一種高壓大流量微重力離心氣液分離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣液分離領域，具體涉及一種高壓大流量微重力離心氣液分離裝置。
【背景技術】
[0002]再生燃料電池在主電源工作時通過電解水將富余的電能儲存在氫氣和氧氣化學體系中，夜間在太陽能(或其他能源)缺失時再將氫、氧氣通入燃料電池向外供電。再生燃料電池儲能系統具有比能量高，受充放電次數和深度限制較低，無污染、零排放等特點。再生燃料電池儲能系統在對于比能量要求高的航天器具有廣闊的應用前景。
[0003]再生燃料電池以水為儲能媒介，將空間太陽能儲存起來，在進入陰影區時放出儲存的電能，要實現其空間微重力環境的應用，必須解決電解時大范圍工作壓力變化過程中高壓大流量氣液分離的困難。
[0004]氣液流體在重力場中依靠密度差沿重力方向會存在沉積或分層，因此重力條件下水氣分離相對容易，然而微重力條件下，不同密度的介質將不再相對沉淀，而是懸浮在空間，沒有明顯的水氣界面，這給微重力條件下水氣分離帶來很多問題。同時，微重力條件下氣體或液體的密度差不能形成對流的起因，自然對流作用基本消失，由自然對流引起的對流換熱和物質迀移也不復存在，因此必須采用離心力、毛細力驅使氣體和液體流動分離。靜態膜式分離器分離量較小，分離速度較慢，體積相對較大。例如，為我國載人航天再生生保電解制氧系統研制靜態水分離器，水分離能力較小約為4?6L/h，難以滿足空間大功率再生燃料電池電解過程的水分離使用要求。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種高壓大流量微重力離心氣液分離裝置，可利用離心力實現大液體流量氣液分離。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]—種高壓大流量微重力離心氣液分離裝置，其特征在于:包括驅動電機，設于驅動電機上方的耐壓外殼，設于耐壓外殼內部的分離葉輪，通過錐形定位銷和中空螺釘固定于耐壓外殼內部的保持架，固定設于保持架上方的皮托管，以及與分離葉輪內部區域經管道連通且設于耐壓外殼上方的背壓排液閥；還包括固定設于分離葉輪上的遮蔽墊片和凸臺；所述的耐壓外殼上設有混合物入口和氣體出口；所述的分離葉輪由旋轉軸、輪轂、四個葉片和回轉體外殼組成;所述的背壓排液閥包括入口、液體出口和背壓反饋接口，入口通過管道與中空螺釘連接；
[0008]所述的分離葉輪還包括旋轉軸、輪轂、四個葉片和回轉體外殼。
[0009]所述驅動電機采用屏蔽結構，驅動電機工作的工況壓力范圍為0.l_5MPa。
[0010]所述的耐壓外殼由上部半球殼和下部半球殼組成，兩半球殼的開口截面圓環大小形狀相同，上述兩半球殼的開口截面相接，通過法蘭件固定密封連接;還包括設于上部半球殼頂端正中間的頂端通道和設于下部半球殼底端正中間的底端通道。
[0011]所述的分離葉輪的旋轉軸依次穿過輪轂的穿軸孔和底端通道與驅動電機連接，由驅動電機為其提供驅動力;所述分離葉輪的回轉體外殼與旋轉軸固定連接，該回轉體外殼分為上蓋和下蓋，上蓋和下蓋通過法蘭件固定連接。
[0012]所述遮蔽墊片為圓形薄片，在其中間設有圓形孔，孔的大小與輪轂的穿軸孔相同，在遮蔽墊片沿圓周的四個互為90°的位置上分別設有槽，分離葉輪的四個葉片分別插入上述四個槽內；所述遮蔽墊片由軸端螺母固定在分離葉輪的輪轂上方并與分離葉輪一起旋轉，有效阻止液體跟隨氣體排出。
[0013]所述凸臺有四個，分別間隔位于四個葉片之間，并與回轉體外殼固定連接;所述四個凸臺均設在遮蔽墊片下方靠近分離葉輪旋轉軸的輪轂底部。
[0014]所述中空螺釘的螺桿中心設有圓形通道，一端連通螺釘頭，另一端與回轉體外殼內部連通。
[0015]在所述的回轉體外殼內、保持架上方的區域內設有密封結構，通過密封結構將旋轉液體的動壓傳遞至背壓排液閥，并且避免氣液混合物直接通過上部間隙短路溜走。
[0016]所述背壓排液閥為壓差開閉閥，閥芯采用動密封結構。
[0017]所述背壓排液閥的背壓反饋接口與混合物入口相連，形成機械反饋。
[0018]本發明的顯著效果在于:
[0019]按照本發明技術方案開發的微重力大流量高壓氣液分離裝置含氣液態水分離回收處理能力大于280L/h，可適應再生燃料電池儲能系統電解0.1?5MPa.a工作壓力大范圍變化工況，來流含氣比例O %?100 %均可實現高效氣液分離。
[0020]本發明的驅動電機采用屏蔽結構，可保證高壓工況氣體有效密封。
[0021 ]本發明的分離葉輪上設有遮蔽墊片，葉輪底部氣體出口設有凸臺結構，可有效阻止液體跟隨氣體排出；且上述凸臺結構設在遮蔽墊片下方靠近分離葉輪的輪轂底部，使其不僅滿足微重力環境氣液分離需求，在重力環境亦具備良好的氣液分離性能。
[0022]本發明中排液閥的背壓反饋接口與耐壓外殼上的混合物入口相連，可有效屏蔽絕對工作壓力的影響，使其能夠適應工作壓力大范圍變化工況。
[0023]本發明的排液閥為壓差開閉閥，閥芯采用動密封結構，相比較膜片結構可有效增加排水開度和液路流通面積，增大排水能力。
[0024]本發明采用的技術方案具備液體處理能力強、耐壓高、工作壓力適應范圍廣等優點。
【附圖說明】
[0025]圖1為高壓大流量微重力離心氣液分離裝置示意圖；
[0026]圖2為遮蔽墊片主視圖；
[0027]圖3為遮蔽墊片俯視圖；
[0028]圖中:1.驅動電機;2.耐壓外殼;3.分離葉輪;4.皮托管;5.保持架;6.背壓排液閥；
7.錐形定位銷;8.中空螺釘;9.遮蔽墊片；10.凸臺；11.密封結構；12.混合物入口； 13.氣體出口； 14.液體出口； 15.背壓反饋接口； 16.頂端通道；17.底端通道；18.旋轉軸；19.輪轂；20.葉片;21.回轉體外殼。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖和具體實施例對本發明做進一步描述。
[0030]如圖1所示，一種高壓大流量微重力離心氣液分離裝置，該裝置包括驅動電機1、耐壓外殼2、分離葉輪3、皮托管4、保持架5、背壓排液閥6。
[0031]所述驅動電機I固定設于耐壓外殼2的下方。
[0032]所述的耐壓外殼2由上部半球殼和下部半球殼組成，兩半球殼的開口截面圓環大小形狀相同。上述兩半球殼的開口截面相接，通過法蘭件固定密封連接。在上部半球殼頂端正中間設有一個頂端通道16，在緊鄰上述頂端通道16的位置設有一個混合物入口 12，在下部半球殼底端正中間設有一個底端通道17，在下部半球殼位于球殼深度一半位置的殼體上設有一個氣體出口 13。
[0033]所述的分離葉輪3位于耐壓外殼2的內部，由旋轉軸18、輪轂19、四個葉片20和回轉體外殼21組成。上述分離葉輪3的旋轉軸18依次穿過輪轂19的穿軸孔和底端通道17與驅動電機I連接，由驅動電機I為其提供驅動力;上述