CN108430199B - 一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法及装置，在空间旋转设备冷却系统的换热器出水口与制冷装置或泵的入水口连接管道中设置一个气液分离装置，气液分离装置的入口与换热器出水口连接，气液分离装置的出口与制冷装置或泵的入水口连接，并将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水口入口在空间旋转设备任意空间位置转动时，始终处于气液分离装置内部空腔的液位下面；通过气液分离装置防止在空间旋转设备转动时气体进入制冷装置或泵的入水口管道，防止空气吸入到制冷装置或泵内。本发明通过在冷却系统中设置气液分离装置保证了从换热器出口进入到水冷循环系统的全部都是冷却液，达到系统重要散热器件中防止吸入空气的目的，保证了系统的安全运行。

Description

一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法及装置

技术领域

本发明涉及到一种设备的散热方法及装置，尤其是指一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法及装置，通过该方法及装置可以有效解决空间旋转设备水冷散热的问题；可以广泛应用于电力电子，机器人，车辆工程，工程机械，飞行器等居多领域，属于散热技术领域。

背景技术

电子器件正常工作时都会发热，热量如不能及时散出，电子器件就无法保持其正常工作温度，电子器件的散热对器件的正常工作尤为重要。电子器件散热有风冷，水冷，浸泡冷却等多种方式，其中水冷散热由于其体积小，功率密度高，散热效果优异，以及安全、高效、环保和节能等优点在电力电子装置的冷却系统中得到了广泛的应用。

现在一般循环水冷却系统主要由循环水泵、换热器、冷却风机、膨胀水箱、管路及附属件组装成。水冷装置在运行时，无法做到介质完全不溶解气体，随着运行条件的变化，介质中溶解的气体在特定条件下还是会析出，甚至某些冷却介质自己本身也会汽化。密闭式的水冷装置在运行时析出气体难以避免。常规的水冷装置一般可以保持一个相对稳定的空间状态，因而最为常见的水冷装置水箱都是开放式的，直接与大气相通，析出的气体可以直接被排出。而少数水冷装置做成全密闭的方式，为防止介质被污染而，也需要在系统中考虑介质析气的问题，避免气体残留在重要部位，空泡严重影响散热。但是常规的水冷装置基本都是固定设备，面对一起长时间沿任意轴线旋转的工况要求，因为会出现漏液，管道循环系统中吸入空气等故障，基本上都无法正常工作，特别是管道系统中吸入空气以后，冷却系统中因为空气会占据冷却液的空间，导致发热部件无法充分接触到冷却液，易出现散热不良，温升急剧升高，导致器件烧损的严重故障。因为水冷系统在空间旋转设备上应用存在许多问题，尽管空间旋转设备的功率密度得到了很大的提高，但是其散热方式还是不得不依赖风冷的冷却方式。风冷的散热方式散热功率密度低、体积大等缺点已经严重制约了设备的发展，很有必要对此加以解决。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201410675908.2，名称为“一种旋转平台冷凝换热实验装置及方法”，申请人为陕西科技大学的发明专利，该专利公开了一种旋转平台冷凝换热实验装置及方法，该方法可以准确模拟烘缸运行状态。通道各热力参数通过无线传输方式传至电脑，且转盘旋转速度可以调整，用来模拟不同车速的烘缸。装置由恒温室、竖直旋转平台以及应用于此平台的冷凝换热实验段组成，其中冷凝换热实验段分为蒸汽段和冷却剂段两部分。

2、专利号为CN201720781182.X，名称为“冷干机用板式换热器” ，申请人为江阴市哈格诺换热设备有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种冷干机用板式换热器，这种冷干机用板式换热器通过将换热器内部分成多组通道，实现气液完全分离，并且多通道多介质共同冷却，提高了板式换热器的换热效果；这种冷干机用板式换热器在分配器接口处采用列管胀接，列管伸出分配器接口，可以避免气体和液体泄漏，提高了板式换热器的质量；板式换热器中的单块板片上开设多条人字形凹槽，人字形凹槽可以引导冷却介质的流向，增加了冷却介质的行程，从而提高了板式换热器的换热效果；板式换热器的前端板和后端板上均设有保护罩，保护罩的中间设置有多条横向加强筋和纵向加强筋用于对保护罩起到加强作用，这样便保证了板式换热器在运输时不会受到磨损。

3、专利号为CN201610693435.8， 名称为“一种回转圆筒固体粉料换热装置及方法” ，申请人为中国重型机械研究院股份公司的发明专利，该专利公开了一种回转圆筒固体粉料换热装置及方法，装置包括圆筒换热器和传动装置，圆筒换热器头部装配进料螺旋和进料锥斗，尾部装配双出料锥斗，通过托轮支撑于支架之上，由传动装置驱动绕中心线转动；随换热器的转动，高温半焦和原煤向前输送的同时通过换热管直接传导换热，半焦冷却至200℃以下熄焦，原煤吸热升温，干燥脱水至6％以下含水率。

通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及到了旋转换热方法，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，尚没有提出解决前面所述对于转动部件换热所存在问题的办法，因此解决前面所述空间旋转设备的功率密度得到了很大的提高，但是其散热方式还是不得不依赖风冷的冷却方式，而风冷的散热方式散热功率密度低、体积大等缺点已经严重制约了设备的发展的问题依然存在，所以仍有待进一步加以研究解决。

发明内容

本发明的目的在于针对现有转动部件的冷却散热不能采用水冷散热所存在的问题，提出一种新的空间旋转设备散热的换热方法及装置，该种换热方法及装置可以有效解决空间旋转设备转动时，防止空气进入冷却装置或泵内，实现空间旋转设备散热的水冷换热。系统中其它部件在运行时产生的气泡也会最终汇集到系统的指定位置，不至于危害系统运行安全。

为了达到这一目的，本发明提供一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，在空间旋转设备冷却系统的换热器出水口与制冷装置或泵的入水口连接管道中设置一个气液分离装置，气液分离装置的入口与换热器出水口连接，气液分离装置的出口与制冷装置或泵的入水口连接，并将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水口入口在空间旋转设备任意空间位置转动时，始终处于气液分离装置内部空腔的液位下面；通过气液分离装置防止在空间旋转设备转动时气体进入制冷装置或泵的入水口管道，防止空气吸入到制冷装置或泵内。

进一步地，所述的将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置是将气液分离装置的出水管通过管道伸入到气液分离装置内部空腔内，并让管道的入口位于气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水都从中心部位流出。

进一步地，所述的气液分离装置的入口设置在气液分离装置内部空腔的外壳上。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔为密闭腔体，作为储液和储气的空间，内部充满有液体和部分换热器流入的气体，液体和气体均能在气液分离装置内部空腔内部无障碍的自由流动，气液分离装置内部空腔在任意方向旋转时，气体在浮力的作用下，向外边腔体快速移动，始终处于外部腔体的最上方；而液体在出水管道的吸力作用下从四周向气液分离装置内部空腔中心部位的出水口入口汇集；液体的液面始终高于出水管道的出水口入口位置，防止气体从出水管道的入口吸出。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔的气液比例按照需求进行控制，通过控制注液量与空腔比例，始终保持出水口入口在液面以下，在任意角度旋转时，出水口入口始终保持满液状态，保证系统中其它部件始终处于满液状态；并确保空气空间的尺寸能吸收密闭式系统整个液体体积热胀时膨胀的体积，同时液体冷缩时能为系统补液，液面也不至于过低；液体热胀冷缩产生的体积变化转化为空气体积的变化，从而消除密闭式系统的压力的波动，使得系统能平稳的运行。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔为复合腔体，其中包括外部环状汇流腔体和位于中心的中间汇流腔体，外部环状汇流腔体和中间汇流腔体通过汇流管道连通；气液分离装置的出水口入口设置在中间汇流腔体的中心位置，气液分离装置的入水口设置在环状汇流腔体的外表面上，环状汇流腔体的液体通过汇流管道汇集到中间汇流腔体，由位于中心的出水口排出。

进一步地，所述的汇流管道的入口突出伸入到环状汇流腔体内，突出到环状汇流腔中间，保证换热器在旋转时，移动速度较慢的气体不会进入到芯体流道中。

进一步地，所述的汇流管道是并联排列的，使流道内的流速降低，因偶然因素进入中间汇流腔的气体能够通过汇流管道返回环状汇流腔体中。

一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的装置，包括壳体，在壳体内有气液分离装置内部空腔，壳体上设有气液分离装置进水的入水口，气液分离装置进水的入水口与换热器的出水口管道连接，在气液分离装置内部空腔的中心位置设有气液分离装置出水的出水口，出水口通过管道引出到壳体外，并与冷却装置的入口管道连接。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔为复合腔体，其中包括外部环状汇流腔体和位于中心的中间汇流腔体，外部环状汇流腔体和中间汇流腔体通过汇流管道连通；气液分离装置的出水口入口设置在中间汇流腔体的中心位置，气液分离装置的入水口设置在环状汇流腔体的外表面上，环状汇流腔体的液体通过汇流管道汇集到中间汇流腔体，由位于中心的出水口排出。

本发明的优点在于：

本发明通过在空间旋转设备整个水冷散热系统中设置气液分离装置，并将气液分离装置出水口的入口设置在气液分离装置的中心部位，使得气液分离装置出水口将始终保持满管状态。即使水冷系统或者整个设备空间任意角度旋转，因为气液分离装置出水口始终在中心位置，空气气泡将在重力的作用下，始终处于气液分离装置的空间位置顶部，而出水口则始终保持在液面以下，保证了从换热器出口进入到水冷散热装置的全部都是冷却液，达到防吸空的目的。具有如下一些特点：

1、通过在冷却系统的循环管道中增加一个气液分离装置，保证在空间旋转设备任意旋转时气液分离装置的出水口始终在液体表面以下，有效防止空间旋转设备转动时的空气通过管道输入到冷却装置内。

2、循环水冷却装置为完全密闭式循环水系统，其中在换热器与水冷装置之间设置有专门的气液分离装置。系统在注液时保留一定体积的空气腔，使液体热胀冷缩时的体积变化转变成为空气的压力变化，以实现系统压力的稳定。

3、气液分离装置的进水口在边上，出水口在中间，通过匹配系统的容积和注液量，保证了出水口始终处于液面以下。循环水系统绕任意轴线旋转时，气体均不会进入换热器流道及工作器件内，保证了系统其它管路和部件始终的处于满液状态，保证了其正常工作。

4、通过汇流管道的流道优化设计，降低流体在向中心汇流的流速，使气液分离装置的中间汇流腔中的气体可以通过浮力自动排出回到外部环状汇流腔体中。

附图说明

图1是本发明的原理结构示意图；

图2是本发明的一个实施例结构示意图；

图3是本发明的气液分离装置转动状态示意图；

图4是本发明的另一个实施例结构示意图；

图5是本发明的另一个实施例结构示意图；

图6是本发明的另一个实施例气液分离装置与换热器合成结构示意图；

图7是本发明的外壳气液分离装置转动状态示意图；

图8为发明的另一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图1可以看出，本发明涉及一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的装置，包括壳体8，在壳体8内有气液分离装置内部空腔9，壳体8上设有气液分离装置进水的入水口14，气液分离装置进水的入水口9与换热器的出水口管道13连接，在气液分离装置内部空腔的中心位置设有气液分离装置出水的出水口10，出水口10通过管道11引出到壳体外，并与冷却装置的入口管道12连接。

图2示出了一种整套的空间旋转设备水冷散热系统，由循环水泵1，被冷却部件2和发热源3，连接管道4，换热器5，风机6，气液分离装置7组成。系统的流道方向为从水泵1到冷却装置2，再到换热器5，再到气液分离装置7，再进入水泵1，如此循环。其中气液分离装置7为图3所示的方形结构结构，保证进水口在周边，出水口在正中间位置。其气液分离装置7的容积需要通过计算循环水冷却装置的内部容积，并根据压力稳定范围，液体的体积膨胀，空气的压缩比例等，计算出系统中的注液量和空气体积，系统运行的压力等，来确认集气部分的体积和结构，确保气液分离装置7的液面始终高于集气部分出水口的位置。

冷却装置2和换热器5内部的流道结构尽量设计成串联流道，减少支路，从而使系统中某些偶然产生的气泡可以被顺利带出到系统指定的气液分离装置7；或者有特定角度排气的结构，有利于系统第一次灌液时的排气。通过连接管道4将系统中的各部件进行连接，形成一个全密封的循环水冷却装置，其中气液分离装置7的出水口连水泵的入口，气液分离装置7的回水口连接系统中的热交换器，其它部件依次串联。

检查管道连接后整个水冷系统的密封性，从而保证系统在任何方向旋转时，内部的冷却介质均不会泄露到循环水装置外，保证其它设备的安全。

结合注液条件下的温度，气压等现场条件，通过注液口对系统进行注液，注液完成后重新密封系统。

将系统放置到特定排气的角度，打开水泵对系统进行循环，使系统中其它位置的气泡被冷却液带出，聚集到集气位置，循环完成后，水冷系统将可以在任意角度旋转时正常工作。

在系统正常工作时，不论系统旋转到任意角度，如图3所示的集气位置7出水口始终处于液面以下，保证图1中进入水泵1的液体没有气泡，保证了系统内发热源，换热器的满液状态，保证了水冷系统的正常工作。

实施例二

实施例二的原理与实施例一基本一样，只是结构有所不同，为一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的装置，包括壳体206，在壳体206内有气液分离装置内部空腔，壳体上设有气液分离装置进水的入水口205，气液分离装置进水的入水口与换热器的出水口管道207连接，在气液分离装置内部空腔的中心位置设有气液分离装置出水的出水口，出水口通过管道引出到壳体外，并与冷却装置的入口管道208连接。

只是所述的气液分离装置的内部空腔为复合腔体，其中包括外部环状汇流腔体201和位于换热器中心的中间汇流腔体202，外部环状汇流腔体201和中间汇流腔体202通过汇流管道或汇流孔203连通；气液分离装置的出水口入口204设置在中间汇流腔体202的中心位置，气液分离装置的入水口205设置在环状汇流腔体201的外表面上，环状汇流腔体的液体通过汇流管道或汇流孔203汇集到中间汇流腔体202，由位于中心的出水口205排出。

实施例三

实施例三的原理与实施例二基本一样，只是结构有所不同，为一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的装置，包括壳体，在壳体内有气液分离装置内部空腔，壳体上设有气液分离装置进水的入水口，气液分离装置进水的入水口与换热器的出水口管道连接，在气液分离装置内部空腔的中心位置设有气液分离装置出水的出水口，出水口通过管道引出到壳体外，并与冷却装置的入口管道连接。

只是所述的气液分离装置集成在换热器5中，整个冷却系统如图5所示。集成在换热器5中的气液分离装置结构如图6所示。

如附图5所示，整个冷却系统包括循环水泵301，被冷却部件302和发热源303，连接管道304，换热器306，气液分离装置305组成。系统的流道方向为从水泵301到冷却装置302，再到换热器306，再到气液分离装置305，再进入水泵301，如此循环。其中气液分离装置305与换热器306合成在一起，为图5所示的长方形结构结构，保证进水口在周边，出水口在正中间位置。其气液分离装置7的容积需要通过计算循环水冷却装置的内部容积，并根据压力稳定范围，液体的体积膨胀，空气的压缩比例等，计算出系统中的注液量和空气体积，系统运行的压力等，来确认集气部分的体积和结构，确保气液分离装置7的液面始终高于集气部分出水口的位置。

所述的气液分离装置305结构如附图6所示，气液分离装置305与换热器306合成在一起，内部空腔为复合腔体，其中包括外部环状汇流腔体307和位于中心的中间汇流腔体308，外部环状汇流腔体307和中间汇流腔体308通过汇流管道309连通；气液分离装置的出水口入口310设置在中间汇流腔体的中心位置，气液分离装置的入水口311设置在环状汇流腔体的外表面上，环状汇流腔体的液体通过汇流管道汇集到中间汇流腔体，由位于中心的出水口312排出。

如附图6所示，换热器集成膨胀水箱功能，其四周设计成导通的水箱腔体，进水口设置在水箱腔体上，位于整个换热器的外围，出水口设置在换热器的正中间位置，注液时通过控制注液量，保证换热器空气腔的体积占比，使液体热胀冷缩时的体积变化转变成为空气的压力变化，并使其处于可控的范围之内。

外部水箱腔体连通的结构保证了换热器在任意角度旋转时，其内部的空气都可以无障碍的快速移动到换热器外围的最高点；附图7为不同空间位置时水箱腔体内部空气位置的示意图，换热器在旋转运动的过程中，转动的速度相对较慢，所有在各种典型工况切换过程中，气泡有足够的时间进行转移，保证换热器芯体流道及出水口处于液面以下，同时密闭循环水系统其它位置由于各种原因有残留的气泡，通过液体的循环，最终也将全部汇集到换热器周边的空腔内，避免空气进入芯体流道及水冷循环系统其它部件中，保证了其它器件的满液状态，保证了其它器件的换热效率和使用寿命。

实施例四

实施例四的原理与实施例三基本一样，只是结构有所不同，为一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的装置，包括壳体，在壳体内有气液分离装置内部空腔，壳体上设有气液分离装置进水的入水口，气液分离装置进水的入水口与换热器的出水口管道连接，在气液分离装置内部空腔的中心位置设有气液分离装置出水的出水口，出水口通过管道引出到壳体外，并与冷却装置的入口管道连接。

只是气液分离装置的结构与实施例一不同（如附图8所示），气液分离装置的外壳为球形结构，中间汇流腔也为两个半圆球形结构；中间汇流腔体位于结构的中间位置，中间汇流腔体方形结构或半圆球形结构；气液分离装置的入水口设置在球形结构的外壳任意位置；气液分离装置的出水口设置在中间汇流腔体的中心位置。

换热器外侧为外侧水箱腔体，外侧水箱腔体为一个环状的环状汇流腔体402，使外侧的冷却介质和空气可以自由移动，其进水口403设置在外侧水箱腔体上；换热器中间设有一个中间汇流腔404，环状汇流腔体402通过导管与中间汇流腔联通，并将外侧水箱腔体内液体汇集到中间汇流腔，出水口入口408位置设置在中间汇流腔的中心位置。

所述的外侧水箱腔体内液体汇集到中间汇流腔是在换热器水箱外侧设置环状汇流腔体，环状汇流腔体上设有进水口；在换热器水箱中心设置中间汇流腔体，换热器出水口的入口设置在中间汇流腔体的中心部位；环状汇流腔体与中间汇流腔体之间设置有芯体，芯体内设有芯体流道，换热器水箱外侧环状汇流腔体通过芯体流道与位于换热器中心部位的中间汇流腔体连通，使得换热器的出水都汇集到中间汇流腔体，由位于中心的出水口排出。

所述的中间汇流腔404也为环状结构，中间汇流腔体404位于结构的中心腔体位置，换热器的出水口设置在中间汇流腔体的中心；芯体401也为环状结构，芯体流道407为条幅状布置。

上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

通过上述实施例的描述，可以得知，本发明还涉及一种空间旋转设备水冷散热的换热方法，在空间旋转设备冷却系统的换热器出水口与制冷装置或泵的入水口连接管道中设置一个气液分离装置，气液分离装置的入口与换热器出水口连接，气液分离装置的出口与制冷装置或泵的入水口连接，并将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水口入口在空间旋转设备任意空间位置转动时，始终处于气液分离装置内部空腔的液位下面；通过气液分离装置防止在空间旋转设备转动时气体进入制冷装置或泵的入水口管道，防止空气吸入到制冷装置或泵内。

进一步地，所述的将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置是在气液分离装置内部空腔中将气液分离装置的出水口入口布置在气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水都从中心部位流出。

进一步地，所述的气液分离装置的出水口入口是通过管道伸入气液分离装置内部空腔内所形成的，管道的入口位于气液分离装置内部空腔的中心位置。

进一步地，所述的气液分离装置的入口设置在气液分离装置内部空腔的外壳上。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔为密闭腔体，作为储液和储气的空间，内部充满有液体和部分换热器流入的气体，液体和气体均能在气液分离装置内部空腔内部无障碍的自由流动，气液分离装置内部空腔在任意方向旋转时，气体在浮力的作用下，向外边腔体快速移动，始终处于外部腔体的最上方；而液体在出水管道的吸力作用下从四周向气液分离装置内部空腔中心部位的出水口入口汇集；液体的液面始终高于出水管道的出水口入口位置，防止气体从出水管道的入口吸出。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔的气液比例按照需求进行控制，通过控制注液量与空腔比例，始终保持出水口入口在液面以下，在任意角度旋转时，出水口入口始终保持满液状态，保证系统中其它部件始终处于满液状态；并确保空气空间的尺寸能吸收密闭式系统整个液体体积热胀时膨胀的体积，同时液体冷缩时能为系统补液，液面也不至于过低；液体热胀冷缩产生的体积变化转化为空气体积的变化，从而消除密闭式系统的压力的波动，使得系统能平稳的运行。

进一步地，所述的气液分离装置内部空腔为复合腔体，其中包括外部环状汇流腔体和位于中心的中间汇流腔体，外部环状汇流腔体和中间汇流腔体通过汇流管道连通；气液分离装置的出水口入口设置在中间汇流腔体的中心位置，气液分离装置的入水口设置在环状汇流腔体的外表面上，环状汇流腔体的液体通过汇流管道汇集到中间汇流腔体，由位于中心的出水口排出。

进一步地，所述的汇流管道的入口突出伸入到环状汇流腔体内，突出到环状汇流腔中间，保证换热器在旋转时，移动速度较慢的气体不会进入到芯体流道中。

进一步地，所述的汇流管道是并联排列的，使流道内的流速降低，因偶然因素进入中间汇流腔的气体能够通过汇流管道返回环状汇流腔体中。

本发明的优点在于：

本发明通过在空间旋转设备整个水冷散热系统中设置气液分离装置，并将气液分离装置出水口的入口设置在气液分离装置的中心部位，使得气液分离装置出水口将始终保持满管状态。即使水冷系统或者整个设备空间任意角度旋转，因为气液分离装置出水口始终在中心位置，空气气泡将在重力的作用下，始终处于气液分离装置的空间位置顶部，而出水口则始终保持在液面以下，保证了从换热器出口进入到水冷散热装置的全部都是冷却液，达到防吸空的目的。具有如下一些特点：

1、通过在冷却系统的循环管道中增加一个气液分离装置，保证在空间旋转设备任意旋转时气液分离装置的出水口始终在液体表面以下，有效防止空间旋转设备转动时的空气通过管道输入到冷却装置内。

2、循环水冷却装置为完全密闭式循环水系统，其中在换热器与水冷装置之间设置有专门的气液分离装置。系统在注液时保留一定体积的空气腔，使液体热胀冷缩时的体积变化转变成为空气的压力变化，以实现系统压力的稳定。

3、气液分离装置的进水口在边上，出水口在中间，通过匹配系统的容积和注液量，保证了出水口始终处于液面以下。循环水系统绕任意轴线旋转时，气体均不会进入换热器流道及工作器件内，保证了系统其它管路和部件始终的处于满液状态，保证了其正常工作。

4、通过汇流管道的流道优化设计，降低流体在向中心汇流的流速，使气液分离装置的中间汇流腔中的气体可以通过浮力自动排出回到外部环状汇流腔体中。

Claims (6)

1.一种空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，其特征在于：在空间旋转设备冷却系统的换热器出水口与制冷装置或泵的入水口连接管道中设置一个气液分离装置，气液分离装置的入口与换热器出水口连接，气液分离装置的出口与制冷装置或泵的入水口连接，并将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水口入口在空间旋转设备任意空间位置转动时，始终处于气液分离装置内部空腔的液位下面；通过气液分离装置防止在空间旋转设备转动时气体进入制冷装置或泵的入水口管道，防止空气吸入到制冷装置或泵内；所述的将气液分离装置的出水口入口设置在气液分离装置内部空腔的中心位置是将气液分离装置的出水管通过管道伸入到气液分离装置内部空腔内，并让管道的入口位于气液分离装置内部空腔的中心位置，使得气液分离装置的出水都从中心部位流出；所述的气液分离装置的入口设置在气液分离装置内部空腔的外壳上。

2.如权利要求1所述的空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，其特征在于：所述的气液分离装置内部空腔为密闭腔体，作为储液和储气的空间，内部充满有液体和部分换热器流入的气体，液体和气体均能在气液分离装置内部空腔内部无障碍的自由流动，气液分离装置内部空腔在任意方向旋转时，气体在浮力的作用下，向外边腔体快速移动，始终处于外部腔体的最上方；而液体在出水管道的吸力作用下从四周向气液分离装置内部空腔中心部位的出水口入口汇集；液体的液面始终高于出水管道的出水口入口位置，防止气体从出水管道的入口吸出。

3.如权利要求2所述的空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，其特征在于：所述的气液分离装置内部空腔的气液比例按照需求进行控制，通过控制注液量与空腔比例，始终保持出水口入口在液面以下，在任意角度旋转时，出水口入口始终保持满液状态，保证系统中其它部件始终处于满液状态；并确保空气空间的尺寸能吸收密闭式系统整个液体体积热胀时膨胀的体积，同时液体冷缩时能为系统补液，液面也不至于过低；液体热胀冷缩产生的体积变化转化为空气体积的变化，从而消除密闭式系统的压力的波动，使得系统能平稳的运行。

4.如权利要求1所述的空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，其特征在于：所述的气液分离装置内部空腔为复合腔体，其中包括外部环状汇流腔体和位于中心的中间汇流腔体，外部环状汇流腔体和中间汇流腔体通过汇流管道连通；气液分离装置的出水口入口设置在中间汇流腔体的中心位置，气液分离装置的入水口设置在环状汇流腔体的外表面上，环状汇流腔体的液体通过汇流管道汇集到中间汇流腔体，由位于中心的出水口排出。

5.如权利要求4所述的空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，其特征在于：所述的汇流管道的入口突出伸入到环状汇流腔体内，突出到环状汇流腔中间，保证换热器在旋转时，移动速度较慢的气体不会进入到芯体流道中。

6.如权利要求5所述的空间旋转设备水冷散热防止空气吸入的方法，其特征在于：所述的汇流管道是并联排列的，使流道内的流速降低，因偶然因素进入中间汇流腔的气体能够通过汇流管道返回环状汇流腔体中。