一种等离子体压缩驱动器，连接到含有液体介质的等离子体安全壳，该液体介质形成含有等离子体的液体内衬，并且包括一对同轴对准的活塞，该活塞被顺序地朝向液体内衬驱动。包含推动器活塞的推动器孔与包含驱动器活塞的驱动器孔同轴并且具有更小的直径，使得在驱动器孔和推动器孔的接合部处限定了互相连接的环形面表面。在压缩操作期间，原动机使驱动器活塞朝向推动器活塞加速并且压缩该压缩流体，这使推动器活塞加速并且将推动器孔中的液体介质推入容器中，从而导致液体内衬塌缩，并且压缩等离子体。由压缩驱动器反冲和增加的容器压力导致的壳壁上的向外的力被压缩操作期间由压缩流体施加在环形面表面上的向内的力抵消。缩流体施加在环形面表面上的向内的力抵消。缩流体施加在环形面表面上的向内的力抵消。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体压缩驱动器
[0001]本公开涉及一种用于压缩等离子体的驱动器。
技术介绍
[0002]除非本文另有说明，否则本部分中描述的材料不是本申请中要求保护的现有技术，并且不因为包含在本部分中而被承认是现有技术。
[0003]包含在液体内衬内的空腔中的等离子体可通过使液体内衬内爆而被压缩。液体内衬的内爆可由压缩驱动器驱动。在已知的压缩驱动器的一些实例中，液体内衬的内爆由高压流体(例如，高压气体)驱动，高压流体推动器活塞，活塞进而推动与液体内衬流体连通的液体介质。在一个示例性应用中，等离子体压缩系统包括壳，该壳包含液体介质，该液体介质循环以形成限定在其中注入等离子体的空腔的液体内衬。壳连接到与液体介质流体连通的多个压缩驱动器；每个压缩驱动器包括阀，该阀打开以允许来自蓄能器的高压气体移动通过阀并且作用在将液体介质推入壳的活塞上以使液体内衬塌缩。
[0004]在一些应用中，等离子体需要在非常短的毫秒级的时间段内被压缩。因此，压缩操作必须在类似的短时间段内执行，从而使活塞必须非常快速地运动。为了提供使液体内衬塌缩并压缩等离子体所需的能量，减少压缩操作时间需要成比例地增加功率。在目标时间段内提供足够的功率以压缩等离子体可能是具有挑战性的。
[0005]另外，当压缩驱动器将液体介质向内推入壳时，特别是当压缩操作快速发生时，例如在毫秒级的情况下，壳可经受极高的向外应力。该向外应力由两个关键力导致：(1)当驱动器活塞加速时来自压缩驱动器的反冲力，以及(2)在活塞前面的液体介质中建立的压力。当活塞对液体介质加压以向内加速时，加压的液体介质在壳上向外推动，这第二个原因特别普遍。
[0006]在一些应用中，壳壁可经受65MPa量级的压力。除非可减小向外的压力，否则壳必须设计成承受这种压力，这可能是昂贵且复杂的。
技术实现思路
[0007]在一个方面中，提供了一种用于压缩由液体内衬限定的空腔中的等离子体的压缩驱动器，该液体内衬由包含在等离子体压缩系统的壳中的液体介质构成。压缩驱动器包括：驱动器孔，其具有可在其中滑动的驱动器活塞；推动器孔，其具有可在其中滑动的推动器活塞并且具有比驱动器活塞的质量更小的质量，推动器孔具有用于与壳中的液体介质连通的远端，在孔接合部处耦接到驱动器孔的远端的近端，以及比驱动器孔的长度更短的长度；原动机，其耦接到驱动器孔并且可操作以使驱动器活塞沿着驱动器孔移动；以及在驱动器活塞和推动器活塞之间的可压缩的压缩流体或磁场，其中，通过驱动器活塞朝向推动器活塞移动而对压缩流体或磁场产生的压缩对推动器活塞施加压力，使得推动器活塞将液体介质推入壳中以使液体内衬塌缩并且压缩等离子体。
[0008]推动器孔的直径可小于驱动器孔的直径，在该情况下，压缩驱动器还可包括在孔
接合部处将推动器孔的近端和驱动器孔的远端互相连接的环形面表面，由此压缩流体的压缩对环形面表面施加向内压力，该向内压力抵消血管上的向外压力。
[0009]原动机可包括包含加压驱动器流体的蓄能器和将蓄能器流体地耦接到驱动器活塞之后的驱动器孔的驱动器流体阀。驱动器流体阀可以是可调节的，以调节由驱动器流体施加到驱动器活塞的压力。至少一个排放口可设置在驱动器孔中，用于从驱动器孔排放驱动器流体或压缩流体；排放口包括排放阀，该排放阀可调节以调节由驱动器流体或压缩流体施加到驱动器活塞的压力。压缩流体注射口可设置在驱动器孔中靠近接合部，并且用于将压缩流体注射到驱动器活塞之前面的驱动器孔中；压缩流体注射口包括压缩流体注射阀，该压缩流体注射阀可调节以调节由压缩流体施加到驱动器活塞的压力。
[0010]驱动器活塞可具有包括截头圆锥形凸起的远端，并且推动器活塞可具有包括截头圆锥形容座的近端，该截头圆锥形容座被配置为接纳驱动器活塞的远端。驱动器活塞还可包括远端，该远端具有平行于环形面表面的环形凸台(ledge)和垂直于相邻环形凸台的环形边缘，使得当驱动器活塞处于孔接合部处时，由环形边缘、环形面表面和环形凸台形成压缩流体通道。
[0011]在另一方面中，提供了一种等离子体压缩系统，包括：等离子体安全壳，其包括液体介质和循环机构，该循环机构用于使液体介质循环并形成具有空腔的液体内衬；等离子体发生器，其与壳流体连通并且可操作以将等离子体注射到空腔中；以及压缩驱动器，其连接到壳。压缩驱动器包括：驱动器孔，其具有可在其中滑动的驱动器活塞；推动器孔，其具有可在其中滑动的推动器活塞，具有比驱动器活塞的质量更低的质量，推动器孔具有与液体介质流体连通的远端，在孔接合部处耦接到驱动器孔的远端的近端，以及比驱动器孔的长度更短的长度；原动机，其耦接到驱动器孔并且可操作以使驱动器活塞沿着驱动器孔移动；以及在驱动器活塞和推动器活塞之间的可压缩的压缩流体或磁场，其中，通过驱动器活塞朝向推动器活塞移动而对压缩流体或磁场产生的压缩对推动器活塞施加压力，使得推动器活塞将液体介质推入壳中以使液体内衬塌缩并且压缩等离子体。
[0012]除了上述方面和实施方式之外，通过参考附图和研究以下详细描述，进一步的方面和实施方式将变得显而易见。
附图说明
[0013]在所有附图中，参考数字可以重复使用以指示所参考的元件之间的对应关系。提供附图以说明本文描述的实例实施方式，并且其不旨在限制本公开的范围。附图中元件的尺寸和相对位置不是必须按比例绘制的。例如，各种元件的形状和角度不是按比例绘制的，并且这些元件中的一些被任意放大和定位以提高附图的易读性。
[0014]图1是根据一个实施方式的等离子体压缩驱动器的透视截面图，示出了驱动器活塞，驱动器孔，推动器活塞和推动器孔。
[0015]图2是压缩驱动器在操作中的示意图，示出了在四(4)个操作阶段期间驱动器活塞和推动器活塞的位置。
[0016]图3(A)和图3(B)是压缩驱动器的近端的透视截面图，其中，图3(A)示出了处于关闭位置的驱动器气体注射阀和处于开始位置的驱动器活塞，并且图3(B)示出了处于打开位置的阀和处于移位位置的驱动器活塞，其中，驱动器活塞由流过阀的驱动器气体移位。
[0017]图4(A)，图4(B)和图4(C)是压缩驱动器的驱动器孔和推动器孔的接合部的截面图，其中，图4(A)示出了驱动器活塞接近推动器活塞；图4(B)示出了在接合部处的驱动器活塞和推动器活塞，图4C示出了在接合部处的驱动器活塞，并且推动器活塞沿着推动器孔加速远离驱动器活塞。
[0018]图5是驱动器活塞的透视截面图。
[0019]图6是推动器活塞的透视截面图。
[0020]图7(A)和图7(B)是等离子体压缩系统的局部透视图和示意图，示出了多个等离子体压缩驱动器和等离子体安全壳，该等离子体安全壳包含由与等离子体压缩驱动器流体连通的液体介质形成的液体内衬。
[0021]图8是在驱动器压缩操作期间驱动器活塞和推进器活塞以及液体内衬的位置的曲线图，以及在驱动器压缩操作期间驱动器孔和壳的压力的曲线图。
[0022]图9A和图9B是驱动器压缩操作的实验结果的图形表示，示出了驱动器活塞和推动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子体压缩系统，包括：等离子体安全壳，包括液体介质和循环机构，所述循环机构用于使所述液体介质循环并且形成具有空腔的液体内衬；等离子体发生器，其与所述壳流体连通并且能够操作以将等离子体注射到所述空腔中；以及压缩驱动器，连接到所述壳并且包括：驱动器孔，具有能够在其中滑动的驱动器活塞；推动器孔，具有能够在其中滑动的推动器活塞，具有比所述驱动器活塞的质量更低的质量，所述推动器孔具有与所述液体介质流体连通的远端，在孔接合部处耦接到所述驱动器孔的远端的近端，以及比所述驱动器孔的长度更短的长度；原动机，耦接到所述驱动器孔并且能够操作以使所述驱动器活塞沿着所述驱动器孔移动；以及能够压缩的压缩流体或磁场，在所述驱动器活塞与所述推动器活塞之间，其中，通过所述驱动器活塞朝向所述推动器活塞移动而对所述压缩流体或磁场产生的压缩在所述推动器活塞上施加压力，使得所述推动器活塞将所述液体介质推入所述壳中以使所述液体内衬塌缩并且压缩所述等离子体。2.根据权利要求1所述的等离子体压缩系统，其中，所述推动器孔的直径小于所述驱动器孔的直径，并且所述压缩驱动器还包括在所述孔接合部处将所述推动器孔的近端与所述驱动器孔的远端互相连接的环形面表面，并且由此所述压缩流体的压缩在所述环形面表面上施加向内压力，所述向内压力抵消所述壳上的向外压力。3.根据权利要求1所述的等离子体压缩系统，其中，所述原动机包括含有加压驱动器流体的蓄能器和将所述蓄能器与所述驱动器活塞之后的所述驱动器孔流体地耦接的驱动器流体阀。4.根据权利要求3所述的等离子体压缩系统，其中，所述驱动器流体阀是能够调节的，以调节由所述驱动器流体施加到所述驱动器活塞的压力。5.根据权利要求3或4所述的等离子体压缩系统，进一步包括所述驱动器孔中的至少一个排放口，用于从所述驱动器孔排放所述驱动器流体或所述压缩流体，所述排放口包括排放阀，所述排放阀能够调节以调节由所述驱动器流体或所述压缩流体施加到所述驱动器活塞的压力。6.根据权利要求1至5中任一项所述的等离子体压缩系统，进一步包括所述驱动器孔中的压缩流体注射口，所述压缩流体注射口靠近所述孔接合部并且用于将所述压缩流体注射到所述驱动器活塞之前的所述驱动器孔中，所述压缩流体注射口包括压缩流体注射阀，其能够调节以调节由所述压缩流体施加到所述驱动器活塞的压力。7.根据权利要求1至6中任一项所述的等离子体压缩系统，其中，所述驱动器活塞具有包括截头圆锥形凸起的远端，并且所述推动器活塞具有包括截头圆锥形容座的近端，所述截头圆锥形容座被配置为接纳所述驱动器活塞的远端。8.根据权利要求2至7中任一项所述的等离子体压缩系统，其中，所述驱动器活塞包括远端，其具有平行于所述环形面表面的环形凸台和垂直且相邻于所述环形凸台的环形边缘，使得当所述驱动器活塞处于所述孔接合部处时，由所述环形边缘、所述环形面表面和所
述环形凸台形成压缩流体通道。9.根据权利要求1至8中任一项所述的等离子体压缩系统，进一步包括能够移动地附接到所述驱动器孔的近端的反冲活塞。10.根据权利要求1至9中...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：通用融合公司，
类型：发明
国别省市：
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