技术摘要：
本发明公开了一种适用于月球重力环境的气液分离装置，包括：压缩机和一个以上相互串联的气液分离模块；其中，每个所述气液分离模块包括：离心分离管、排气管和回油管；所述离心分离管从上往下呈螺旋形排布，其采用套管形式，包括：套管外壁和套管内壁以及内外壁之间填  全部
背景技术：
热泵作为经济、节能、高效的加热手段，在地面应用中已经大量使用，以热泵空调、 热泵热水器、工业余热回收利用等方面使用最为广泛。关于热泵强化航天器散热的理论研 究，其理论提出较早，然而受航天器发展的限制，进一步的发展十分缓慢。相比传统热管等 被动热控技术，热泵具有换热效率高、系统体积小、质量轻的特点；相比两相流体技术，热泵 可以大幅提高辐射散热温度，从而有效减少辐射器面积，并且控温范围更广，系统运行稳定 可靠。因此，将热泵引入下一代航天器热控系统的研究中，将有广阔的应用前景。 作为热泵系统核心部件之一的压缩机，在地面的油气分离技术中相对成熟，而在 月球重力环境下(月球上重力大小为1/6g，其中，g为地球上重力大小)可能会出现分离效率 降低甚至无法实现分离的问题，带来的直接后果就是压缩机的效率下降、功耗增加，进而造 成热泵系统能效比的降低，严重时甚至会影响到压缩机的密封、润滑、冷却，从而导致压缩 机失效。 对于压缩机油气分离装置，地面成熟产品基本都是基于重力分离原理，通过设置 足够高的分离装置来实现油气的分离，这样的分离装置不仅体积、重量较大，而且不适用月 球重力环境；而传统的离心分离设备需要额外的能源输入，可靠性、安全性欠佳。 目前已有的一些压缩机油气分离装置的改进方案，如CN1 0 9 1 3 9 4 2 8 A、 CN108843577A、CN107630818A、CN107701393A、CN106567818A等。这些方案均是基于现有的 地面油气分离装置进行的改进。然而，这些方案均未考虑在月球重力环境下分离效率显著 降低的问题，不适用于月球重力环境。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种适用于月球重力环境的气液分离装置及其分离方 法，能够在月球重力环境下运行，并实现较高的分离效率。 本发明的技术方案为：一种适用于月球重力环境的气液分离装置，包括：压缩机和 一个以上相互串联的气液分离模块；其中，每个所述气液分离模块包括：离心分离管、排气 管和回油管； 所述离心分离管从上往下呈螺旋形排布，其采用套管形式，包括：套管外壁和套管 内壁以及内外壁之间填充的多层毛细结构芯体；所述套管内壁上设有通孔；所述多层毛细 结构芯体沿径向分为三层芯体，且每层芯体为多孔结构，其平均孔径从所述套管内壁到套 管外壁沿径向逐层减小，进而形成阶梯孔结构； 所述离心分离管的上端与压缩机的排气口连接，下端的内管通过所述排气管与冷 凝器连接，下端的多层毛细结构芯体中的外层芯体与回油管的一端连通；回油管的另一端 3 CN 111569581 A 说　明　书 2/5 页 与压缩机的回油口连通。 优选地，每个所述气液分离模块还包括：重力分离管；所述重力分离管为“L”形管， 且采用与离心分离管相同的套管形式，其设置在离心分离管和排气管之间；所述离心分离 管和重力分离管对接处的多层毛细结构芯体的外层芯体与回油管的一端连通；其中，所述 重力分离管的水平段与离心分离管连通，竖直段通过排气管与冷凝器相连；回油管与重力 分离管的竖直段分别位于重力分离管的水平段的两侧，且重力分离管的竖直段位于回油管 之上。 优选地，所述离心分离管、重力分离管、排气管和回油管的材质均采用不锈钢。 优选地，所述套管内壁上的通孔沿周向和平行于管轴的方向分别均匀分布。 优选地，所述多层毛细结构芯体的材质采用亲油性有机材料。 优选地，所述多层毛细结构芯体的材质采用亲水性材料。 优选地，所述多层毛细结构芯体各层之间无缝连接，且外表面与套管外壁无缝连 接，内表面与套管内壁无缝连接。 一种适用于月球重力环境的气液分离方法，包括以下步骤： 步骤一：气液混合物从压缩机的排气口进入离心分离管中，在螺旋形离心分离管 的离心力作用下，液滴被甩到管路内壁，并穿过套管内壁上的通孔后被多层毛细结构芯体 捕获和吸附，实现气液混合物一次分离； 步骤二：液滴在多层毛细结构芯体中毛细力差的作用下由内层逐渐向外层运动， 当多层毛细结构芯体的外层芯体饱和后，液滴在月球重力作用下进入回油管并回到压缩机 中； 步骤三：离心分离管中未被分离的液滴随气体进入重力分离管，在毛细力差的作 用力下二次分离，液滴在月球重力作用下回落到回油管，被二次分离的气体通过排气管进 入冷凝器。 有益效果： (1)本发明的气液分离装置通过模块化的气液分离模块相互串联，以及设置为螺 旋形的气液分离模块中填充的多层毛细结构芯体，简化气液分离装置的同时，能够在月球 重力环境下高效分离气液混合物，且显著减小结构的体积和重量，模块化的设计便于更换 单个失效的气液分离模块，而不影响气液分离装置继续运行。 (2)本发明的气液分离装置设置的填充有多层毛细结构芯体的重力分离管，能够 对气液混合物进行二次分离，有利于有效提高气液分离净化的效果。 (3)本发明的气液分离方法在气液分离装置的基础上，能够高效准确地进行气液 分离。 附图说明 图1为本发明实施例1中一种油气分离装置的结构示意图。 图2为图1中的A-A剖面图。 图3为本发明实施例1中另一种油气分离装置的结构示意图。 图4为本发明油气分离装置的工作原理示意图。 其中，1-压缩机，2-气液分离模块，3-离心分离管，4-重力分离管，5-排气管，6-回 4 CN 111569581 A 说　明　书 3/5 页 油管，7-套管外壁，8-套管内壁，9-多层毛细结构芯体。 需要说明的是，附图仅用于示出优选的实施方式，而并不认为是对本发明的限制。