[发明专利]用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器及装配方法

说明书

用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器及方法，包括储液器壳体、加热装置、集液器、被动冷却毛细排液管；集液器位于储液器壳体内表面，加热装置位于储液器壳体外侧，被动冷却毛细排液管结构穿过储液器壳体，与外部流体回路系统连通；待冷却液体通过储液器时，被集液器送至被动冷却毛细排液管进行冷却。本发明采用热交换方式对储液器内部冷却，仅通过调节加热功耗实现控温功能，使储液器结构显著简化，同时可使排液管局部始终处于偏冷状态，有效防止排液管附近的气泡存在，确保储液器排出的为液相工质。储液器的集液器和导流装置采用金属薄板结构，可明显提高结构力学性能。

技术领域

本发明涉及属于航天热控领域，特别是用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器及装配 方法。

背景技术

近年来，随着航天技术的发展，对航天热控技术的要求越来越高。机械泵驱动两相流体回路技术(MPTL)作为一种主动控温系统，逐渐成为航天热控领域研究的热点。MPTL系统主要由储液器、机械泵、预热器、蒸发器、冷凝器及连接管路组成，如附图1所示。其工作原理是利用机械泵驱动工质在回路系统中的循环：过冷工质首先流经预热器，被加热到饱和态，后流经蒸发器，利用相变吸热带走蒸发器热量，再流过冷凝器被冷凝至过冷态，最后工质又回到机械泵，这样就形成了一个完整循环，从而实现了热量的收集、运输和排散。上述循环中储液器与系统相连，通过控制储液器温度来控制系统的饱和温度。

储液器是流体回路系统的核心部组件之一，其主要功能有：(1)与流体回路系统进行工质交换；(2)控制系统的饱和温度；(3)为系统提供液态工质，防止下游泵的汽蚀。

现阶段成功在轨应用的型号中仅有AMS-02中的TTCS采用了机械泵驱动两相流体回路技术，该储液器通过半导体制冷片实现制冷目的，它将半导体制冷片的制冷面导热安装于储液器壳体外表面，冷量通过储液器侧壁传递到储液器内部制冷。该制冷方式存在输入功耗大、制冷效率低、冷量利用率低且需控制电路进行调控，使得储液器结构偏于复杂等缺点，大大降低了系统的可靠性，且半导体制冷片制冷同时会产生大量废热，仍需其他冷量冷却。同时，该储液器内部采用金属丝网结构实现微重力下工质流动状态管理功能，金属丝网强度低，容易拉断，且较难装配固定。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器及方法，该储液器采用热交换方式直接将过冷液引入储液器内部进行冷却，取代了半导体制冷片，属于被动制冷方式；该储液器具有冷量基本恒定，储液器控温仅需调节加热功耗，使储液器结构更加紧凑、控制更为简便等优势；同时本发明中的储液器采用带孔金属薄板结构代替金属丝网，从而实现微重力下储液器内部工质流动状态管理目的，带孔金属薄板的强度显著更高，也更易装配固定。

本发明的技术解决方案是：用于机械泵驱动两相流体回路的精密控温型储液器，包括储液器壳体、加热装置、集液器、被动冷却毛细排液管；

集液器位于储液器壳体内表面，加热装置位于储液器壳体外侧，被动冷却毛细排液管结构穿过储液器壳体，与外部流体回路系统连通；待冷却液体通过储液器时，被集液器送至被动冷却毛细排液管进行冷却。

所述的储液器壳体包括左端封头、筒体、右端封头，左端封头、筒体、右端封头通过焊接组成储液器壳体。

还包括筒体内衬毛细结构，筒体内衬毛细结构位于储液器壳体内表面，筒体内衬毛细结构采用扩散焊与储液器壳体内表面贴合。

还包括导流装置，导流装置位于储液器壳体内表面，待冷却液体被导流装置导流至集液器；所述的导流装置通过点焊固定于储液器壳体内表面。

还包括导流装置为带孔金属板，通过点焊固定于储液器壳体内表面并呈周向均布。