[发明专利]用于使液态衬里内爆的方法和系统有效
申请号: | 201880042306.X | 申请日: | 2018-04-16 |
公开(公告)号: | CN110785819B | 公开(公告)日: | 2023-06-06 |
发明(设计)人: | 乔治·齐默曼;大卫·F·普兰特;罗伯特·V·博查尔;特洛伊·N·泰勒;维多利亚·苏博尼斯基;迈克尔·H·德拉治;米歇尔·G·拉伯格;马尔科姆·N·威廉姆斯 | 申请(专利权)人: | 通用融合公司 |
主分类号: | G21B1/11 | 分类号: | G21B1/11;H05H1/24 |
代理公司: | 北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙) 11413 | 代理人: | 谢攀;刘继富 |
地址: | 加拿大大不列*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 液态 衬里 方法 系统 | ||
描述了用于使液态衬里内爆的系统的示例。内爆系统包括容器和位于容器内的旋转构件。旋转构件具有形成多个弯曲通道的多个成形叶片,所述多个弯曲通道在内表面处具有内侧开口并且在外表面处具有外侧端。旋转构件至少部分地填充有液态介质。使用驱动器来旋转旋转构件,使得当旋转构件旋转时,液态介质被迫进入通道中,从而形成液态衬里,该液态衬里具有相对于旋转轴线弯曲的界面并限定了腔。该系统还包括内爆驱动器,该内爆驱动器改变旋转构件的旋转速度,使得液态衬里向内内爆以使腔塌陷。内爆液态衬里可以用于等离子压缩系统。
技术领域
本公开总体上涉及用于在液态介质中形成腔并且通过使腔的液态衬里内爆而使该腔塌陷的方法和系统。
背景技术
如现有技术中已知的,内爆液态衬里系统形成圆柱形腔,该圆柱形腔通过使圆柱形液态衬里径向内爆而塌陷。这种现有技术的内爆液态衬里系统的示例是在1970年代在美国海军研究试验室开发的LINUS系统。在LINUS系统中,旋转的圆柱形液态金属衬里由自由活塞径向驱动。活塞由高压气体轴向驱动,从而引起旋转的液态衬里的自由表面径向运动。液态金属的初始旋转通过旋转其中容纳有液态介质的圆柱形容器来提供。整个容器绕其纵向轴线旋转,从而沿旋转轴线形成圆柱形腔,并且该圆柱形腔与旋转轴线同轴。
发明内容
在一个方面,提供了一种液态衬里内爆系统,该液态衬里内爆系统用于在液态衬里中形成腔并通过使液态衬里内爆来使腔塌陷。该系统包括:具有外壁的容器;旋转构件,该旋转构件位于容器内部并且能够绕旋转轴线旋转;操作地联接到旋转构件以使旋转构件旋转的旋转驱动器;液态介质,当旋转构件旋转时,液态介质在旋转构件中流动从而形成液态衬里;以及内爆驱动器,其可与旋转构件接合以改变旋转构件的加速度并使液态衬里朝向旋转构件的内部容积的中心区域内爆,以使腔塌陷。旋转构件包括沿旋转轴线形成的第一端和第二端、相对于旋转轴线弯曲的内表面以及多个弯曲通道。每个弯曲通道在内表面处具有内侧开口并且具有外侧端。每个通道的曲率随着该通道的外侧端与第一端或第二端之间的距离而变化,使得在第一端或第二端附近具有外侧端的通道沿着朝向中心区域的方向从外侧端到内侧开口三维弯曲。
旋转构件还包括间隔开并且形成所述多个弯曲通道的多个成形叶片。所述多个成形叶片中的至少一些成形叶片在内侧开口处具有逐渐减小的壁。
在一方面,旋转构件的外侧端开口并且根据如下式来使旋转构件的外表面成形:
其中Pout(top)是旋转构件的第一端的外表面处的压力;Pin是旋转构件的内表面处的压力;zo是内表面处的参考点;z是沿旋转轴线的可变距离;ρ是液态介质的密度;g是由于重力引起的沿着旋转构件的旋转轴线的加速度;ω是旋转构件的以rad/s为单位的旋转速度;r是距旋转轴线的可变垂直距离;ro(z)是定义每个通道的外侧开口相对于旋转轴线的半径的函数;并且ri(z)是定义每个通道的内侧开口相对于旋转轴线的半径的函数。
在一方面,内爆驱动器是减速器,该减速器包括偏心齿轮组件,偏心齿轮组件具有带齿的空心齿轮环和多个行星齿轮,每个行星齿轮在其圆周上具有多个齿。所述多个行星齿轮位于旋转构件和齿轮环之间。旋转构件还包括朝向行星齿轮突出的齿,使得行星齿轮的至少一些齿接合旋转构件的至少一些齿和齿轮环的至少一些齿。每个行星齿轮还包括偏心质量。锁被构造成在操作开始时将行星齿轮相对于旋转构件锁定在锁定位置处,使得当处于锁定位置时,每个行星齿轮的偏心质量相对于旋转构件偏移。当释放锁时,行星齿轮沿着旋转方向进行旋转,从而使旋转构件减速,并且使空心齿轮环加速。
在另一方面,内爆驱动器包括选自如下的加速器:化学驱动器、电磁驱动器、气动驱动器、液压驱动器或其组合。
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