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    重庆时时彩技巧群: 等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀.pdf

    关 键 词:
    等离子体 破裂 防护 专用 气量 快速 充气
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110090285.9

    申请日:

    2011.04.12

    公开号:

    CN102155569A

    公开日:

    2011.08.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 著录事项变更IPC(主分类):F16K 31/06变更事项:发明人变更前:张晓东 庄会东变更后:张晓东 庄会东 董云波|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16K 31/06申请日:20110412|||公开
    IPC分类号: F16K31/06; F16K24/06 主分类号: F16K31/06
    申请人: 中国科学院等离子体物理研究所
    发明人: 张晓东; 庄会东
    地址: 230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
    优先权:
    专利代理机构: 安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112 代理人: 余成俊
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110090285.9

    授权公告号:

    |||102155569B||||||

    法律状态公告日:

    2015.05.06|||2013.02.13|||2011.09.28|||2011.08.17

    法律状态类型:

    著录事项变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一个可以应用于等离子体破裂缓解的可调气量的快速充气阀门,根据EAST托卡马克等离子体破裂缓解的要求,必须在很短的时间内,一般在10个毫秒以内充入大量的惰性气体,实现对等离子体破裂的缓解,以缓解托卡马克装置由于等离子体破裂而受到的损伤。本发明可以在5个毫秒的时间内向装置内部充入大量的惰性气体来缓解等离子体破裂的破坏,本发明的另一大优点是其可以工作在强磁场附近,而不受磁场的影响,从使用效果来看,可以很好的起到破裂缓解的效果,该阀门的成功研制,对以后在EAST上进行破裂防护物理研究提供了一个坚实可靠的实验工具。

    权利要求书

    1.一种等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,包括有阀体,其特征在于:所述的阀体包括有背压腔室和工作气体腔室,所述的背压腔室和工作气体腔室分别外接高压气源,所述工作气体腔室的底部设有出气口并连接有通向托卡马克装置的真空室的管道;包括工字型阀芯,所述工字型阀芯的上、下端分别伸入到所述的背压腔室和工作气体腔室中,工字型阀芯的下端抵在所述出气口的口部,工字型阀芯的周围环绕有平面螺旋线圈,所述平面螺旋线圈的二个接线端分别外接充电电容器的正负端。2.根据权利要求1所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述的背压腔室和工作气体腔室之间采用橡胶圈密封。3.根据权利要求1所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述的工字型阀芯采用铝材料制成。4.根据权利要求1所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述工字型阀芯的端部为圆锥形结构。5.根据权利要求1所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述的平面螺旋线圈通过两块陶瓷圆盘固定在工字型阀芯的周围。

    说明书

    等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀

    技术领域

    本发明涉及真空技术、高气压容器技术、高电压技术及磁约束聚变领域,具体涉及一种等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀。

    背景技术

    在托卡马克放电试验中,由于等离子体控制、磁流体不稳定性、杂质、高能逃逸粒子等原因,使得等离子体的破裂难以避免。特别是在实现托卡马克聚变堆稳态运行的主要研究内容——维持稳态高参数等离子体的放电中,等离子体破裂放电会导致严重的破坏作用,如第一壁大的热负载,强的机械应力,大的逃逸电流等,甚至对偏虑器靶板、第一壁部件甚至装置造成严重损伤。虽然现有托卡马克放电的不同参数的运行极限已经有了深入的研究,并且可以控制托卡马克在“安全运行”区域而避免破裂发生,但是总有一些破裂难以避免,因此,为在高参数条件下避免或减小破裂对大装置造成的危害,开展等离子体破裂缓解的研究是很有必要而且是很重要的,也是当前托卡马卡等离子体物理研究的重点之一。

    等离子体破裂防护主要分为主动防护及被动防护两种方式,主动防护主要是通过反馈控制来控制等离子体放电参数,使其运行来等离子体安全区域来避免破裂;被动防护主要是对那些不可避免的破裂所采取的方式,即向等离子体中注入杂质的方式来缓解破裂所带来的危害,其主要有两种方法,一种是弹丸注入,一种是高压气体注入,由于高压气体注入方式的简单有效性,它已经成为目前世界上各大装置上进行破裂缓解的主要研究方向。

    通过提前给装置中注入一定量的杂质惰性气体,一方面增加杂质可以增大辐射量,把等离子体能量辐射出去,从而减小打到器壁上的热负载,另一方面通过注入杂质可以加快电流焠灭,使即将产生的不稳定性来不得发展或者发展到很小程度,从而可以减小电磁负载。最后一方面,理论研究发现,通过注入一定量的杂质气体,可以提高总的气体中的电子密度,当电子密度达到一定量的时候,由于破裂而产生的电场就可以小于快电子雪崩机制的临界电场,从而可以抑制快电子的产生。

    因此,可以实现快速而且可以充入大量气体的充气阀门,是托卡马克装置中进行破裂缓解的必要的工具,而目前可用的电磁阀与压电晶体阀都不能同时满足破裂缓解的要求。

    大气量快速充气阀门的研制成功,对EAST托卡马克装置来说有着重要的意义,它的研制成功,使在EAST托卡马克装置进行等离子体破裂缓解研究成为了可能。EAST作为在世界上第一个类ITER的全超导偏滤器装置,在其上进行破裂缓解实验,也可以为ITER聚变装置提供实验基础及数据参考与积累。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种可靠的可以一在几个毫秒的时间内充入大气量的快速充气阀门。

    本发明的技术方案如下:

    一种等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,包括有阀体,其特征在于:所述的阀体包括有背压腔室和工作气体腔室,所述的背压腔室和工作气体腔室分别外接高压气源,所述工作气体腔室的底部设有出气口并连接有通向托卡马克装置的真空室的管道;包括工字型阀芯,所述工字型阀芯的上、下端分别伸入到所述的背压腔室和工作气体腔室中,工字型阀芯的下端抵在所述出气口的口部,工字型阀芯的周围环绕有平面螺旋线圈,所述平面螺旋线圈的二个接线端分别外接充电电容器的正负端。

    所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述的背压腔室和工作气体腔室之间采用橡胶圈密封。

    所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述的工字型阀芯采用铝材料制成。

    所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述工字型阀芯的端部为圆锥形结构。

    所述的等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,其特征在于:所述的平面螺旋线圈通过两块陶瓷圆盘固定在工字型阀芯的周围。

    本发明的有益效果:

    (1)、本发明采用两腔室结构,一个腔室是工作腔室,里面是工作气体,另外一个腔室为背压腔室,给阀芯提供背压,两个腔室之间采用橡胶圈密封,阀芯就是在压差的作用下实现自动关闭。

    (2)、本发明的驱动部件为平面螺旋线圈,通过给其提供大脉冲电流,从而给阀芯产生脉冲电磁力,继而打开活塞,完成一次脉冲充气。

    (3)、本发明的阀芯采用铝材料加工制作,且采用工字型结构,使其可以工作在强磁场环境中,而不受其影响。

    附图说明

    图1为本发明的结构示意图。

    具体实施方式

    参见图1,一种等离子体破裂防护专用大气量快速充气阀,包括有阀体1,阀体1包括有背压腔室2和工作气体腔室3,背压腔室2和工作气体腔室3分别外接高压气源,工作气体腔室3的底部设有出气口4并连接有通向托卡马克装置的真空室的管道5;包括工字型阀芯6,工字型阀芯6的上、下端分别伸入到背压腔室2和工作气体腔室3中,工字型阀芯6的下端抵在出气口4的口部,工字型阀芯的6周围环绕有平面螺旋线圈7,平面螺旋线圈7的二个接线端分别外接充电电容器的正负端。

    背压腔室2和工作气体腔室3之间采用橡胶圈密封;工字型阀芯6采用铝材料制成;工字型阀芯6的端部为圆锥形结构;平面螺旋线圈7通过两块陶瓷圆盘固定在工字型阀芯6的周围。

    以下结合附图对本发明作进一步的说明:

    工作时把充电电容器与平面螺旋线圈的接线端相连接,通过大电流开关来控制电路的关断,充电电容器先充满电,然后对平面螺旋线圈进行泄放,平面螺旋线圈中就会产生脉冲电流,从而会产生磁场,该变化的磁场就会在工字型阀芯的顶部的产生涡流,该涡流与磁场发生相互作用,产生向上的脉冲电磁力,把工字型阀芯打开,该电磁力随着充电电容器的电泄放完毕而消失,然后工字型阀芯就在背压腔室和工作气体腔室之间压差的作用下关闭,从而实现一次脉冲充气。根据不同的要求,充电电容器的充电电压及背压腔室和工作气体腔室两个腔室中的气压都可以进行调节,从而可以调节每个脉冲的进气量。

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