一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器的制作方法

本发明属于水气分离装置，具体涉及一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器。

背景技术：

1、随着航天技术的发展，空间微重力环境下水气分离器的需求日益增长。目前在航天器中应用的水气分离器主要有利用旋转获得离心力实现水气分离的动态水气分离器，其具有寿命长、分离效率高、液路可提供压头等特点，另外还有利用微孔产生的表面张力实现水气分离的静态水气分离器，其特点是分离效率高，可靠性高等特点。静态水气分离器由于适用性广、不耗电、无噪音等特点，在航天器中得到广泛应用。

2、由于目前在航天器中应用的静态水气器采用的是带有微孔的亲水有机膜材料,该种形式同样广泛应用于医疗注射中。有机膜材料一般为聚砜、聚醚砜等。采用有机膜的水气分离器虽然通量大、重量轻等优点，但其耐温温度低，40℃以上便会影响到材料性能，无法在高温环境中使用，且在常温环境下工作，存在有机物析出、易滋生微生物等问题。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，包括：侧壁上均设有出液口且端口相互串联连接的多个单管、连接在串联连接的多个单管入口端的水气混合物入口、连接在串联连接的多个单管出口的气路出口、将多个单管的出液口并联的液路出口、以及设置在所述单管内的陶瓷膜；

2、所述陶瓷膜与所述单管之间形成膜孔内部腔室和缝隙腔室，水气混合物进入膜孔内部腔室后进行静态水气分离，分离出的气体从膜孔内部腔室连接的气路出口流出，分离出的液体从缝隙腔室连接的液路出口流出。

3、优选的，所述陶瓷膜包括：19通道陶瓷膜。

4、优选的，所述19通道陶瓷膜的孔径为0.2μm。

5、优选的，所述单管包括：位于所述陶瓷膜其中一端的第一端盖，位于所述陶瓷膜另一端的第二端盖，容纳所述陶瓷膜的筒壁，将所述第一端盖、第二端盖分别与筒壁固定连接的固定螺钉，以及将所述第一端盖、第二端盖、筒壁和陶瓷膜相互密封连接的密封组件。

6、优选的，所述密封组件包括：安装在所述第一端盖和所述第二端盖与所述陶瓷膜连接处的陶瓷膜端面密封件，安装在所述第一端盖和所述第二端盖与筒体连接处并与所述陶瓷膜端面密封件密封连接的筒体密封件，安装在所述筒壁和陶瓷膜之间且与所述陶瓷膜端面密封件和所述筒体密封件分别密封连接的陶瓷膜径向密封件。

7、优选的，所述陶瓷膜径向密封件为o形密封圈。

8、优选的，所述陶瓷膜端面密封件为环形密封垫圈。

9、优选的，所述出液口位于所述筒壁靠近第一端盖的其中一侧。

10、优选的，多个所述单管包括：一级单管、二级单管、三级单管和四级单管，所述一级单管、二级单管、三级单管和四级单管的出液口与所述液路端口之间连接有五通结构，且通过所述五通结构并联。

11、优选的，所述水气混合物入口、液路出口和气路出口均为带有自密封功能的断接器。

12、优选的，所述水气混合物入口、液路出口和气路出口均在同侧。

13、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

14、一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，包括：侧壁上均设有出液口且端口相互串联连接的多个单管、连接在串联连接的多个单管入口端的水气混合物入口、连接在串联连接的多个单管出口的气路出口、将多个单管的出液口并联的液路出口、以及设置在所述单管内的陶瓷膜；所述陶瓷膜与所述单管之间形成膜孔内部腔室和缝隙腔室，水气混合物进入膜孔内部腔室后进行静态水气分离，分离出的气体从膜孔内部腔室连接的气路出口流出，分离出的液体从缝隙腔室连接的液路出口流出。所述水气混合物从水气混合物入口进入，经过串联的多个单管内的陶瓷膜进行静态分离，分离后的气体从流过膜孔内部腔室到达气路出口并从所述气路出口排出，分离后的液体进入缝隙腔室经由各单管中的出液口汇聚至液路出口流出，从而实现静态分离和气液分流排出，多个单管能够多层过滤水气混合物将水气混合物充分分离，陶瓷膜具有耐高温性能，可在高温环境中使用，可进行高温消毒、灭菌，反复使用，提高使用寿命扩展使用范围。

技术特征：

1.一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，包括：侧壁上均设有出液口且端口相互串联连接的多个单管(4)、连接在串联连接的多个单管(4)入口端的水气混合物入口(1)、连接在串联连接的多个单管(4)出口的气路出口(3)、将多个单管(4)的出液口并联的液路出口(2)、以及设置在所述单管(4)内的陶瓷膜(46)；

2.如权利要求1所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述陶瓷膜(46)包括：19通道陶瓷膜。

3.如权利要求2所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述19通道陶瓷膜的孔径为0.2μm。

4.如权利要求1所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述单管(4)包括：位于所述陶瓷膜(46)其中一端的第一端盖(41)，位于所述陶瓷膜(46)另一端的第二端盖(42)，容纳所述陶瓷膜(46)的筒壁(47)，将所述第一端盖(41)、第二端盖(42)分别与筒壁(47)固定连接的固定螺钉(48)，以及将所述第一端盖(41)、第二端盖(42)、筒壁(47)和陶瓷膜(46)相互密封连接的密封组件。

5.如权利要求4所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述密封组件包括：安装在所述第一端盖(41)和所述第二端盖(42)与所述陶瓷膜(46)连接处的陶瓷膜端面密封件(45)，安装在所述第一端盖和所述第二端盖(42)与筒体(47)连接处并与所述陶瓷膜端面密封件(45)密封连接的筒体密封件(44)，安装在所述筒壁(47)和陶瓷膜(46)之间且与所述陶瓷膜端面密封件(45)和所述筒体密封件(44)分别密封连接的陶瓷膜径向密封件(43)。

6.如权利要求5所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述陶瓷膜径向密封件(43)为o形密封圈。

7.如权利要求5所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述陶瓷膜端面密封件(45)为环形密封垫圈。

8.如权利要求4所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述出液口位于所述筒壁(47)靠近第一端盖(41)的其中一侧。

9.如权利要求1所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，多个所述单管(4)包括：一级单管(21)、二级单管(22)、三级单管(24)和四级单管(25)，所述一级单管(21)、二级单管(22)、三级单管(24)和四级单管(25)的出液口与所述液路端口(2)之间连接有五通结构(23)，且通过所述五通结构(23)并联。

10.如权利要求1所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述水气混合物入口(1)、液路出口(2)和气路出口(3)均为带有自密封功能的断接器。

11.如权利要求1所述的一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，其特征在于，所述水气混合物入口(1)、液路出口(2)和气路出口(3)均在同侧。

技术总结
本发明提供一种陶瓷内芯耐高温静态水气分离器，包括：侧壁上均设有出液口且端口相互串联连接的多个单管、连接在串联连接的多个单管入口端的水气混合物入口、连接在串联连接的多个单管出口的气路出口、将多个单管的出液口并联的液路出口、以及设置在所述单管内的陶瓷膜；所述陶瓷膜与所述单管之间形成膜孔内部腔室和缝隙腔室，水气混合物进入膜孔内部腔室后进行静态水气分离，分离出的气体从膜孔内部腔室连接的气路出口流出，分离出的液体从缝隙腔室连接的液路出口流出；通过为水气分离器安装陶瓷内芯使得水气分离器具可在高温环境中使用；且能够承受航空航天运载器运输阶段振动和冲击。

技术研发人员：李广利,杨松林,曹适意,熊涛,王飞,胡清华,潘点飞
受保护的技术使用者：中国航天员科研训练中心
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17