Узел приема и консервации мочи со статическим сепаратором для разделения газожидкостной смеси на борту космического летательного аппарата



Узел приема и консервации мочи со статическим сепаратором для разделения газожидкостной смеси на борту космического летательного аппарата
Узел приема и консервации мочи со статическим сепаратором для разделения газожидкостной смеси на борту космического летательного аппарата
Узел приема и консервации мочи со статическим сепаратором для разделения газожидкостной смеси на борту космического летательного аппарата

 


Владельцы патента RU 2478538:

Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРОТЕХ" (RU)

Изобретения относятся к системам жизнеобеспечения, преимущественно космических летательных аппаратов. Предлагаемый узел содержит мочеприемник, емкости с консервантом и смывной водой, фильтр-вставку для отделения грубых механических примесей, дозатор смывной воды и консерванта, центробежный разделитель газожидкостной смеси (ГЖС), статический сепаратор ГЖС с нетканым высокогигроскопичным влагопоглощающим материалом (ВПМ), сборник с отжимом, вентилятор транспортного воздуха и емкости для сбора мочи. Вентилятор соединен с фильтром вредных примесей, а емкости снабжены датчиками их заполнения и опорожнения. Статический сепаратор имеет цилиндрический корпус (14) с днищем (16) и штуцерами (17) для ввода ГЖС и (18) вывода воздуха. Крышка (15) герметично соединена с корпусом (14), внутри которого помещена катушка с центральной осевой перфорированной трубкой (24) и ограничительными фланцами (19) с отверстиями. Между фланцами расположены спицы (20), на которые уложена лента из нетканого высокогигроскопичного ВПМ, поддерживаемая подложкой (не показаны). Между штуцером (17) и центральной осевой перфорированной трубкой (24), сообщенной со штуцером (18), образован спиральный канал для прохода разделяемой ГЖС. По меньшей мере часть канала вблизи трубки (24) снабжена клапаном из набухающего ВПМ, контактирующего с подложкой, с возможностью частичного запирания канала. В зазорах помещены прокладки (23) из того же самого нетканого высокогигроскопичного ВПМ в виде дисков. Подложка выполнена в виде гофрированной перфорированной пленки или сетки. Техническим результатом изобретений является повышение надежности работы бортового узла приема и консервации мочи, обеспечение безопасности и комфортных условий для экипажа. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения космических летательных аппаратов, например космических кораблей и орбитальных станций, и может быть использовано в пилотируемой космической технике, а также в наземных экспериментальных объектах, где моделируются длительные космические полеты с обеспечением замкнутой среды обитания.

В длительных пилотируемых полетах, на орбитальных станциях, а также для осуществления межпланетных полетов в недалеком будущем одной из первостепенных задач является обеспечение комфортных и безопасных условий для экипажа на борту, что достигается бесперебойной и надежной работой систем жизнеобеспечения. К таким системам относится, в частности, система регенерации воды из мочи, составной частью которой является узел приема и консервации мочи, снабженный средствами для разделения газожидкостной смеси (ГЖС). В случае возникновения аварийной ситуации и выхода из строя блоки и устройства, используемые в таких системах, должны быть легко и быстро заменены или отремонтированы экипажем с минимальным риском и трудозатратами. Поэтому на протяжении всей истории космических полетов такие системы находились под самым пристальным вниманием как разработчиков, так и самих экипажей в СССР (затем в России) и в США.

В книге Richard S. Johnston et al., Biochemical Results of Appolo (Scientific and Technical Information Office NASA, Washington, D.C., 1975), глава «Biomedical Results of Appolo» описана бортовая система вторичного охлаждения корабля, которая в случае аварии или частичного отказа бортовых радиаторов использует воду, регенерированную из мочи. Составной частью этой системы регенерации воды из мочи в невесомости был статический газожидкостной палладиево-серебряный водородный сепаратор. Такая система с небольшими изменениями использовалась на всех кораблях программы «Аполлон», а также в Лунном модуле. Однако статический газожидкостной сепаратор не обеспечивал надежного разделения большого потока ГЖС, работал под большим давлением, создаваемым мощными насосами и компрессорами, что требовало значительных затрат энергии и приводило к увеличению массы и габаритов как самой системы, так и корабля в целом. К недостаткам данной системы относится также и взаимосвязь линий питьевой воды и конденсата, направляемого во вторичную систему охлаждения корабля. В аварийной ситуации это могло привести к неконтролируемому загрязнению питьевой воды микробами. Поэтому для дезинфекции использовался хлор, возможная утечка которого представляла собой непосредственную угрозу жизни членов экипажа.

В более поздних изданиях, например Methods for Developing Spacecraft Water Exposure Guidelines (National Academi Press, Washington, D.C., 2000, c.19, 20), были описаны системы регенерации воды и обработки урины на американских, советских и российских космических кораблях и орбитальных станциях. На американских кораблях, так же как и ранее, использовалось хлорирование (позднее в сочетании с озонированием). К сожалению, здесь приведены лишь общие схемы и не описано конкретно разделение ГЖС.

В патенте РФ №2361789 (кл. B64G 1/48, 2009) описано устройство для регулирования влажности воздуха в обитаемом отсеке пилотируемого космического аппарата, содержащее блок разделения влаги и газа, включающий два патрона с регенерируемым влагопоглощающим сорбентом и двуполостной газожидкостной теплообменник-конденсатор с промежуточным влагосборником. Этот блок достаточно эффективен для осушки и кондиционирования воздуха, т.е. для улавливания небольшого количества паров, находящихся в атмосфере космического аппарата. В теплообменнике-конденсаторе пар, присутствующий в воздухе, переводится в капельную жидкость, количество которой незначительно. Поэтому описанный в этом документе блок не предназначен для разделения газа и большого количества жидкости.

В патенте РФ №2046080 (кл. B64G 1/60, 1995) описаны способ и система регенерации воды из мочи на борту космического летательного аппарата, включающая узел приема и консервации мочи, состоящий из мочеприемника, емкостей с консервантом и со смывной водой, дозаторов смывной воды и консерванта, центробежного разделителя ГЖС, вентилятора транспортного воздуха, фильтра вредных примесей, выбрасывающего очищенный от влаги и вредных примесей воздух в кабину. Данный узел также содержит емкости для консервированной мочи и датчики их заполнения. Такой же узел по сути описан и в патенте РФ №2127627 (кл. B01D 3/08, 1999), принятом в качестве наиболее близкого аналога к предложенному узлу для разделения ГЖС.

Основным недостатком узлов, описанных в данных патентах, является то, что в случае аварийной ситуации при выходе из строя центробежного сепаратора вся неразделенная смесь, содержащая большое количество жидкости и транспортный воздух, движущаяся в потоке с большой скоростью, оседает на фильтре вредных примесей, забивая его. В результате создается угроза проскока ГЖС непосредственно в кабину. Совершенно очевидно и то, что в этом случае происходит сбой в работе последующих блоков извлечения воды из мочи и сорбционно-каталитической очистки извлеченной воды. Поскольку в указанных известных системах не предусмотрены дублирующие узлы, то для замены или ремонта вышедших из строя устройств необходимо отключение всей системы регенерации воды из мочи, что в условиях полета подвергает опасности весь экипаж.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы узла приема и консервации мочи на борту космического летательного аппарата, обеспечение безопасности и комфортных условий для экипажа.

Это достигается тем, что в известном узле приема и консервации мочи на борту космического летательного аппарата, включающем мочеприемник, емкости с консервантом и со смывной водой, дозатор смывной воды и консерванта, центробежный разделитель ГЖС, вентилятор транспортного воздуха, соединенный по ходу потока с фильтром вредных примесей, емкости для сбора мочи с датчиками их заполнения и опорожнения, согласно изобретению мочеприемник сообщен с фильтром-вставкой для отделения грубых механических примесей, а на линии воздуха, отсепарированного в центробежном разделителе ГЖС, установлен статический сепаратор ГЖС с нетканым высокогигроскопичным влагопоглощающим материалом, причем выход статического сепаратора ГЖС сообщен с входом сборника с отжимом, сообщенного, в свою очередь, с фильтром вредных примесей через вентилятор транспортного воздуха.

Для повышения надежности узел дополнительно снабжен байпасной линией с клапаном, вмонтированной с одной стороны перед входом центробежного разделителя ГЖС, а с другой - перед входом в статический сепаратор ГЖС, при этом на соответствующих основных линиях также установлены клапаны.

Фильтр-вставка, вход которого сообщен с выходом мочеприемника, а выход - со входом центробежного разделителя ГЖС, обеспечивает отделение возможных механических примесей и исключает их попадание в центробежный разделитель ГЖС, преждевременный износ деталей последнего и его засорение.

Статический сепаратор ГЖС, вход которого соединен с выходом центробежного разделителя ГЖС по линии отсепарированного воздуха, заполнен высокогигроскопичным влагопоглощающим материалом. В случае выхода из строя центробежного разделителя ГЖС это позволит быстро и надежно уловить подавляющее количество капельной жидкости, а в сборнике с отжимом очистить воздух от следовых количеств капельной жидкости. Влагоемкость статического сепаратора ГЖС достаточно высока для того, чтобы обеспечить длительность процесса поглощения жидкости, что, в свою очередь, даст возможность ремонта или замены центробежного разделителя ГЖС без сбоев в работе последующих блоков и отключения всей системы регенерации воды из мочи. Вследствие высокой влагоемкости статического сепаратора ГЖС даже в аварийной ситуации обеспечивается разделение ГЖС и поступление очищенного воздуха в атмосферу летательного аппарата, не подвергая опасности экипаж и не создавая ему дискомфорт.

Из патента США №3300949, опубликованного 31.01.1967, известен статический сепаратор для разделения ГЖС в условиях невесомости, содержащий камеры для сбора газа и жидкости, а также два контейнера с влагопоглощающим материалом, разделенные перегородкой. В нижнем контейнере, непосредственно сообщающемся с камерой для сбора жидкости при помощи отверстий, находится плотно сжатый влагопоглощающий материал. В верхнем контейнере, сообщающемся с патрубком для ввода ГЖС, находится тот же, но менее сжатый материал. Разделение ГЖС осуществляется за счет перепада давлений между верхним и нижним контейнерами. Данный статический сепаратор эффективен и компактен, но для обеспечения перепада давлений необходимо подавать ГЖС под высоким давлением на вход и создавать разрежение на выходе с использованием соответствующих средств, что является одним из важнейших недостатков данного сепаратора. Среди недостатков следует также отметить значительное гидравлическое сопротивление, напрямую зависящее от количества жидкости в нижнем контейнере. Поскольку в процессе работы количество жидкости в нижнем контейнере постоянно увеличивается, соответственно увеличивается и гидравлическое сопротивление. Необходимость предварительного насыщения жидкостью плотно сжатого влагопоглощающего материала усложняет эксплуатацию сепаратора, что также является его недостатком.

Из патента США №6942718 (кл. B01D 19/00, 2005) известен статический сепаратор для разделения ГЖС в условиях невесомости, содержащий емкость с изменяющимся объемом, выполненную из газопроницаемого гидрофобного микропористого полимерного материала. ГЖС прокачивается через эту емкость под большим давлением. Отделенная жидкость удаляется через патрубок, а газ удаляется, проходя через микропоры полимерного материала. Недостатком данного сепаратора, как и предыдущего, является необходимость обеспечения высокого давления на входе с помощью соответствующих средств, что увеличивает массу и габариты системы в целом. Помимо этого полимерный материал постепенно теряет свои свойства и требует замены.

Наиболее близким аналогом предложенного статического сепаратора для разделения ГЖС на борту космического летательного аппарата является статический сепаратор, описанный в патенте РФ на полезную модель №103095 (кл. В64G 1/46, 2010), содержащий цилиндрический корпус с внутренним цилиндром, штуцеры для ввода ГЖС и вывода газа и жидкости. В корпусе находится влагопоглощающий материал для удаления жидкости и ее транспортировки к внутреннему цилиндру, контактирующий с капиллярно-пористой мембраной, образующей с корпусом кольцевой канал. Жидкость из потока ГЖС аккумулируется засыпкой из влагопоглощающего материала - поливинилформаля, отсасывается за счет перепада давлений через капиллярно-пористую мембрану в жидкостную полость и выводится из сепаратора. Воздух проходит между фрагментами засыпки влагопоглощающего материала и выводится через соответствующий штуцер. Этот сепаратор, как и предыдущие, работает с использованием внешнего источника давления, и поэтому ему присущи все перечисленные выше недостатки. Кроме того, засыпка из набухающего материала - поливинилформаля и узкий кольцевой зазор между корпусом и мембраной создают высокое гидравлическое сопротивление, что делает невозможным использование данного статического сепаратора для большого потока ГЖС, который неизбежно забьет этот зазор.

Задачей изобретения является уменьшение габаритов и массы статического сепаратора ГЖС, снижение гидравлического сопротивления и энергопотребления за счет исключения необходимости использования внешних источников высокого давления, а также повышение влагоемоксти и упрощение эксплуатации.

Это достигается тем, что в статическом сепараторе для разделения ГЖС на борту космического летательного аппарата, имеющем цилиндрический корпус с днищем и штуцерами для ввода ГЖС и вывода воздуха, заключающем в себе влагопоглощающий материал, и герметично соединенную с корпусом крышку, согласно изобретению внутри корпуса с зазорами относительно крышки и днища помещена катушка с центральной осевой перфорированной трубкой и ограничительными фланцами, снабженными отверстиями, между фланцами расположены спицы, на которые уложена лента из нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала, поддерживаемая подложкой так, что между штуцером для ввода ГЖС, расположенным на периферийной части крышки и совпадающим с одним из отверстий фланца, и центральной осевой перфорированной трубкой катушки, сообщенной с соосно расположенным штуцером вывода воздуха, образован спиральный канал для прохода разделяемой ГЖС, по меньшей мере, часть канала, расположенного вблизи от центральной осевой перфорированной трубки, снабжена клапаном из набухающего влагопоглощающего материала, контактирующего с подложкой с возможностью, по меньшей мере, частичного запирания канала, при этом в указанных зазорах помещены прокладки из того же нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала в виде дисков. Подложка может быть выполнена в виде гофрированной перфорированной пленки или сетки.

Такой спиральный канал позволяет максимально использовать кинетическую энергию потока ГЖС путем создания искусственной гравитации за счет центробежных сил, отбрасывающих капли жидкости к поверхности нетканого гидрофильного материала, что улучшает эффект поглощения влаги. Объем нетканого гидрофильного материала выбирается из расчета произведения длины ленты на ее ширину и толщину и принимается равным заданному объему поглощаемой жидкости, деленному на максимальный гарантированный коэффициент поглощения влаги данным материалом, что максимально уменьшает массу и габариты сепаратора, обеспечивая его компактность.

Ширина канала между витками спирали подбирается опытным путем исходя из конкретных условий и обеспечивает значительное уменьшение величины гидравлического сопротивления и габаритов сепаратора. Поэтому для его функционирования не требуются громоздкие и энергоемкие средства для создания высокого давления, например насосы или компрессоры, и движение потока ГЖС создается обычным вентилятором. Это значительно упрощает эксплуатацию сепаратора.

Контакт прокладок с лентой через отверстия фланцев способствует увеличению влагоемокости сепаратора.

В качестве нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала можно использовать любой гигроскопичный материал, например войлок, а в качестве набухающего влагопоглощающего материала - полвинилформаль, широко использующийся в аналогичных сепараторах. Допускается использование и других доступных набухающих материалов.

В известных устройствах для осушки и кондиционирования воздуха в герметичных отсеках космических кораблей используются дополнительные слои для поглощения остаточной жидкости и увеличение длины каналов, по которым движется разделяемая смесь.

Так, например, в патенте РФ №2134857 (кл. F28D 7/00, 1999) описано устройство для осушки воздуха, снабженное основным и дополнительным фитилями из поливинилформаля. Однако, во-первых, оно имеет большое гидравлическое сопротивление и не может работать от вентилятора, как предложенное. Во-вторых, оно имеет другое назначение - только для осушки воздуха, причем капельная жидкость в виде конденсата создается непосредственно в этом устройстве с помощью теплообменников, охладителей и конденсаторов, что усложняет его конструкцию. Наконец, в-третьих, в данном устройстве не предусмотрен спиральный канал.

В другом аналогичном решении, раскрытом в патенте РФ №2118759 (кл. F24F 3/14, 1998), отделение влаги, как и в нашем случае, осуществляется за счет центробежных сил, но отсутствуют другие черты, присущие предложенному сепаратору: спиральный канал, спицы, подложка, лента из нетканого гидрофильного материала. Это устройство также имеет другое назначение - только для регулирования влажности воздуха.

В патенте РФ №2053926 (кл. B64G 1/60, 1996) описано устройство, близкое по назначению к предложенному: для отделения жидкости от воздушного потока. В этом достаточно простом устройстве использован влагопоглощающий материал, через который пропускают воздушно-водяную смесь. Для максимально полного использования влагопоглотительных свойств материала его предварительно замачивают до заданной степени поглощения, а затем отжимают до массы, не превышающей двукратной массы сухого элемента. Здесь, как мы видим, не используются центробежные силы. При работе этого устройства возможен проскок капель в виде аэрозоля. Данное устройство может быть эффективным для удаления малого количества капельной жидкости из большого потока газа, но в предложенном узле оно не будет работать.

Таким образом, ни один из статических сепараторов, известных на сегодняшний день, не способен решить поставленные задачи.

На фиг.1 схематично изображена блок-схема предложенного узла для разделения ГЖС на борту космического летательного аппарата.

На фиг.2 изображен главный вид предложенного статического сепаратора ГЖС в разрезе, а на фиг.3 - разрез А-А главного вида предложенного статического сепаратора ГЖС с выносками Б и В.

На чертежах указаны следующие позиции:

1 - мочеприемник;

2 - фильтр-вставка,

3 - дозатор,

4 - центробежный разделитель ГЖС,

5 - статический сепаратор ГЖС,

6 - емкость для сбора урины с датчиками заполнения и опорожнения,

7 - приемник твердых отходов,

8 - сборник с отжимом,

9 - вентилятор,

10 - фильтр вредных примесей,

11, 12, 13 - клапаны,

14 - корпус статического сепаратора,

15 - крышка статического сепаратора,

16 - днище статического сепаратора,

17 - штуцер для ввода ГЖС,

18 - штуцер для вывода воздуха,

19 - фланцы катушки,

20 - спицы,

21 - лента из нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала,

22 - подложка,

23 - прокладки,

24 - центральная осевая перфорированная трубка катушки,

25 - отверстия,

26 - спиральный канал,

27 - клапан из набухающего влагопоглощающего материала.

Узел для разделения ГЖС, блок-схема которого изображена на фиг.1, включает: мочеприемник 1, фильтр-вставку 2, дозатор консерванта и смывной воды 3, центробежный разделитель ГЖС 4, статический сепаратор ГЖС 5, емкость для сбора урины 6 с датчиками заполнения и опорожнения, приемник твердых отходов 7, сборник с отжимом 8, вентилятор 9 и фильтр вредных примесей 10.

Узел работает следующим образом.

Урина из мочеприемника 1, увлекаясь потоком воздуха, создаваемым вентилятором 9, проходит через фильтр-вставку 2 для отделения возможных грубых механических примесей и соединяется с консервантом и смывной водой, подаваемыми из дозатора 3. Наличие фильтра-вставки 2 предотвращает попадание грубых механических примесей в центробежный разделитель ГЖС 4, способствуя, таким образом, его более надежной работе. Образовавшаяся ГЖС поступает в центробежный разделитель ГЖС 4, где за счет центробежных сил, создаваемых, например, вращением центрального вала, происходит разделение воздуха и жидкости.

В предложенном узле может быть использован любой известный центробежный разделитель ГЖС с центральным валом, предназначенный для работы в невесомости, например описанный в патенте США №325780 (опубликованном 28.06.1966) или описанный в Международной заявке №97/23270 (кл. B01D 45/14, 1997). Такие разделители являются сложными устройствами, работающими с большими нагрузками. Поэтому именно они являются слабым звеном всего узла, использовать который невозможно в случае их выхода из строя.

Для решения этой проблемы на линии воздуха, отсепарированного в центробежном разделителе ГЖС 4, дополнительно установлен статический сепаратор ГЖС 5. Для повышения надежности блок может быть дополнительно снабжен байпасной линией. В случае отказа центробежного разделителя ГЖС 4 закрываются клапаны 11 и 12, открывается клапан 13, обеспечивая движение ГЖС в обход центробежного разделителя ГЖС 4.

В статическом сепараторе 5 случае работы центробежного разделителя ГЖС 4 поглощается остаточная жидкость, а при отказе центробежного разделителя ГЖС 4 - вся неразделенная жидкость. Влагоемкость статического сепаратора ГЖС 5 достаточна для поглощения жидкости из потока ГЖС объемом до 2 л. За то время, когда поглощается это количество жидкости, экипаж имеет возможность починить или заменить центробежный разделитель ГЖС 4.

При штатной работе центробежного разделителя ГЖС 4 урина поступает в емкость для сбора урины 6, степень заполнения которой показывают датчики, и, при необходимости, на дальнейшее выделение воды из урины, осуществляемое известными методами. При сбое работы центробежного разделителя ГЖС 4 или его отказе вся неразделенная ГЖС поступает в статический сепаратор 5.

Воздух после статического сепаратора 5 смешивается с транспортным воздухом из сборника твердых отходов 7. Эта смесь поступает в сборник с отжимом, где освобождается от капельной влаги, и далее, пройдя через вентилятор 9 и фильтр вредных примесей 10, поступает в систему регенерации атмосферы.

Статический сепаратор ГЖС 5, главный вид которого в разрезе изображен на фиг.2, имеет цилиндрический корпус 14 с днищем 16, штуцером 17 для ввода ГЖС и штуцером 18 вывода воздуха, герметичную крышку 15. Внутри цилиндрического корпуса 14 вставлена катушка с центральной осевой перфорированной трубкой 24 и ограничительными фланцами 19 с зазорами к крышке 15 и днищу 16, в которых помещены прокладки 23 в виде дисков. Между фланцами 19 распложены спицы 20, на которые уложена лента 21 из нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала, например войлока, поддерживаемая подложкой 22. Спицы 20, подложка 22 и лента 21 образуют спиральный канал 26, который начинается от штуцера ввода ГЖС 17, расположенного на периферийной части крышки 15, и заканчивается у центральной осевой перфорированной трубки 24, соосно с которой расположен штуцер вывода воздуха 18. Прокладки 23 и лента 21 выполнены из одинакового материала. Прокладки 23, контактируя с лентой 21 посредством отверстий 25 во фланцах 19, впитывают избыточное количество влаги, уплотняют места соединения фланцев 19 с крышкой 15 и днищем 16 и являются амортизаторами при больших механических нагрузках, возникающих при перегрузках во время взлета и посадки, которые могут быть причиной механического повреждения сепаратора.

На разрезе А-А статического сепаратора 5, изображенном на фиг.3, показано, как образован спиральный канал 26, при помощи спиц 20, ленты 21 и подложки 22, на выноске Б - часть канала 26 в увеличенном виде. Здесь же показаны отверстия 25 в одном из фланцев 19. Такие же отверстия выполнены в другом фланце. Подложка 22 необходима для фиксации ленты 21 и для дополнительного снижения гидравлического сопротивления за счет прохождения небольшой части влаги. Подложка 22 может быть выполнена в виде гофрированной перфорированной пленки или сетки из полимерного материала или химически стойкого металла.

По меньшей мере, часть канала 26, расположенного вблизи от центральной осевой перфорированной трубки 24, снабжена клапаном 27 из набухающего влагопоглощающего материала, контактирующего с подложкой 22 с возможностью, по меньшей мере, частичного запирания канала 26, как показано на выноске В.

ГЖС, поступающая в статический сепаратор 5 через штуцер 17 для ввода ГЖС, проходит по спиральному каналу 26 и постепенно освобождается от капельной жидкости, поглощаемой материалом ленты 21. Воздух, не содержащий капельной жидкости, через перфорации в осевой перфорированной трубке 24 катушки удаляется из сепаратора через штуцер 18. По мере впитывания влага проникает от периферийных участков спирального канала 26 к центральным. Когда ресурс влагопоглощающего материала ленты 21 близок к исчерпыванию и в нем скопилось достаточное количество жидкости, клапан 27 из набухающего влагопоглощающего материала перекрывает спиральный канал 26 полностью или частично, гидравлическое сопротивление сепаратора 5 резко увеличивается. Если узел оборудован датчиками давления, соединенными с блоком управления, то на него поступает соответствующий сигнал для экипажа о необходимости замены статического сепаратора.

Предложенный сепаратор ГЖС прост по своей конструкции, удобен в эксплуатации, компактен, имеет небольшую массу и габариты по сравнению с известными аналогами, работает только от вентилятора и не требует дополнительного оборудования для создания давления. Блок консервации мочи с таким сепараторам надежен и способен работать даже в аварийных ситуациях, обеспечивая безопасные и комфортные условия для экипажа, что делает его безусловно перспективным для использования как на уже функционирующих космических летательных аппаратах, так и на проектируемых.

1. Узел приема и консервации мочи на борту космического летательного аппарата, включающий мочеприемник, емкости с консервантом и со смывной водой, дозатор смывной воды и консерванта, центробежный разделитель газожидкостной смеси (ГЖС), вентилятор транспортного воздуха, соединенный по ходу потока с фильтром вредных примесей, емкости для сбора мочи с датчиками их заполнения и опорожнения, отличающийся тем, что мочеприемник сообщен с фильтром-вставкой для отделения грубых механических примесей, а на линии воздуха, отсепарированного в центробежном разделителе ГЖС, установлен статический сепаратор ГЖС с нетканым высокогигроскопичным влагопоглощающим материалом, причем выход статического сепаратора ГЖС сообщен с входом сборника с отжимом, сообщенного, в свою очередь, с фильтром вредных примесей через вентилятор транспортного воздуха.

2. Узел приема и консервации мочи по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен байпасной линией с клапаном, вмонтированной с одной стороны перед входом центробежного разделителя ГЖС, а с другой - перед входом в статический сепаратор ГЖС, при этом на соответствующих основных линиях также установлены клапаны.

3. Статический сепаратор для разделения ГЖС на борту космического летательного аппарата, имеющий цилиндрический корпус с днищем и штуцерами для ввода ГЖС и вывода воздуха, заключающий в себе влагопоглощающий материал и герметично соединенную с корпусом крышку, отличающийся тем, что внутри корпуса с зазорами относительно крышки и днища помещена катушка с центральной осевой перфорированной трубкой и фланцами, снабженными отверстиями, между фланцами расположены спицы, на которые уложена лента из нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала, поддерживаемая подложкой так, что между штуцером для ввода ГЖС, распложенным на периферийной части крышки и совпадающим с одним из отверстий фланца, и центральной осевой перфорированной трубкой катушки, сообщенной с соосно расположенным штуцером вывода воздуха, образован спиральный канал для прохода разделяемой ГЖС, причем по меньшей мере часть канала, расположенного вблизи от центральной осевой перфорированной трубки, снабжена клапаном из набухающего влагопоглощающего материала, контактирующего с подложкой, с возможностью по меньшей мере частичного запирания указанного канала, при этом в указанных зазорах помещены прокладки из того же самого нетканого высокогигроскопичного влагопоглощающего материала в виде дисков.

4. Статический сепаратор по п.3, отличающийся тем, что подложка выполнена в виде гофрированной перфорированной пленки или сетки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к туалету для использования в условиях космоса. .

Изобретение относится к устройствам для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей в условиях невесомости и может использоваться в космической технике. .

Изобретение относится к устройствам для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей в условиях невесомости и может использоваться в космической технике. .

Изобретение относится к области систем обеспечения жизнедеятельности экипажей герметичных объектов, например космических кораблей, орбитальных станций, а именно к системам водообеспечения, в которых требуется полное отделение газа от жидкости и жидкости от газа из входящего газожидкостного потока.

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения пилотируемых космических аппаратов (КА), оснащенных газореактивными системами ориентации. .
Изобретение относится к способам жизнеобеспечения, в частности в изолированных объектах. .

Изобретение относится к тиснению впитывающей бумаги санитарного или бытового назначения. .

Изобретение относится к контейнерам для сбора и хранения бытовых отходов жизнедеятельности экипажей пилотируемых космических аппаратов, но может быть также использовано для доставки различных продуктов на орбитальную космическую станцию.

Изобретение относится к средствам обеспечения нормальной жизнедеятельности экипажей пилотируемых космических аппаратов. .

Изобретение относится к средствам обеспечения жизнедеятельности экипажа космического аппарата. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в червячных машинах, предназначенных для обезвоживания суспензионных материалов. .

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания гранулированных и кристаллических продуктов и позволяет повысить эффективность обезвоживания. .

Изобретение относится к процессам фильтрования на дисковы.х фильтрах закрытого типа и позволяет повысить производительность фильтра при сокрашении потерь фильтрата.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройству оборудования для физических упражнений, предназначенного для использования в космосе
Наверх