靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器制造技術

為了解決現有靜態旋流離心式氣泡分離器分離效率較低的問題，本發明專利技術提供了一種靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，包括殼體和孔板；所述孔板安裝在殼體內；所述殼體上設置有工作介質入口；其特征在于：所述孔板設置在殼體的工作介質入口處，孔板入口徑向截面中心與殼體入口中心軸線具有偏置距離△L，孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線具有偏置角度α。

【技術實現步驟摘要】
靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器
本專利技術涉及一種氣泡分離器，特別涉及一種空間微重力領域用靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器。
技術介紹
在大多數載人航天工作介質回路系統中，當工作介質中的氣泡達到一定濃度，會對循環泵、熱交換器等設備造成損壞，同時，氣泡還會影響傳感器的工作，導致儀表讀數失準。為提高空間站某驅動回路系統的使用壽命、工作可靠性，需要將系統循環液體中夾雜或產生的氣泡分離、排出。離心式氣泡分離器主要分為動態旋流和靜態旋流，動態旋流離心式氣泡分離器在運轉時會產生較大的振動及噪聲，體積、質量較大，而且需要額外的電能，連續工作時間有限，可靠性與被動式分離器相比較低。相比之下，靜態旋流離心式氣泡分離器不需要額外的電能，通過入口壓力及流量靠導向結構使介質產生旋流，振動及噪聲、體積、質量相對較小，但分離效率也相對較低。
技術實現思路
為了解決現有靜態旋流離心式氣泡分離器分離效率較低的問題，本專利技術提供了一種靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器。本專利技術解決上述問題的技術方案為：靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，包括殼體和孔板；所述孔板安裝在殼體內；所述殼體上設置有工作介質入口；其特殊之處在于：所述孔板設置在殼體的工作介質入口處，孔板入口徑向截面中心與殼體入口中心軸線具有偏置距離△L，孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線具有偏置角度α。基于上述基本技術方案，本專利技術還作出以下優化和/或限定：上述△L由具體結構確定，沒有確定的范圍，原則是孔板入口應盡量與殼體內腔圓臺錐面相切，即使不相切，偏差越小越好；α的較佳取值范圍為1°≤α≤8°。最優的，孔板的入口與殼體內腔圓臺錐面相切，α＝2°時，分離效率最高。上述氣泡分離器還包括固定安裝在殼體上端的蓋板；所述蓋板的下端設置有集氣罩便于對氣泡進行收集。上述工作介質入口位于殼體下方側壁上；所述殼體側壁上設置有液體工作介質出口，工作介質出口的最低點高于集氣罩的最低點，這樣設置有利于減小氣泡逃逸的機率，以增大分離器的集氣能力，進一步提高分離效率。上述氣泡分離器還包括與蓋板相連的排氣閥；所述排氣閥與殼體內腔連通，用于將分離器內腔中分離出的氣泡排出。上述蓋板上端設置有沿軸向向外伸出的圓筒結構，圓筒結構的徑向開設有通孔；所述排氣閥的一端通過導向釘限位于所述圓筒結構內；導向釘位于所述通孔內，導向釘與排氣閥固連，整體能夠沿所述圓筒結構的軸向移動。由于排氣閥能夠沿蓋板的圓筒機構移動，工作時，可手動推拉排氣閥，使得分離器內腔中心軸線上不同位置的氣泡及時排出，進一步提高分離器的排出能力和效率。上述排氣閥的氣體入口端的下端面為內凹式錐面或圓弧面，以利于氣泡的吸附和排出。上述殼體的內腔為圓臺結構，工作介質入口段為圓臺小端。為了進一步提高氣泡的收集效率，上述集氣罩為圓弧形結構、圓錐形結構或者上端為圓弧下端為圓錐的結構。本專利技術與現有技術相比的優點在于：1)本專利技術采用雙偏置噴射式孔板，即孔板的入口徑向截面中心與殼體的入口中心軸線偏置一定距離△L，孔板的入口中心軸線與殼體入口中心軸線偏置一定角度α，流阻小，能夠有效增加氣泡的分離動能，極大地提高了分離和排氣效率。2)本專利技術采用在蓋板下端設置有集氣罩，能夠減小氣泡逃逸的機率，增大了分離器的集氣能力。3)本專利技術將液體工作介質出口設置在蓋板集氣罩外側的后端(即遠離工作介質入口的側壁處)，進一步減小了氣泡逃逸的機率，進一步增大分離器的集氣能力。4)本專利技術采用推拉伸縮式排氣結構設計，排氣閥可在導向釘的限位下沿蓋板的圓筒結構的軸向移動，使得排氣閥的氣體入口端能夠位于分離器內腔中心軸線的各個位置上，排出中心軸線各個位置的氣泡，提高分離器的排氣能力和排氣效率。5)本專利技術的排氣閥的氣體入口端的下端面采用內凹式錐面或圓弧面設計，有利于氣泡的吸附、排出。附圖說明圖1是本專利技術的靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器結構示意圖；圖2是本專利技術的雙偏置噴射式孔板結構示意圖；圖3是本專利技術的鐘罩式蓋板結構示意圖。其中，1-排氣閥、2-孔板、3-殼體、4-蓋板、5-第一密封圈、6-第二密封圈、7-導向釘。具體實施方式圖1所示為本專利技術所提供的靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，它主要包括殼體3、蓋板4、孔板2、排氣閥1、密封圈(5、6)、導向釘7。殼體3內腔為圓臺結構，下端小，上端大。殼體3側壁下方設置工作介質入口，殼體3側壁上方設置有液體工作介質出口。蓋板4通過螺釘與殼體3連接，接合處采用第一密封圈5進行密封；圖3所示為本專利技術的蓋板的幾種不同結構形式，蓋板4采用鐘罩式結構設計，蓋板4的下端帶有圓弧形(如圖a所示)、圓錐形(如圖b所示)或者圓弧加圓錐結構(如圖c所示)的集氣罩，有利于氣泡的收集。孔板2安裝在殼體內，并位于工作介質入口處；孔板2采用雙偏置噴射式孔板，如圖2所示，孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線為異面直線，孔板在入口處的徑向截面中心與殼體入口中心軸線偏置一定距離△L，孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線偏置一定角度α，有效增加了氣泡的分離動能。排氣閥1通過導向釘7限位于蓋板4上端的圓筒結構內，排氣閥1與蓋板4的接合處采用第二密封圈6進行密封。蓋板4的上端中部沿軸線設置有圓筒結構，圓筒結構的徑向設置有通孔，導向釘7位于該通孔內，導向釘7與排氣閥1固連，導向釘與排氣閥整體能夠在圓筒結構徑向的通孔內沿圓筒結構軸向移動(圖1中所示為上下移動)。在移動過程中，排氣閥1的氣體入口端能夠位于分離器內腔軸向的不同位置，使用時可手動推拉排氣閥1以改變不同的排氣位置，從而有效解決不同位置氣泡的排出問題，同時排氣閥1的氣體入口端的下端面采用內凹式錐面或內凹式圓弧面設計，有利于氣泡的吸附、排出。本專利技術工作原理：液體工作介質從殼體3內腔的錐形下端工作介質入口切向流入，經過孔板2后螺旋向上流動，內部氣體因離心力小而匯聚在殼體3內腔錐形上端中部，少量氣體在液體工作介質中表現為氣泡。當氣液混合物到達分離器上端(出口一側)時，氣體經由上端蓋板4上的排氣閥1放出，液體工作介質則由殼體3內腔錐形上端側面上的液體工作介質出口切向流出。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，包括殼體和孔板；所述孔板安裝在殼體內；所述殼體上設置有工作介質入口；其特征在于：所述孔板設置在殼體的工作介質入口處，孔板入口徑向截面中心與殼體入口中心軸線具有偏置距離△L，孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線具有偏置角度α。

【技術特征摘要】
1.靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，包括殼體和孔板；所述孔板安裝在殼體內；所述殼體上設置有工作介質入口；其特征在于：所述孔板設置在殼體的工作介質入口處，孔板入口徑向截面中心與殼體入口中心軸線具有偏置距離△L，孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線具有偏置角度α。2.根據權利要求1所述的靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，其特征在于：孔板入口中心軸線與殼體入口中心軸線之間的偏置角度α的取值范圍為1°≤α≤8°。3.根據權利要求1所述的靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，其特征在于：所述氣泡分離器還包括固定安裝在殼體上端的蓋板；所述蓋板的下端設置有集氣罩。4.根據權利要求1所述的靜態旋流式高效低流阻氣泡分離器，其特征在于：所述工作介質入口位于殼體下方側壁上；所述殼體側壁上設置有液體工作介質出口，工作介質出口的最低點高于集氣罩的最低點。5.根據權利要求3所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐登偉，趙雙龍，曾維亮，袁洪濱，雷小飛，沙超，李歡，
申請(專利權)人：西安航天動力研究所，
類型：發明
國別省市：陜西,61