[發明專利]一種用于等離子體破裂防護的活塞式彈丸注入系統及方法

在審

• 申請號: 202310676127.4
• 申請日: 2023-06-08
• 公開（公告）號: CN116592696A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 莊會東;趙勝波;陳鑫鑫;周躍;黃明;左桂忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: F41A9/38
• 分類號: F41A9/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 孔偉

1.一種用于等離子體破裂防護的活塞式彈丸注入系統，其特征在于：包括進氣腔、彈丸加速腔、復位腔、進氣法蘭、放氣管、加料管、彈丸夾、復位氣管、隔離密封圈、出口法蘭、復位限位機構、進氣腔放氣閥、復位腔進氣閥、復位腔放氣閥，所述的彈丸加速腔為所述的彈丸夾的滑動軌道，其一端與所述的進氣腔連接，而另外一端則與所述的復位腔相連接；所述的彈丸夾處于所述的彈丸加速腔內部，彈丸夾能夠在彈丸加速腔內部左右滑動；所述的彈丸加料管則通過彈丸加速腔的側面開孔與彈丸加速腔相連通；所述的進氣腔一端與高壓充氣閥相連接，另外一端則與所述的彈丸加速腔相連；所述的進氣腔放氣閥則通過管道與所述的進氣腔相連接；所述的復位腔其一端與所述的彈丸加速腔相連接，而其另外一端則為出口法蘭；所述的復位腔進氣閥和放氣閥則通過管道與所述的復位腔相連接。

2.根據權利要求1所述的一種用于等離子體破裂防護的活塞式彈丸注入系統，其特征在于：所述的彈丸夾由Peek材料加工而成，該彈丸夾外部為橢圓結構，且其結構為一段粗一段細，其中粗段為滑動端，細段為彈丸腔體，在細段外部則安裝有隔離密封圈結構，保證彈丸夾被彈射到最終位置后能實現進氣腔和復位腔之間的氣體密封，外部近橢圓結構保證彈丸夾在所述的彈丸加速腔中只能左右往復運動而無法轉動，該彈丸夾的細端內部結構為入口稍大的中空圓臺結構，且其側面開有一進料孔，固體顆粒彈丸從所述的彈丸加料管及該進料孔掉落到彈丸夾內部。

3.根據權利要求1所述的一種用于等離子體破裂防護的活塞式彈丸注入系統，其特征在于：所述的彈丸加速腔為內部中空的圓柱形結構，其內部中空結構與所述的彈丸夾外形一致，均為橢圓結構，且其尺寸與與彈丸夾尺寸相同，差距為正負公差，方便彈丸夾在其內部只能左右滑動，而無法轉動，從而保證彈丸夾側面開孔始終朝上，且能保證只有極少量的驅動氣體能通過二者間隙流出。

4.一種如權利要求1-3任一項所述的用于等離子體破裂防護的活塞式彈丸注入方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)關閉出口法蘭連接的閥門、彈丸加料管閥門、進氣腔放氣閥；

(2)打開復位腔進氣閥閥門，通過進氣閥向復位腔緩慢充入一定量的高壓氣體，由于彈丸夾兩端存在壓差，因此彈丸夾就會在該高壓氣體的推動下向彈丸加速腔的另外一端運動，直到碰到所述的復位限位機構，此時彈丸夾的進料口正好與彈丸加料管對齊；

(3)打開進料閥門，然后把顆粒彈丸從彈丸加料管投入彈丸夾內，加料完畢后關閉加料管閥門；

(4)打開復位腔放氣閥，利用抽氣機組把復位腔內部的氣體抽除；

(5)打開彈丸出口法蘭處的閥門，然后利用高壓充氣閥向進氣腔內快速充入一定量的高壓氣體，此時彈丸夾就會在高壓氣體的驅動下攜帶著內部的顆粒彈丸高速的向彈丸加速腔的另外一側運動；

(6)待彈丸夾的隔離密封圈碰到復位腔時，彈丸夾就會被阻擋而無法繼續向前，而彈丸夾內的顆粒彈丸則由于慣性會繼續向前高速運動，從而被高速彈出，由于彈丸夾上安裝有隔離密封圈，因此在高壓氣體的壓力作用下，彈丸夾就會與復位腔實現了密封，高壓驅動氣體就無法進入復位腔，因而不會隨彈丸進入等離子體中，從而確保了只有彈丸被注入等離子體中去；

(7)打開進氣腔放氣閥，把進氣腔及彈丸加速腔內部的高壓推進氣體泄放掉；

(8)關閉出口法蘭閥門，彈丸加料管閥門、進氣腔放氣閥，打開復位腔進氣閥，然后向復位腔充入一定量的高壓氣體，此時彈丸夾就會在該高壓氣體的推動下向彈丸加速腔的另外一端運動，直到碰到復位限位機構，此時彈丸夾的進料口正好與彈丸加料管對齊，等待下次加料發射。