[发明专利]一种高速弹丸离心加速系统和方法

权利要求书

1.一种高速弹丸离心加速系统，其特征在于：包括有旋转泵体、旋转轴、旋转叶片、旋转腔室、加速器支撑、加料室、加料管道、出料口、出料管道、靶室、分子泵机组及控制器；

所述旋转轴安装在旋转泵体上，所述旋转轴的上方设有旋转叶片，所述旋转轴及旋转叶片布置在旋转腔室内部，所述加料室位于旋转腔室顶部，所述的弹丸存储在加料室内，所述的加料管道连通加料室与旋转叶片，所述的出料口设置在旋转腔室的侧壁，所述的出料管道焊接到出料口上，所述的靶室焊接到出料管道的终端，所述的分子泵机组连接到旋转泵体，所述的控制器通过控制线连接到旋转泵体；

将弹丸从加料室通过加料管道坠入到高速旋转的叶片中心区域，通过旋转叶片的旋转加速，将弹丸甩出到旋转腔室的内壁做圆周运动；当高速旋转的弹丸达到出料口位置时，将沿切线高速通过出料口，注入到出料管道内，实现弹丸500-1000m/s的高速注入。

2.根据权利要求1所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述的高速弹丸为固态弹丸，尺寸为0.5-3mm，材质为锂、铍、碳及钨中的任一一种，或为固态的氢同位素弹丸，所述的高速弹丸要求速度为500-1000m/s可调。

3.根据权利要求1所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述的旋转泵体为普通的涡轮分子泵泵体，所述的旋转轴为泵体裸露的旋转轴，通过去除分子泵内的叶片，即定子和转子，获得裸露的旋转轴，利用分子泵在真空环境下实现每分钟40000-90000转的转速。

4.根据权利要求2所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述的旋转叶片固定在旋转轴的顶部，旋转叶片采用轻质的钛合金材料，包括槽体模块和盖板，所述的槽体模块中间开深度5mm菱形槽，为弹丸的坠落区域；槽体模块两边开方形槽，深度5mm，宽度6mm，为弹丸的加速槽；所述的盖板中间开直径1.5cm的圆孔，通过螺钉紧固在槽体模块上，阻止加速槽内的弹丸溢出；旋转叶片的长度根据设计的弹丸速度调整，弹丸的速度与旋转轴转速及叶片长度正相关。

5.根据权利要求2所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述旋转腔室为不锈钢圆桶，在旋转叶片上离心加速的弹丸脱离叶片后，将在旋转腔室内壁绕圆周运动旋转；所述的出料口布置在旋转腔室的侧壁，形状为圆形，圆形中心与旋转叶片保持在同一水平高度。

6.根据权利要求1所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述加料室位于旋转腔室顶部，固态弹丸存储在加料室内部；所述的加料管道连通加料室与旋转叶片中心圆形槽区，弹丸通过加料管道坠落到旋转叶片的中心圆形槽内，由于圆形槽位于中心，初速度为零，能阻止弹丸溢出。

7.根据权利要求1所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述的出料管道焊接到出料口上，尺寸与出料口一致，内表面光滑，方向为旋转腔室的切线方向；所述的靶室焊接到出料管道的终端，为高速弹丸注入的腔室。

8.根据权利要求1所述的高速弹丸离心加速系统，其特征在于：

所述的分子泵机组连接到旋转泵体，为旋转腔室提供真空度小于10^-3Pa的真空环境；所述的控制器通过控制线连接到旋转泵体，控制器为旋转泵体提供电源及变频控制旋转轴转速，并实时显示旋转转速，分子泵机组及控制器为旋转泵体及旋转轴工作提供必要条件。

9.一种根据权利要求1所述的高速弹丸离心加速系统进行弹丸加速的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、首先完成加料室弹丸的填充，然后封装系统法兰，通过分子泵机组对整个系统抽气实现真空度优于10^-3Pa的要求，为旋转叶片的旋转提供好的真空环境；

步骤2、通过控制器控制旋转叶片旋转，并实时监测叶片转速；

步骤3、待旋转达到预定转速后，释放加料室内的弹丸，通过加料管道落入旋转模块中心区域，该中心区域转速为零，防止弹丸溢出；

步骤4、然后弹丸将在旋转模块槽内离心加速，加速到旋转叶片末端的弹丸，将脱离旋转叶片到达旋转腔室内壁，并在旋转腔室内壁圆周运动；

步骤5、当高速旋转的弹丸达到出料口位置时，将沿切线高速通过出料口，注入到出料管道内，最终打入靶室，实现弹丸速度500-1000m/s的高速注入。