸的锂丝从另一端输出；
9.所述气动切割发射器，用于将所述锂丝切割成锂弹丸并以一定速度注入到等离子体中实现等离子体在线原位器壁处理。
10.可选的，所述锂挤压器，具体包括：机筒、挤压活塞和挤压喷嘴；
11.所述进料口设置在所述机筒上；所述机筒的下端设置有加热环；
12.所述挤压喷嘴与所述机筒的下端连接，所述挤压喷嘴中设置有与所述机筒对应的挤压通道，所述挤压通道下方设置有废料出口；
13.所述挤压活塞从所述机筒的上端插入，用于在所述电缸的带动下在所述机筒内部动作，将所述锂原料挤压至所述挤压通道，形成所述锂丝；
14.所述挤压喷嘴的一侧设置有用于连接所述气动切割发射器的连接通道，所述连接
通道与所述挤压通道相通。
15.可选的，所述挤压活塞的下端设置有与所述挤压通道的形状匹配的挤压尖。
16.可选的，所述机筒，包括：上机筒和下机筒；
17.所述上机筒与所述下机筒之间通过法兰连接；所述锂原料通过所述进料口进入所述上机筒；
18.所述加热环缠绕在所述下机筒的外壁；
19.所述下机筒与所述挤压喷嘴通过内螺纹连接。
20.可选的，所述挤压喷嘴有多个，多个所述挤压喷嘴的挤压通道尺寸不同；多个所述挤压喷嘴中的任一个与所述机筒的下端连接。
21.可选的，所述气动切割发射器，具体包括：高频气动快阀、发射筒、活塞盘、切割管和同轴管；
22.所述发射筒内可活动的设置有所述活塞盘，一端与所述高频气动快阀连接，另一端连接有所述同轴管；所述活塞盘的另一端与焊接有所述切割管；
23.所述同轴管套设在所述切割管的外部并插入所述连接通道；
24.所述高频气动快阀，用于推动所述活塞盘，以使所述切割管动作将所述锂丝锂丝切割成直径毫米量级圆柱形弹丸，并以一定速度注入到等离子体中实现等离子体在线原位器壁处理。
25.可选的，所述发射筒内设置有恢复弹簧和缓冲垫；
26.所述恢复弹簧，用于将所述活塞盘恢复至初始位置；
27.所述缓冲垫，用于在所述高频气动快阀推动所述活塞盘时，对所述活塞盘进行缓冲。
28.可选的，所述高频气动快阀通过法兰与所述发射筒的一端连接。
29.可选的，所述同轴管通过连接法兰与所述挤压喷嘴连接，通过固定圈与所述发射筒连接。
30.可选的，所述电缸通过联轴器与所述挤压活塞连接，用于将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，通过所述联轴器将所述挤压活塞向下挤压。
31.本技术的有益技术效果在于：
32.本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器，引入电缸，能实现精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动。成型器整体结构简单，能连续制造毫米量级的锂丝并能按照要求连续注入不同尺寸的毫米量级锂弹丸到放电等离子体中，从而实现等离子体在线原位器壁处理。
附图说明
33.图1为本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器的结构示意图；
34.图2为本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器中锂挤压器的结构示意图；
35.图3为本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器中气动切割发射器的结构示意图。
36.图中：
37.1-锂挤压器；11-进料口；12-机筒，121-上机筒，122-下机筒；13-挤压活塞，131-挤压尖；14-挤压喷嘴；15-加热环；16-挤压通道；17-废料出口；18-连接通道；19-内螺纹；
38.2-电缸；21-联轴器；
39.3-气动切割发射器；31-高频气动快阀；32-发射筒；33-活塞盘；34-切割管；35-同轴管；36-恢复弹簧；37-缓冲垫；38-连接法兰；39-固定圈。
具体实施方式
40.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚-完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本技术实施例中的一部分，而不是全部。基于本技术记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本技术保护的范围内。
41.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器的结构示意图。
42.本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器，包括：锂挤压器1、电缸2和气动切割发射器3；
43.锂挤压器1设置有进料口11，锂挤压器1一端与电缸2连接，另一端与气动切割发射器3连接，用于在电缸2的作用下，将从进料口11填入的锂原料挤压成预设尺寸的锂丝从另一端输出；
44.气动切割发射器3，用于将锂丝切割成锂弹丸并以一定速度注入到等离子体中实现等离子体在线原位器壁处理。
45.在本技术实施例一些可能的实现方式中，如图2所示，锂挤压器1，具体可以包括：机筒12、挤压活塞13和挤压喷嘴14；
46.进料口11设置在机筒12上；机筒12的下端设置有加热环15；
47.挤压喷嘴14与机筒12的下端连接，挤压喷嘴14中设置有与机筒12对应的挤压通道16，挤压通道16下方设置有废料出口17；
48.挤压活塞13从机筒12的上端插入，用于在电缸2的带动下在机筒12内部动作，将锂原料挤压至挤压通道16，形成锂丝；
49.挤压喷嘴14的一侧设置有用于连接气动切割发射器3的连接通道18，连接通道18与挤压通道16相通。
50.在一个例子中，挤压活塞13的下端设置有与挤压通道16的形状匹配的挤压尖131。
51.在本技术实施例一些可能的实现方式中，机筒12，包括：上机筒121和下机筒122；
52.上机筒121与下机筒122之间通过法兰连接；锂原料通过进料口11进入上机筒121；
53.加热环15缠绕在下机筒122的外壁；
54.下机筒122与挤压喷嘴14通过内螺纹19连接。
55.在一个例子中，挤压喷嘴14可以有多个，多个挤压喷嘴14的挤压通道16尺寸不同；多个挤压喷嘴14中的任一个与机筒12的下端连接，可根据实验要求可更换不同尺寸挤压通道16的挤压喷嘴14，以实现不同尺寸的锂丝挤压。
56.在本技术实施例一些可能的实现方式中，如图3所示，气动切割发射器3，具体可以
包括：高频气动快阀31、发射筒32、活塞盘33、切割管34和同轴管35；
57.发射筒32内可活动的设置有活塞盘33，一端与高频气动快阀31连接，另一端连接有同轴管35；活塞盘33的另一端与焊接有切割管34；
58.同轴管35套设在切割管3的外部并插入连接通道18；
59.高频气动快阀31，用于推动活塞盘33，以使切割管34动作将锂丝锂丝切割成直径毫米量级圆柱形弹丸，并以一定速度注入到等离子体中实现等离子体在线原位器壁处理。
60.作为一个示例，发射筒32内设置有恢复弹簧36和缓冲垫37；
61.恢复弹簧36，用于将活塞盘33恢复至初始位置；
62.缓冲垫37，用于在高频气动快阀31推动活塞盘33时，对活塞盘33进行缓冲。
63.在一个例子中，高频气动快阀31通过法兰与发射筒32的一端连接。
64.在另一个例子中，同轴管35通过连接法兰38与挤压喷嘴14连接，通过固定圈39与发射筒32连接。
65.在本技术实施例一些可能的实现方式中，电缸2通过联轴器21与挤压活塞13连接，用于将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，通过联轴器21将挤压活塞13向下挤压。
66.可以理解的是，电缸2的优势在于能实现精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动。
67.下面结合一个具体的例子，详细说明本技术实施例提供的一种适合聚变装置的活塞式锂弹丸成型器的具体运行过程。
68.1.首先在控制系统中设置锂丸发射频率和伺服电机旋转速度；
69.2.然后将锂块通过进料口11填入机筒12，完成加料过程；
70.3.最后启动控制软件，此时电缸2将挤压活塞13向下挤压，当锂丝出现在废料出口17处时，电缸2停止，等待切割发射；
71.4.当接到触发信号时，气动切割发射器3将按照设置要求，切割管34往返运动将锂丝切割成一粒弹丸且送入同轴管35，同时开启高频气动快阀31，利用高压气加速弹丸，发射过程完成。
72.上面结合附图和实施例对本技术作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。本技术中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。