RU2117891C1

RU2117891C1 - Device for maintenance of pressure of heat-transfer agent in loop of space vehicle temperature control system

Info

Publication number: RU2117891C1
Application number: RU97113826A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Гончаров; И.Н. Латышев; Ю.М. Прохоров; Л.Н. Сарычев; А.Н. Семенцов; В.К. Федотов; В.М. Цихоцкий; Геннадий Александрович Горбенко
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева"
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1998-08-20

Abstract

FIELD: active temperature control systems of space vehicles working in orbit. SUBSTANCE: device includes reservoir with pressure maintenance source (electric heater) and phase divider (capillary layer on inner walls of reservoir) with structure of perforated fins and grooves between them. Reservoir is connected with loop of temperature control system through the above-mentioned layer by means of tapping pipe line. Device is serviceable both for single-phase and double-phase heat-transfer agent ensuring tapping of liquid phase under weightlessness conditions, as well as metered extraction of steam phase into cleaning system. EFFECT: reduced mass and overall dimensions at increased service life. 2 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам обеспечения теплового режима (СОТР), предназначенным для поддержания заданного теплового режима жилых отсеков, приборов, агрегатов и различных конструкций космических аппаратов (КА) при нахождении их на орбите. The invention relates to space technology, and in particular to systems for providing thermal regime (COTR), designed to maintain a given thermal regime of living compartments, devices, units and various designs of spacecraft (SC) when they are in orbit.

Известно устройство для поддержания давления жидкого однофазного теплоносителя в контуре системы терморегулирования (СТР) летательного аппарата (см. , например, Г.И.Воронин, М.И.Верба, "Кондиционирование воздуха на летательных аппаратах", М.: Машиностроение, 1965 г.), содержащее емкость с фазоразделителем - эластичной мембраной, разделяющей полость емкости на газовую и жидкостную полости, при этом жидкостная полость соединена трубопроводом с контуром системы термостатирования, а замкнутая газовая полость обеспечивает поддержание давления в контуре системы терморегулирования. A device is known for maintaining the pressure of a liquid single-phase coolant in the circuit of the thermal control system (CTP) of an aircraft (see, for example, G.I. Voronin, M.I. Verba, "Air conditioning on aircraft", M .: Engineering, 1965 .) containing a container with a phase separator - an elastic membrane that separates the container cavity into gas and liquid cavities, while the liquid cavity is connected by a pipeline to the circuit of the temperature control system, and a closed gas cavity provides pressure the contour of the temperature control system.

Известно также устройство для поддержания давления жидкого однофазного теплоносителя в контуре СТР КА (см. книгу "Космические аппараты" под общей редакцией К.П.Феоктистова, М, Военное издательство, 1983 г., стр. 197 - 215, рис. 6.7), выбранное в качестве прототипа. There is also known a device for maintaining the pressure of a liquid single-phase coolant in the circuit of the STR KA (see the book "Spacecraft" under the general editorship of KP Feoktistov, M, Military Publishing House, 1983, pp. 197 - 215, Fig. 6.7), selected as a prototype.

Устройство содержит емкость с фазовращателем - эластичной мембраной, разделяющей полость емкости на газовую и жидкостную, при этом жидкостная полость соединена трубопроводом с контуром системы терморегулирования, а замкнутая полость, заполненная газом с заданным уровнем давления обеспечивает поддержание давления в контуре СТР КА в заданном диапазоне, путем расширения газа и вытеснения за счет перемещения мембраны жидкости из жидкостной полости в контур СТР при понижении давления в контуре ниже заданного уровня и сжатии газа и поглощении части жидкости из контура в жидкостную полость при повышении давления в контуре выше заданного уровня. The device contains a container with a phase shifter - an elastic membrane that separates the cavity of the container into gas and liquid, while the liquid cavity is connected by a pipe to the circuit of the temperature control system, and a closed cavity filled with gas with a given pressure level ensures that the pressure in the STR-KA circuit is maintained in a predetermined range, by gas expansion and displacement due to the movement of the liquid membrane from the liquid cavity into the CTP circuit with a decrease in pressure in the circuit below a predetermined level and gas compression and absorption part of the fluid from the circuit into the fluid cavity with increasing pressure in the circuit above a predetermined level.

Аналог и прототип имеют общие следующие недостатки:
- имеют худшие массово-габаритные характеристики по сравнению с устройствами такого же назначения, т. к. в их конструкции в качестве источника поддержания давления в контуре СТР КА используется дополнительная полость, заполненная газом с заданным уровнем давления и в результате общий объем устройства больше на величину объема этой полости при равенстве жидкостных объемов. Объем газовой полости выбирается из условия расширения теплоносителя при повышении его температуры до установленной максимальной величины. При использовании двухфазного теплоносителя в контуре СТР КА объем газовой полости получается весьма существенным, т. к. объемное расширение двухфазного теплоносителя значительно больше, чем однофазного;
- не позволяют в процессе эксплуатации при необходимости переходить на другой диапазон регулирования давления, т. к. объем газовой полости рассчитывается на определенный диапазон поддержания давления. Для обеспечения разных диапазонов регулирования давления при использовании таких конструкций надо предусматривать в составе СТР столько емкостей со своим объемом газовой полости, сколько надо обеспечить диапазонов в процессе эксплуатации, что приведет к существенному увеличению массово-габаритных характеристик СТР;
- имеют ограниченный ресурс эксплуатации, лимитированный количеством перекладок мембраны из одного положения в другое, который меньше гарантийного срока эксплуатации, требуемого для устройств, устанавливаемых на КА - 16 лет;
- и основным недостатком таких устройств является то, что они вообще неприемлемы при использовании в контуре СТР очень эффективного двухфазного теплоносителя, позволяющего существенно уменьшить теплообменные поверхности в контуре из-за интенсификации теплообмена за счет использования теплоты испарения и конденсации, которые у этого продукта значительно больше по сравнению с другими - аммиака. Он применен в разрабатываемой в настоящее время системе терморегулирования КА, рабочий диапазон температур которой от минус 70 до +60^oC и давлении от 0,5 до 24 кгс/см². Эластичных мембран, которые могли бы работать при таких отрицательных температурах и быть совместимыми с аммиаком еще нет.The analogue and prototype have the following common disadvantages:
- they have worse mass-dimensional characteristics compared to devices of the same purpose, because their design uses an additional cavity filled with gas with a given pressure level as a source of maintaining pressure in the STR-KA circuit and, as a result, the total volume of the device is greater by volume of this cavity with equal liquid volumes. The volume of the gas cavity is selected from the condition for the expansion of the coolant when its temperature rises to the set maximum value. When using a two-phase coolant in the STR KA circuit, the volume of the gas cavity is very significant, since the volume expansion of the two-phase coolant is much larger than the single-phase one;
- they do not allow, during operation, if necessary, switch to a different pressure control range, since the volume of the gas cavity is calculated for a certain pressure maintenance range. To ensure different ranges of pressure control when using such designs, it is necessary to provide as many tanks with their own gas cavity volume as the composition of the STR, how many ranges must be provided during operation, which will lead to a significant increase in the mass-dimensional characteristics of the STR;
- have a limited service life, limited by the number of membrane shifts from one position to another, which is less than the warranty period of operation required for devices installed on the spacecraft - 16 years;
- and the main disadvantage of such devices is that they are generally unacceptable when using a very effective two-phase coolant in the STP circuit, which can significantly reduce the heat transfer surfaces in the circuit due to the intensification of heat transfer due to the use of heat of evaporation and condensation, which this product has significantly more compared with others - ammonia. It is used in the currently developing spacecraft thermal control system, the operating temperature range of which is from minus 70 to +60 ^o C and pressure from 0.5 to 24 kgf / cm ² . There are no flexible membranes that could work at such freezing temperatures and be compatible with ammonia.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение работоспособности устройства для поддержания давления теплоносителя в контуре СТР КА при использовании как однофазного, так и двухфазного теплоносителя в широком диапазоне температур от отрицательных до положительных с одновременным улучшением его массово-габаритных и эксплуатационных характеристик и увеличением срока эксплуатации. The objective of the present invention is to ensure the operability of the device for maintaining the pressure of the coolant in the loop of the STR KA when using both single-phase and two-phase coolant in a wide temperature range from negative to positive, while improving its mass-dimensional and operational characteristics and increasing the service life.

Сущность изобретения заключается в том, сто в устройстве для поддержания давления теплоносителя в конуре СТР КА, содержащем емкость с источником поддержания давления и фазовращателем, соединенную трубопроводом отбора с контуром системы терморегулирования, имеющей блок измерения и управления, источник поддержания давления выполнен в виде расположенного вдоль центральной оси емкости трубчатого электронагревателя с перфорированными ребрами, а фазовращатель - в виде оболочки из материала с мелкоячеистой капиллярной структурой, закрепленного на концах упомянутых ребер и расположенного идентично внутренней поверхности емкости с зазором, при этом в зазор введен выходной конец трубопровода отбора и боковые поверхности ребер снабжены капиллчрными канавками, проложенными от вершины до основания ребра, а из центра полости между двумя любыми ребрами выведен дополнительный трубопровод, соединенный с системой очистки паровой фазы теплоносителя, причем выходной конец дополнительного трубопровода снабжен перфорированным наконечником из несмачиваемого теплоносителем материала, а трубчатый электронагреватель электрически связан с упомянутым блоком измерения и управления СТР. The essence of the invention lies in the fact that one hundred in the device for maintaining the pressure of the coolant in the circuit of the STR KA, containing a container with a pressure maintaining source and a phase shifter connected by a sampling pipe to the circuit of the temperature control system having a measurement and control unit, the pressure maintaining source is made in the form located along the axis of the capacity of the tubular electric heater with perforated ribs, and the phase shifter in the form of a shell made of a material with a fine-mesh capillary structure, fixed at the ends of the said ribs and located identically to the inner surface of the tank with a gap, the outlet end of the sampling pipeline is introduced into the gap and the side surfaces of the ribs are provided with capillary grooves laid from the top to the base of the rib, and an additional pipeline is drawn from the center of the cavity between any two ribs, connected to the system for cleaning the vapor phase of the coolant, and the output end of the additional pipeline is equipped with a perforated tip from a non-wettable heat-transfer material iala, a tubular electric heater is electrically connected to said measurement unit and the MFR control.

Технический результат заключается в том, что по сравнению с известными на сегодняшний день техническими решениями вновь созданная конструкция обеспечивает работоспособность устройства при использовании в контуре СТР КА как однофазного, так и двухфазного теплоносителя в широком диапазоне температур от отрицательных до положительных, обладает меньшими габаритно-массовыми характеристиками, имеет улучшенные эксплуатационные характеристики и больший гарантийный срок эксплуатации. The technical result consists in the fact that, compared with the technical solutions known today, the newly created design ensures the device’s operability when using both single-phase and two-phase coolant in the STR-KA circuit in a wide temperature range from negative to positive, has smaller overall and mass characteristics has improved performance and a longer warranty period.

Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции для разделения фаз и поддержки давления теплоносителя применены элементы (материал из мелкоячеистой капиллярной структуры и внутрибаковый трубчатый электронагреватель), работоспособные в широком диапазоне температур от отрицательных до положительных, при этом объем и масса этих элементов во много раз меньше объема и массы газовой полости известных устройств и практически не влияет на увеличение объема емкости, определяемого заданным количеством заправляемого теплоносителя. This is achieved by the fact that in the proposed design, elements (material from a fine-meshed capillary structure and an internal tubular electric heater) are used to separate phases and support the pressure of the coolant, working in a wide temperature range from negative to positive, while the volume and mass of these elements are many times smaller volume and mass of the gas cavity of the known devices and practically does not affect the increase in the volume of the tank, determined by a given amount of refueling coolant.

Улучшение эксплуатационных характеристик предлагаемой конструкции достигается тем, что она позволяет в процессе эксплуатации легко переходить на любой требуемый диапазон регулирования давления в контуре СТР КА в пределах заданного рабочего диапазона давлений, например, от 0,5 до 24 кгс/см² и соответственно равновесных им температур от минус 70 до +60^oC для разрабатываемой в настоящее время СТР КА с использованием в качестве теплоносителя аммиака в двухфазном состоянии (жидкость + пар). Это достигается путем переключения на блоке измерения и управления внутрибакового электронагревателя на работу с сигнализатором давления, настроенным на требуемый в данное время уровень регулирования давления.Improving the operational characteristics of the proposed design is achieved by the fact that it allows the process of operation to easily switch to any desired pressure control range in the STR KA circuit within a given operating pressure range, for example, from 0.5 to 24 kgf / cm ² and, correspondingly, equilibrium temperatures from minus 70 to +60 ^o C for the currently developed STR KA using ammonia as a coolant in a two-phase state (liquid + steam). This is achieved by switching on the unit of measurement and control of the internal tank heater to work with a pressure switch configured to the currently required pressure control level.

Увеличение срока эксплуатации предлагаемого устройства по сравнению с известными достигается тем, что в нем отсутствует самый надежный и малоресурсный элемент - мембрана, которая в процессе эксплуатации перемещается из одного положения в другое при вытеснении жидкости в контур СТР или при ее поглощении из контура, и которая даже в процессе заданного количества циклов перемещений может устранять герметичность, что приведет к нарушению работоспособности устройства. An increase in the service life of the proposed device in comparison with the known ones is achieved by the fact that it lacks the most reliable and low-resource element — a membrane, which during operation moves from one position to another when liquid is displaced into the CTP circuit or when it is absorbed from the circuit, and which even in the process of a given number of movement cycles, it can eliminate the tightness, which will lead to a malfunction of the device.

Кроме того, к достоинствам предлагаемого устройства относится и то, что оно обеспечивает очистку теплоносителя от неконденсируемых газовых примесей путем непрерывного дозирования отбора паровой фазы теплоносителя в систему очистки, где эти примеси удаляются, что способствует улучшению теплообменных процессов, т.к. примеси ухудшают теплообмен. In addition, the advantages of the proposed device include the fact that it provides cleaning of the coolant from non-condensable gas impurities by continuously dispensing the selection of the vapor phase of the coolant in the purification system, where these impurities are removed, which contributes to the improvement of heat transfer processes, because impurities impair heat transfer.

Суть изобретения поясняется чертежами. The essence of the invention is illustrated by drawings.

Фиг. 1 показывает вид сбоку на устройство. FIG. 1 shows a side view of a device.

Фиг. 2 показывает разрез А-А на фиг.1. FIG. 2 shows a section AA in FIG.

Устройство включает емкость 1 с расположенным вдоль ее центральной оси трубчатым электронагревателем 2 с ребрами 3, равномерно расположенными и выполненными из высокотеплопроводного материала, например из алюминия. Ребра 3 имеют перфорацию 4 и их боковые поверхности снабжены капиллярными канавками 5, проложенными от основания до вершины ребра. На концах ребер 3 закреплен материал 6 с мелкоячеистой капиллярной структурой, образующей замкнутую оболочку и расположенный идентично внутренней поверхности емкости с зазором 7. В зазор 7 введен выходной конец трубопровода отбора 8, снабженного запорным клапаном 9 и соединенного с контуром СТР. Из центра полости между двумя любыми ребрами 3 выведен дополнительный трубопровод 10 с запросным клапаном 11, соединенный с системой очистки паровой фазы теплоносителя, причем выходной конец трубопровода 10 снабжен перфорированным наконечником 12, выполненным из несмачиваемого теплоносителем материала, например из стеклопластика, и после наконечника 12 установлена ограничительная шайба 13. Для контроля параметров теплоносителя в емкости 1 она снабжена датчиком давления 14 и датчиком температуры 15, а трубчатый электронагреватель 2 соединен электрической связью 16 с блоком измерения и уплотнения 17 системы терморегулирования. The device includes a container 1 with a tubular electric heater 2 located along its central axis with ribs 3 evenly spaced and made of highly heat-conducting material, for example, aluminum. The ribs 3 have a perforation 4 and their side surfaces are provided with capillary grooves 5, laid from the base to the top of the ribs. At the ends of the ribs 3, material 6 is fixed with a fine-meshed capillary structure forming a closed shell and located identically to the inner surface of the tank with a gap 7. The outlet end of the sampling pipe 8, equipped with a shut-off valve 9 and connected to the STP circuit, is introduced into the gap 7. An additional pipeline 10 with a request valve 11 is connected from the center of the cavity between any two ribs 3, and it is connected to the vapor-phase cleaning system of the heat transfer medium, the outlet end of the pipeline 10 having a perforated tip 12 made of a non-wettable heat transfer material, for example, fiberglass, and after the tip 12 is installed limit washer 13. To monitor the parameters of the coolant in the tank 1, it is equipped with a pressure sensor 14 and a temperature sensor 15, and a tubular heater 2 is connected to ektricheskoy coupled with the measuring unit 16 and seal 17 temperature control system.

Работает устройство следующим образом. На Земле через трубопровод 8 производится заправка емкости 1 теплоносителем, например, жидким аммиаком до заданного количества, при этом объем емкости выбирается таким, что после окончания заправки обязательно остается паровая подушка, необходимая для расширения жидкости при ее нагреве. После окончания заправки клапаны, например электроклапаны 9 и 11, закрываются. С закрытыми клапанами устройство в составе СТР КА выводится в космос. После вывода КАК в космос клапаны 9 и 11 открываются, включается циркуляционный насос контура СТР и производится циркуляция теплоносителя в контуре. Через некоторое время после начала работы насоса температура и соответствующее ей давление насыщения двухфазного теплоносителя устанавливаются на каком-то стабильном уровне. Если он окажется ниже нижнего уровня заданного регулируемого диапазона давлений, например, ниже 5,5 кгс/см² (абс.), чему соответствует равновесная температура аммиака 7,5^oC, то по команде с пульта измерения и управления 17 включается электронагреватель 2. В результате работы электронагревателя давление в емкости 1 повышается и жидкость вытесняется из емкости в контур СТР, причем из емкости должна отбираться только жидкая фаза, т. к. далее она попадает в циркуляционный насос, который работает только на жидкости. За счет вытесненной из емкости 1 по трубопроводу 8 в контур СТР жидкости в конденсаторе контура затопляется часть теплоотводящей поверхности и подаваемая в конденсатор после испарителя паровая фаза аммиака при конденсации меньше будет отдавать тепла тепоотводящей поверхности, т. к. часть тепла она будет отдавать затопляющей поверхности жидкости. В результате теплоотвод от теплоносителя в конденсаторе уменьшится и постепенно его температура и, следовательно, давление насыщения в контуре будет повышаться. После повышения давления в контуре, которое фиксируется по установленному там датчику давления, до верхнего уровня регулируемого диапазона давлений, например 6,6 кгс/см² (абс.), чему соответствует равновесная температура 12,5^oC электронагреватель 2 выключается, при этом давление в емкости, фиксируемое датчиком 14 может быть иным. Датчик 14 нужен только для контроля давления в емкости и его показания не учитываются при управлении работой электронагревателя 2. В процессе дальнейшей работы в случае увеличения тепловой нагрузки количество подводимого тепла к циркулирующему в контуре СТР теплоносителю от термостатируемых агрегатов возрастет и температура, а следовательно, и давление теплоносителя в контуре повысится и превысит давление в емкости 1. В результате этого жидкость из контура СТР через трубопровод 8 будет вытесняться в емкость 1, количество жидкости в контуре будет уменьшаться и тепоотводящая поверхность в конденсаторе будет освобождаться от затопляющей ее жидкости. Поэтому от поступающей в конденсатор паровой фазы аммиака будет больше отводиться тепла. В результате температура теплоносителя будет понижаться и после понижения давления в контуре в результате понижения температуры теплоносителя до нижнего уровня - 5,5 кгс/см² опять произойдет включение электронагревателя 2 и вышеописанный процесс повторится. Если по условиям работы потребуется перейти на другой уровень регулирования давления и, следовательно, другой уровень термостатирования, то управление включением и выключением электронагревателя 2 переключается на пульте 17 на другой сигнализатор, настроенный на требуемый уровень, и процесс поддержания давления и, следовательно, температуры будет производиться аналогично вышеописанному.The device operates as follows. On Earth, through the pipeline 8, the tank 1 is refilled with a coolant, for example, liquid ammonia to a predetermined amount, while the tank volume is selected so that after the refueling is completed, the steam cushion is necessary to expand the liquid when it is heated. After filling, the valves, for example, the electrovalves 9 and 11, are closed. With the valves closed, the device as part of the STR satellite is launched into space. After the HAC is launched into space, the valves 9 and 11 open, the circulation pump of the STP circuit is turned on, and the coolant is circulated in the circuit. Some time after the start of operation of the pump, the temperature and the corresponding saturation pressure of the two-phase coolant are established at some stable level. If it is below the lower level of the specified adjustable pressure range, for example, below 5.5 kgf / cm ² (abs.), Which corresponds to an equilibrium temperature of ammonia of 7.5 ^o C, then, on command from the measurement and control panel 17, the heater 2 is turned on. As a result of the operation of the electric heater, the pressure in the tank 1 rises and the liquid is displaced from the tank into the CTP circuit, and only the liquid phase should be taken from the tank, since then it gets into the circulation pump, which works only on the liquid. Due to the liquid displaced from the tank 1 through line 8, a part of the heat sink surface is flooded in the condenser of the loop in the loop condenser and the ammonia vapor phase supplied to the condenser after condensation will give less heat to the heat sink surface, since it will give part of the heat to the liquid flooding surface . As a result, the heat sink from the coolant in the condenser will decrease and gradually its temperature and, consequently, the saturation pressure in the circuit will increase. After increasing the pressure in the circuit, which is fixed by the pressure sensor installed there, to the upper level of the adjustable pressure range, for example 6.6 kgf / cm ² (abs.), Which corresponds to the equilibrium temperature of 12.5 ^o C, the electric heater 2 turns off, while the pressure in the tank, fixed by the sensor 14 may be different. The sensor 14 is needed only to control the pressure in the tank and its readings are not taken into account when controlling the operation of the electric heater 2. In the course of further work, in the case of an increase in the heat load, the amount of heat supplied to the heat carrier circulating in the STP circuit from the thermostatically controlled units will increase and the temperature, and therefore the pressure the coolant in the circuit will increase and exceed the pressure in the tank 1. As a result, the liquid from the CTP circuit through the pipe 8 will be displaced into the tank 1, the amount of liquid in the circuit will decrease and the heat sink surface in the condenser will be freed from the liquid flooding it. Therefore, more heat will be removed from the ammonia vapor phase entering the condenser. As a result, the temperature of the coolant will decrease and after lowering the pressure in the circuit as a result of lowering the temperature of the coolant to the lower level of 5.5 kgf / cm ² , the heater 2 will turn ^on again and the above process will be repeated. If, according to the working conditions, it is necessary to switch to a different level of pressure control and, therefore, a different thermostating level, the control on and off of the electric heater 2 is switched on the remote control 17 to another signaling device that is set to the required level, and the process of maintaining pressure and, therefore, temperature will be carried out similar to the above.

Отбор жидкой фазы из емкости 1 в контур СТР в условиях невесомости обеспечивается за счет конструктивного исполнения устройства. The selection of the liquid phase from the tank 1 to the CTP loop under zero gravity is ensured by the design of the device.

В условиях невесомости, если жидкость смачивает материал, то она растекается по его поверхности. В предлагаемом устройстве жидкая фаза аммиака будет располагаться на поверхностях ребер 3, на поверхности электронагревателя 2, когда он не работает, т. к. при его работе на его поверхности может образовываться паровая пленка и в течении всего времени эксплуатации жидкость будет находиться в зазоре 7, образованном внутренней поверхностью емкости и материалом 6 из мелкоячеистой капиллярной структуры, при этом размер ячеек материала такой, который обеспечивает удержание жидкой фазы теплоносителя в упомянутом зазоре за счет действия капиллярных сил при любых имеющих место эксплуатационных нагрузках. По мере вытеснения жидкости из емкости 1 в контур СТР доля паровой фазы будет возрастать, но в зазоре 7 за счет действия капиллярных сил будет находиться жидкая фаза до тех пор, пока хоть в одном месте со стороны электронагревателя 2 будет жидкость. А в этот зазор 7 жидкость будет подаваться по капиллярным канавкам 5 ребер 3. In zero gravity conditions, if a liquid moistens a material, then it spreads over its surface. In the proposed device, the liquid phase of ammonia will be located on the surfaces of the ribs 3, on the surface of the electric heater 2, when it does not work, because during its operation a vapor film may form on its surface and during the entire operation time the liquid will be in the gap 7, formed by the inner surface of the container and the material 6 from a fine-meshed capillary structure, while the cell size of the material is such that it ensures the retention of the liquid phase of the coolant in said gap due to the action of capillaries molecular forces under all occurring operational loads. As the liquid is displaced from the tank 1 to the STP circuit, the fraction of the vapor phase will increase, but in the gap 7, due to the action of capillary forces, the liquid phase will remain until there is liquid at least in one place. And in this gap 7, the liquid will be supplied through the capillary grooves of 5 ribs 3.

Перфорационные отверстия 4 на ребрах 3 исключают наличие замкнутых зон в емкости. Perforation holes 4 on the ribs 3 exclude the presence of closed zones in the tank.

В процессе работы клапан 11 на дополнительном трубопроводе 10 все время открыт и из емкости в условиях невесомости отбирается паровая фаза. Это достигается тем, что выходной конец дополнительного трубопровода 10 расположен подальше от металлических поверхностей, т. е. где вероятность нахождения жидкости меньше и выходной конец снабжен перфорированным наконечником 12 из несмачиваемого теплоносителем материала. Поэтому, если в зоне нахождения наконечника 12 окажется жидкость, то за счет того, что материал наконечника не смачивается, жидкость не будет растекаться по его поверхности, а будет соприкасаться с ней в отдельных точках и в мелкие перфорационные отверстия будет отбираться только паровая фаза. Для ограничения расхода пара до требуемой величины на трубопроводе 10 после наконечника 12 установлена ограничительная шайба 13. Отбираемый по трубопроводу 10 пар направляется в систему очистки, где из него удаляются неконденсируемые газы. В результате предлагаемое устройство обеспечивает очистку теплоносителя от неконденсируемых газов, что способствует улучшению теплообмена. In the process, the valve 11 on the additional pipeline 10 is always open and the vapor phase is taken from the tank under zero gravity conditions. This is achieved by the fact that the output end of the additional pipeline 10 is located away from metal surfaces, that is, where the probability of finding the liquid is less and the output end is equipped with a perforated tip 12 of a non-wettable material. Therefore, if there is liquid in the zone of the tip 12, then due to the fact that the tip material is not wetted, the liquid will not spread on its surface, but will come into contact with it at individual points and only the vapor phase will be taken into small perforations. To limit the steam flow rate to the required value, a restriction washer 13 is installed on the pipe 10 after the tip 12. The steam taken out through the pipe 10 is sent to a purification system where non-condensable gases are removed from it. As a result, the proposed device provides cleaning of the coolant from non-condensable gases, which helps to improve heat transfer.

Таким образом, совокупность новых признаков, отсутствующих в известных технических решениях позволяет достичь нового технического результата: обеспечить работоспособность устройства при использовании в контуре СТР КА как однофазного, так и двухфазного теплоносителя в широком диапазоне температур от отрицательных до положительных, уменьшить габаритно-массовые характеристики, улучшить эксплуатационные характеристики и увеличить срок эксплуатации. Thus, the combination of new features that are absent in the known technical solutions allows us to achieve a new technical result: to ensure the operability of the device when using single-phase or two-phase coolant in a wide range of temperatures from negative to positive, to reduce the overall mass characteristics, to improve performance characteristics and extend the life of the unit.

Claims

A device for maintaining the pressure of the coolant in the circuit of the spacecraft’s thermal control system, comprising a container with a pressure maintaining source and a phase separator, connected by a sampling pipe to the circuit of the thermal control system having a measuring and control unit, characterized in that the pressure maintaining source is made in the form of a container located along the central axis a tubular electric heater with perforated fins, and a phase separator in the form of a shell made of a material with fine-mesh droplets a bright structure fixed at the ends of the said ribs and located identically to the inner surface of the tank, with a gap, the outlet end of the sampling pipe being introduced into the gap, the side surfaces of the ribs are provided with capillary grooves laid from the top to the base of the rib, and from the center of the cavity between any two ribs an additional pipeline is connected to the purification system of the vapor phase of the coolant, and the output end of the additional pipeline is equipped with a perforated tip of non-wetting direct coolant material, and the tubular heater is electrically connected to said measurement unit and the control.