本发明专利技术公开了一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法，属于冰柱弹丸制作设备技术领域。本发明专利技术包括：冷凝组件，用于将枪管内的气体冷凝；所述冷凝组件包括相互连接的安装部和缠绕部，所述安装部环套在枪管上，所述缠绕部上缠绕加热丝；所述加热丝用于对冷凝组件进行温度调整；加热组件，套设在枪管上，并位于所述安装部的侧面，用于加热枪管。所述安装部包括上安装部和下安装部；所述下安装部的一端连接缠绕部，另一端连接上安装部。加热组件包括导热部件和设置在导热部件上的加热片。本发明专利技术的主要用途是可以控制冰柱弹丸的尺寸，实现高效可靠、尺寸可控的弹丸制备。尺寸可控的弹丸制备。尺寸可控的弹丸制备。
【技术实现步骤摘要】
一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法
[0001]本专利技术涉及冰柱弹丸制作设备
，更具体地说，涉及一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法。
技术介绍
[0002]磁约束受控核聚变是最有可能实现可控核聚变的方式之一，也是解决人类能源及环境问题的重要途径之一。随着聚变装置参数的不断提高，传统采用粒子注入技术，如气体注入、超声分子束注入，因为气体扩散的原因只能沉积在等离子体边界，无法满足芯部粒子注入要求。
[0003]冷凝弹丸注入的方式凭借其更大更快地密度扰动、更深的注入深度、更多的粒子质量沉积等优点，已经被考虑作为未来聚变堆主要的粒子注入手段。但是，如何将装置需要的低熔点气体(如D2，Ne等)稳定地制成可控粒子数的固体弹丸，是当前国内外需要攻克的一个技术难题。目前对于大弹丸的制备，多采用原位冷凝的技术，即将弹丸原料气体在冷凝枪管内的某一个位置直接凝华成型弹丸，然后通过某种技术手段直接在冷凝位置将弹丸发射出去。
[0004]CN111816329A公开了一种制备混合冰冻弹丸的装置及其制备方法，包括枪管、冻结装置、快阀、排气管和加热丝；枪管的外壁中部固定环套有冻结装置，枪管的外壁上还环套有若干个加热丝，环套在枪管上的若干个加热丝以冻结装置为中心位置对称设置；冻结装置的外壁上也设置有加热丝；快阀通过排气管与枪管其中一端的端口相连接。然而，在具体技术实现过程中，一方面为了增强枪管与冻结装置之间导热性，一般采用焊接方式，将冷凝枪管与冻结装置焊接起来，但是为了减少冷凝枪管壁的热阻，又会尽可能选择壁厚较薄的管道，这极大的增加了焊接的难度；另一方面，枪管上加热丝的固定也是一个困难的问题，将加热丝缠绕在相对较小直径的枪管上，往往会因为接触不均匀导致加热丝被烧毁，无法保证弹丸制备的稳定性。
技术实现思路
[0005]1.专利技术要解决的技术问题
[0006]针对以上现有技术中至少一些问题，本专利技术提供一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法，解决无法稳定制备弹丸的问题。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，包括：冷凝组件，用于将枪管内的气体冷凝；所述冷凝组件包括相互连接的安装部和缠绕部，所述的冷凝组件与制冷设备连接，制冷设备向冷凝组件传递冷量；所述安装部环套在枪管上，包括上安装部和下安装部；所述下安装部的一端连接缠绕部，另一端连接上安装部；所述缠绕部上缠绕加热丝；所述加热丝用于对冷凝组件进行温度调整；加热组件，套设在枪管上，并位于所述安装部的侧面；所述加热组件包
括导热部件和设置在导热部件上的加热片，用于加热枪管。
[0010]进一步，所述上安装部和下安装部通过螺栓连接，并将枪管固定在安装部中。
[0011]进一步，所述下安装部上开设通孔，所述通孔位于下安装部与缠绕部连接处。
[0012]进一步，所述通孔的中心线与枪管对齐。
[0013]进一步，所述安装部上设置冷端温度传感器，所述冷端温度传感器靠近枪管，用于测量靠近枪管的安装部温度。
[0014]进一步，所述上安装部和下安装部之间设置导热片。
[0015]进一步，所述导热部件分为上导热部件和下导热部件；所述上导热部件或者下导热部件朝向远离安装部的一侧延伸出半导热部件。
[0016]进一步，所述上导热部件和下导热部件之间设置导热片。
[0017]进一步，所述上导热部件或下导热部件上设置热端温度传感器，所述热端温度传感器靠近枪管。
[0018]本专利技术还提供一种制作冰柱弹丸的制作方法，采用一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，通过加热丝调节安装部的温度，使该温度达到枪管内注入的低熔点气体的冷凝温度，低熔点气体在枪管内冷凝成冰柱；加热片加热导热部件，加热冷凝区域外端的枪管融化多余弹丸，达到需要的弹丸尺寸，从而制作需要的冰柱弹丸。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0021](1)本专利技术的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法，将冷凝组件分为安装部和缠绕部，安装部用于安装枪管，缠绕部上设置加热丝，用于调节冷凝组件的温度，加热丝不再固定在枪管上，使加热不再受枪管大小以及枪管壁厚的影响，而且避免薄壁枪管焊接的困难，提高冷凝冰柱弹丸制作的稳定性。
[0022](2)本专利技术的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法，安装部包括上安装部和下安装部，导热部件分为上导热部件和下导热部件，便于安装和调节安装部和导热部件的位置，而且方便冷凝器的拆装维护；上安装部和下安装部之间设置导热片，上导热部件和下导热部件之间设置导热片，能够将冷凝组件的冷量有效得传递至枪管，以及将导热部件的热量有效得传递至枪管，提高能量传递的效率。
[0023](3)本专利技术的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法，下安装部上其与缠绕部连接处开设通孔，使向枪管传递冷量更加均匀，从而避免冷量从缠绕部沿下安装部中间集中传递到枪管，使冰柱弹丸冷凝得不均匀；靠近枪管的位置，安装部上设置冷端温度传感器，导热部件上设置热端温度传感器，能够实时监测不同部位的温度，便于及时调整。
[0024](4)本专利技术的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置及制作方法，通过加热丝先调节安装部的温度，使该温度达到枪管内注入的低熔点气体的冷凝温度，低熔点气体在枪管内凝华成冰柱；加热片加热导热部件，加热冷凝区域外端的枪管融化多余冰柱，达到需要的弹丸尺寸，实现高效可靠、尺寸可控的弹丸制备。
附图说明
[0025]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0026]图2为本专利技术垂直于枪管轴线，安装部剖面放大图；
[0027]图3为本专利技术垂直于枪管轴线，加热组件剖面放大图；
[0028]图4为本专利技术导热片安装示意图。
[0029]示意图中的标号说明：1、枪管；2、热端温度传感器；3、冷端温度传感器；4、导热部件；40、半导热部件；5、安装部；50、通孔；6、加热丝；7、加热片；8、导热片；9、缠绕部。
具体实施方式
[0030]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。
[0031]如图1，一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，包括冷凝组件和加热组件。冷凝组件与制冷设备连接，制冷设备向冷凝组件传递冷量，冷凝组件用于传递冷量至枪管1，将枪管1内的气体冷凝为冰柱。本实施例中，不会因为枪管1内气体的流动或者其他因素造成冷凝组件温度波动而不易温控，冷凝组件一方面作为冷量传递的介质，另一方面也为加热丝与冷端温度传感器安装提供位置。枪管1为壁厚0.3
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1mm的无缝不锈钢管道，内径为10
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30mm，具体根据弹丸注入的要求来选取，并且管道内表面有一定粗糙度，为了增强凝华效果。由于不采用焊接方式固定枪管，可以将枪管1的壁厚控制在1mm以下，避免枪管1壁厚过厚影响导热。冷凝组件包括相互连接的安装部5和缠绕部9，安装部5环套在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，其特征在于，包括：冷凝组件，用于将枪管(1)内的气体冷凝；所述冷凝组件包括相互连接的安装部(5)和缠绕部(9)，所述的冷凝组件与制冷设备连接，制冷设备向冷凝组件传递冷量；所述安装部(5)环套在枪管(1)上，包括上安装部和下安装部；所述下安装部的一端连接缠绕部(9)，另一端连接上安装部；所述缠绕部(9)上缠绕加热丝(6)；所述加热丝(6)用于对冷凝组件进行温度调整；加热组件，套设在枪管(1)上，并位于所述安装部(5)的侧面；所述加热组件包括导热部件(4)和设置在导热部件(4)上的加热片(7)，用于加热枪管(1)。2.根据权利要求1所述的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，其特征在于：所述上安装部和下安装部通过螺栓连接，并将枪管(1)固定在安装部(5)中。3.根据权利要求2所述的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，其特征在于：所述下安装部上开设通孔(50)，所述通孔(50)位于下安装部与缠绕部(9)连接处。4.根据权利要求3所述的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，其特征在于：所述通孔(50)的中心线与枪管(1)对齐。5.根据权利要求3所述的一种制作冰柱弹丸的冷凝装置，其特征在于：所述安装部(5)上设置冷端温度传感器(3)，所述冷端温度传...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建生，元京升，左桂忠，黎立，赵胜波，庄会东，黄明，陈跃，侯吉磊，余耀伟，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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