[发明专利]静态旋流式高效低流阻气泡分离器

说明书

为了解决现有静态旋流离心式气泡分离器分离效率较低的问题，本发明提供了一种静态旋流式高效低流阻气泡分离器，包括壳体和孔板；所述孔板安装在壳体内；所述壳体上设置有工作介质入口；其特征在于：所述孔板设置在壳体的工作介质入口处，孔板入口径向截面中心与壳体入口中心轴线具有偏置距离△L，孔板入口中心轴线与壳体入口中心轴线具有偏置角度α。

技术领域

本发明涉及一种气泡分离器，特别涉及一种空间微重力领域用静态旋流式高效低流阻气泡分离器。

背景技术

在大多数载人航天工作介质回路系统中，当工作介质中的气泡达到一定浓度，会对循环泵、热交换器等设备造成损坏，同时，气泡还会影响传感器的工作，导致仪表读数失准。为提高空间站某驱动回路系统的使用寿命、工作可靠性，需要将系统循环液体中夹杂或产生的气泡分离、排出。

离心式气泡分离器主要分为动态旋流和静态旋流，动态旋流离心式气泡分离器在运转时会产生较大的振动及噪声，体积、质量较大，而且需要额外的电能，连续工作时间有限，可靠性与被动式分离器相比较低。相比之下，静态旋流离心式气泡分离器不需要额外的电能，通过入口压力及流量靠导向结构使介质产生旋流，振动及噪声、体积、质量相对较小，但分离效率也相对较低。

发明内容

为了解决现有静态旋流离心式气泡分离器分离效率较低的问题，本发明提供了一种静态旋流式高效低流阻气泡分离器。

本发明解决上述问题的技术方案为：

静态旋流式高效低流阻气泡分离器，包括壳体和孔板；所述孔板安装在壳体内；所述壳体上设置有工作介质入口；其特殊之处在于：所述孔板设置在壳体的工作介质入口处，孔板入口径向截面中心与壳体入口中心轴线具有偏置距离△L，孔板入口中心轴线与壳体入口中心轴线具有偏置角度α。

基于上述基本技术方案，本发明还作出以下优化和/或限定：

上述△L由具体结构确定，没有确定的范围，原则是孔板入口应尽量与壳体内腔圆台锥面相切，即使不相切，偏差越小越好；α的较佳取值范围为1°≤α≤8°。最优的，孔板的入口与壳体内腔圆台锥面相切，α=2°时，分离效率最高。

上述气泡分离器还包括固定安装在壳体上端的盖板；所述盖板的下端设置有集气罩便于对气泡进行收集。

上述工作介质入口位于壳体下方侧壁上；所述壳体侧壁上设置有液体工作介质出口，工作介质出口的最低点高于集气罩的最低点，这样设置有利于减小气泡逃逸的机率，以增大分离器的集气能力，进一步提高分离效率。

上述气泡分离器还包括与盖板相连的排气阀；所述排气阀与壳体内腔连通，用于将分离器内腔中分离出的气泡排出。

上述盖板上端设置有沿轴向向外伸出的圆筒结构，圆筒结构的径向开设有通孔；所述排气阀的一端通过导向钉限位于所述圆筒结构内；导向钉位于所述通孔内，导向钉与排气阀固连，整体能够沿所述圆筒结构的轴向移动。由于排气阀能够沿盖板的圆筒机构移动，工作时，可手动推拉排气阀，使得分离器内腔中心轴线上不同位置的气泡及时排出，进一步提高分离器的排出能力和效率。

上述排气阀的气体入口端的下端面为内凹式锥面或圆弧面，以利于气泡的吸附和排出。

上述壳体的内腔为圆台结构，工作介质入口段为圆台小端。

为了进一步提高气泡的收集效率，上述集气罩为圆弧形结构、圆锥形结构或者上端为圆弧下端为圆锥的结构。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1）本发明采用双偏置喷射式孔板，即孔板的入口径向截面中心与壳体的入口中心轴线偏置一定距离△L，孔板的入口中心轴线与壳体入口中心轴线偏置一定角度α，流阻小，能够有效增加气泡的分离动能，极大地提高了分离和排气效率。