[发明专利]一种用于在轨加注无推力气体排放装置

说明书

一种用于在轨加注无推力气体排放装置，包括进口结构、气液分离腔室、排气结构、排液结构；气液分离腔室采用微重力下表面张力驱动液体的原理将流入的待排气流体分离为气体和液体；进口结构安装在气液分离腔室的顶部；用于使待排气流体流入所述气液分离腔室；排气结构安装在所述气液分离腔室的侧壁；用于排出所述气体；排液结构安装在所述气液分离腔室的底部，用于排出所述液体。本发明利用微重力下表面张力驱动液体原理，结合锐角蓄留能力强的特点，设计气液分离腔室结构和带有通孔蓄留板式叶片，实现微重力下的液体蓄留和无夹液排气功能，同时排气口对称布置，使排气口产生的推力相互抵消，实现在轨加注无推力的气体排放。

技术领域

本发明涉及一种用于在轨加注无推力气体排放装置，属于气液分离技术领域，特别是一种用于卫星推进剂贮箱排气装置。

背景技术

目前卫星在轨加注技术在我国仍处于研制阶段，推进剂贮箱的无推力气体排放是在轨加注系统的核心技术。我国用于在轨加注系统的无推力气体排放装置还没有成熟的产品应用记录。目前在地面上针对气液分离主要采用离心式气液分离技术完成，离心式气液分离技术主要采用旋转部件或设计螺旋流道实现，在旋转部件转速较低或螺旋流道流量较小时无法实现分离功能，存在一定的缺陷。卫星在轨加注系统不仅要实现大流量下的排气功能，而且小流量下需要实现无夹液的排气，避免排气过程中出现液体在真空环境下迅速冻结堵塞排气管路。同时，排气过程中不能对整个卫星产生附加力矩，需要实现无推力排气。因此，用于在轨加注无推力气体排放装置是实现卫星在轨加注的关键。

目前，尚没有关于卫星在轨加注过程气体排放装置的文献。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于在轨加注无推力气体排放装置，本发明利用微重力下表面张力驱动液体原理，结合锐角蓄留能力强的特点，设计气液分离腔室结构和带有通孔蓄留板式叶片，实现微重力下的液体蓄留功能和无夹液排气，同时排气口对称布置，使排气口产生的推力相互抵消，最终实现在轨加注无推力的气体排放。

本发明的技术解决方案是：

一种用于在轨加注无推力气体排放装置，包括：进口结构、气液分离腔室、排气结构、排液结构；

气液分离腔室：采用微重力下表面张力驱动液体的原理将流入的待排气流体分离为气体和液体；

进口结构：安装在气液分离腔室的顶部；用于使待排气流体流入所述气液分离腔室；

排气结构：安装在所述气液分离腔室的侧壁；用于排出所述气体；

排液结构：安装在所述气液分离腔室的底部，用于排出所述液体。

所述气液分离腔室为空腔结构，空腔结构内部包括：板式大叶片和板式小叶片；

多个所述板式大叶片和所述板式小叶片交替排布在所述空腔结构的底部。

所述气液分离腔室的横截面为由直线和圆弧组成的封闭结构，所述封闭结构的底部为由两条直线构成的尖角，尖角开口朝上，圆弧与所述两条直线相切，所述圆弧的开口朝向尖角；

板式大叶片：为至少存在一个直线边的薄板，所述直线边为第一边长，所述薄板端面上等间距开有多行通孔，所述每行通孔圆心的连线平行第一边长；

板式小叶片：为至少存在一个直线边的薄板，所述直线边为第二边长，所述薄板端面上等间距开有多个通孔，所述多个通孔圆心连线平行第二边长；

多个所述板式大叶片和所述板式小叶片交替排布，所述第一边长和所述第二边长重叠作为公共边固定在所述气液分离腔室的底部，所述板式大叶片与第一边长垂直的直角边和所述板式小叶片与第二边长垂直的直角边分别位于所述公共边的两端，所述第一边长和所述第二边长均垂直于所述气液分离腔室的横截面。