一种用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统，属于填弹系统领域，包括伺服电缸、推杆、步进电机直线模组、顶针、储弹舱、填弹轨道上盖、填弹轨道、电枢、直线模组支架、伺服电缸支架和推杆法兰盘，伺服电缸通过法兰盘与伺服电缸支架连接，伺服电缸与推杆法兰盘通过伺服电缸前端轴的外螺纹连接，推杆法兰盘为长方体结构。弹舱容量大，能容纳12只电枢；整个填弹系统结构简单，容错率高，运行时不易发生错误；占据空间小，能很好地适应真空室的狭小空间；组件表面吸附气体少，在真空环境下出气量少，能耐受高温，能在高真空环境下长时间运行而不破坏真空度，能够适应托卡马克恶劣的强电场、强磁场环境，抗电磁干扰能力强。抗电磁干扰能力强。抗电磁干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统


[0001]本专利技术涉及填弹系统
，尤其涉及一种用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统。

技术介绍

[0002]托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置，可以将其中的原料气体电离成等离子体并加热到很高的温度，以产生核聚变反应。为了产生核聚变反应，对装置的真空度有很高的要求，一般为10
‑7Pa的超高真空。托卡马克装置由于其自身所固有的特性，在放电过程中可能会出现等离子体约束突然变差并导致放电终止的情况，这一现象被称作“大破裂”。由于破裂会突然终止等离子体放电，导致等离子体所存储的能量快速地损失到真空室及面向等离子体的组件上，这些能量将在毫秒量级内快速损失从而对装置造成严重的危害，主要包括：热负荷，电磁负荷及逃逸电流。通过实时监控及控制等离子体运行能够降低发生破裂的概率，但并不能够保证破裂完全避免，大型托卡马克装置一旦发生破裂而不加以缓解将会发生严重毁坏。因此，当控制系统一旦确定等离子体将发生破裂，必须通过破裂缓解系统主动将等离子体快速关断从而保护装置。现阶段破裂缓解系统的基本策略是主动注入大量的杂质气体或固体，通过产生足够强的辐射功率以耗散等离子体的能量，而这需要将待投送材料加速并及时到达等离子体中。
[0003]气体推动、火药推动等传统的加速并发射手段由于各种固有因素的限制，已很难满足人类对发射的超高速、超高动能等更高要求。电磁发射技术(ElectromagneticLaunch，EML)是全部或者部分利用电磁能量加速并发射弹丸的技术，用EML技术发射弹丸的装置通常统称为电磁炮。电磁炮是一种先进的动能发射装置，利用电磁系统中电磁力，能在短时间内将物体加速到更高的速度，可大大提高发射体的速度和射程。为了提高电磁发射的装填弹药效率，提升装填速度，增加装填精度，减少人工装填时可能造成的误操作以及引发的安全问题，在电磁发射装置中往往需要加入自动装填弹药系统。
[0004]在中国技术专利说明书CN212482262U中公开了一种电磁发射自动装弹机构，包括连发机构、拨弹机构、锁止机构和推弹机构：推弹机构在推弹电机的驱动下，通过推弹杆和推弹头击发推弹舱内的弹丸；拨弹机构包括拨弹电机、一级传动齿轮和手动把手，拨弹电机转动或者使用手动把手转动电机时，通过一级和二级两个传动齿轮的啮合传动，为弹毂旋转提供动力，实现连续换弹；锁止机构在击发弹丸时能够将弹毂锁止，弹舱切换时解除锁止。但该专利传动组件多，笨重，整体质量大，需要占据较大的空间，不适合在狭小的真空室空间中使用；同时该装置结构复杂，易于气体吸附，在真空环境中使用会造成较大气体释放的后果，降低真空室的真空度，不利于托卡马克系统的运行。另一技术专利说明书CN206944814U中公开了一种弹链自动装弹机，包括工作台、电机、电源开关、装弹机座、弹链支承架、震动盘。运行时震动盘会振动，一方面影响装填及后期发射的精度，另一方面还会使真空室的密封松动，导致漏气而降低真空度，影响整个电磁发射系统及托卡马克装置的运行；该装置还存在气缸进气管等气动结构，需要使用高压气体推动推料凸轮前推，大量气
体的存在会严重破坏真空室内的真空环境，是托卡马克装置运行过程中绝不允许的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中真空环境下电磁发射前手动装填弹药低效率，装填精度低，容易误操作的问题，从而实现在真空环境下高效率高精度装填弹药，避免花费大量时间用于开关真空室及真空过渡；本专利技术结构简单、轻巧，能解决气体吸附出气而破坏真空环境的问题，适应了真空室内狭小空间对填弹机构尺寸的要求的缺陷，而提出的用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统，包括伺服电缸、推杆、步进电机直线模组、顶针、储弹舱、填弹轨道上盖、填弹轨道、电枢、直线模组支架、伺服电缸支架和推杆法兰盘，所述伺服电缸通过法兰盘与所述伺服电缸支架连接，伺服电缸与推杆法兰盘通过伺服电缸前端轴的外螺纹连接，推杆法兰盘为长方体结构，所述推杆法兰盘的中心位置开设有沉孔用于穿过伺服电缸的前端轴，推杆法兰盘的对角线设有若干均匀分布的螺栓孔，用于与推杆连接，所述电枢位于所述填弹轨道的内部，所述填弹轨道位于所述储弹舱的正下方。
[0008]进一步地，所述推杆由三部分组成，分别为后端与伺服电缸连接的法兰盘部分、中端矩形截面棒部分、前端与电枢相接触部分，后端与伺服电缸连接的法兰盘部分中四周均匀分布的孔为与伺服电缸的前端轴固定的螺栓孔，中端棒部分的矩形截面尺寸适应并略小于电枢的截面尺寸，中端棒部分的长度可根据电枢在填弹过程中行进的距离来决定，前端与电枢相接触部分为矩形截面，其截面尺寸与中端截面尺寸相同。
[0009]进一步地，所述储弹舱包括前储弹舱和后储弹舱，所述后储弹舱、所述前储弹舱、所述填弹轨道上盖均通过螺栓与所述填弹轨道固定，且与所述填弹轨道的上表面接触，所述填弹轨道的上表面由后往前依次为所述后储弹舱、所述前储弹舱、所述填弹轨道上盖，所述填弹轨道左右两侧设有若干螺栓孔，从后往前地分别与所述后储弹舱、所述前储弹舱、所述填弹轨道上盖固定。
[0010]进一步地，所述填弹轨道为长方体结构，所述填弹轨道中线开有曲线槽以形成过渡轨道，过渡轨道由三段式轨道组成，从后向前依次为宽直线轨道、渐窄的圆弧曲线轨道、窄直线轨道，且圆弧曲线轨道与窄直线轨道之间为切线式平滑连接。
[0011]进一步地，后储弹舱开有若干矩形通孔，从上至下分别用于通过上顶针、下顶针，所述后储弹舱的中心位置开有两道槽，分别是用于容纳电枢的容纳槽、较上述容纳槽窄、浅的且用于限制电枢位移的定位槽，前储弹舱与后储弹舱的结构基本呈镜像对称。
[0012]进一步地，所述填弹轨道上盖的为矩形平板结构，所述填弹轨道上盖开有若干均匀分布的竖直螺栓通孔，且所述竖直螺栓通孔位于填弹轨道上部，所述填弹轨道上盖侧面开有若干水平螺栓通孔。
[0013]进一步地，所述顶针包括上顶针和下顶针，所述上顶针的直径小于所述下顶针，其中，所述上顶针和所述下顶针均由三部分组成。
[0014]进一步地，所述步进直线模组包括上步进电机丝杆直线模组和下步进电机丝杆直线模组，上步进电机丝杆直线模组、下步进电机丝杆直线模组分别用于前后推动上顶针、下
顶针。
[0015]进一步地，所述直线模组支架9为笼式结构，由上下水平板、竖直板、连接柱组成，其中，上下水平板设有竖直螺栓通孔。
[0016]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0017]按照本专利技术的自动填弹系统其装填效率高，有效节约人工填弹时打开关闭真空室平衡气压所花费的时间；
[0018]装填精度高，避免人工操作时带来的误差及误操作行为；
[0019]弹舱容量大，能容纳12只电枢，能满足长时间的供弹需求，其容纳数量上限能随着弹舱高度增加而增加；
[0020]整个填弹系统结构简单，容错率高，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统，包括伺服电缸、推杆、步进电机直线模组、顶针、储弹舱、填弹轨道上盖、填弹轨道、电枢、直线模组支架、伺服电缸支架和推杆法兰盘，其特征在于，所述伺服电缸通过法兰盘与所述伺服电缸支架连接，伺服电缸与推杆法兰盘通过伺服电缸前端轴的外螺纹连接，推杆法兰盘为长方体结构，所述推杆法兰盘的中心位置开设有沉孔用于穿过伺服电缸的前端轴，推杆法兰盘的对角线设有若干均匀分布的螺栓孔，用于与推杆连接，所述电枢位于所述填弹轨道的内部，所述填弹轨道位于所述储弹舱的正下方。2.根据权利要求1所述的用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统，其特征在于，所述推杆由三部分组成，分别为后端与伺服电缸连接的法兰盘部分、中端矩形截面棒部分、前端与电枢相接触部分，其中，后端与伺服电缸连接的法兰盘部分中四周均匀分布的孔为与伺服电缸的前端轴固定的螺栓孔，中端棒部分的矩形截面尺寸适应并略小于电枢的截面尺寸，中端棒部分的长度可根据电枢在填弹过程中行进的距离来决定，前端与电枢相接触部分为矩形截面，其截面尺寸与中端截面尺寸相同。3.根据权利要求2所述的用于托卡马克装置的电磁发射自动填弹系统，其特征在于，所述储弹舱包括前储弹舱和后储弹舱，所述后储弹舱、所述前储弹舱、所述填弹轨道上盖均通过螺栓与所述填弹轨道固定，且与所述填弹轨道的上表面接触，所述填弹轨道的上表面由后往前依次为所述后储弹舱、所述前储弹舱、所述填弹轨道上盖，所述填弹轨道左右两侧设有若干螺栓孔，从后往前地分别与所述后储弹舱、所述前储弹舱、所述填弹轨道上盖固定。4.根据权利要求3所述的用于托卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠勇，牟玲可，夏胜国，张维康，李峰，唐俊辉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：