买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国科学技术大学

摘要：本发明公开了一种洛伦兹力驱动的高速等离子体注入装置，由圆筒状的外电极、中间电极和内电极同轴嵌套而成，包括螺线管、快速充气阀、等离子体击穿区域、成形区、加速区、压缩区和漂移管。本发明采用两级电容放电，能将更多的电能转化为等离子体的动能或用来压缩等离子体得到更高的密度。本发明产生的环形等离子体同时具有环向磁场和极向磁场，称为紧凑环等离子体，属于球马克的一种。该环形等离子体在预压缩区中可以驰豫到密度更高～1022m‑3且结构更加紧凑的状态，从而能在很强的电磁力的加速作用下达到很大的速度～100kms。

主权项：1.一种洛伦兹力驱动的高速等离子体注入装置，其特征在于：包括内电极支撑管（1），加速场阴极法兰（2），加速场阳极法兰（3），第二绝缘体（4），电缆线压块（5），成形场阴极法兰（6），成形场阳极法兰（7），第一绝缘体（8），绝缘套管（9），真空泵接口（10），不锈钢外壳（11），快速充气阀（12），中间电极筒（13），螺线管（14），螺线管支座（15），成形区外壳（16），中间电极端筒（17），第三绝缘体（18），预压缩区外壳（19），预压缩区锥体（20），固定杆（21），磁探针窗口（22），玻璃窗口（23），加速区外壳（24），加速区内筒（25），压缩区外壳（26），压缩区锥体（27），盖帽（28），漂移管（29），支座（30）和支撑架（31），其中，不锈钢外壳（11）、成形区外壳（16）、预压缩区外壳（19）、加速区外壳（24）、压缩区外壳（26）和漂移管（29）之间通过法兰环固定和压紧，共同作为装置的外电极并接地；中间电极端筒（17）焊接在中间电极筒（13）的右端，共同作为装置的中间电极；预压缩区锥体（20）、加速区内筒（25）、压缩区锥体（27）和盖帽（28）相互嵌套，共同作为装置的内电极；不锈钢外壳（11）的左端焊接有环形的成形场阳极法兰（7），中间电极筒（13）的左侧焊接有环形的成形场阴极法兰（6），两个法兰压紧在环形的第一绝缘体（8）上并用对穿的16根长螺栓固定，使得中间电极与外电极保持同轴；16根长螺栓套在绝缘套管（9）内，螺栓的一端通过螺母与成形场阴极法兰（6）电接触，另一端因位于绝缘套管（9）的内部，与成形场阳极法兰（7）绝缘；内电极左侧的预压缩区锥体（20）嵌套在内电极支撑管（1）右端的台阶柱上；固定杆（21）左端通过螺纹旋紧在内电极支撑管（1）的右端，固定杆（21）右端的圆柱压紧在压缩区锥体（27）上，使得相互嵌套的预压缩区锥体（20）、加速区内筒（25）和压缩区锥体（27）之间压紧，并使预压缩区锥体（20）压紧在内电极支撑管（1）右侧的台阶柱上；盖帽（28）旋紧在固定杆（21）右端圆柱的外螺纹上；内电极支撑管（1）的大部分是中空的，以减少重量；内电极支撑管（1）的左侧焊接有环形的加速场阴极法兰（2），中间电极筒最左端还焊接有环形的加速场阳极法兰（3），两个法兰压紧在环形的第二绝缘体（4）上并用螺栓固定；内电极支撑管（1）的右侧通过第三绝缘体（18）固定在中间电极端筒（17）内，使得内电极与中间电极同轴，从而外、中、内三个电极保持同轴；不锈钢外壳（11）与中间电极筒（13）之间区域的右侧是击穿形成等离子体的区域；成形区外壳（16）与中间电极端筒（17）之间以及与预压缩区锥体（20）左侧的柱面之间的区域称为成形区；预压缩区外壳（19）与预压缩区锥体（20）的锥面之间的区域称为预压缩区；加速区外壳（24）与加速区内筒（25）之间的区域称为加速区；压缩区外壳（26）与压缩区锥体（27）、盖帽（28）之间的区域称为压缩区；为抑制等离子体成形、压缩和加速过程中的磁场扩散行为，外电极的成形区外壳（16）、预压缩区外壳（19）、加速区外壳（24）、压缩区外壳（26）以及内电极的预压缩区锥体（20）、加速区内筒（25）、压缩区锥体（27）的材料均为电阻率很小的无氧铜；而焊接在不锈钢中间电极筒（13）右端的中间电极端筒（17）的材料仍为不锈钢，但是中间电极端筒（17）的壁厚为14mm，以抑制紧凑环等离子体磁场的扩散；成形场阳极法兰（7）和成形场阴极法兰（6）分别连接成形场电源的正负极；加速场阳极法兰（3）和加速场阴极法兰（2）分别连接加速场电源的正负极；4个法兰上都有沿环向均匀分布的16个接线槽，通过电缆线压块（5）分别压紧同轴电缆线的铜编织层和铜芯，来与电源连接；成形场阴极法兰（6）和加速场阳极法兰（3）都焊接在中间电极筒（13）上，因而加速场电源的正极与成形场电源的负极等电位；在放电的初始时刻，内电极相对于中间电极以及中间电极相对于外电极都是负电压；在不锈钢外壳（11）的右侧沿环向均匀分布有8个快速充气阀（12），这些气阀同时进气，使得放电击穿前，工作气体在快速充气阀（12）入口附近扩散均匀；不锈钢外壳（11）的中段下方通过真空泵接口（10）与抽气系统连接；整个外电极通过一组高强度的塑料支座（30）固定在支撑架（31）上并保持水平；支撑架（31）的面板也是绝缘塑料，支撑架（31）的各个金属框架之间也通过塑料板隔开，防止放电的大电流在金属框架间感应出回路电流；用于产生偏斜磁场的螺线管（14）缠绕在螺线管支座（15）上，螺线管支座（15）固定在中间电极筒（13）与内电极支撑管（1）之间的区域；螺线管（14）的铜线直径为2mm，缠绕长度为73cm，共缠绕344圈；螺线管（14）所在区域两端的第二绝缘体（4）和第三绝缘体（18）将螺线管（14）区域密封；螺线管（14）外表面与中间电极筒（13）内侧有一定间隙，在螺线管（14）外表面缠绕绝缘胶带，并在螺线管14区域内充入气体，避免中间电极筒（13）向螺线管（14）放电；螺线管（14）的两根引线由焊接在中间电极筒（13）左侧的两个细管道引出，其他的细管道分别用于监测气压和充放气体。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学技术大学 一种洛伦兹力驱动的高速等离子体注入装置