[发明专利]微重力流体管理装置

说明书

本发明涉及卫星宇航领域内的一种微重力流体管理装置，包括底座、网式表面张力管理组件和气液相管理腔；所述气液相管理腔包括气液两相贮存腔、外管理腔和内管理腔，所述外管理腔与所述底座连通并通过所述底座排液和加注气液相流体，所述网式表面张力管理组件包括气窗网片、中间层网片以及外层网片，所述气窗网片的泡破点小于所述中间层网片和所述外层网片的泡破点；所述气液两相贮存腔与所述外管理腔通过所述气窗网片连通，所述外管理腔与所述内管理腔通过所述中间层网片连通，所述内管理腔与所述气液两相贮存腔通过所述外层网片连通。本发明有效解决了目前微重力流体管理装置无法通过单接口同时实现纯液相供给和气液相加注功能的问题。

技术领域

本发明涉及卫星宇航技术领域，具体地，涉及一种微重力流体管理装置。

背景技术

微重力流体管理技术作为航天工程中的关键技术之一，广泛应用于空间飞行器的四大系统：推进系统、热控制系统、环境控制及生命保障系统、电源系统。其中气液分离和获取技术是微重力管理技术的核心。例如，推进系统中推进剂的贮存和供给要求输送至发动机的推进剂不夹气且具有足够的流量；环境控制及生命保障系统中饮用水的贮存和供给需保证水/气隔离和安全供水。

随着空间探索活动的快速发展，微重力流体管理也面临新的挑战。比如要实现超长周期任务，飞行器需要更多燃料，航天员也需要长期生活停留。这很难通过单次携带实现，只能采用在轨补加。因此，要求微重力管理装置在具备流体贮存供给功能的基础上还具备可补加功能。

网式表面张力管理装置是目前重要的微重力流体管理装置，其通过毛细网的蓄留能力实现对流体的管理。主要原理为毛细网将管理装置分割成两个腔，只要满足维持能力准则，液相可以从气液两相腔进入纯液腔，而气相无法进入。为实现空间补加功能，目前网式表面张力管理装置主要通过在气液两相腔一侧设置补加接口以避免直接通过排出接口加注造成毛细管需留能力的实效。然而，对于飞行器，多设置一个接口会增加一整套管路、控制阀和控制系统。因此，需要设计一种新的管理装置以实现通过单一接口完成微重力流体的加注和排出功能。

经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN102991729A，公开了一种轻质网式表面张力贮箱，包括气口、上半球形封头、圆柱段、防晃锥、放气杯、中间底隔板、中底收集器、收集器连接管、中收集器、气泡陷阱、液口和下半球形封头；所述球形封头与圆柱段、气口与上半球形封头、液口与下半球形封头分别采用氩弧焊焊接，所述中间底隔板与圆柱段和下半球形封头焊接，将贮箱分为上下两舱，中底收集器位于中间底隔板上，所述防晃锥与中间底隔板焊接固定，位于贮箱上舱，所述收集器连接管、中收集器与气泡陷阱连接组成推进剂管理装置，并置于贮箱下舱。该发明专利技术就存在上述相关问题。

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微重力流体管理装置。

根据本发明提供的一种微重力流体管理装置，包括底座、网式表面张力管理组件和气液相管理腔；

所述气液相管理腔包括气液两相贮存腔、外管理腔和内管理腔，所述外管理腔与所述底座连通并通过所述底座排液和加注气液相流体，所述网式表面张力管理组件包括气窗网片、中间层网片以及外层网片，所述气窗网片的泡破点小于所述中间层网片和所述外层网片的泡破点；

所述气液两相贮存腔与所述外管理腔通过所述气窗网片连通，所述外管理腔与所述内管理腔通过所述中间层网片连通，所述内管理腔与所述气液两相贮存腔通过所述外层网片连通；

排液时，所述气液两相贮存腔内的气液两相流体依次经所述外层网片和所述中间层网片，或者直接经所述气窗网片气液分离后，仅液相流体流入所述外管理腔，并通过所述底座排出；

加注时，气液相流体通过所述底座进入所述外管理腔内，气相流体经所述气窗网流入所述气液两相贮存腔内，液相流体经所述中间层网片进入所述内管理腔，或者，液相流体经所述气窗网片进入所述气液两相贮存腔内。