[发明专利]一种可视化微重力气体捕集试验装置

说明书

本发明公开了一种可视化微重力气体捕集试验装置，包括气体捕集器、透明观察管、补偿器、膨胀器、压力传感器、断接器Ⅰ、断接器Ⅱ及泵；透明观察管串联在气体捕集器上游，补偿器和断接器Ⅰ分别串联在气体捕集器下游，断接器Ⅱ串联在透明观察管上游；压力传感器、膨胀器以及泵串联在断接器Ⅰ与断接器Ⅱ之间，且压力传感器串联在泵上游，由此构成封闭回路；试验装置还包括封气装置，封气装置内预存气体，且气体压力高于泵启动前的回路压力；断接器Ⅱ断开后，封气装置与断接器Ⅱ连通，气体进入回路，之后断开封气装置，断接器Ⅱ恢复连接；启动泵，气泡通过透明观察管进入气体捕集器。本发明能够解决气体引入问题，操作简单可靠。

技术领域

本发明涉及气液分离技术领域，具体涉及一种可视化微重力气体捕集试验装置。

背景技术

随着在轨服务的需求与发展，航天器要求越来越多的产品能够在轨维修更换。对于流体回路热控技术来说，管路设备一般采用模块化设计，通过液路断接器的断接实现模块更换。密封舱内的管路系统多次维修后，会将少量的气体引入回路，加上回路中材料长期轻微反应产生的气体，因此需要定期捕集流体回路中的气体并排出回路。

而微重力下的气液分离和捕集由气体捕集器完成，带有气泡的工质流入气体捕集器后，由于离心力的作用，液体沿着切线方向流出气体捕集器，气泡聚集在中心，可通过放气阀排出。为保证航天器维修的安全和可靠性，需要验证气体捕集器的性能。

在地面上，可以利用落塔、失重飞机创造微重力环境，搭建辅助试验回路引入气体，搭建高速摄像机监视系统观察气泡运动过程，重量、尺寸约束小。但地面上微重力时间较短，且不能实现气体放气操作。对于载人航天器来说，提供了有人环境和长期的微重力环境，可以结合在轨维修技术，进行微重力下的气体捕集全过程的试验。正常的流体回路系统中是没有气泡的，因此气体捕集试验的难点在于气体的引入与捕集。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可视化微重力气体捕集试验装置，能够解决气体引入问题，操作简单可靠。

本发明采取的技术方案如下：

一种可视化微重力气体捕集试验装置，包括气体捕集器、透明观察管、补偿器、膨胀器、压力传感器、断接器Ⅰ、断接器Ⅱ及泵；

所述透明观察管串联在气体捕集器上游，所述补偿器和断接器Ⅰ分别串联在气体捕集器下游，所述断接器Ⅱ串联在透明观察管上游；所述压力传感器、膨胀器以及泵串联在断接器Ⅰ与断接器Ⅱ之间，且压力传感器串联在泵上游，由此构成封闭回路；

所述试验装置还包括封气装置，封气装置内预存气体，且所述气体压力高于泵启动前的回路压力；断接器Ⅱ断开后，封气装置与断接器Ⅱ连通，气体进入回路，之后断开封气装置，断接器Ⅱ恢复连接；启动泵，气泡通过透明观察管进入气体捕集器。

进一步地，所述封气装置包括断接器Ⅲ分离端和堵帽，堵帽将气体封装在断接器Ⅲ分离端内。

进一步地，所述气体捕集器、透明观察管与管路均通过柱塞接头外套螺母的方式连接，且O形圈套在柱塞接头上。

进一步地，所述透明观察管采用特氟龙材料。

进一步地，所述试验装置还包括一个压力传感器，串联在泵下游。

有益效果：

1、本发明利用封闭回路试验装置模拟航天器在轨维修管路系统，利用封气装置解决了气体引入问题；且设置的透明观察管既不影响流体回路的带压密封，又可以达到气体运动可视化的效果。再者，整个试验装置模块化设计，重量轻、安装方便。

2、本发明采用断接器分离端和堵帽作为封气装置，巧妙地利用管路中已有的连接装置，实现封气装置与管路的快速连接，为管路引入气体，操作简单可靠。

3、本发明的透明观察管采用特氟龙材料，密封性好、耐压且无毒。