CN120511091A - 弹丸注入装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种弹丸注入装置及控制方法，涉及聚变装置制造技术领域，弹丸注入装置用于向聚变装置的测试室内注入弹丸，且包括：输送结构，输送结构内形成有输送通道，输送通道的出口端连通至测试室内；加料结构，加料结构包括弹丸存储件和凸轮组件，弹丸存储件形成有弹丸存储空间，弹丸存储空间内存储有弹丸，凸轮组件的至少部分伸至弹丸存储件内，且凸轮组件的至少部分设置为可往复运动以使弹丸存储空间与输送通道选择性地连通，以向输送通道内输送弹丸。本发明实施例的弹丸注入装置，可均匀的控制弹丸注入，提高对边界电流分布与压力梯度的调节性能，增强对边缘局域模的削弱或抑制，结构简单，可降低设置成本，使用效果更好。

Description

弹丸注入装置及控制方法

技术领域

本发明涉及聚变装置制造技术领域，尤其涉及一种弹丸注入装置及适用于该弹丸注入装置的控制方法。

背景技术

在磁约束聚变装置中，边缘局域模是一种周期性爆发的边缘等离子体不稳定性，边缘局域模是托卡马克核聚变装置中一种常见的等离子体不稳定性现象，主要发生在等离子体边缘区域，其瞬时能量释放会对第一壁造成严重热负荷冲击，威胁装置运行的安全性与材料寿命。

为实现稳态高约束运行，需对边缘局域模进行抑制或控制，且现有磁约束聚变装置可通过连续注入的方式将锂或硼弹丸以高重复率送入等离子体边界，可在不显著引入杂质污染的前提下，调节边界电流分布与压力梯度，有效削弱或抑制边缘局域模的发生，还可通过改变边界区域的辐射特性与离子输运行为，优化整体等离子体性能。但现有的弹丸注入装置采用压电振动等方式实现弹丸的注入，压电振动无法均匀控制弹丸注入，导致对边界电流分布与压力梯度的调节性能差，进而影响对边缘局域模的削弱或抑制，且结构复杂，设置成本高，存在改进空间。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的弹丸注入装置的结构复杂，设置成本高，且无法均匀控制弹丸注入，对边界电流分布与压力梯度的调节性能差，进而影响对边缘局域模的削弱或抑制的技术问题。

根据本发明实施例的弹丸注入装置，所述弹丸注入装置用于向聚变装置的测试室内注入弹丸，且包括：输送结构，所述输送结构内形成有输送通道，所述输送通道的出口端连通至所述测试室内；加料结构，所述加料结构包括弹丸存储件和凸轮组件，所述弹丸存储件形成有弹丸存储空间，所述弹丸存储空间内存储有弹丸，所述凸轮组件的至少部分伸至所述弹丸存储件内，且所述凸轮组件的至少部分设置为可往复运动以使所述弹丸存储空间与所述输送通道选择性地连通，以向所述输送通道内输送所述弹丸。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述凸轮组件包括凸轮本体和凸轮杆，所述凸轮杆的一端与所述凸轮本体相连，所述凸轮杆的另一端伸至所述弹丸存储件内，所述凸轮本体适于在转动时带动所述凸轮杆相对于所述弹丸存储件往复运动，以使所述弹丸存储空间与所述输送通道选择性地连通。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述弹丸存储件内还形成有限位槽和导向通道，所述限位槽连通于所述弹丸存储空间与所述导向通道之间，所述凸轮杆的另一端伸至所述限位槽，以用于将所述限位槽选择性地导通或隔断。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述凸轮杆形成有连通口，所述连通口适于在所述凸轮杆往复运动过程中选择性地连通于所述弹丸存储空间和所述导向通道之间。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述弹丸存储空间包括第一存储通道和第二存储通道，所述第一存储通道和所述第二存储通道间隔开分布；

其中，所述连通口适于在所述凸轮杆往复运动过程中，将所述第一存储通道和所述第二存储通道先后反复连通于所述导向通道。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述弹丸存储空间连通于所述限位槽的上方，且所述导向通道连通于所述限位槽的下方。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述输送结构包括高压气源件，所述高压气源件用于向所述输送通道供入高压气体，且使所述高压气体推动所述弹丸朝向所述测试室运动。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，还包括抽真空结构，所述输送通道的至少部分与外部连通且形成抽真空间隙，所述弹丸适于在所述高压气体的推动作用下经过所述抽真空间隙，所述抽真空结构用于对所述抽真空间隙进行抽真空。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述抽真空结构包括抽真空腔体和泵组，所述抽真空腔体套设于所述抽真空间隙外且与所述抽真空间隙连通，所述泵组与所述抽真空腔体的内部选择性地连通，以对所述抽真空间隙选择性地抽真空。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述输送通道包括第一管道和第二管道，所述第一管道与所述高压气源件连通，所述弹丸存储空间连通于所述第一管道的上方，所述第二管道与所述测试室连通，所述第一管道和所述第二管道间隔开且形成所述抽真空间隙。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置，所述第一管道中设有第一控制阀，所述第一控制阀位于所述高压气源件与所述弹丸存储空间的出口端之间。

本发明还提出了一种弹丸注入装置的控制方法。

根据本发明实施例的弹丸注入装置的控制方法，所述控制方法适用于上述任一项所述的弹丸注入装置，所述控制方法包括：

通过凸轮组件将弹丸输送至输送通道内；

控制高压气源件朝向所述输送通道内输送高压气体，以推动所述弹丸朝向测试室内运动。

根据本发明一些实施例的弹丸注入装置的控制方法，还包括：在所述弹丸在所述高压气体的作用下朝向所述测试室内运动时，对所述输送通道进行抽真空。

根据本发明实施例的弹丸注入装置，通过在加料结构内设置有凸轮组件，且通过将凸轮组件的至少部分设置为可往复运动以使弹丸存储空间与输送通道选择性地连通，进而使得弹丸注入装置可均匀的控制弹丸注入，提高对边界电流分布与压力梯度的调节性能，进而可增强对边缘局域模的削弱或抑制，且结构简单，可降低设置成本，使用效果更好，适用范围更广。

所述弹丸注入装置的控制方法和上述的弹丸注入装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的加料结构的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的弹丸注入装置的结构示意图。

附图标记：

弹丸注入装置100，

加料结构1，弹丸存储件11，第一存储通道111，第二存储通道112，限位槽113，导向通道114，弹丸12，凸轮组件13，驱动件131，凸轮本体132，滑动槽133，凸轮杆134，连通口135，

高压气源件21，第一管道22，第一控制阀23，第二管道24，抽真空间隙25，

抽真空结构3，抽真空腔体31，泵组32，第二控制阀33，测试室4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的弹丸注入装置100，结构简单，可降低设置成本，且可均匀控制弹丸12注入，提高对边界电流分布与压力梯度的调节性能，进而可增强对边缘局域模的削弱或抑制，以提高使用可靠性。

如图1-图2所示，根据本发明一个实施例的弹丸注入装置100，弹丸注入装置100用于向聚变装置的测试室4内注入弹丸12，且包括：输送结构和加料结构1。

输送结构内形成有输送通道，输送通道的出口端连通至测试室4内，加料结构1包括弹丸存储件11和凸轮组件13，弹丸存储件11形成有弹丸存储空间，弹丸存储空间内存储有弹丸12，凸轮组件13的至少部分伸至弹丸存储件11内，且凸轮组件13的至少部分设置为可往复运动以使弹丸存储空间与输送通道选择性地连通，以向输送通道内输送弹丸12。

其中，弹丸注入装置100用于向聚变装置的测试室4内注入弹丸12，聚变装置可指磁约束聚变装置，在磁约束聚变装置中，边缘局域模主要发生在等离子体边缘区域，其瞬时能量释放会对聚变装置的内壁造成严重热负荷冲击，进而威胁聚变装置运行的安全性与材料寿命。

如此，可通过弹丸注入装置100将固体锂、硼等原子序数较低的材料所制成的弹丸12以高重复率送入等离子体边界，可在不显著引入杂质污染的前提下，调节边界电流分布与压力梯度，进而有效削弱或抑制边缘局域模的发生，还可通过改变边界区域的辐射特性与离子输运行为，优化整体等离子体性能。

此外，锂、硼等元素具有较强的表面吸附与中和特性，持续注入由锂、硼等元素制成的弹丸12，可在等离子体与壁材料之间形成动态覆盖层，有助于改善杂质回收、控制杂质源及输运路径，进而可在提升燃烧等离子体纯净度的同时研究杂质输运机制及其与边缘局域模的动态演化的耦合关系，适用范围更广。

具体地，弹丸注入装置100设置有输送结构，输送结构内形成有输送通道，输送通道的内径可根据弹丸12的径向尺寸进行设定，输送通道的出口端与测试室4相连通，且弹丸12可沿输送通道移动，进而可通过输送通道输送至测试室4内，输送结构可通过高压气体或机械动能等对弹丸12进行输送，设置方式灵活，且输送通道的内径需设置为略大于弹丸12的径向尺寸，可减小弹丸12和输送通道内壁之间的摩擦，以减小动能损失，且可对弹丸12的输送路径进行限制，保证弹丸12输送可靠性。

且弹丸注入装置100设置有加料结构1，弹丸12可存储于加料结构1内，且加料结构1可将弹丸12输送至输送结构的输送通道内，进而通过输送通道输送至测试室4内，加料结构1设置有弹丸存储件11和凸轮组件13，且弹丸存储件11内形成有弹丸存储空间，弹丸存储空间内可存储有多个弹丸12，进而使得加料结构1可向输送通道内持续输送弹丸12，保证弹丸12输送可靠性。

进一步地，凸轮组件13与弹丸存储空间间隔开设置，凸轮组件13的至少部分朝向弹丸存储空间延伸设置，且凸轮组件13的至少部分可伸至弹丸存储件11内，凸轮组件13运行时，凸轮组件13伸至弹丸存储件11内的部分可进行往复运动，进而使得弹丸存储空间与输送通道可选择性地连通，以使弹丸存储空间的弹丸12可输送至输送通道内，进而通过输送通道输送至测试室4内。

如此，当凸轮组件13的至少部分相对于弹丸存储件11进行往复运动时，弹丸存储空间与输送通道可规律的进行连通和阻断，以使弹丸存储空间内的弹丸12可依次规律的向输送通道内进行输送，进而使得弹丸注入装置100可均匀的控制弹丸12注入，提高对边界电流分布与压力梯度的调节性能，进而可增强对边缘局域模的削弱或抑制，且凸轮组件13结构简单，可降低设置成本。

根据本发明实施例的弹丸注入装置100，通过在加料结构1内设置有凸轮组件13，且通过将凸轮组件13的至少部分设置为可往复运动以使弹丸存储空间与输送通道选择性地连通，进而使得弹丸注入装置100可均匀的控制弹丸12注入，提高对边界电流分布与压力梯度的调节性能，进而可增强对边缘局域模的削弱或抑制，且结构简单，可降低设置成本，使用效果更好，适用范围更广。

在一些实施例中，凸轮组件13包括凸轮本体132和凸轮杆134，凸轮杆134的一端与凸轮本体132相连，凸轮杆134的另一端伸至弹丸存储件11内，凸轮本体132适于在转动时带动凸轮杆134相对于弹丸存储件11往复运动，以使弹丸存储空间与输送通道选择性地连通。

具体地，凸轮组件13的至少部分相对于弹丸存储件11设置为可往复运动，且如图1所示，凸轮组件13设置有凸轮本体132和凸轮杆134，凸轮杆134可构造为直杆，凸轮杆134的一端与凸轮本体132可活动地相连，在本实施例中，可在凸轮本体132的周向边沿处设置有滑动槽133，且在凸轮杆134的一端设置有滑动块，进而可将滑动块伸至滑动槽133内，使得凸轮杆134的一端与凸轮本体132相连的同时还可相对于凸轮本体132的周向边沿处进行滑动配合。

进一步地，凸轮杆134的另一端可伸至弹丸存储件11内，凸轮组件13还可设置有驱动件131，驱动件131与凸轮本体132动力相连，使得驱动件131运行时可驱动凸轮本体132进行转动，当凸轮本体132转动时，凸轮本体132一端的尺寸较大，另一端的尺寸较小，使得凸轮本体132在转动过程中与弹丸存储件11之间的距离也随之变化，进而使得凸轮本体132所带动的凸轮杆134可在弹丸存储件11中进行往复运动。

如此，可通过凸轮本体132的特殊结构特性对凸轮杆134进行驱动，以使凸轮杆134进行往复运动，进而可使弹丸存储空间与输送通道规律的进行连通和阻断，使得加料结构1可向输送通道内依次输送弹丸12，结构简单，设置成本低，且可提高弹丸注入装置100注入弹丸12的可靠性，以增强对边缘局域模的削弱或抑制。

在一些实施例中，弹丸存储件11内还形成有限位槽113和导向通道114，限位槽113连通于弹丸存储空间与导向通道114之间，凸轮杆134的另一端伸至限位槽113，以用于将限位槽113选择性地导通或隔断。

具体地，弹丸存储件11用于存储弹丸12，且可将弹丸12输送至输送通道内，如图1所示，弹丸存储件11还形成有限位槽113和导向通道114，限位槽113设置于弹丸存储空间与导向通道114之间，弹丸12存储于弹丸存储空间内，且弹丸存储空间可通过限位槽113与导向通道114选择性地连通，进而使得弹丸存储空间内的弹丸12可选择性地输送至导向通道114内，导向通道114的另一端可与输送通道连通。如此，弹丸存储空间中的弹丸12可在弹丸存储空间通过限位槽113与导向通道114连通时输送至导向通道114内，进而通过导向通道114输送至输送通道内。

进一步地，凸轮杆134的另一端可伸至限位槽113内，即凸轮杆134远离凸轮本体132的一端可伸至限位槽113内，使得凸轮杆134的另一端与凸轮本体132滑动配合时，另一端仍可沿限位槽113的延伸方向进行往复运动，以使凸轮杆134的运动轨迹为直线，且在凸轮杆134往复运动过程中，可对限位槽113进行选择性地导通或隔断，进而使得凸轮杆134在相对于限位槽113运动时，可使弹丸存储空间与导向通道114进行选择性的导通或隔断，结构简单，可保输送弹丸12的均匀性。

另外，凸轮本体132设置为沿长度方向对称，且凸轮本体132的长度方向与限位槽113的延伸方向重合设置，进而使得凸轮本体132在顺时针转动或逆时针转动时，凸轮杆134的运动轨迹以及运动频率等均相同，保证使用可靠性，且在实际设置时，可通过改变凸轮本体132的形状，以调整凸轮杆134的运动轨迹和运动频率，设置成本低且便捷。

在一些实施例中，凸轮杆134形成有连通口135，连通口135适于在凸轮杆134往复运动过程中选择性地连通于弹丸存储空间和导向通道114之间。

具体地，凸轮杆134远离凸轮本体132的一端可伸至限位槽113内，且如图1所示，凸轮杆134形成有连通口135，连通口135沿凸轮杆134的径向导通，且连通口135的延伸方向与弹丸存储空间和导向通道114的分布方向相同，即当凸轮杆134的连通口135运动至弹丸存储空间和导向通道114之间时，连通口135的一端可与弹丸存储空间连通，连通口135的另一端可与导向通道114连通，进而使得弹丸存储空间内的弹丸12可输送至连通口135，进而通过连通口135输送至导向通道114内。

如此，当凸轮杆134随凸轮本体132进行往复运动时，连通口135也可随凸轮杆134进行往复运动，以使连通口135可选择性地连通于弹丸存储空间和导向通道114之间，进而使得弹丸存储空间可规律的向输送通道内输送弹丸12，提高输送弹丸12的可靠性。

在一些实施例中，弹丸存储空间包括第一存储通道111和第二存储通道112，第一存储通道111和第二存储通道112间隔开分布，其中，连通口135适于在凸轮杆134往复运动过程中，将第一存储通道111和第二存储通道112先后反复连通于导向通道114。

具体地，弹丸存储空间用于存储弹丸12，且如图1所示，弹丸存储空间设置有第一存储通道111和第二存储通道112，第一存储通道111和第二存储通道112均可用于存储弹丸12，第一存储通道111和第二存储通道112间隔开分布，且第一存储通道111和第二存储通道112沿限位槽113的延伸方向分布，进而可增加对弹丸12的存储量，保证输送可靠性。

进一步地，凸轮杆134可沿限位槽113进行往复运动，使得凸轮杆134的连通口135也可沿限位槽113进行往复运动，第一存储通道111和第二存储通道112沿限位槽113间隔开分布，使得连通口135可随凸轮杆134的运动分别与第一存储通道111和第二存储通道112进行连通，即凸轮杆134往复运动过程中，连通口135可将第一存储通道111和第二存储通道112先后反复连通于导向通道114，使得第一存储通道111和第二存储通道112可依次向导向通道114内输送弹丸12，以提高加料结构1对弹丸12的注入频率，实现弹丸12稳定供料。

在一些实施例中，弹丸存储空间连通于限位槽113的上方，且导向通道114连通于限位槽113的下方。

具体地，弹丸存储空间可通过限位槽113选择性地向导向通道114输送弹丸12，且如图1所示，弹丸存储空间连通于限位槽113的上方，导向通道114连通于限位槽113的下方，弹丸存储空间沿竖直方向延伸设置，导向通道114也沿竖直方向延伸设置，即弹丸存储空间的下端与限位槽113的上方相连，导向通道114的上端与限位槽113的下方相连，使得弹丸存储空间通过限位槽113与导向通道114连通时，弹丸存储空间内的弹丸12可在重力作用下输送至限位槽113内，进而输送至导向通道114内，导向通道114内的弹丸12也可在重力作用下输送至输送通道内，以节约弹丸注入装置100的耗能。

另外，弹丸存储空间设置为沿竖直方向延伸，且弹丸存储空间的径向尺寸设置为略大于弹丸12的径向尺寸，可保证弹丸12向下输送的可靠性，且使得多个弹丸12可在弹丸存储空间中沿竖直方向依次排列，进而使得在弹丸存储空间与导向通道114连通后，多个弹丸12可在重力作用下依次向下输送，保证输送均匀性。

在一些实施例中，输送结构包括高压气源件21，高压气源件21用于向输送通道供入高压气体，且使高压气体推动弹丸12朝向测试室4运动。

具体地，输送结构可将输送通道内的弹丸12输送至测试室4内，且如图2所示，输送结构设置有高压气源件21，高压气源件21和测试室4分别连接于输送通道的两端，且加料结构1连通于输送通道的中部，使得加料结构1向输送通道内输送弹丸12后，高压气源件21可将弹丸12输送至测试室4内。

进一步地，高压气源件21可构造为高压气体罐，高压气体罐内存储有高压气体，且高压气源件21可向输送通道内喷射高压气体，进而使得输送通道内具有从高压气源件21朝向测试室4喷射的高压气体，当加料结构1向输送通道内输送弹丸12后，高压气源件21所喷射的高压气体可推动弹丸12沿输送通道向测试室4移动，进而可将弹丸12输送至测试室4内，通过高压气体对弹丸12进行输送，可减少弹丸12与输送通道的内壁之间摩擦，进而可降低能量损耗，提高节能性。

另外，导向通道114与输送通道的连通处靠近高压气源件21设置，进而使得高压气体在进入输送通道后就可对弹丸12进行推送，以保证推送可靠性。

在一些实施例中，弹丸注入装置100还包括抽真空结构3，输送通道的至少部分与外部连通且形成抽真空间隙25，弹丸12适于在高压气体的推动作用下经过抽真空间隙25，抽真空结构3用于对抽真空间隙25进行抽真空。

具体地，如图1所示，弹丸注入装置100还设置有抽真空结构3，输送通道的至少部分可设置有抽真空间隙25，即可将输送通道设置为两个间隔开分布的管道，或可在输送通道上设置穿孔等，使得输送通道可通过抽真空间隙25与外界连通，抽真空间隙25位于高压气源件21和测试室4之间，且抽真空间隙25沿气流的方向位于导向通道114与输送通道的连通处的后侧，使得弹丸12在进入输送通道且通过高压气流进行推送时可经过抽真空间隙25。

进一步地，抽真空结构3可对抽真空间隙25进行抽真空，使得高压气流在推送弹丸12经过抽真空间隙25时，抽真空结构3可在抽真空间隙25处将推送弹丸12的高压气流进行抽真空，以将真空度降至合理范围，弹丸12可在惯性力的作用下继续朝测试室4移动，且在进入测试室4内时，弹丸12的四周处于真空状态，避免引入其余杂质，保证对边缘局域模削弱或抑制的可靠性。

在一些实施例中，抽真空结构3包括抽真空腔体31和泵组32，抽真空腔体31套设于抽真空间隙25外且与抽真空间隙25连通，泵组32与抽真空腔体31的内部选择性地连通，以对抽真空间隙25选择性地抽真空。

具体地，抽真空结构3还设置有抽真空腔体31和泵组32，抽真空腔体31可套设于输送通道外，且输送通道具有抽真空间隙25的部分可位于抽真空腔体31内，使得输送通道可通过抽真空间隙25与抽真空腔体31连通，泵组32可与抽真空腔体31选择性地连通，以对抽真空间隙25选择性地抽真空，即当弹丸12进入输送管道内后，可使泵组32和抽真空腔体31连通，进而使得泵组32可对抽真空腔体31进行抽真空，以使抽真空间隙25处的真空度维持合理范围，保证弹丸12使用可靠性。

另外，如图1所示，可在泵组32和抽真空腔体31之间设置有第二控制阀33，当第二控制阀33开启时，泵组32和抽真空腔体31可连通，当第二控制阀33关闭时，可阻断泵组32和抽真空腔体31的连通，进而可提高泵组32对抽真空腔体31进行抽真空的可靠性。在实际设置时，还可将抽真空间隙25设置为抽真空孔，抽真空孔与输送通道连通，且可将泵组32与抽真空孔连通，进而对抽真空孔进行抽真空，设置方式灵活。

在一些实施例中，输送通道包括第一管道22和第二管道24，第一管道22与高压气源件21连通，弹丸存储空间连通于第一管道22的上方，第二管道24与测试室4连通，第一管道22和第二管道24间隔开且形成抽真空间隙25。

具体地，如图1所示，输送通道设置有第一管道22和第二管道24，第一管道22的一端与高压气源件21连通，另一端朝向测试室4延伸，第二管道24的一端朝向高压气源件21延伸，且另一端与测试室4连通，第一管道22的另一端和第二管道24的一端正对设置，且抽真空间隙25可形成于第一管道22的另一端和第二管道24的一端之间，弹丸存储空间连通于第一管道22的上方，即弹丸12在重力作用下可从弹丸存储空间输送至第一管道22内，且高压气源件21可将第一管道22内的弹丸12向第二管道24推送，在经过抽真空间隙25时，可将弹丸12周围的真空度降至合理范围，且弹丸12可继续通过第二管道24输送至测试室4内，结构简单，且可保证弹丸12输送的可靠性。

另外，抽真空间隙25的间隙宽度设置为小于弹丸12的径向尺寸，使得弹丸12在经过抽真空间隙25时可在惯性作用下越过抽真空间隙25，避免弹丸12从抽真空间隙25滑出，保证弹丸12输送可靠性。

在一些实施例中，第一管道22中设有第一控制阀23，第一控制阀23位于高压气源件21与弹丸存储空间的出口端之间。

具体地，输送通道设置有第一管道22和第二管道24，第一管道22远离测试室4的一端连通有高压气源件21，且如图1所示，第一管道22内还设置有第一控制阀23，第一控制阀23位于高压气源件21与弹丸存储空间的出口端之间，即第一控制阀23可控制高压气源件21和第一管道22的连通，当第一控制阀23开启时，高压气源件21和第一管道22可连通，当第一控制阀23关闭时，可阻断高压气源件21和第一管道22的连通。

如此，当加料结构1向第一管道22内输送弹丸12后，可打开第一控制阀23，以使高压气源件21可向第一管道22内喷射高压气体，进而可推动弹丸12向测试室4移动，当输送弹丸12完成后，可将第一控制阀23关闭，进而可阻断高压气源件21向第一管道22内输送高压气体，节约能耗。

本发明还提出了一种弹丸注入装置100的控制方法。

根据本发明实施例的弹丸注入装置100的控制方法，控制方法适用于上述任一项的弹丸注入装置100，控制方法包括：

通过凸轮组件13将弹丸12输送至输送通道内；

控制高压气源件21朝向输送通道内输送高压气体，以推动弹丸12朝向测试室4内运动。

具体地，弹丸注入装置100设置有加料结构1，且加料结构1设置有凸轮组件13，凸轮组件13的凸轮本体132可在驱动件131的驱动下进行转动，进而可带动凸轮杆134进行往复运动，加料结构1还设置有弹丸存储件11，弹丸存储件11的弹丸存储空间内可存储有多个弹丸12，且凸轮杆134的一端可伸至弹丸存储件11内，使得凸轮杆134在进行往复运动时可使弹丸存储空间内的弹丸12在重力作用下输送至导向通道114内，进而使得导向通道114内的弹丸12可在重力作用下输送至输送通道内。

进一步地，输送通道与高压气源件21连通，且高压气源件21可向输送通道内喷射高压气体，使得高压气体可对输送通道内的弹丸12进行推送，测试室4连通于输送通道的另一端，进而使得高压气体可推动弹丸12向测试室4移动，结构简单，可保证对弹丸12输送的可靠性，且通过凸轮组件13对弹丸12进行输送，可对弹丸12稳定供料，保证弹丸12的均匀注入。

根据本发明实施例的弹丸注入装置100的控制方法，通过在加料结构1内设置有凸轮组件13，且通过将凸轮组件13的至少部分设置为可往复运动以使弹丸存储空间与输送通道选择性地连通，进而使得弹丸注入装置100可均匀的控制弹丸12注入，提高对边界电流分布与压力梯度的调节性能，进而可增强对边缘局域模的削弱或抑制，且结构简单，可降低设置成本，使用效果更好，适用范围更广。

在一些实施例中，还包括：在弹丸12在高压气体的作用下朝向测试室4内运动时，对输送通道进行抽真空。

具体地，驱动件131带动凸轮本体132旋转，进而带动凸轮杆134做往复运动，以将弹丸12推送至输送管道内，且凸轮本体132每转动一圈，凸轮杆134可带动两个弹丸12落入输送管道内，通过控制凸轮本体132的转速可控制注入弹丸12的频率，当弹丸12落入第一管道22内使，打开第一控制阀23门和高压气源件21，使高压气体可推动弹丸12向测试室4方向运动，同时打开第二控制阀33门和泵组32，使泵组32可对抽真空腔体31进行抽真空，以使抽真空间隙25处的真空度可降低到合理范围，提高使用可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种弹丸注入装置（100），其特征在于，所述弹丸注入装置（100）用于向聚变装置的测试室（4）内注入弹丸（12），且包括：

输送结构，所述输送结构内形成有输送通道，所述输送通道的出口端连通至所述测试室（4）内；

加料结构（1），所述加料结构（1）包括弹丸存储件（11）和凸轮组件（13），所述弹丸存储件（11）形成有弹丸存储空间，所述弹丸存储空间内存储有弹丸（12），所述凸轮组件（13）的至少部分伸至所述弹丸存储件（11）内，且所述凸轮组件（13）的至少部分设置为可往复运动以使所述弹丸存储空间与所述输送通道选择性地连通，以向所述输送通道内输送所述弹丸（12）。

2.根据权利要求1所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述凸轮组件（13）包括凸轮本体（132）和凸轮杆（134），所述凸轮杆（134）的一端与所述凸轮本体（132）相连，所述凸轮杆（134）的另一端伸至所述弹丸存储件（11）内，所述凸轮本体（132）适于在转动时带动所述凸轮杆（134）相对于所述弹丸存储件（11）往复运动，以使所述弹丸存储空间与所述输送通道选择性地连通。

3.根据权利要求2所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述弹丸存储件（11）内还形成有限位槽（113）和导向通道（114），所述限位槽（113）连通于所述弹丸存储空间与所述导向通道（114）之间，所述凸轮杆（134）的另一端伸至所述限位槽（113），以用于将所述限位槽（113）选择性地导通或隔断。

4.根据权利要求3所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述凸轮杆（134）形成有连通口（135），所述连通口（135）适于在所述凸轮杆（134）往复运动过程中选择性地连通于所述弹丸存储空间和所述导向通道（114）之间。

5.根据权利要求4所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述弹丸存储空间包括第一存储通道（111）和第二存储通道（112），所述第一存储通道（111）和所述第二存储通道（112）间隔开分布；

其中，所述连通口（135）适于在所述凸轮杆（134）往复运动过程中，将所述第一存储通道（111）和所述第二存储通道（112）先后反复连通于所述导向通道（114）。

6.根据权利要求3所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述弹丸存储空间连通于所述限位槽（113）的上方，且所述导向通道（114）连通于所述限位槽（113）的下方。

7.根据权利要求1所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述输送结构包括高压气源件（21），所述高压气源件（21）用于向所述输送通道供入高压气体，且使所述高压气体推动所述弹丸（12）朝向所述测试室（4）运动。

8.根据权利要求7所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，还包括抽真空结构（3），所述输送通道的至少部分与外部连通且形成抽真空间隙（25），所述弹丸（12）适于在所述高压气体的推动作用下经过所述抽真空间隙（25），所述抽真空结构（3）用于对所述抽真空间隙（25）进行抽真空。

9.根据权利要求8所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述抽真空结构（3）包括抽真空腔体（31）和泵组（32），所述抽真空腔体（31）套设于所述抽真空间隙（25）外且与所述抽真空间隙（25）连通，所述泵组（32）与所述抽真空腔体（31）的内部选择性地连通，以对所述抽真空间隙（25）选择性地抽真空。

10.根据权利要求8所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述输送通道包括第一管道（22）和第二管道（24），所述第一管道（22）与所述高压气源件（21）连通，所述弹丸存储空间连通于所述第一管道（22）的上方，所述第二管道（24）与所述测试室（4）连通，所述第一管道（22）和所述第二管道（24）间隔开且形成所述抽真空间隙（25）。

11.根据权利要求10所述的弹丸注入装置（100），其特征在于，所述第一管道（22）中设有第一控制阀（23），所述第一控制阀（23）位于所述高压气源件（21）与所述弹丸存储空间的出口端之间。

12.一种弹丸注入装置（100）的控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于权利要求1-11中任一项所述的弹丸注入装置（100），所述控制方法包括：

通过凸轮组件（13）将弹丸（12）输送至输送通道内；

控制高压气源件（21）朝向所述输送通道内输送高压气体，以推动所述弹丸（12）朝向测试室（4）内运动。

13.根据权利要求12所述的弹丸注入装置（100）的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述弹丸（12）在所述高压气体的作用下朝向所述测试室（4）内运动时，对所述输送通道进行抽真空。