[发明专利]一种注入式微球充气系统

说明书

技术领域

本发明属于微球充气领域，具体涉及一种注入式微球充气系统。

背景技术

激光惯性约束聚变（ICF）实验中需要将靶丸内充入高压燃料气体，向靶丸内加载气态燃料一般称为充气。靶丸充气主要有四种方法，即热扩散充气、制球原位充气、注入法充气和充气管充气。热扩散充气是靶丸高压充气最普遍采用的充气方法。名称为“一种高温高压空心微球充气系统”的中国发明专利（专利号为201410329819.2）采用的就是热扩散充气方法的微球充气系统。热扩散法充气取决于微球材料的渗透系数，与充气温度、压力和所充气体种类密切相关。在热扩散充气时为了更有效的将气体充入球内，提高微球充气压力和温度是两种行之有效的重要手段。由于充气室材料和厚度的限制热扩散法充气时实际上能够采用的最高压力和温度是有限的，目前能做到的高压室最大工作压力为120MPa，此时最高工作温度不超过400℃。高温室最高工作温度900℃，此时最大工作压力不超过10MPa。例如玻璃微球在目前的状态下，只能实现小分子气体如氢、氘气的充气，对于其他稍大一些的分子气体如较常用的氩气却充不能有效的充入球内；再例如金属球通常阻气性能较好，金属微球即使充小分子气体如氢、氘气的充气也很难通过热扩散法实现。因而对于材料阻气性能一般的微球(如玻璃微球)充大分子气体的情况和材料本身阻气性能较好的微球(如金属微球)的充气的情况，均不适合采用热扩散法充气。

发明内容

本发明目的是提供一种注入式微球充气系统，能够实现对金属靶丸、玻璃靶丸充大分子气体的充气。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种注入式微球充气系统，其特点是：所述的微球充气系统包括三视镜高压充气室、点胶系统、长工作距离成像系统、真空和充气系统。所述的三视镜高压充气室含有前圆形密封盖板、后圆形密封盖板、圆柱形筒状体的充气室体。所述的点胶系统含有支撑板、三维移动样品台、支撑杆和点胶杆构件，点胶杆构件由点胶杆固定头和点胶杆两部分构成。所述的长工作距离成像系统含有水平方向长工作距离显微镜、水平方向CCD、计算机A，以及45度方向长工作距离显微镜、45度方向CCD、计算机B。所述的真空和充气系统含有压力传感器、无油真空泵、气瓶、排气阀、充气阀、抽真空阀、超压爆破安全阀。

其连接关系是，所述的三视镜高压充气室的充气室体前、后端面分别固定连接有前圆形密封盖板、后圆形密封盖板，在前圆形密封盖板中心设置有前观察窗，在前圆形密封盖板外圆周上设置有数个均布的通孔。前观察窗由石英玻璃和紧固盖构成，石英玻璃的一面设有垫圈A，另一面与紧固盖接触设置，紧固盖在与石英玻璃的接触面上设置有固定卡槽，垫圈B置于固定卡槽内，紧固盖的外螺纹与前圆形密封盖板上设置的内螺纹孔的内螺纹相匹配，紧固盖拧进前圆形密封盖板的内螺纹孔压紧石英玻璃。紧固盖内设置的有机玻璃通过嵌入环固定压紧。所述的前圆形密封盖板设置有凸出的锥形密封面，凸出的锥形密封面与充气室体上的凹进的锥形密封面匹配设置。

所述的三视镜高压充气室的充气室体前端面设置有一端固定另一端伸出的螺杆，螺杆伸出部分穿过设置在前圆形密封盖板的通孔通过螺母压紧密封在充气室体前端面上。

所述的三视镜高压充气室的一侧沿水平方向轴向设置有水平方向视窗，另一侧沿水平轴向逆时针方向旋转45度的直径方向设置45度方向视窗。支撑板上设置有三维移动样品台、支撑杆和点胶杆构件。三维移动样品台是由三个精密步进电机和相应的精密传动机械机构组成，由控制计算机准确控制三个精密步进电机的转动量，通过精密传动机械机构转换为控制三维移动样品台 X、Y、Z三个方向的位移，定位偏差小于或等于2微米。三维移动样品台上设置有样品玻璃片，三维移动样品台与样品玻璃片之间设置有LED灯，样品玻璃片上贴有静电膜，静电膜上放置打孔微球。由于静电膜与微球之间的静电作用，微球比直接放在玻璃片上更不容易滚动。这样激光打孔后的孔的位置就不会移动。便于封胶时对打孔位置的准确定位和点胶操作。支撑杆与支撑板固定连接，支撑杆的横梁上设置的可嵌入缺口，与点胶杆固定头上的卡口匹配，点胶杆固定头通过卡口固定在支撑杆的横梁上。点胶杆固定头的底面设有一内孔，点胶杆的上端插入内孔通过螺钉固定，点胶杆下端为做成很细的粘丝杆、粘丝杆与细丝粘接。