【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成腔的液态衬里的方法和系统
本公开总体上涉及用于在液态介质中形成腔的方法和系统。
技术介绍
如现有技术中已知的,用于在液态衬里中形成腔和用于使液态衬里内爆的系统形成圆柱形腔,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。
技术实现思路
在一个方面,提供了一种用于形成腔的液态衬里的系统。该系统包括具有外壁的容器和位于容器内部并且可绕旋转轴线旋转的旋转构件。旋转构件包括沿着旋转轴线的第一端和第二端、限定内部容积并且相对于旋转轴线弯曲的内表面、具有随着内表面的形状变化的形状的外表面、以及多个流体通道,所述多个流体通道在内表面处具有内侧开口并且在外表面处具有外侧开口。旋转驱动器操作地联接到旋转构件以使旋转构件旋转。在容器中设置液态介质,使得液态介质至少部分地填充流体通道并形成液态衬里,并且该液态衬里的内表面相对于旋转轴线弯曲,从而限定腔。在另一方面,旋转构件是不对称的,使得旋转构件的第一端处的Δr小于第二端处的Δr。在一方面,旋转构件的外表面的形状根据如下式来确定:其中Pout(top)是旋转构件的第一 ...
【技术保护点】
1.一种用于形成腔的液态衬里的系统,所述系统包括:/n具有外壁的容器;/n旋转构件,其位于所述容器内并且能够绕旋转轴线旋转,所述旋转构件包括:/ni.沿所述旋转轴线的第一端和第二端;/nii.内表面,所述内表面限定内部容积并且相对于所述旋转轴线弯曲;/niii.外表面,所述外表面的形状随着所述内表面的形状而变化;以及/niv.多个流体通道,每个流体通道在所述内表面处具有内侧开口并且在所述外表面处具有外侧开口;/n旋转驱动器,其操作地联接到所述旋转构件以使所述旋转构件旋转;以及/n所述容器中的液态介质,当所述旋转构件旋转时所述液态介质至少部分地填充所述流体通道并且形成液态衬里,所述液态衬里的内部界面限定与所述旋转轴线同轴的腔,所述内部界面相对于所述旋转轴线弯曲。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170501 US 62/492,776;20170714 US 62/532,8191.一种用于形成腔的液态衬里的系统,所述系统包括:
具有外壁的容器;
旋转构件,其位于所述容器内并且能够绕旋转轴线旋转,所述旋转构件包括:
i.沿所述旋转轴线的第一端和第二端;
ii.内表面,所述内表面限定内部容积并且相对于所述旋转轴线弯曲;
iii.外表面,所述外表面的形状随着所述内表面的形状而变化;以及
iv.多个流体通道,每个流体通道在所述内表面处具有内侧开口并且在所述外表面处具有外侧开口;
旋转驱动器,其操作地联接到所述旋转构件以使所述旋转构件旋转;以及
所述容器中的液态介质,当所述旋转构件旋转时所述液态介质至少部分地填充所述流体通道并且形成液态衬里,所述液态衬里的内部界面限定与所述旋转轴线同轴的腔,所述内部界面相对于所述旋转轴线弯曲。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述旋转构件的外表面的形状根据如下式来确定:
其中Pout(top)是所述旋转构件的所述第一端的外表面处的压力;Pin是所述旋转构件的内表面处的压力;zo是所述内表面处的参考点;z是沿所述旋转轴线的可变距离;ρ是所述液态介质的密度;g是由于重力引起的沿着所述旋转轴线的加速度;ω是以rad/s为单位的旋转速度;r是距所述旋转轴线的可变垂直距离;ro(z)是定义所述通道的外侧开口相对于所述旋转轴线的半径的函数;并且ri(z)是定义所述通道的内侧开口相对于所述旋转轴线的半径的函数。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述旋转构件的所述内表面朝向所述第一端和所述第二端中的每一端向内弯曲。
4.根据权利要求3所述的系统,其中当所述旋转构件的所述第一端在所述第二端上方时,所述旋转构件关于赤道平面不对称,使得所述外侧开口相对于所述旋转轴线的半径与所述内侧开口相对于所述旋转轴线的半径在所述第一端处的差(Δr)小于在所述第二端处的差Δr。
5.根据权利要求1所述的系统,其中每个通道的深度与宽度的纵横比为至少3:1。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述通道的所述内侧开口被定向并朝向中心区域会聚。
7.根据权利要求1所述的系统,其中所述多个通道中的每一个通道包括在所述外侧开口与所述内侧开口之间延伸的壁,所述多个通道中的至少一个通道具有从该通道的外侧开口朝向内侧开口向内逐渐减小的截面,所述液态介质能够沿着所述通道的纵向轴线在所述内侧开口与所述外侧开口之间流动。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述多个通道中的所述至少一个通道的壁在所述内侧开口处逐渐减小。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述旋转构件还包括轴向间隔开的多个环以及在所述多个环之间延伸的径向间隔开的多个柱,其中所述多个柱和所述多个环限定所述多个流体通道。
10.根据权利要求1所述的系统,其中所述容器还包括包围所述旋转构件的定子,所述定子包括与所述旋转构件的第一端轴向对准的第一端、与所述旋转构件的第二端轴向对准的第二端、面向所述旋转构件的所述外表面并且与之间隔开的内壁、以及在所述内壁与所述外壁之间的室,其中所述室在所述内壁和所述外壁处开口。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述定子还包括轴向间隔开的架台和径向间隔开的分隔器,所述架台和所述分隔器在所述外壁与所述内壁之间延伸并且被布置为以室深度与室宽度的深宽比为至少3:1来限定所述室。
12.根据权利要求11所述的系统,其中至少一些所述室中...
【专利技术属性】
技术研发人员: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,
申请(专利权)人:通用融合公司,
类型:发明
国别省市:加拿大;CA
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