[发明专利]一种残液排空装置

说明书

技术领域

本发明涉及空间环模试验领域，具体地，涉及一种空间环模试验液氮流程用的残液排空装置。

背景技术

目前，空间环模设备的热沉都由液氮系统提供冷源，根据热沉热负荷的大小和设备的情况，可选用不同形式的液氮流程。液氮流程的功用是使热沉在真空热试验的全过程保持低于100K的温度，它可为热沉提供足够的冷量，并使热沉温度均匀。常见的液氮流程有开式沸腾系统、带压节流系统、单向密闭式循环系统等。但无论采用何种流程，为了保证系统的稳定运行，开始总是必须对热沉和设备进行预冷，在整个预冷过程中（特别大型的热沉），总是不可避免地需直接把液氮排出室外。由于液氮残液直接排放入大气中，不仅对环境造成影响，还会造成地基损坏或溅落到人员、设备上，造成人员或设备冻伤。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种残液排空装置，该装置能够即时把排出的液氮进行加热气化，然后统一排到大气中，以保证空间环模试验液氮流程中排出室外的全部为气化的氮气，避免对环境造成影响，以及人员或设备冻伤。

根据本发明的一个方面，提供一种残液排空装置，包括：鼓风机、残液气化室、加热器、残液收集器、出口测温装置、排空管、进口测温装置、残液进管，残液收集器设置在残液气化室上部，鼓风机连接至残液气化室底部，加热器设置在残液气化室内与残液收集器连接，残液进管与残液收集器连接，排空管与残液气化室连接，进口测温装置设置在残液进管与残液收集器连接处，出口测温装置设置在排空管与残液气化室连接处。

优选地，该残液排空装置还包括：控制器，控制器分别与进口测温装置、出口测温装置，以及，鼓风机和加热器连接，用以根据进口测温装置和出口测温装置的测量结果获得出口温度，估测液体气化程度，以控制鼓风机和加热器工作。

优选地，该控制器为微处理器。

优选地，该控制器为上位机。

优选地，该残液收集器内部设置有多层导流格栅。

本发明的工作过程为：

使用时，先将残液排空装置与空间环模试验液氮流程系统的放空阀管路相连，之后，开启进口测温装置、出口测温装置、和鼓风机，打开排空阀，液氮残液经残液进管进入残液收集器，鼓风机不断将外界空气吹入残液收集器，空气与液氮之间强迫对流换热，利用空气能量将液氮气化，并为冷氮气排出提供压力，气化后的冷氮气由排空管排到大气中。控制器根据进口测温装置和出口测温装置监测进出口温度，并估测液氮含量，若出口温度过低，表明液体气化不充分，则控制器控制加热器开启，强化液氮气化。当出口温度过高时，控制器控制加热器关闭，以节约能源。

本发明解决了空间环模试验过程中液氮直接排出室外的问题，可在极短的时间内将液氮气化，液氮流程中不对室外直接排出液氮，不会对环境或人员造成影响，且不干扰原来的液氮流程。本发明除设置在系统放空阀后，也可将真空系统冷阱预冷，低温泵排液后的管路迁入到本发明的排空装置中，帮助液氮气化，然后排出室外。另外，本发明还可应用到相应的低温流程中，适用范围广泛。如，真空系统直接排放的液氮可引入到残液排空装置中，通过此装置后再排放进入大气，不对环境造成影响。

本发明的残液收集器内设置多层导流栅格，能够使液氮残液均匀分布于整个截面上，可大幅增大换热面积，强化换热，且有效延长液滴下落时间，保证液氮在残液收集器中完全气化。同时，本发明将鼓风机作为主要液氮气化装置，加热器作为辅助气化装置，充分利用空气能量来气化液氮，大大节省能源，效率高。

综上所述，与现有技术相比，本发明可在极短的时间内将液氮气化，有效避免了液氮直接排出造成的环境影响以及人员伤害或设备损坏，且具有气化效率高、节约能源、适用范围广泛的有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明残液排空装置的结构示意图；

图2为本发明残液排空装置的应用示意图。

图中：1为残液排空装置，2为放空阀，11为鼓风机，12为残液气化室，13为加热器,14为残液收集器，15为出口测温装置，16为排空管，17为进口测温装置，18为残液进管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。