[发明专利]一种航天器低温贮箱用气液分离装置

说明书

本发明涉及一种航天器低温贮箱用气液分离装置，包括上盖、上孔板、下孔板、出口、下盖、导流板和进口；上盖与下盖通过导流板固定连接，构成由进口到出口的封闭腔体；导流板按一定的角度安装在上盖和下盖之间，使低温推进剂经过加速产生离心运动；上盖和下盖组成的封闭腔体在进口处存在扩压结构，使进入进口的低温推进剂扩压气化；上孔板、下孔板安装在上盖的中心开孔处；上孔板、下孔板上均加工系列周期性均布小孔，使液体低温推进剂在此位置提高液体通过阻力，避免液体排出，同时小孔出口位置为扩压结构，保证液体低温推进剂低压气化。本发明保证气液分离装置出口不会存在液体，且仅能排出气体，实现微重力下低温推进剂无夹液排气功能。

技术领域

本发明涉及一种航天器低温贮箱用气液分离装置，属于航天技术领域。

背景技术

低温推进剂贮箱气口无夹液排气技术是低温推进剂热力学排气系统的核心技术。微重力下的低温推进剂与气化的气体处于混合状态，解决微重力下气液分离问题是实现无夹液的排气保证低温贮箱内部压力维持恒定的关键。针对低温推进剂不仅可以依靠表面张力，同时可以利用低温推进剂的存贮分压为饱和蒸汽压特性，采用扩压手段降低分压压力，使低温推进剂低于饱和蒸汽压而气化，同时利用离心力增强低温推进剂的留存时间使其充分气化。

地面常用的气液分离方法主要依靠离心力、重力等实现气体和液体有效分离。空间航天器中的常温液体可以依靠表面张力或离心力等实现与气体分离。低温推进剂在轨长期贮存时需要在低温推进剂蒸发过程中保证贮箱内部的压力保持在稳定的范围，因此需要在贮箱排气口安装气液分离装置。

我国用于低温推进剂热力学排气系统的气液分离装置还没有成熟的产品应用记录。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种航天器低温贮箱用气液分离装置，利用扩压原理使少量进入气液分离装置的低温推进剂气化，设计导流板结构使进入气液分离装置的低温推进剂产生离心加速度，诱使液体低温推进剂长期驻留在低压区域，同时利用系列小孔产生较大阻力阻止液体流出，小孔后属于突扩结构使低温推进剂进一步扩压气化，保证气液分离装置出口不会存在液体，且仅能排出气体，实现微重力下低温推进剂无夹液排气功能。

本发明的技术解决方案是：

一种航天器低温贮箱用气液分离装置，包括上盖、上孔板、下孔板、出口、下盖、导流板和进口；

所述上盖与下盖通过导流板固定连接，构成由进口到出口的封闭腔体；

所述导流板按一定的角度安装在上盖和下盖之间，使低温推进剂经过加速产生离心运动；

所述上盖和下盖组成的封闭腔体在进口处存在扩压结构，使进入进口的低温推进剂扩压气化；

上孔板、下孔板安装在上盖的中心开孔处；

所述上孔板、下孔板上均加工系列周期性均布小孔，使液体低温推进剂在此位置提高液体通过阻力，避免液体排出，同时小孔出口位置为扩压结构，保证液体低温推进剂低压气化。

进一步的，所述上盖和下盖组成的封闭腔体在进口处的间距为8-15mm。

进一步的，从进口到下盖中间位置按照圆弧过渡，圆弧直径为150～250mm，保证可以实现从进口到中心位置1:2～1:3的结构变化，实现压力降低至1/3～1/2，压力低于低温推进剂的饱和蒸汽压，使进入进口的液体低温推进剂气化。

进一步的，所述导流板按照一定的角度布置在上盖和下盖之间，安装角度A为30～45°。

进一步的，在安装角度范围内，诱使进入进口的低温推进剂产生离心加速度，受离心力影响向半径大的区域移动，实现低温推进剂在低压区域长期驻留，保证低温推进剂充分气化。